鄂尔多斯盆地延长组长7油层组石油成藏条件分析

时保宏，郑 飞，张 艳，黄 静，张 雷

(1.西安石油大学地球科学与工程学院，西安 710065;2.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，西安 710018;3.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，西安 710018)

1 地质概况

鄂尔多斯盆地是中国内陆第二大含油气沉积盆地，盆地本部面积为25×104km2。据今构造发育特征将其划分为伊盟隆起、西缘逆冲带、天环坳陷、伊陕斜坡、晋西挠褶带、渭北隆起6个构造单元［1］。按盆地沉积旋回特征，从下向上，三叠系延长组划分为长10—长1共10个油层组。长7油层组沉积时，鄂尔多斯湖盆达到了全盛期，深湖—半深湖沉积分布范围广，水生生物发育，沉积了中生界最好的一套生油岩——暗色泥岩和油页岩，这套烃源岩分布面积达5×104km2，单层厚度一般为5～25 m，累积厚度大都在10～50 m，最厚可达80 m以上，为中生界延长组油藏的形成奠定了雄厚的物质基础。以往针对长7油层组的研究多侧重于烃源岩方面，诸如对烃源岩的地球化学特征、生、排烃能力及发育规模等都进行了系统的研究［2-9］，但由于受勘探程度限制，未对长7油层组的储集体及其成藏地质条件开展系统研究。近年来，随着勘探程度的不断深入，长7油层组也不断获得工业油流井。这些新发现逐渐引起了人们的重视，预示着长7油层组除了发育中生界优质烃源岩外，还发育一定规模的油藏，具有很高的勘探潜力和广阔前景。本文对长7储层石油地质条件开展系统论述，以期对长7油藏的深入勘探提供一定的地质基础。

2 石油地质条件分析

2.1 烃源岩条件

鄂尔多斯盆地延长组长7期是盆地发育的鼎盛期，湖盆面积达到最大，沉积了一套半深湖—深湖相泥岩，通称为“张家滩页岩”。这套湖相泥岩在盆内广大地区均有分布，其中沉积厚度最大的地区为南部葫芦河区域，泥岩厚度可达100 m;西部区域沉积厚度最小，约30 m左右。最有利生油区分布在姬塬—华池—正宁一带，生油岩厚度30～40 m，生烃强度为(400～500)×104t/km2。其有机质丰度高，残余有机碳含量主要分布于6% ～22%之间，平均为13.75%;母质以Ⅰ-Ⅱ1型为主，现今有机质多进入中成熟阶段，镜煤反射率Ro为0.7% ～0.95%［10］。其电性响应特征表现为异常高的自然伽马、电阻率，异常低的岩石密度和低电位等，盆地东北部地区，由于这套黑色泥岩或油页岩相变为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，其电性特征变得不明显(图1)。纵向上，长7烃源岩自下而上分为长73、长72、长71，随着湖盆面积的逐渐减少，烃源岩的发育程度也随之减弱［11］，其中长73烃源岩最为发育，分布面积最大，长72次之，长71仅在湖盆中心发育(图1)。对于长7油层组内部砂体来说，油源条件优越，易于形成自生自储式油藏类型。

2.2 储集条件

露头剖面、岩心、测井曲线及试油成果等资料分析表明，鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7沉积期，湖盆沉积的主要物源来自盆地东北和西南方向，其主要储集体为由西南陡坡带辫状河三角洲沉积体系和东北缓坡带曲流河三角洲沉积体系的砂体在湖盆中部形成的浊积砂体，以及三角洲前缘水下分流河道砂体［12-13］。

水下分流河道砂体沿河道呈条带状展布，岩性主要为灰色细砂岩，厚度一般在5～10 m，砂体在剖面上具有下粗上细的正旋回特点。由于距源区远，砂体总体较细，正旋回特点表现不明显。沉积剖面上，水下分流河道沉积砂体往往与前三角洲泥或分流间湾泥岩互相叠置，以块状细砂岩为主，发育平行层理、板状交错层理、槽状交错层理等，偶见波状、变形层理，底部多见冲刷泥砾，与下伏层呈突变冲刷接触关系(图2a)。目前钻探结果显示，水下分流河道砂体中以姬塬地区发现的长7工业油流井为多。

图1 鄂尔多斯盆地长7烃源岩对比剖面Fig.1 Comparison of Chang7 source rocks in Ordos Basin

浊积岩储集砂体主要发育在半深湖—深湖沉积区。纵向剖面上浊积砂体往往被湖相泥岩所隔，局部发育不完整鲍玛层序。砂岩以块状为主，发育槽模、沟模、火焰构造、滑塌变形等同生变形构造(图2b)。勘探成果显示，长7工业油流井大部分位于浊积砂体中，主要分布在合水、玄马和上里塬地区。这些地区浊积砂体厚度较大，多期复合浊积砂体平行湖岸线分布，在平面上形成连片分布的厚层砂体。

据盆地长7薄片、压汞及图像粒度等资料分析，长7砂岩岩石类型主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩;孔隙类型以粒内溶孔为主，长石溶孔最为发育，粒间孔次之，面孔率相对较低。储层具大孔微喉型孔喉组合，中值压力大，孔喉分选好的特征。受沉积环境影响，砂岩泥质含量较高，储层粒度较细，砂岩的粒级主要为极细—细粒。磨圆度为次棱角状，分选差—中等，胶结类型以孔隙式为主，加大—孔隙式次之，薄膜式胶结极少。岩屑类型主要有火成岩屑、高变岩屑等组成，填隙物含量在4% ～49.4%之间，平均为16.4%，主要有高岭石、水云母、绿泥石、方解石等构成。

另据300余口560块砂岩物性资料统计分析，长7储层孔隙度值在4% ～15.02%之间，平均8.45%，渗透率分布范围为(0.007～1.14)×10-3μm2，平均 0.12×10-3μm2，属超低孔低渗储层，但局部地区发育相对优质储层。如合水地区，在整体低孔渗背景下(孔隙度平均值在10%以下，渗透率平均值在0.2×10-3μm2以下)，高孔渗区域发育，诸如N25等井区，试油井段的孔隙度达12.5%，渗透率为 1.0×10-3μm2。

图2 鄂尔多斯盆地长7三角洲前缘沉积、浊积岩沉积剖面Fig.2 Profile showing sedimentary facies in delta front and turbidite of Chang7 section in Ordos Basin

2.3 成岩相划分及特征

在沉积相、储层条件研究的基础上，根据储集体成岩作用的差异性，依据孔隙类型特征将长7储层划分为5种成岩相类型(表1)。其中最有利成岩相为胶结作用—微孔粒间孔和溶蚀作用—溶孔微孔成岩相，其分布面积有限，仅在姬塬、合水和白豹地区的个别区域分布;较为有利的为压实作用—粒间孔微孔成岩相和压实溶蚀—溶孔微孔成岩相，主要分布在环县、合水及吴起地区，分布面积较大;压实胶结—微孔成岩相为长7致密成岩相，储层条件最差，粒间孔及溶孔都不发育，其在盆地内分布范围最广(图3)。

表1 鄂尔多斯盆地延长组长7不同成岩相特征Table 1 Characteristics of distinct diagenetic facies of Chang7 section in Ordos Basin

2.4 储盖组合特征

前已述及，盆地延长组长7主要由湖相和三角洲相沉积组成，储集体主要为前缘水下分流河道和湖相浊积砂体。其沉积演化特征决定了三角洲前缘砂体、浊积砂体与湖湾泥岩、半深湖—深湖相泥岩横向上相互交错，纵向上复合叠加，构成了多套储盖组合(图4);空间上，三角洲前缘砂体、浊积砂体等储集体被有机质丰度很高的湖相泥岩所包围(图4)。因此，长7油层组具有较好的生储盖组合优势，利于长7自生自储油藏的形成与保存。

综合上述储层、成岩相及生储盖综合分析来看，鄂尔多斯盆地虽局部地区长7储层孔渗较好，但大部分地区储层物性很差，加之长7油层组处于半深湖—深湖沉积环境，发育透镜状及条带状的重力流砂体，对长7储层来说，纵向隔夹层发育，横向储层连续性差，导致储层具有较强的非均质性。

图3 鄂尔多斯盆地长71砂岩成岩相平面分布Fig.3 Plane distribution of diagenetic facies of Chang71 sandstones in Ordos Basin

2.5 运移条件

前期研究表明，长7烃源岩在白垩纪早期开始大量成熟、生油、排烃［14-16］，伴随生烃作用产生了十分可观的体积膨胀，在泥岩内产生了巨大的超压及大量微裂缝。加之中生代晚期早白垩世盆地发生了一次构造热事件［17-18］，盆地地幔发生底侵，发生了岩浆的侵入和喷发。这次热事件不但加速了长7烃源岩进入生油阶段，还促使了烃源岩发生生烃增压，加速异常高压的形成。研究发现，盆地长7油层组异常高压普遍发育，剩余压力一般在6～12 MPa(图5)。

生成的烃类在压力差驱动下，克服浮力和毛细管力的作用，沿微裂缝向常压或相对低压系统运移［19-22］。通过岩心、荧光薄片、铸体薄片等资料观察分析发现，长7油层组中广泛分布有高角度、垂直裂缝及微裂缝，并见作为油气运移通道的证据(图6)。这些裂缝与砂岩在空间上相互连通，构成了油气运移的重要通道。

3 油藏类型及特征

图5 鄂尔多斯盆地长7泥岩剩余压力Fig.5 Surplus pressure of Chang7 mudstones in Ordos Basin

为了表征长7油藏特征，此次分别选取了长7油层组主要储集体发育的三角洲前缘水下分流河道及浊积砂发育区域，利用电测曲线、录井资料及试油资料，重点编绘长7典型油藏剖面，并就剖面特征进行分析说明。综合研究表明，长7油藏为自生自储式岩性油藏，受砂体侧向变化以及遮挡等因素的控制，易于形成砂岩上倾尖灭及砂岩透镜体油藏2种类型。

3.1 砂岩上倾尖灭油藏

这类油藏圈闭是由于三角洲水下分流河道砂体与上倾方向的分流间洼地、湖湾泥岩等相互配置，构成了较好的上倾遮挡而形成的岩性油藏(图7a)。这类油藏规模往往较大，油藏边界与岩性边界较为一致，主要分布在三角洲前缘。

图6 鄂尔多斯盆地长7显微镜下微裂缝特征Fig.6 Micro crack characteristics under microscope of Chang7 section in Ordos Basin

图7 鄂尔多斯盆地长7油层组上倾尖灭、砂岩透镜体岩性油藏剖面Fig.7 Cross section of updip thin out and sand lens reservoirs of Chang7 section in Ordos Basin

3.2 砂岩透镜体油藏

这类油藏是指透镜体储集层控制着油气的聚集。可分为2种，一为储集体周围被非渗透性泥岩所包围，这种砂岩透镜体油藏在长7油藏中分布较少;另一种为低渗透储层中出现呈透镜状的局部高渗透带，长7浊积砂体中油藏聚集多为这类(图7b)。由于砂体侧向物性差，导致油气不能长距离侧向运移，在物性好的地方聚集成藏，因此其油藏规模小而肥，形成所谓“甜点”式油藏分布。

4 油藏分布与地质条件的关系

勘探及研究成果表明，目前已发现长7油藏均分布在烃源岩展布范围内。长7储集体距离烃源岩近，油源充足，充注强度大，油藏含油饱和度高;有利沉积砂体为半深湖—深湖浊积砂体与三角洲前缘水下分流河道砂体，具有累积厚度大、横向分布较为稳定、局部储层物性较好的特点，为长7油藏的形成提供了良好的储集空间;大量存在的裂缝、微裂缝很大程度上改善了长7储层的物性条件，为油气运移提供了重要通道。

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(编辑 黄 娟)