鄂尔多斯盆地姬塬地区长2油层组石油富集规律及其差异性.pdf

第2 5 卷第5 期现代地质 v o L2 5N o 5 2 0 1 1 年l O 月 G E O S C I E N C E O c t2 0 1 1 鄂尔多斯盆地姬塬地区长2 油层组 及其差异性 田建锋1 ，2 ”，刘池洋1 ”，梁晓伟4 ( 1 西北大学大陆动力学国家重点实验室，陕西西安 3 西安石油大学油气资源学院，陕西西安7 1 0 0 6 5 ；4 石油富集规律 7 1 0 0 6 9 ；2 西北大学含油气盆地研究所陕西西安7 1 0 0 6 9 ； 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安7 1 0 0 2 1 ) 摘要：通过分析鄂尔多斯盆地姬塬地区油层分布与主要成藏地质要素之间的关系，发现西倾单斜背景是该区构造一岩性 圈闭形成的基础，鼻隆构造控制石油的分布，水下分流河道砂体是主要储集体，分流间湾泥岩是油藏上倾方向的遮挡 和上部封盖条件，成岩作用是保证砂体储集能力的关键，长2 下部大套连通砂体具有汇聚石油的“倒置漏斗”作用。但 各个地质要素对不同小层的影响程度存在差异，对石油富集影响最强的因素称为油气富集的关键因素，它也是油气成藏 条件中最差的那个因素，且在中期沉积旋回的不同部位关键因素不同。关键因素的差异决定了油气富集规律的差异，姬塬 地区长2 。1 和长2 。2 油气富集的关键因素是水下分流河道砂体的展布，其油层分布具有南北成带的特点；长2 ：2 和长2 ，油 气富集的关键因素是泥岩遮盖能力，其不均一性导致油层分布零星分散，长2 。3 和长2 ：1 油气富集的关键因素是鼻隆构 造形态，它使油层分布呈东西成串状。 关键词：姬塬地区；石油富集规律；油气富集关键因素；鼻隆构造；鄂尔多斯盆地 中图分类号：T E l 2 2 1文献标志码：A文章编号：1 0 0 0 8 5 2 7 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 9 0 2 0 7 O i lE n r i c h m e n tL a w sa n dD i f f e r e n t i ao fC h a n g2F o r m a t i o n i nJ i y u a nA r e a ，O r d o sB a s i n T I A NJ i a n - f e n 9 1 2 ，3 ，U UC h i y a n 9 1 2 ，L I A N GX i a o w e i 4 ( 1 S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fC o n t i n e n t a l 功M m 洒，N o r t h w e s tU m w r s i t y ，尼锄，S f m M 7 1 0 0 6 9 ，C h i n a ；2 I n s t i t u t eo fO i la n dG a s ，N o r t h w e s t U n i v e r s i t y ，瓜锄，S h a a n x i7 1 0 0 6 9 ，C h i n a ；3 C o l l e g eo f O i l C O sR e s o u r c e s ，X i a nS h i y o uU n i v e r s i t y ，X i a n 。S h a a w i7 1 0 0 6 5 ，C h n a ； 4 R e s e a r c hI n s t i t u t eo fE x p l o r a t i o na n d 踟圯却删，C h a n g q i n g0 删C o m p a n y 。P e t r o C h i n a ，X i a n ，S h a a n x i7 1 0 0 2 1 ，C h n a ) A b s t r a c t ：T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e no i ll a y e rd i s t r i b u t i o n sa n dk e yr e s e r v o i r f o r m i n gf a c t o r si n d i c a t e st h a tt h e w e s t w a r dm o n o c l i n ei st h ef o u n d a t i o no fs t r u c t u r a l - l i t h o l o g i ct r a pt y p e ；N o s eu p l i f ts t r u c t u r ed e t e r m i n e so i ld i s t r i - b u t i o n ：D i s t r i b u t a r yc h a n n e ls a n db o d yi st h em a i nr e s e r v o i r s ：I n t e r c h a n n e lm u d s t o n ei St h eb a r r i e ra n dc a po f o i la c c u m u l a t i o n ；D i a g e n e s i si sak e yp o i n tf o rs t o r a g ec a p a b i l i t yo fs a n db o d i e s ；T h em a s s i v ei n t e r c o n n e c t e d s a n d s t o n eo nt h eb o t t o mo fC h a n g2f o r m a t i o ni sl i k eal a r g ei n v e a e dh o p p e rt h a tC a na c c u m u l a t eo i lf o rt h eu p - p e re n t r a p m e n t T h ei n f l u e n c ed e g r e eo fe a c hg e o l o g i ce l e m e n ti sd e f f e r e n tf o re a c hs u b l a y e r T h es t r o n g e s te l e m e n ti sc a l l e dk e ye l e m e n to fh y d r o c a r b o ne n r i c h m e n t T h ek e ye l e m e n ti sa l s ot h ep o o r e s te l e m e n ta n dc h a n g e s w i t ht h ep l a c eo fm i d d l es e d i m e n t a r yc y c l e T h ek e ye l e m e n t so fh y d r o c a r b o ne n r i c h m e n to fC h a n g2 l 1 a n d C h a n g2 1 2 ，C h a n g2 2 2a n dC h a n g2 3 ，C h a n g2 l 3 a n dC h a n g2 2 1a r et h es a n db o d yd i s t r i b u t i o no fd i s t r i b u t a r y c h a n n e l ，m u d s t o n eb a r r i e ro rc a pa n dt h es h a p eo fn o s e s h a p e du p l i f t ，r e s p e c t i v e l y ，f o r m i n go i ld i s t r i b u t i o ni na r o w ，i nd i s p e r s ea n da ss t r i n g s ，r e s p e c t i v e l y K e yw o r d s ：J i y u a na r e a ；e n r i c h m e n tl a wo fo i l ；k e ye l e m e n to fh y d r o c a r b o ne n r i c h m e n t ；n o s e - s h a p e du p l i f t ； 0 r d o sB a s i n 收稿1 3 期：2 0 1 l 0 2 2 7 ；改回日期：2 0 1 1 0 5 3 0 ；责任编辑：孙义梅。 基金项目：国家重点基础研究发展计划“9 7 3 ”项目( 2 0 0 3 C B 2 1 4 6 0 7 ) ；国家自然科学基金项目( 4 0 3 7 2 0 9 6 ) 。 作者简介：田建锋，男，讲师，博士研究生，1 9 8 0 年出生。沉积学专业。主要从事碎屑岩储层地质学研究和教学工作。 E m a i l ：啦! 9 9 1 1 6 3 e o m 。 万方数据 第5 期田建锋等：鄂尔多斯盆地姬塬地区长2 油层组石油富集规律及其差异性 9 0 3 0 引言 鄂尔多斯盆地是我国东部中生代能源矿产最 丰富的大型内陆含油气盆地，长期的油气勘探 实践表明，鄂尔多斯盆地中生界具有大面积、多 层段普遍含油气的特点”。长2 地层中油层组是 鄂尔多斯盆地主要的产层之一，近几年的勘探成 果已经证实，长2 地层中石油的富集受沉积相带、 鼻状隆起背景、断裂、裂缝、成岩作用等因素控 制”。9 J ，但是不同地区、不同层位( 长2 内部各小 层) ，各因素对石油富集的影响程度不同，深入解 是指导评价目标优选的关键。本次研究以姬塬地 区长2 油层组为例，分析几种不同地质条件下石 油富集规律的差异性，为整个鄂尔多斯盆地延长 组上部的勘探提供理论指导。 l 地质概况 姬塬地区位于鄂尔多斯盆地西部，属于伊陕 斜坡构造带，地层具有西倾单斜的特征”，倾角 小于1 。，其上叠加了一系列近东西向的鼻状隆起。 姬塬地区长2 油层组地层平均厚度为1 5 0m ，整体 为一个上升半旋回沉积( 图1 ) ，根据短期旋回特 剖不同地质条件下长2 地层中石油的富集规律，征和生产需要，将其从上到下细分为长2 1 、2 。2 、 油 S P m V A C ( I J s m ) 标 3 0 12 0 蛳期中期 系度 15 04 0 0 地甚 J ? 沉积微相沉秘相 系 组 层 小层 。8 叭 ，。 旋嗣旋回 m 岩性柱岩性特a 【： 厚度 层组 盯nm ) m1 2 0 。 _ 。 _ L - 长2 1 1 o I 事 睛色泥崧，翰砂 止竺 崧恒毯砂体不什流f u J 沛 鲁 主乏 垃仃 | 觚地M 古m l 儿仃热掣的J 1 旋 _ ： 川特训托F 【镩 仆洫M 潍 常发竹中J g 斌 状纳砂￥j 而1 酃为噼也泥并 廿流问湾 艇疗敏绿色块状 细砂冉北顶韶 舶少磺暗也淀冉 足址l 二婴的含油 水p 竹流洲J n 塔段 扣 升洫州沸 妻 艇仃前脏也细砂 二 延 长2 1 2 pl _ 【 骂 。 莲 长2 p = ， 。 【 ) o I 二 岩失晴色程岩， 长2 2 1 = ： 肘龆含油 叠长长2时蟮萼 水F 升漉M 趟 。 洲 分流州蚺 长龟2 j ：F 浅荻色细砂冉妊 暗色抛措“邮 L ：二誓J 打油t 轻4 i - 罢 E 。： 水r 分 l | c f l l J 趟 前 N = f ! ”一分流I 卅池 艇仃越、 旦肌乜 系 组K 2 l 块址灿砂抖兜睛3 0 52 水F 分洫河埔 吣。 _ 乜泥岩 o 仆试L M 游 缘 。 水F 分沛 u J 进 !曼j 二日 。一_ I H o 图1姬塬地区长2 地层综合柱状剖面图 F i g 1S t r a t i g r a p h i ec o l u m no fC h 8 n g2f o r m a t i o ni nJ i y u a na r e a 万方数据 现代地质2 0 1 1 年 2 。3 、2 ：1 、2 ：2 和2 ，共6 个小层，通过4 5 口井的岩 心观察和4 2 7 口井的测井曲线分析，表明研究区 各小层都以三角洲前缘沉积为主1 J ，发育水下分 流河道和分流间湾沉积，且以长2 ，2 分流河道微相 最为发育，其砂地比高达0 5 ，长2 1 分流间湾最 为发育，砂地比为0 2 3 ( 表1 ) 。4 9 口井的2 1 0 个 薄片分析结果表明储层砂体主要为细粒( 岩屑) 长 石砂岩，6 l 口井的58 8 7 个常规物性数据显示长2 油层组平均孑L 隙度1 4 9 ，平均渗透率4 9 1 0 。3 I x m 2 。各小层中以长2 ：2 平均孔隙度最大，为 1 5 8 ，长2 。1 平均孔隙度最小，为1 4 o ；平均 渗透率也以长2 ：2 平均渗透率最高，可达7 3 1 0 。 p a n 2 ，而平均渗透率最低是长2 ，2 ，为3 2 1 0 。3 p 脚2 ，整体属于低孑L 低渗储层。水下分流河道砂体 与低幅鼻隆构造的配置形成了一系列构造岩性油 藏，使长2 油层组成为姬塬地区的主力层之一。 表1 姬塬地区长2 油层组储层基本参数统计表 T a b l e1R e s e r v o i rp a r a m e t e r so fC h a n g2f o r m a t i o ni n J i y u a na r e a 2 姬塬地区长2 油层分布的差异性 油层的分布特征是石油富集规律的表现，为 了深入而具体地阐述姬塬地区长2 油层石油的富 集规律，对长2 各小层油层的纵向和平面分布特 征进行了详细解剖。 2 1 油层纵向分布特征 为了保证数据的相对客观性和随机性，本次 分析只选用探井和评价井的数据。研究区内4 2 7 口井的试油结果和测井解释成果统计表明，长2 3 小层试油出油井数最多，从长2 ，3 小层向下( 或向 上) ，试油出油井数递降( 图2 ) ；测井解释的统计 结果也有类似的特征，具有油水同层的井数长2 3 最多达7 41 3 ，具有油气显示层的井也以长2 3 最 多，且从长2 。3 小层向下( 或向上) ，井数均递减， 长2 - 是姬塬地区长2 的主力层，其次是长2 。2 和 一 到_ 扪几 - 1 妥：2 1 1 K 2 1 2 K 2 1 3K 2 2 1 长2 2 2K 2 3 地层 图3 姬塬地区长2 油层组测井解释油层分布直方图 F i g 3 O i ll a y e rh i s t o g r a mo fC h 锄g2f o r m a t i o ni nJ i y u a na r e a 长2 ：1 地层( 图3 ) 。 2 2 油层平面分布特征 利用测井解释成果并结合生产、试油情况， 绘制了研究区长2 各小层的油层等厚图( 解释级别 在油水同层以上) ，各个小层油层分布的共同特 征：( 1 ) 9 0 以上的油层，都分布在鼻隆构造的高 部位( 图4 ) ；( 2 ) 各个小层都有一定面积的油层分 布，但整体不连片，呈多个小的补丁状( 图4 ) 。 各个小层油层的分布也具各自的特性，具体可分 为以下3 种类型。 东西成串型：以长2 。3 小层和长2 ：1 小层为代 表，其油层在东西向具有强烈的成串特征，其中 长2 3 小层油层分布可见8 个明显的串珠状排列。 长2 ：1 小层也可见5 个串珠状排列，各个排列都与 鼻隆构造背景相对应，另外在南北方向也具有较 强的成带性( 图4 中( c ) 和( d ) ) 。 南北成带型：以长2 。1 小层和长2 。2 小层为代 表，油层分布具有明显南北成带的特征，其中长 2 。1 小层油层分布可见l 条近南北方向的带，长 2 。2 小层也可见3 条近南北方向的带，这些油层分 万方数据 箭5 期田建锋等：鄂尔多斯缸地蛳螈地K K2 油层绀石油甯集M 律占乏JE 差异比 9 0 5 口 油层度 1 2 i n砂地比( O1o1 O 3O 3 o5) o5 口囿口囵囫口 地名捌蚀线油厚等位线构造等值线剖面椅鬣线油层展布趋势线 圈4 坦塬地M K 2f I j 层厚度平而分布圈 F I 4I ) i s t r i b tJ l i + mI J fI J J I i i y t rl h i ( k c l l ( ：h a n g2f 。T n m l i I l I Ii n 1 l y tJ a nU I I d 万方数据 现代地质 2 0 1 I 住 布带，均与水下分流河道砂体展布一致，而东西 方向油层分布规律不强( 图4 中( a ) 和( b ) ) 。 零星分散型：以长2 ：2 小层和长2 ，小层为代 表，这两个小层油层分布东西不成串排，南北向 也不成带，整体呈零星分散状( 图4 中( e ) 和 ( f ) ) 。 3 石油富集主控因素 3 1 西倾单斜背景 西倾单斜背景是该区构造一岩性圈闭形成的基 础，鼻隆构造控制油气的分布。研究区长2 砂体 为北北东向展布，西倾单斜背景使砂体上倾方向 易被近南北向展布的分流间湾泥岩遮挡( 图5 ) ， 而近东西向的鼻隆构造造成油藏的的南北向封堵 ( 图6 ) ，从而形成有效的构造岩性油藏，同时构 造高部位有利于油水分异富集。姬塬地区长2 各 小层油层绝大部分都位于鼻隆构造高部位，充分 说明鼻隆构造对油气富集的重要性。 3 2 水下分流河道砂体是主要储集体 北北东向展布的水下分流河道是主要骨架砂 体，也是油气储集的主要场所，油层基本都属于 水下分流河道砂体( 图4 ) ，这也是研究区油层分 布具有近南北成带特征的重要原因。长2 下部的 长2 ，、长2 ：2 小层中水下分流河道砂体最为发育， 其次为长2 ：。和长2 ，长2 2 和长2 ，1 砂体最不 发育。 3 3 泥岩的遮挡和封盖 分流间湾泥岩是油藏上倾方向重要的遮挡和 封盖条件。 研究区处于西倾单斜之上，上倾的泥岩遮挡 是形成构造- 岩性圈闭的必备条件，没有泥岩遮 挡，油气将继续向上倾方向运移，直到遇到有效 的遮挡。本区油层分布区上倾方向( 东边) 都紧邻 分流问湾( 图4 ) ，同时绝大部分油藏上部都有厚 层泥岩封盖( 图7 ) ，这充分说明分流间湾泥岩遮 挡和封盖的重要性和必要性。 10 3 10 3) 蕊R I L D S ”P R I L D耿 铴 季姜过萎至1 匪迸 卜运一j 却 I k ，。 甏皇蹙j 毋惑 L 爿E = = = 一7 5 罗w 1 9 7 。 I 警 口 7 【圣】5 姬蛳地K 耿1 0 3 一耿1 3 3 井| 乏2 油藏剖面幽( 剖面位置见图4 ( t ) 中a F i g5O i l J II R f O S S | , e c l i t ) n l fC h a n g2 j b r m a l i o nf r o n w c l lG e n g1 0 3 I nw e l l C I q l g1 3 3 图6 姬塬地区耿2 7 4 一耿1 3 1 井长2 1 油藏剖面图( 剖面位置见图4 ( c ) 中c 、d ) F i g 6 O i lp o o la c F o g gs e c t i o no fC h a n g2 f o r m a t i o nf r o mw e l lG e n g2 7 4t ow e l lG e n g1 3 li nJ i y u a na r e a J，叫，捌，一 ，叫，叫一 万方数据 第5 期 田建锋等：鄂尔多斯盆地姬塬地区长2 油层组石油富集规律及其差异性 9 0 7 口 回_ 花厚7J O m1 0 1 5 m I5 2 0 m2 0 “2 5 r n，2 5 图7 姬塬地区长2 3 顶泥岩盖层厚度与其油水分布 关系 F i g 7I s o p a c ho fe a p r o e ka n dw a t e r o i ld i s t r i b u t i o no fC h a n g 2 1 3f o r m a t i o n i nJ i y u a na r e a 长2 ，、长2 ：2 缺少侧向遮挡和顶部封盖，因此 油层分布局限，长2 3 和长2 ：。水下河道砂体与分 流间湾泥岩都较发育且相间出现，遮挡条件良好， 上有稳定的长2 ，2 分流间湾泥岩封盖( 图7 ) ，因此 该小层成为长2 油层组的主力层。 3 4 成岩作用 成岩作用是保证砂体储集能力的关键，致密 胶结砂体也是泥岩遮挡的重要补充。 良好的物性条件是形成油藏的关键。长石、 岩屑颗粒的溶蚀可产生可观的溶蚀孔隙，孔隙衬 里绿泥石总是与粒问孔隙发育共存”。”o ，研究 区所发现的油藏绝大部分都分布在孔隙衬里绿 泥石发育区和长石溶蚀发育区。另外，碳酸盐致 密胶结作用为分流间湾泥岩遮挡的提供重要补充。 3 5 砂体发育 长2 下部及长3 上部大套连片状砂体的发育， 是油气运移富集的重要基础。 长2 油藏的油源主要来白下伏长7 、长4 + 5 等 地层”1 “，通过连通砂体、不连续的微裂缝等方式 向上运移”6 _ 1 “。姬塬地区长2 ，、长2 ：2 、长3 上部 发育大套砂体，砂体之间连通性好且与其上的长 2 长2 ：1 等小层砂体连通，虽然这些砂体难以形 成圈闭，但当下部长7 、长4 + 5 等地层生成的石油 经过这些砂体时，将发生汇聚并向上供给油气，使 上部长2 ：1 、长2 ，3 中有相对充分的油源，砂体形状 类似一个大型的“倒置漏斗”，这可能是该区长2 地层中油藏比长3 、长4 + 5 发育的原因之一。 4 石油富集规律的差异性 姬塬地区长2 地层中石油的富集受西倾单斜 背景、鼻隆构造、砂体展布、泥岩的遮挡和封盖、 成岩作用以及下部大套砂体等因素控制。但不同 小层中各因素对油气的控制程度不同，故导致姬 塬地区油层分布具有“东西成串型”、“南北成带 型”、“零星分散型”等3 种特征，把对石油分布控 制作用最强的因素称为关键因素，关键因素一般 是各个小层中相对最差的那个地质条件，各小层 的关键因素不同。 本区各个小层构造继承性很好，因此影响石 油富集的构造条件基本一致，但构造幅度小，特 别是鼻隆构造幅度大多小于2 0m ( 图4 ) ，难以形 成大的构造一岩性油藏，使油层分布呈补丁状。而 其他要素各个层存在明显差异( 表2 ) ，长2 ，和长 2 ：2 砂体十分发育，物性也很好( 图4 ( e ) 、( f ) ) ， 但是侧向遮挡和上部封盖不好，因此侧向遮挡和 上部封盖是其关键因素，这使油层的分布具有零 星分散的特征；长2 1 和长2 ，2 侧向遮挡和上部封 盖都很好，但是砂体很不发育( 图4 ( a ) 、( b ) ) ， 表2 姬塬地区长2 油层组各小层成藏条件殛关键因素对比表 T a b l e2 P r a yc o n d i t i o n sa n dk e ye l e m e n t so fe a c hs u b l a y e ro fC h a n g2f o r m a t i o ni nJ j y u a na m 注：符号“”的多少表示该成藏条件的好坏。 万方数据 现代地质 2 0 1 1 焦 因此砂体是其关键因素，使油层的分布具南北成 带的特征；长2 。3 和长2 ：1 各个条件都不错，特别 是长2 。3 各条件都很好，低幅的鼻隆构造是其相对 最差的控制因素，鼻隆构造是其关键因素，使油 层的分布具东西成串的特征，其次是南北成带。 不同地区、不同小层，长2 石油富集的关键 因素不同，不能仅根据小层层位确定石油富集的 关键因素，其分布与长2 沉积旋回密切相关。鄂 尔多斯盆地长2 整体为一个上升的沉积旋回，根 据研究区长2 各小层的砂地比特征及石油富集特 点，将砂地比 0 4 5 作为旋回的下部，砂地比 0 3 0 4 5 为旋回中部，砂地比 0 4 5 、0 3 0 4 5 和 0 3 ，依次划分为旋回的下 部、中部和上部，对应的石油富集关键因素分别 为泥岩遮盖、鼻隆构造和砂体展布，其中旋回中 部是石油富集的主要部位。 参考文献： I 王居峰，郭彦如，张延玲，等鄂尔多斯盆地三叠系延长组 层序地层格架与沉积相构成 J 现代地质，2 0 0 9 ，2 3 ( 5 ) ： 8 0 3 8 0 8 2 杨华。张文正论鄂尔多斯盆地长7 段优质油源岩在低渗透 油气成藏富集中的主导作用：地质地球化学特征 J 地球 化学，2 0 0 5 ，3 4 ( 2 ) ：1 4 7 1 5 4 3 赵文智，胡树云，汪泽成，等鄂尔多斯盆地基底断裂在上 三叠