陜北斜坡長71砂組沉積體系及勘探前景

楊 敏,孫宏晶,羅 旋

(1.長江大學(xué)地球化學(xué)系,湖北荊州434023;2.中國石油冀東油田公司鉆采工藝研究院;3.長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院)

陜北斜坡長71砂組沉積體系及勘探前景

楊 敏1,孫宏晶2,羅 旋3

(1.長江大學(xué)地球化學(xué)系,湖北荊州434023;2.中國石油冀東油田公司鉆采工藝研究院;3.長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院)

鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部地區(qū)長71砂組目前勘探程度較低,隨著吳420長63油藏的發(fā)育,該層位的勘探潛力引起了勘探家們的重視。研究區(qū)長7是鄂爾多斯的主力烴源巖,總體上向南西變厚,向北東尖滅的分布特征,巖性圈閉是油藏形成的主控因素。通過沉積展布研究,在成巖和沉積研究的基礎(chǔ)上,對儲(chǔ)層進(jìn)行了評價(jià),通過沉積、儲(chǔ)層評價(jià)、構(gòu)造圖、已發(fā)現(xiàn)油層平面展布圖的疊加,查明了研究區(qū)的有利勘探區(qū)域,認(rèn)為7-1R巖性圈閉和7-2R巖性圈閉及7-3R巖性圈閉是有利的勘探區(qū)。

鄂爾多斯盆地;巖性圈閉;儲(chǔ)層展布;沉積相;勘探前景

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部,處于安五油田和靖安油田之間,勘探面積2978km2。隨著早期發(fā)現(xiàn)的長62以上層位開發(fā)程度的加強(qiáng),目前主要面臨著尋找新的有利勘探區(qū)塊和層位的任務(wù)。研究區(qū)長71砂組勘探程度較低,該層位是半深水-深水湖泊沉積,沉積厚度多達(dá)百米;近三年來,在吳420區(qū)塊長63砂組探明儲(chǔ)量面積38.75km2,探明儲(chǔ)量894×104t;因此,陜北斜坡長71沉積體系描述及勘探前景研究,對挖掘新層位的勘探潛力,對增儲(chǔ)上產(chǎn),具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地位于中國大陸中西部,西至銀川、六盤山斷陷,東達(dá)呂梁山,北抵河套斷陷,南以渭河斷陷為界,輪廓呈矩形,面積約25×104km[1],地跨陜、甘、寧、蒙、晉5省區(qū)。現(xiàn)今的鄂爾多斯盆地邊緣斷裂褶皺較發(fā)育,而盆地內(nèi)部構(gòu)造相對簡單,地層平緩,一般傾角不足1°[1]。盆地內(nèi)無二級構(gòu)造,三級構(gòu)造以鼻狀褶曲為主,很少見幅度較大,圈閉較好的背斜構(gòu)造[1]。根據(jù)盆地現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài),基底性質(zhì)及構(gòu)造特征,鄂爾多斯盆地可劃分出伊盟隆起、渭北隆起、晉西撓褶帶、陜北斜坡、天環(huán)坳陷及西緣沖斷構(gòu)造帶6個(gè)一級構(gòu)造單元[1]。

延長組沉積期,鄂爾多斯盆地處于內(nèi)陸盆地階段,湖盆經(jīng)歷了湖盆初始發(fā)育、湖盆擴(kuò)張、湖盆持續(xù)發(fā)展、湖盆收縮、湖盆消亡5個(gè)主要階段[2-3]。長7達(dá)到湖盆擴(kuò)張的全盛時(shí)期,盆地廣大范圍被湖水淹沒,形成大面積的半深水-深水湖泊,沉積厚度愈百米,發(fā)育富含有機(jī)質(zhì)的黑色泥質(zhì)巖及油頁巖,生油條件好,為盆地提供了豐富的油源,是盆地最主要的油氣來源[4-5];長6時(shí)期為湖盆持續(xù)穩(wěn)定下沉階段,此時(shí)沉積速率與盆地沉降速率基本持平或前者略大于后者,因此長6時(shí)期在湖盆周緣形成一系列大型建設(shè)性河控湖泊三角洲沉積,三角洲前緣逐漸向湖盆進(jìn)積[2-3],砂巖發(fā)育,范圍廣,厚度大,物性好,為油氣成藏提供了良好的儲(chǔ)集條件[6]。

長7沉積期,研究區(qū)物源主要來自北東部,受安塞河流三角洲體系的影響明顯,沉積體系總體上呈北東-南西展布。

綜上所述,從區(qū)域背景分析,研究區(qū)長71砂組形成于湖盆全盛時(shí)期,是以志靖-吳旗河三角洲體系物源為主,發(fā)育在安塞河流三角洲體系控制下的三角洲前緣-淺湖相沉積。

2 長71沉積相展布

通過單井相分析,剖面相分析,在砂巖厚度(圖1)基礎(chǔ)上,結(jié)合砂巖百分含量分析,編制了研究區(qū)長71沉積相平面圖(圖2)。

圖1 研究區(qū)長71砂巖厚度

圖2 研究區(qū)長71沉積相展布

從沉積相圖分析表明,研究區(qū)長71沉積期,兩大物源體系明顯。西部新63-吳420一帶處于志靖-吳旗河流三角洲沉積體系,沉積體系呈北北東-南南西展布,分流河道主體部位位于吳465-元35-新63井一線,吳420區(qū)塊主要為遠(yuǎn)端砂壩沉積。

3 長71勘探前景

研究區(qū)長71總體上處于單斜構(gòu)造背景,圈閉構(gòu)造不發(fā)育。綜合分析表明,研究區(qū)油氣成藏的主控因素是儲(chǔ)層和巖性圈閉。因此,分析中,在沉積研究的基礎(chǔ)上,通過儲(chǔ)層評價(jià)圖與構(gòu)造圖的疊加,來進(jìn)行有利勘探區(qū)分析。

3.1 長71構(gòu)造特征

研究區(qū)處于伊陜斜坡帶上,斷裂和褶皺不發(fā)育,主要發(fā)育的是鼻狀構(gòu)造和巖性圈閉。

研究區(qū)上發(fā)育4個(gè)構(gòu)造圈閉和3個(gè)巖性圈閉,分別是7-1、7-2、7-3和7-4構(gòu)造圈閉,7-1R、7-2R和7-3R巖性圈閉(圖3)。7-1號構(gòu)造發(fā)育于虎狼峁區(qū)塊,是一個(gè)繼承性背斜構(gòu)造;7-2號構(gòu)造發(fā)育于高22-高48區(qū)域,為鼻狀構(gòu)造;7-3號構(gòu)造發(fā)育于吳420區(qū)塊,為背斜構(gòu)造;7-4號構(gòu)造發(fā)育于新58-新27-塞264-塞545井區(qū)域,為鼻狀構(gòu)造。7-1R為三角洲前緣席狀砂沉積,上傾方向由于相變?yōu)闇\湖泥沉積而遮擋,側(cè)上方由于發(fā)育致密砂巖形成的差至非儲(chǔ)層而遮擋,從而形成7-1R巖性圈閉。7-2R為三角洲前緣分流河道前端至席狀砂沉積,上傾方向由于砂巖強(qiáng)鈣質(zhì)膠結(jié),發(fā)育致密砂巖形成的差至非儲(chǔ)層而遮擋,側(cè)上方由于相變?yōu)闇\湖泥沉積而遮擋,從而形成7-2R巖性圈閉。7-3R為三角洲前緣分流河道前端至席狀砂沉積,周邊由于相變而發(fā)育差至非儲(chǔ)層,從而形成7-3R巖性圈閉。

圖3 研究區(qū)長71構(gòu)造圖

3.2 長71儲(chǔ)層展布特征

統(tǒng)計(jì)研究區(qū)各井巖石薄片鑒定樣品表明:研究區(qū)長71以長石砂巖為主;出現(xiàn)的膠結(jié)物主要有方解石、鐵方解石、鐵白云石、硅質(zhì)、長石質(zhì)、濁沸石、黃鐵礦、高嶺石,不同層位膠結(jié)物的成份有所不同。

研究區(qū)1400～2300m深段范圍內(nèi)砂巖的孔隙度總體上低于20%,滲透率總體低于100×10-3μm2,屬于低滲儲(chǔ)層。孔隙度和滲透率總體上呈良好的正相關(guān)關(guān)系,而隨深度變化上,沒有明顯的關(guān)系。

通過分析各井長71砂組物性的平均值統(tǒng)計(jì)表明(表1):長71取心段砂巖的孔隙度平均值5.2%～9.4%,滲透率(0.0776～0.541) ×10-3μm2,屬于低孔低滲-特低滲儲(chǔ)層,孔隙度和滲透率呈較好的正相關(guān)關(guān)系。

表1 各井取心段巖心物性平均值分層統(tǒng)計(jì)

以沉積相為基礎(chǔ),結(jié)合成巖相的展布特征,對儲(chǔ)層進(jìn)行評價(jià)和預(yù)測。根據(jù)成巖作用和沉積相與儲(chǔ)層物性的關(guān)系分析,建立了儲(chǔ)層的評價(jià)和預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)(表2)。

表2 儲(chǔ)層評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

以儲(chǔ)層評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),根據(jù)現(xiàn)有薄片資料分析,結(jié)合測井解釋成果進(jìn)行儲(chǔ)層的評價(jià)和預(yù)測。

評價(jià)和預(yù)測中,考慮到取心段的局限性,在取心段標(biāo)定的基礎(chǔ)上,將測井解釋級別油層、水層、干層和致密層與膠結(jié)作用與類型結(jié)合起來對儲(chǔ)層進(jìn)行評價(jià)。

根據(jù)膠結(jié)作用與類型的組合,研究區(qū)可劃分為四類成巖相,分別是:強(qiáng)鈣質(zhì)膠結(jié)相、弱鈣質(zhì)膠結(jié)相、泥質(zhì)充填-膠結(jié)相和綠泥石薄膜膠結(jié)相。

強(qiáng)鈣質(zhì)膠結(jié)相:基底式或孔隙式鈣質(zhì)膠結(jié),主要發(fā)育于分流河道近湖岸區(qū)。鑄體薄片下不見孔隙,測井解釋多為致密層。以元35井長82砂組4039～4047m取心段為例,巖心孔隙度平均5.4%,滲透率平均0.189×10-3μm-2,測井解釋為致密層。

泥質(zhì)充填-膠結(jié)相:泥質(zhì)膠結(jié)或充填,砂巖壓實(shí)較強(qiáng),鑄體薄片可見微孔發(fā)育,粒間孔和溶蝕孔不發(fā)育,主要發(fā)育于席狀砂、分流河道間及砂壩下部,測井解釋多為干層。以新63井長63砂組2284～ 2288m砂層為例,測井解釋為干層,測井解釋孔隙度11.04%,滲透率 0.078 ×10-3μm-2,為低孔特低滲儲(chǔ)層。

弱鈣質(zhì)膠結(jié)相:不均勻孔隙式鈣質(zhì)膠結(jié),在鈣質(zhì)膠結(jié)弱的區(qū)域粒間孔或晶間孔發(fā)育,主要發(fā)育于河口砂壩上部、水下分流河道區(qū)和遠(yuǎn)端砂壩中部,測井解釋多為水層或油層。以新4井長63砂組1998～2001m砂層為例,測井解釋為水層,測井解釋孔隙度10.9%,滲透率2.62×10-3μm-2,巖心孔隙度為8.8%,滲透率0.221×10-3μm-2為低孔低滲-特低滲儲(chǔ)層。

綠泥石薄膜膠結(jié)相:綠泥石在孔隙中呈薄膜式膠結(jié),粒間孔發(fā)育,主要發(fā)育于分流河道、河口砂壩及周緣席狀砂中,測井解釋多為水層或油層。以新4井長62砂組1891～1895m砂層為例,測井解釋為油層,測井解釋孔隙度10.38%,滲透率2.06×10-3μm-2,巖心孔隙度為11.7%,滲透率 0.68×10-3μm-2為低孔低滲-特低滲儲(chǔ)層。

根據(jù)成巖相的特征和儲(chǔ)層評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合測井解釋成果,可建立研究區(qū)目的層段砂巖儲(chǔ)層的預(yù)測模型:好儲(chǔ)層為綠泥石膠結(jié)相,發(fā)育于水下分流河道或河口砂壩上部,泥質(zhì)含量低于10%,測井解釋成果為油層或水層;中等儲(chǔ)層為弱鈣質(zhì)膠結(jié)相,發(fā)育于河口砂壩上部、水下分流河道和遠(yuǎn)端砂壩中部,泥質(zhì)含量低于15%,測井解釋成果為油層或水層;差儲(chǔ)層為泥質(zhì)充填-膠結(jié)相,發(fā)育于席狀砂、分流河道間及砂壩下部,泥質(zhì)含量高于15%,測井解釋多為干層;非儲(chǔ)層為強(qiáng)鈣質(zhì)膠結(jié)相,主要發(fā)育于分流河道近湖岸區(qū),測井解釋多為致密層。

通過以上分析,查明了研究區(qū)長71儲(chǔ)層的平面展布特征(圖4)。

圖4 研究區(qū)長71儲(chǔ)層分布

3.3 長71有利勘探區(qū)分析

通過構(gòu)造圖、沉積相圖、儲(chǔ)層評價(jià)平面圖、油氣顯示井點(diǎn)平面分布圖疊加,查明了研究區(qū)有利區(qū)塊的平面分布。

長71砂組緊臨長7烴源巖,且在烴源巖發(fā)育區(qū)有斷層與長7烴源巖連通,發(fā)現(xiàn)構(gòu)造圈閉4個(gè),巖性圈閉3個(gè)。該層構(gòu)造圈閉區(qū)由于儲(chǔ)層不發(fā)育,不具有成藏的條件。油藏主要分布于巖性圈閉中。

7-1R巖性圈閉遠(yuǎn)端砂壩-淺湖砂壩沉積,為中等儲(chǔ)層;緊臨主力烴源巖,目前在構(gòu)造高部位發(fā)現(xiàn)油層。7-1R巖性圈閉是有利勘探區(qū),在構(gòu)造低部位可展開勘探。

7-2R巖性圈閉儲(chǔ)層是水下分流河道或河道側(cè)緣席狀砂,為中等儲(chǔ)層;緊臨主力烴源巖,且有斷層與烴源巖勾通;目前在構(gòu)造高部位發(fā)現(xiàn)油層或差油層。7-2R巖性圈閉是有利勘探區(qū),在構(gòu)造低部位可展開勘探。

7-3R巖性圈閉儲(chǔ)層是水下分流河道或河道側(cè)緣席狀砂,為中等儲(chǔ)層;緊臨主力烴源巖,且有斷層與烴源巖勾通;目前在構(gòu)造高部位發(fā)現(xiàn)油層或差油層。7-3R巖性圈閉是有利勘探區(qū),在構(gòu)造低部位可展開勘探。

綜上所述,長71的有利勘探區(qū)為:7-1R巖性圈閉、7-2R巖性圈閉、7-3R巖性圈閉(圖3)。

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編輯:吳官生

TE111.3

A

2010-07-14;改回日期:2010-09-08

楊敏,1984年生,2007年畢業(yè)于長江大學(xué),現(xiàn)為長江大學(xué)地球化學(xué)系在讀研究生,研究方向?yàn)橛蜌獠氐男纬膳c分布。

1673-8217(2010)06-0018-04