鎮(zhèn)涇油田三疊系延長組長9致密油成藏模式及控制因素

孔為，逄建東，康弘男，張昊，韓冬

鎮(zhèn)涇油田三疊系延長組長9致密油成藏模式及控制因素

孔為，逄建東，康弘男，張昊，韓冬

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300457）

鄂南中生界上三疊統(tǒng)延長組致密油已成為現(xiàn)今石油地質(zhì)研究的焦點之一，致密油成藏模式及控制因素的研究對鄂爾多斯盆地三疊系下組合的深入勘探具有重要意義。通過對鄂爾多斯盆地西南緣鎮(zhèn)涇油田構(gòu)造特征、烴源巖、儲層特征、生儲蓋組合以及運移動力等綜合地質(zhì)特征的分析，總結(jié)三疊系延長組長9致密油成藏模式及控制因素。結(jié)果表明，鎮(zhèn)涇油田長9油源來源于上覆長7的張家灘油頁巖；長9油層組儲層物性較差，孔隙度平均為13.2%，滲透率平均為1.7×10-3μm2，運移動力以源儲剩余壓力差為主，石油通過優(yōu)勢通道垂直向下運聚，在源儲剩余壓差的驅(qū)動和斷裂的輸導(dǎo)作用下，選擇性的長距離運聚至長9優(yōu)質(zhì)高滲儲層中成藏。鎮(zhèn)涇油田三疊系延長組長9致密油成藏模式可以概括為“烴源巖控制油氣分布，異常高壓和斷裂控制油氣運移，多因素匹配擇優(yōu)成藏”。

成藏模式； 控制因素； 長9油層組； 致密油

近幾年，在鄂爾多斯盆地南部長9油層組有了更多新的發(fā)現(xiàn)，已鉆遇的多口高產(chǎn)井顯示出中生界長9具有良好的油氣勘探潛力。鎮(zhèn)涇油田延長組長9油藏分布顯示出分散性，且以研究區(qū)東部長91為主，并且前人對于鄂南中生界長9致密油油藏的研究主要集中在油源分析、沉積相，儲層特征以及運移路徑等方面，而對其油藏富集規(guī)律和成藏機理研究甚少。

基于此問題，筆者通過對鎮(zhèn)涇地區(qū)烴源巖、沉積與儲層、油氣運聚等多方面分析，以期明確鎮(zhèn)涇油田三疊系延長組長9致密油成藏模式及控制因素。

1 地質(zhì)特征

鄂爾多斯盆地是中國中部中、新生代大型陸相沉積盆地之一，中生界三疊系延長組是該區(qū)油氣勘探的主要目的層，具有烴源巖發(fā)育，生儲蓋組合配套，勘探領(lǐng)域廣及潛力大的特點。鎮(zhèn)原-涇川（鎮(zhèn)涇）區(qū)塊在構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷南段，面積約為2 511.15 m2（圖1）。由于印支運動末期構(gòu)造抬升，研究區(qū)普遍缺失長4+5段以上地層，部分井區(qū)缺失長6段；上覆侏羅系延安組沉積完全受控于前侏羅紀(jì)古地形，延安組自南向北依次超覆［1-2］。鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界構(gòu)造平緩，為一簡單的單斜，發(fā)育一系列低幅鼻狀構(gòu)造。鎮(zhèn)涇地區(qū)三疊系延長組發(fā)育大型辮狀河三角洲前緣沉積，分流河道砂體極為發(fā)育［3-4］。三疊系延長組、侏羅系均構(gòu)成了河流－湖泊-河流的完整旋回。每一旋回的中部為湖盆發(fā)育的鼎盛時期，發(fā)育了較厚的烴源巖。鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界烴源巖主要發(fā)育在三疊系延長組三段及二段，其次為侏羅系延安組二段。長8、長7及長6的烴源巖分布廣、厚度大、有機質(zhì)豐度高，有機質(zhì)類型中-好且成熟度適中，為中生界油氣藏的形成提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖1 研究區(qū)位置圖

1.1 烴源巖

早期延長組長9中的油來源存在爭議，制約了鄂爾多斯盆地對于長9勘探的步伐。有些學(xué)者認(rèn)為中生界三疊系含油系統(tǒng)油源主要來自長4+5-長10的暗色泥巖，以長7中泥巖為主，局部地區(qū)是長8-長10混源和長9和長7混源[9,15]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在整個研究區(qū)延長組長7段暗色泥頁巖大面積發(fā)育，厚度主要集中在10～15 m之間，這套烴源巖作為了延長組最重要的生油層系。

近年來隨著研究的進(jìn)一步深入，對中生界的油源認(rèn)識趨于統(tǒng)一。通過對盆地不同地區(qū)的長9油源對比表明，鄂爾多斯盆地西南緣鎮(zhèn)涇油田長9的油源是來源于上覆延長組長7段。

1.2 沉積與儲層

鎮(zhèn)涇油田在長9發(fā)育時期是以湖侵為主，基本上以泥質(zhì)類細(xì)粒沉積為主。長91油層組是以三角洲前緣亞相沉積為主，為下細(xì)上粗的沉積旋回，巖性自下而上從泥巖漸變?yōu)槟噘|(zhì)粉砂巖和粉砂巖，最終變?yōu)榧?xì)砂巖[11,14]。長9油層組儲層物性較差，孔隙度平均為13.2%，滲透率平均為1.7×10-3μm2，總體上屬于低孔、低-特低滲儲層，長91段水下分流河道發(fā)育，其砂體物性良好，具有良好的儲集空間。

1.3 運聚特征

油氣無論是向上運移，還是向下運移都需要一定的動力和疏導(dǎo)通道。研究得知，長7底發(fā)育較高過剩壓力，在整個研究區(qū)分布穩(wěn)定，僅在研究區(qū)南部過剩壓力值較低?？梢钥闯?，長7段超壓是油氣向下“倒灌”運移的主要動力來源。源儲斷裂是油氣向下“倒灌”運移的輸導(dǎo)通道：所謂油源斷裂這里是指成熟源巖區(qū)內(nèi)連接長7段烴源巖和長9段儲油層的斷裂。通過地震三維解釋（圖2），研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：長7段烴源巖和長9段儲油層發(fā)育了大量近似垂直狀，具有走滑性質(zhì)的斷層。在長7層超過剩壓力作用下，克服地層壓力、毛細(xì)管阻力和油氣本身浮力，長7層油沿著油源斷裂向下伏長9油層中“倒灌”運移。

圖2 地震解釋剖面圖（中石化華北分公司，2012）

2 成藏控制因素

2.1 烴源巖發(fā)育程度控制油氣分布

烴源巖發(fā)育為油氣成藏的提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。研究區(qū)長7段發(fā)育的大套暗色泥巖是整個油田延長組的主要供烴來源。從烴源巖的厚度來看，分布差異較大，并且主要集中在10～15m之間。從產(chǎn)油井來看，長9油層主要集中在烴源巖厚度大于5m的研究區(qū)東部。分析認(rèn)為，烴源巖的發(fā)育程度在很大程度上控制了油氣分布情況。

2.2 異常高壓和斷裂控制油氣運移

長7段產(chǎn)生的異常高壓是長7油氣向下“倒灌”運移到長9儲層段的主要動力。在超高壓力作用下，不僅克服了由于地層壓力產(chǎn)生的阻力，還克服了毛細(xì)管阻力和油氣本身浮力。從現(xiàn)金勘探成果來看，異常壓力值越高的區(qū)域，成藏的可能性也大大增加。油氣運移不僅需要運移動力，還需要運移通道。研究發(fā)現(xiàn)，在長7烴源巖層和長9儲油層之間發(fā)育大量高角度的，具有走滑性質(zhì)的斷層。這些斷層的發(fā)育為油氣運移提供了良好的通道，長7層油沿著油源斷裂向下伏長9油層中“倒灌”運移。

3 成藏模式

根據(jù)烴源巖分布、沉積與儲層、輸導(dǎo)體系、運移動力及油藏成藏的控制因素分析等，認(rèn)為鄂南鎮(zhèn)涇油田長9油藏受控于烴源巖發(fā)育程度，異常高壓和斷裂的發(fā)育情況，建立本區(qū)延長組長9油藏的成藏模式。長9致密油成藏模式可以概括為“烴源巖控制油氣分布，異常高壓和斷裂控制油氣運移，多因素匹配擇優(yōu)成藏”（圖3）。

圖3 鎮(zhèn)涇油田長9油層組成藏模式圖

所謂烴源巖控制油氣分布是指長9油藏發(fā)育在烴源巖比較發(fā)育的地區(qū)；異常高壓和斷裂控制油氣運移是指長7段產(chǎn)生的異常高壓是長7油氣向下“倒灌”運移到長9儲層段的主要動力；長7烴源巖層和長9儲油層之間發(fā)育大量高角度的，具有走滑性質(zhì)的斷層是油氣運移的主要通道；多因素匹配擇優(yōu)成藏是指長7段作為油源層，下部地層長9段的石油來源于長7段烴源巖，相同條件下向長8運移比向長9運移更容易。因此長9的成藏需要各種條件配合擇優(yōu)成藏。

4 結(jié) 論

1）鎮(zhèn)涇油田長9油源來源于上覆長7的張家灘油頁巖；長9油層組儲層物性較差，孔隙度平均為13.2%，滲透率平均為1.7×10-3μm2。

2）長7段超壓是油氣向下“倒灌”運移的動力來源；源儲斷裂是油氣向下“倒灌”運移的輸導(dǎo)通道。

3）烴源巖特征，源儲壓差和斷裂發(fā)育程度是控制油氣成藏的主要因素。

4）鎮(zhèn)涇油田三疊系延長組長9致密油成藏模式可以概括為“烴源巖控制油氣分布，異常高壓和斷裂控制油氣運移，多因素匹配擇優(yōu)成藏”。

[1]丁曉琪，張哨楠，劉巖．鄂爾多斯盆地南部鎮(zhèn)涇油田前侏羅紀(jì)古地貌與油層分布規(guī)律[J]．地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，2008, 30 (4): 385-388.

[2]郭正權(quán)，張立榮，楚美娟，等．鄂爾多斯盆地南部前侏羅紀(jì)古地貌對延安組下部油藏的控制作用[J]．古地理學(xué)報，2008,10 (1): 63-69.

[3]丁曉琪，張哨楠，劉朋坤，等．鎮(zhèn)涇區(qū)塊延長組層序地層格架下油層富集規(guī)律[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報，2008, 30 (2): 49-54.

[4]熊偉. 鄂爾多斯盆地延長組三角洲沉積環(huán)境演化[J]. 石化技術(shù), 2020, 27 (12): 117-118.

[5]張衛(wèi)剛, 陳剛, 郭望, 等. 鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)延長組下組合油源特征綜合研究[J]. 西北地質(zhì), 2020, 53(04): 140-152.

[6]馬文武. 鎮(zhèn)涇油田紅河12P40與HH12P142水平井壓竄技術(shù)分析[J].化工管理, 2017 (16): 74-75.

[7]段毅, 于文修, 劉顯陽, 等. 鄂爾多斯盆地長_9油層組石油運聚規(guī)律研究[J]. 地質(zhì)學(xué)報, 2009, 06: 855-860.

[8]李惠明, 李永豐, 郭志東, 等. 鄂爾多斯盆地南部奧陶系巖石孔隙特征分析[J]. 當(dāng)代化工, 2021, 50 (03): 669-672.

[9]王傳遠(yuǎn), 段毅, 杜建國, 等. 鄂爾多斯盆地三疊系延長組原油中性含氮化合物的分布特征及油氣運移[J].油氣地質(zhì)與采收率, 2009, 03: 7-10.

[10]王瑞陽.大牛地氣田致密砂巖應(yīng)力敏感性研究及應(yīng)用[J].遼寧化工, 2021, 50 (08):1221-1224.

[11]陳全紅, 李文厚, 高永祥, 等. 鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組深湖沉積與油氣聚集意義[J]. 中國科學(xué)(D輯:地球科學(xué)), 2007,S1: 39-48.

[12]劉江斌, 李文厚, 任戰(zhàn)利, 等. 鄂爾多斯盆地涇川地區(qū)三疊系延長組烴源巖特征及其沉積環(huán)境[J]. 地質(zhì)科學(xué), 2020, 55 (04): 989-1000.

[13]薛林青. 鄂爾多斯盆地延安組儲層分形特征研究——以紅河油田為例[J]. 遼寧化工, 2021, 50 (04): 549-551.

[14]楊華, 竇偉坦, 劉顯陽, 等. 鄂爾多斯盆地三疊系延長組長7沉積相分析[J]. 沉積學(xué)報, 2010, 02: 254-263.

[15]張曉麗, 段毅, 何金先, 等. 鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)延長組下油層組原油地球化學(xué)特征及油源對比[J].天然氣地球科學(xué), 2011, 05: 866-873.

[16]張園園, 任戰(zhàn)利, 何發(fā)岐, 等. 克拉通盆地構(gòu)造轉(zhuǎn)折區(qū)中-新生界構(gòu)造特征及其控藏意義——以鄂爾多斯盆地西南部鎮(zhèn)涇地區(qū)延長組為例[J]. 巖石學(xué)報, 2020, 36 (11): 3537-3549.

[17]任帥鋒. 鄂爾多斯盆地中西部鐵邊城區(qū)塊延長組中下組合烴源巖條件與油源對比分析[D]. 西北大學(xué), 2019.

[18]趙舉舉. 鄂爾多斯盆地吳起-志丹地區(qū)延長組下組合烴源巖特征及油源分析[D]. 中國石油大學(xué) (華東), 2018.

Accumulation Mode and Controlling Factors of Chang9 Tight Oil Reservoir in Triassic Yanchang Formation of Zhenjing Oilfield

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(CNOOC EnerTech Drilling & Production Co., Tianjin 300457, China)

The tight oil reservoir of Mesozoic Triassic Yanchang fromation in the south of Ordos Basin has become one of the focuses of current petroleum geological research, tight oil accumulation model and controlling factors have great significance to in-depth exploration in the Triassic of Ordos basin. Based on the analysis of characteristics of hydrocarbon source rocks, reservoir characteristics, reservoir and cap combination and migration dynamic comprehensive geological conditions in Zhenjing region in the southwest of Ordos Basin, forming patterns and main controlling factors of tight oil reservoir in the Chang9 were summed up. The results showed that, Chang 9 reservoir’s source in Zhenjing region was derived from the Chang 7. Chang 9 section had low porosity (13.2% in average) and low permeability (1.77×10-3μm2in average), migration dynamics was given priority to the presence of overpressure, oil accumulated in the reservoir with the vertical migration. oil was selectively accumulated in Chang 9 high permeability reservoir by the residual pressure differential and conducting of the fracture with long distance migration.The accumulation patterns of Zhenjing Triassic Chang 9 tight oil reservoir can be summarized as “source rocks control oil and gas distribution, abnormal high pressure and faults control oil and gas migration, and multiple factors are matched to select the best reservoirs”.

Accumulation patterns; Controlling factors; Chang 9 section; Tight oil

TE12

A

1004-0935（2022）02-0269-03

中國石化華北油氣分公司（項目編號：34550000-13-TZ0499-0004）和國家科技重大專項（項目編號：2011ZX05004-002）聯(lián)合資助。

2021-11-19

孔為（1982-），男，山東沂水人，工程師，博士，2013年畢業(yè)于成都理工大學(xué)，研究方向：非常規(guī)油氣勘探與開發(fā)。