鄂尔多斯盆地长7段源储组合特征与油气成藏模式

高岗,梁晓伟,朱康乐,淡卫东,孙明亮,尤源,冯胜斌

(1.中国石油大学(北京)地球科学学院，北京 102249；2.中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；3.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西 西安 710018;4.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西 西安 710018)

鄂尔多斯盆地地处中国大陆中部, 位于华北地台的西部，北起阴山，南至秦岭，东抵吕梁山，西达六盘山一带，横跨陕、甘 、宁、蒙 、晋5省区，面积为37×104km2,其中盆地本部面积为 25 ×104km2(任战利，1994)。盆地主力含油层系三叠系延长组发育一套湖泊-三角洲相沉积，延长组沉积时期是鄂尔多斯盆地发育的鼎盛期，长7期湖盆面积达到最大(张文正等，2006；杨华等，2007)。烃源岩的地球化学研究表明，长7 段优质油源岩形成于半深水、强还原、淡水-微咸水的陆相湖泊沉积环境(杨华等，2005)，长7 段优质油源岩在盆地大部分地区均已达到成熟—高成熟早期演化阶段。研究区油藏为典型的岩性油藏，储集条件较差，储层非均质性强。油藏的形成主要受优质烃源岩、有利储集砂体的控制(杨华等，2007)。

鄂尔多斯盆地延长组长7段源岩和储层的接触关系主要为垂向叠置或紧邻接触(付金华等，2005；杨华等，2010)，烃源岩主要以生烃作用产生的增压为主要排烃动力(张文正等，2006)，油气层具有大面积分布，含油气性的区域非均质性显著(姚泾利等，2013)。前人对长7段源岩、储层及致密油成藏机理等已进行了大量研究(李德生，2004；杨华等，2007；陈永胜等，2009；李元昊等，2010；邓秀芹等，2011；宋和平等，2011；张云霞等，2012；赵彦德等，2012；钟大康等，2013；郭凯，2017)，但长7段源岩和储层有多种配置关系，不同类型储层的油气赋存机理存在差异，关于不同源储配置关系对致密油成藏的控制作用尚缺乏深入研究。因此，笔者旨在对不同类型源储特征进行分类，明确不同源储组合的控油气作用，以期对下一步油气勘探具有借鉴和指导作用。

1 源储组合类型的划分

通过对长7段油藏解剖可见，其源储组合为源储一体，连续分布的致密储层与烃源岩相邻共生，为页岩油/致密油成藏提供了有利的地质条件(邹才能等，2012)。根据沉积类型、砂体结构、厚度以及源岩发育特征，结合储集层物性、孔隙特征、裂缝发育程度、产油能力等，将鄂尔多斯盆地长7段源储配置关系分为6种类型(图1、表1)。

Ⅰ型源储组合的地质特征为长7段底部发育有厚层优质黑色页岩，向上逐渐过渡为暗色泥岩和砂岩，长71和长72段发育厚层砂岩，中间夹有薄层黑色页岩和暗色泥岩，具有砂包泥的特征，烃源岩和储层质量较好，具有致密油成藏良好的地质条件。Ⅰ型源储组合砂体间暗色泥岩不发育，只能靠黑色页岩供烃，储层含油性较好(图1、表1)。

Ⅲ型源储组合的特征为长7段底部发育有厚层优质黑色页岩和有效暗色泥岩，生排烃能力较强，长71和长72段的砂岩厚度变薄，为中厚层砂体，中间夹有中厚层有效暗色泥岩，较有利于致密油成藏(图1、表1)。所以，Ⅱ型源储组合发育厚层砂体+薄层砂体，砂体间发育暗色泥岩；与暗色泥岩临近的砂体中优先聚集来自暗色泥岩生成的烃源岩；远离暗色泥岩的厚层砂体中主要赋存来自黑色页岩生成的油气，储层含油性相对较好。

Ⅲ型源储组合的特征为长73底部发育有中厚层优质黑色页岩，长71和长72段发育中厚层有效暗色泥岩，砂体较厚，油气主要来自暗色泥岩烃源岩，储层含油性较差；在暗色泥岩有效源岩供烃较差的砂体中赋存有黑色页岩生成的油气(图1、表1)。

Ⅳ型源储组合的地质特征表现为黑色页岩发育于长72段，且黑色页岩和暗色泥岩呈薄互层，长71和长73段发育中厚层砂岩夹有薄层有效泥岩，有效烃源岩的生排烃能力降低，储层质量较差。Ⅳ型源储组合黑色页岩位置上移，黑色页岩较薄，砂体也不太发育，砂体厚度较小，主要是薄层砂夹泥岩层。油气主要来自黑色页岩，暗色泥岩烃源岩供烃较少，储层含油性较差(图1、表1)。

Ⅴ型源储组合的地质特征表现为黑色页岩基本不发育，有效烃源岩主要是暗色泥岩，长73段主要发育厚层暗色泥岩，长71和长72段发育中厚层砂岩夹有薄层有效暗色泥岩，有效烃源岩的生排烃能力降低，主要靠暗色泥岩供烃，储层质量较好，总体上储层的含油性较好(图1、表1)。

图1 鄂尔多斯盆地长7段源储组合类型Fig.1 Source-reservoir assemblage types of the Chang 7 Member in the Ordos Basin

表1 鄂尔多斯盆地长7段典型区块致密油源储组合特点Tab.1 Tight oil source-reservoir assemblage characteristics of Chang 7 typical block in Ordos Basin

Ⅵ型源储组合的地质特征表现为黑色页岩极不发育甚至是无，有效烃源岩主要是暗色泥岩，长73段主要发育厚层暗色泥岩，长71和长72段发育中薄层砂岩与中厚层有效暗色泥岩，有效烃源岩的生排烃能力较差；储层质量较差，除原地暗色泥质有效烃源岩外，黑色页岩也会侧向供给少量烃类，含油性较差(图1、表1)。

2 源储组合类型分布特征

长7段源储组合主要受控于黑色页岩与有效暗色泥岩的分布范围，其中Ⅰ—Ⅳ类源储组合主要发育于重力流沉积区，黑色页岩为主要烃源岩；Ⅴ和Ⅳ类源储组合主要分布于三角洲前缘沉积区，暗色泥岩为主要烃源岩，黑色页岩也有部分贡献。根据单井分析结果和源岩分布区域来看，长7段源储组合以Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型为主(图2)。

图2 鄂尔多斯盆地长7段源储组合类型频率分布图Fig.2 Frequency distribution map of source-reservoir assemblage types in the Chang 7 Member of Ordos Basin

从油藏解剖及油气来源分析来看，长71段主要赋存来自黑色页岩的油气，长72段赋存来源于黑色页岩和部分有效暗色泥岩的油气。源岩控藏作用明显，尤以黑色页岩控藏为主。不同源储组合含油性有较大差异，总体上砂体和源岩越发育，含油性越好。表明砂体发育程度也是控制油藏发育的一个因素。源储组合特征表明长7段为典型近源自生自储成藏。综合重力流与三角洲沉积区储盖组合特征差异，可以看出，重力流沉积区控制长7段油气成藏的主要因素是砂体的发育程度，而三角洲沉积区控制长7段油气成藏的主要因素是烃源岩。平面上，不同源储组合成片状、环带状分布，其中Ⅳ和Ⅰ型组合分布在Ⅱ型范围之内(图3)。

1.地名；2.组合界限；3.露头图3 鄂尔多斯盆地长7段源储组合类型平面分布图Fig.3 Plane distribution map of the source-reservoir assemblage types of the Chang 7 Member in Ordos Basin

由于不同源储组合烃源岩与储集层发育的差异，油气产能存在一定差异。通过统计分析(图4)，Ⅰ型源储组合单井产能高的井所占比例明显要高，其次是Ⅲ型源储组合，Ⅲ类组合产能变化较大，多数钻井产能与Ⅳ和Ⅵ型储盖组合相近，Ⅵ型和Ⅳ型源储组合的单井试油产量总体较低，Ⅴ型源储组合产能总体高于Ⅳ、Ⅵ型和多数Ⅲ储盖组合(图4)。

图4 长7段不同源储组合类型试油产量箱状图Fig.4 Box diagram of oil test output of different source-reservoir assemblage types in Chang 7 section of the Ordos Basin

Ⅰ型源储组合主要分布在重力流沉积区(图5)。单井试油产量结果显示，Ⅰ型源储组合地区多分布产油井，长71和长72段单井试油产量最大分别超过20 t/d和30 t/d，与Ⅰ型源储组合中底部发育厚层优质黑色页岩有关。Ⅲ型源储组合围绕着Ⅰ型和Ⅳ型储盖组合分布，为长7段沉积期的湖盆中心，沉积水体最深。单井试油产量结果显示，Ⅲ型源储组合地区存在产油井和产水井，该地区长71和长72段单井最大试油产量仅为分别超过15 t/d和21 t/d。Ⅲ型源储组合主要围绕Ⅲ型储盖组合分布，主要属于三角洲沉积区，产油井较少，但长71段单井日产可以达到21.51 t/d，长72段单井日产总体较低。Ⅲ型源储组合发育多套中厚层有效暗色泥岩，黑色页岩发育较少，烃源岩质量相对较低，中上部发育有中厚层砂体，储层质量较好。Ⅳ型源储组合主要分布在白豹地区，存在产油井和产水井，长71段单井日产油可达13.18 t/d。Ⅴ和Ⅵ型源储组合主要分布在Ⅲ型外围，远离黑色页岩分布区，有暗色泥岩分布，长71段最高日产油可达12.84 t/d。总体来说，Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ型源储组合范围内的含油性最好(图4、图5)。

1.地名；2.组合界限；3.露头；4.试油成果图5 鄂尔多斯盆地长71(左)和长72段(右)试油产量与源储组合叠合图Fig.5 Overlapping diagram of oil test production and source-reservoir assemblage of Chang 71 (left) and Chang 72 members (right) in Ordos Basin

3 长7段油气成藏模式

综合考虑到长7段重力流沉积区与三角洲沉积区黑色页岩与暗色泥岩有效烃源岩发育、储盖组合类型、油气运移特征的差异，将长7段的致密油成藏模式归纳为2种。

第一种为重力流沉积区的强充注致密油成藏模式(图6)。该成藏模式中，油气主要来自黑色页岩，其次为暗色页岩。暗色泥岩生成的油气运移到临近的砂层中聚集，主要为近距离运移；黑色页岩生成的油气可以聚集在临近及其上部的不同砂层中，即可近距离运移，也可长距离运移(图6)。总体上油源充足，充注能力强，含油范围广，连片性好。

第二种为三角洲沉积区弱充注致密油成藏模式(图7)。该成藏模式中，油气主要来自该区暗色页岩，其次为侧向上分布的黑色页岩。暗色泥岩生成的油气运移到临近的砂层中聚集，主要为近距离运移；黑色页岩生成的油气主要经过相对较长距离运移聚集(图7)。总体上油源不如重力流区充足，充注动力稍弱，含油范围连片性较差。

1.黑色页岩；2.有效泥岩；3.无效泥岩；4.油层；5.干层；6.水层；7.裂缝；8.运移方向图6 鄂尔多斯盆地长7段重力流沉积区强充注致密油成藏模式Fig.6 Accumulation model of tight oil with strong charging in gravity flow deposition area of Chang 7 Member in Ordos Basin

1.暗色泥岩； 2.油层；3.干层；4.水层；5.裂缝；6.运移方向图7 鄂尔多斯盆地长7段三角洲前缘沉积区弱充注致密油成藏模式Fig.7 Accumulation model of weakly charged tight oil in the delta front sedimentary zone of the Chang 7 Member of the Ordos Basin

从整个长7段来看，黑色页岩主要发育于沉积区中心重力流地带，暗色泥岩在沉积区中心和边缘三角洲前缘地带均有分布。所以，沉积中心重力流沉积区的黑色页岩之上油气来源充足，黑色页岩生成的油气以垂向较长距离运移为主，暗色泥岩主要就近运移进入临近砂岩储集层中，总体成藏条件优越，含油连片性好(图8)。三角洲前缘沉积区缺乏黑色页岩，有暗色泥岩分布。暗色泥岩仍以就近运移聚集为主，由于生烃量充足，黑色页岩生成的油气可以长距离侧向运移至该区聚集成藏(图8)。

4 结论与认识

(1)根据沉积类型、砂体结构、厚度以及源岩发育特征，将鄂尔多斯盆地长7段源储组合划分为6种类型，Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ型储盖组合范围内的含油性较好，Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ型源储组合含油性在局部地区较好。长7段主要发育Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅲ型源储组合。

1.砂体； 2.A类油藏；3.B类油藏；4.C类油藏；5.黑色页岩；6.暗色有效泥岩；7.泥岩；8.裂缝；9.运移方向；A.黑色岩生成的油气；B.暗色泥岩与黑色页岩生成的油气的混源油；C.暗色泥岩生成的油气图8 鄂尔多斯盆地长7段致密油成藏模式图Fig.8 Accumulation model of the tight oil in the Chang 7 Member of the Ordos Basin

(2)不同类型源储组合的分布呈现明显的差异性，其中Ⅰ—Ⅳ类源储组合主要发育于重力流沉积区，黑色页岩为主要烃源岩；Ⅴ和Ⅵ类源储组合主要分布于三角洲前缘沉积区，暗色泥岩为主要烃源岩。

(3)长7段致密油成藏模式可划分为2种类型，即重力流沉积区的强充注致密油成藏模式和三角洲沉积区弱充注致密油成藏模式。第一种模式油气主要来自黑色页岩，其次为暗色泥岩。总体上油源充足，充注能力强，含油范围广，连片性好；第二种模式油气主要来自该区暗色泥岩就近运移聚集，其次为侧向上分布的黑色页岩长距离运移聚集。