（矿产普查与勘探专业论文）鄂尔多斯盆地安塞油田杏河区三叠系成藏规律研究.pdf

中文摘要 论文题目： 专业： 硕士生： 指导教师： 鄂尔多斯盆地安塞油田杏河区三叠系成藏规律研究 摘要 前人认为安塞油田杏河区的油气分布主要受控于沉积相，该区三角洲前缘亚相的水下 分流河道与分流问湾微相相间发育，后者为前者的油气聚集提供上倾遮挡，然而研究者 往往忽视了该地区河道大部分呈北东一南西走向，结合西低东高的构造格局，何种因素来 阻止油气顺河道向北东向运移扩散呢? 此外，该区主力油层是长6 ，而长4 + 5 、长2 油层 基本未成藏。相比之下，其周围的志丹、潭家营、坪桥、子长地区均在长2 成藏，且均 是这些地区的主力油层之一，什么因素造成了杏河区延长组各油层油气的这种分布特 点? 区内发育的鼻状隆起对油气分布是否有控制作用也存在争议。 通过对该区沉积相、构造、储层、油藏特征及相互关系的对比研究发现，沉积相是 油气分布的基础，但非关键因素。而长4 + 5 盖层不仅控制了杏河区延长组各油藏平面上 的分布，亦造成了垂向上长2 、长4 + 5 油气不富集，而在长6 油层富集的局面，其才是 杏河区延长组油气成藏及分布的关键因素。此外，在油气成藏遮挡条件方面，除间湾沉 积提供的岩性遮挡、成岩作用提供的致密砂岩遮挡外，油藏北东侧以水动力形式的遮挡 也较多见，水动力就阻止了油气沿河道继续向北东逸散。各种遮挡条件以单一或组合使 油气聚集成藏，因此，研究区主要发育透镜状岩性油藏、致密砂岩遮挡岩性油藏以及复 合型油藏，可能较多的以复合型油藏为主。该区长6 油藏发育的鼻状隆起对长6 l 、长6 2 、 长6 3 油藏油气的分布有不同程度的控制作用，对长6 l 油藏油气分布控制程度弱，而对长 6 2 、长6 3 有重要的控制作用。 关键词：鄂尔多斯盆地安塞油田杏河区三叠系成藏规律 论文类型：基础研究 英文摘要 s u b j e c t ： s t u d yo nh y d r o c a r b o na c c u m u l a t i o ni nt r i s s s i ei nx i n g h ed i s t r i c t , a n s a i o i l f i e l d ，0 r d o sb a s i n s p e c i a l i t y ： n a m e ： l n s t r u c t o i z a b s t r a c t t r a d i t i o n a l l y , i th a sb e e nr e g a r d e dt h a tt h eh y d r o c a r b o na c c u m u l a t i o na n dd i s t r i b u t i o no f x i n g h ed i s t r i c t , a n s a lo i l f i e l di sc o n t r o l l e db ys e d i m e n t a r yf a c i e s ，t h eu n d e r w a t e rd i s t r i b u t a r y c h a n n e la n di n t e r f l u v em i c r o f a c i e so fd e l t af r o ms u b f a c i e sa r ca l t e r n a t e l yd i s t r i b u t e di nt h i s a 胤1 1 尬f o r m e rg i v e st h ec o n d i t i o no fu p d i ps e a lf o rh y d r o c a r b o na c c u m u l a t i o ni nt h el a t e r , b u ts o m e t i m e st h er e s e a r c h e r sa l w a y sn e g l e c tt h a ts t r i k ed i r e c t i o no fm a n yd i s t r i b u t a r y c h a n n e l si se a s m o r t h - w e s t s o u t h , a n di na s s o c i a t i o nw i t ht h et e c t o n i cs t y l eo fh i g hi nt h ew e s t p a r ta n dl o wi nt h ee a s tp a r t , w h a tk i n do ff a c t o rc o u l dp r e v e n tt h em i g r a t i o na n dd i f f u s i o no f o i li nt h ed i r e c t i o no fe a s t n o r t ha l o n gt h ec h a n n e l ? b e s i d e s ，t h em a j o rr e s e r v o i ro ft h i sa r e ai s c h a n g6o i l b e a r i n gf o r m a t i o n , a n dn op e t r o l e u ma c c u m u l a t i o ni nt h ec h a n g4 + 5a n dc h a n g 2o i l - b e a r i n gf o r m a t i o n c o m p a r i n gw i t ht h ea 1 呛a so fz h i d a n , t a n j i a y i n g , p i n g q i a o ，z i c h a n g , w h i c ha l la r ca r o u n dt h ex i n g h ed i s t r i c ta n di nw h i c ht h ec h a n g2o i l - b e a r i n gf o r m a t i o ni s t h em a i nl a y e r , w h a tk i n do ff a c t o rl e a d st h i sp e 仃o l e u md i s t r i b u t i o nf e a t u r ei ne v e r y o i l b e a r i n gf o r m a t i o n so fy a n c h a n gf o r m a t i o n ? t h e r ea r cs o m ec o n t r o v e r i e sw h e t h e rt h e n o s e - s h a p e du p l i f t si n s i d et h i sa r e ah a v ee f f e c to np e t r o l e u md i s t r i b u t i o n a f t e rt h e m p a 觚v cs t u d yo fs e d i m e n t a r yf a c i e s ，s t r u e t m ，r e s e r v o i rp h y s i c a lp r o p e r t y , f e a t u r eo f o i lr e s e r v o i r sa n dt h er e l a t i o n s h i p sb c f w c c l lt h e m , i ti sf o u n dt h a ts e d i m e n t a r yf a c i e s i st h ef o u n d a t i o no fp e t r o l e u ma c c u m u l a t i o na n dd i s t r i b u t i o n , b mn o tt h ek e yf a c t o r a n dt h e c a po fc h a n g4 + 5o i l - b e a r i n gf o r m a t i o nn o to n l yc o n t r o l st h ep l a n i m c u i cd i s t r i b u t i o no f e v e r yo i lr e s e r v o i r so fy a n c h a n gf o r m a t i o n , b u ta l s ol e a dt h a t1 1 0p e t r o l e u me n r i c h m e n ti nt h e c h a n g4 + 5a n dc h a n g2 ，b u ti nc h a n g6 ，s oi ti st h ek e yo fh y d r o c a r b o na c c u m u l a t i o na n d d i s t r i b u t i o ni ny a n c h a n gf o r m a t i o ni nx i n g h ed i s t r i c t b e s i d e s ，a b o mt h es c r e e n e dc o n d i t i o n s ， e x c e p tt h el i t h o l o g i cs c r e e no fi n t e r f l u v e ，t i g h ts a n d r e e nl e a d i n gb yi t h o g e n e s i s , w ea l w a y s f o u n dt h a tm a n yh y d r o d y n a m i cs c r e e n se x i s ti nn o r t he a s ts i d eo fm a n yo i lr e s e r v o i r s , t h e h y d r o d y n a m i cf o r c es t o p st h em i g r a t i o na n dd i f f u s i o no f o i li nt h ed i r e c t i o no f c a s m o r t ha l o n g t h ec h a n n e l s d i f f e r e n ts c r e e n e dc o n d i t i o n sm a k ef o rt h ep e t r o l e u ma c c u m u l a t i o nw i t hs i n g u l a r f o r mo rc o m b i n e d ，h e n c e ，i tm a i n l yd e v e l o p st h el e n t i e u l a ro i lp o o l s ，l i t h o l o g i co i lp o o l so f t i g h ts a n ds c r e e na n dc o m p o s i t eo i lp o o l si nx h f l g h ed i s t r i c t , m a y b et h ec o m p o s i t eo i lp o o l s l i i 英文摘要 a r et h em a i nt y p e s t h en o s e - s h a p e du p l i f t so f t h i sa r e ah a v ed i f f e r e n te f f e c t so nt h ep e t r o l e u m a c c u m u l a t i o na n dd i s t r i b u t i o no fc h a n g6 t ，c h a n g6 2 ，c h a n g6 3a c c u m u l a t i o n s ，h a v ew e a k c o n t r o le f f e c t0 1 1c h a n g6 1a c c u m u l a t i o n sa n di m p o r t a n te f f e c t s0 1 1c h a n g6 2 ，c h a n g6 3 a c c u m u l a t i o i l s k e y w o r d s ：o r d o sb a s i n ；x i u g h ed i s t r i c t , a n s a io i l f i e l d ；t r i a s s i c ；h y d r o c a r l m m a c c u m u l a t i o n ； t h e s i s ：f u n d a m e n ts t u d y i v 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 人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： 乏笸羞辇举 日期： 迦2 ：兰 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：幽 签名鸩 日期：乃护夕f v 日期：丝盟：i 叫 注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出( 含解密年限等) 。 第一章绪论 1 1 国内外发展现状 第一章绪论 油气成藏过程包括油气的生成、运移、聚集以及保存和破坏各个环节，既是石油地 质理论的核心问题，又是有效解决油气勘探活动的关键问题。自石油工业产生以来，油 气成藏机理研究一直是石油地质学家极为关注的课题，其研究大致经历了三个发展阶段： 第一阶段0 9 世纪末- 2 0 世纪5 0 年代初) ，为油气成藏机理研究的初始阶段，以沿背斜褶 皱带分布油气藏的背斜学说或重力学说为代表，并提出了陆相成油理论；第二阶段( 5 0 年代中期7 0 年代末) ，本阶段是在油气藏形成的基本条件和形成过程分析的基础上，全 面研究了油气成藏机理，同时建立了陆相石油地质理论；第三阶段( 8 0 年代一至今) ，主要 表现在通过先进的油气勘探技术和方法，以及计算机技术和物理模拟技术进行系统的油 气成藏的各项条件、机制和相互之间有机配置关系的研究，同时进行油气成藏过程的定 量和半定量研究。 当今油气成藏研究的热点主要表现在：油气成藏定量模式研究，即温度场、压力场、 应力场( 三场) 与油气成藏的结合是其研究核心。查明、张一伟掣i 】在以我国西部准噶 尔盆地、塔里木盆地、和东部的济阳坳陷为典型研究区，深入研究了盆地的温度场，压 力场( 异常高压) 和应力场的特征、分布规律及其对油气生成、运移、聚集和成藏过程 的影响及控制作用。强调成藏定量模式方面的研究，从场的背景出发，而不是简单的从 成藏地质要素或成藏地质条件出发；油气成藏机理研究，特别是岩性油气藏( 透镜体型) 的成藏机理研究，而沉积盆地流体的流动和油气的运移成为油气成藏机理研究的核心 1 2 - 7 ；油气成藏动力学研究，其研究的核心是油气生成、运移、聚集与保存的动力学过程。 油气成藏的研究就是在油气成藏静态地质要素研究的基础上，结合油气成藏动态作 用过程的分析，使地质要素在历史过程中能有机的联系为一个整体，共同再现油气的生 成、运移、聚集，保存以及破坏的过程。综合分析后得出研究对象的油气成藏规律，最 后应用到实践中指导勘探与开发工作。 鄂尔多斯盆地以及安塞油田地区一直是石油地质工作者勘探研究的热点。从1 9 0 7 年钻探了我国大陆上第一口油井一延l 井开始，至今已走过9 0 个年头。无论是成藏静态 要素还是成藏机理或成藏规律，都取得了不俗的研究成果。多年的勘探开发实践表明， 鄂尔多斯盆地呈现出古生界含气、中生界富油的局面。其中，陕北斜坡更是在中生界三 叠系延长组发现了安塞油田、靖安油田、延长油矿的延长、永坪、青化砭、甘谷驿、姚 店、子长等油田形成的浅层油田群，都是亿吨级以上的整装油田。勘探的不断发现，带 动着这一地区油气地质研究的不断进行。至今，包括安塞油田在内的鄂尔多斯盆地中生 界三叠系延长组油气成藏规律的研究工作仍在继续，同时也取得了一些认识。 西安石油大学硕士学位论文 鄂尔多斯盆地以及安塞地区三叠系延长组油气成藏规律研究取得的成果主要有：油 气成藏静态地质要素的研究、油气运移过程的研究、油气成藏规律的研究等几个方面。 ( 1 ) 烃源岩研究方面。长期的研究表明，鄂尔多斯盆地中生界油气的来源主要是延 长组的暗色泥岩，从延长组长l 到长l o ，都不同程度的有暗色泥岩的分布，其中以长l 、 长4 + 5 、长7 最为发育。陈安定i s 较早的研究了三叠统延长组一中侏罗统储层中原油的 特征，均为典型的淡水一微咸水湖相油型油，表明其源岩无疑应是深水沉积的腐泥一混 合型生油岩因此，腐泥型( i 型) 与混合型( 型) 为延长组源岩干酪根的主要类型 鄂尔多斯盆地陕北斜坡不同油田有不同的油气产层，而安塞油田各区块主要是长2 ，长 4 + 5 ，长6 ，研究区杏河区主力油层为长6 ，长4 + 5 油层有局部的含油显示分布。前人研 究表明，杏河区同样具备长7 长。长4 + 5 的生储盖组合模式。长7 烃源岩解决了长6 油藏源的问题。杨华、张文正等 9 - m l 研究也表明长7 这套半深湖深湖相优质油源岩具 强生排烃特征，对鄂尔多斯盆地中生界低渗透石油成藏富集起着主导作用。 ( 2 ) 储集体研究方面。鄂尔多斯盆地三叠系延长组储集层具低渗透的特点，包括研 究区在内的陕北斜坡上三叠统发育的大型三角洲沉积砂体成为油气聚集的基础【l “。而 剩余粒间孔隙以及后期发育的次生溶蚀孔隙成为主要的储层孔隙类型。朱国华较早的就 陕北地区浊沸石次生孔隙形成与油气关系展开了研究。后来杨晓萍、裘怿楠【l3 】就全盆地 上三叠统浊沸石的形成与分布以及与油气的关系做了进一步研究。柳益群i 、张金亮【1 5 】 等在盆地东部延长组砂岩成岩作用和次生孔隙演化方面做了研究工作。上述研究均强调 次生孔隙在油气富集中的重要作用以及其与生烃有机酸的密切关系。而黄思静、武文慧 1 1 6 】则有不同的研究成果，认为大气水控制了盆地延长组次生孔隙的发育。而不是生烃排 出的有机酸。 ( 3 ) 油气成藏规律方面。张文昭【1 7 1 、周荔青【1 2 1 、喻建【1 s 】、杨华【19 1 、杨新生 2 0 l 、陈 安宁【2 l 】、赵靖舟瞄】等先后对鄂尔多斯盆地三叠系延长组油气成藏规律展开了研究，前人 的研究成果总结出这样的油气成藏规律，即以下地质条件是鄂尔多斯盆地延长组油气富 集的主要控制因素：湖相优质烃源岩大面积分布；发育大型复合三角洲储集体。多套三 角洲沉积砂体提供了巨大的储集空间，且其与优质湖相烃源岩构成不等厚一略等厚互层， 形成面接触、体接触，组成高效排液组合；储层发育物性较好；局部发育的低幅度隆起 构造；相带变化提供了是圈闭形成的条件。 在安塞油田的研究方面，前人研究重点多是放在沉积微相和储层研究上。党彝 2 3 】、 张金亮 2 4 - 2 s 、庞尚明等先后对安塞油田或其不同的区延长组沉积微相进行了研究，表 明三角洲沉积在安塞地区发育，长6 油层组主要发育三角洲前缘亚相沉积，水下分流河 道、水下分流间湾、前缘席状砂以及河口坝构成其主要微相。而李恕军 2 7 - 2 s 、吴少波鲫、 李彩- 云0 0 1 、朱玉双口l 】等研究了安塞地区长6 储层特征：安塞地区长6 油层为一套湖泊三 角洲前缘相沉积。砂岩成分成熟度低，结构成熟度高，成岩作用强烈。岩性主要为长石 砂岩，孔隙主要以原生粒间孔、成岩自生矿物溶蚀而形成的次生孔隙为主，见少量裂缝 2 第一章绪论 孔隙。孔喉组合类型主要为中孔细喉型及小孔细喉型。 1 2 论文研究的目的及意义 前人已对鄂尔多斯盆地三叠系延长组油气成藏开展了大量的研究工作，亦取得了颇 多的研究成果，但是，仍然有一些领域方面存在较大的争议和研究空白。 诸如鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7 烃源岩干酪根类型的研究，普遍认为是一套混 合型干酪根，但现今腐泥型亦有大量发现；鼻状隆起对油气富集的控制程度。低幅度隆 起构造在鄂尔多斯盆地陕北斜坡延长组地层中大量分布，但其对油气富集的影响一直存 在争议。普遍认为鼻状隆起成为油气运移过程中的有利指向部位，但也有相异的观点存 在；微裂缝在陕北地区中生界地层中有大量分布，无论是地层剖面、测井、岩心资料以 及薄片资料分析都有微裂缝的发现，但其对油气运移的贡献仍没有准确或系统的研究成 果。 此外，对于安塞油田，前人的研究多是重点放在沉积相的研究和储层特征上i 具体 的、系统的该区油气成藏规律的研究还是一个空白。虽然鄂尔多斯盆地东部上三叠统油 气富集规律有了大量的研究进展，但是由于沉积体非均质性的影响，具体到东部各油田 上三叠统油气的富集上，其影响和控制因素就不一样。例如仅仅是安塞油田，鼻状隆起 在杏河区和王窑区对油气的富集控制上影响程度就不同。所以，有必要具体地对安塞油 田油气成藏规律做详细的研究。该区前人在构造对油气成藏控制方面的研究也比较混乱， 因此，通过该区构造与油气分布的研究，揭示是否存在构造对油气的控制作用。微裂缝 在安塞油田储层中大量发育，其对油气运移和聚集的影响和控制程度还有待研究。因此， 通过对安塞油田杏河区三叠系延长组油气成藏规律的研究，旨在解决研究区内存在的比 较混乱的上述方面的问题。 此外，鄂尔多斯盆地东部上三叠统内陆湖泊三角洲沉积体系( 如安塞三角洲，志靖 三角洲和延长、延安三角洲等) 沉积和富油的规律上具有一定的相似性，安塞油田三叠 系成藏规律研究对东部其它三角洲富油规律有一定的参考和借鉴作用。 1 3 论文技术路线及研究内容 继续钻研前人的研究成果，收集该区基础资料，细化总结出该区油气成藏地质要素， 注重对储层次生孔隙形成、演化以及分布的研究，裂缝的发育对油气成藏的影响。然后 对油层项面构造( 图) 、砂层分布( 图) 、盖层分布( 图) 、渗透率和孔隙度分布( 图) 与 油气分布的关系进行研究。依据油藏剖面图及油气平面分布图，确定出油气藏类型，并 结合成藏地质要素、油气运移过程分析，最后总结出油气成藏规律。研究具体内容如下： ( 1 ) 研究区地质概况。 在现有项目的基础上，另外收集相关的区域地质资料，完善盆地以及研究区基础地质 3 两安石油大学硕+ 学位论文 资料，为后续的油气成藏规律分析提供良好的平台。 ( 2 ) 成藏地质要素研究。 成藏地质要素包括烃源岩、输导层、储集层、盖层等地质体。在成藏地质要素的研 究中，通过前人有关烃源岩的研究，详细具体到安塞油田油源岩的研究，注重资料的收 集。此外在输导层的研究运用优势运移通道的分析方法，研究目的层油气运移通道的垂 向、横向运移空间的特点。储集层的研究上，注重储层次生孔隙形成、演化和分布的规 律，以及其对油气分布的控制作用盖层的研究重点放在盖层的厚度、分布范围与油气 分布的相关性上。 ( 3 ) 油藏类型及特征的研究。 通过对研究区沉积、构造、储层的研究，结合油藏平面、垂向上的分布特征进行分 析，结合各种相关图件的对比研究，总结出该区油藏的类型及特征。 ( 4 ) 油气藏的分布及富集规律。 总结上述研究工作，得出该区油气成藏规律。解决前人研究存在的一些问题。 第二章区域地质概况 2 1 区域地质背景 第二章区域地质概况 鄂尔多斯盆地位于中国大陆中部( 图2 1 ) ，地跨陕、甘、宁、晋、蒙5 省区，总面 积2 5 万平方公里，为我国第二大沉积盆地，盆地内不仅分布大量的石油和天然气，为我 国较重要的油气生产基地，而且还蕴含着丰富的煤、铀矿、地下水等资源。 中国大陆由中朝、塔里木和扬子3 个古老克拉通陆块为核心演化与形成( 克拉通化的 时代大约在7 1 7 亿年前) 0 2 1 0 鄂尔多斯盆地就发育在中朝板块西部，属中朝板块的一部 分，是一个长期稳定发育的克拉通内叠合盆地【3 3 】。在大地构造属性上，鄂尔多斯盆地处 于中国东部稳定区和西部活动带之间的结合部位，具有稳定沉降、坳陷迁移、扭动明显、 多沉积旋回的构造演化特点。盆地边缘断裂褶皱较发育，而内部则结构简单、构造平缓、 沉降稳定、地层整合、断裂较少、活动微弱。构成稳定地块被活动构造带所环绕的构造 图2 _ 1 鄂尔多斯盆地地理位置图 5 西安石油大学硕士学位论文 格局 3 4 1 。 盆地内无二级构造单元，三级构造以鼻状褶曲为主，很少见幅度较大、圈闭较好的 背斜构造发育。根据现今的构造形态，结合盆地的演化历史，鄂尔多斯盆地内可划分为： 伊盟隆起、渭北隆起、西缘冲断带、晋西挠褶带、天环坳陷、陕北斜坡等六个一级构造 单元3 5 1 。研究区安塞油田杏河区就地处陕北斜坡( 图2 2 ) 。 图2 - 2 安塞油田杏河区构造位置图 6 第二章区域地质概况 陕北斜坡位于鄂尔多斯盆地东部，这里构造活动十分微弱，没有岩浆活动和断裂活 动，地层产状平缓，倾角低于l 。由于二叠纪末盆地北缘的阴山褶皱带形成时伴随了强 烈的中酸性岩浆岩的侵入与喷发，且这些活动一直持续到三叠纪，因此，在上三叠统中 广泛分布着多层斑脱岩，同时在长石砂岩中普遍含有浊沸石胶结物和火山碎屑颗粒及凝 灰物质。这些火山物质的存在，无疑对该区三叠统含油砂岩的形成温度、成岩作用以及 有机质成熟作用有着重要的影响m j 。 我国的叠合盆地普遍都经历了古生代海相沉积和中新生代陆相沉积两个世代或两种 体制的发育演化【3 7 1 ，鄂尔多斯盆地也不例外，经历了古生代海相海陆过渡相克拉通盆地 与中、新生代陆相前陆陆内坳陷盆地的叠合，上、下古生界与中生界生烃源灶叠置发育 3 8 1 。研究区的上三叠统延长组油藏正是中生界烃源灶的贡献【3 9 - 4 0 1 。 2 2 区域构造演化 鄂尔多斯盆地是在中朝板块上经历了长期的演化过程而形成的克拉通内叠合盆地。 早古生代由于地幔上拱，拉开了秦( 岭) 祁( 连) 海槽，使中国古陆解体，分裂成塔里 木隆台、华北隆台及扬子地台。华北隆台在中生代侏罗纪末是一个统一的整体，至白垩 纪东部的山西地区隆起，遂使鄂尔多斯盆地地台与华北隆台分离，形成了独立的盆地。 盆地的基底由太古界及元古界结晶岩组成，地台的厚度由东南部向西北部逐渐增大。 对于盆地的构造演化，普遍认为鄂尔多斯盆地构造演化、发展经历了五个阶段：中 晚元古代拗拉谷阶段、早古生代浅海台地阶段、晚古生代滨海平原阶段、中生代内陆盆 地阶段，新生代盆地周边断陷阶段 4 1 - 4 3 】。也有学者划分为四个阶段：中晚元古代拗拉谷 盆地发育期、古生代稳定克拉通盆地发育期、中生代类前陆盆地发育期、新生代周缘断 陷盆地发育期畔4 5 】。将早、晚古生代统一划分为古生代稳定克拉通盆地发育期。 中晚元古代的原型盆地，控制其发展的构造体制应是固结稳定的古陆块及边缘受上 地幔浅层热对流系控制的大规模张裂体系在这一时期，古中国陆块处于拼接稳化的初 期，由地壳热点所控制的秦祁大陆裂谷随之产生。在一系列三联点的作用下，产生了一 系列向华北古陆块楔入的陆内裂谷并在发展中夭折，自西向东发育有贺兰坳拉谷、晋陕 坳拉谷，豫陕坳拉谷其中以贺兰坳拉谷最为典型，沉积了厚度大于2 0 0 0 m 的长城系和 蓟县系这些坳拉谷皆由东北向西南张开，即向秦祁裂谷层位变全，厚度增大，粒度变 细。贺兰坳拉谷正是在贺兰、晋陕两坳拉谷夹持的背景上发展起来的1 4 ，j 。 早古生代贺兰坳拉谷继续发育，从华北全区看，当时的古地形是西部较高，东部较 低，在东部形成平缓而开阔的台地。寒武纪早期，海水开始由东部和南部向陆地进侵， 产生浅海相碳酸盐及泥质碎屑沉积。早、中奥陶世时，华北地壳运动处于宁静期，以缓 慢沉降、海侵频繁、超复明显为特点。然而，中奥陶世后期，不仅南侧的秦岭海槽向北 俯冲消减，北侧的兴蒙海槽也向南俯冲消减于索伦西拉木伦一线，而且北祁连海槽也开 7 两安石油大学硕士学位论文 始向阿拉善地块俯冲，终于导致了华北陆块的整体抬升。此阶段，鄂尔多斯地块南、北 分别为秦岭海槽、兴蒙海槽所夹持，东，西分别为晋陕坳拉谷、贺兰坳拉谷所控制，形 成北部高、南部低，中间高、东西两侧低的古构造背景在鄂尔多斯地块本体内，下古 生界主要沉积厚4 0 0 , - - 1 0 0 0 m 的浅海台地相碳酸盐岩；但其西南缘属于被动陆缘，形成向 秦、祁海槽倾斜的陆架，沉积了厚达4 5 0 0 m 的碳酸盐岩、海相碎屑岩。 晚古生代，包括鄂尔多斯在内华北陆块发生了巨大变化，主要表现是地理环境由海 过渡为陆、地质构造由海中“台”过渡为陆上。盆一地质演化由南北两侧双临海过渡为 南侧半临海，规模由华北区扩展为华北塔里木区。早石炭世，该区海域再度扩大，晚 石炭世仍继续扩展，到了早二叠世，海水迅速退去，沉积以陆相为主。这一阶段从海相、 海陆交互相向陆相的转变是一个逐渐演化过程，亦是大华北盆地的逐渐形成过程。据华 北地区广泛分布中、下三叠统的事实【撕】，直到早三叠世时期，鄂尔多斯和山西及华北地 区仍是一个广阔的统一湖盆。 中生代三叠纪末，受欧亚板块、库拉板块和太平洋板块南北向左旋剪切力的作用， 华北地块全区抬升，隆起主体位于渤海湾区；印支旋回也使鄂尔多斯地区整体抬升，遭 受侵蚀。形成了沟谷纵横的丘陵地貌，发育了早侏罗世河流相沉积。侏罗纪末的燕山运 动，使鄂尔多斯西缘的贺兰山区隆起逐渐达到高潮。随着冲断带不断的逆冲发展，使前 渊坳陷沉降中心不断由西向东迁移，同时也使山前前渊沉积范围不断扩展，沉积了巨厚 的晚侏罗世和早白垩世陆相粗碎屑岩。最终，鄂尔多斯盆地在该期发展成完全独立的沉 积盆地。 进入薪生代后，由于印度板块、太平洋板块与欧亚板块间的相互作用，华北克拉通 主要受北东一南西向挤压力的作用，并派生出近北西一南东方向的张应力，形成两个大 型弧形地堑系盆地，即河套弧形地堑盆地，和晋陕弧形地堑盆地，迭加在不同性质的大 地构造单元之上【4 7 】。这种近东西走向与近北东走向的裂陷当然反应了加里东、燕山期地 壳运动的复活，也明显预示着盆地正在走向解体。 综上所述，鄂尔多斯盆地构造演化的地史轨迹是由陆核地块( 太古代) 克拉通拗拉 谷( 中晚元古代) 浅海台地( 早古生代) - 局限海、陆缘平原( 晚古生代) 内陆盆地( 中 生代) 周边断陷( 新生代) 。 2 3 区域沉积演化 鄂尔多斯盆地的沉积史，在大地构造的制约下演化，经历了由海相海陆过渡相陆 相的发展过程。在拗拉谷、浅海台地、滨海平原、内陆盆地、周边断陷等五个演化阶段 中叠加着二十多套不同等级的沉积旋回。其中，与海侵期、湖侵期相对应，伴生着9 个 生烃层发育期。特别是上二叠统冲、下三叠统厚达千米、粗粒、快速沉积的碎屑岩将盆 地的沉积盖层明显分隔为古生界含气岩系与中生界含油岩系。 l 第二章区域地质概况 中晚元古代及早古生代的海相碳酸盐岩沉积是在盆地基底上形成的第一套沉积盖 层，以海相沉积为主，包括开阔海白云岩、藻白云岩，开阔海及局限海石灰岩。共经历 了三次海侵。第一次海侵发生在中元古代，海水自盆地西南部入侵，蓟县纪海水仍由西 南部向鄂尔多斯盆地入侵，达到中元古代的海侵高潮。沉积相全部转变为地台型，由古 陆边缘石咀山吴旗富县的滨海砂页岩、白云岩相向西南方向银川平凉铜川一带变为开 阔台地白云岩、藻白云岩相。由于含藻丰富而成为盆地内的第一套生油气层。后两次海 侵分别在早寒武世和奥陶纪发生。第二次海侵在中寒武世达到高潮，相应地在盆地边缘 发育的石灰岩、页岩成为有利生油带，是盆地内第二套生油气层( 在下古生界内是第一 套) ，而发育的浅滩鲕粒灰岩相则成为有利储集相带。第三次海侵在早奥陶世晚期规模扩 大，盆地西部及西南部又成为深的沉降带，沉积厚度达1 0 0 0 - 2 0 0 0 m 。中央古隆起仍留 余迹，沉积厚度一般小于l o o m ，西缘为开阔海石灰岩相，西部沿平凉、陇县一带，则发 育浅滩藻屑、碎屑石灰岩相，这是盆地中的第三套生油气层( 下古生界的第二套生油气 层) 中奥陶世，本区随整个华北地块整体抬升，仅西缘及南缘由于秦- 祁海槽影响，沉 积了平凉组深水砂，页岩，成为盆地内第四套生油岩( 下古生界的第三套生油气层) p ”。 晚古生代中三叠世，鄂尔多斯地区由海陆过渡相沉积的海湾泻湖、滨海沼泽渐变为 内陆河流三角洲、湖泊相。中石炭世为地台的第四次海侵，海水从东西两个方向入侵， 通过对鄂尔多斯地区晚古生代地层中海相层的追索对比，得出晚石炭世早期西部的祁连 海和东面的华北海互不连通i 档】，中间由南北向纵横的古陆分隔，两侧的岩性、岩相等均 不同。至晚石炭世末，海侵达到最高潮，东西海侵在地台回合，地台内南北向的古陆梁 已被淹没，至此沉积相的南北分带开始显现。早二叠世鄂尔多斯地台上升为陆，海水全 部退出，揭开了陆相沉积的序幕，干旱气候再度出现。整个早二叠世以河流相沉积为主， 晚二叠世形成了广阔得湖泊沉积中生代的下、中三叠统下部以水下冲积扇、河流三角 洲相为主，向上变为干旱湖泊沉积，为一粗到细得正旋回；中三叠统下部以河流相沉积 为主，向上演变为湖沼相，为又一次租到细的正旋回。 晚三叠世中侏罗世，鄂尔多斯地区由内陆大型湖泊相渐变为河流湖沼相及干旱湖沼 相。上三叠统延长组是一套大型淡水内陆湖泊沉积，该期盆地内发育了湖相沉积以及河 沼、三角洲相沉积，其中三角洲沉积主要发育东北河流三角洲沉积体系和西南扇三角洲 沉积体系i 牡5 1 】而研究区所在的安塞三角洲就发育在东北三角洲沉积体系中，其周围发 育有吴旗靖边三角洲、延长延安三角洲【5 2 】。湖相沉积为盆地内中生界提供主要生油气 层，而三角洲相沉积则成为重要的储集相带。延长组的坳陷中心位于盆地西缘的前渊地 带，而沉积中心则位于盆地南部的深水湖区，两者并不重合。印支运动末期，盆地全面 抬升。由于河流的下切，造成高地、残丘、谷地等地貌，在这样的背景下开始沉积下侏 罗统，属于一种充填式沉积，普遍沿湖盆周缘发育河流沼泽相，继之向盆内发育湖沼相 及滨湖相，湖盆中心位于延安。中侏罗世沉积相的平面变化似于早侏罗世，相带分布具 环带状分布，西面沿物缘区边沿发育洪积河流相，其余三面普遍发育河流相，形成环状 9 西安石油大学硕士学位论文 相带分布，沿此相带内侧发育滨浅湖相，局部有三角洲相分布，湖盆中心在定边、华池 一带。中侏罗统安定组沉积以后，发生了剧烈的燕山运动，从而形成了盆地的构造格局。 盆地内的最后一套沉积盖层是早白垩纪、第三纪、第四纪的洪积、坡积、河流三角洲及 局部咸水湖、干旱湖泊相沉积。 2 4 地层系统 2 4 1 地层简况 鄂尔多斯盆地上三叠统延长组是我国陆相三叠纪地层中出露最好、研究最多、发育 比较齐全的层型剖面。自三十年代王竹泉等( 1 9 3 4 ) 对延长组长6 油藏钻探开发以来， 广大地质工作者对盆地的地层划分开展了大量的研究，特别是长庆油田、延长油矿、国 土资源部第三普查大队以及各石油院校，先后三叠系延长组提出了多种地层划分方案( 表 2 一1 ) 。长庆油田1 9 7 4 年对延长组地层的划分方案，经过多年的生产实践，尤其对油田的 勘探与开发是行之有效的，而且本论文的研究项目来源是长庆油田，故采用长庆油田的 地层划分方案。 裹2 - 1 鄂尔多斯盆地三叠系延长组地层划分对比表 延长( 2 0 0 4 年)三普( 1 9 7 4 )长庆( 2 0 0 2 ) 系标志层 统组段油层组统组段油层组统组段油层组 第五段 长i 第五段 t j y s l 4 第五段 长i t 3 y st 3 y st 3 y s 第四段长2第四段 t ，h 1 。 第四段 长2 l y 4长3l y 4l y 4长3 长4 + 5 长4 + 5 长4 + 5 细脖子殷 第三段 长6 长6 第三段 t 3 y 3 1 4第三段 长7 顶部泥岩 延 l h延t ，n延 = 上长上长上长 t 3 y 3 统组 长 统 组统组 叠 t 3 y l + 2 t 3 yt 3 y 长7 系 长尹 张家滩页岩 第二段 长0长b 第二段 l y 2 1 4第二段 t 3 y z t 3 y 2 t 3 y 2 长9 长9 第一段 长1 0 第一段第一段 t t v lt v l t ：l y l 长1 0 l y l ( 下伏) 中统纸坊组1 缸 第二章区域地质概况 上三叠统延长组大约以北纬3 8 0 线为界，以北沉积物粗，厚度小，以南沉积物较细， 厚度大。按照岩性以及古生物组合将延长组划分为五段：t ，y l 、t 3 y 2 、t 3 ”、t 3 y 4 、t 3 y 5 a 随着勘探工作不断向盆地内部的扩展和钻井资料的组合，以及油田勘探开发工作的需要， 在五分法的基础上，按岩性、电性以及含油性特征将延长组地层又细分为1 0 个油层组， 即长l 长l o 。 安塞油田包括杏河、侯市、王窑、潭家营，坪桥等5 个整装区块，发现三叠系延长 组长2 、长3 、长4 + 5 、长6 和侏罗系延安组共5 套含油层系，主力油层系为三叠系长2 和长6 油层组。其中杏河、侯市、王窑3 个区块的主力油层层位属长6 ，潭家营为长2 ， 坪桥为长2 、长4 + 5 ，长6 。 2 4 , 2 对比标志层 油层对比的标志层，要求岩性、电性特征明显，在三级构造范围内稳定分布，稳定 程度达9 0 以上，用它基本上可以确定油层组界线；辅助标志层要求岩性、电性特征较 突出，在三级构造局部地区具有相对稳定性，稳定程度在5 0 - - 9 0 ，在已确定油层组界 线的基础上，能配合次一级旋回特征确定油层亚组以及更细的油层划分 区域研究表明，延长组地层发育有k 0 k 9 ( 自下而上) i o 个标志层。据安塞地区延 长组地层对比分析，这l o 个标志层在安塞地区均有发育，以k i 、k 2 、k 3 ，k 9 标志层 最为明显，分布范围广。是安塞地区延长组地层对比划分的主要标志层，而k 4 、k 5 、 k 6 、k 7 、k 8 局部分布但比较稳定。据此将安塞地区延长组地层自上而下分为长卜长7 ( 长7 以下未钻穿) 7 个油层组( 表2 - 2 ) 。 k l 标志层位于长7 油层组中部，岩性为黑色、黑褐色油页岩，全区分布稳定，厚度 2 1 0 m ，测井曲线特征为高电阻、高自然伽马、高声波时差。 k 2 标志层位于长6 3 油层组底部，为凝灰质泥岩，具有高声波时差、高感应、高自 然伽玛，厚度1 5 2 0 m ，共有四层，是长6 3 底部的明显标志层。 x 3 标志层位于长6 2 油层组底部，岩性、测井曲线特征同l ( 2 标志层，厚0 5 i m ， 分布稳定，是长岛与长6 3 的分界依据。 k 4 标志层位于长6 l 油层组顶部，分布不稳定，偶见存在。岩性特征同k 2 、k 3 标 志层，即凝灰质泥岩，具有中高声波时差、高电位、高电阻、大井径值。 k 5 标志层位于长4 + 5 中部，岩性为黑色碳质泥岩，厚度o 5 i m ，全区分布稳定， 测井曲线特征为高电阻、高声波时差、高自然伽马、大井径。 k 6 标志层位于长3 近底部。 k 7 标志层位于长2 3 顶部。 k 8 标志层位于长2 2 顶部。k 6 、k 7 ，k 8 岩性为黑色碳质泥岩，厚度0 5 i m ，区内 分布不十分稳定，测井曲线特征不十分明显，为高电阻、高声波时差、高自然伽马、大 两安石油大学硕士学位论文 井径。 k 9 岩性为淡黄色凝灰质泥岩，全区分布稳定，厚度o 5 - 2 0 m ，测井曲线特征为尖 刀状高自然伽马，高时差、低感应、大井径。 表2 2 安塞油田延长组地层划分简表 地层时代 分层厚 标志层 界 系 统组层小层 度【m ) 名称 特征 长l长l 0 - 9 0 聃 长2 4 5 - 6 0 k 9 岩性为淡黄色凝灰质泥岩，全区分布稳定， 厚度0 5 2 0 m ，测井曲线特征为尖刀状高自然 伽马高时差，低感应，大并径 长2 长2 2 4 5 - 6 0 长2 ， 柏” 秘 由= 上延 k 7 k 8 、i ( 7 、k 6 岩性为黑色碳质泥岩，厚度 0 5 一i m ，区内分布不十分稳定，测井曲线特征 长3 3 0 - 4 0 不十分明显，为高电阻、高声波时差高自然 长3 长3 2 3 0 3 5 伽马、大井径 长3 ， 3 0 - 3 y 硒 生叠长 长针5 4 5 5 0 髓 长4 + 5 k 5 岩性为黑色碳质泥岩，厚度0 l m ，全区 长“毛 4 0 - 5 0 分布稳定，测井曲线特征为高电阻，高声波时 差，高自然伽马、大井径。 “ i ( 4 特征同k s 界系 统 组 长6 l 4 0 - 5 0 长6 长如 2 5 3 5 k 3 k 3 k 2 特征同k 9 长岛 3 0 _ 5 0 l c 2 k l 岩性为黑色、黑褐色油页岩，全区分布稳 定，厚度2 1 0 m 。测井曲线特征为高电阻，高 长79 0 - ! 1 0 自然伽马，高声波时差。 k l 2 4 3 地层特征 杏河区块的主力油层层位属长6 ，长4 + 5 局部有油气显示，但形不成大面积油气分 布。安塞地区延长组物源来自北东方向，长弘长l 沉积特征为： ( 1 ) 长7 油层组：厚度9 0 - - 1 0 0 m ，区内绝大多数井都未钻穿，岩性以灰黑色泥岩、 页岩为主，其中下部发育一层厚2 - 1 0 m 的油页岩( k i ) ，由北至南变厚 第二章区域地质概况 ( 2 ) 长6 油层组：厚度1 0 0 1 2 0 m ，由北至南厚度增大，岩性为灰褐色、浅灰色细 砂岩、粉细砂岩与灰黑色泥岩互层。底部发育一套凝灰质泥岩薄层( k 2 ) ，为长7 与长6 之分界。根据次级旋回将长6 层组划分为长6 卜长6 2 、长6 3 共3 个油层亚组( 图1 3 ) 。 下部长6 3 厚度3 0 - 4 5 m ，以灰黑色泥岩为主，夹灰褐色、浅灰色细砂岩、粉细砂岩。中 部长6 2 厚度2 5 3 5 m ，为灰黑色泥岩、灰褐色细砂岩、粉细砂岩互层；底部发育