王碧濤,金玉俊,郭文娟,蘇幽雅,徐 寧,曹 麗,劉向偉,李紹鵬
(1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第三采油廠,寧夏銀川 750006;2.貴州烏江能源產(chǎn)業(yè)研究院有限公司,貴州貴陽 550025)
鄂爾多斯盆地是中國(guó)陸上第二大沉積盆地,盆地面積25×104km2,盆地內(nèi)油氣資源豐富,勘探領(lǐng)域廣闊。盆地由晉西撓褶帶、陜北斜坡、天環(huán)凹陷以及西緣斷褶皺帶四大主要構(gòu)造單元組成,盆地邊緣斷裂褶皺發(fā)育,內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單,地層平緩,為西傾單斜構(gòu)造,傾角較小,不足1°。研究區(qū)位于盆地陜北斜坡中西部,面積2 013×104km2,地理位置為陜西省志丹~吳起縣境內(nèi)。主力開發(fā)層系為侏羅系延9、延10 油層組及三疊系長(zhǎng)2、長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6 油層組[1]。
鄂爾多斯盆地A 區(qū)勘探始于20 世紀(jì)90 年代,陜A 井在長(zhǎng)6 層發(fā)現(xiàn)10.8 m 油層,試油獲得17.3 t 高產(chǎn)工業(yè)油流,揭開了A 油田長(zhǎng)6 油藏的開發(fā)序幕。隨后發(fā)現(xiàn)了B 區(qū)長(zhǎng)6 油藏、C 區(qū)長(zhǎng)6 油藏及D 區(qū)延9 延10油藏,后經(jīng)先導(dǎo)開發(fā)試驗(yàn)、規(guī)模開發(fā)、滾動(dòng)擴(kuò)邊三個(gè)階段,累計(jì)建成產(chǎn)能200×104t。近年來,隨著勘探層位的下移,該區(qū)先后發(fā)現(xiàn)了順A、塞B 等5 個(gè)長(zhǎng)7~長(zhǎng)8 出油井點(diǎn),長(zhǎng)7~長(zhǎng)8 深層油藏增儲(chǔ)潛力凸現(xiàn),為進(jìn)一步做好該區(qū)的勘探增儲(chǔ)工作,開展該區(qū)長(zhǎng)7~長(zhǎng)8 油藏成藏富集規(guī)律研究十分必要[2-4]。
根據(jù)區(qū)域沉積背景,結(jié)合沉積粒度分析、巖心相標(biāo)志及單井相研究,長(zhǎng)8、長(zhǎng)7 期均為三角洲前緣沉積環(huán)境,砂體均呈北東-南西向展布,其中長(zhǎng)82至長(zhǎng)81期沉積規(guī)模變強(qiáng),砂體連片、連通性變好,長(zhǎng)82河道寬1~4 km,長(zhǎng)81河道寬2~3 km。長(zhǎng)73至長(zhǎng)71期物源充足,為湖盆沉積的鼎盛時(shí)期,砂體厚且連片性較好,長(zhǎng)73河道寬3~5 km,長(zhǎng)河道寬3~6 km,長(zhǎng)河道寬2~5 km。長(zhǎng)河道寬4~6 km,長(zhǎng)河道寬3~5 km,長(zhǎng)河道寬3~5 km。
長(zhǎng)7、長(zhǎng)9 烴源巖研究:鄂爾多斯盆地發(fā)育長(zhǎng)7、長(zhǎng)9 兩套烴源巖,長(zhǎng)7 烴源巖盆地內(nèi)整體發(fā)育,長(zhǎng)9 烴源巖僅陜北斜坡局部發(fā)育。油藏平面上分布于生烴坳陷的內(nèi)側(cè)或外緣,縱向上分布于長(zhǎng)7、長(zhǎng)9 烴源巖的上下儲(chǔ)層中,與烴源巖形成了上生下儲(chǔ)、下生上儲(chǔ)、中生夾儲(chǔ)等多種源儲(chǔ)關(guān)系。A 區(qū)長(zhǎng)7 烴源巖發(fā)育在谷A 部位,厚度達(dá)到40 m,長(zhǎng)9 烴源巖發(fā)育在北B 部位,厚度保持在10~25 m,長(zhǎng)7、長(zhǎng)9 油藏的分布與長(zhǎng)7、長(zhǎng)9 烴源巖分布匹配性較好,長(zhǎng)7 油藏試油高產(chǎn)區(qū)主要分布在研究區(qū)西部谷A 井部位,長(zhǎng)9 油藏試油高產(chǎn)區(qū)主要分布在油藏南部北B 井部位,長(zhǎng)8 油藏發(fā)育于工區(qū)谷A 以西長(zhǎng)7 烴源巖發(fā)育部位和北B 區(qū)長(zhǎng)9 烴源巖發(fā)育部位。油藏規(guī)模及分布具有離湖盆生烴中心越近,油藏規(guī)模越大,分布越多的特點(diǎn)。
根據(jù)長(zhǎng)7 烴源巖、長(zhǎng)9 烴源巖分布與長(zhǎng)7、長(zhǎng)8 油藏分布特征關(guān)系表明烴源巖的控制作用著油藏的成藏及分布。研究區(qū)油氣成藏具有“二元主次供烴,源儲(chǔ)壓差驅(qū)動(dòng),近源連續(xù)聚集”的特征。
長(zhǎng)8 烴源巖研究:研究區(qū)北B 部位長(zhǎng)82層不均勻發(fā)育5~20 m 厚度不等的暗色泥巖,巖心主要表現(xiàn)為灰黑色、黑色泥巖,測(cè)井曲線特征具有高伽馬>130 API、高時(shí)差>300 μs/m、低密度<2.4 g/cm3,中、低感應(yīng)30~80 Ω·m 的電性特征,與長(zhǎng)91暗色泥巖具有較好的對(duì)比性。通過有機(jī)碳、瀝青“A”、生烴潛量、有機(jī)質(zhì)類型、生排烴能力等指標(biāo)研究、對(duì)比,表明該區(qū)長(zhǎng)82暗色泥巖有較高的有機(jī)質(zhì)豐度和一定的生烴潛力,長(zhǎng)8 暗色泥巖一定程度上輔助生烴,同時(shí)控制著該區(qū)油藏分布和規(guī)模。
研究區(qū)長(zhǎng)82暗色泥巖有機(jī)碳TOC 含量主要分布在4%~7%,平均含量為5%。長(zhǎng)91暗色泥巖的有機(jī)碳TOC 含量主要分布在4%~6%,平均含量5.03%,與長(zhǎng)9暗色泥巖有機(jī)碳TOC 含量相當(dāng)。氯仿瀝青“A”主要分布在0.1%~1.0%,以0.4%~0.5%和0.7%~0.8%為主,平均含量為0.5%,與長(zhǎng)7 烴源巖的氯仿瀝青“A”(平均為0.6%)含量相當(dāng),有機(jī)質(zhì)豐度較高。在生烴潛量方面,研究區(qū)長(zhǎng)82暗色泥巖生烴潛量主要分布在5~30 mg/g,平均為15.7 mg/g,與長(zhǎng)9 暗色泥巖生烴潛量15.9 mg/g相當(dāng),與長(zhǎng)7 生油巖19.3 mg/g 比較接近。從熱成熟的方面,長(zhǎng)8 烴源巖的熱演化程度達(dá)到生油高峰階段,長(zhǎng)8 黑色泥頁巖干酪根的實(shí)測(cè)Ro 值為0.84%~1.37%,平均值為1.1%,巖石熱解Tmax 為450℃左右,瀝青“A”轉(zhuǎn)化率高,平均為11.66%;各項(xiàng)地球化學(xué)參數(shù)均一致反映出研究區(qū)長(zhǎng)8 烴源巖已達(dá)到生油高峰演化階段(見表1)。
表1 鄂爾多斯盆地A 區(qū)長(zhǎng)8 與長(zhǎng)7、長(zhǎng)9 有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)對(duì)比表
研究區(qū)TOC 相近的長(zhǎng)8 暗色泥巖瀝青“A”轉(zhuǎn)化率與陜北地區(qū)長(zhǎng)9、長(zhǎng)7 十分相近,說明生烴能力相當(dāng),且TOC、瀝青“A”轉(zhuǎn)化率均較高,具有生烴能力較強(qiáng)的特征(見圖1)。瀝青“A”轉(zhuǎn)化率和S1/TOC 隨TOC 增高而降低的趨勢(shì)也反映了長(zhǎng)8 暗色泥巖具有一定的排烴能力(見圖2)。
圖1 A 區(qū)長(zhǎng)8 暗色泥巖TOC-瀝青“A”轉(zhuǎn)化率交匯圖
圖2 A 區(qū)長(zhǎng)8 暗色泥巖TOC-S1/TOC 交匯圖
通過對(duì)比研究區(qū)長(zhǎng)8 與長(zhǎng)7、長(zhǎng)9 烴源巖在有機(jī)碳含量TOC、瀝青“A”、成熟度等方面對(duì)比(見表2),表明A 區(qū)長(zhǎng)82暗色泥巖具備一定的生烴能力。
表2 研究區(qū)長(zhǎng)8、長(zhǎng)7、長(zhǎng)9 烴源巖有機(jī)地化特征對(duì)比表
研究區(qū)沉積砂體在橫向上的大面積復(fù)合接觸連片和縱向上的相互疊置,油氣橫向上沿砂體展布,縱向上沿砂體疊置運(yùn)移,并聚集成藏。
同時(shí)天然裂縫的發(fā)育為烴類垂向運(yùn)移提供了快速通道。通過對(duì)研究區(qū)順A 井長(zhǎng)8、長(zhǎng)9 成像測(cè)井測(cè)試表明該區(qū)長(zhǎng)8、長(zhǎng)9 垂向裂縫發(fā)育,這就為油氣的運(yùn)移成藏提供了條件。
研究區(qū)分布有長(zhǎng)7、長(zhǎng)8、長(zhǎng)9 烴源巖,其鏡質(zhì)體反射率表測(cè)試分析數(shù)據(jù)顯示都可生烴(見表3),生烴作用可以產(chǎn)生巨大的超壓成為油氣初次運(yùn)移的最主要?jiǎng)恿?,在異常?dòng)力下,油氣沿著裂縫或孔隙向上運(yùn)行,向下充注。
表3 鄂爾多斯盆地A 區(qū)鏡質(zhì)體反射率表
研究表明長(zhǎng)7 和長(zhǎng)9 烴源巖向烴類轉(zhuǎn)化過程中形成的異常壓力導(dǎo)致烴類可以側(cè)向運(yùn)移和垂向運(yùn)移。A區(qū)長(zhǎng)7 過剩壓力高達(dá)6~16 MPa,表明長(zhǎng)7 烴源巖在生烴過程中發(fā)生了垂向運(yùn)移,而且長(zhǎng)7 與長(zhǎng)8 油層組過剩壓力差達(dá)2~8 MPa,表明長(zhǎng)7 烴源巖生成的烴類可以通過裂縫垂向運(yùn)移至長(zhǎng)8 中;長(zhǎng)9 與長(zhǎng)8 油層組的過剩壓力差在研究區(qū)北部達(dá)1~2 MPa,表明長(zhǎng)9 烴源巖生成的烴類可以進(jìn)入長(zhǎng)8 儲(chǔ)層中。
有利的沉積相帶是油氣富集成藏、大面積分布的重要地質(zhì)基礎(chǔ),是油氣運(yùn)移聚集的最有利載體。沉積微相研究表明,水下分流河道相砂體是最有利的儲(chǔ)集體。同時(shí),儲(chǔ)層平面展布控制著儲(chǔ)層成巖和儲(chǔ)層物性分布。根據(jù)沉積微相、砂體厚度、物性特征、孔隙結(jié)構(gòu)、成巖相帶等參數(shù),將研究區(qū)進(jìn)一步劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ儲(chǔ)層。通過精細(xì)儲(chǔ)層劃分及刻畫儲(chǔ)層與試油含油關(guān)系分布圖表明長(zhǎng)8、長(zhǎng)7 高產(chǎn)出油層多位于水下分流河道厚砂體疊置處的Ⅰ儲(chǔ)層區(qū),高產(chǎn)出油井多分布于儲(chǔ)層優(yōu)質(zhì)部位及水下分流河道等有利儲(chǔ)集體內(nèi)。
因此,源巖是根本,儲(chǔ)層是條件,微裂縫是通道。鄂爾多斯盆地A 區(qū)油氣成藏具有“多元主次供烴,源儲(chǔ)壓差驅(qū)動(dòng),近源連續(xù)聚集”的特征。受長(zhǎng)7、長(zhǎng)8、長(zhǎng)9 共同作用,生成的烴類優(yōu)先進(jìn)入長(zhǎng)7、長(zhǎng)8 相對(duì)高滲儲(chǔ)層成藏,受源儲(chǔ)壓差驅(qū)動(dòng),通過疊置砂體、裂縫,垂向運(yùn)移至長(zhǎng)7、長(zhǎng)8 油層,在相對(duì)高滲區(qū)選擇性聚集成藏,形成了鄂爾多斯盆地A 區(qū)長(zhǎng)7~長(zhǎng)8 油藏。
(1)研究區(qū)發(fā)育長(zhǎng)72、長(zhǎng)82、長(zhǎng)91三套烴源巖,從有機(jī)碳、瀝青“A”、生烴潛量、有機(jī)質(zhì)類型、生排烴能力等指標(biāo)對(duì)比表明,該區(qū)長(zhǎng)82層暗色泥巖具備一定的生烴能力。
(2)砂體橫向上連續(xù),縱向上疊置,取心及成像測(cè)井資料表明區(qū)內(nèi)長(zhǎng)7、長(zhǎng)8、長(zhǎng)9 垂向裂縫發(fā)育。因此,砂體疊置和裂縫發(fā)育是油氣運(yùn)移的良好通道。
(3)烴源巖控制著油氣平面和縱向上的分布,優(yōu)勢(shì)的沉積相帶、儲(chǔ)層物性控制著油氣的富集程度,生烴產(chǎn)生的異常壓力是油氣運(yùn)移的主要?jiǎng)恿Α?/p>
(4)鄂爾多斯盆地A 區(qū)長(zhǎng)7~長(zhǎng)8 油藏具有“多元主次供烴,源儲(chǔ)壓差驅(qū)動(dòng),近源連續(xù)聚集”的成藏特征。