鄂爾多斯盆地西南部延長組長7段致密油地質“甜點”評價

孟祥振，劉 聃，孟旺才，冷丹鳳，陳立軍

(1.陜西延長石油(集團)有限責任公司，陜西 西安 710075；2.中國石油大學油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249；3.中國石油大學非常規天然氣研究院，北京 102249)

0 引 言

致密油開發是當今非常規石油資源發展的重點領域，具有十分廣闊的勘探開發前景[1]。近年來，中國致密油的勘探開發連續在鄂爾多斯盆地、松遼盆地取得戰略性突破。鄂爾多斯盆地豐富的致密油資源主體位于環縣-慶陽范圍內，縱向上位于延長組中部[2-3]。

大量學者針對鄂爾多斯致密油分布規律和主控因素進行過研究[2-4，6-9，13]，但目前尚無從源巖、沉積、儲層、裂縫等多方面系統的綜合研究，缺少相應的統計規律和地質“甜點”定量評價標準。“甜點”評價目前廣泛應用于頁巖油氣、致密油氣等非常規油氣領域中。前人在非常規油氣勘探主要評價烴源性、巖性、物性、脆性、含油氣性與地應力各向異性“六特性”及匹配關系，即評價生油氣能力、儲油氣能力、產油氣能力，尋找油氣連續分部邊界與“甜點”區[14-16]。長7段地質“甜點”評價要素主要為烴源巖、儲集層、沉積相、裂縫發育程度及源儲匹配性5個方面。因此，在大量收集測井、巖心、分析化驗等地質資料的基礎上，通過對鄂爾多斯盆地西南部地質要素平面分布特征與已知致密油藏疊合統計分析，闡明致密油成藏主控因素，有效預測地質“甜點”目標及有利區分布，對鄂爾多斯盆地西南部的致密油勘探開發具有重要的指導意義。

1 區域地質概況

鄂爾多斯盆地面積為37×104km2，是一個大型中生代內陸坳陷型克拉通盆地[9]。研究區位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡帶的西南部位，南至渭北隆起北緣，西至天環凹陷東部，盆地主體部位構造簡單，地層平緩，地層傾角一般不足1 °，區域構造呈現為西傾的平緩大單斜。研究區致密油資源主要分布在西部與南部探區的定邊、吳起、志丹、甘泉、富縣、黃陵、旬邑等地區，面積約為11 000 km2，其中，南部探區是致密油的主要勘探開發地區，縱向上主要賦存于三疊系延長組的長6到長8油層組。在長7沉積時期，發生一次大規模的湖侵事件，形成了一套以油頁巖、黑色泥巖為主的半深湖—深湖相烴源巖，具有分布范圍廣、物性差、儲集層致密、含油飽和度高、原油性質好等特點[10-13]。

2 致密油分布與富集規律

2.1 有效烴源巖

在近源成藏的背景下，有效烴源巖的大面積分布是致密油藏形成的關鍵。鄂爾多斯盆地中生界主力烴源巖主要為三疊系延長組的暗色泥巖和油頁巖，其中，位于長7段的張家灘頁巖是主要烴源巖，次要烴源巖為長9段的李家畔頁巖。延長組時期廣泛發育的深湖—半深湖沉積環境控制了烴源巖的分布范圍及厚度。長7段致密油油藏整體上在TOC大于2%的區域內較為富集，多位于生烴中心及其附近，并具有明顯的源控特征。長7段油藏屬于源內成藏[17]，主要受長73張家灘頁巖供烴控制成藏作用，長71和長72段內局部頁巖具有局部供烴和頂板封隔雙重作用，運移距離短，烴源巖排烴動力充足，油氣成藏對烴源巖有效性指標的需求低，長7段有效烴源巖厚度下限值為10 m。在排烴強度大于100×104t/km2時，致密油儲量面積較大，在排烴強度為50×104～100×104t/km2時，已知致密油儲量面積相對較少，在排烴強度小于50×104t/km2時，幾乎沒有發現致密油儲量面積分布。

2.2 沉積微相及優勢儲層

長7時期，研究區三角洲主要自東北方向向湖盆中心推進，東部主要為三角洲前緣亞相，西部主要發育半深湖—深湖亞相。圖1為研究區致密油油藏不同沉積微相與長7段已知致密油油藏疊合分布圖。由圖1可知，長7段油藏主要分布于深湖—半深湖相，以水下分流河道和濁積砂為主要儲層。

沉積作用造就了致密砂巖儲層“甜點”發育的物質基礎[18]，大面積分布的致密儲層可對致密油油藏分布起到顯著地控制作用。從研究區已知油藏分布來看，長7段對應的油藏普遍分布在厚層砂體中，含油飽和度隨累計砂體厚度的增加具有增大的趨勢，研究區含油性評價下限值為35%，對應的地質“甜點”儲層物性評價中長7段累計砂巖厚度下限值為15 m。

通過對研究區200多口井孔滲資料統計發現，長7段致密油優勢儲層孔隙度有利區間為8%～12%，研究區整體滲透率由于受裂縫、不規則的孔喉分布空間等因素的影響，導致滲透率分布非常離散且無固定區間，與儲層含油性對應關系的規律性不強。

2.3 源儲匹配關系

對于湖盆致密儲層，沉積韻律更為復雜，整體泥巖系統內，致密砂質儲層常常嵌在具有生烴潛力的泥巖內，因此，良好的源儲匹配關系是致密油富集成藏的重要地質條件。鄂爾多斯盆地延長組致密油整體上具有較好的源儲緊鄰配置[19]。致密油源巖發育情況和厚度決定了致密油資源豐度情況，儲層質量和厚度決定了致密油可采性特征，而兩者的配置關系則直接影響了致密油油藏“甜點”的分布。研究區長7段屬于源內成藏，儲層多為重力流復合沉積砂體，且砂體縱向疊加厚度較大、平面分布穩定[20]，通過測井曲線綜合解釋發現，研究區長7段“上源中儲下源”型為最佳源儲匹配關系。

圖1 致密油藏與沉積微相疊合圖

2.4 裂縫發育特征

裂縫型“甜點”是延長組致密儲層的一個典型特征，單井上最明顯的特征是在砂巖和泥巖交界處(巖石力學界面轉換處)會存在縱橫交錯的天然裂縫網絡，是致密儲層中流體流動的有利指向區[21]。圖2為已知致密油藏與裂縫發育分布疊合圖，采用ANSYS有限元數值模擬技術，基于地層形態、地層厚度、巖石力學相3種裂縫發育主控因素，對長7段裂縫發育指數進行數值模擬。

由圖2可知，已知致密油藏主要集中分布在裂縫數值模擬的黃色區域，即裂縫發育指數為0.50～0.75，對于裂縫發育指數為0.75以上的區域，構造運動更加強烈，通常伴隨貫穿儲層的大型斷裂，目前尚無致密油油藏發現。

3 致密油地質“甜點”預測及“甜點”分布特征

采用權重系數法計算地質“甜點”控藏概率，實現對地質“甜點”區的有效預測。最終劃定長官廟、富縣等9個致密油“甜點”區和定邊、吳起等4個有利區(表1、圖3)。

總體上，基于源-儲-縫的單因素分析，結合延長致密油盆地地質特征總結其致密油“甜點”分布特征。鄂爾多斯盆地作為中國典型的大型坳陷淡水湖碎屑巖致密油盆地，具有獨特的構造、沉積演化特征及致密油地質“甜點”形成的有利條件。在大型坳陷淡水湖盆中致密油“甜點”分布主要受油頁巖的控制，具有明顯的源控特征，目前研究區發現的大部分致密油藏均分布在長7張家灘頁巖和長9李家畔烴源巖附近。盆地內發育的大量縱向區域裂縫及橫向層理縫組成了獨特的裂縫網絡體系，是致密油運移的優勢通道，可形成獨特的致密油裂縫型“甜點”。多套大面積分布的油頁巖與致密儲層形成的有利源儲組合和發育的區域裂縫與層理縫形成的裂縫網絡體系是大型坳陷淡水湖致密油盆地形成致密油地質“甜點”的基本地質條件。

圖2 已知致密油藏與裂縫發育分布疊合圖

“甜點”區名稱“甜點”區面積/km2有利區名稱有利區面積/km2油房莊“甜點”區205.88定邊有利區1870.48吳倉堡“甜點”區221.98樊學“甜點”區117.25吳起東北“甜點”區97.58長官廟“甜點”區223.58吳起有利區2398.80志丹“甜點”區292.64志丹有利區1390.85甘泉“甜點”區331.00富縣“甜點”區517.36直羅“甜點”區213.16富縣有利區3714.36

4 結 論

(1) 多套大面積分布的油頁巖與致密儲層形成的有利源儲組合和發育的區域裂縫與層理縫形成的裂縫網絡體系是大型坳陷淡水湖致密油盆地形成致密油地質“甜點”的基本地質條件。

(2) 研究區長7段地質“甜點”評價指標中，有效烴源巖評價指標TOC下限值為2%，源巖厚度下限值為10 m，排烴強度下限值為100×104t/km2，濁積扇和水下分流河道為有利儲集相，孔隙度有利區間為8%～12%，累計砂體厚度下限值為15 m，裂縫發育指數有利區間為0.50～0.75。

(3) 研究區長7段共劃定長官廟、富縣等9個致密油“甜點”目標和定邊、吳起等4個有利區，“甜點”面積為2 220.43 km2。

圖3 長7段致密油“甜點”目標及分布