吳起地區長2油層組侵蝕殘余地層油藏控制因素

杜凌春, 李鳳杰, 屈雪林, 張　雁, 侯景濤, 蘇幽雅

(1.油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室(成都理工大學)，成都 610059；

2.中國石油長慶油田分公司 第三采油廠，銀川 750006)

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吳起地區長2油層組侵蝕殘余地層油藏控制因素

杜凌春1, 李鳳杰1, 屈雪林1, 張雁2, 侯景濤2, 蘇幽雅2

(1.油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室(成都理工大學)，成都 610059；

2.中國石油長慶油田分公司 第三采油廠，銀川 750006)

[摘要]通過鑄體薄片、掃描電鏡和壓汞分析，以及依據油藏所處的構造形態、儲層成因類型、油藏成藏要素等對油藏進行解剖分析，探討鄂爾多斯盆地吳起地區長2油層組侵蝕殘余地層油藏的控制因素。吳起地區長2油層組儲層砂體孔隙類型主要為剩余原生粒間孔和次生溶孔，孔隙結構分選中等；發育上傾尖滅型、透鏡體型、小幅背斜構造型和復合成因型4種油藏類型。鄂爾多斯盆地延長組侵蝕殘余地層油藏成藏受古地貌、巖性和構造等多重因素的控制，油藏主要分布于古河道兩側的斜坡帶上。地層完整的長2油層組內，小幅背斜構造與分流河道砂體疊置，形成規模較大的構造-巖性復合成因油藏，是吳起地區長2油層組主要的油藏類型。

[關鍵詞]殘余地層；油藏控制因素；長2油層組；吳起地區；鄂爾多斯盆地

Controlling factors of erosion paleogeomorphology oil pool of

鄂爾多斯盆地三疊系延長組發育河流三角洲沉積，地層保存完整，自上而下可分為長1-長10油層組[1-3]。晚三疊世末期，受印支運動的影響，盆地整體抬升，延長組頂部遭受長期淋濾、風化剝蝕及河流侵蝕等地質作用，形成水系廣布、溝壑縱橫、起伏不平的古地形[4]。地層保存參差不齊，河谷侵蝕可達幾百米、深至長6油層組[5]。下侏羅統富縣組和延安組與上三疊統之間呈角度不整合，在侵蝕河谷地帶呈“U”字形展布，是鄂爾多斯盆地侏羅系重要的油氣運移通道[6]。延長組的油氣沿該通道向上運移的過程中，不但可以到達侏羅系[7]，而且也可以運移至古地貌中殘余延長組的分流河道砂體中，進而聚集成藏。古地貌上部的侏羅系油藏分布廣泛，已為勘探所證實[6-9]；而關于古地貌下部侵蝕殘余的延長組的油藏分布控制因素的研究成果卻較少。鄂爾多斯盆地吳起地區位于侏羅系寧陜古河和蒙陜古河二級古河的交匯處，河谷下切深度可達150 m，深切延長組至長2油層組，保存了長2油層組侵蝕殘余古地貌。近年來，該區的油氣勘探也獲得了良好的顯示，這為該區延長組侵蝕殘余古地貌油藏成藏分布與成藏控制因素的分析提供了充分的資料。本文在吳起地區長2油層組儲層特征分析的基礎上，進行油藏成藏分布與成藏控制因素的研究，為鄂爾多斯盆地延長組侵蝕殘余古地貌油藏成藏控制因素的分析提供借鑒。

圖1　鄂爾多斯盆地構造及吳起地區位置Fig.1　Structure of Ordos Basin and location map of Wuqi area

1儲層特征

1.1巖石學特征

通過薄片觀察和鑒定，確認吳起地區長2油層組砂巖主要以細—中粒長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖和長石砂巖為主，砂巖中石英的質量分數(w)為27.2%～36.3%，平均為31.3%；長石的質量分數為31.2%～49.8%，平均為43.5%；巖屑的質量分數為10.3%～25.5%，平均為17.9%。長2油層組的填隙物平均質量分數為8.86%，填隙物主要為黏土質(圖3-A)，其次為碳酸鹽膠結物(圖3-B)，平均質量分數分別為4.46%和3.02%。

1.2孔隙類型

據鑄體薄片和掃描電鏡分析，認為吳起地區長2油層組砂巖儲層孔隙類型有殘余粒間孔(包括粒間溶孔)、長石溶孔、巖屑溶孔、雜基溶孔、晶間孔等類型。其中粒間孔、長石溶孔是其最主要儲集空間，分別占孔隙體積的52%和30%。另外，雜基溶孔、巖屑溶孔也有分布，分別為1.7%和8.3%；但由于孔隙較小，連通性較差，對儲層影響不大。

圖2　吳起地區長231油層亞段沉積微相與構造分布圖Fig.2　The distributions of microfacies and structure of the Chang 231 oil reservoir in Wuqi area

圖3　吳起地區長2油層組主要儲層特征與孔隙類型Fig.3　Reservoir characteristics and pore types of the Chang 2 oil reservoir group in the Wuqi area(A)雜基含量高，部分發生重結晶，高48井，長21油層段，深度1 330.3 m; (B)方解石的連生膠結， ZJ36井，長23油層段，深度1 504.6 m; (C)綠泥石包膜、發育的粒間孔，高48井， 長22油層段，深度1 371.15 m; (D)石英次生加大、粒內溶孔、粒間孔， 塞520井， 長22油層段， 深度1 371.15 m

原生粒間孔：吳起地區長2油層組的原生粒間孔多數是環邊綠泥石膜形成之后剩余的粒間孔隙[10]，孔隙相對發育(圖3-C、D)。

溶蝕孔是指顆粒之間或顆粒內由溶蝕作用形成的再生孔隙，從成分上可以分為長石溶孔和巖屑溶孔，從發生溶蝕的部位又可分為粒間溶孔和粒內溶孔。長2油層組儲層中所見的粒間溶孔大多數是在原生孔隙基礎上沿顆粒邊緣或填隙物溶解擴大而成，多數為原生粒間孔與次生粒間溶孔的混合孔隙(圖3-D)；長2油層組的粒內溶孔主要為長石粒內溶孔，由溶蝕作用產生(圖3-D)。

長2油層組儲層平均孔隙度為15.98%，孔徑為27 μm，喉道直徑為0.57 μm，平均面孔率約5.63%。

1.3孔隙結構特征

吳起地區長2油層組砂巖儲層的排驅壓力為0.0121～1.3936 MPa，均值為0.1236 MPa；中值壓力為0.3756～23.2700 MPa，均值為3.9854 MPa；喉道中值半徑為0.0611～0.7094 μm，均值為0.3234 μm；分選系數為1.2378～3.1030，均值為1.9233，分選性中等；歪度系數為-0.2556～1.9561，均值為0.8310,總體表現為負偏；退汞效率為16.60%～45.60%，均值為28.86%。

總體來看，吳起地區長2油層組砂巖儲層孔隙結構的分選中等，喉道分布略顯粗歪度，排驅壓力總體較低，最大進汞飽和度與退汞效率均較高。

2油藏類型

吳起地區延長組長2油層組油藏分布眾多，已經建產或獲得良好試油成果的油藏包括五里灣的長22油層段、吳94井區的長23油層段、新11井和高48井的長21油層段等。本文從油藏所處的構造形態、儲層成因類型、油藏成藏要素等方面對這些油藏進行詳細解剖(表1)，總結出吳起地區長2油層組發育上傾尖滅型、透鏡體型、小幅背斜構造型和復合成因型4種油藏類型。

上傾尖滅型油藏：吳起地區長2油層組三角洲平原分流河道砂體呈近北東向展布，而油藏展布方向近東西向，二者斜交，相間的分流河道砂體被分流間洼地泥巖分隔，構成砂體上傾方向優越的遮擋條件。如圖4-A中高11井區長22油層段，下部長7油層組深湖相生油源巖產生的油氣[4]，在沿西傾單斜上傾方向運移至泥巖所分割的分流河道砂體中聚集；加之長2油層組分流河道砂體內底水發育，驅動油氣向高部位運移，形成上傾尖滅型油氣藏(圖4-A)。

透鏡體型油藏：這種油藏屬于巖性油藏，僅僅是儲油砂體呈透鏡狀被分流間洼地泥巖所包圍，不需要特殊的構造地質條件，如小幅背斜構造等，分流間洼地沉積可以是良好的烴源巖[11]。透鏡體砂巖位于源巖內，生成的油氣可直接通過毛細管力作用進入孔隙[12]或通過裂隙運移至砂巖透鏡體中聚集成藏，如圖4-B中的高11井和新85井油藏就是透鏡體油藏類型。

小幅背斜構造油藏：吳起地區位于向西傾斜的平緩單斜-伊陜斜坡上，在此單斜背景之上發育的大型寬緩鼻狀構造的軸線方向與單斜傾向一致，有利于油氣沿構造線的法線方向向高部位運移，形成良好的小幅背斜油藏(圖4-C)，也可以是由厚度大的分流河道砂體差異壓實形成小幅背斜(圖4-D)。

復合成因油藏：該類型的油藏成藏模式為鼻狀構造高部位與分流河道砂體相匹配構成小幅背斜構造-巖性圈閉成藏模式。該類型油藏是吳起地區長2油層組最主要的類型。

3油藏富集規律與主控因素

3.1油藏富集規律

本文在對吳起地區長2油層組殘余地層劃分的基礎上，分別將該區的沉積微相、殘余古地貌分布圖和頂面起伏構造圖與油藏和出油井點進行疊置(圖2)，以分析該區油藏的富集規律。通過對吳起地區長2油層組主要油藏特征的詳細解剖和油藏類型分析，長2油藏發育的厚度大、連片性好的分流河道砂體，具有良好的物性，這是優質儲層形成的基礎。油藏分布主要受侵蝕殘余古地貌、西傾單斜坡帶上形成的鼻狀隆起小幅背斜構造和巖性圈閉控制。

表1　吳起地區長2油層組油藏特征

圖4　吳起地區長2油層組油藏類型Fig.4　Types of oil accumulation with the Chang 2 oil reservoir group in the Wuqi area

從吳起地區長2油層組殘余古地貌圖上可以看出，在侏羅系下切古河道侵蝕作用下，形成了侵蝕古河谷缺失區、河間丘和斜坡帶3種古地貌單元類型(圖2)。在3種古地貌單元中，長2油層組的地層保存存在差異，導致其內油藏的分布也存在明顯差別。

a.侵蝕古河谷缺失區：在吳起地區侏羅系古河下切延長組可達長23油層段，顯然該區地層保存不完整，不利于油氣的聚集；但是該侵蝕古河谷缺失區是延長組與上覆侏羅系之間的不整合界面，是油氣運移的主要通道[4-6]。

b.河間丘：受寧陜和蒙陜Ⅱ級古河聯合作用，在吳起地區發育面積較大的河間丘。該河間丘僅保存部分長2油層組，而且在河間丘南西和北東兩側均為古河道切割，從而使得長2油層組形成透鏡體的形狀。該區油藏不發育，主要為巖性油藏。

3.2油藏主控因素

3.2.1油源與油氣輸導條件

鄂爾多斯盆地延長組各層段分布的潛在烴源巖有機質豐度、類型及成熟度的綜合研究表明，長4+5、長6、長7、長8及長9段均具有一定的生烴能力[13]。長7段烴源巖是延長組最為重要的優質烴源巖[13-15]，吳起地區長2油藏的油氣，也主要來自長7段烴源巖。研究表明，長7期烴源巖生烴增壓造成的異常高壓[13-16]，為原油運移提供了強大的驅動力和隱性的輸導通道[13]，使得長7期烴源巖生成的油氣能夠通過裂縫型運輸通道和連通砂體[14]，運移到長2油層組聚集，在適合的圈閉條件中保存下來，最終形成長2油藏。此外，在侏羅系與延長組古河谷不整合接觸之處，“U”形不整合接觸界面也是油氣運移的重要通道[16]。

3.2.2油藏主控因素

在吳起地區3種侵蝕殘余古地貌單元中，油藏的分布存在明顯的差異?？偨Y吳起地區長2油層組油藏成藏受古地貌、巖性和構造等多重因素的控制。

延長組長7段優質烴源巖生成的油氣在異常高壓的作用下，為原油的運移提供了強大驅動力，使得油氣通過連通砂體和微裂縫等運移通道，在縱向上向長6、長4+5、長3以及長2等上覆砂體中運聚成藏[14]。在吳起地區侏羅系古河下切延長組可達長23油層段，延長組油氣沿著古河谷與延長組之間的不整合界面向上運移的過程中，遇到切割出來的長2油層組分流河道砂體而聚集成藏(圖5)。吳起地區河間丘南西和北東兩側均為古河道切割，從而使得長2油層組形成透鏡體的形狀，在西傾單斜的構造背景下，使得沿南西部不整合界面進入延長組砂體中的油氣，在透鏡體的北東側溢出，因此在古河間丘的位置，不利于長2油層組內油氣的保存成藏。

圖5　吳起地區侵蝕古河道油藏運移成藏圖Fig.5　Migration and accumulation model of the incised paleochannel oil pool in the Wuqi area

當油氣沿不整合界面進入斜坡帶內的長2油層組中，該區長2油層組未遭受古河的下切、侵蝕，地層保存完整。早白堊世末期的燕山運動形成的一系列鼻狀隆起帶[16]，為油氣的運移提供了良好的指向區，小幅背斜構造油藏構造幅度小，圈閉高度、圈閉面積不大，使得吳起地區長2油層組構造油藏規模較小。如果這些小幅構造與分流河道砂體疊置，可形成規模較大的構造-巖性油藏，是吳起地區長2油層組主要的油藏類型。

4結 論

a.吳起地區長2油層組砂巖主要以細-中粒長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖和長石砂巖為主，儲集空間類型主要為剩余原生粒間孔和次生溶孔，儲層孔隙結構的分選中等，喉道分布略顯粗歪度為主，排驅壓力總體較低。

b.吳起地區長2油層組發育上傾尖滅型、透鏡體型、小幅背斜構造型和復合成因型4種油藏類型，油藏分布主要受侵蝕殘余古地貌、西傾單斜坡帶上形成的小幅背斜構造和巖性圈閉控制。

c.總結鄂爾多斯盆地延長組侵蝕殘余古地貌油藏成藏受古地貌、巖性和構造等多重因素的控制。油藏主要分布于河道兩側的斜坡帶上。地層完整的長2油層組內，小幅背斜構造與分流河道砂體疊置，形成規模較大的構造-巖性復合成因油藏，是吳起地區長2油層組主要的油藏類型。

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[第一作者] 李沁(1985-)，男，博士，研究方向：儲層增產改造技術, E-mail:cwlq851@163.com。

Chang 2 oil reservoir group in Wuqi area, Ordos Basin, China

DU Ling-chun1, LI Feng-jie1, QU Xue-lin1, ZHANG Yan2

HOU Jing-tao2, SU You-ya2

1.StateKeyLaboratoryofOil&GasReservoirGeologyandExploitation,

ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China;

2.No.3OilProductionPlant,ChangqingOilfieldCompanyofCNPC,Yinchuan750006,China

Abstract:This paper analyses the casting thin sections, scanning electron microscope and mercury injection. The result shows that the rock types of the Chang 2 (Member 2 of Triassic Yanchang Formation) oil reservoir group in the Wuqi area of Ordos Basin are mainly the fine-grain feldspathic lithic sandstone and lithic arkose, the types of reservoir space are mainly the residual original intergranular pores and the secondary solution pores, and the sorting reservoir pore structure is medium. Based on the detailed analysis of the reservoir structure in paleogeomorphology, the genetic types of the reservoir, and the reservoir accumulation elements, etc., 4 types of oil reservoirs, that is, the updip pinch-out type, the lens shape, the small anticline structure type and the compound genesis type, develop in the Chang 2 oil layer group of the Wuqi area. It can be concluded that the Yanchang Formation erosion residual geomorphology reservoir in Ordos Basin is controlled by multiple factors, such as, geomorphology, lithology and structure. The reservoir is mainly distributed over the river on both sides of the slope. In the Chang 2 oil layer group with complete formation, the anticline structure is slightly superimposed on the distributary channel sandstone. There develop a larger composite genetic oil pool of structure and lithology. It is the main oil pool type in the Chang 2 oil layer group of the Wuqi area.

Key words:Paleogeomorphy; oil pool; controlling factor; Chang 2 oil reservoir group; Wuqi area; Ordos Basin

[基金項目]國家自然科學基金創新研究群體項目(51221003); 國家自然科學基金資助項目(51274050)。

[收稿日期]2015-03-21。

[文章編號]1671-9727(2015)06-0726-08

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2015.06.11

[文獻標志碼][分類號] TE122.3 A