采油厂青化砭.doc

第一章 区域地质概况鄂尔多斯盆地是我国形成历史最早、演化时间最长的沉积盆地，同时也是我国陆上第二大沉积盆地和重要的能源基地。该盆地位于东经1062011030，北纬35004030，轮廓呈矩形，面积约25104km2，其分布范围除涉及陕、甘、宁三省之外，还包括山西省和内蒙古自治区的部分地区。该盆地北跨乌兰格尔基岩凸起与河套盆地为邻，南越渭北挠褶带与渭河盆地相望，东接晋西挠褶带与吕梁隆起呼应，西经冲断构造带与六盘山、银川盆地对峙。第一节构造特征一、大地构造背景鄂尔多斯盆地是一个发育在华北克拉通之上并位于其西部的多旋回叠合型盆地，具明显的二元结构(李克勤，1992；杨俊杰，2002)。其基底为太古代、早元古代变质岩结晶基底，基底之上为中、晚元古代、古生代、中生代、新生代沉积盖层。盆地总体呈现为一东翼宽缓、西翼陡窄的不对称大向斜的南北向矩形盆地。盆地边缘断裂褶皱较发育，而盆地内部构造相对简单，以整体升降、平起平落、地层水平（倾角一般不足1）、少见背斜、沉积盖层薄、岩浆活动弱为特点（赵重远，1990）。根据盆地现今构造特征和基底性质，通常将其划分为伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、陕北斜坡、天环拗陷及西缘冲断构造带六个一级构造单元（图1-1）。 图11 鄂尔多斯盆地区域地质单元划分图在区域构造上，姚店油田位于鄂尔多斯盆地二级构造单元陕北斜坡的中东部，该斜坡为一平缓的近南部向展布、由东向西倾斜的大型单斜，倾角小于1度，平均坡降10m/km左右，局部发育因差异压实作用形成的鼻状构造隆起。本次对姚店油田延长组长2、长3、长6及长8油层组的顶面构造进行了研究，研究区的构造基本上继承了鄂尔多斯盆地区域构造的整体特征：总的构造格局表现为由东向西倾斜的大型平缓单斜，构造幅度较大，倾角较小，局部表现为由于差异压实作用形成的中大型鼻状构造（图12，3，4，5，6）。二、区域构造演化特征鄂尔多斯盆地地层组成。沉积组合及其接触关系见表（表1-1）。结合不同时期的地层构造变形特征，建立了盆地构造演化过程及相应的构造特征，并将其形成演化过程划分为如下几个阶段：1.太古代-早元古代结晶基底形成演化阶段该盆地的基底形成于太古代元古代，其间经历了迁西、阜平、五台及吕梁中条构造运动，发生了复杂的变质、变形及混合岩化作用。2.中、晚元古代“坳拉槽”发育阶段中、晚元古代，即吕梁中条运动之后，鄂尔多斯地区进入大陆裂谷发育阶段，主要表现为古陆内部及其边缘大规模的裂陷解体，从此区内进入稳定盖层沉积阶段。3.早古生代浅海台地形成演化阶段晋宁运动（早古生代）后，区内裂陷作用基本结束，盆地进入克拉通拗陷与边缘沉降阶段，表现为稳定的整体升降运动，在陆块内部形成典型的克拉通拗陷。 4.晚古生代浅海平原形成演化阶段晚古生代早、中三叠世，盆地进入克拉通内坳阶段，区内南北边缘表现为进一步俯冲，并产生了弧陆、陆弧、陆陆碰撞和碰撞造山，后期（二叠纪及其以后）由于南、北边缘的俯冲和碰撞造山以及南北方向的挤压作用，导致自二叠纪以来形成统一的克拉通坳陷，同时强化了克拉通内东西向的次级隆起和凹陷以及定边吴堡区域东西向构造带的形成和发展。5.中生代内陆湖盆发育阶段晚三叠世以来，盆地进入了大型内陆差异沉降盆地的形成和发展时期。在燕山运动的影响下，盆地周缘形成强烈的褶皱冲断和逆冲推覆构造，并发生掀斜抬升和剥蚀，造成微角度和角度不整合（张抗，1989），同时在盆地内造成了三叠系与侏罗系的区域平行不整合。6.新生代周边断陷发育阶段燕山运动晚期，鄂尔多斯地区由长期的沉降转为逐渐抬升，并进入断陷发展阶段。综观盆地的演化过程，可以看出盆地是由吕梁期形成的统一固化结晶基底太古代和古元古代变质岩与中、新元古代以后形成的盖层沉积构成，具有明显的二元结构。因此它属于一克拉通边缘拗陷盆地。另外，中生代后期，因其在西部边缘相邻褶皱带一侧广泛发育逆冲断层并伴有褶皱，成为较窄的陡翼，显示出不对称性，也有部分学者认为鄂尔多斯盆地属前陆盆地。无论怎样，该盆地都是一个中新生代盆地叠加在古生代盆地之上的叠和盆地（孙国凡等，1936；赵重远，1990；胡见义等，1991；田在艺等，1996）。三、古构造特征根据上述构造变形、构造演化特点，并结合寒武系、奥陶系、上石炭统、二叠系地层厚度图，参考区域构造概况和具显著构造变形的构造运动的标志，对研究区各个时期的古构造面貌加以分析。综观各期的古构造面貌，研究区存在四种古构造格局，即早古生代北隆南坳格局；晚石炭世早中三叠世南隆北坳格局；晚三叠世中侏罗世西隆东坳格局及中晚侏罗世以后的东隆西坳格局。1、早古生代北隆南坳寒武纪时期为克拉通坳陷与边缘沉降发展时期。早、中寒武世海水从西、南、东三面逐渐向鄂尔多斯古陆推进，在张夏组沉积期海进达到第一个高潮。晚寒武世时，环县庆阳地区抬升，与北部的杭锦旗乌审旗靖边古陆相连，形成了纵贯南北的令人醒目的“中央古隆起”，东部为东倾的缓坡，西部为由西倾缓坡逐渐过渡到盆地西缘凹陷，南部由较缓坡过渡到南缘凹陷。在宁县东北部存在一个向南西突出并倾向南西的鼻隆，即中央古隆起，向东平缓过渡到富县洛川一带出现一浅洼，西部、南部均为斜坡区，并逐渐向秦祁洋过渡。寒武系沉积厚度盆地西部较大，一般厚1600余米，东部较薄，不到300m，南部较厚，可达2000余米。各层组向中央古隆起相向超覆尖灭。与寒武纪相比，中央古隆起仍然存在，但隆起的形态、规模和幅度发生了明显的变化，其形态由寒武纪的西南倾鼻隆变成了西南部为陡坡向东平缓延伸的似 “鞋形”的隆起，隆起幅度在300m以上。2、晚石炭世早中三叠世南隆北坳 从石炭纪开始，盆地的古构造面貌与早古生代相比发生了巨大的变化，原来的隆起区庆阳黄深1井黄陵一带变成了凹陷，沉积厚度50m以上，西部、南部的泾川长武彬县以北则隆起遭受剥蚀。 二叠纪构造格局仍然保持了石炭纪南隆北坳的特征，但沉积范围进一步扩大，原来的剥蚀区在该期接受了400500m的沉积，成为水下隆起。隆起呈北东向延伸，将北部拗陷分为东西两部分，即西北部的平凉西峰北凹陷和北部的富县宜川凹陷，前者沉积厚度800m，后者沉积厚度650m，同时在南部的耀县白水一带也有凹陷存在。 早中三叠世的古构造面貌与二叠纪基本相似，隆起变为北东东向，沉积厚度800m，西北部平凉西峰北凹陷的范围有所扩大。沉积厚度1200m，东北部的富县宜川凹陷向东迁移，与东南部凹陷连为一体，沉积厚度1000m。3、晚三叠世中侏罗世西隆东坳格局晚三叠世中侏罗世的古构造面貌再次发生了巨大的变化，在西部泾川一带出现一南北向隆起，隆起顶部沉积厚度800m，东部铜川一黄陵一带出现一南北向凹陷，沉积厚度1500m。这一变化是由于印支运动特提斯板块向北或北北东方向的运动，与鄂尔多斯地块间产生近南北向的右行剪切，在鄂尔多斯地块西缘形成向北东方向逆冲推覆性质的构造带，在其前缘形成洼陷即平凉凹陷，本区的隆起为该凹陷的调节隆起。4、中侏罗世以来的东隆西拗格局 中侏罗世以来表现为东隆西坳格局，西部平凉一带为南北向坳陷的中心部位，沉积厚度600m，向东为倾向北西的缓坡，厚度渐薄，彬县富县以东，侏罗系地层已不存在。这种构造格局一直持续至今。第二节沉积背景鄂尔多斯盆地是一个经多期构造运动叠加而形成的残余内陆克拉同盆地。盆地内发育有自古生代以来的多套沉积体系，其内蕴藏着丰富的油气资源。其中上三叠统延长组是一套在内陆湖泊三角洲沉积体系上发育的重要油气储集层，也是研究区主要的含油层系。一、地层特征三叠系延长组是鄂尔多斯盆地形成后接受的第一套生储油岩系，也是本区主要生、储油层和本次研究的目的层。延长组大约以北纬38为界，北粗南细，北薄南厚，北部厚约100600m，南部厚10001300m，边缘沉降拗陷最大厚度约3200m。前人将延长组自下而上划分为五段（表12），即长石砂岩带(T3y1)、油页岩带(T3y2)、含油带(T3y3)、块状砂岩带(T3y4)、瓦窑堡煤系(T3y5)。再根据其岩性、电性及含油性的差异，将5个岩性段又进一步划分为10个油层组（自下而上为长10长1）。各段特征表现如下：1长石砂岩带（T3y1）本段相当于长10油层组，主要是一套灰绿色、肉红色的长石砂岩夹暗紫色砂质泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩。砂岩中长石含量高（通常40以上），富含浊沸石和方解石胶结物，并常因胶结物分布不均呈斑点状。砂体形态多呈透镜状河道砂岩，大型的槽状及板状交错层理发育，基底冲刷面起伏明显。泥质岩含植物化石。该段地层自北而南粒度逐渐变细，地层厚度由薄变厚。厚度比较稳定，一般在250350m左右。2油页岩带（T3y2）包括长9和长8油层组，为深灰色、灰黑色泥岩夹粉细砂岩或两者的薄互层。一般下细上粗，下部泥质含量高，以泥岩为主，划分为长9，而上部以砂岩为主划分为长8。长9是一套广泛湖侵背景下形成的产物，在长9的上部，除盆地边缘外，湖盆南部广泛发育黑色页岩、油页岩，习称“李家畔页岩”，厚约2040m，这套页岩在盆地内分布稳定，并常表现为高自然伽马、高电阻率，是井下地层对比的重要标志。长8主要为湖退背景下的三角洲沉积，出现了高石榴石子重矿物组合，特征明显而突出，是区域性地层对比的主要依据之一。表12 鄂尔多斯盆地三叠系延长组地层划分方案三普（1974）长庆油田（1974）侏罗系下统富县组下 统侏罗系下统富县组下 统三叠系上统延长组第五段（T2y51-5）三叠系上统延长组T3Y5长1第四段（T3y4）T3Y4长2长3第三段（T3y31-3）T3Y3长4+5长6长7第二段（T3y21-2）T3Y2长8长9第一段（T3y1）T3Y1长10中统纸坊群第二段（T22f2）中统纸坊群第二段（T22f2）第一段（T22f1）第一段（T22f1）3含油带（T3y3）包括长7、长6和长4+5油层组，岩性为深灰色、灰黑色泥、页岩与灰色、灰绿色粉砂岩、细砂岩互层。长7主要以泥、页岩为主，是延长组湖盆发育鼎盛时期形成的重要生油岩，俗称“张家滩页岩”，在湖盆的广大地区均有分布。长6主要为一套灰绿色中细粒砂岩沉积，在盆地北部、东北部发育三角洲沉积，是延长组主要的储油层段。长45总体由泥岩、粉砂岩组成，俗称“细脖子段”。本段总体厚300m左右。4块状砂岩带（T3y4）包括长3、长2油层组，总体岩性为灰绿色中、细砂岩夹灰色、深灰色泥、页岩。砂岩呈巨厚块状，具大型交错层理，泥质和钙质胶结为主。长3砂岩中泥岩夹层多且厚；而长2则主要以厚层状、块状大套砂岩组成，泥岩夹层小且薄。该段厚度在150200m之间。5瓦窑堡煤系（T3y5）相当于长1油层组，在盆地东部及东南部保存最全，岩性为深灰色泥、页岩夹煤层。本段泥岩碳化现象较重，常见碳质页岩和煤线，植物化石碎片集中，是长2油层组的区域性盖层。顶部因受印支期侵蚀，厚度变化较大。二、沉积演化史鄂尔多斯盆地的上三叠统延长组是印支运动之后在华北地台上形成的大型淡水湖盆中堆积的陆源碎屑岩系（田在艺等，1997）。在以长7张家滩页岩为代表的最大湖进之后，盆地因河流注入，建造了一套巨厚的河流湖泊沉积体系。当时盆地的沉降与沉积中心偏南及西南部，沉积总体显示为西厚东薄、南厚北薄的态势。延长组是在鄂尔多斯盆地发展衰亡的整个地史过程中，于晚三叠世所经历的一次内陆湖盆发生发展消亡沉积演化的产物。延长组顶底以区域性角度不整合或平行不整合为界，是因湖盆抬升沉降抬升与湖平面上升下降所形成的一个完整的三角洲湖泊相沉积演化旋回，即从长10到长7油层组湖盆从抬升转为沉降，发生大规模湖进，并进入湖盆发展的全盛时期；从长7油层组沉积之后到长1油层组沉积期，盆地逐渐转为抬升，湖水退缩，到长1油层组沉积末期以平原沼泽化结束其沉积过程（谢正温等，2004）。鄂尔多斯盆地从长10期开始发育，围绕湖盆中心，形成一系列环带状三角洲裙体，进入长9期快速下沉，将长10期的三角洲体系全部淹没于水下。到长8期，湖盆规模、水深均已加大。长7期湖盆发展至全盛期，盆地大范围被湖水淹没，深湖区的面积也急剧扩大。进入长6期，湖盆下降速度放缓，湖盆相对稳定，沉积作用大大加强。到长4+5期，盆地再度沉降，湖侵面积略有所扩大。长3期湖盆进入消亡时期，向南湖盆面积退至志丹一线，为浅湖相，大部分地区为泛滥平原沉积和河流沉积。长2期盆地进一步抬升，在志丹附近仅为浅湖区，大部分地区为冲积平原和三角洲平原沉积，物源供给充分，辫状河和曲流河河道砂坝十分发育。长1期盆地大部分地区为平原沼泽相，但局部地区下陷为湖盆。在东部的子长等地区再次沉降形成湖盆，其中沉积了长1油层组厚度达378m的湖相地层。湖区范围大致在志丹、靖边、横山、清涧和延安所围限的范围之内。勘探现状青化砭采油厂位于延安市宝塔区境内，辖3个油田: 青化砭油田、姚店油田、丰富川油田均属于低孔-低、特低渗透油藏，除丰富川油田油藏属于岩性-构造油藏外，姚店、青化砭油藏均属于岩性油藏。区域面积584.33km2，累计探明含油面积289.8km2 ；探明储量11209.67104t,技术可采储量1160.4104t；控制含有面积60km2，地质储量1500104t。青化砭油田：由于历史原因，资料丢失、破损严重，目前该油田处于停产状态，现正在进行储量核销。青化砭油田始探于1950年，西北石油管理总局陕北勘探大队在东自黄河，西到安塞，北至清涧，南到延长、延安间的4000km2目的区内进行区域详查，认为青化砭等地有构造存在。1957年，延长油矿沿构造长轴钻探砭1、2、3井，砭1井日产油3kg，砭2井日产油68kg，砭3井日产油15kg，肯定青化砭地下永坪第一油层（长21）为十字层含油，每口井深均在230300m左右，油层浅，产量低。陕西省石油工业局勘测设计院延安队配合延长油矿，进一步对该区进行估价性钻探。是年底，用旋钻完成砭5、6、7三井，均遇永坪第一含油砂层，证明该区较普遍含油。1959年，以24km的井距，沿主要川道进行钻井。上半年共钻井6口（砭11、12、13、14、15、16井），在永坪第一含油砂层中均取出含油岩心，以砭11井为最好，试油结果日产油72kg。1962年，陕西省石油工业局勘探设计院地质队601队在青化砭地区进行详探，提交青化砭探区地质详探报告。在探井分布的116.14km2内发现永坪油层不同程度普遍含油，在75.88km2内获得储量1123.50104t，其中在12.33 km2内探明储量267.90104t，可供生产开发及试采的A2+B+C1级表内储量65.84104t。1965年，青化砭地区补充钻探，全年共钻浅探井11口，经试油获工业油流，且发现赵家沟高产区。1975年底提交青化砭油田长2油层探明含油面积108.90km2，探明石油地质储量2675104t。姚店油田：1957年，延长油矿三延石油勘探队选定在延安姚店子、崖里坪和周家湾，钻探姚1、姚2、姚3三口探井，均钻至长2油层。完井试油结果，除姚1井仅见油花外，姚2、姚3井均产水，不产油，因此放弃勘探。1983年，在姚店以东姚店法庭门前，布钻探井姚4井，完钻井深600.10m，完钻层位三叠系上统延长组第三段（T3y33）。在长6油层段采用提捞法全井混合试油，获得日产油170kg自然产量，证实姚店探区长6油层存在。12月20日，姚4井长6油层进行清水加砂压裂，试油获得初日产油8t，初周月产油78.5t。之后延长油矿以姚店探区为重点进行勘探。至1988年底先后完成预探井19口、评价井53口、试采井227口。1989年4月，国家矿产储量委员会批准姚店油田探明储量面积43.50km2，探明储量2865104t。19961999年，在已探明储量区块的南北两侧姚72井区和姚30井区，先后打详探井40口，获得类探明含油面积42.20km2，地质储量2046104t，溶解气地质储量3.69108m3。19962004年，对姚店油田南部姚229井区扩边勘探，先后完钻详探井21口，探明含油面积23.50km2，地质储量662104