吴起地区长2油层组侵蚀残余地层油藏控制因素

杜凌春, 李凤杰, 屈雪林, 张　雁, 侯景涛, 苏幽雅

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)，成都 610059；

2.中国石油长庆油田分公司 第三采油厂，银川 750006)



吴起地区长2油层组侵蚀残余地层油藏控制因素

杜凌春1, 李凤杰1, 屈雪林1, 张雁2, 侯景涛2, 苏幽雅2

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)，成都 610059；

2.中国石油长庆油田分公司 第三采油厂，银川 750006)

[摘要]通过铸体薄片、扫描电镜和压汞分析，以及依据油藏所处的构造形态、储层成因类型、油藏成藏要素等对油藏进行解剖分析，探讨鄂尔多斯盆地吴起地区长2油层组侵蚀残余地层油藏的控制因素。吴起地区长2油层组储层砂体孔隙类型主要为剩余原生粒间孔和次生溶孔，孔隙结构分选中等；发育上倾尖灭型、透镜体型、小幅背斜构造型和复合成因型4种油藏类型。鄂尔多斯盆地延长组侵蚀残余地层油藏成藏受古地貌、岩性和构造等多重因素的控制，油藏主要分布于古河道两侧的斜坡带上。地层完整的长2油层组内，小幅背斜构造与分流河道砂体叠置，形成规模较大的构造-岩性复合成因油藏，是吴起地区长2油层组主要的油藏类型。

[关键词]残余地层；油藏控制因素；长2油层组；吴起地区；鄂尔多斯盆地

Controlling factors of erosion paleogeomorphology oil pool of

鄂尔多斯盆地三叠系延长组发育河流三角洲沉积，地层保存完整，自上而下可分为长1-长10油层组[1-3]。晚三叠世末期，受印支运动的影响，盆地整体抬升，延长组顶部遭受长期淋滤、风化剥蚀及河流侵蚀等地质作用，形成水系广布、沟壑纵横、起伏不平的古地形[4]。地层保存参差不齐，河谷侵蚀可达几百米、深至长6油层组[5]。下侏罗统富县组和延安组与上三叠统之间呈角度不整合，在侵蚀河谷地带呈“U”字形展布，是鄂尔多斯盆地侏罗系重要的油气运移通道[6]。延长组的油气沿该通道向上运移的过程中，不但可以到达侏罗系[7]，而且也可以运移至古地貌中残余延长组的分流河道砂体中，进而聚集成藏。古地貌上部的侏罗系油藏分布广泛，已为勘探所证实[6-9]；而关于古地貌下部侵蚀残余的延长组的油藏分布控制因素的研究成果却较少。鄂尔多斯盆地吴起地区位于侏罗系宁陕古河和蒙陕古河二级古河的交汇处，河谷下切深度可达150 m，深切延长组至长2油层组，保存了长2油层组侵蚀残余古地貌。近年来，该区的油气勘探也获得了良好的显示，这为该区延长组侵蚀残余古地貌油藏成藏分布与成藏控制因素的分析提供了充分的资料。本文在吴起地区长2油层组储层特征分析的基础上，进行油藏成藏分布与成藏控制因素的研究，为鄂尔多斯盆地延长组侵蚀残余古地貌油藏成藏控制因素的分析提供借鉴。

图1　鄂尔多斯盆地构造及吴起地区位置Fig.1　Structure of Ordos Basin and location map of Wuqi area

1储层特征

1.1岩石学特征

通过薄片观察和鉴定，确认吴起地区长2油层组砂岩主要以细—中粒长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和长石砂岩为主，砂岩中石英的质量分数(w)为27.2%～36.3%，平均为31.3%；长石的质量分数为31.2%～49.8%，平均为43.5%；岩屑的质量分数为10.3%～25.5%，平均为17.9%。长2油层组的填隙物平均质量分数为8.86%，填隙物主要为黏土质(图3-A)，其次为碳酸盐胶结物(图3-B)，平均质量分数分别为4.46%和3.02%。

1.2孔隙类型

据铸体薄片和扫描电镜分析，认为吴起地区长2油层组砂岩储层孔隙类型有残余粒间孔(包括粒间溶孔)、长石溶孔、岩屑溶孔、杂基溶孔、晶间孔等类型。其中粒间孔、长石溶孔是其最主要储集空间，分别占孔隙体积的52%和30%。另外，杂基溶孔、岩屑溶孔也有分布，分别为1.7%和8.3%；但由于孔隙较小，连通性较差，对储层影响不大。

图2　吴起地区长231油层亚段沉积微相与构造分布图Fig.2　The distributions of microfacies and structure of the Chang 231 oil reservoir in Wuqi area

图3　吴起地区长2油层组主要储层特征与孔隙类型Fig.3　Reservoir characteristics and pore types of the Chang 2 oil reservoir group in the Wuqi area(A)杂基含量高，部分发生重结晶，高48井，长21油层段，深度1 330.3 m; (B)方解石的连生胶结， ZJ36井，长23油层段，深度1 504.6 m; (C)绿泥石包膜、发育的粒间孔，高48井， 长22油层段，深度1 371.15 m; (D)石英次生加大、粒内溶孔、粒间孔， 塞520井， 长22油层段， 深度1 371.15 m

原生粒间孔：吴起地区长2油层组的原生粒间孔多数是环边绿泥石膜形成之后剩余的粒间孔隙[10]，孔隙相对发育(图3-C、D)。

溶蚀孔是指颗粒之间或颗粒内由溶蚀作用形成的再生孔隙，从成分上可以分为长石溶孔和岩屑溶孔，从发生溶蚀的部位又可分为粒间溶孔和粒内溶孔。长2油层组储层中所见的粒间溶孔大多数是在原生孔隙基础上沿颗粒边缘或填隙物溶解扩大而成，多数为原生粒间孔与次生粒间溶孔的混合孔隙(图3-D)；长2油层组的粒内溶孔主要为长石粒内溶孔，由溶蚀作用产生(图3-D)。

长2油层组储层平均孔隙度为15.98%，孔径为27 μm，喉道直径为0.57 μm，平均面孔率约5.63%。

1.3孔隙结构特征

吴起地区长2油层组砂岩储层的排驱压力为0.0121～1.3936 MPa，均值为0.1236 MPa；中值压力为0.3756～23.2700 MPa，均值为3.9854 MPa；喉道中值半径为0.0611～0.7094 μm，均值为0.3234 μm；分选系数为1.2378～3.1030，均值为1.9233，分选性中等；歪度系数为-0.2556～1.9561，均值为0.8310,总体表现为负偏；退汞效率为16.60%～45.60%，均值为28.86%。

总体来看，吴起地区长2油层组砂岩储层孔隙结构的分选中等，喉道分布略显粗歪度，排驱压力总体较低，最大进汞饱和度与退汞效率均较高。

2油藏类型

吴起地区延长组长2油层组油藏分布众多，已经建产或获得良好试油成果的油藏包括五里湾的长22油层段、吴94井区的长23油层段、新11井和高48井的长21油层段等。本文从油藏所处的构造形态、储层成因类型、油藏成藏要素等方面对这些油藏进行详细解剖(表1)，总结出吴起地区长2油层组发育上倾尖灭型、透镜体型、小幅背斜构造型和复合成因型4种油藏类型。

上倾尖灭型油藏：吴起地区长2油层组三角洲平原分流河道砂体呈近北东向展布，而油藏展布方向近东西向，二者斜交，相间的分流河道砂体被分流间洼地泥岩分隔，构成砂体上倾方向优越的遮挡条件。如图4-A中高11井区长22油层段，下部长7油层组深湖相生油源岩产生的油气[4]，在沿西倾单斜上倾方向运移至泥岩所分割的分流河道砂体中聚集；加之长2油层组分流河道砂体内底水发育，驱动油气向高部位运移，形成上倾尖灭型油气藏(图4-A)。

透镜体型油藏：这种油藏属于岩性油藏，仅仅是储油砂体呈透镜状被分流间洼地泥岩所包围，不需要特殊的构造地质条件，如小幅背斜构造等，分流间洼地沉积可以是良好的烃源岩[11]。透镜体砂岩位于源岩内，生成的油气可直接通过毛细管力作用进入孔隙[12]或通过裂隙运移至砂岩透镜体中聚集成藏，如图4-B中的高11井和新85井油藏就是透镜体油藏类型。

小幅背斜构造油藏：吴起地区位于向西倾斜的平缓单斜-伊陕斜坡上，在此单斜背景之上发育的大型宽缓鼻状构造的轴线方向与单斜倾向一致，有利于油气沿构造线的法线方向向高部位运移，形成良好的小幅背斜油藏(图4-C)，也可以是由厚度大的分流河道砂体差异压实形成小幅背斜(图4-D)。

复合成因油藏：该类型的油藏成藏模式为鼻状构造高部位与分流河道砂体相匹配构成小幅背斜构造-岩性圈闭成藏模式。该类型油藏是吴起地区长2油层组最主要的类型。

3油藏富集规律与主控因素

3.1油藏富集规律

本文在对吴起地区长2油层组残余地层划分的基础上，分别将该区的沉积微相、残余古地貌分布图和顶面起伏构造图与油藏和出油井点进行叠置(图2)，以分析该区油藏的富集规律。通过对吴起地区长2油层组主要油藏特征的详细解剖和油藏类型分析，长2油藏发育的厚度大、连片性好的分流河道砂体，具有良好的物性，这是优质储层形成的基础。油藏分布主要受侵蚀残余古地貌、西倾单斜坡带上形成的鼻状隆起小幅背斜构造和岩性圈闭控制。

表1　吴起地区长2油层组油藏特征

图4　吴起地区长2油层组油藏类型Fig.4　Types of oil accumulation with the Chang 2 oil reservoir group in the Wuqi area

从吴起地区长2油层组残余古地貌图上可以看出，在侏罗系下切古河道侵蚀作用下，形成了侵蚀古河谷缺失区、河间丘和斜坡带3种古地貌单元类型(图2)。在3种古地貌单元中，长2油层组的地层保存存在差异，导致其内油藏的分布也存在明显差别。

a.侵蚀古河谷缺失区：在吴起地区侏罗系古河下切延长组可达长23油层段，显然该区地层保存不完整，不利于油气的聚集；但是该侵蚀古河谷缺失区是延长组与上覆侏罗系之间的不整合界面，是油气运移的主要通道[4-6]。

b.河间丘：受宁陕和蒙陕Ⅱ级古河联合作用，在吴起地区发育面积较大的河间丘。该河间丘仅保存部分长2油层组，而且在河间丘南西和北东两侧均为古河道切割，从而使得长2油层组形成透镜体的形状。该区油藏不发育，主要为岩性油藏。

3.2油藏主控因素

3.2.1油源与油气输导条件

鄂尔多斯盆地延长组各层段分布的潜在烃源岩有机质丰度、类型及成熟度的综合研究表明，长4+5、长6、长7、长8及长9段均具有一定的生烃能力[13]。长7段烃源岩是延长组最为重要的优质烃源岩[13-15]，吴起地区长2油藏的油气，也主要来自长7段烃源岩。研究表明，长7期烃源岩生烃增压造成的异常高压[13-16]，为原油运移提供了强大的驱动力和隐性的输导通道[13]，使得长7期烃源岩生成的油气能够通过裂缝型运输通道和连通砂体[14]，运移到长2油层组聚集，在适合的圈闭条件中保存下来，最终形成长2油藏。此外，在侏罗系与延长组古河谷不整合接触之处，“U”形不整合接触界面也是油气运移的重要通道[16]。

3.2.2油藏主控因素

在吴起地区3种侵蚀残余古地貌单元中，油藏的分布存在明显的差异。总结吴起地区长2油层组油藏成藏受古地貌、岩性和构造等多重因素的控制。

延长组长7段优质烃源岩生成的油气在异常高压的作用下，为原油的运移提供了强大驱动力，使得油气通过连通砂体和微裂缝等运移通道，在纵向上向长6、长4+5、长3以及长2等上覆砂体中运聚成藏[14]。在吴起地区侏罗系古河下切延长组可达长23油层段，延长组油气沿着古河谷与延长组之间的不整合界面向上运移的过程中，遇到切割出来的长2油层组分流河道砂体而聚集成藏(图5)。吴起地区河间丘南西和北东两侧均为古河道切割，从而使得长2油层组形成透镜体的形状，在西倾单斜的构造背景下，使得沿南西部不整合界面进入延长组砂体中的油气，在透镜体的北东侧溢出，因此在古河间丘的位置，不利于长2油层组内油气的保存成藏。

图5　吴起地区侵蚀古河道油藏运移成藏图Fig.5　Migration and accumulation model of the incised paleochannel oil pool in the Wuqi area

当油气沿不整合界面进入斜坡带内的长2油层组中，该区长2油层组未遭受古河的下切、侵蚀，地层保存完整。早白垩世末期的燕山运动形成的一系列鼻状隆起带[16]，为油气的运移提供了良好的指向区，小幅背斜构造油藏构造幅度小，圈闭高度、圈闭面积不大，使得吴起地区长2油层组构造油藏规模较小。如果这些小幅构造与分流河道砂体叠置，可形成规模较大的构造-岩性油藏，是吴起地区长2油层组主要的油藏类型。

4结 论

a.吴起地区长2油层组砂岩主要以细-中粒长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和长石砂岩为主，储集空间类型主要为剩余原生粒间孔和次生溶孔，储层孔隙结构的分选中等，喉道分布略显粗歪度为主，排驱压力总体较低。

b.吴起地区长2油层组发育上倾尖灭型、透镜体型、小幅背斜构造型和复合成因型4种油藏类型，油藏分布主要受侵蚀残余古地貌、西倾单斜坡带上形成的小幅背斜构造和岩性圈闭控制。

c.总结鄂尔多斯盆地延长组侵蚀残余古地貌油藏成藏受古地貌、岩性和构造等多重因素的控制。油藏主要分布于河道两侧的斜坡带上。地层完整的长2油层组内，小幅背斜构造与分流河道砂体叠置，形成规模较大的构造-岩性复合成因油藏，是吴起地区长2油层组主要的油藏类型。

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[第一作者] 李沁(1985-)，男，博士，研究方向：储层增产改造技术, E-mail:cwlq851@163.com。

Chang 2 oil reservoir group in Wuqi area, Ordos Basin, China

DU Ling-chun1, LI Feng-jie1, QU Xue-lin1, ZHANG Yan2

HOU Jing-tao2, SU You-ya2

1.StateKeyLaboratoryofOil&GasReservoirGeologyandExploitation,

ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China;

2.No.3OilProductionPlant,ChangqingOilfieldCompanyofCNPC,Yinchuan750006,China

Abstract:This paper analyses the casting thin sections, scanning electron microscope and mercury injection. The result shows that the rock types of the Chang 2 (Member 2 of Triassic Yanchang Formation) oil reservoir group in the Wuqi area of Ordos Basin are mainly the fine-grain feldspathic lithic sandstone and lithic arkose, the types of reservoir space are mainly the residual original intergranular pores and the secondary solution pores, and the sorting reservoir pore structure is medium. Based on the detailed analysis of the reservoir structure in paleogeomorphology, the genetic types of the reservoir, and the reservoir accumulation elements, etc., 4 types of oil reservoirs, that is, the updip pinch-out type, the lens shape, the small anticline structure type and the compound genesis type, develop in the Chang 2 oil layer group of the Wuqi area. It can be concluded that the Yanchang Formation erosion residual geomorphology reservoir in Ordos Basin is controlled by multiple factors, such as, geomorphology, lithology and structure. The reservoir is mainly distributed over the river on both sides of the slope. In the Chang 2 oil layer group with complete formation, the anticline structure is slightly superimposed on the distributary channel sandstone. There develop a larger composite genetic oil pool of structure and lithology. It is the main oil pool type in the Chang 2 oil layer group of the Wuqi area.

Key words:Paleogeomorphy; oil pool; controlling factor; Chang 2 oil reservoir group; Wuqi area; Ordos Basin

[基金项目]国家自然科学基金创新研究群体项目(51221003); 国家自然科学基金资助项目(51274050)。

[收稿日期]2015-03-21。

[文章编号]1671-9727(2015)06-0726-08

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2015.06.11

[文献标志码][分类号] TE122.3 A