HX地區長4+5油層組油藏特征及成藏主控因素分析

李衛成，葉 博，張艷梅，李廷艷， 尤 源，馬文忠

(1.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室)

HX地區長4+5油層組油藏特征及成藏主控因素分析

李衛成1,2，葉 博1,2，張艷梅1,2，李廷艷1,2， 尤 源1,2，馬文忠1,2

(1.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室)

針對HX地區長4+5油層組成藏控制因素不清、影響后續勘探及開發有利區篩選的問題，在鉆井、試油及測井資料的基礎上，結合前人區域構造研究成果，首次對長4+5油藏特征及成藏主控因素進行了分析。結果表明巖性油藏是研究區長4+5油層組最主要的油藏類型,單個油藏規模較小，縱向上多個單油藏疊合發育，錯疊、拼接形成多個分布零散的復合含油有利區。油藏物性區塊差異明顯,南部油藏物性優于北部，滲透率與試油產量沒有相關性。烴源巖分布對長4+5成藏有一定的控制作用，基底斷裂及附近區帶存在石油運移至長4+5成藏的優勢通道,決定著油藏的分布,是成藏的主控因素，后續的勘探開發工作應圍繞基底斷裂及附近區帶展開。

巖性油藏;烴源巖;優勢通道;基底斷裂

HX地區主要發育長8、長4+5、長3及侏羅系油藏。長3、侏羅系油藏單井產量高，是各采油單位快速上產的首選目標，很難有剩余未動用儲量。長8油藏開發已近10年，剩余可動用儲量所剩無幾。長4+5油層組作為研究區完全未開發的重要層系，已有66口井試油獲工業油流，試油日產量最高超過40 t。不論從儲量接替或者單井產量來看，長4+5油藏的開發動用已成為今后該區產量提升或穩產的關鍵。目前該區長4+5油層組研究重點主要集中在物源、沉積儲層、成巖等方面[1-3]，對于油藏特征、成藏控制因素方面的認識卻少有論述,制約著后續勘探開發工作的順利進行。在鉆井、試油及測井資料的基礎上，結合前人區域構造研究成果，首次對長4+5油藏特征及成藏主控因素進行分析，為勘探開發工作提供新思路。

1 地質概況

鄂爾多斯盆地處于中國東部構造和西部構造的交匯結合部位，現今的盆地構造形態總體顯示為東翼寬緩，西翼陡窄不對稱大向斜的南北向矩形盆地[4]。盆地劃分為六個一級構造單元，即伊盟隆起，西緣沖斷帶、天環坳陷、伊陜斜坡、渭北隆起及晉西撓褶帶[5]。古生代至中生代早期鄂爾多斯盆地屬華北盆地的一部分，到晚三疊紀延長組早期，受印支運動影響，盆地周緣相對抬升，形成面積大、水域廣的鄂爾多斯盆地。HX地區位于鄂爾多斯盆地西南部，區域位置主體屬伊陜斜坡，西部與天環坳陷相接，中生代晚三疊紀延長期為其主要沉積期。按沉積旋回將延長組地層從上到下劃分為10個油層組(長1～長10)[6]。其中長7油層組是盆地最好的烴源巖層，是中生界已發現油藏的主要油源。長4+5沉積期為次一級湖泛期，經歷了一次小范圍的湖進、湖退過程，發育獨特的河控-湖泊辮狀河三角洲沉積體系，最有利的儲集砂體為水下分流河道及河口壩沉積[11]。儲層實測物性數據表明研究區長4+5油藏平均滲透率為1.61×10-3μm2，按目前的分類標準為特低滲儲層，基本無自然產能，須進行壓裂改造，才可能投入有效開發。

2 油藏特征

2.1 油藏類型

研究結果表明巖性油藏是研究區最主要的油藏類型，主要表現為上傾方向砂巖尖滅和成巖致密帶遮擋兩種類型。上傾方向砂巖尖滅型油藏是水下分流河道或河口壩砂體與上傾方向的分流間灣泥質沉積相互配置形成圈閉而捕獲油氣成藏的，這類油藏一般規模較大，油藏邊界與巖性邊界有著良好的一致性,如圖1所示，L219井至L254井控制的a油藏就是上傾方向H65井的間灣泥質巖遮擋后成藏的，油藏順剖面方向長約8 km，具備規模開發的資源基礎。成巖致密帶遮擋型油藏的局部遮擋層是成巖作用形成的致密砂層，而非沉積的泥質巖類， 圖1中L219井底部發育的b油藏正是由于鄰井致密砂層遮擋才成藏的,油藏發育在單井范圍內,規模較小。

圖1 HX地區長4+5油層組油藏剖面

2.2 油藏分布特征

研究區長4+5油藏內單油層厚度較小，介于2.0～13.7 m，平均厚度4.8 m，單油層厚度低于平均值的超過60%。縱向上多油藏疊合發育(圖1)，不同單油藏錯疊、拼接形成平面上具有一定分布面積的含油有利區。如圖2所示，長4+5油層組目前發現了2個大的含油有利區、4個小的有利區及為數不多的出油單井點，有利區之間被無顯示井或試油出水井相隔，分布沒有規律性，連片性差。最大的含油有利區位于研究區北部，面積次之的有利區在研究區南部，兩個有利區之間近千平方公里區域內發育一個面積不足20 km2的有利區，共有5口零散分布的井獲得工業油流，充分表明了該區油藏分布零散、連片性差的特點。

圖2 HX地區含油有利區與構造線疊合圖

已發現的油層顯示井及工業油流井在構造的高低部位均有出現(圖2)，同一旋回沉積儲層內高部位試油產水，低部位出油的現象時有發生，同一個有利區跨越了多個隆坳相間的低幅度構造發育區帶，單個油藏內看不到油水界面，表明油藏的分布受構造控制不明顯。

2.3 油藏物性特征

實測數據表明研究區內大致以中部小有利區為界南北區油藏物性差別很大，北區孔隙度為9.2%～12.8%，平均值11.0%，滲透率為(0.13～3.26)×10-3μm2，平均值0.79×10-3μm2，其中超過60%的單井物性分析值低于0.5×10-3μm2,南部孔隙度為9.6%～15.0%，平均值11.8%，滲透率為(0.16～30.28)×10-3μm2，平均值高達3.52×10-3μm2，接近60%的單井物性分析值大于1.0×10-3μm2，總體表現出孔隙度相差無幾，南區滲透性明顯好于北區的特點。整個研究區內單井滲透率與試油產油量之間沒有明顯相關性。

3 成藏主控因素分析

3.1 烴源巖控制油藏分布范圍

良好的油源條件直接關系到油氣藏的形成和資源量的大小。長7油層組優質烴源巖具有厚度大、生烴、排烴能力強的特點，是鄂爾多斯盆地中生界的主力烴源巖[7]。前人研究表明[8]鄂爾多斯盆地石油以垂向運移為主，烴源巖分布面積之上或附近肯定是烴類充注成藏的有利區帶。研究區西部烴源巖不發育，其它地區烴源巖均有分布，從西向東厚度逐漸增大，厚度介于5～40 m，東北部厚度最大，已超過40 m。研究區烴源巖厚度等值線與有利區疊合圖(圖3)顯示目前已發現的含油有利區都位于烴源巖厚度大于5 m的范圍內，表明烴源巖分布對長4+5成藏有一定的控制作用。

圖3 HX地區烴源巖厚度等值線與有利區疊合圖

3.2 基底斷裂是成藏的主控因素

3.2.1 石油通過優勢通道運移成藏

前人研究表明在生烴中心及附近,油氣運移路徑形成密集的網絡,而遠離生烴中心,運移路徑逐漸匯集,形成油氣運移的優勢通道或主通道[9]。長4+5油層組距離長7烴源巖200 m左右，間隔較遠，具備發育石油運移優勢通道的條件。研究區平均井距2 km，中東部井控程度更高。在如此密集的井控程度下，研究區長4+5油層組發現的含油有利區及出油單井點無規律零散分布，連片性差，有利區僅占研究區面積的7.4%，具有局部成藏的特點(圖4)。甚至出油單井點周圍1.5 km小井距部署的落實油藏規模井也經常無顯示，說明長4+5油藏總體規模較小，具有點式充注成藏的特征。基于上述資料，分析認為長7生成的烴類主要是通過優勢通道運移至長4+5成藏的。長4+5油層組緊鄰長3底部，為長7石油向上運移至長3成藏的必經層系，趙彥德等對長3油層組石油運移與充注的研究表明該區存在石油充注點[10]，也間接肯定了長4+5油層組通過優勢通道運移成藏的可能性。

圖4 HX地區基底斷裂與有利區疊合圖

3.2.2 基底斷裂是長4+5成藏的關鍵因素

一般來說，運移的通道主要有疊置砂體、不整合面及裂縫或斷裂。研究區延長組內部為連續沉積，長7烴源巖與上部長4+5油層組之間不存在不整合面，當然不存在此種類型的運移通道。長7烴源巖位于目的層之下，長7烴源巖到長4+5之間長63、長62層約80 m幾乎全是泥質沉積，可以排除疊置砂體作為運移通道的可能。裂縫的發育受巖性控制,砂巖較泥巖硬度高,容易產生裂縫，泥巖塑性強，不容易產生裂縫。因此，石油運移至長4+5成藏的最可能優勢通道只有斷裂及與之相連的其它路徑。

斷裂是盆地內普遍存在的構造形式,不同級別的斷裂對盆地油氣運移聚集的控制作用也不盡一致。大斷距斷裂導致油氣逸散程度大，對油氣富集起到一定的破壞作用；小斷距斷裂，特別是裂縫帶對油藏高產起主要貢獻作用[11]。鄂爾多斯盆地基底斷裂不僅數量較多,規模較大,而且方向有序,構成了斷裂網絡系統[12]。三疊紀以來，鄂爾多斯盆地不同時期區域應力場在旋轉與扭動作用過程中,盆地內部剛性強度不同的塊體之間產生扭裂和走滑,使基底斷裂重新活動,但并沒有造成規模較大的斷層落差以及蓋層顯著變形。基底斷裂的這種隱性活動是裂縫產生的誘因，也是使砂體、裂縫與優質生烴灶三位一體的主要控制因素[13]。根據航磁、重力、地球化學場等多種資料綜合分析，在盆地內部及其周緣均發現有不同規模的基底斷裂，并具有明顯的分區特征[14]。圖4反映出研究區存在7條基底斷裂，分三個方位發育: 編號2、5的基底斷裂為東西向，編號1、3、4、7的基底斷裂為北西-南東向，編號6的基底斷裂為北東-南西向。含油有利區與基底斷裂疊合圖表明面積最大的含油有利區位于研究區北部3、4、5、6、7斷裂交匯區帶，面積次之的含油有利區處于2、3斷裂交叉帶之間，其它較小的有利區及出油單井點也分布在幾條斷裂上或附近，充分表明了基底斷裂對長4+5成藏的控制作用，是長4+5成藏的關鍵因素。

4 成藏模式

當長7生成的石油通過基底斷裂隱性活動形成的優勢通道運移至長4+5儲層時，在充注壓力的作用下，烴類會向四周側向運移，通過大于或等于臨界喉道的路徑進入與之相連的孔喉單元中聚集、運移，直至充注壓力降低至臨界喉道對應的壓力值之下，烴類的側向運移才會停止，此時，一定數量烴類充注到的地方就可成藏。烴類在致密層中只能作短距離側向運移，導致長4+5單油藏規模較小，多油藏縱向疊合形成的含油有利區是后續開發的重點。沒有與優勢通道連通的長4+5儲層，無論物性好還是差，長7生成的烴類都沒法進入其中聚集成藏。優勢通道發育的局限性致使長4+5油藏不能像長81油藏那樣大連片出現，只能零散分布。

5 結論

(1)巖性油藏是研究區長4+5油層組最主要的油藏類型，主要表現為上傾方向砂巖尖滅和成巖致密帶遮擋兩種類型。單油藏規模較小，多油藏縱向上疊合發育，錯疊、拼接形成復合含油有利區。油藏整體與構造沒有規律性關系，分布零散、連片性差，滲透率與試油產油量之間沒有相關性。

(2)烴源巖控制著油藏分布范圍，長7生成的石油通過基底斷裂隱性活動形成的優勢通道運移至長4+5儲層成藏。基底斷裂是長4+5成藏的主控因素，后續的勘探開發應重視基底斷裂及附近區帶。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)05-0054-04

2015-05-20

李衛成，工程師，1971年生，1995年畢業于西南石油學院石油地質專業,主要從事油藏評價儲層綜合研究工作。

國家重大基金項目“中國非常規油氣儲層分類與典型地質模型建立”(41390451)。

TE112.33

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