鄂爾多斯東南部長12油層段開發(fā)層系厘定及在油田開發(fā)中的應用

王 平 張志升 孟海峰 董安國 常安定

（1.長安大學 地球科學與資源學院，西安710054；2.延長油田股份有限公司 杏子川采油廠，陜西 延長716000；3.長安大學 理學院，西安710054）

鄂爾多斯盆地內(nèi)中—晚三疊世形成了一套河—湖相沉積物，其巖石地層劃分及其石油開發(fā)層系的研究已近百年。雖研究者眾，卻觀點不一，其根本原因是對延長組的認識不同。油氣田開發(fā)工作者多用延長組[1]，區(qū)域地質(zhì)理論研究者多用延長群[2]。

1914～1915年，美國煤油技師F.G.Clapp ＆M.L.Fuller（馬棟臣和王國棟）命名了陜西系延長帶；1933年王竹泉和潘鐘祥命名了延長組含油層[3]；1974年原地質(zhì)礦產(chǎn)部第三石油普查大隊將該套地層命名為延長組，沿用了甘克文等（1959）提出的5個巖性段（T3y1—T3y5）[4]；1992年長慶油田提出延長組和10個油層組（長1—長10）[5]；2005年中國地質(zhì)調(diào)查局地層古生物研究中心將該套地層劃分為4個組：瓦窯堡組、永坪組、胡家村組、銅川組，在鄰區(qū)無法細分組時，則稱其為延長群[6]（表1）。

含油氣層系劃分是建立在巖石地層層序研究基礎之上的。由于對延長組的認識不同，導致了該區(qū)域內(nèi)科研和生產(chǎn)中很難有共同語言，尤其是對于儲層開發(fā)層系劃分的意見分歧。有些學者提出長12砂層組[7]、長12—長32三個亞組[8]，長63、長62、長61油層[9]、長6－3亞段[10]、長231－1小 層[11]。然而，鄂爾多斯盆地內(nèi)延長組的準確概念應該是惟一的。延長組概念的準確與否，直接影響到盆地內(nèi)油田開發(fā)過程中流動單元的準確劃分和油井增產(chǎn)措施實施中注水目的層的精確厘定。

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北古拗陷的南部[12]，地層區(qū)劃為華北地層區(qū)的鄂爾多斯地層分區(qū)正寧—佳縣地層小區(qū)[13]。研究區(qū)北起靖邊、南至富縣，西從志丹、東到宜川（圖1），區(qū)內(nèi)分布有小河、青陽岔、天賜灣、鐮刀灣、化子坪、譚家營、坪橋、郝家坪、子北、青化砭、蟠龍、直羅、下寺灣等20余個油田（區(qū)），石油開發(fā)目的層主要是巖石地層單位的延長群（瓦窯堡組、永坪組、胡家村組、銅川組），長2油層組位于永坪組上部，巖性為灰綠色厚層細—中粒砂巖夾深灰色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、沉凝灰?guī)r，砂巖中含黃鐵礦結核。

表1 鄂爾多斯盆地延長組地層劃分沿革表Table1 The Evolution table of stratigraphic division of Yanchang Formation in Ordos Basin

圖1 鄂爾多斯盆地地層分區(qū)圖Fig.1 The map of stratigraphic subregions in Ordos Basin（據(jù)王雙明，1996，略修改）

1 含油氣層系劃分

按照中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準（SY／T5363－1997），鄂爾多斯盆地內(nèi)中—上三疊統(tǒng)含油氣層系劃分的一級單位為：延長群含油氣層系，與巖石地層單位的瓦窯堡組、永坪組、胡家村組、銅川組依次分別對應。可將延長群含油氣層系進一步細分為含油氣層系的Ⅱ級單位（由上至下）：瓦窯堡組含油氣層組（簡稱長1油層組，下同）、永坪組上段含油氣層組（長2油層組）、永坪組下段含油氣層組（長3油層組）、胡家村組上—中段含油氣層組（長4＋5油層組）、胡家村組中—下段含油氣層組（長6油層組）、胡家村組下段含油氣層組（長7油層組）、銅川組上段含油氣層組（長8油層組）、銅川組中段含油氣層組（長9油層組）、銅川組下段含油氣層組（長10油層組）。

在Ⅱ級含油氣層系劃分的基礎上，研究區(qū)內(nèi)的長2油層組可進一步劃分出含油氣層系的Ⅲ級單位：長12、長22、長32含油氣層段（表2）。

為油田開發(fā)的需要，再進一步將長12含油氣層段（簡稱長12油層段）詳細劃分出含油氣層系的Ⅳ級單位：長1－12、長1－22、長1－32含油氣層（簡稱油層）。

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按照國際地層指南[14]的相關規(guī)定，巖石地層單位的“層”有二重含義：巖性單一的層狀巖石可稱為一層，我們稱其為單層；層位相鄰、巖性相近的層狀巖石也可稱為一層，我們稱其為復層。長12油層段中的長12－1、長12－2、長12－3應是復層，我們可以根據(jù)油田開發(fā)的具體需要，更進一步地再將復層精確厘定出若干個單層（圖2）。

2 開發(fā)層系的厘定

2.1 標志層特征

研究區(qū)內(nèi)的瓦窯堡煤系之下就是長2油層組，長2油層組砂巖中普遍含黃鐵礦結核。所以說，瓦窯堡煤系地層和含黃鐵礦結核的厚層狀砂巖是區(qū)內(nèi)鑒別目的層的2個標志。

研究區(qū)內(nèi)長2油層組的上部即為長12油層段，其單層厘定時可以2個標志層（K9，K8）為基本依據(jù)。

K9標志層特征：K9標志層是長1油層組與長2油層組的分界線，該“線”厚度為30cm±，其巖性為泥巖、凝灰質(zhì)泥巖、碳質(zhì)頁巖、煤層或煤線，其電性特征為高伽馬、高時差、高電阻。

K8標志層特征：K8標志層是長12油層段與長22油層段的分界線，其厚度為20～40cm，其巖性為灰黃色—灰白色薄層、極薄層沉凝灰?guī)r或凝灰質(zhì)泥巖，其電性特征為高伽馬、高時差、低電阻。

圖2 安塞油田杏58井油層精細劃分圖Fig.2 Fine division of oil beds in Well Xing 58，Ansai oilfield

2.2 沉積旋回特征

以杏58井為例，根據(jù)碎屑巖儲層沉積物碎屑顆粒大小由下至上的變化特征，可將長2油層組劃分為3段：長32、長22、長12，即由粗粒至細粒的3個沉積旋回。再根據(jù)沉積旋回，可進一步將其中的長12油層段自下而上劃分為3個復層：長1－32層、長1－22層、長1－12層。

a.長1－12層巖性及旋回特征：本層巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和細粒砂巖，自下而上呈現(xiàn)出由粗粒至細粒的巖性變化特征。

b.長1－22層巖性及旋回特征：其巖性為中粒砂巖、細砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖，自下而上也呈現(xiàn)出由粗粒至細粒的巖性變化特征。

c.長1－32層巖性及旋回特征：長1－32層的巖性為粉砂巖、細砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖，自下而上同樣呈現(xiàn)出由粗粒至細粒的巖性變化特征。

2.3 開發(fā)層系的厘定和對比

依據(jù)K9和K8標志層界定了長12油層段的頂、底界面后，再依沉積物碎屑顆粒粗—細的變化（旋回）劃分出本段的復層。更進一步，依據(jù)儲層巖石的屬性可將每一復層再劃分為不同的單層。例如，安塞油田譚家營油區(qū)的杏58井中，長12－1層可劃分為9個單層，長12－2層可劃分為4個單層，長12－3層也可劃分為4個單層（圖2）。

由研究區(qū)南緣（富縣）的中富32井經(jīng)中部（安塞縣）的杏58井至研究區(qū)北界（子長縣）的理825井作一剖面進行層系厘定對比（圖3）可以看出：研究區(qū)長12油層段的3個復層（長12－1、長12－2、長12－3）分別代表了3個沉積旋回，這種規(guī)律性在全區(qū)普遍存在。

3 在油田開發(fā)中的應用

油田開發(fā)工作中，在厘定油（單）層時，最大的困難就是巖性變化不明顯：電測曲線（目的層段測井資料的比例尺常為1∶200）的變化沒有顯著特征，巖（心）屑錄井也顯示為“漸變過渡”。此時可通過聚類分析（已另撰文論述），將陸源碎屑巖的泥巖—細砂巖系列的11種巖石類型（泥巖、含粉砂質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、含泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、含細砂質(zhì)粉砂巖、細砂質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)細砂巖、含粉砂質(zhì)細砂巖、細砂巖）綜合歸納為5種（泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)細砂巖、細砂巖），既能滿足科研的需要，又方便于生產(chǎn)中應用（表3）。

圖3 研究區(qū)長12油層段層系厘定對比圖Fig.3 Fine division and contrast of the oil beds in study area

此時，考慮到研究區(qū)微裂隙（縫）發(fā)育的實際情況和油田開發(fā)流動單元劃分的具體需要，將厚度達2m（及以上）的泥巖劃出，視作隔層；將相鄰二隔層之間的細砂巖、粉砂質(zhì)細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖等，根據(jù)其巖屑、巖心所示的巖性特征以及綜合錄井和電測曲線資料，精細厘定為開發(fā)層系的單（油）層（圖4、圖5）；在此基礎上可進而歸納出流動單元作為油田開發(fā)的基本目的層。

精細厘定了開發(fā)層系的單（油）層之后，根據(jù)研究者的習慣和具體生產(chǎn)單位的使用方便，其命名和表示可有多種方法。如長2油層組第1油層段不同復（油）層的第3單（油）層可表示為：長1－12－③、長1－22－3或長1－32－（3）。

在油田開發(fā)生產(chǎn)的實踐中，精確厘定了研究區(qū)內(nèi)長12油層段的開發(fā)層系之后，最顯著的作用是：能夠精確辨識和確定施工目的層，其結果不僅體現(xiàn)在地質(zhì)錄井成果精度的提高，也體現(xiàn)在測井解釋成果的準確性提高和注水工程中施工目的層準確性的提高。

表3 細粒碎屑巖的巖石類型劃分表Table3 The division of rock types for fine fragmentals

圖4 富縣中富32井油層精細劃分圖Fig.4 Oil－bearing horizon fine division of Well ZF－32 in Fuxian oilfield

4 結論

鄂爾多斯盆地含油氣層系的精細厘定是該區(qū)油田開發(fā)最基礎、最關鍵的研究。

盆地內(nèi)延長群含油氣層系共包括10個油層組（長1—長10），每個油層組又可分作若干個油層段。長2油層組可分為3個油層段（長12、長22、長32）。

圖5 子北理825井油層精細劃分圖Fig.5 Oil－bearing horizon fine division of Well Li－825 in Fuxian oilfield

長12油層段的開發(fā)層系厘定時，根據(jù)標志層特征和沉積旋回特征可將其進一步分為3個復層：長1－12、長1－22、長1－32；其中每個復層又可精細厘定為若干個單層。這些單層經(jīng)歸納整理后，再結合其中的流體性質(zhì)，即可確定儲層的流動單元、作為油田開發(fā)的基本目的層。

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