鄂尔多斯盆地延长组长9 油层组成藏地质条件

时保宏，姚泾利，张 艳，张 雷，杨亚娟，李 慧

(1. 西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安710065; 2. 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安710018; 3. 中国石油长庆油田分公司第七采油厂，陕西西安710018)

鄂尔多斯盆地油气资源丰富，经过不断的努力，发现了大批油气田，形成了南油北气的勘探开发格局。随着勘探的不断深入，石油勘探中的新层系，新领域逐渐被发现。近年来，石油预探着眼全盆地，深化延长组下部层系研究，加大甩开勘探力度，长9 油层勘探不断取得新的突破，展示了长9 油层良好的勘探潜力。

1 地质概况

鄂尔多斯盆地是在华北克拉通古老基底基础上发展起来的中、新生代沉积盆地。盆地地质构造稳定，具有整体上升、持续沉降、斜坡宽缓等特征。在晚三叠世延长期早期，盆地周缘相对抬升，形成面积大、水域广的大型鄂尔多斯湖盆［1］。上三叠统延长组是盆地内陆湖盆形成后的第一套生储油岩系，根据岩性特征将其自下而上分为5 段，10 个油层组［2-4］。延长组进入长9 沉积期后，湖盆快速下沉，沉积了一套广泛湖侵背景下的产物。岩性以砂岩夹泥岩为主，由灰白色中细砂岩、灰黑色泥岩、灰色粉砂岩等不等厚互层组成。在长9 油层组上部一般发育灰黑色油页岩，通称为“李家畔页岩”。

近年的勘探及研究表明，长9 油藏规模一般较小，其油水分布关系较为复杂。本文就油源条件、沉积条件以及储集条件等成藏地质条件方面开展分析，为长9 油藏的勘探与生产提供一定的地质依据。

2 成藏条件

2.1 油源条件

关于长9 油藏的油源问题，前人就此也做了不少研究工作，并得出了较为一致的研究结果［5-8］。但就盆地志丹地区长9 油藏的油源存在一些争议。多数学者认为志丹地区长9 油藏的油源为长9 烃源岩，也有学者认为除了长9 烃源岩外还有部分长7 烃源岩的供给［8］。

此次研究为了进一步明确盆地志丹地区长9 油藏的油源问题，在前人研究得出的结论及成果基础上，笔者采集了长9 油层组原油样品10 件及含油岩心样品15 块来分析生物标记化合物。

对比长9 与长7 生物标记化合物的特征来看，长7烃源岩中甾、萜类生物标记化合物的重排藿烷含量明显低于C30藿烷，而长9 烃源岩的重排藿烷含量则明显高于C30藿烷;长7 烃源岩中C27，C28，C29规则甾烷呈现反“L”型分布特征，长9 烃源岩则表现为接近“V”型分布特征(图1)。

长9 原油(含油岩心)生物标记化合物分析结果表明:盆地志丹地区长9 原油的生物标记化合物分布特征与长9 烃源岩相似，17α(H)-重排藿烷含量异常高，超过C30藿烷，且Ts 较Tm 含量大很多，C27，C28，C29规则甾烷呈接近“V”型分布特征。因此认为志丹地区长9 原油来源于长9 烃源岩，无长7 烃源岩的混入。

2.2 沉积条件

长9 沉积时，由于湖盆快速下沉，发生了延长组沉积过程中的第一次湖侵［9］。受东北、西北及西南三大主要物源影响，盆地东北部主要发育曲流河相的三角洲沉积;盆地西南及西北部发育辫状河相的三角洲沉积。受湖岸线位置控制，在盆地东北部吴起、志丹等地发育湖泊浊积岩相(图2)。

岩心、测井曲线资料及试油成果资料等表明，长9油层组含油段集中在长91亚段，其储集体主要为辫状河三角洲平原相分流河道砂体及三角洲前缘水下分流河道砂体;部分出油井点位于长9 湖盆中部即盆地志丹地区发育的半深湖相的浊积砂体。

2.2.1 分流河道砂体(辫状河三角洲平原亚相)

图1 鄂尔多斯盆地长7、长9 烃源岩甾、萜烷生标物分布特征对比Fig.1 Biomarker distribution comparison of hydrocarbon source rocks between Chang-7 and Chang-9 reservoirs in the Ordos Basin

图2 鄂尔多斯盆地延长组长91 沉积相Fig.2 Sedimentary facies of the Chang-91 oil reservoir in Yangchang Formation，the Ordos Basin

砂体岩性一般为粗-细粒砂岩，从下向上一般表现为从粗变细，甚至粉砂级砂岩正韵律沉积序列(图3)。单砂体厚度一般为2～3 m，其成分成熟度及结构成熟度较低，电测曲线特征为中-高幅的箱型或钟形。砂体底部常发育冲刷面，见泥砾，发育块状、槽状板状交错层理等，反映较强水动力条件下沉积。

2.2.2 水下分流河道砂体(辫状河三角洲前缘亚相)

砂体岩性主要为灰、灰褐色、浅灰色中-细粒砂岩。纵向剖面具有下粗上细的正旋回特点(图4)，沉积构造自下而上有块状层理、板状交错层理、斜层理、沙纹层理及平行层理，底部有大量的泥砾，与分流间湾细粒沉积物冲刷接触。

2.2.3 浊积岩砂体(半深湖亚相)

前已述及，鄂尔多斯盆地进入长9 期，下沉速度加快，出现了以“李家畔”页岩为代表的长9 湖相沉积，但湖盆面积有限，主要分布于盆地东北部地区。相应的半深湖中发育浊积岩砂体，多形成滑塌浊积岩。纵向剖面上表现为其上下都被湖相泥岩孤立，呈透镜状分布。砂岩沉积构造以块状为主，常见包卷层理、变形层理等同生变形构造，局部发育不完整鲍玛层序(图5)。总体来说，浊积砂体在平面上分布规模较小，呈零星分布，纵向上表现为透镜状，砂体厚度较薄，5～20 m不等。

图3 鄂尔多斯盆地长91 三角洲平原分流河道垂向剖面(C70 井)Fig.3 Vertical sequences of the delta plain distributary channel in Chang-91 reservoir，the Ordos Basin (Well C70)

图4 鄂尔多斯盆地长91 三角洲前缘水下分流河道垂向剖面(A46 井)Fig.4 Vertical sequences of the delta front underwater distributary channel in Chang-91 reservoir，the Ordos Basin (Well A46)

图5 鄂尔多斯盆地长9 半深湖亚相浊积砂体沉积构造特征Fig.5 Sedimentary structures of subordinate lacustrine turbidite sandstone in Chang-9 oil reservoir，the Ordos Basin

2.3 储层岩石学及物性

据长9 油层组215 口井567 块岩心样品的薄片资料分析，长9 储层的岩石类型主要为岩屑长石砂岩，次为长石砂岩及长石岩屑砂岩，未见岩屑砂岩。砂岩粒度中值一般为0.17～0.44 mm，属细粒砂岩。砂岩磨圆度较差，分选一般，结构成熟度差。储层填隙物以绿泥石、碳酸盐岩、浊沸石为主，胶结类型以薄膜-孔隙接触为主。孔隙类型以粒间孔为主，长石溶孔次之。

长9 储层孔隙度、渗透率总体较低。平均孔隙度为10%，主要集中分布在8%～12%左右，渗透率为2.97×10-3μm2，集中分布在小于0.3 ×10-3μm2和(0.5～5)×10-3μm2两个区间内。由于不同地区的填隙物含量及种类不同，导致储层物性在平面上具有分区性。其中姬塬地区砂岩粒度相对较粗，填隙物含量最低，粒间孔多见，以薄膜孔隙式胶结为主，其物性最好，排驱压力较低，孔喉分选较差;相对而言，洛川地区砂岩粒度最细，以碳酸盐胶结为主，孔隙不发育，储层致密，物性最差。

2.4 运移方向

图6 鄂尔多斯盆地原油含氮化合物异构体参数分布Fig.6 Distribution of isomer parameters of nitrogen-containing compounds crude oils in the Ordos Basin

长9 原油源岩为延长组长7 和长9 两套烃源岩。生排烃研究结果表明，早白垩世晚期盆地进入了深埋成岩环境，此时，烃源岩热演化达到生烃高峰阶段，形成大量的油气［10-12］。同时烃源岩由于欠压实作用和烃类的大量生成，致使源岩中孔隙流体增多［13］，烃源岩中形成异常高压，在压差作用下，油气克服浮力和毛细管力的阻力作用，自高剩余压力区向低剩余压力区流动［14-15］。长9 原油咔唑类化合物的分析结果也证实了这种认识。

研究结果表明，平面上，盆地长7 湖盆中心和长9湖盆中心为异构体参数低值区，以这些地区为中心，咔唑类化合物异构体参数比值向盆地西北、西南及南部方向增加，盆地志丹地区表现为自西河口向吴起方向增加(图6)，反映了盆地长9 原油运移方向主要由湖盆中心(包括长7 和长9)向盆地周缘方向运移。

2.5 成岩相特征

不同学者对成岩相概念的理解不尽相同，根据研究对象的不同，划分出的成岩相类型也具有差异性［16-18］。本次研究在铸体薄片、扫描电镜、阴极发光等大量分析的基础上，结合长9 主要建设性和破坏性成岩事件，根据胶结作用的不同来划分成岩相类型。因储层的性质与埋藏后的成岩变化有极大关系，因此通过此次成岩相研究，能更进一步确定有利成岩储集体，从而更有效指导油气勘探。通过研究，最终将长9成岩相划分为碳酸盐胶结相、绿泥石膜胶结相和孔隙相3 种单因素成岩相类型及粒间孔-绿泥石膜、长石溶孔-绿泥石膜和碳酸盐胶结3 种综合成岩相类型。综合分析认为，盆地姬塬、陇东地区主要为粒间孔-绿泥石膜成岩相，陕北地区为长石溶孔-绿泥石膜成岩相，洛川地区为碳酸盐胶结相。因此结合前述的沉积条件、储集条件综合判断盆地姬塬地区为长9 下一步勘探的最有利区。

2.6 成藏组合特征

上述油源分析认为，盆地大部分地区长9 油藏的原油来源于长7 烃源岩，只志丹地区长9 油藏的原油来自长9 烃源岩，这两套生烃岩与长9 砂岩储层构成了上生下储、自生自储成藏组合类型。

2.6.1 上生下储类型

以长7 烃源岩发育长9 烃源岩不发育的姬塬、陇东及洛川地区油藏最为代表。该组合以长9 上覆地层长7 暗色泥岩或油页岩为烃源岩，其生成的油气在异常高压的作用下，向下通过裂缝和连通砂体运移至长8、长9 储集层中［19-20］。储集体主要为三角洲前缘的水下分流河道和三角洲平原的分流河道砂体。油藏的油水分布总体上受构造、岩性的双重控制，构造低部位出水，向高部位逐渐过渡为纯油藏，最为典型的为姬塬地区(图7)。如图所示，H199 井处于构造低部位，长91试油为纯水层，向构造高部位，H48 和H255 井为油水同出，H219 井则产纯油。

2.6.2 自生自储类型

上述长9 半深湖相主要发育在志丹地区，油源分析对比研究表明，志丹地区的长9 油藏油源来自于长9 烃源岩，因此志丹地区长9 油层组中生成的油气运移聚集在长9 储集层中，构成自生自储油藏类型。储集体主要为分布在生烃凹陷周围的半深湖相的浊积砂体，其与湖相泥页岩相伴生，常形成指状尖灭砂体，烃源岩既是生油层同时又是良好的盖层(图8)。源岩层中生成的油气通过裂缝和孔隙型砂体运移聚集［19-20］。

3 结语

1)油源对比结果表明，鄂尔多斯盆地长9 油藏的原油大部分来自上覆长7 烃源岩，只有志丹地区的原油来自于长9 烃源岩。

2)长9 油藏储集类型主要为三角洲平原的分流河道和前缘的水下分流河道砂体，志丹地区的储集体为半深湖相的浊积砂。储层孔隙类型主要为粒间孔，储层物性总体较低，平面上具有一定的分区性。综合分析认为，以粒间孔-绿泥石膜成岩相为主的姬塬地区物性最好，是下一步勘探有利区。

图7 鄂尔多斯盆地长9 上生下储油藏成藏组合Fig.7 “Upper sourcing”pattern of Chang-9 reservoir in the Ordos Basin

图8 鄂尔多斯盆地志丹地区长9 自生自储油藏成藏组合Fig.8 “Indigenously sourcing”pattern of Chang-9 reservoir in Zhidan area，the Ordos Basin

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