志靖-安塞地區(qū)長2油層組成藏條件及分布規(guī)律

馮順彥,淡衛(wèi)東,張曉輝,宋 娟,李 成周樹勛,陳韶華,任繼勝

(1.中國石油 長慶油田分公司 勘探開發(fā)研究院，西安710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，西安710018；3.中國石油集團 渤海鉆探工程有限公司 第二錄井分公司，河北 任丘 062550)

志靖-安塞地區(qū)囊括陜西省靖邊、安塞、志丹、吳旗4個縣，是長慶油田原油穩(wěn)產(chǎn)建產(chǎn)的“主戰(zhàn)場”之一，隸屬于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中段，構(gòu)造相對簡單，以西傾單斜構(gòu)造為主，傾角不足1°[1-3]。隨著三疊系延長組長6-長10等主要含油層系勘探程度及采出程度不斷增高，該區(qū)穩(wěn)產(chǎn)難度也在加大。近年來，靖安油田持續(xù)加大長3以上淺層勘探力度，長2油藏相對侏羅系油藏具有規(guī)模相對較大、分布較廣的特點，是該區(qū)重要接替含油層系，勘探工作迫在眉睫。根據(jù)前人研究，長2油層組具有埋深淺、產(chǎn)量高、效益好等特點；但油藏規(guī)模小，成藏條件復(fù)雜，預(yù)測難度大，不完全受砂體和物性控制[1-4]，油氣富集受控因素多而復(fù)雜。目前對本區(qū)長2油層組的油氣成藏規(guī)律尚無統(tǒng)一、系統(tǒng)的認(rèn)識，急需開展綜合研究明確油氣富集規(guī)律，為下一步勘探提供理論依據(jù)。

1 油藏特征

本區(qū)長2地層厚度為111～155 m，埋藏深度為0.6～1.8 km，平均埋深1.088 km，砂層厚度平均為85 m。長2具有河道寬、砂體厚、油藏規(guī)模小、儲層物性好的特點，平面上呈“串珠狀”分布。長2油層組平均孔隙度為14.5%，平均滲透率為19.5×10-3μm2，屬低孔-低滲儲層，但發(fā)育少量中孔、中滲優(yōu)質(zhì)儲層，排驅(qū)壓力低、中值壓力低，具有良好的儲集能力。

1.1 沉積相及砂體展布

本區(qū)長2地層為三角洲平原亞相，顏色以淺灰綠色-灰綠色為主，粒度以細(xì)砂巖為主，測井曲線形態(tài)為鐘形或箱形特征，多發(fā)育沖刷面、泥礫、平行層理等構(gòu)造，大型植物莖桿多見，整體反映三角洲平原沉積特征，發(fā)育水上分流河道、分流間洼地、天然堤、決口扇和泥炭沼澤5個微相。

1.2 油藏類型

對陜北斜坡長2油藏類型的認(rèn)識尚不統(tǒng)一，早期研究普遍認(rèn)為長2油藏的形成和分布主要受沉積相控制，油藏類型主要為巖性油藏，其圈閉類型主要為巖性圈閉，甚至有成巖圈閉[6]；而后來趙靖舟等研究認(rèn)為，長2油藏以構(gòu)造-巖性油藏為主[4,7-8]。經(jīng)本次研究發(fā)現(xiàn)，志靖-安塞地區(qū)在發(fā)育巖性油藏、構(gòu)造-巖性油藏同時，還存在弱構(gòu)造-巖性油藏。

透鏡狀巖性油藏發(fā)育于孤立的砂巖透鏡體中，此種油藏隱蔽性較強，難預(yù)測，特點是整個砂巖體都為圈閉，在油源充足情況下，有砂體即有油層，有獨立的壓力系統(tǒng)，在壓實過程中流體不與外部交換，容易形成異常高壓，一般產(chǎn)量較高， S169、Q12井區(qū)都屬于該類油藏。構(gòu)造-巖性油藏是指油藏一方面受構(gòu)造控制，有統(tǒng)一的油水界面；另一方面受巖性控制，在油藏的上傾方向上往往受巖性尖滅或致密巖性遮擋。該類油藏在研究區(qū)較多見，如S152井區(qū)長2油藏主要受構(gòu)造控制，具有明顯的油水界面，上傾方向受巖性控制，砂巖尖滅遮擋(圖2)。本次研究中發(fā)現(xiàn)部分長2油藏受一定構(gòu)造影響，在構(gòu)造低部位出水；但是油藏內(nèi)部砂體關(guān)系復(fù)雜，多發(fā)育致密層，油藏?zé)o統(tǒng)一油水界面，體現(xiàn)為巖性控制作用強，既不屬于構(gòu)造-巖性油藏，也不屬于巖性油藏，根據(jù)成藏特點定義為弱構(gòu)造-巖性油藏。DP2井區(qū)長2油藏低部位含水較高，油藏局部發(fā)育相對致密帶，上傾方向致密層可形成遮擋，油水關(guān)系復(fù)雜，無統(tǒng)一油水界面，體現(xiàn)為巖性控制作用強(圖3)。

1.3 油藏分布規(guī)律

截至目前，長2中共探明27個油藏，油藏規(guī)模1.0～23.3 km2，長213探明儲量占長2總探明儲量的77.0%，說明本區(qū)長2油藏縱向上主要集中于長213小層。平面上，長2油藏呈近東西向排狀分布，由北向南依次發(fā)育3排重要的油氣帶：第一排位物新城-王家灣，長2油藏探明程度低，油藏發(fā)育程度也不及第二、第三排，僅天賜灣發(fā)現(xiàn)規(guī)模油藏；第二排位于盤古梁-鐮刀灣，長2油藏發(fā)育，已探明的有S39、T130、L5等多個油藏，具有物性相對較好、試油產(chǎn)量高的特點；第三排位于五里灣-化子坪，為主要油氣富集帶，在張渠、化子坪、坪橋等地已有多個探明區(qū)塊，排油層橫向連片好，油藏面積大，單井產(chǎn)量高(圖1)。

為便于研究及描述，將中山澗-天賜灣-青陽岔一線以北定為北區(qū)，薛岔-杏河-王窯一線以南定為南區(qū)，兩線之間定為中區(qū)，長2油藏集中分布于中區(qū)(圖1)。長2油藏在平面上、縱向上的分布主要受哪些因素控制，分布有何規(guī)律性，是勘探取得突破的關(guān)鍵。

2 成藏主控因素

2.1 油源是長2油藏的重要控制因素

依據(jù)前人研究結(jié)果，長2油層的原油主要來自下部長7油層組的黑色湖相泥頁巖[9-18]。全盆地已發(fā)現(xiàn)的油田大多數(shù)都分布在生油拗陷內(nèi)側(cè)或外緣；在生油拗陷內(nèi)油源充足，縱向上多油層疊合，具有一井多層的特點[1-2]；而在遠(yuǎn)離生油區(qū)，垂向上含油層系單一，平面上油藏規(guī)模小[13,17]。

如圖1所示：研究區(qū)位于生烴中心北部，為構(gòu)造上傾方向，是油氣運移有利區(qū)。根據(jù)鄂爾多斯盆地延長組烴類運移方向及生烴增壓等資料，陜北地區(qū)延長組從長7石油二次運移到長2聚集成藏，具有階梯狀爬坡運移的特征[19-26]。研究區(qū)南區(qū)位于生油拗陷內(nèi)，但長2地層遭受剝蝕；中區(qū)緊鄰生油拗陷，為長2成藏提供充足的油源；北區(qū)遠(yuǎn)離生油拗陷，不利于成藏，要聚集成藏需要有效的運移通道。

2.2 儲滲砂體作為運移通道是制約油藏分布的重要因素

長2儲層在垂向上距離長7生油巖較遠(yuǎn)，要聚集成藏必須要有運移通道。關(guān)于鄂爾多斯盆地延長組二次運移通道的認(rèn)識不一，金祥純[7]認(rèn)為斷層與不整合面不是主要運移通道，高角度裂縫是油氣運移主要通道，其次是滲透性儲層；趙靖舟等[4]認(rèn)為斷層、裂縫是鄂爾多斯盆地中生界油氣運移的主要通道；席勝利等[18,22]認(rèn)為延長組主要以滲透性砂體作為油氣運移通道。

本次研究認(rèn)為，鄂爾多斯盆地是一個大型疊合的克拉通盆地，古生代以來一直隨華北地臺起伏,盆地內(nèi)部不發(fā)育斷裂[23,26]，斷裂主要分布在西緣斷褶帶、天環(huán)向斜兩翼斜坡以及蘇里格廟、烏審召、東勝一帶[17,22-23]，志靖-安塞地區(qū)具有“持續(xù)沉降、整體抬升、坡降寬緩、褶皺微弱”等地質(zhì)特征[17-18]。長6-長2沉積砂體平面復(fù)合連片、縱向相互疊置構(gòu)成了油氣運移的輸導(dǎo)層，儲滲砂體是延長組石油運移的重要通道，其特點是運移距離近，是造成油氣圍繞生烴中心內(nèi)側(cè)和外緣分布的主要原因之一；其次是不整合面，如圖4所示南區(qū)遭到剝蝕，形成的不整合面可作為油氣運移通道，是延長組上部層系以及延安組油藏的重要運移通道[17,22]。天然裂縫對鄂爾多斯盆地中生界油氣運移有著重要作用，尤其是在盆地西部和北部斷裂發(fā)育帶，由于不發(fā)育大型活動性斷裂體系，在吳堡-綏德-靖邊-中寧一線存在東西向斷裂[22]，天然裂縫配合儲滲砂體形成了有效的運移通道，特別是對于遠(yuǎn)源石油聚集成藏有著更為重要的作用。

2.3 砂體與鼻狀隆起構(gòu)造的相互匹配形成良好的石油聚集圈閉

通過巖心觀察分析、粒度分析和測井相分析等，結(jié)合前人的研究成果[1-3,8]，綜合判識本區(qū)長2為三角洲平原亞相沉積，分流河道十分發(fā)育，在河道交匯處砂體發(fā)育規(guī)模大、厚度大、物性好，為油氣富集提供了良好的儲集空間。區(qū)域上呈現(xiàn)出東高西低的平緩的單斜構(gòu)造，發(fā)育近東西向的排狀鼻狀隆起構(gòu)造，長度>20.0 km，寬度為5.0～7.0 km，幅度一般小于20.0 m，這些鼻隆構(gòu)造在一定程度上控制著長2油藏的形成和分布。

本區(qū)已發(fā)現(xiàn)油田主要分布在河道交匯處相互疊置厚砂帶的相對高滲區(qū)，多數(shù)位于具有良好儲集性能的分流河道砂體與鼻狀隆起構(gòu)造匹配處，油藏受儲層物性和鼻隆構(gòu)造的雙重控制，二者形成匹配是油氣聚集成藏的有利部位。由于區(qū)內(nèi)鼻隆幅度較小，往往要借助于巖性致密或巖性尖滅遮擋，才能形成規(guī)模油藏。譬如化子坪地區(qū)長2為弱構(gòu)造-巖性油藏，油藏受巖性控制強于構(gòu)造控制，含油面積大，是該區(qū)發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大的長2油藏。

2.4 蓋層與縱向砂體結(jié)構(gòu)對油藏縱向富集具有明顯控制作用

長1油層組泥巖厚度可達100.0～150.0 m，是陜北地區(qū)相對最好的一套區(qū)域性蓋層[3,6]。長2總體為三角洲退積的水進體系，通過細(xì)分小層刻畫砂體展布特征發(fā)現(xiàn)，自下向上砂體規(guī)模逐漸變小，長23、長22具有河道較寬、砂體厚度大、砂地比高的特點，但由于缺少蓋層不能聚集成藏，多大數(shù)情況下只能作為石油運移的輸導(dǎo)層；到了長21時期，盆地已經(jīng)開始沼澤化，頂部出現(xiàn)湖泛泥巖，即下部長213主河道及局部河道交匯處砂體規(guī)模相對較大，中上部長212、長211發(fā)育厚度為10.0～20.0 m的泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，可作為石油富集成藏的良好蓋層(圖5)，泥質(zhì)蓋層很大程度上控制著長2油藏的富集與分布。

3 成藏模式

綜合考慮烴源巖、運移通道、遮擋條件及低幅鼻隆構(gòu)造等多因素，筆者認(rèn)為，下部長7 烴源巖生成的油氣，在排驅(qū)壓力及浮力作用下，油氣通過滲透性砂巖、裂縫及不整合面等運移通道向上運移，當(dāng)運移到長23、長22滲透性儲層時，因其上部缺乏有遮擋能力的蓋層，油氣繼續(xù)向上運移，當(dāng)遇到長21上部及長1厚泥巖組成的蓋層時，在長21構(gòu)造高部位，當(dāng)儲層為相對高滲透性的砂體，且多數(shù)情況下側(cè)翼有致密巖性遮擋，聚集形成構(gòu)造-巖性油藏；當(dāng)儲層為非均質(zhì)性滲透砂體，油氣將在局部儲滲砂體中聚集成藏，形成弱構(gòu)造-巖性油藏；此外，在遇到透鏡狀砂體時，可形成獨立的透鏡狀巖性油藏 ( 圖7)。

4 結(jié) 論

通過上述研究可知，北區(qū)遠(yuǎn)離烴源巖，而區(qū)內(nèi)斷層不發(fā)育，加之剝蝕區(qū)位于東南部，缺乏遠(yuǎn)距離運移通道的雙重不利因素影響，是未取得突破的關(guān)鍵原因；南區(qū)位于盆地生烴拗陷北部邊緣，雖有“近水樓臺”的優(yōu)勢，但該區(qū)大面積遭受剝蝕，發(fā)育零星小規(guī)模油藏；中區(qū)緊鄰烴源巖，延長組疊合發(fā)育的滲透性砂體、微裂縫及不整合面作為有利運移通道，具備多個有利成藏條件。

a.烴源巖、運移通道及剝蝕作用等因素，決定了油氣在平面上主要集中分布于中區(qū)。

b.研究區(qū)長2分流河道多期交匯疊加，具有沉積面積大、砂體厚、儲層物性好的特點；雖然長23、長22砂體規(guī)模大，單砂體厚度大，但因缺少蓋層難以聚集成藏；長21上部發(fā)育大套泥巖作為蓋層，應(yīng)作為長2層內(nèi)勘探的重點小層。

c.近東西向排狀鼻隆低幅構(gòu)造是石油富集成藏的有效圈閉，在中區(qū)和南區(qū)應(yīng)加大鼻隆與砂體匹配所形成的有利圈閉的勘探；北區(qū)應(yīng)加大地震勘探投入，搞清裂縫展布規(guī)律及與儲滲砂體組合形成有效運移通道，是北區(qū)長2及以上淺部油藏勘探取得突破的關(guān)鍵。

d.研究區(qū)長2發(fā)育巖性、構(gòu)造-巖性、弱構(gòu)造-巖性等3種油藏類型，提出的弱構(gòu)造-巖性油藏類型有助于油田勘探開發(fā)研究工作。