鄂尔多斯东南部长12油层段开发层系厘定及在油田开发中的应用

王 平 张志升 孟海峰 董安国 常安定

（1.长安大学 地球科学与资源学院，西安710054；2.延长油田股份有限公司 杏子川采油厂，陕西 延长716000；3.长安大学 理学院，西安710054）

鄂尔多斯盆地内中—晚三叠世形成了一套河—湖相沉积物，其岩石地层划分及其石油开发层系的研究已近百年。虽研究者众，却观点不一，其根本原因是对延长组的认识不同。油气田开发工作者多用延长组[1]，区域地质理论研究者多用延长群[2]。

1914～1915年，美国煤油技师F.G.Clapp ＆M.L.Fuller（马栋臣和王国栋）命名了陕西系延长带；1933年王竹泉和潘钟祥命名了延长组含油层[3]；1974年原地质矿产部第三石油普查大队将该套地层命名为延长组，沿用了甘克文等（1959）提出的5个岩性段（T3y1—T3y5）[4]；1992年长庆油田提出延长组和10个油层组（长1—长10）[5]；2005年中国地质调查局地层古生物研究中心将该套地层划分为4个组：瓦窑堡组、永坪组、胡家村组、铜川组，在邻区无法细分组时，则称其为延长群[6]（表1）。

含油气层系划分是建立在岩石地层层序研究基础之上的。由于对延长组的认识不同，导致了该区域内科研和生产中很难有共同语言，尤其是对于储层开发层系划分的意见分歧。有些学者提出长12砂层组[7]、长12—长32三个亚组[8]，长63、长62、长61油层[9]、长6－3亚段[10]、长231－1小 层[11]。然而，鄂尔多斯盆地内延长组的准确概念应该是惟一的。延长组概念的准确与否，直接影响到盆地内油田开发过程中流动单元的准确划分和油井增产措施实施中注水目的层的精确厘定。

研究区位于鄂尔多斯盆地陕北古拗陷的南部[12]，地层区划为华北地层区的鄂尔多斯地层分区正宁—佳县地层小区[13]。研究区北起靖边、南至富县，西从志丹、东到宜川（图1），区内分布有小河、青阳岔、天赐湾、镰刀湾、化子坪、谭家营、坪桥、郝家坪、子北、青化砭、蟠龙、直罗、下寺湾等20余个油田（区），石油开发目的层主要是岩石地层单位的延长群（瓦窑堡组、永坪组、胡家村组、铜川组），长2油层组位于永坪组上部，岩性为灰绿色厚层细—中粒砂岩夹深灰色泥岩、泥质粉砂岩、沉凝灰岩，砂岩中含黄铁矿结核。

表1 鄂尔多斯盆地延长组地层划分沿革表Table1 The Evolution table of stratigraphic division of Yanchang Formation in Ordos Basin

图1 鄂尔多斯盆地地层分区图Fig.1 The map of stratigraphic subregions in Ordos Basin（据王双明，1996，略修改）

1 含油气层系划分

按照中华人民共和国石油天然气行业标准（SY／T5363－1997），鄂尔多斯盆地内中—上三叠统含油气层系划分的一级单位为：延长群含油气层系，与岩石地层单位的瓦窑堡组、永坪组、胡家村组、铜川组依次分别对应。可将延长群含油气层系进一步细分为含油气层系的Ⅱ级单位（由上至下）：瓦窑堡组含油气层组（简称长1油层组，下同）、永坪组上段含油气层组（长2油层组）、永坪组下段含油气层组（长3油层组）、胡家村组上—中段含油气层组（长4＋5油层组）、胡家村组中—下段含油气层组（长6油层组）、胡家村组下段含油气层组（长7油层组）、铜川组上段含油气层组（长8油层组）、铜川组中段含油气层组（长9油层组）、铜川组下段含油气层组（长10油层组）。

在Ⅱ级含油气层系划分的基础上，研究区内的长2油层组可进一步划分出含油气层系的Ⅲ级单位：长12、长22、长32含油气层段（表2）。

为油田开发的需要，再进一步将长12含油气层段（简称长12油层段）详细划分出含油气层系的Ⅳ级单位：长1－12、长1－22、长1－32含油气层（简称油层）。

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按照国际地层指南[14]的相关规定，岩石地层单位的“层”有二重含义：岩性单一的层状岩石可称为一层，我们称其为单层；层位相邻、岩性相近的层状岩石也可称为一层，我们称其为复层。长12油层段中的长12－1、长12－2、长12－3应是复层，我们可以根据油田开发的具体需要，更进一步地再将复层精确厘定出若干个单层（图2）。

2 开发层系的厘定

2.1 标志层特征

研究区内的瓦窑堡煤系之下就是长2油层组，长2油层组砂岩中普遍含黄铁矿结核。所以说，瓦窑堡煤系地层和含黄铁矿结核的厚层状砂岩是区内鉴别目的层的2个标志。

研究区内长2油层组的上部即为长12油层段，其单层厘定时可以2个标志层（K9，K8）为基本依据。

K9标志层特征：K9标志层是长1油层组与长2油层组的分界线，该“线”厚度为30cm±，其岩性为泥岩、凝灰质泥岩、碳质页岩、煤层或煤线，其电性特征为高伽马、高时差、高电阻。

K8标志层特征：K8标志层是长12油层段与长22油层段的分界线，其厚度为20～40cm，其岩性为灰黄色—灰白色薄层、极薄层沉凝灰岩或凝灰质泥岩，其电性特征为高伽马、高时差、低电阻。

图2 安塞油田杏58井油层精细划分图Fig.2 Fine division of oil beds in Well Xing 58，Ansai oilfield

2.2 沉积旋回特征

以杏58井为例，根据碎屑岩储层沉积物碎屑颗粒大小由下至上的变化特征，可将长2油层组划分为3段：长32、长22、长12，即由粗粒至细粒的3个沉积旋回。再根据沉积旋回，可进一步将其中的长12油层段自下而上划分为3个复层：长1－32层、长1－22层、长1－12层。

a.长1－12层岩性及旋回特征：本层岩性为泥岩、粉砂质泥岩和细粒砂岩，自下而上呈现出由粗粒至细粒的岩性变化特征。

b.长1－22层岩性及旋回特征：其岩性为中粒砂岩、细砂岩夹泥质粉砂岩，自下而上也呈现出由粗粒至细粒的岩性变化特征。

c.长1－32层岩性及旋回特征：长1－32层的岩性为粉砂岩、细砂岩夹泥质粉砂岩，自下而上同样呈现出由粗粒至细粒的岩性变化特征。

2.3 开发层系的厘定和对比

依据K9和K8标志层界定了长12油层段的顶、底界面后，再依沉积物碎屑颗粒粗—细的变化（旋回）划分出本段的复层。更进一步，依据储层岩石的属性可将每一复层再划分为不同的单层。例如，安塞油田谭家营油区的杏58井中，长12－1层可划分为9个单层，长12－2层可划分为4个单层，长12－3层也可划分为4个单层（图2）。

由研究区南缘（富县）的中富32井经中部（安塞县）的杏58井至研究区北界（子长县）的理825井作一剖面进行层系厘定对比（图3）可以看出：研究区长12油层段的3个复层（长12－1、长12－2、长12－3）分别代表了3个沉积旋回，这种规律性在全区普遍存在。

3 在油田开发中的应用

油田开发工作中，在厘定油（单）层时，最大的困难就是岩性变化不明显：电测曲线（目的层段测井资料的比例尺常为1∶200）的变化没有显著特征，岩（心）屑录井也显示为“渐变过渡”。此时可通过聚类分析（已另撰文论述），将陆源碎屑岩的泥岩—细砂岩系列的11种岩石类型（泥岩、含粉砂质泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、含泥质粉砂岩、粉砂岩、含细砂质粉砂岩、细砂质粉砂岩、粉砂质细砂岩、含粉砂质细砂岩、细砂岩）综合归纳为5种（泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质细砂岩、细砂岩），既能满足科研的需要，又方便于生产中应用（表3）。

图3 研究区长12油层段层系厘定对比图Fig.3 Fine division and contrast of the oil beds in study area

此时，考虑到研究区微裂隙（缝）发育的实际情况和油田开发流动单元划分的具体需要，将厚度达2m（及以上）的泥岩划出，视作隔层；将相邻二隔层之间的细砂岩、粉砂质细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩等，根据其岩屑、岩心所示的岩性特征以及综合录井和电测曲线资料，精细厘定为开发层系的单（油）层（图4、图5）；在此基础上可进而归纳出流动单元作为油田开发的基本目的层。

精细厘定了开发层系的单（油）层之后，根据研究者的习惯和具体生产单位的使用方便，其命名和表示可有多种方法。如长2油层组第1油层段不同复（油）层的第3单（油）层可表示为：长1－12－③、长1－22－3或长1－32－（3）。

在油田开发生产的实践中，精确厘定了研究区内长12油层段的开发层系之后，最显著的作用是：能够精确辨识和确定施工目的层，其结果不仅体现在地质录井成果精度的提高，也体现在测井解释成果的准确性提高和注水工程中施工目的层准确性的提高。

表3 细粒碎屑岩的岩石类型划分表Table3 The division of rock types for fine fragmentals

图4 富县中富32井油层精细划分图Fig.4 Oil－bearing horizon fine division of Well ZF－32 in Fuxian oilfield

4 结论

鄂尔多斯盆地含油气层系的精细厘定是该区油田开发最基础、最关键的研究。

盆地内延长群含油气层系共包括10个油层组（长1—长10），每个油层组又可分作若干个油层段。长2油层组可分为3个油层段（长12、长22、长32）。

图5 子北理825井油层精细划分图Fig.5 Oil－bearing horizon fine division of Well Li－825 in Fuxian oilfield

长12油层段的开发层系厘定时，根据标志层特征和沉积旋回特征可将其进一步分为3个复层：长1－12、长1－22、长1－32；其中每个复层又可精细厘定为若干个单层。这些单层经归纳整理后，再结合其中的流体性质，即可确定储层的流动单元、作为油田开发的基本目的层。

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