從前侏羅紀古地貌的角度論鄂爾多斯盆地靖邊—鄂托克前旗地區油氣成藏模式

曠理雄，梁力文，敬小軍，史德鋒，黃文俊

(1. 中南大學 有色金屬成礦預測教育部重點實驗室，長沙 410083；2. 中南大學 地球科學與信息物理學院，長沙 410083；3. 中石油長慶油田公司 采油四廠，銀川 750006)

鄂爾多斯盆地為我國中生代大型內陸坳陷盆地，油氣資源豐富。該盆地縱向上具有多層系含油氣特點，其中，侏羅系延安組是盆地重要的勘探層系。延安組經過近幾年的勘探，取得了大量第一手資料，勘探開發取得了突破性進展，石油地質儲量逐年遞增，開發井產量穩步增長。從盆地延安組的石油地質特征看，油藏以構造和巖性與低幅度構造復合型油藏[1?2]為主。

隨著勘探開發與研究程度的不斷深入，人們對鄂爾多斯盆地陜北斜坡延安組石油地質基本特征[1?5]的認識也越來越清楚，并積累了大量的資料和豐富的經驗，發表了許多有價值的學術論文。但是，陜北斜坡現有的認識程度很難滿足勘探與開發工作的需要。目前陜北斜坡延安組古地貌油藏控制因素與成藏模式等方面研究較少，而前侏羅紀古地貌是控制延安組下部延9～10油藏的基礎[6?7]。因此，它將嚴重制約下一步油氣的勘探與開發。

目前，對非古地貌油氣藏控制因素與成藏模式研究很多，發表了不少有價值的論文[8?10]，為本次古地貌油氣藏研究奠定了較好的基礎。筆者在上述研究成果的基礎上，以陜北斜坡靖邊—鄂托克前旗地區延 9油藏為例，采用印模法恢復侏羅紀沉積前古地貌形態，利用區域、測井等資料，分析靖邊—鄂托克前旗地區沉積相展布，并在此基礎上研究古地貌對油藏的控制作用，建立油氣成藏模式。這一模式的建立為該區及鄰區下一步延安組油氣勘探與開發提供重要理論基礎。

1 地質概況

區域構造研究表明：鄂爾多斯盆地邊緣斷裂褶皺較為發育，而內部構造相對簡單。根據基底性質、地質演化歷史和構造特征，該盆地區域構造可劃分為西緣沖斷構造帶、天環坳陷、陜北斜坡、渭北隆起、晉西撓褶帶和伊盟隆起等 6個二級地質構造單元(見圖 1)[4?5]。靖邊—鄂托克前旗地區地處陜北斜坡的中北部，地理位置位于陜西省靖邊縣和內蒙古自治區鄂托克前旗境內，面積約7 900 km2。

下侏羅統延安組延9油組是靖邊—鄂托克前旗地區主要產油層位之一。延9油組沉積期，研究區主要屬于三角洲平原分流河道砂體沉積[4]。其油藏類型為構造油藏和巖性與低幅度構造復合型油藏 。至目前為止，研究區鉆井350余口，主要分布在研究區東部和南部，多口井延9油組中見不同程度的油氣顯示，其中研究區南部古河道邊緣鉆探的新14、楊19、楊40、安74和安79等井獲得了高產工業油氣流，證實為較好的含油氣區塊。

圖1 鄂爾多斯盆地構造分區與研究區位置Fig. 1 Tectonic units of Ordos Basin and location of study area

2 前侏羅紀古地貌恢復及特征

2.1 古地貌恢復方法

鄂爾多斯盆地因三疊紀末期印支運動整體抬升，上三疊統延長組頂部遭受強烈風化及河流侵蝕等地質作用，形成水系廣布、溝壑縱橫、丘陵起伏的古地貌景觀[4]。沉積演化研究表明[7]：盆地富縣期—延10沉積期屬河流充填沉積，延 10沉積期末準平原化，延9—延1沉積期屬沼澤?湖泊沉積。

古地貌的恢復方法有殘留厚度和補償厚度印模法[7]、回剝和填平補齊法[11]、沉積學分析法及層序地層學恢復法(包括高分辨率層序地層學法)[12]等。本次研究中，采用印模法恢復侏羅紀沉積前古地貌形態。其地質依據是延長組頂侵蝕面至延 10 段頂之間的地層厚度，這種面狀特征為侵蝕面印模，它間接反映了侵蝕面的起伏形態。也就是說，如果古地貌高，則上覆沉積薄(如2號點); 而古地貌低，則上覆沉積厚(如3號點)，上覆沉積物+殘留厚度保持不變即h1+h2=h3+h4=h5+h6(見圖2)。富縣組+延10 段的厚度與侏羅紀沉積前古地貌成鏡像關系，利用其厚度可以反演侏羅紀沉積前古地貌形態，地層厚度由大到小反映了古地貌由低變高。因此，通過對研究區富縣組+延10 段地層等厚圖的編繪，就可以基本恢復靖邊—鄂托克前旗地區的侏羅紀沉積前古地貌形態。

圖2 古地貌恢復示意圖Fig. 2 Palaeogeomorphology recovery schematic plot

2.2 古地貌特征

利用靖邊—鄂托克前旗地區149口井富縣組+延10段地層厚度數據，編制了該區富縣組+延10段地層厚度圖(見圖3)。在此基礎上，恢復了侏羅紀沉積前相對古地貌(見圖4～5)。該區的古地貌形態包括高地、斜坡、河谷和河間丘4種古地貌單元。

高地是指富縣組+延 10段沉積時,古地貌相對最高，富縣組+延10段地層厚度小于40 m的區域。高地8 塊，主要分布于研究區東部，如河南高地、楊橋畔高地、查木哈格高地和鎮靖高地等。其中：河南高地面積約373 km2；查木哈格高地面積約76 km2；楊橋畔高地面積約40 km2；鎮靖高地面積約26 km2。

斜坡是指古地形相對較高的古地貌單元，處于河谷和高地之間的過渡地帶。斜坡帶富縣組+延10段地層厚度為40～100 m。研究區斜坡4塊，最大的一塊在城川—陜188井區—大石砭廟—陜23井區—靖邊—新13井區，面積約3 560 km2，次為召皇廟—蘇22井區，面積約592 km2，最小的一塊在楊118井區，面積約33 km2。其中：城川—陜188井區—大石砭廟—陜23井區—靖邊—新13井區是延9油流井分布區。

河谷是指地形相對較低、富縣組+延10段地層厚度為100～150 m的區域。河谷5塊，主要分布于研究區西部和東南部，較大的一塊在蘇162—蘇180井區，面積約849 km2，次為秦茂油坊—蘇23井區、東坑—靖1—席麻灣和龍州—青109井區，面積分別約為819、863和304 km2，最小的一塊在陜186井區，面積約10 km2。

河間丘是指古地形相對較高，頂部較平坦的地貌單元，其周緣一般被富縣期河谷環繞。研究區主要分布3個河間丘，即安70井區、蘇180井區東和楊50—楊18井區，其中：安70井區是延9油流井分布區。

圖3 靖邊—鄂托克前旗地區富縣組+延10段地層厚度圖Fig. 3 Stratigraphic isopach map of member 10 of Yan’an and Fuxian Formation in Jinbian—Etuokeqianqi area

圖4 靖邊—鄂托克前旗地區侏羅紀沉積前相對古地貌圖Fig. 4 Pre-Jurassic palaeogeomorphic features in Jinbian—Etuokeqianqi area

圖5 A?B剖面圖(剖面位置見圖3～4)Fig. 5 A?B section (Section position in Figs. 3 and 4)

3 早侏羅世期沉積相平面展布特征

前侏羅紀的古地貌對富縣期和延 10沉積期的沉積相展布具有一定的控制作用。從圖4和6可以看出：(礫)砂質河道、邊灘和心灘主要分布在河谷及河谷兩側的斜坡地帶，如陜29井區和陜68井區等；河漫(沼澤)主要分布于河谷兩側的斜坡地帶，其次為河谷以及斜坡帶中的高地，其向古河谷方向與邊灘共生，如陜52井區—陜50井區—陜51井區等。

4 古地貌對油藏形成的控制作用

對本區已探明的延 9油藏(油田)研究分析認為，古地貌形態特征、上覆沉積環境、砂體展布特征、油氣運移通道及圈閉條件等都是古地貌油藏不可缺少的控制因素。

1) 古地形較高的斜坡和河間丘是油氣運移聚集的最有利場所。靖邊—鄂托克前旗地區目前勘探發現的延安組油藏均屬于古地貌油藏，除極個別的出油井點(青109)在地形低的河谷中外，其余無一例外處于古地形較高的斜坡和河間丘上(見圖4和表1)。如楊19、楊124和楊40等油流井位于河谷兩側的斜坡處；安70、安71和安74等油流井位于河谷中的河間丘處。該區油藏主導因素為巖性和構造，而構造的直接成因是古地貌所致，即在前侏羅紀古地貌基礎上衍生而來的由差異壓實作用形成的小幅度背斜(鼻隆) 是形成侏羅系油藏的最主要因素，此外，古地貌還對儲層砂體以及油氣運移起到控制作用，從而控制著油藏的分布。

圖6 靖邊—鄂托克前旗地區富縣期—延10沉積期沉積相(據文獻[4]修改)Fig. 6 Sedimentary facies of member 10 of Yan’an and Fuxian Formation in Jinbian—Etuokeqianqi area (Modified from Ref. [4])

表1 靖邊—鄂托克前旗地區延9油流井分布與古地貌關系Table 1 Oil wells and palaeogeomorphology of member 9 of Yan’an Formation in Jinbian—Etuokeqianqi area

2) 下切河谷是油氣運移的主要通道。受印支運動的影響，盆地整體抬升，使延長組頂部遭受長期淋濾風化剝蝕，形成了明顯的侵蝕地形，加之侏羅紀早期河道對其進一步切蝕，延9段直接與延長組接觸，無疑是延長組過剩壓力釋放的有利場所。油氣通過河谷既可發生垂向向上運移，也可沿河道砂體側向運移，在圈閉條件好的地方聚集成藏。如安74井區、楊19井區和楊40井區延9油藏就是重要的例證。安74井區延9油藏近鄰河谷，處于河間丘上；楊19井區油藏與楊40井區油藏都近鄰河谷，處于斜坡帶上。

3) 延 9段河道砂體是油氣運移聚集的重要儲集體。延9段河道砂體，縱向上相互粘連，橫向上疊置，砂體厚度大，一般為5～20 m，平均值為11 m，儲層物性較好，孔隙度一般為5%～20%，平均值為16.7%，滲透率一般為 0.4×10?3～80.8×10?3μm2，平均值為4×10?3μm2，為油氣富集提供了良好的儲集空間。儲層評價結果，延 9段河道砂巖儲層屬于中孔低滲儲層。處于河谷旁的河道砂體，最易捕獲沿河谷運移上來的油氣，只要具備良好的圈閉條件，就可以聚集成藏。

4) 壓實構造和巖性遮擋是古地貌油藏形成的主要圈閉條件。 壓實構造和巖性遮擋是古地貌油藏的主要圈閉條件。古地貌油藏的圈閉條件受壓實構造和巖性遮擋雙重因素控制，巖性遮擋是形成圈閉的基礎，沉積差異壓實構造是圈閉富集石油的條件。

綜上所述，前侏羅紀的古地貌在一定程度上控制著延9油藏的儲、圈和運，為油藏的形成創造了有利的成藏條件。即下切河谷提供了來自延長組烴源巖生成的油氣往上運移通道，河谷旁的河道砂體控制著儲層砂體的類型和分布規模，斜坡與河間丘所產生的差異壓實形成的小幅度背斜(鼻隆) 為構造圈閉創造了條件。

5 古地貌油藏成藏模式

依據延9段已探明的油藏空間分布，結合古地貌形態、上覆層沉積環境、砂體展布和運移通道類型等多種因素，歸結出研究區古地貌油藏兩種成藏模式，即河間丘?分流河道組合式和斜坡?分流河道組合式。

5.1 河間丘區—分流河道組合成藏模式

圖7 靖邊—鄂托克前旗地區延9河間丘區?分流河道組合成藏模式Fig. 7 9 Oil reservoir model of mound-distributary channels combination of number 9 of Yan’an Formation in Jinbian—Etuokeqianqi area

油藏分布于前侏羅紀古地貌河間丘區， 上覆地層屬三角洲平原沉積環境[4]，分流河道砂體是主要的儲集體(見圖7)。河間丘區油藏儲層發育，油層厚度薄、充滿程度高，油藏無邊水、無底水是這類古地貌油藏的基本特征。安70、安71、安74、安79和安19等井區延9油藏是這類油藏的代表。該類油藏毗鄰蒙陜河谷，河谷底部通常出露長2段，深切河道砂體是油氣運移的通道，油藏保存條件好。

5.2 斜坡區—分流河道組合成藏模式

油藏分布在前侏羅紀古地形斜坡區，上覆地層屬三角洲平原沉積環境，油層多出現在分流河道砂體中(見圖8)。斜坡區油藏儲層發育，油層厚度厚、充滿程度低，油藏底水、邊水較活躍是這類古地貌油藏的基本特征。該類油藏毗鄰深切河谷，河道砂體和侵蝕面是主要的油氣運移通 道。楊19、楊124、楊40、楊118、楊37、新13和楊42等井區延9油藏是這類油藏的代表。

圖8 靖邊—鄂托克前旗地區延9斜坡區—分流河道組合成藏模式圖Fig. 8 Oil reservoir model of slope-distributary channels combination of number 9 of Yan’an Formation in Jinbian—Etuokeqianqi area

6 結論

1) 靖邊—鄂托克前旗地區前侏羅紀古地貌形態主要為高地、斜坡、河谷和河間丘4種古地貌單元，且古地貌景觀基本控制了富縣組及延安組下部的沉積相帶展布。

2) 古地形較高的斜坡和河間丘是油氣運移聚集的最有利場所；古河谷的下切作用不僅使延9段與延長組油源層的接觸距離縮短，又是油氣運移的主要通道；延9段河道砂體是油氣運移聚集的重要儲集體；壓實構造和巖性遮擋是古地貌油藏形成的主要圈閉條件。

3) 靖邊—鄂托克前旗地區古地貌油藏存在兩種成藏模式，即河間丘區—分流河道組合式和斜坡區—分流河道組合式，下一步油氣勘探重點應在前侏羅紀古地貌單元斜坡與河間丘處尋找延9古地貌油藏。

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