（油气田开发工程专业论文）姬塬地区长21油藏油气富集规律研究.pdf

英文摘要 s u b j e c t ：t h er 骼朗k ho nh y d m c a r b o ne n c h m e n tr e g u l a r i 咿o fc h a n g2 lr 鹤e r v o i r i nj i y u a n a 嗽 s p e c i a 够：o 诅& g a se x p i o i t a t i o n 娶n g i n r i n g n a m e ：h ur u i ( s i g n a t l i 他) 2 丝丝幽 i n s t r i i c t o r ：l i u a o j u a n ( s 咖a t l i ) 2 必国丝丝丝 a b s i 眦r 舡o n e 研删叮o i l b e a r i n gs e r i e so fo r d o sb a s 氓e x p l o r a t i o na 芏l de x p l o i t a t i o no fc h 胍g 2 lr e s e f v o i ro fy 觚c k m gf 0 加响t i o ni i lj i y u a na r e ab a 、，e 趾m l p o r t a i l tp l a c ei i lt h er e s e e s 锄d o i lp 刚u c t i o 嬲o fc h a n g q i n go i l f i e l di i im ep a s tf e wy e a r s h o w e v e r ，s h o r to fr c c o 咖t i o no f p m i r i e n tg e o l o g i c f e a t u r es u c h 嬲1 0 wp o r o s i 咄i o wp e 衄e a b i i i 嚷1 0 w p r e s s u r e ，i o w r e s i s t i v 时锄ds 们n g e rr e s e r v o i rh e t e r o g e n e 时觚ds 00 no fm ec h 觚g2 1r e s e o i ra 疵c t st l l e p r o g r e s so fe x p l o 豫t i o n 飙de x p l o i t a t 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萄0 rf 配t o r so fh y d r c h c 撕b o n 翎d c l l i l l e n t n l ed e v e l o p e da r e 酗o ft h e s e 铆o m i c r o f k i e sa r e 潞u 越l yc 0 舾i d e r e d 弱伽em o s t 油p o r t a mh y d r o c 打b o na c c 啪u l a t i o na r e a d i s s o l u t i o np o r ei s 吐屺m 血h y d r o c 打b o np o r ev o l u m t h cf i i l er e 西o r l a lc a pf o n n a t i o na n d i 1 1 t e r d i s t r i b u t o gb a yi nt 1 1 eb a c k d r o po fw e 咖md i pm o n o c l i n e 甜s os u p p l i e so i l - g 硒r e s e r y o i r 、析t l lg o o db a r r i e r 锄ds e a l i n gc o n d i t i o n s b e s i d e s ，t 1 1 en o s i l l gu p l i r e ds 仃u c t u r e s 觚dt l l e m i c r o f i s s u r e sh e l pt l l ed e p o s i t 勰w e l l u n d e rt h eg u i d 跹c eo ft h el a w ，2 8f h v 0 诳b l ea r e a sy 谢t i lat o t a l 卸e ao f1 4 0 5h a 陀 p r e d i c t e d 证仳s 蛐试ga r e a k e ，唧o r d s ：j 妒u a no i m e l d ，c h a n g2 lr 楣e r v o i r ，s e d i m e n t a r yf a c i 髂，r 姻e n r o i r s d i 姻， h y d 邝c a r b o ne n r i c h m e n tl 蠢w t h eb p eo ft h 姻i s ：a p p i i c a t i 帆t e c h n o l o 留s t u d y 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其 他入已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期 间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借 阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为西安石油大学。 论文作者签名： 导师签名：蚓 眠鲨江一乡 ， 日期：罐夕 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究的目的意义 鄂尔多斯盆地是我国大型沉积盆地之一，面积2 5 万平方公里，是我国陆上的第二大 沉积盆地，油气资源非常丰富，油气勘探与开发的潜力很大。它已经成为我国未来油气 勘探与开发最重要的战略地区之一。 姬塬地区作为鄂尔多斯盆地的一个主要产油区，经过多年的勘探开发，现已发现一 批油气田。八十年代以来已探明发现元城、樊家川、八珠、王洼子、庙沟等侏罗系油田， 获探明储量4 1 8 l 1 0 4 t 。近几年，该区石油勘探不断取得进展，在姬塬腹地钻探发现许多 新的出油井点，己成为油田公司勘探的热点地区。其中，麻黄山等油田开发建产己达年 产1 0 1 0 4 t 以上。但整体上姬塬腹地勘探程度较低，剩余资源量较大。本区总资源量达 7 1 0 8 t ，已探明储量仅占总资源量的6 。2 0 0 3 年，预计姬源地区长2 油藏可获控制储量 2 0 0 0 1 0 4 t 以上，可见该区勘探潜力大。所以，该区油气资源的有效勘探与合理开发对长 庆油田的增储、上产具有重要现实意义。 但是，随着油气开发的逐渐深入，由于该区“低孔、低渗和低阻的地质特点以及 隐蔽油气藏的复杂性，严重地制约了油田勘探和开发的进程，使勘探开发成本增高，效 率降低。因此，为了加深研究区勘探程度、提高滚动开发效果，建立可靠的后备可采储 量，所以就有必要对姬塬地区长2 l 油藏的油气富集规律做深入细致的研究。 1 2 研究现状 国内外储层有利区预测技术逐步由从传统地层学向高分辨率层序地层学发展，从定 性向定量方向发展，由单一学科向多学科协同研究的方向发展。从2 0 世纪7 0 年开始到 目前出现了许多新观点、新技术和新方法。 油藏描述储层建模技术。“油藏描述的概念和方法首先是在2 0 世纪7 0 年代由斯伦 贝谢测井公司提出的，当时的油藏描述是以测井和地质相结合的多井评价为主体；8 0 年 代由于地震处理和解释技术的迅速发展，又提出了以地震为主体的油藏描述；随后油藏 描述从宏观向微观、从定性描述向定量预测方向迅速发展，9 0 年代已发展为多学科协同 研究的现代油藏描述。油藏描述就是对油藏的各种参数进行三维空间的定量描述和表征， 也就是要建立反映油藏构造、沉积、成岩、流体等特征的三维油藏地质模型。油藏描述 技术的发展和应用使我国油藏研究由定性和半定量起向定量化。由传统的油藏地质研究 转入多学科一体化综合的系统研究。但是，如何针对不同勘探、开发阶段我国陆相高度 非均质复杂油藏进行描述，仍然是对我国石油地质工作者的一种挑战，在近十年的油藏 描述实践中，通过对胜利、大港、辽河、中原、华北等油田的油藏进行描述，逐步形成 了具有中国陆相油藏特色的油藏描述技术路线，提出了一些新观点、新技术和新方法。 西安石油大学硕士学位论文 并将其用于指导油藏描述研究。实践表明，这些理论、方法和技术，在油田勘探与开发 早期可预测油气的富集区、高产区，降低成本，提高勘探成功率；在油田的开发阶段， 则对油田开发先导实验区的选择，开发方案的制定、调整、油田的综合治理具有指导意 义，并能从根本上改善油田开发效果，提高采收率。 2 0 世纪7 0 年代以后地震地层学、层序地层学的相继出现及2 0 世纪8 0 年代出现的 高分辨率层序地层学对传统地层学产生了冲击。大量的研究已表明，高分辨率层序地层 学的理论和方法可有效的应用于地下地质的研究，为精细油藏描述、地下地层对比、沉 积相和储层特征的研究提供有效的分析方法和预测工具。 2 0 世纪8 0 年代至9 0 年代以来，沉积学领域取得了长足的进展。层序地层学理论及 其分形技术自9 0 年代初引入中国以来，在中国陆相湖盆层序的形成与演化、生储盖的配 置规律以及地层岩性圈闭的预测等方面取得了可喜的成果。 随着定量沉积学的发展，相继出现了多种定量识别沉积相的方法。沉积作用分析、 沉积体系研究以及沉积相模式理论的进一步完善，为储集砂体的成因分析及分布规律研 究提供了坚实的理论基础。沉积体系分析包括沉积相相标志物的层次结构分析法将孤立 的沉积相类型作为有成因联系的整体加以考虑，使砂体的预测更有据可依，大大提高了 沉积体系与沉积相分析研究的精度，使得沉积相带与砂体空间展布的预测更精细和准确。 特别是将地质沉积相分析。沉积地球化学物源分析方法与多井测井评价及测井相分析技 术、层序地层学理论、计算机建模与绘图技术等多学科新理论与新方法集为一体的综合 研究，使目标区取心井段和未取心井段沉积相的分析和预测精度大大提高，从而为精确 预测主力砂体的空间展布、有利油气储层分布区块的预测提供了更加广阔的前景。 目前对岩性油气藏等隐蔽性油气藏的成藏机理、分布规律等特征的研究已取得了创 造性进展。自2 0 世纪3 0 年代在美国德克萨斯州东部发现了一个大型的地层圈闭油田一 东德克萨斯油田以来，国外已经开辟了一个全新的勘探领域，并获得了一批丰硕的勘探 成果。据不完全统计，国外目前发现的岩性油气藏储量一般占世界油气总储量的1 2 以 上。但到目前为止国内外对岩性地层油气藏的宏观分布规律的认识还没有完全掌握，在 研究、勘探思路和技术方法上也仁者见仁，智者见智。岩性油气藏的成藏并不完全依赖 于构造条件，油源、储集性能和生储盖组合则显得尤为重要。但目前岩性油气藏成藏富 集规律的研究往往只注重储层，侧重于气藏特征研究，缺乏在有利沉积相带中对成藏地 质条件的系统地分析研究，除山西组及盒8 段外，其它层系是否也能形成工业气藏? 成藏 规模有多大? 主要聚集在什么地方? 油气富集的规律是什么? 有利区块在哪里? 等等类 似的问题还待解决。而这些问题的解决都与沉积体系及油气富集规律密切相关，从而对 预测有利区起着非常重要的作用。 鄂尔多斯盆地是一个沉积稳定、坳陷迁移、扭动明显的多旋回克拉通叠加盆地。晚 三叠世由于印支运动的影响。使得晚古生代一中三叠世的华北克拉通坳陷盆地逐渐向内 陆转化。自晚三叠世以来发育典型的陆相碎屑岩沉积体系，进入了大型内陆差异沉积盆 2 第一章绪论 地的形成和发展时期。上三叠统延长组是在鄂尔多斯盆地持续坳陷和稳定沉降过程中堆 积的河流湖泊相陆源碎屑岩系，延长组的发展和演化客观记录了这个大型淡水湖盆从 发生、发展到消亡的历史。盆地中广泛发育了冲积扇、河流、湖泊、扇三角洲、辫状河 三角洲和曲流河三角洲沉积。其中曲流河三角洲分布范围广，具有巨大的油气潜力，始 终是人们注意的焦点。其开发过程历经了石油勘探初期( 1 9 0 7 1 9 4 9 ) 、油气综合勘探期 ( 1 9 5 0 1 9 7 9 ) 、油气勘探协调发展期( 1 9 8 0 1 9 9 0 ) 、油气勘探快速发展期( 1 9 9 1 年至今) 四 大油气勘探阶段l l j 【2 j 。 自二十世纪五十年代以来，长庆油田、原第三石油普查大队、新星石油公司等有关 研究单位及部分大专院校等，在鄂尔多斯盆地开展了大量的、基本覆盖全盆地的石油地 质普查、地球物理和油气地球化学勘探、航空物化探以及钻探工程工作，局部重要地区 开展了地质祥查和三维地震等工作。目前，在已累计建成的3 0 多个大中型、超大型油气 田中，延长、永坪两个油田是最早发现的老油田，安塞油田是三叠系亿吨级大油田l 引。 鄂尔多斯盆地历经近百年的油气勘探和地质研究，取得了极为丰富的油气、地质资 料和认识成果。其中颇具代表性的成果有“鄂尔多斯盆地上三叠统延长组岩相古地理研 究 ( 银川石油勘探局，1 9 5 9 ) 、“陕甘宁盆地石油普查地质成果总结报告( 孙肇才、谢秋 元等，1 9 7 4 ) 、“长庆油田 石油地质志( 长庆油田编，1 9 9 2 ) 、陕、甘、宁、晋及内蒙古五 省区区域地质志( 上世纪九十年代) 、“低渗透油气田研究与实践”( 闵琪等，1 9 9 8 ) 等报告 和著作。此外，曾因发现中国陆上第一个油田一延长油矿激发产生了陆相生油理论等原 因，一直被大批石油地质学者、专家所关注，且坚持不懈地对其进行地质调查、科学研 究和油气勘探工作。早期先辈的代表如王竹泉、谢家荣、潘钟祥、李四光、黄汲青，接 着便是王尚文、李德生、田在艺、关士聪、谢继哲等，后继者的代表有张文昭、甘克文、 孙肇才、潘援、阴伸贤、毛希森、黄第藩、杨俊杰、李银德、李德渊、宋四山、朱义吾、 宋国初、裴锡古等。这些前辈们从不同的角度涉及了鄂尔多斯盆地油气成藏条件、储层 特征、资源潜力及远景等诸方面的论述及研列训。 最近几年，本区研究的研究工作取得了很大的进展，主要研究成果有姬源延安组 及延长组长l 长3 勘探目标优选( 2 0 0 2 年，勘探开发研究院，刘建平等) 、姬源一麻 黄山地区侏罗系及长2 油气富集规律研究( 2 0 0 2 年，新区勘探开发公司，王勇等) 、姬 塬地区长l 、长2 油藏开发目标研究( 2 0 0 8 年，西安石油大学，田建峰等) 和陕北长2 评价潜力及产建目标评价( 2 0 0 8 年，西安石油大学，赵永刚等) ，以上研究报告均指 出河道砂体是油气聚集的有利储集岩体，鼻状构造带与主砂带的交汇叠合区是油气富集 的有利地区。前人这些研究成果为本文奠定了坚实的基础。 姬塬地区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部，其行政区划属陕西省定边县和宁夏盐池 县境内，属黄土丘陵山地，海拔1 5 0 0 1 8 0 0 m ，沟谷纵横，面积约2 6 0 0 k i n z ，油气勘探历 史较短。2 0 0 0 年以前，主要是长庆油田和第三石油普查大队等单位，集中于7 肚8 0 年代 在该区进行了一些油气勘探工作，之后该区没有得到足够重视而少有油气勘探突破 3 西安石油大学硕士学位论文 1 5 】1 6 】1 7 i 。 2 0 0 0 年以来，长庆油田地质工作者进一步对其生储盖条件进行了大量的研究，取得 了丰硕的研究成果，并把勘探重点转向延长组长2 油层组，在延长组中发现了丰富的油 气显示，现今区内及周边已钻探井评价井4 0 0 余口，部分钻井初产获工业油流，已是长 庆油田采油五厂的主力油层。 1 3 研究思路及研究内容 1 3 1 研究思路 本文运用沉积学和石油地质学理论，在仔细研究前人成果的基础上，充分利用研究 区钻井测井、录井资料，首先对研究区内的探井、评价井进行了系统的地层划分与对比， 提取分层数据并绘制了地层顶面构造图，在区域构造背景和沉积规律的控制下，检查地 层划分的正确性：结合野外露头观察、岩心描述及各项测试资料确定沉积相类型，为取 心井建立测井相，并以此为基础编制单井相和平面相图，分析并总结砂体的平面展布规 律；通过普通薄片、铸体薄片、扫描电镜以及物性测试资料，分析储层的微观特征；结 合储层的微观特征和宏观展布规律，分析储层特征；最后；剖析探明或生产区油藏及总 结成藏规律，并利用试油、生产动态资料、砂体的顶面构造特征和储层特征，总结研究 区长2 1 油藏油气富集规律，在规律的指导下，筛选油气富集区( 图1 1 ) 。 图1 1 论文研究技术路线图 4 第一章绪论 1 3 2 研究内容 本文的主要任务是筛选油气富集区，具体包括以下几方面的研究内容： ( 1 ) 、长2 l 油藏地层对比与划分； ( 2 ) 、长2 l 油藏沉积微相类型及其分布； ( 3 ) 、长2 l 油藏砂体的搌布规律； ( 4 ) 、长2 l 油藏储集层特征与分类研究； ( 5 ) 、长2 l 油藏微构造特征研究： ( 6 ) 、长2 l 油藏油气富集区筛选。 1 4 完成的主要工作量 为了按质按量地完成上述研究内容，在一年半的学习时间内收集了大量的相关资料， 系统地观察了关键取心井的岩心，进行了大量的铸体薄片、普通薄片的观察，对并资料 进行了系统的整理和分析，具体工作量如下( 表1 1 ) ： 表卜1主要工作量统计表 序号项目 工作量 序号项目工作量 8 口井 l 岩心描述、照相 1 2绘制储层评价图1 幅 2 0 0 余张 2 鉴定铸体薄片6 0 余片1 3编制沉积微相平面分布图3 幅 编制相邻小层沉积相与油 3 收集普通薄片资料2 0 片 1 43 幅 层叠置综合图 4 收集铸体薄片资料 1 0 片 1 5编制孔隙度等值线图3 幅 5 收集粒度分析资料8 件 1 6 编制渗透率等值线图3 幅 6 收集孔、渗数据1 8 口井 1 7编制地层对比剖面图2 幅 7 借阅前人研究报告6 份 1 8 编制油气综合评价图3 幅 单井地层划分，约4 0 0 口 8 数据统计井 1 9 编制图版6 版 9编制地层顶面构造图4 幅2 0 编绘各种表格l l 张 编制单井沉积相柱状 1 02 幅2 l 各种插图2 8 幅 图 编制长l 、长2 地层综 1 ll 幅2 2 合柱状图 第一二章区域地质概况 第二章区域地质概况 2 1 区域构造特征 鄂尔多斯盆地是华北地台在印支旋回解体后发育成的一个中新生代大型内陆沉积盆 地，总体呈东宽西窄、南北走 - 州叫 一。 向的箕状盆地，盆地边缘断褶、 、 月 2隆起 ，7 7 内部平缓，倾角不足1 。作为 二。? 一一j 一 - 独立沉积盆地的形成演化，则 ，4， ，一jc 乒 主要发生在中新生代的大陆动。 “ 镕 r i r 力演化阶段。锰地建造过程主孙? 。? 。 ”l ? ! 法 要发生在中生代的三叠纪一早 缘? j 。 ；尹： 白垩世，经历了多旋回陆内拗r ，二j - ，4 陷及其相关的盆地西缘多期次n 2 l j ， 、 逆冲推覆前渊沉降、盆地东部 ” 。 暂“ 的抬升翘倾和沉积范围由东向 西的不断退缩：晚白垩世以来 - 。 n 进入盆地改造阶段t 经历了盆 鼍，。1 ： _ j 一7 童 、- 地整体抬升剥蚀和新生代周缘 一+ ! 。一，。+ n 。+ “。 1 断陷的动力学演化过程。中新 _ _ 一 ：l _ ：，二。 一 生代的建造和改造作用最终行 f j 。l = _ i i 0 ，。ii l i 。 成了挈图j - 1 所示的鄂尔多翌 围2 1 鄂尔多斯盆地构造区捌与工区位置围 盆地构造单元分区面貌：西缘冲 断带( i ) 、西部坳陷带( i i ) 、东部斜坡带( ) 、晋西挠裙带( ) 、伊蒙隆起( v ) 和渭北隆起 ( ) 。姬塬地区横跨伊陕斜坡和与天环坳陷两个构造单元( 闰2 - 1 ) 。 1 ) 伊盟隆起 伊盟隆起位于盆地北部，总体形态北高南低，呈东西向展布长约3 5 0 k m ，东、西 分别以离石断裂和桌子山断裂为界，北与河套地楚相邻以黄河断裂为界南界大致沿准 格尔旗伊金霍洛旗乌审召一百眼井一乌加庙一线，呈弧形向南凸出宽1 5 0 k m 以上。伊 盟隆起为一继承性古隆起，自古生代以柬，基本处于隆起或沉积的高部位，盖层总厚度 仅1 0 0 0 3 0 0 0 i n ，各时代的地层均向隆起晟高部位变薄、尖灭或缺失。 伊盟隆起南坡发育三排近东西向弧形构造带，其上古生界储层发育。由于近物源区， 上古生界多为冲积平原沉积，砂体分布广侧向泥质岩不发育，不利于岩性圈闭的形成， 但该区受构造运动影响强烈，主要以背斜圈闭类型为主，发育短轴背斜及鼻状构造，构 西安石油大学硕士学位论文 造线整体呈东西向延伸，并发育近东西向正断层。 2 ) 陕北斜坡 陕北斜坡又称陕北坳陷、伊陕斜坡，位于天环凹陷和晋西挠褶带之间，北接伊盟隆 起，南临渭北隆起，南北长约4 0 0 k m ，东西宽约2 5 0 k m 。陕北斜坡雏形始于晚侏罗世中 晚期，现今呈向西倾斜的平缓单斜，平均坡降为7 1 0 出，倾角不到1 度，是鄂尔多 斯盆地油气运聚的主要构造单元。该构造区占据着盆地中部的广大范围，区内主要发育 鼻状构造，自北而南发育多条大型鼻隆【8 】。除鼻隆外，长庆物探研究所对盆地东部地区 品质较好的地震剖面重新处理结果，识别出断层7 6 条，主要分布在在子洲吴堡和横山 榆林及神木地区【9 j 。 3 ) 天环坳陷 天环坳陷即天环向斜，其西临西缘逆冲构造带，东接伊陕斜坡，北为伊盟隆起，南 至小秦岭构造带，南北长6 0 0 k m ，东西宽5 0 “o k m 。 天环坳陷一直处于西部活动带和东部稳定地块的过渡地带，古生代时西部为贺兰坳 拉谷，东部为中央古隆起；中生代时西部为西缘逆冲构造带，东部逐渐抬升而形成的陕 北斜坡。 从古生代以来天环坳陷一直是一个相对坳陷区，到早白垩世时，随着西缘逆冲构造 带的持续向东推进，天环坳陷成为其前渊坳陷，构造面貌为一个东翼缓西翼陡的不对称 向斜，当时盆地的沉积中心和沉降中心重合于此，接受了早白垩世的巨厚沉积，最终确 定了其构造形态【1 0 1 。 4 ) 渭北隆起 渭北隆起南接渭河地堑，北抵长武宜君黄龙一线，西至陇县歧山一线，东接晋西 挠褶带，东西长约2 8 0 k m ，南北宽约6 0 k m 。 渭北隆起的地质构造比较复杂。千阳、麟游、永寿一带结晶基底为太古代杂岩和古 元古代沉积变质岩，沉积盖层为中元古界的熊耳群、蓟县系、新元古界的青白口系、震 旦系的昭陵组以及寒武系( 5 0 1 5 0 m ) 、奥陶系( 2 0 0 0 3 0 0 0 m ) 、二叠系、中生界、新生界。 受秦岭海槽多期活动的影响，该区加里东期明显褶皱形成韧性、韧性一脆性冲断构造， 且有燕山期冲断、褶皱叠加其上，喜山期的伸展运动对其进行了进一步的改造。 5 ) 晋西挠褶带 该带东临吕梁隆起，向西过渡为陕北斜坡，北起准格尔旗，南至乡宁，南北长4 5 0 h n ， 东西宽5 0 k m 。晋西挠褶带北段走向近南北向，南段转为西南走向，整体上为一西倾单斜， 倾角1 5 。 2 。，与陕北斜坡不足1 。的倾角相比，它为一挠褶带。、 中晚元古代古生代处于相对隆起状态。仅在中晚寒武世、早奥陶世、中晚石炭世及 早二叠世有较薄的沉积，厚度约1 0 0 2 0 0 m 。中生代侏罗纪末期开始抬升，与大华北地 台分离，成为鄂尔多斯盆地的东部边缘。燕山运动使吕梁山上升并向西推挤，同时受基 底断裂的影响，形成现今面貌。 6 第二章区域地质概况 6 ) 西缘逆冲带 西缘逆冲构造带又称为西缘冲断构造带，系指贺兰山、六盘山以东，天环坳陷以西， 北起桌子山，南达平凉的狭长地区，主体呈南北向展布，南北长6 0 0 l a n l ，东西宽2 0 5 0 k m 。 西缘逆冲构造带主要形成于中生代，在中元古代早古生代时该区为贺兰坳拉槽和鄂尔多 斯地块西南缘被动大陆边缘；晚古生代时该区为贺兰碰撞谷；三叠纪中晚期及侏罗纪为 分割明显的不连续深坳陷带：燕山运动中期，该区受到强烈的挤压与剪切，形成了冲断 构造带的基本面貌，断裂与局部构造发育i i 。 2 2 区域沉积背景 鄂尔多斯盆地构造状况以缓慢沉降为主，沉积物的供给与沉降处于均衡状态，湖区 经常维持浅水环境，深水区位于湖盆的中部。这个古构造格局不仅影响上古生代沉积相 的分布，而且控制着三叠纪盆地周边的高山、古陆的分布、主要物源区和主要水系的分 布。 早、中三叠世气候干燥，鄂尔多斯盆地以河、湖相沉积为主。晚三叠世，由于气候 从干旱转变为温暖潮湿，鄂尔多斯盆地发育一大型内陆淡水湖泊；晚三叠世末，盆地基 底抬升，湖盆消亡。湖盆发育、扩张期沉积形成了巨厚的深湖、半深湖生油岩系；湖盆 稳定沉降期，发育三角洲沉积体系；湖盆衰退期，广泛发育湖沼相泥岩：形成了良好的 生、储、盖层。 中侏罗世及其以后盆地东部强烈抬升，至早白垩世末形成东高西低构造背景，经新 生代盆地周缘断陷的形成，最终演化形成了鄂尔多斯盆地现今的构造格局。 鄂尔多斯盆地三叠系地层在早白垩世末达到最大埋深，沉降增温达到顶蜂，地温梯 度达到4 1 0 0 m 。由于地温的增高，烃源岩进入成烃期。 总之，长期继承性整体升降运动形成的广阔斜坡构造背景，控制着鄂尔多斯盆地的 沉积格局和主要沉积的分布，也控制着油气聚集的规律和油气藏类型。 姬塬地区位于盆地中部偏西北，延长组的沉积格局和沉积体系的分布，毫无例外受 着长期继承性整体升降运动下形成的广阔斜坡构造背景的控制，该区沉积体系是属于北 边靖边一吴旗主河湖三角洲体系和安边三角渊体系向南延伸部分。 2 3 区域地层特征 鄂尔多斯盆地三叠系延长组属于内陆湖相沉积，包括边缘相( 河流相和冲积扇相) 、过 渡相( 湖成三角洲和滨浅湖相) 和盆地相( 半深湖和深湖相) 。边缘相主要分雍在盆地北部。 盆地中部为过渡相分布区，盆地相主要分布在盆地南部。位于盆地中部的姬塬地区三叠 系上统延长组地层发育特征与鄂尔多斯盆地其它地区延长组相似，主要为一套灰绿色、 灰色中厚层中细粒砂岩、粉细粒砂岩和深灰色、灰黑色泥岩组合，下部以中、粗粒砂岩 河流沉积为主，中部为一套湖泊河湖三角洲为主砂泥互层沉积，上部为河流相的砂泥岩 7 西安石油大学硕士学位论文 沉积。延长组沉积旋回性很强，自下而上划分五个段，各段之间均为连续性沉积。后来 ，为了适应油气勘探需要，按岩性、电性，特别根据十个标志层( 断k 9 ) 将延长组自上而下 细分为十个油层组( 表2 1 ) 。标志层主要为凝灰岩、斑脱岩、页岩、炭质泥岩及煤线。其 电性上以高自然伽玛，高电阻背景上的中低电阻，以及声速时差尖刀状高峰为特征。根 据长2 、长3 、长4 + 5 、长6 、长8 油层组内部沉积旋回特点和岩性组合特点，再细分为 长2 i 、长2 2 、长2 3 ，长3 l 、长3 2 、一长3 3 ，长4 + 5 l 、长4 + 5 2 ，长8 l 、长8 2 。 长1 0 、长9 油层组，主要为一套灰绿色、灰色的厚层状中、粗粒长石砂岩夹深灰色 及暗紫色泥岩。主要为河流相。长1 0 油层组厚度大约为2 8 0 m ，长9 油层组厚度9 0 1 2 0 m 。 长8 油层组已开始形成湖泊、河湖三角洲沉积，以灰色、深灰色中细粒长石石英砂 岩、长石岩屑砂岩及深灰色、暗色泥岩互层为主，地层厚度为9 肚1 0 0 m 左右。 。长7 油层组沉积期为湖盆发展的全盛时期，属浅湖深湖相沉积环境，岩性以灰黑色 泥页岩、油页岩为主( 俗称“张家滩页岩 ) ，是本区主要生油岩系，k l 标志层位于长7 油层组的中下部。 长6 油层组沉积期为三角洲建设高峰期，自下而上发育了长6 3 、长6 2 、长6 1 三个反 旋回沉积序列，其中以长6 1 三角洲前缘厚层砂体最为发育。k 3 、k 2 标志层分别位于长 6 3 、长6 2 底部，k 标志层不明显。 长4 + 5 和长3 沉积期为湖盆相对稳定并渐趋收缩，主要为灰黑色泥岩与浅灰色粉细 砂岩互层，局部夹煤线，其中下部长4 + 5 2 三角洲前缘砂体相对发育，在长4 + 5 上部与长 3 底部，偶尔出现k 5 、k 两个标志层，是长6 油层组的盖层，又是延长组次要的生油层。 长2 沉积期为盆地稳定坳陷期，盆地水体变浅，湖盆收缩，三角洲平原亚相扩大， 分流河道砂岩发育，自下而上可分为长2 3 、长2 2 、长2 l ，k 7 、k 9 标志层分别位于 长2 3 顶部，长2 2 顶部，长1 底部。 长1 沉积期为晚三叠世湖盆衰亡阶段，主要为灰黑色、深灰色泥岩、炭质泥岩、煤 层与浅灰绿色粉细砂岩互层的沼泽相沉积。长1 层是长2 层的盖层，又是侏罗系的生 油层。 由于晚三叠世末期盆地抬升，延长组沉积遭受剥蚀，加上早侏罗世宁陕古河道和蒙 陕古河道对本区的切蚀，故使本区长2 地层分布残缺不全。 鄂尔多斯盆地形成于三叠纪晚期延长期，盆地周边水系网络发育，延伸入湖盆，形 成一系列向盆地中心发育的河湖三角洲裙，从纵向上由湖进到湖退，经过湖盆形成_ 扩 张_ 萎缩_ 消亡演化阶段，从正旋回到反旋回沉积，构成沉积大旋回【1 2 】。 第二章区域地质概况 地 层 标 地层厚 岩性特 征 士 湖盆演化 ( m ) ，t ： 史 系组段油层组层 延延7 + 8 1 0 5 浅灰、灰色细一粉砂岩与深灰色泥湖盆充填 侏安 1 1 5 岩不等厚互层 期 罗组延9 6 5 国0 下部以粗砂岩、砂岩为主，上部 河湖三角 系 以泥岩夹粉砂岩洲发育期 古河的形 富县组 3 0 q ：o 杂色泥岩 成、发展期 第五 暗色泥岩、泥质粉砂岩、粉细砂岩 k 9 平缓坳陷， 段 长lo 2 4 0 不等厚互层夹炭质泥岩及煤线 湖泊消亡 t 3 y 5 长2 。4 0 4 5 浅灰色、灰绿色块状细砂岩为主夹 第四 长2长2 2州5 l ( 8 中粒砂岩及灰色泥岩 段 长2 s4 5 5 0 k 7 长3r3 5 5 0 t 3 弘浅灰色、灰褐色中、细粒砂岩夹暗 长3长3 z4 0 5 0 l ( 6 色泥岩 延 长3 。 4 5 5 0稳定坳陷， 暗色泥岩、炭质泥岩、煤线夹薄层 湖盆收缩 二二 长 长 长4 + 5 ， 3 0 5 0k 5 粉一细砂岩 叠 4 + 5 长4 + 5 23 0 5 0 浅灰色粉一细砂岩与暗色泥岩互 系 第三 层 组 段 长6 ，3 5 4 5 浅灰色、灰绿色中细粒砂岩夹暗色 l 【4 长6 长6 23 5 一v 4 5 泥岩 k t 3 yt 3 y 3 灰黑色泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩 长6 。3 5 4 0 f ( 2 互层夹薄层凝灰岩 暗色泥岩、炭质泥岩、油页岩夹薄 长78 0 1 0 0 k 。 强烈坳陷 层粉细砂岩 长8 ， 3 5 4 5 第一 长8暗色泥岩、中粗粒砂岩、细砂岩 l 【0湖盆扩张 段长8 。4 0 5 0 t 3 y 2 长9 9 1 2 0 第一 灰色中粗粒砂岩夹细砂岩、粉砂岩初始坳陷， 段长1 0 2 8 0 及泥岩，底部含有细砾岩 湖盆形成 t 3 y 1 灰紫色泥岩、粉砂质泥岩与紫红色 纸坊组 中细粒砂岩互层 2 4 勘探开发概况 研究区位于陕北斜坡姬塬地区，北起冯地坑，南至耿湾，西自黄l 井至山城一线， 东到樊学，面积约2 5 1 6 k m 2 ( 图2 2 ) 。 自从1 9 7 0 年长庆油田开始在本区开展大规模的石油钻探，三十余年来经历了艰难曲 折的历程，可谓三上姬塬，大体可划分为三个勘探阶段： 第一阶段1 9 7 0 1 9 8 3 年油田大发现时期，主要勘探目的层为延安组及延长组上部长 听安石油大学硕士学位论文 2 油层，相继发现了油房庄油田、东红庄油田和王洼子油田及一批出油井点； 第二阶段1 9 9 7 2 0 0 0 年，油用先后在王洼子铁边城庙沟长官庙一带完钻探井元4 5 井、元4 6 井、元4 7 井、元4 8 井、元4 9 井等，目的层为长3 延8 ，虽然在延安组找到 了王洼子油田( 元4 6 井、元4 7 井) 、庙沟油田( 元4 9 井) ，在长官庙元4 5 井长2 也获得 5 3 似的高产油流，在铁边城元4 8 井长4 + 5 2 钻遇油层8 7 m 但突破不大，局面没有打开： 第三阶段是2 0 0 3 年至今先后在新4 井、元4 8 井、元1 2 井、吴9 0 井、耿字号及 北倒的a 字号等钻穿了长4 + 5 2 的井，在长4 + 5 2 均获得了工业油流，并在堡子湾、王沣 子、铁边城获得了工业油流，标志着该区延长组下部油层进入突破时期。截至到2 0 0 7 年，姬塬油田原油产量已突破1 0 0 万吨。 尽管近年来，研究区勘探开发已经取得了长足韵进展，也发现了许多新的出油井点， 各类探井数量也已达到4 0 0 余口，但探明储量仍然还很有限，其勘探潜力巨大。 固2 2 姬塬地区工区位1 国 苎三皇些星翌些兰型坌 第三章地层对比与划分 3 1 延长组长2 1 地层特征 三叠系上统延长组按沉积旋回特征划分为五段( 表2 - 1 ) 其中第四段的长2 是本区的 重要产层，按次一级沉积旋回长2 i 可以进一步细分为长2 1 3 、长2 。2 和长2 ，。 围3 _ 1 姬塥地区长2 、长1 地层综台柱状围( 耿1 5 井) 长2 油层是研究区的主力含油层，沉积厚度为5 5 7 2 m ，由灰绿色、浅灰色块状砂 岩央扶绿泥质粉砂岩、泥质粉砂与暗色泥岩组成。其中长2 1 3 砂体在研究区内普遍发育， 砂体厚度为1 0 2 5 m ，咀细砂岩沉积为主。是长2 ，的主要含油层。而长2 t 2 小层砂体相对 不发育，厚度在5 1 5 m ，岩性变细以粉细砂岩为主，泥岩增厚，砂岩中普遍可见冲刷 构造与各种交错层理，砂体发育部位常见上下砂体叠置的现象。长2 。小层砂体很不发 育，是些小型的分流河道，通过顶部的k 9 标志层与长1 分界( 圈3 1 ) 。 州安石油人学硕十学位论文 3 2k 9 标志层的识别 标志层的识别和利用是地层对比的基础和保证其等时性的重要依掘，研究区内与长 2 i 关系最密切的标志层是标志层，它位于长2 1 的顶部，是长l 与长2 。的分界线，为 一套斑脱岩，它是指火山出从大气中沉降在海洋、湖泊等环境中，经水解、蚀变而成的 富粘土矿物岩石，经埋藏、成岩作用，粘土矿物毛要转化为富古伊利石蒙脱石混层矿 物的蚀变岩石。典型的电性特征是：高尖峰状a c 、大井径、高0 r 、中高s p 、低电阻， 因其易于识别而得到广泛应用( 图3 - 2 1 。 建，j 、层” 组 u 图3 _ 2 耿1 5 井典型b 标志屠的电性特征 3 3 地层划分与对比方法的选择 地层对比遵循在区域标志层的约束下，先对大段，再对小段，旋回控制参考厚度 和高程，根据测井曲线和岩性特征进行划分与对比。常用的地层对比方法有：高分辨率 层序地层学、旋回厚度对比法和等高程对比法。 3 3 1 旋回厚度对比法 在标志层的控制下，按照沉积旋回的级次和厚度比例关系，从大到小按步骤运级对 比直到每个单层。一般使用于较为稳定的沉积环境，如湖相及