渭河盆地結構及其油氣成藏地質條件分析

陳琦 文軍 高小云 趙宇

陜西延長石油鉆井工程有限公司 陜西 延安 716000

1 研究區區域地質背景概述

渭河盆地位于中國陜西省，是一個地質構造復雜的地區。地質結構分析通常需要地質勘探、地震監測、地質調查和實驗室分析等多種方法和技術。這些分析有助于更好地理解渭河盆地的地質特征，為資源利用、環境保護和災害管理提供科學依據。地質結構的分析涉及地質歷史，分析渭河盆地的地質歷史，包括不同時期的地質事件，例如構造運動、地質沉積和火山活動等，這有助于理解地質構造的演化過程。地層分析研究盆地中的地層，包括不同地質時代的巖層和沉積物，這有助于了解地質歷史和盆地內部的沉積過程。構造分析盆地的構造特征，包括褶皺、斷層、巖漿活動和地震活動等，這有助于識別地質構造的類型和演化。地震活動研究盆地地區的地震活動，包括歷史地震事件和地震烈度，這對地震風險評估和應急規劃非常重要。水文地質分析盆地的水文地質特征，包括地下水位、水文循環和水資源分布。這對水資源管理和環境保護至關重要。了解盆地內的礦產資源，包括煤礦、礦藏、石油和天然氣等，有助于資源開發和經濟發展。地質災害風險分析盆地內可能存在的地質災害風險，如滑坡、泥石流和地面沉陷，這對風險管理和災害預警非常重要，見圖1。

圖1 渭河盆地橫剖面

2 渭河盆地地質成藏的地質條件分析

渭河盆地地質成藏的地質條件涉及多個因素，包括地質構造、地層條件、巖性、烴源巖、圈閉條件和運移條件等。以下是一些影響天然氣成藏的關鍵地質條件：存在豐富的有機質含量高的烴源巖是氣藏形成的基礎。這些烴源巖通常富含有機質，經過埋藏和加熱后，有機質會生成天然氣。氣體需要儲存在適當的儲集巖中，這些巖石通常是具有高孔隙度和滲透性的砂巖、碳酸鹽巖或火山巖。這些巖石可以容納氣體，并允許氣體在巖石內部流動。氣體成藏通常需要存在天然的圈閉條件，以防止氣體向上或向外擴散。圈閉可以是構造圈閉（如斷層、褶皺）或非構造圈閉（如鹽丘或鹽穴）。天然氣需要有適當的運移路徑，從烴源巖運移到儲集巖中。這通常涉及氣體的運移途徑和運移速度。地質構造特征，如斷層、褶皺和構造坳陷，對氣體成藏也有重要影響。構造特征可能會影響圈閉條件和運移路徑。熱演化過程，包括埋藏深度和地溫變化，會影響有機質熱解成氣體的速度。地層的特征，如孔隙度、滲透性和巖性，對氣體的儲集和流動具有重要作用。地球化學特征，如氣體的源氣和成熟度，對氣體的性質和氣藏類型也有影響。在渭河盆地的具體情況下，地質條件會根據該地區的地質特征而異。因此，進行詳細的地質勘探和研究是理解渭河盆地氣體成藏地質條件的關鍵，見圖2。

圖2 渭河盆地南北向地震地質解釋剖面

區域構造格局分析作為橫跨華北地塊南緣和秦嶺造山帶2大構造單元之上的新生代斷陷盆地，渭河盆地顯然有著不同的基底組成。區域上，華北地塊南緣與北秦嶺構造帶之間的洛南—欒川斷裂帶以及秦嶺造山帶現今北緣斷裂帶共同控制著渭河盆地前新生代基本構造格局，而新生代伸展構造格局在此基礎上進行了疊加改造，從而形成了渭河盆地現今的基底分布格局，見圖3。

圖3 渭河盆地構造單元劃分

區域構造格局分析以及野外露頭、鉆井資料和區域地球物理特征的印證，渭河盆地前新生界基底分布大致可劃分為4個區：華北地塊下古生界分布區，位于渭河斷裂以北地區；華北地塊元古界分布區，位于渭河斷裂以南、洛南—欒川斷裂以北以及長安—臨潼斷裂以西的廣大地區；華北地塊太古界與花崗巖分布區，南北邊界分別為洛南—欒川斷裂和渭河斷裂，東界為華山，西界為長安—臨潼斷裂；北秦嶺元古界及其不同期次花崗巖分布區，南抵秦嶺北緣斷裂，北至洛南—欒川斷裂，見圖4。

圖4 渭河盆地及鄰區區域主干斷裂分布

3 渭河盆地研究區油藏地質特點分析

以重新認識注采對應、重新認識層內動用為核心，完成油藏油水井刻畫工作，重新評價后水驅控制程度由93.2↓89.4%，以“每一口井多向水驅控制，每一個層全面注采對應”為原則，實施分類治理，日增油58噸；其中注水井剖面治理實施區水驅控制程度提升3.4%，水驅動用程度提升8.5%。依據不同油藏儲層特征、開發矛盾，差異化設計注入參數，提升調驅的針對性和有效性。一是針對壓力上升，不斷優化粒徑濃度。結合油藏特征，個性化設計注入參數，控制壓力上升幅度，保障調驅效果。二是突出單一調驅向調驅+調配+剖面治理轉變。先調驅緩解平面矛盾、后調配擴大波及體積，通過多種措施相結合提升治理效果。平面上水驅不均得到改善，剖面上注水井吸水狀況好轉，平均水驅動用程度由65.8↑68.3%。實施后調驅區年自然遞減由12.6↓11.1%，含水上升率由1.5↓1.0%，開發形勢逐步好轉。應用多方法開展分類型、分階段技術政策研究，形成侏羅系邊水油藏“內強邊弱”采油、“頂強邊控”注水的開發模式，提高不同開發階段技術政策適應性。采液強度優化短期對產量有影響，但遞減及含水上升明顯減緩，更有利于長期穩產。射孔程度與水驅動用程度呈正相關性，同時對油井含水上升影響明顯。對于特低滲油藏，射孔程度60～90%，含水上升率0.7%，射孔程度＜60%，含水上升率2.8%。對于低滲透油藏，射孔程度50～80%，含水上升率0.8%，射孔程度＜50%，含水上升率3.1%。侏羅系沉積以正韻律及均質韻律為主，儲層改造選擇在頂部射孔，受注水時間、重力與沉積韻律影響，注入水底部推進較快、吸水逐步下移。射孔程度越低，水驅動用程度影響越大。受滲透率垂向差異影響，注入水易沿高滲段推進，射孔程度較低時水驅動用程度受級差影響明顯，射孔程度＜60%時，水驅動用程度與級差呈明顯負相關性，射孔程度＞70%，水驅動用程度與級差無明顯相關性。

4 渭河盆地成藏規律分析

渭河盆地的地質歷史悠久，經歷了多次構造運動和沉積事件，形成了豐富的地質層序。盆地內存在多個斷層、褶皺和地質構造，這些構造特征可能影響氣體的成藏和運移。盆地的地層包括石炭紀、二疊紀和三疊紀地層，其中一些可能富含有機質。渭河盆地可能存在適合生成天然氣的烴源巖，這些烴源巖可能包括煤層、頁巖和泥頁巖。盆地內的地質層可能包含具有高孔隙度和滲透性的砂巖、碳酸鹽巖或火山巖，適合儲存天然氣。存在構造圈閉和非構造圈閉條件，如斷層、褶皺、鹽丘或鹽穴，有助于阻止氣體的擴散。地質構造和巖層特征可能提供適當的運移路徑和條件，使氣體從烴源巖到儲集巖流動。綜合以上特點，渭河盆地具備形成天然氣成藏的潛力。

5 結論

渭河盆地前新生界構造樣式受加里東、燕山和喜馬拉雅等3期構造運動的疊加影響。其中，盆地渭河斷裂以北的下古生界基底的基本構造樣式以強烈褶皺變形為主，并被新生代正斷層所分割。盆地新生界的基本構造樣式為受正斷層控制的南斷北超的半地塹式箕狀斷陷。渭河盆地下古生界具備形成細晶白云巖氣藏和潛山型古巖溶氣藏的基本條件，上古生界具備形成巖性—地層氣藏的基本地質條件，新生界很有可能發育生物氣藏。