鄂爾多斯盆地中部長8成藏主控因素

摘要：鄂爾多斯盆地隴東地區和新安邊地區成功實施了致密油勘探與開發，提交探明石油地質儲量近億噸。近年來在盆地中部和南部地區致密油勘探也取得了重要進展，但成藏條件研究程度依然較低。從長8致密油分布特征、烴源巖特征、沉積儲層、源-儲配置關系及運移動力等方面，對鄂爾多斯盆地中部長8致密油成藏主控因素進行了探討。研究認為長8致密油成藏受控于以下地質因素：①優質烴源巖不僅提供了充足的油源，而且還是運移充注動力來源，其分布控制致密油的成藏位置和規模；②大面積發育的三角洲前緣水下分流河道復合砂體是長8致密油聚集的主要儲集場所，廣泛致密背景上的局部“甜點”有利于石油的富集與高產；③長7、長9優質烴源巖與長8段優質儲層空間配置關系控制了長8致密油的形成與富集。關鍵詞：鄂爾多斯盆地；長8致密油；優質烴源巖；儲層；成藏主控因素

中圖分類號：TE 122文獻標志碼： A

引言“非常規油氣”已成為中國油氣行業乃至能源領域關注的熱點。致密油起步較晚，但隨著理論研究的深入和壓裂工藝技術的逐步成熟，致密油將成為中國未來幾年最為現實的非常規油氣資源[1]。鄂爾多斯盆地率先在隴東地區開展了致密油勘探與開發，提交探明石油地質儲量近億噸[2]。隨后長8致密油開發試驗在鄂爾多斯盆地靖邊以南、甘泉以北、吳起以東、延安以西的區域，面積約20 000 km2的盆地中部獲重要進展，通過直井稀探和水平井+體積壓裂，單井試采日產量較常規壓裂后提高3～5倍，初步證實鄂爾多斯盆地中部長8致密油具有良好的勘探開發前景。目前對致密油概念的理解還存在一定的爭論，主流觀點認為致密油是指緊鄰或夾持于優質生油巖層系的致密碎屑巖或碳酸鹽巖儲層中聚集的石油[1]。文中致密油指賦存于油頁巖及與其互層共生的致密砂巖儲層中（儲層滲透率小于05×10-3 μm2），未經過大規模長距離運移，利用目前常規開發技術無法動用或動用效果較差，須通過技術攻關才可以有效開發的原油稱為致密油，包括致密砂巖油和頁巖油2大類[3]。前人從烴源巖、沉積、儲層特征等方面對致密油形成主控因素進行了一定的研究[4-9]，取得的認識曾有效指導了致密油的勘探，但主要局限在鄂爾多斯盆地西部隴東、新安邊等地區，對鄂爾多斯盆地中部長8致密油分布規律及成藏條件研究較少。鑒于此，筆者對鄂爾多斯盆地中部長8致密油分布規律和成藏主控因素進行剖析，以期為鄂爾多斯盆地中部長8致密油的勘探和后續開發提供地質依據。

1致密油油水分布特征

鄂爾多斯盆地致密油是中國陸相致密油的典型代表，致密油攻關已取得了重要進展。截至2014年，長慶油田在新安邊地區探明了中國第一個億噸級大型致密油田，在隴東地區建成了3個致密油藏規模開發試驗區，年生產能力達70×104 t.初步估算出鄂爾多斯盆地致密油總資源量達30×108 t[10-11].延長油田與長慶油田同處鄂爾多斯盆地，具有相似的致密油成藏條件，2013年在鄂爾多斯盆地南部成功施鉆第一口致密油水平井（MP3井），采用大型體積壓裂后，最高日產油64 t，拉開了延長油田致密油勘探開發的序幕。截至目前，延長油田已實施致密油水平井百余口，建成2個致密油勘探開發試驗區，年生產能力約10×104 t.隨著致密油勘探開發的進一步推進，致密油儲量和產量將會不斷增加。

根據近幾年長8致密油勘探成果分析，鄂爾多斯盆地中部長8致密油藏在平面上圍繞湖盆沉積中心大面積準連續分布，由多個彼此相鄰的中小型油藏組成，湖盆中心油藏最為富集，向物源方向油藏規模逐漸變小，且只有零星分布?？v向上主要分布在長8上部砂巖儲層中，在長8中段暗色泥巖隔夾層發育的志丹、甘泉地區，表現為長8上部和下部同時含油?？傮w上，在研究區南部-中西部長8致密油最為富集，單井平均產量高；在研究區的東北部安塞、靖邊地區長7下部烴源巖不發育地區，只有個別井在緊鄰長9頂部烴源巖的砂巖中見到油流。鄂爾多斯盆地三疊系延長組油藏類型前人做過大量研究[12-15]，有巖性油藏、構造油藏、構造-巖性油藏、地層-巖性油藏、構造-水動力復合油藏、差異溶蝕油藏等多種油藏類型。以往對油氣藏的分類，主要是針對單個常規油氣藏而言的，無法全面反映非常規油氣藏的聚集成藏特征，根據油氣藏的聚集方式，趙靖舟等將油氣藏劃分為連續型、準連續型和不連續型3種油氣聚集類型。結合研究區長8致密油藏儲層致密、近源成藏、以及由多個彼此相鄰的中小型油藏組成等特征，屬典型的準連續型油藏。油藏類型主要以巖性油藏為主，在研究區常見的油藏類型是砂巖上傾尖滅巖性油藏、砂巖透鏡狀巖性油藏、致密層遮擋巖性油藏和成巖-物性油藏組成的復合油藏。

2優質烴源巖分布及控藏作用

2.1優質烴源巖分布及生烴潛力鄂爾多斯盆地延長組生油巖系主要為延長組湖泛期泥巖和油頁巖，在層位上主要有2套，即長7張家灘油頁巖和長9李家畔油頁巖。從研究區長7烴源巖厚度等值線平面圖來看，研究區長7烴源巖廣泛發育，厚度一般在10～50 m之間，厚值區位于研究區西南部，可達85 m以上，整體上由西南向北東逐漸變薄（圖1）?？v向上，長7主要發育3套油頁巖（圖2），其中底部油頁巖厚度最大、分布最廣，一般在5～30 m之間，是研究區最重要的一套烴源巖；中部油頁巖普遍發育，厚度相對較薄，一般在5～20 m之間；頂部油頁巖厚度較薄，介于5～15 m之間，分布較為局限，向東北方向逐漸過渡為含凝灰質薄層暗色泥巖[16]。

從長9烴源巖厚度等值線圖及分布來看（圖3），長9烴源巖厚度一般在5～25 m之間，厚值區位于研究區東南部，最厚可達30 m以上，呈近南北向條帶展布，向兩側變薄，在靖邊以北逐漸消失。長9烴源巖主要分布在長9油層組的頂部（圖2）。

鄂爾多斯盆地三疊系延長組長7張家灘油頁巖和長9李家畔油頁巖的生烴潛力已得到了大量研究成果的證實[10，17-18]。研究區長7烴源巖主要有機質類型以Ⅰ型為主，TOC含量比較高，平均為382%；西南部吳起-志丹-甘泉地區

TOC平均含量高達529%，顯示為好烴源巖特征；北部安塞地區TOC平均含量小于04%，顯示為差烴源巖特征。長7烴源巖成熟度適中（Ro=092%），生烴潛力大[（S1+S2）=983 mg/g]，達到優質烴源巖標準。長9烴源巖有機質類型主要以Ⅱ1型為主，TOC含量較高，平均為186%，顯示為較好烴源巖特征；該套烴源巖成熟度適中（Ro=073%），生烴潛力大[（S1+S2）=522 mg/g]，達到優質烴源巖標準。

22優質烴源巖控藏作用綜合研究表明，優質烴源巖不僅提供了充足的油源，而且還是運移充注動力來源。鄂爾多地盆地中部鄰近凹陷沉積中心，發育半深湖-深湖相。長8儲層直接嵌于長7張家灘油頁巖和長9李家畔油頁巖之間，烴源巖條件優越，其對長8油藏油源供給作用已被公認，文中重點討論優質烴源巖對長8油藏運移充注動力的控制作用。長7和長9段烴源巖內生成的石油，在縱向排驅運移至長8儲層聚集成藏的過程中，主要會遇到2種力，即上覆或下伏儲層中毛細管壓力和過剩壓力，只有在過剩壓力超過儲層毛管壓力值時，石油運移才可能發生。據張文正等研究，單位體積的長7段烴源巖生烴后其體積可增加8%～17%，甚至更高，此過程產生的超壓是相當可觀的，完全可以提供石油運移的動力。就研究區而言，從志丹-安塞方向源-儲過剩壓力差剖面可以看出（圖6），從Z355井至X28井，長7，長9頂為最高的剩余壓力分布層位，大于10 MPa，局部超過15MPa，主要集中在長7中下部、長9頂部，經計算，研究區長7-長8-長9之間相鄰的兩地層普遍存在較高的過剩壓力差，尤以長7與其下伏長8地層最為明顯，其次為長9和上覆長8地層，過剩壓力差是長7烴源巖生成的石油能夠向下運移至長8儲層以及長9烴源巖生成的石油向上運移至長8儲層的主要動力。

綜上所述，優質烴源巖的發育對于長8致密油形成與分布的控制作用十分明顯。根據研究區共316口直井長8段試油成果統計，研究區共發現長8油藏（出油點）62個，在長7烴源巖厚度10 m以下區域試油13口，出油井占比15%，單井最高日產油不到1 t/d，出油井主要位于長8下部緊鄰長9烴源巖的砂體內；在10～20 m區域內試油33口，出油井占比45%，試油井平均日產油08 t/d，單井最高日產油53 t/d，儲層含油性和油藏富集程度明顯改善，說明厚度在10 m以上有效烴源巖對長8油藏的富集與分布具有控制作用；在20～30 m區域內試油44口，出油井占比48%，試油井平均日產油13 t/d，單井最高日產油90 t/d；在30～40 m區域內試油104口，出油井占比57%，試油井平均日產油12 t/d，單井最高日產油1275 t/d；在40 m以上區域試油122口，出油井占比72%，試油井平均日產油21t/d，單井最高日產油103 t/d，本區域為長8油藏最富集區。長9烴源巖厚度變化趨勢及其對長8油藏富集的控制作用與長7烴源巖類似，二者共同控制長8油藏分富集與分布。根據以上統計數據可以看出，隨著有效烴源巖厚度的增加，油藏規模和富集程度進一步增大。說明長8致密油富集明顯受控于優質烴源巖分布，具有典型“源控”特征。

3儲層和源-儲組合特征及控油性

31儲層特征鄂爾多斯盆地中部長8主要屬于三角洲前緣沉積，研究區發育靖邊三角洲、安塞三角洲和延安三角洲沉積，其中靖邊三角洲沉積規模最大，沉積微相主要為三角洲前緣水下分流河道和分流間灣微相，水下分流河道砂體前端呈朵狀分布，不同方向的砂體在沉積中心匯聚，平面上砂體互相疊置連片分布。研究區長8砂體延展約百余公里，寬約25～60 km，厚度一般為5～50 m，其中，緊鄰長7中下部主力烴源巖的長8上部砂體，砂體最為發育，無論縱向上砂體厚度還是橫向分布范圍，均好于長8中下部砂體。

研究區長8儲層巖性以細粒長石砂巖和巖屑長石砂巖為主，填隙物以方解石、伊利石和濁沸石為主，分選好，儲集空間以殘余粒間孔、溶孔為主；孔隙度分布于38%～16%，平均孔隙度為69%，主峰位于5%～10%；滲透率分布于005×10-3～16×10-3 μm2，平均值為027×10-3 μm2，主峰位于01×10-3～04×10-3 μm2，屬于致密儲層。在研究區長8儲層整體具有致密儲層的背景下，局部地區存在物性較好區。如柳洛峪LP180井區平均孔隙度98%，平均滲透率為047×10-3 μm2；志丹Z446井區平均孔隙度115%，平均滲透率為145×10-3 μm2.

32儲層特征及控油性三角洲前緣水下分流河道粒度相對較粗，而且受到河流的改造作用，顆粒分選較好，因此孔隙比較發育，滲透性往往較好，能形成良好的儲層物性，所以長8廣泛發育的三角洲前緣水下分流河道復合砂體為有利相帶，有利相帶上物性相對發育區為油藏聚集的“甜點”區。研究區已發現長8致密油藏主要分布在三角洲前緣水下分流河道復合砂體帶上，局部富集程度高。縱向上主要發育上下2套砂體，上部砂體具備更有利的成藏運聚條件，含油性較好。

33源-儲緊鄰控制了長8致密油富集區的分布國內外學者對常規油氣的源-儲關系進行過大量系統研究，認為主要有自生自儲、下生上儲和上生下儲3種類型。但常規大油氣田的形成除了具備生烴條件和儲層條件外，還受運移通道、圈閉條件和封蓋保存能力等諸多條件限制，而長8致密油則不同，由于儲層致密，非均質性強，原油以短距離運移和垂向運移為主，對圈閉與蓋層條件要求較低，因此烴源巖與儲層的組合關系就變得至關重要[1]。筆者認為，源-儲緊鄰即大面積致密砂巖儲層與優質烴源巖緊密接觸對長8致密油的形成與分布具有關鍵控制作用（圖5），即優質源-儲有效配置關系控制著致密油富集區的分布。研究區長8致密油藏主要聚集在長8上部砂巖儲層中，此類儲層物性相對較好，且直接下覆于長7主力烴源巖，具有明顯的油源和運移優勢，尤其是長7中下部累計厚度大于10 m的優質烴源巖對此類油藏控制作用非常明顯，認為研究區長8上部儲層和長7中下部優質烴源巖組合為本區主要的源-儲組合配置；長8下部油藏分布范圍相對比較局限，一方面受長8中部暗色泥巖隔夾層發育的影響，另一方面也受長9李家畔油頁巖分布的影響，在長7中下部烴源巖不發育區，厚度在5 m以上的李家畔油頁巖對本區長8中下部油藏具有一定的控制作用。

4結論

1）鄂爾多斯盆地中部長8致密油藏在平面上圍繞湖盆沉積中心大面積準連續分布，由多個彼此相鄰的中小型油藏組成，湖盆中心油藏最為富集，單井平均產量高，向物源方向油藏規模逐漸變小?？v向上主要分布在長8上部砂巖儲層中，在長9烴源巖和長8中段暗色泥巖隔夾層發育的志丹、甘泉地區，表現為長8上部和下部同時含油；在安塞北部、靖邊中西部地區只有緊鄰長9頂部烴源巖的砂巖中零星分布；

2）鄂爾多斯盆地中部長8致密油成藏主要受優質烴源巖分布、三角洲前緣水下分流河道復合砂體及源-儲配置關系、源-儲過剩壓力差共同控制，其中優質烴源巖分布和源-儲有效配置關系對長8致密油形成與富集具有更加明顯的控制作用。

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