代金友，晏寧平，李子龍，姚　靜

(1.中國石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院，北京 102249；2.中國石油長慶油田公司第一采氣廠)

靖邊氣田陜181
—陜400井區(qū)奧陶紀(jì)古地貌研究

代金友1，晏寧平2，李子龍1，姚靜1

(1.中國石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院，北京 102249；2.中國石油長慶油田公司第一采氣廠)

摘要：靖邊氣田是一個(gè)與奧陶系海相碳酸鹽巖有關(guān)的風(fēng)化殼型氣田，陜181-陜400井區(qū)是靖邊氣田擴(kuò)邊建產(chǎn)的重點(diǎn)區(qū)，由于前期鉆井較少，對(duì)古地貌形態(tài)尚缺乏詳細(xì)認(rèn)識(shí)，制約了區(qū)塊擴(kuò)邊建產(chǎn)進(jìn)程。結(jié)合近年來最新鉆井資料，采用殘余厚度法對(duì)奧陶系古地貌進(jìn)行刻畫，分析了地貌單元與油氣富集關(guān)系。研究表明，該區(qū)存在剝蝕區(qū)、臺(tái)丘、斜坡、溝槽4類地貌單元，其分布規(guī)律呈現(xiàn)西部剝蝕區(qū)-中部斜坡-東部臺(tái)丘的特征，臺(tái)丘和斜坡區(qū)是下一步產(chǎn)能建設(shè)有利區(qū)。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地;靖邊氣田;陜181-陜400井區(qū);風(fēng)化殼儲(chǔ)層;古地貌

1氣田概要

靖邊氣田位于鄂爾多斯盆地穩(wěn)定克拉通中央古隆起東北部，是一個(gè)與奧陶系海相碳酸鹽巖有關(guān)的風(fēng)化殼型氣田[1]，面積約為3×104km2。該氣田的分布嚴(yán)格受古地貌的控制[2]，刻畫古地貌特征及其分布規(guī)律對(duì)掌握巖溶儲(chǔ)層空間分布、評(píng)價(jià)儲(chǔ)層特性有著重大意義[3-4]。

陜181-陜400井區(qū)處于靖邊氣田西南部，面積1 800 km2，是靖邊氣田近年來擴(kuò)邊建產(chǎn)的重點(diǎn)區(qū)。由于前期鉆井較少，對(duì)該區(qū)古地貌形態(tài)尚缺乏詳細(xì)認(rèn)識(shí)，制約了區(qū)塊擴(kuò)邊建產(chǎn)進(jìn)程。本文利用最新鉆井資料, 在古構(gòu)造、地層出露、沉積厚度、殘留厚度分析基礎(chǔ)上，采用殘余厚度法對(duì)該區(qū)奧陶系古地貌進(jìn)行了詳細(xì)刻畫，分析了地貌單元與油氣富集的關(guān)系，為指導(dǎo)區(qū)塊擴(kuò)邊建產(chǎn)工作提供參考。

2古構(gòu)造

靖邊氣田在加里東運(yùn)動(dòng)晚期整體抬升，在早古生代中奧陶世海退之后，下古生界碳酸鹽巖暴露地表，遭受了1.3億年的風(fēng)化剝蝕、雨水沖刷及化學(xué)溶蝕、淋濾作用，為氣田雕鑿出特有的古巖溶地貌景觀，形成的奧陶系頂面古巖溶對(duì)油氣的聚集十分有利[5]。中石炭世鄂爾多斯地塊再度發(fā)生海侵，沉積了海相、海陸過渡相的中上石炭統(tǒng)和下二疊統(tǒng)煤系地層[6]。因此，石炭系沉積與下伏風(fēng)化殼地層之間屬于填平補(bǔ)齊關(guān)系[7]，可以利用石炭系原始沉積厚度趨勢(shì)來確定奧陶紀(jì)古構(gòu)造特征。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)、錄井及鉆井分層數(shù)據(jù)，整理并繪制了陜181-陜400井區(qū)石炭系原始沉積厚度圖(圖1)得出：石炭系地層厚度主要為40～60 m，平均50 m，其中，西北部沉積厚度較小，說明處于古構(gòu)造高部位；東南部沉積厚度較大，表明處于古構(gòu)造低部位。因此，整體上該區(qū)奧陶紀(jì)古地形呈明顯的西高東低、朝東南方向傾伏特征。根據(jù)氣田寬度計(jì)算平均坡度一般小于0.001°，十分平緩。這反映出奧陶紀(jì)古巖溶期研究區(qū)整體的構(gòu)造背景呈西高東低的單斜趨勢(shì)，而地表巖溶水體具有由西向東徑流特征。

3地層出露狀況

眾所周知，靖邊氣田碳酸鹽巖風(fēng)化殼儲(chǔ)層為奧陶系頂部馬家溝組馬五1-5亞段，巖性以泥粉晶白云巖為主，厚度60～120 m。在奧陶紀(jì)西高東低的古構(gòu)造背景下，碳酸鹽巖長期遭受了風(fēng)化剝蝕、雨水沖刷及化學(xué)溶蝕、淋濾作用，形成了頂部地層不同程度的缺失，并體現(xiàn)為小層出露層位的差異以及各層鉆遇率的不同(表1)。

為此在分層對(duì)比基礎(chǔ)上，編制了風(fēng)化殼小層出露狀況圖(圖2)?？梢钥闯觯宏?81-陜400井區(qū)西部地層缺失較為嚴(yán)重，鉆井顯示出露層位主要是馬五1下部地層，占井?dāng)?shù)的24.8%；而中東部地層保留相對(duì)較好，鉆井顯示出露層位主要是馬五1上部地層，占75.2%。這一結(jié)果與古構(gòu)造背景相吻合，說明古構(gòu)造對(duì)地層出露控制作用明顯。

圖1　石炭系地層厚度圖

4殘留厚度

從鉆遇率(表1)統(tǒng)計(jì)情況可以看出，陜181-陜

圖2　地層出露圖

400井區(qū)馬五33小層鉆遇率為99.1%，這說明馬五1-5地層風(fēng)化缺失層位主要在上部馬五1-3亞段，即馬五33小層全區(qū)發(fā)育。因此，可以利用馬五1-3地層保留完全的井進(jìn)行地層沉積厚度恢復(fù)，以確定風(fēng)化剝蝕前地層分布特征。結(jié)果表明(圖3)： 陜181-陜400井區(qū)馬五1-3地層沉積厚度為52～54 m，厚度很相近，反映了寬廣的海相潮坪沉積特征。地層厚度的分布呈由西向東的連續(xù)遞變，其中西部沉積厚度較小、東部沉積厚度增大，反映了沉積期由西部海岸向東部盆地方向沉積厚度逐步增加的趨勢(shì)特點(diǎn)。

圖3　馬五1-3原始厚度圖

由于沉積厚度相差不大，地層缺失應(yīng)主要體現(xiàn)在殘留厚度上。為此，利用陜181-陜400井區(qū)所有井的分層資料，編制了陜181-陜400井區(qū)地層殘留厚度圖。結(jié)果表明(圖4)：西部地層殘留厚度較薄，中東部地層殘留厚度大，這與地層出露情況(圖2)十分吻合，說明出露層位越老殘留厚度越小。出露層位與殘留厚度的回歸分析表明，二者相關(guān)系數(shù)達(dá)94%，因此奧陶紀(jì)巖溶古地貌的形態(tài)完全可以利用殘留厚度進(jìn)行刻畫。

圖4　馬五1-3殘留厚度圖

5溝槽

溝槽是古水流沖蝕和溶蝕形成的樹枝狀潛溝，是嚴(yán)重影響氣田鉆井成功率和開發(fā)效果的重要因素[6-7]，也是開發(fā)中必須面對(duì)的重要邊界控制條件。溝槽內(nèi)部由石炭系本溪組不滲透鋁土巖形成側(cè)向遮擋，鉆到溝槽的井產(chǎn)能極低。由于奧陶紀(jì)靖邊氣田西部是水源區(qū)，東部為瀉水區(qū)，溝槽形成遵循向源侵蝕原理，多呈V字型。溝槽識(shí)別主要是利用測(cè)井、地震和動(dòng)態(tài)資料綜合識(shí)別[8-9]，本次研究主要應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)溝槽識(shí)別結(jié)果(圖5)。

6古地貌特征及展布

6.1古地貌單元?jiǎng)澐?/p>

在奧陶紀(jì)古構(gòu)造、地層出露、殘留厚度以及溝槽研究基礎(chǔ)上，采用殘余厚度法對(duì)陜181-陜400井區(qū)奧陶紀(jì)巖溶古地貌進(jìn)行恢復(fù)，將本區(qū)地貌劃分為臺(tái)丘、斜坡、剝蝕區(qū)和溝槽等4種地貌單元類型：

圖5　陜181-陜400井區(qū)古地貌剖圖

(1)臺(tái)丘區(qū)：地層保存較好、殘留厚度較大的正向地貌單元，它是由許多小規(guī)模的丘狀突起組合而成，馬五1-3的殘留厚度一般在45 m以上，地層缺失較少，基本保全了主力氣層馬五11～馬五14。

(2)斜坡區(qū)：地層保存較好，為臺(tái)丘區(qū)向溝槽和剝蝕區(qū)的過渡地區(qū)。馬五1-3的殘留厚度為32～45 m，出露層位在馬五14～馬五22小層。

(3)剝蝕區(qū)：主要發(fā)育于工區(qū)西北部，其侵蝕層位較深，馬五1-3的殘留厚度小于32 m，出露層位在馬五22小層以下。

(4)溝槽：為區(qū)域背景下水流溶蝕沖刷形成的負(fù)向地貌單元，主溝槽延伸長度30～70 km，呈較陡的斜坡狀，梯形頂面寬度可達(dá)數(shù)千米，底面寬度最小為幾百米。不同級(jí)次的溝槽往往呈樹枝狀分布，本區(qū)溝槽主要在研究區(qū)東部。

6.2古地貌單元展布

在地貌單元?jiǎng)澐只A(chǔ)上，通過單井判別及地貌剖面標(biāo)定，重現(xiàn)了陜181-陜400井區(qū)奧陶紀(jì)古地貌單元分布規(guī)律。從古地貌圖(圖5)及全區(qū)縱橫向古地貌剖面(圖6)可以看出：陜181-陜400井區(qū)由北向南地貌單元變化復(fù)雜，臺(tái)丘、斜坡和剝蝕區(qū)地貌間互發(fā)育(圖6a)，由西向東地貌單元規(guī)律性強(qiáng)(圖6b、圖6c)，即剝蝕區(qū)主要在西北部，而臺(tái)丘和斜坡區(qū)主要在東南部。

圖6　陜181-陜400井區(qū)連井古地貌剖面圖

6.3地貌與油氣富集關(guān)系

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試井無阻流量數(shù)據(jù)和生產(chǎn)井資料統(tǒng)計(jì),同地貌單元的生產(chǎn)特征如表2所示(參數(shù)均為均值)?？梢钥闯觯翰煌孛矄卧町惷黠@，其中臺(tái)丘和斜坡區(qū)井殘留厚度大、無阻流量高、單井累產(chǎn)氣高，達(dá)到了工業(yè)產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)，是最有利的地貌單元類型；而溝槽和剝蝕區(qū)井殘留厚度小、無阻流量低、單井累產(chǎn)氣低，達(dá)不到工業(yè)產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)油氣富集不利。因此，陜181-陜400井區(qū)東部的臺(tái)丘和斜坡區(qū)對(duì)油氣富集有利，可作為下一步產(chǎn)能建設(shè)有利區(qū)。

表2　地貌單元與生產(chǎn)資料的對(duì)應(yīng)關(guān)系

7結(jié)論

(1)陜181-陜400井區(qū)風(fēng)化殼儲(chǔ)層奧陶系古構(gòu)造背景呈西高東低、向東南傾斜單斜趨勢(shì)，西部是水源區(qū)，東部為瀉水區(qū)。風(fēng)化殼地層沉積厚度接近，風(fēng)化后殘留厚度差別較大，且隨出露層位越老殘留厚度變小。

(2)陜181-陜400井區(qū)奧陶系古地貌特征明顯，由北向南地貌單元變化復(fù)雜，臺(tái)丘、斜坡和剝蝕區(qū)地貌間互發(fā)育。西-東向地貌單元規(guī)律性強(qiáng)，西部為剝蝕區(qū)，向東部過渡為斜坡和臺(tái)丘區(qū)。其中，臺(tái)丘和斜坡區(qū)對(duì)油氣富集有利，可作為下一步產(chǎn)能建設(shè)有利區(qū)。

參考文獻(xiàn)

[1]代金友,何順利.鄂爾多斯盆地中部氣田奧陶系古地貌研究[J].石油學(xué)報(bào)，2005，26(3)：37-43.

[2]何自新,黃道軍,鄭聰斌.鄂爾多斯盆地奧陶系古地貌、古溝槽模式的修正及其地質(zhì)意義[J].海相油氣地質(zhì)，2006，11(2)：25-28.

[3]李道燧,張宗林,徐曉蓉.鄂爾多斯盆地中部古地貌與構(gòu)造對(duì)氣藏的控制作用[J].石油勘探與開發(fā)，1994，21(3)：9-15.

[4]夏日元,唐健生.鄂爾多斯盆地奧陶系古巖溶地貌及天然氣富集特征[J].石油與天然氣地質(zhì)，1999，20(2)：133-136.

[5]何自新,鄭聰斌,陳安寧.長慶氣田奧陶系古溝槽展布及其對(duì)氣藏的控制[J].石油學(xué)報(bào)，2001，22(4)：35-38.

[6]解國愛,張慶龍,郭令智.鄂爾多斯盆地西緣和南緣古生代前陸盆地及中央古隆起成因與油氣分布[J].石油學(xué)報(bào)，2003，24(2)：18-23.

[7]趙俊興,陳洪德,時(shí)志強(qiáng).古地貌恢復(fù)技術(shù)方法及其研究意義——以鄂爾多斯盆地侏羅紀(jì)沉積前古地貌研究為例[J].成都理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，28(3)：260-266.

[8]王東旭,何鎏,薛云龍,等.靖邊氣田陜384-陜400井區(qū)奧陶系巖溶古地貌特征研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào) (自科版)，2004，11(32)：23-25.

[9]代金友,史若珩,何順利.鄂爾多斯盆地中部氣田溝槽識(shí)別新方法[J].天然氣工業(yè)，2006，26(4)：25-28.

[10]張鳳奇,嚴(yán)小鳙,武富禮,等.鄂爾多斯盆地延長組長1油層組古地貌特征與油氣富集規(guī)律——以陜北W地區(qū)為例[J].石油與天然氣地質(zhì)，2013，10(5)：13-18.

編輯：王金旗

文章編號(hào)：1673-8217(2016)03-0001-04

收稿日期：2016-01-15

作者簡介：代金友，副研究員，博士，1975出生，1997 年畢業(yè)于石油大學(xué)( 華東) 石油與天然氣地質(zhì)勘查專業(yè)，2000 年畢業(yè)于中國石油大學(xué)( 北京) 油氣田開發(fā)地質(zhì)工程專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)教學(xué)與研究工作。

基金項(xiàng)目：國家重大專項(xiàng)“復(fù)雜油氣田地質(zhì)與提高采收率技術(shù)”(2008ZX05009-004-03)，“中國石油大學(xué)(北京)基金項(xiàng)目(2462015YQ0214)”，國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (51404282)。

中圖分類號(hào)：TE111.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A