鄂爾多斯盆地西部地區侏羅系油藏儲層評價及分類研究

景文平，曹鵬福，吳紹穎，王為林，尹 帥，袁 慧

（1.中國石油長慶油田分公司第七采油廠，陜西西安710086；2.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西 西安 710065）

在能源日趨緊張的今天，儲層評價及分類已成為陸相致密油藏“甜點”預測的核心內容及熱點領域[1-3]，且油藏儲層評價逐漸從宏觀向微觀方向發展，儲層微觀沉積特征及測井識別也已成為該學科的熱點領域之一[4-9]。鄂爾多斯盆地西緣逆沖帶侏羅系陸相砂巖油藏富集規律的研究十分薄弱[10-12]，盆地西緣靠近物源，相比盆地內部砂體更為發育，加之侏羅系沉積在前侏羅紀縱橫交錯古河道及不均勻剝蝕的古地理環境條件下，儲層具有較強的非均質性，儲層評價及分類對侏羅系油藏甜點預測至關重要。

鄂爾多斯盆地是一個發育在穩定克拉通基底上的大型沉積盆地[13-15]。盆地內油氣資源豐富，烴類勘探層位由下古生界直至中生界都有分布[16-18]。石油資源主要分布在中生界三疊系及侏羅系。侏羅系作為鄂爾多斯盆地中生界主力油層之一，儲層物性較好、油氣產量較高[19]。研究區位于鄂爾多斯盆地西緣逆沖帶的環江西部區域。受印支期構造運動的影響，該地區在晚三疊世發生了強烈的剝蝕作用，延長組底發育不整合面[20-22]，部分地區未接受富縣組以及延10段、延9段沉積。同時，該區發育擠壓背景下的斷背斜及斷鼻等低幅度構造，構造特征復雜。復雜的沉積及構造演化造成該地區侏羅系儲層控制因素不清楚，油藏勘探難度大。

目前，對于鄂爾多斯盆地西緣侏羅系陸相沉積油藏富集規律的研究整體較為薄弱。本文利用區內最新的三維地震、測井、鑄體薄片、掃描電鏡及物性測試等資料，系統研究了侏羅系延6段-延10段的儲層性質，并建立侏羅系油藏儲層分類標準。其研究結果對指導陸相致密油“甜點”預測具有一定的參考價值。

1 區域地質背景

研究區位于鄂爾多斯盆地天環坳陷帶（圖1a），區內地勢相對平緩，每千米的構造起伏通常小于20 m，局部發育低幅度構造或鼻狀構造，在地層起伏變化較大的區域還發育一些小型斷裂。該區中生界三疊系、侏羅系、白堊系均為內陸湖泊、沼澤、河流相沉積，地層巖性以砂泥巖互層為主，延安組煤系地層發育。延安組是區內的重要勘探目的層，地層厚度為150.0～600.0 m（圖1b）。根據標志層劃分及地層對比，延安組從上到下可劃分為延1、延2、延3、延4+5…至延10段，其中，延9段為當前主力油層。本文研究的目的層為延6段-延10段，每個段又可細分為2個亞段，即延6段分為延61亞段及延62亞段，…，延10段分為延101亞段及延102亞段。受前侏羅紀古地貌影響，區內延10段遭受大面積剝蝕，僅在局部分布。

圖1 研究區的位置及地層單元劃分

研究區內延6段-延9段屬于三角洲平原亞相沉積，發育多期分流河道砂體，多層狀疊置，具有“泥包砂”特征，連通性較好，儲集性能優越。而延10段屬于辮狀河三角洲沉積，砂體厚度較大，單層砂體厚度多為15.0～30.0 m，具有典型的“砂包泥”特征。侏羅系油藏具有統一的油水界面，為典型的巖性-構造油藏，優質砂體是主要輸導層，烴類沿著物性較好的砂體向構造高部位聚集。

2 儲層巖石學特征

2.1 巖性特征

研究區侏羅系延6段-延10段砂巖類型主要包括巖屑石英砂巖、巖屑長石砂巖及長石巖屑砂巖（圖2）。顯微鏡下觀察顯示，巖石顆粒以中粒、粗粒為主，碎屑顆粒組分石英含量較高。延6段-延9段石英含量為38.00%～82.50%，平均值為61.70%；長石含量為4.00%～23.00%，平均值為10.10%。延10段石英含量為49.00%～77.00%，平均值為65.10%；長石含量為2.00%～14.00%，平均值為8.73%。

圖2 研究區侏羅系砂巖組分含量三角圖

2.2 巖屑組分及填隙物特征

研究區目的層物源主要來自于西北方向。統計結果顯示，延安組延6段-延10段巖屑類型差異不大（圖3），以變質巖巖屑為主，占比68.26%，其次為巖漿巖巖屑（25.93%）和沉積巖巖屑（5.81%）；砂巖分選性以中等-好為主。

圖3 研究區侏羅系砂巖巖屑類型及含量

鏡下顯微組分識別及統計結果顯示，研究區延安組延6段-延10段砂巖填隙物包括水云母、高嶺石、硅質、鐵白云石、硬石膏等，其總含量為9.04%～16.28%，平均為11.84%。由圖4可知，目的層填隙物中發育多種雜基組分，其中，水云母含量最高，其次為硅質組分；此外，高嶺石組分的含量也較高。膠結物類型主要為硅質膠結物和碳酸鹽膠結物，且這些膠結物主要發育在粒間孔中。

圖4 研究區侏羅系砂巖填隙物類型及含量

2.3 孔隙結構及儲層物性特征

研究區延安組延6段-延10段砂巖孔隙類型主要包括粒間孔、溶蝕孔及晶間孔（圖5a），粒間孔是最主要的類型。延安組砂巖的面孔率（或孔隙率）主要為7.90%～10.79%，平均值為8.78%。殘余粒間孔含量相對較高，殘余原生粒間孔發育于強水動力環境中（薄片中常見）。晶間孔主要發育于高嶺石、伊利石等黏土礦物中，其連通性相對較差。碎屑顆粒定向排列，顆粒間呈凹凸狀線接觸，剛性顆粒斷裂，塑性巖屑或礦物（如泥巖巖屑、云母等）彎曲變形甚至被擠入粒間孔隙中形成假雜基，導致儲層原始孔隙大量減少。溶蝕孔類型主要包括粒間溶孔、長石溶孔、巖屑溶孔及少量碳酸鹽溶孔（圖5b、圖6）。對比結果顯示，上述溶蝕孔隙類型以長石溶孔的發育程度最高，其孔隙度為0.76%～1.54%，平均值為1.16%；其次為粒間溶孔和巖屑溶孔，孔隙度為0.75%～1.70%，平均值為1.02%。整體而言，目的層的溶蝕作用不強烈。

圖5 研究區侏羅系砂巖孔隙類型及含量

圖6 研究區侏羅系砂巖延10儲層溶蝕孔隙類型及特征顯微圖片

油氣儲層物性的變化伴隨著巖石壓實、成巖演化、生烴及油氣輸導保存等整個過程。儲層物性的好壞直接決定油藏的開發潛力，因而是“甜點”預測的重要參數。為了更直觀地觀察油藏物性參數的分布規律，對研究區目的層儲層物性縱向連續性進行了系統分析。

由圖7a可知，研究區目的層砂巖的孔隙度與滲透率之間具有良好的正相關性，說明儲層的儲集能力主要依賴于儲集砂體的孔隙和喉道；部分滲透率大于100×10-3μm2，表明這些樣品中發育一些微裂縫，微裂縫含量雖然不大，但卻能顯著提升儲層的滲透率。

研究區侏羅系延6段-延10段砂巖樣品的孔隙度隨埋深的變化特征如圖7b所示，1 950.0～2 050.0 m及2 150.0～2 250.0 m深度段發育兩個孔隙度高值區，在這兩個深度區間，侏羅系砂巖儲層的孔隙度得到了顯著的提升。

圖7 研究區侏羅系砂巖儲層物性參數特征及縱向分布特征

一般來說，正常壓實條件下，砂巖孔隙度會隨著埋深的增加而逐漸減??；如果存在強構造擠壓作用，孔隙度的演化會出現異常減小。根據薄片觀察、自生礦物成因以及不同礦物間的共生關系，結合前人研究成果，認為研究區成巖演化序列大致可劃分為三個階段：壓實→壓溶→早期伊蒙混層、高嶺石膠結→石英次生加大→水云母及綠泥石形成→溶蝕作用→鐵方解石、鐵白云石膠結→二次溶蝕作用。而對于孔隙度的異常升高，可能的原因主要有：①欠壓實；②溶蝕作用；③古超壓。其中欠壓實只發育于新生代盆地，中生界侏羅系不具有可能性；研究區目的層溶蝕作用不強烈，其對儲層孔隙度的改造作用通常低于3%（表1），所以對孔隙度的改善作用十分有限；研究區目的層壓力系數低于1，且目前屬于負壓地層。對于研究區侏羅系而言，其煤系地層發育大量富有機質泥巖及煤層，因而在古時期會大量生烴，形成古超壓。古超壓期往往還伴隨一些微裂縫的產生，進而顯著提高砂巖儲層物性。

表1 目的層不同類型溶蝕孔所占的比例

4 儲層綜合分類標準劃分

在對研究區侏羅系延6段-延10段儲層孔隙結構及物性研究的基礎上，結合砂體規模，構建了侏羅系砂巖儲層綜合評價分類標準（表2）。該分類標準主要涉及孔隙類型、面孔率、砂體孔滲、砂地比及砂體厚度等參數?；谠搩臃诸悩藴始皽y井解釋結果，目的層砂巖被劃分為4類（I類、II類、III類及IV類）。

表2 研究區侏羅系砂巖儲層綜合評價分類標準

結合試井產能結果可知，當前勘探獲得較高產能的單井通常位于構造高點的I類區或其周邊的II類區（圖8）。研究區侏羅系油藏有統一的油水界面，烴類通常在構造高部位、儲層物性好的區域富集。I類區砂體厚度多大于12.0 m，孔隙度大于16.00%，滲透率大于12×10-3μm2，主要發育粒間孔及溶蝕孔，油藏鉆遇成功率較高。II類區砂體厚度多為9.0～12.0 m，孔隙度為13.00%～16.00%，滲透率為8×10-3～12×10-3μm2，主要發育粒間孔及溶蝕孔，也具有較大的油氣勘探潛力。III類區砂體厚度多小于9.0 m，孔隙度小于13.00%，滲透率小于8×10-3μm2，主要發育溶蝕孔，油氣勘探潛力較低。IV類區通常為分流間灣微相，儲層物性差，因而油氣勘探潛力非常低。侏羅系油藏油層物性較好，油水分異較好，油藏具有統一的油水界面。侏羅系油藏構造上傾方向尖滅的砂巖成為油氣遮擋的圈閉條件，而在構造下傾方向則發育有邊水或底水，該油藏發育模式已得到鉆井及試油驗證。整體而言，研究區侏羅系油藏受儲層類型與構造雙重因素的控制。

本文研究建立的侏羅系油藏儲層綜合評價分類標準，可為鄂爾多斯盆地西緣隱蔽型侏羅系油藏的勘探提供指導。

5 結論

（1）以鄂爾多斯盆地天環坳陷帶為例，利用該地區豐富的測井、鑄體薄片、掃描電鏡及物性測試資料，系統研究了侏羅系延6段-延10段儲層性質，并進一步探討了儲層物性縱向發育特征、儲層綜合分類及油藏分布規律。

（2）研究區侏羅系目的層中砂巖巖性主要包括巖屑石英砂巖、巖屑長石砂巖及長石巖屑砂巖。其中，巖屑組分以變質巖巖屑為主，其次為巖漿巖巖屑和沉積巖巖屑。填隙物包括水云母、高嶺石、硅質、鐵白云石、硬石膏等，其總含量為9.04%～16.28%，平均為11.84%。砂巖的孔隙類型主要為粒間孔，其次為溶蝕孔、晶間孔及少量微裂縫。

（3）根據薄片觀察、自生礦物成因以及不同礦物間的共生關系，研究區侏羅系成巖演化序列大致可劃分為壓實→壓溶→早期伊蒙混層、高嶺石膠結→石英次生加大→水云母及綠泥石形成→溶蝕作用→鐵方解石、鐵白云石膠結→二次溶蝕作用三個階段。

（4）研究區目的層在縱向上發育兩個孔隙度高值區，其是溶蝕作用及古超壓綜合作用的結果。在巖石學、物性及成巖作用綜合研究的基礎上，構建了侏羅系砂巖儲層綜合評價分類標準。侏羅系油藏有統一的油水界面，構造高部位的I類及II類儲層區利于烴類的大規模聚集。