鄂爾多斯盆地B地區(qū)延10油藏富集規(guī)律

(西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,陜西西安710065)

B地區(qū)在構(gòu)造位置上屬于陜北斜坡的中西部。三疊系末期,由于受印支運(yùn)動的影響,鄂爾多斯盆地整體隆升并遭受不同程度的風(fēng)化剝蝕,形成了前侏羅系溝壑交錯的古地貌形態(tài)[1-4],發(fā)育了甘陜、寧陜、蒙陜等幾條大的主河道及一系列分支河道[1-2],B地區(qū)大概處于寧陜、蒙陜古河交匯位置,前侏羅紀(jì)古地貌發(fā)育。研究區(qū)的試油、試采資料表明,侏羅系油藏主要分布在延101地層,延102和延9地層有少量油氣顯示,其余地層均沒有油氣發(fā)現(xiàn)。前人研究認(rèn)為,侏羅系油藏為隱蔽性巖性油氣藏,油藏規(guī)模小,但其油層物性好,產(chǎn)能高,具有“小而肥”的特點(diǎn)[5-6]。它們不僅受油源、沉積微相等因素控制,而且還受古地貌條件的控制[6-9]。研究區(qū)的油藏是否也受這些因素的控制?如果是,又是如何控制的呢?本文將分析研究區(qū)延10油藏的主要控制因素,探討油藏的富集規(guī)律,為該區(qū)的進(jìn)一步勘探開發(fā)提供借鑒。

1 地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地在侏羅紀(jì)富縣期及延安期經(jīng)歷了完整的由下切、充填到抬升的演化過程[1-2],其相應(yīng)的沉積體系也劃分為富縣期—延10的沖積扇-河流沉積體系、延9—延6的河湖三角洲沉積體系以及延4+5 的網(wǎng)狀河-殘余湖沉積體系[1,10-11]。研究區(qū)延10期為辮狀河沉積,延9期為三角洲平原沉積。延10地層頂部發(fā)育一套薄煤層,厚度為2～3 m,橫向連續(xù)性好,是良好的標(biāo)志層。延9地層中部也發(fā)育一套薄煤層,但其橫向連續(xù)性不好,往往側(cè)向漸變?yōu)槟鄮r。在區(qū)域構(gòu)造上,研究區(qū)延安組地層發(fā)育平緩,坡降10 m/km左右,發(fā)育小型鼻狀構(gòu)造隆起。

2 古地貌特征

研究區(qū)三疊系地層和侏羅系地層之間受印支運(yùn)動的影響而出現(xiàn)沉積間斷,下侏羅統(tǒng)富縣組不整合于上三疊統(tǒng)延長組之上[1-4]。由于前侏羅系古地貌特征及古河道的影響,這種不整合關(guān)系也存在差異。在古河道發(fā)育的地方,對下覆延長組地層的切割較深,長1油層組被完全侵蝕,富縣組地層與長2不整合接觸(圖1(a));在古河道不太發(fā)育的地方,下覆地層被切割的程度較輕,長1油層組還有不同程度的殘余,富縣組地層與長1不整合接觸(圖1(b))。強(qiáng)烈的差異侵蝕作用致使富縣組底部凹凸不平,而經(jīng)過富縣—延10期長時間的填平補(bǔ)齊作用之后,在延10期末,地層已基本趨于平緩。因此,延10+富縣組的地層厚度變化是該區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌的記錄和印模[10]。據(jù)此,通過印模法[12]繪制了研究區(qū)富縣組和延10的累計地層厚度等值線圖(圖2),恢復(fù)了B地區(qū)前侏羅紀(jì)的古地貌特征,并將其劃分為侵蝕河谷、侵蝕斜坡和侵蝕殘丘3個古地貌單元。

圖1 研究區(qū)富縣組—延9地層綜合柱狀圖Fig.1 Integrated histogram of Fuxian Formation-Yan 9 in the studied area

圖2 研究區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌與延10含油面積疊合圖Fig.2 Overlapping map of Jurassic palaeogeomorphology and Yan 10 oil-bearing area in the studied area

研究區(qū)主要發(fā)育2條呈北東—南西向展布的侵蝕河谷,累計地層厚度在180 m以上,最厚的地方達(dá)到240 m。侵蝕斜坡是侵蝕河谷和侵蝕殘丘之間的過渡區(qū)域,累計地層厚度為120～180 m,平面分布范圍相對較小,坡降較大。侵蝕殘丘是延長組地層殘余較多的地方,其地勢較高,富縣組和延10沉積地層相對較薄,厚度在120 m以下,主要呈孤立狀分布在侵蝕河谷之間或侵蝕河谷的兩側(cè)。

3 成藏條件

3.1 油源條件

前人研究表明,侏羅紀(jì)延安組油藏的油源主要來自三疊紀(jì)延長組長7的烴源巖[13-14]。其有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～5%,氯仿瀝青“A”質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%～0.5%,總烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(1 833～3 503)×10-6,干酪根類型為腐泥型或腐殖腐泥型,大部分地區(qū)的鏡質(zhì)體反射率Ro都在1.0%以上,達(dá)到生烴門限[15]。研究區(qū)長7烴源巖厚度約30 m,除此之外,長4+5地層的泥巖較為發(fā)育,也具有一定的生烴能力。綜合來看,研究區(qū)烴源巖較好,生烴能力強(qiáng),具有充足的油源。

3.2 儲蓋條件

研究區(qū)富縣期—延10期為辮狀河沉積,發(fā)育河道砂壩、心灘、河漫灘、河漫沼澤等沉積微相。在單井上具有標(biāo)準(zhǔn)的下粗上細(xì)的二元結(jié)構(gòu),而且有多個旋回相互疊置(圖1)。旋回底部為巨厚的河道砂體沉積,巖性主要為中-細(xì)粒長石巖屑砂巖,厚度為十幾米到幾十米不等,其物性較好,平均孔隙度15.2%,平均滲透率60.1×10-3μm2,是油氣富集的有利場所;旋回頂部為細(xì)粒含煤的泥質(zhì)沉積,厚度為幾米到十幾米,而且橫向分布比較穩(wěn)定,為下部油氣的保存提供了良好的封堵條件。

3.3 運(yùn)移條件

分析研究區(qū)延長組泥巖壓實曲線,發(fā)現(xiàn)延長組長7黑頁巖中存在著異常高的過剩壓力,長4+5地層頂部由于泥巖較為發(fā)育,也存在微幅的高壓異常(圖3)。這些異常高的過剩壓力能作為油氣向上運(yùn)移的動力,除此之外,浮力也是運(yùn)移的主要動力[16]。長4+5和長6地層距長7較近,儲層較致密,其過剩壓力為油氣運(yùn)移的主要動力,浮力的作用相對較弱;延長組上部地層和延安組地層離長7地層較遠(yuǎn),儲層物性又較好,浮力為主要運(yùn)移動力,過剩壓力的影響變?nèi)酢?/p>

圖3 研究區(qū)延長組過剩壓力剖面Fig.3 Excess pressure profile of Yanchang formation in the studied area

油氣由下部地層向延10儲層運(yùn)移的通道主要為相互疊置的滲透性砂體,富縣組下切河道的巨厚砂體為溝通延長組和延安組的重要通道[7-8,14]。根據(jù)鑄體薄片分析(圖4),研究區(qū)延長組長7以上的各個地層都有不同程度的微裂縫存在,縫寬0.03～0.25 mm,可以見到少量瀝青殘留。這些微裂縫的普遍存在,也為油氣運(yùn)移提供了有利的條件。

圖4 鑄體薄片中微裂縫發(fā)育情況Fig.4 Micro-fracture development situation in casting thin sections in the studied area

4 油藏分布及富集主控因素

4.1 油氣富集的有利區(qū)

從研究區(qū)的古地貌與延10含油面積疊合圖(圖2)中可以看出,油藏主要分布在侵蝕殘丘和侵蝕斜坡上,這說明古地貌的相對高部位是油氣富集的有利區(qū)。其原因在于古地貌的存在,使得侏羅紀(jì)富縣—延10期的沉積出現(xiàn)差異性,沉積地層厚度大小不均。在古地貌的低部位,沉積厚度大,在古地貌的高部位,沉積厚度則相對較小,導(dǎo)致了差異壓實構(gòu)造的形成。這些構(gòu)造高點(diǎn)或下傾方向的斜坡區(qū)就成為油氣運(yùn)聚的有利指向區(qū)。

4.2 砂頂微幅構(gòu)造與油藏分布

研究區(qū)延10地層的物性較好,平均孔隙度為15.2%,平均滲透率為60.1×10-3μm2,因此,儲層流體的分異性也較好,在浮力作用下,油氣往往向砂體頂面的高點(diǎn)運(yùn)移、聚集。因此,砂體的頂面構(gòu)造對油氣的富集有一定的控制作用,鼻狀構(gòu)造隆起區(qū)是油氣富集的優(yōu)勢區(qū)(圖5)。

圖5 研究區(qū)延10砂頂構(gòu)造與含油面積疊合圖Fig.5 Overlapping map of superface structure of sand body and oil-bearing area of Yan 10 in the studied area

4.3 厚砂體與油氣富集

砂體厚度是控制油藏的一個主要因素[7]。從延10砂體厚度、沉積相與含油面積的疊合圖(圖6)中可以看出,油藏主要聚集在砂體厚度大于20 m的區(qū)域,這些地方也是辮狀河道非常發(fā)育的優(yōu)勢相區(qū)。由于沉積作用的影響,厚砂體主要發(fā)育在高能的河道環(huán)境中,其分選、磨圓較好,物性也相對較好,更有利于油氣的運(yùn)移和聚集。而在河道間低能環(huán)境下沉積的砂體不但厚度薄,而且泥質(zhì)含量高,物性較差,不利于油氣的運(yùn)聚。

圖6 研究區(qū)延10砂體厚度、沉積相與含油面積疊合圖Fig.6 Overlapping map of sandstone thickness,sedimentary faces and oil-bearing area of Yan 10 in the studied area

4.4 油藏的封蓋條件

研究區(qū)延10為辮狀河沉積,其頂部發(fā)育一段較厚的含煤泥質(zhì)地層,巖性致密,排驅(qū)壓力大,是下部儲集砂體的良好蓋層。由于沉積作用和成巖作用的影響,儲集砂體往往存在一定的非均質(zhì)性[7],因此,滲透性砂體周圍的致密層可以作為油氣的良好遮擋。另外,水動力也是延10油藏的封蓋條件之一。研究區(qū)延10油藏單層有效厚度較小,為0.5～5.5 m。研究區(qū)延10油藏充注的動力主要為浮力,由于研究區(qū)地層較為平緩,因此,單層厚度小的油層產(chǎn)生的浮力較小,水動力就很容易對其起到封堵作用[7,17](圖7)。

5 結(jié)論

(1)繪制了研究區(qū)富縣組和延10地層累計厚度等值線圖,恢復(fù)了該地區(qū)的古地貌特征,并將其分為侵蝕河谷、侵蝕斜坡和侵蝕殘丘3種古地貌單元。

圖7 研究區(qū)延10油藏剖面Fig.7 Reservoir profile of Yan 10 in the studied area

(2)研究區(qū)的主要烴源巖長7黑頁巖厚度大,有機(jī)質(zhì)豐度高,油源充足。異常壓力與浮力是油氣運(yùn)移主要的動力。滲透性砂體,尤其是富縣下切河谷的巨厚砂體,微裂縫是油氣運(yùn)移的主要通道。延10的厚層砂體為儲集空間,上覆的泥巖層為其主要蓋層。

(3)古地貌的相對高部位、砂頂構(gòu)造中的鼻狀隆起、河道厚砂體是油氣富集主要控制因素,而延10頂部的旋回性泥巖層、致密層、水動力是其良好的封蓋條件。

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