吳起地區(qū)長2油層組侵蝕殘余地層油藏控制因素

杜凌春, 李鳳杰, 屈雪林, 張　雁, 侯景濤, 蘇幽雅

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))，成都 610059；

2.中國石油長慶油田分公司 第三采油廠，銀川 750006)

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吳起地區(qū)長2油層組侵蝕殘余地層油藏控制因素

杜凌春1, 李鳳杰1, 屈雪林1, 張雁2, 侯景濤2, 蘇幽雅2

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))，成都 610059；

2.中國石油長慶油田分公司 第三采油廠，銀川 750006)

[摘要]通過鑄體薄片、掃描電鏡和壓汞分析，以及依據(jù)油藏所處的構(gòu)造形態(tài)、儲(chǔ)層成因類型、油藏成藏要素等對(duì)油藏進(jìn)行解剖分析，探討鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)長2油層組侵蝕殘余地層油藏的控制因素。吳起地區(qū)長2油層組儲(chǔ)層砂體孔隙類型主要為剩余原生粒間孔和次生溶孔，孔隙結(jié)構(gòu)分選中等；發(fā)育上傾尖滅型、透鏡體型、小幅背斜構(gòu)造型和復(fù)合成因型4種油藏類型。鄂爾多斯盆地延長組侵蝕殘余地層油藏成藏受古地貌、巖性和構(gòu)造等多重因素的控制，油藏主要分布于古河道兩側(cè)的斜坡帶上。地層完整的長2油層組內(nèi)，小幅背斜構(gòu)造與分流河道砂體疊置，形成規(guī)模較大的構(gòu)造-巖性復(fù)合成因油藏，是吳起地區(qū)長2油層組主要的油藏類型。

[關(guān)鍵詞]殘余地層；油藏控制因素；長2油層組；吳起地區(qū)；鄂爾多斯盆地

Controlling factors of erosion paleogeomorphology oil pool of

鄂爾多斯盆地三疊系延長組發(fā)育河流三角洲沉積，地層保存完整，自上而下可分為長1-長10油層組[1-3]。晚三疊世末期，受印支運(yùn)動(dòng)的影響，盆地整體抬升，延長組頂部遭受長期淋濾、風(fēng)化剝蝕及河流侵蝕等地質(zhì)作用，形成水系廣布、溝壑縱橫、起伏不平的古地形[4]。地層保存參差不齊，河谷侵蝕可達(dá)幾百米、深至長6油層組[5]。下侏羅統(tǒng)富縣組和延安組與上三疊統(tǒng)之間呈角度不整合，在侵蝕河谷地帶呈“U”字形展布，是鄂爾多斯盆地侏羅系重要的油氣運(yùn)移通道[6]。延長組的油氣沿該通道向上運(yùn)移的過程中，不但可以到達(dá)侏羅系[7]，而且也可以運(yùn)移至古地貌中殘余延長組的分流河道砂體中，進(jìn)而聚集成藏。古地貌上部的侏羅系油藏分布廣泛，已為勘探所證實(shí)[6-9]；而關(guān)于古地貌下部侵蝕殘余的延長組的油藏分布控制因素的研究成果卻較少。鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)位于侏羅系寧陜古河和蒙陜古河二級(jí)古河的交匯處，河谷下切深度可達(dá)150 m，深切延長組至長2油層組，保存了長2油層組侵蝕殘余古地貌。近年來，該區(qū)的油氣勘探也獲得了良好的顯示，這為該區(qū)延長組侵蝕殘余古地貌油藏成藏分布與成藏控制因素的分析提供了充分的資料。本文在吳起地區(qū)長2油層組儲(chǔ)層特征分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行油藏成藏分布與成藏控制因素的研究，為鄂爾多斯盆地延長組侵蝕殘余古地貌油藏成藏控制因素的分析提供借鑒。

圖1　鄂爾多斯盆地構(gòu)造及吳起地區(qū)位置Fig.1　Structure of Ordos Basin and location map of Wuqi area

1儲(chǔ)層特征

1.1巖石學(xué)特征

通過薄片觀察和鑒定，確認(rèn)吳起地區(qū)長2油層組砂巖主要以細(xì)—中粒長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖和長石砂巖為主，砂巖中石英的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)為27.2%～36.3%，平均為31.3%；長石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.2%～49.8%，平均為43.5%；巖屑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.3%～25.5%，平均為17.9%。長2油層組的填隙物平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.86%，填隙物主要為黏土質(zhì)(圖3-A)，其次為碳酸鹽膠結(jié)物(圖3-B)，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4.46%和3.02%。

1.2孔隙類型

據(jù)鑄體薄片和掃描電鏡分析，認(rèn)為吳起地區(qū)長2油層組砂巖儲(chǔ)層孔隙類型有殘余粒間孔(包括粒間溶孔)、長石溶孔、巖屑溶孔、雜基溶孔、晶間孔等類型。其中粒間孔、長石溶孔是其最主要儲(chǔ)集空間，分別占孔隙體積的52%和30%。另外，雜基溶孔、巖屑溶孔也有分布，分別為1.7%和8.3%；但由于孔隙較小，連通性較差，對(duì)儲(chǔ)層影響不大。

圖2　吳起地區(qū)長231油層亞段沉積微相與構(gòu)造分布圖Fig.2　The distributions of microfacies and structure of the Chang 231 oil reservoir in Wuqi area

圖3　吳起地區(qū)長2油層組主要儲(chǔ)層特征與孔隙類型Fig.3　Reservoir characteristics and pore types of the Chang 2 oil reservoir group in the Wuqi area(A)雜基含量高，部分發(fā)生重結(jié)晶，高48井，長21油層段，深度1 330.3 m; (B)方解石的連生膠結(jié)， ZJ36井，長23油層段，深度1 504.6 m; (C)綠泥石包膜、發(fā)育的粒間孔，高48井， 長22油層段，深度1 371.15 m; (D)石英次生加大、粒內(nèi)溶孔、粒間孔， 塞520井， 長22油層段， 深度1 371.15 m

原生粒間孔：吳起地區(qū)長2油層組的原生粒間孔多數(shù)是環(huán)邊綠泥石膜形成之后剩余的粒間孔隙[10]，孔隙相對(duì)發(fā)育(圖3-C、D)。

溶蝕孔是指顆粒之間或顆粒內(nèi)由溶蝕作用形成的再生孔隙，從成分上可以分為長石溶孔和巖屑溶孔，從發(fā)生溶蝕的部位又可分為粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔。長2油層組儲(chǔ)層中所見的粒間溶孔大多數(shù)是在原生孔隙基礎(chǔ)上沿顆粒邊緣或填隙物溶解擴(kuò)大而成，多數(shù)為原生粒間孔與次生粒間溶孔的混合孔隙(圖3-D)；長2油層組的粒內(nèi)溶孔主要為長石粒內(nèi)溶孔，由溶蝕作用產(chǎn)生(圖3-D)。

長2油層組儲(chǔ)層平均孔隙度為15.98%，孔徑為27 μm，喉道直徑為0.57 μm，平均面孔率約5.63%。

1.3孔隙結(jié)構(gòu)特征

吳起地區(qū)長2油層組砂巖儲(chǔ)層的排驅(qū)壓力為0.0121～1.3936 MPa，均值為0.1236 MPa；中值壓力為0.3756～23.2700 MPa，均值為3.9854 MPa；喉道中值半徑為0.0611～0.7094 μm，均值為0.3234 μm；分選系數(shù)為1.2378～3.1030，均值為1.9233，分選性中等；歪度系數(shù)為-0.2556～1.9561，均值為0.8310,總體表現(xiàn)為負(fù)偏；退汞效率為16.60%～45.60%，均值為28.86%。

總體來看，吳起地區(qū)長2油層組砂巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的分選中等，喉道分布略顯粗歪度，排驅(qū)壓力總體較低，最大進(jìn)汞飽和度與退汞效率均較高。

2油藏類型

吳起地區(qū)延長組長2油層組油藏分布眾多，已經(jīng)建產(chǎn)或獲得良好試油成果的油藏包括五里灣的長22油層段、吳94井區(qū)的長23油層段、新11井和高48井的長21油層段等。本文從油藏所處的構(gòu)造形態(tài)、儲(chǔ)層成因類型、油藏成藏要素等方面對(duì)這些油藏進(jìn)行詳細(xì)解剖(表1)，總結(jié)出吳起地區(qū)長2油層組發(fā)育上傾尖滅型、透鏡體型、小幅背斜構(gòu)造型和復(fù)合成因型4種油藏類型。

上傾尖滅型油藏：吳起地區(qū)長2油層組三角洲平原分流河道砂體呈近北東向展布，而油藏展布方向近東西向，二者斜交，相間的分流河道砂體被分流間洼地泥巖分隔，構(gòu)成砂體上傾方向優(yōu)越的遮擋條件。如圖4-A中高11井區(qū)長22油層段，下部長7油層組深湖相生油源巖產(chǎn)生的油氣[4]，在沿西傾單斜上傾方向運(yùn)移至泥巖所分割的分流河道砂體中聚集；加之長2油層組分流河道砂體內(nèi)底水發(fā)育，驅(qū)動(dòng)油氣向高部位運(yùn)移，形成上傾尖滅型油氣藏(圖4-A)。

透鏡體型油藏：這種油藏屬于巖性油藏，僅僅是儲(chǔ)油砂體呈透鏡狀被分流間洼地泥巖所包圍，不需要特殊的構(gòu)造地質(zhì)條件，如小幅背斜構(gòu)造等，分流間洼地沉積可以是良好的烴源巖[11]。透鏡體砂巖位于源巖內(nèi)，生成的油氣可直接通過毛細(xì)管力作用進(jìn)入孔隙[12]或通過裂隙運(yùn)移至砂巖透鏡體中聚集成藏，如圖4-B中的高11井和新85井油藏就是透鏡體油藏類型。

小幅背斜構(gòu)造油藏：吳起地區(qū)位于向西傾斜的平緩單斜-伊陜斜坡上，在此單斜背景之上發(fā)育的大型寬緩鼻狀構(gòu)造的軸線方向與單斜傾向一致，有利于油氣沿構(gòu)造線的法線方向向高部位運(yùn)移，形成良好的小幅背斜油藏(圖4-C)，也可以是由厚度大的分流河道砂體差異壓實(shí)形成小幅背斜(圖4-D)。

復(fù)合成因油藏：該類型的油藏成藏模式為鼻狀構(gòu)造高部位與分流河道砂體相匹配構(gòu)成小幅背斜構(gòu)造-巖性圈閉成藏模式。該類型油藏是吳起地區(qū)長2油層組最主要的類型。

3油藏富集規(guī)律與主控因素

3.1油藏富集規(guī)律

本文在對(duì)吳起地區(qū)長2油層組殘余地層劃分的基礎(chǔ)上，分別將該區(qū)的沉積微相、殘余古地貌分布圖和頂面起伏構(gòu)造圖與油藏和出油井點(diǎn)進(jìn)行疊置(圖2)，以分析該區(qū)油藏的富集規(guī)律。通過對(duì)吳起地區(qū)長2油層組主要油藏特征的詳細(xì)解剖和油藏類型分析，長2油藏發(fā)育的厚度大、連片性好的分流河道砂體，具有良好的物性，這是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的基礎(chǔ)。油藏分布主要受侵蝕殘余古地貌、西傾單斜坡帶上形成的鼻狀隆起小幅背斜構(gòu)造和巖性圈閉控制。

表1　吳起地區(qū)長2油層組油藏特征

圖4　吳起地區(qū)長2油層組油藏類型Fig.4　Types of oil accumulation with the Chang 2 oil reservoir group in the Wuqi area

從吳起地區(qū)長2油層組殘余古地貌圖上可以看出，在侏羅系下切古河道侵蝕作用下，形成了侵蝕古河谷缺失區(qū)、河間丘和斜坡帶3種古地貌單元類型(圖2)。在3種古地貌單元中，長2油層組的地層保存存在差異，導(dǎo)致其內(nèi)油藏的分布也存在明顯差別。

a.侵蝕古河谷缺失區(qū)：在吳起地區(qū)侏羅系古河下切延長組可達(dá)長23油層段，顯然該區(qū)地層保存不完整，不利于油氣的聚集；但是該侵蝕古河谷缺失區(qū)是延長組與上覆侏羅系之間的不整合界面，是油氣運(yùn)移的主要通道[4-6]。

b.河間丘：受寧陜和蒙陜Ⅱ級(jí)古河聯(lián)合作用，在吳起地區(qū)發(fā)育面積較大的河間丘。該河間丘僅保存部分長2油層組，而且在河間丘南西和北東兩側(cè)均為古河道切割，從而使得長2油層組形成透鏡體的形狀。該區(qū)油藏不發(fā)育，主要為巖性油藏。

3.2油藏主控因素

3.2.1油源與油氣輸導(dǎo)條件

鄂爾多斯盆地延長組各層段分布的潛在烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度、類型及成熟度的綜合研究表明，長4+5、長6、長7、長8及長9段均具有一定的生烴能力[13]。長7段烴源巖是延長組最為重要的優(yōu)質(zhì)烴源巖[13-15]，吳起地區(qū)長2油藏的油氣，也主要來自長7段烴源巖。研究表明，長7期烴源巖生烴增壓造成的異常高壓[13-16]，為原油運(yùn)移提供了強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力和隱性的輸導(dǎo)通道[13]，使得長7期烴源巖生成的油氣能夠通過裂縫型運(yùn)輸通道和連通砂體[14]，運(yùn)移到長2油層組聚集，在適合的圈閉條件中保存下來，最終形成長2油藏。此外，在侏羅系與延長組古河谷不整合接觸之處，“U”形不整合接觸界面也是油氣運(yùn)移的重要通道[16]。

3.2.2油藏主控因素

在吳起地區(qū)3種侵蝕殘余古地貌單元中，油藏的分布存在明顯的差異?？偨Y(jié)吳起地區(qū)長2油層組油藏成藏受古地貌、巖性和構(gòu)造等多重因素的控制。

延長組長7段優(yōu)質(zhì)烴源巖生成的油氣在異常高壓的作用下，為原油的運(yùn)移提供了強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力，使得油氣通過連通砂體和微裂縫等運(yùn)移通道，在縱向上向長6、長4+5、長3以及長2等上覆砂體中運(yùn)聚成藏[14]。在吳起地區(qū)侏羅系古河下切延長組可達(dá)長23油層段，延長組油氣沿著古河谷與延長組之間的不整合界面向上運(yùn)移的過程中，遇到切割出來的長2油層組分流河道砂體而聚集成藏(圖5)。吳起地區(qū)河間丘南西和北東兩側(cè)均為古河道切割，從而使得長2油層組形成透鏡體的形狀，在西傾單斜的構(gòu)造背景下，使得沿南西部不整合界面進(jìn)入延長組砂體中的油氣，在透鏡體的北東側(cè)溢出，因此在古河間丘的位置，不利于長2油層組內(nèi)油氣的保存成藏。

圖5　吳起地區(qū)侵蝕古河道油藏運(yùn)移成藏圖Fig.5　Migration and accumulation model of the incised paleochannel oil pool in the Wuqi area

當(dāng)油氣沿不整合界面進(jìn)入斜坡帶內(nèi)的長2油層組中，該區(qū)長2油層組未遭受古河的下切、侵蝕，地層保存完整。早白堊世末期的燕山運(yùn)動(dòng)形成的一系列鼻狀隆起帶[16]，為油氣的運(yùn)移提供了良好的指向區(qū)，小幅背斜構(gòu)造油藏構(gòu)造幅度小，圈閉高度、圈閉面積不大，使得吳起地區(qū)長2油層組構(gòu)造油藏規(guī)模較小。如果這些小幅構(gòu)造與分流河道砂體疊置，可形成規(guī)模較大的構(gòu)造-巖性油藏，是吳起地區(qū)長2油層組主要的油藏類型。

4結(jié) 論

a.吳起地區(qū)長2油層組砂巖主要以細(xì)-中粒長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖和長石砂巖為主，儲(chǔ)集空間類型主要為剩余原生粒間孔和次生溶孔，儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的分選中等，喉道分布略顯粗歪度為主，排驅(qū)壓力總體較低。

b.吳起地區(qū)長2油層組發(fā)育上傾尖滅型、透鏡體型、小幅背斜構(gòu)造型和復(fù)合成因型4種油藏類型，油藏分布主要受侵蝕殘余古地貌、西傾單斜坡帶上形成的小幅背斜構(gòu)造和巖性圈閉控制。

c.總結(jié)鄂爾多斯盆地延長組侵蝕殘余古地貌油藏成藏受古地貌、巖性和構(gòu)造等多重因素的控制。油藏主要分布于河道兩側(cè)的斜坡帶上。地層完整的長2油層組內(nèi)，小幅背斜構(gòu)造與分流河道砂體疊置，形成規(guī)模較大的構(gòu)造-巖性復(fù)合成因油藏，是吳起地區(qū)長2油層組主要的油藏類型。

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[第一作者] 李沁(1985-)，男，博士，研究方向：儲(chǔ)層增產(chǎn)改造技術(shù), E-mail:cwlq851@163.com。

Chang 2 oil reservoir group in Wuqi area, Ordos Basin, China

DU Ling-chun1, LI Feng-jie1, QU Xue-lin1, ZHANG Yan2

HOU Jing-tao2, SU You-ya2

1.StateKeyLaboratoryofOil&GasReservoirGeologyandExploitation,

ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China;

2.No.3OilProductionPlant,ChangqingOilfieldCompanyofCNPC,Yinchuan750006,China

Abstract:This paper analyses the casting thin sections, scanning electron microscope and mercury injection. The result shows that the rock types of the Chang 2 (Member 2 of Triassic Yanchang Formation) oil reservoir group in the Wuqi area of Ordos Basin are mainly the fine-grain feldspathic lithic sandstone and lithic arkose, the types of reservoir space are mainly the residual original intergranular pores and the secondary solution pores, and the sorting reservoir pore structure is medium. Based on the detailed analysis of the reservoir structure in paleogeomorphology, the genetic types of the reservoir, and the reservoir accumulation elements, etc., 4 types of oil reservoirs, that is, the updip pinch-out type, the lens shape, the small anticline structure type and the compound genesis type, develop in the Chang 2 oil layer group of the Wuqi area. It can be concluded that the Yanchang Formation erosion residual geomorphology reservoir in Ordos Basin is controlled by multiple factors, such as, geomorphology, lithology and structure. The reservoir is mainly distributed over the river on both sides of the slope. In the Chang 2 oil layer group with complete formation, the anticline structure is slightly superimposed on the distributary channel sandstone. There develop a larger composite genetic oil pool of structure and lithology. It is the main oil pool type in the Chang 2 oil layer group of the Wuqi area.

Key words:Paleogeomorphy; oil pool; controlling factor; Chang 2 oil reservoir group; Wuqi area; Ordos Basin

[基金項(xiàng)目]國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目(51221003); 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51274050)。

[收稿日期]2015-03-21。

[文章編號(hào)]1671-9727(2015)06-0726-08

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2015.06.11

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼][分類號(hào)] TE122.3 A