旬宜地区延长组长7致密油特征与富集主控因素

侯娟，黄帅博，柯思,张茹

(1.河南油田分公司勘探开发研究院，河南 南阳 473132；2.华北分公司第一采气厂，陕西 榆林 719000)

近年来，中国在鄂尔多斯盆地、四川盆地及准噶尔盆地等陆续开展了致密油勘探开发示范区试验，并获得了较好的进展。鄂尔多斯盆地是中国致密油资源最丰富的盆地，其油气资源主要分布在湖盆中部延长组长7油层组，中国石油长庆油田公司先后发现了新安边、庆城、合水等多个致密砂岩油田，已提交了亿吨致密油，探明储量并率先实现了规模、效益开发(杨华等，2013；葛云锦等，2018)，展现出该盆地具有巨大的致密油勘探潜力。结合前人研究成果，认为旬宜地区延长组长7期与庆城等地区具有相似的沉积背景，目前尚未对该区长7致密油特征与富集主控因素开展系统的研究。笔者基于分析化验、测录井与分析测试等资料，结合试油试采数据，开展区内长7致密油地质特征研究，分析致密油富集的主控因素，以期为该区致密油的勘探开发提供一定的地质依据。

1 地质概况

鄂尔多斯盆地中总体上呈东翼宽缓、西翼狭窄的不对称构造形态，可划分为伊盟隆起、天环向斜、晋西挠褶带、伊陕斜坡与渭北隆起等6个构造单元(图1)，是中国第二大含油气盆地。受印支运动影响，整个盆地在晚三叠世末被全面抬升、剥蚀，形成沟谷纵横、丘陵起伏的镶嵌不整合。

中生界上三叠统延长组是盆地主要含油层系，长7沉积期为深湖相沉积，水体较深，沉积了一套富含有机质的油页岩，为致密油藏的形成提供了丰富物质基础；其自上而下可划分为3个亚油组，其中，长73期湖盆水体最深，沉积了组内最重要的一套优质烃源岩，该套优质烃源岩的发育为延长组油气藏的形成提供了良好的生烃基础；之后水体逐渐变浅，长72至长71沉积期，主要以半深湖-深湖相沉积为主，沉积了多期大面积分布的细砂岩，局部地区也发育薄层烃源岩。

旬宜地区地处盆地东南部，构造上位于伊陕斜坡与渭北隆起结合部位(图1)，总体上呈现出“南高北低、东高西低”的构造格局；受印支、燕山及喜山运动的影响，区内断裂较盆地主体区发育，断裂多呈北东向、北东—东西向和近东西向展布。晚三叠世长7沉积期，整个湖盆快速扩张，在南部形成大型湖泊，旬—宜地区位于沉积中心(刘池阳等，2020)，发育半深湖-深湖亚相沉积体系。研究区目前主力产层为延长组长3油层组；长7期主要发育浊流沉积，浊积水道发育，致密油主要富集于长71和长72亚油组。

图1 鄂尔多斯盆地构造区划分及研究区位置图Fig.1 Structure division of Ordos basin and location of the study area

2 致密油地质特征

2.1 岩石学特征

通过10口井200余块岩石薄片鉴定分析，长7段致密砂岩平均粒径一般为0.10～0.25 mm，以块状细砂岩为主，岩石类型主要为长石质岩屑砂岩，少量的岩屑质长石砂岩、岩屑砂岩(图2)。其中，石英含量为39%～75%，平均为51%；长石含量为4%～38%，平均为19%；岩屑含量为11%～50%，平均为29%，主要为沉积岩和变质岩岩屑；云母含量为0～11%,平均为4.1%。石英、长石和方解石含量一般为65%～86%，脆性指数较高。

I.纯石英砂岩；II.石英砂岩；III.长石岩屑砂岩或岩屑质长石砂岩；IV.长石砂岩；V.岩屑质长石砂岩或；VI.长石质岩屑砂岩；VII.岩屑砂岩图2 旬宜地区延长组长7储层岩石类型三角图Fig.2 Triangle classification map of rock types in sandstones of Chang7 Member，Xunyi area，Ordos basin

旬宜地区长7油层组砂岩储层填隙物含量为4%～40%，平均为15%，其中黏土矿物含量为0～35%，平均为6%；胶结物含量为2%～34%，平均为9%。胶结物以方解石和白云石为主，其中方解石含量为1%～24%，平均为4.7%；白云石含量为1%～29%，平均为4.7%；分选中等，磨圆度以次棱角状为主，其次是棱角状，表明结构成熟度较低；颗粒呈线-点接触；胶结类型为孔隙式，胶结类型单一；纵向上，黏土和碳酸盐含量呈逐渐增加的趋势(表1)。

2.2 砂岩物性特征

根据400个常规物性数据分析，长7段储层物性较差，孔隙主要在6%～12%，平均为7.7%；渗透率主要分布在0.001～0.2 mD，平均为0.15 mD，属致密储层(图3)。从长71与长72物性分布直方图可以看出(图4)，长 71孔隙度主要分布在4%～10%，渗透率分布在0.1～0.5 mD；而长72储层孔隙度主要分布在4%～12%，渗透率以小于0.005 mD为主；储层整体较致密，非均质性强，长71储集砂体物性要略好于长72亚油组(表2)。

2.3 砂岩储集空间类型

综合分析10口井岩石薄片、铸体薄片及扫描电镜观察结果，认为研究区长7段砂岩储集空间类型主要有粒间孔、长石溶蚀孔、岩屑溶孔、晶间孔溶蚀及微孔隙等，孔隙半径多在0.5～10 μm，7面孔率多在4%～8%，平均为4.5%(图5、图6)；颗粒间胶结物主要为次生石英晶体、片丝状伊利石、叶片状绿泥石集合，少量片状云母、方解石晶体。

2.4 砂岩平面分布特征

研究区长7油层组浊积砂岩发育，纵向上，长71亚油组为多期浊积水道叠加，砂岩最发育(图7)。第一支浊积砂体分布在工区西北部，延伸长度20 km，砂体宽1.5～8 km，单砂体厚度一般 为5～10 m，累计厚度一般为10～20 m；第二支浊积砂体位于工区东南部，砂体延伸长度为25 km，宽度为1.5～10 km；第三支砂体主要分布在黄陵县城以西，规模较小；长72亚油组砂岩发育规模较长71小，仅在南部发育一支浊积砂体，东北局部发育孤立浊积砂(图8)。

2.5 流体性质

旬宜地区长7致密砂岩紧邻优质烃源岩，具有优越的生油油源条件(刘池阳等，2020)(图9)。通过对工区11口井油层原因取样分析发现，长7油层组原油密度较低，最大为0.884 9 g/cm3，最小为0.821 1 g/cm3，平均为0.843 g/cm3；原油运动黏度为7.36 mPa·s，凝固点为21 ℃，初馏点为66.0 ℃，为低黏度、低凝固点、低硫的轻质原油，具有低含硫、可流动性强等特点(表3)。

表1 旬宜地区延长组长71和长72油层组填隙物含量统计表Tab.1 Statistical table of interstitial content in Chang71 and Chang72 of Yang Chang formation in Xun Yi area

图3 旬宜地区延长组长7储层物性分布直方图Fig.3 Porosity and permeability distribution histogram of Chang7 in Xunyi area，Ordos Basin

图4 旬宜地区延长组长71和长72物性分布图Fig.4 Porosity and permeability distribution of Chang71 and Chang72 in Xunyi area,Ordos Basin

表2 旬宜地区延长组长7储层物性统计表Tab.2 Physical property statistics of Chang 7 reservoir in Xunyi area

图5 旬宜地区延长组长71和长72孔隙类型分布直方图Fig.5 Histogram of pore type distribution of Chang71 and Chang72 in Xunyi area,Ordos basin

通过对W4、W10、W63等11口井地层水分析统计，区内长7油层组地层水pH值为6.4，总矿化度为12.1～46.8 g/L，主要为MgCl2型地层水，其次为CaCl2型地层水。研究认为区内油藏封闭性较好，油藏具有相对较好的保存条件(刘福田等，2018)。

3 致密油形成主控因素

3.1 烃源岩控制致密油的分布

整个盆地延长组长 7 油层组沉积期为最大湖泛期，湖水分布范围广，沉积了一套分布广泛的富有机质油页岩、暗色泥岩(高振东等，2008)。研究区95口探井均钻遇油页岩，纵向上，长73张家滩页岩分布最稳定且厚度大，一般厚20～30 m；长72、长71亚油组油页岩分布范围也较广，厚度分别在10～15 m、5～10 m，是研究区2套较重要的烃源岩(图9)。

a.大孔隙,半径一般大于20 μm,多为粒间孔、长石溶孔数量少;b.中孔隙,半径一般为10～20 μm,多为粒间孔、溶石孔，数量较少;c.小孔隙,半径一般为10～2 μm,多为粒间孔、溶石孔、杂基孔多为这种孔隙; d.微孔隙,半径一般为2～0.5 μm,多为微溶孔、晶间微孔、溶蚀微孔，分布较丰富图6 旬宜地区长7致密油储层储集空间类型与分布图Fig.6 Reservoir space type and distribution of Chang7 tight oil reservoir in Xunyi area Ordos basin

图7 旬宜地区延长组长71砂岩厚度等值线图Fig.7 Sandstone distribution of Chang71 in Xunyi area，Ordos basin

图8 旬宜地区延长组长72砂岩厚度等值线图Fig.8 Sandstone distribution of Chang72 in Xunyi area，Ordos basin

表3 旬宜地区延长组长7油层组流体性质特征表Tab.3 Fluid property characteristics of Chang 7 reservoir group in Yanchang Formation, Xunyi area

分析化验数据显示，长7泥页岩总有机碳含量为0.36%～22.5%,平均为5.9%，峰值为2%～6%，为优质烃源岩。长73页岩TOC主要为4%～16%，平均为6.9%；长72烃源岩TOC主要为1.5%～6%，最高大于6%。干酪根显微组分观察显示，母质类型为腐殖型，壳质组主要为腐殖无定形体，含量为63%～98%,平均为85%；镜质组为正常镜质组，含量为2%～32%，平均为11.46%；有机质类型Ⅱ1-Ⅱ2型，最高热解峰温为430～450 ℃，Ro值为0.7%～0.82%，平均为0.78%，处于生油高峰期，热演化程度适中，3套烃源岩均具有生烃能力，优越的烃源岩条件是致密油富集的物质基础(表4)。

图9 旬-宜地区优质烃源岩的纵向分布特征图Fig.9 Vertical distribution characteristics of high quality source rocks in Xunyi area

表4 旬宜地区延长组长7段实测Ro统计表Tab.4 Statistical table of measured Ro in chang 7 section of Yanchang Formation in Xunyi area

3.2 砂岩发育油气富集的关键

旬宜地区延长组长7浊积砂体发育，分布范围广，累计厚度可达25 m(图6)，源储配置较好(图9)；已钻井证实，全区95口探井95%以上钻井油气显示在油迹级以上，含油性较好，油气显示非常丰富；砂岩厚度越大，物性越好，油气显示越丰富，且试油效果好，表明砂岩发育的区域更容易油气聚集，有利于致密油藏的形成。

纵向上，长71亚油组砂体最发育，油气显示最丰富，显示多在油迹级以上，试油试采效果最好，其次是长72亚油组。但勘探实践显示，区内长7段致密油仅在局部聚集成藏，大部分油气显示好、物性较好的井压裂后仅出水，油水关系复杂，表明该区致密油富集还受其他因素的控制。

3.3 良好的保存条件控制致密油聚集成藏

旬宜地区位于陕北斜坡与渭北隆起的结合部位，构造活动较盆地主体活跃，导致断裂较盆地主体区发育。综合分析认为，断层的发育对长7致密油成藏起破坏作用，一是断层的发育对地层有泄压作用，导致剩余压力低，使保存条件变差；二是断层发育导致油气通过断层运移到上覆长3油层组，特别是工区东南部的区域大断层，又经喜山期的调整抬升，整个延长组埋深较浅，长7埋深普遍小于1 000 m，导致保存条件差。

另外，统计研究区内40口井试油试采分析显示，研究区远离区域断层的北部井试油效果普遍较好，通过断层附近的钻井取心发现，垂直裂缝较发育且试油普遍产水，这些现象进一步证实长7在远离区域大断层的北部地区富集成藏，而紧邻区域大断层的东南部井区试油效果较差、保存条件差，断层对致密油藏起严重的破坏作用，导致其未成藏。

4 结论

(1)旬宜地区长7段储层致密，岩性主要为灰色长石岩屑砂岩，孔隙度平均为7.7%，渗透率平均值为0.29 mD,属致密储层。纵向上，长71亚油组浊积砂岩最发育，物性最好；其次是长72亚油组。

(2)旬宜地区长7原油性质好，地面原油密度为0.843 g/cm3，50 ℃时黏度为6.38 mPa·s，凝固点为24 ℃，为低密度、低黏度、低凝固点的轻质原油，具有低含硫、可流动性强的特点。

图10 旬宜地区延长组长7致密油源储配置图Fig.10 Configuration diagram of sourse and reservoir within Chang 7oil layer of Yanchang Formation in Xunyi area

(3)区内发育的长7烃源岩厚度大，有机质丰度高，类型好且热演化程度适中，为致密油的形成提供了丰富的物质基础；长71和长72亚油组浊积砂岩发育，源储配置好，形成了良好的配置关系，是致密油富集的关键；断层的发育对研究区长7致密油的成藏起破坏作用。