薛 迪，吳 鳳，段昕婷，張 慶，王軍敏，李廣濤

(1.西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065； 2.陜西延長(zhǎng)石油國(guó)際勘探開發(fā)工程有限公司，陜西 西安 710075；3.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司 研究院，陜西 西安 710065； 4.延長(zhǎng)油田股份公司 下寺灣采油廠，陜西 延安 716100)

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鄂爾多斯盆地南部三疊系延長(zhǎng)組儲(chǔ)集層分區(qū)特征

薛 迪1，2，吳 鳳3，段昕婷3，張 慶3，王軍敏4，李廣濤3

(1.西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065； 2.陜西延長(zhǎng)石油國(guó)際勘探開發(fā)工程有限公司，陜西 西安 710075；3.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司 研究院，陜西 西安 710065； 4.延長(zhǎng)油田股份公司 下寺灣采油廠，陜西 延安 716100)

為了明確鄂爾多斯盆地南部三疊系延長(zhǎng)組儲(chǔ)集層分帶特征，利用鋯石同位素測(cè)年、儲(chǔ)層微觀分析方法研究盆地南部三疊系延長(zhǎng)組儲(chǔ)層分布特征。研究結(jié)果表明：盆地南部延長(zhǎng)組儲(chǔ)層具有明顯的分區(qū)性，可分為北物源區(qū)、混源區(qū)和南物源區(qū)3個(gè)區(qū)域。從北物源區(qū)—混源區(qū)—南物源區(qū)，長(zhǎng)石含量逐漸降低、石英含量逐漸增高。北物源區(qū)巖屑和變質(zhì)巖屑含量中等；混源區(qū)的沉積巖屑含量最高，變質(zhì)巖屑含量最低；南物源區(qū)沉積巖屑含量最低，變質(zhì)巖屑含量最高。填隙物中，方解石膠結(jié)物在北物源區(qū)含量最高，南物源區(qū)含量最低；水云母在混源區(qū)含量最高，北物源區(qū)含量最低；綠泥石在混源區(qū)含量最高，在南物源區(qū)含量最低。北物源區(qū)顆粒分選性較好，南物源區(qū)分選性整體較差；磨圓度混源區(qū)最好，南物源區(qū)最差。物性分布特征上，北物源區(qū)、混源區(qū)、南物源區(qū)孔隙度、滲透率大小整體呈“V”字形分布，北物源區(qū)和南物源區(qū)整體較高，混源區(qū)較低。

儲(chǔ)集層分區(qū)特征；延長(zhǎng)組；鄂爾多斯盆地南部

薛迪，吳鳳，段昕婷，等.鄂爾多斯盆地南部三疊系延長(zhǎng)組儲(chǔ)集層分區(qū)特征[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016，31(5):36-42.

XUE Di,WU Feng,DUAN Xinting,et al.Zoning characteristics of Triassic Yanchang Formation reservoir in the south of Ordos Basin[J].Journal of Xi'an Shiyou University (Natural Science Edition),2016,31(5):36-42.

引　言

鄂爾多斯盆地經(jīng)過幾十年的勘探，西南部、中部及北部地區(qū)后備儲(chǔ)量已顯不足，油田的增儲(chǔ)上產(chǎn)、可持續(xù)性發(fā)展面臨較大困難，必須尋找新的后備接替資源，拓展新的勘探領(lǐng)域。盆地南部延長(zhǎng)組由于沉積物源來自多個(gè)方向，儲(chǔ)層特征復(fù)雜，砂體具有單層薄、橫向變化大、低孔特低滲、非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，導(dǎo)致油氣聚集成藏和分布受多種因素的控制，制約著盆地南部的開發(fā)[1-8]。本次研究通過物源分析、鋯石測(cè)年及探討儲(chǔ)層微觀分布規(guī)律，明確盆地南部?jī)?chǔ)層分布特征。

本次研究的范圍主要為甘泉以南、旬邑以北、張家灣以東、洛川以西的廣大區(qū)域(圖1)，研究區(qū)的主體位于延長(zhǎng)組沉積期的沉積中心，南北物源供給體系影響著研究區(qū)儲(chǔ)集層的分布。盆地南部的沉積受南北物源供給體系的控制[9-11]，但是北物源和南物源影響的范圍有多大以及混源區(qū)大體位置還沒有明確界定[12-14]，本次通過鋯石測(cè)年數(shù)據(jù)對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層的分布特征進(jìn)行研究，并結(jié)合儲(chǔ)集層微觀特征對(duì)盆地南部?jī)?chǔ)集層的分布特征進(jìn)行詳細(xì)分析。

圖1　研究區(qū)位置Fig.1　Location of study area

1　分帶依據(jù)

在前人物源研究成果[7-14]的基礎(chǔ)上，利用鋯石同位素測(cè)年對(duì)儲(chǔ)層分布特征進(jìn)行研究。此次共采集12口井的數(shù)據(jù)(平面分布見圖2)。代表北物源的樺36井鋯石年齡為2 800～2 900 Ma；代表南物源的上8、旬18井鋯石年齡為400～500 Ma；代表混源區(qū)富南17井既有北部碎屑鋯石特征，又具有秦嶺造山帶印支期造山事件特征(圖3)。根據(jù)鋯石同位素測(cè)年的平面分布特征，厘清北物源區(qū)、混源區(qū)、南物源區(qū)的范圍(圖2)，對(duì)下一步研究工作意義重大。

圖2　鋯石采集樣品分布及分區(qū)平面圖Fig.2　Distribution of zircon samples and plane graph of zones

圖3　研究區(qū)鋯石U-Pb同位素定年Fig.3　U-Pb isotopic dating of zircon in the study area

2　儲(chǔ)集層微觀分布特征

2.1巖石類型

從不同物源區(qū)來看，3個(gè)地區(qū)延長(zhǎng)組砂巖中石英、長(zhǎng)石、巖屑3個(gè)端元的含量區(qū)別比較明顯,受不同物源的影響，北物源區(qū)表現(xiàn)為“最高長(zhǎng)石端元、最低石英端元”的特點(diǎn)，混源區(qū)表現(xiàn)為“較高長(zhǎng)石端元、較高石英端元”的特點(diǎn)，與這2個(gè)地區(qū)對(duì)比明顯的南物源區(qū)(旬邑地區(qū))具有“高石英端元、低長(zhǎng)石端元”特點(diǎn)；平面上，從北物源區(qū)、混源區(qū)到南物源區(qū)，具有長(zhǎng)石含量逐漸減小、石英含量逐漸增高的趨勢(shì)(表1)。

表1　鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)探區(qū)南部延長(zhǎng)組儲(chǔ)層砂巖巖石骨架組分構(gòu)成Tab.1　Composition of Yangchang Formation sandstone reservoir rock skeleton in the southern Yanchang exploration area in Ordos Basin

注：Q、F、R分別代表巖石中石英端元、長(zhǎng)石端元、巖屑端元的體積分?jǐn)?shù)；Q1、F1、R1分別代表碎屑中石英端元、長(zhǎng)石端元、巖屑端元的體積分?jǐn)?shù)

2.2巖屑組分特征

本區(qū)碎屑顆粒以沉積巖類巖屑和變質(zhì)巖類巖屑為主。沉積巖類巖屑以碳酸鹽巖屑為主，白云巖較多，灰?guī)r較少，其次是云母；變質(zhì)巖屑以石英巖、千枚巖為主，其次是片巖，板巖較少；巖漿巖屑以噴發(fā)巖為主。受物源的影響，各物源區(qū)表現(xiàn)出不同的巖屑組成特征(圖4)。北物源區(qū)沉積巖屑和變質(zhì)巖屑含量中等，混源區(qū)沉積巖巖屑含量最高、變質(zhì)巖屑含量最低，南物源區(qū)沉積巖巖屑含量最低、變質(zhì)巖巖屑含量最高。

圖4　各區(qū)各類巖屑占總巖屑含量Fig.4　Volume fraction of various rock debris in different provenance areas

各物源區(qū)各個(gè)層系巖屑構(gòu)成也有差異(圖5—圖7)。北物源區(qū)從長(zhǎng)1—長(zhǎng)10沉積巖屑含量有逐漸降低的趨勢(shì)，變質(zhì)巖屑也有相似規(guī)律；混源區(qū)長(zhǎng)7油層組沉積巖屑含量最高，長(zhǎng)1油層組變質(zhì)巖屑、巖漿巖巖屑含量最高。南物源區(qū)沉積巖屑含量有從淺層到深層含量逐漸降低的趨勢(shì)，含量最高的是長(zhǎng)1油層組，長(zhǎng)8油層組變質(zhì)巖屑含量最高，長(zhǎng)8、長(zhǎng)7、長(zhǎng)6油層組巖漿巖巖屑含量相當(dāng)，長(zhǎng)9油層組不含巖漿巖屑。

碳酸鹽巖屑是骨架顆粒中對(duì)成巖作用比較敏感的組分， 其分布與含量的高低對(duì)成巖介質(zhì)、 成巖流體以及次生孔隙的分布有一定程度影響。通過分析研究，發(fā)現(xiàn)鄂爾多斯盆地南部延長(zhǎng)探區(qū)碳酸鹽巖屑以白云巖為主，石灰?guī)r巖屑較少(圖8)。

南物源區(qū)和混源區(qū)碳酸鹽巖屑含量比較高，這與該區(qū)的物源有很大關(guān)系，旬邑地區(qū)的物源來自于秦嶺下元古界秦嶺群和中元古界寬坪群的沉積變質(zhì)型地層，因此，具有較高的碳酸鹽巖屑含量。北物源區(qū)碳酸鹽巖屑含量最低，白云巖巖屑含量平均1.18%，而灰?guī)r巖屑僅為0.55%。

圖5　北物源區(qū)不同層系各類巖屑含量Fig.5　Volume fraction of various rock debris in different layers of north provenance area

圖6　混源區(qū)不同層系各類巖屑含量Fig.6　Volume fraction of various rock debris in different layers of mixing provenance area

圖7　南物源區(qū)不同層系各類巖屑含量Fig.7　Volume fraction of various rock debris in different layers of south provenance area

圖8　盆地南部不同物源區(qū)灰?guī)r、白云巖含量分布Fig.8　Volume fraction of limestone and dolomite in different provenance areas of the south basin

通過分區(qū)、分層系統(tǒng)計(jì)碳酸鹽巖屑在縱向的含量特征，從各物源區(qū)白云巖分布(圖9)可以看出，同一地區(qū)白云巖巖屑也存在縱向變化，這可能和物源隨時(shí)間的變化有關(guān)，也有可能經(jīng)過后期成巖的改造。

圖9　研究區(qū)白云巖含量分布Fig.9　Volume fraction of dolomite in different layers of different provenance areas

通過對(duì)平面和縱向碳酸鹽巖屑分布規(guī)律的研究，可以推測(cè)南物源區(qū)和混源區(qū)易出現(xiàn)巖屑溶孔次生孔隙；北物源區(qū)的長(zhǎng)1、長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6油層組，混源區(qū)的長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6油層組，南物源區(qū)的長(zhǎng)1、長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6、長(zhǎng)7油層組易出現(xiàn)巖屑溶孔，為該區(qū)后期次生孔隙的生成提供了比較好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.3填隙物組分特征

從圖10、圖11可以看出，研究區(qū)膠結(jié)物以碳酸鹽膠結(jié)物和黏土礦物膠結(jié)物為主，碳酸鹽膠結(jié)物中以方解石為主、其次是白云石；黏土礦物膠結(jié)物以水云母和綠泥石為主。北物源區(qū)的方解石膠結(jié)物含量最高，其次是混源區(qū)，南物源區(qū)含量最低；混源區(qū)水云母含量最高，其次是南物源區(qū)，北物源區(qū)含量最低；混源區(qū)綠泥石含量最高，其次是北物源區(qū)，南物源區(qū)含量最低。只有南物源區(qū)含有少量的鐵白云石，濁沸石僅出現(xiàn)在北物源區(qū)，且含量較低。

圖10　盆地南部膠結(jié)物含量Fig.10　Volume fraction of various cements in different provenance areas of the south basin

圖11　北物源區(qū)延長(zhǎng)組儲(chǔ)層膠結(jié)物含量Fig.11　Volume fraction of three cements in different layers of north provenance area

分區(qū)塊、分層系對(duì)研究區(qū)膠結(jié)物含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，膠結(jié)物含量在同一地區(qū)縱向分布具有一定規(guī)律性(圖11—圖13)。北物源區(qū)長(zhǎng)7、長(zhǎng)8油層組碳酸鹽膠結(jié)物含量最高，長(zhǎng)4+5油層組含量最低；長(zhǎng)1油層組黏土礦物膠結(jié)物含量最高，長(zhǎng)6、長(zhǎng)8、長(zhǎng)9油層組含量相當(dāng)，長(zhǎng)10油層組含量最低?；煸磪^(qū)較北物源區(qū)膠結(jié)物含量有明顯差別，以黏土礦物為主，碳酸鹽膠結(jié)物含量降低。其中，長(zhǎng)8油層組碳酸鹽膠結(jié)物含量最高，長(zhǎng)4+5和長(zhǎng)7油層組含量最低；黏土礦物在各個(gè)層系含量均較高，長(zhǎng)7、長(zhǎng)8油層組最高，長(zhǎng)6油層組最低。南物源區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物含量較北物源區(qū)、混源區(qū)更少，含量最高的是長(zhǎng)1油層組，長(zhǎng)9、長(zhǎng)10油層組含量低；黏土礦物在長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6、長(zhǎng)7、長(zhǎng)8、長(zhǎng)10油層組含量均很高，長(zhǎng)9油層組含量較低。

圖12　混源區(qū)延長(zhǎng)組儲(chǔ)層膠結(jié)物含量Fig.12　Volume fraction of three cements in different layers of mixing provenance area

圖13　南物源區(qū)延長(zhǎng)組儲(chǔ)層膠結(jié)物含量Fig.13　Volume fraction of three cements in different layers of sorth provenance area

2.4巖石結(jié)構(gòu)特征

對(duì)440個(gè)碎屑顆粒的分選性統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表2)表明：大多數(shù)巖石都具有較好的分選性，說明延長(zhǎng)組砂巖經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間、長(zhǎng)距離的搬運(yùn)；其中北物源區(qū)顆粒的分選性較好，南物源區(qū)分選性整體較差，混源區(qū)介于兩者之間。

表2　盆地南部延長(zhǎng)組砂巖樣品薄片鑒定的 碎屑顆粒分選性統(tǒng)計(jì)Tab.2　Clastic particle sorting statistics of Yanchang Formation sandstone samples in south of the basin

對(duì)460個(gè)碎屑顆粒的磨圓度統(tǒng)計(jì)(表3)表明：碎屑顆粒的圓度以次棱狀為主，占統(tǒng)計(jì)巖石的75%，其他級(jí)別的很少。其中北物源區(qū)次棱占統(tǒng)計(jì)樣品的74.77%，其次是次圓占統(tǒng)計(jì)樣品的16.31%；混源區(qū)次棱占57.69%，次圓占25%，較北物源區(qū)磨圓度好；南物源區(qū)以次棱為主，占統(tǒng)計(jì)樣品的86.75%。說明混源區(qū)的磨圓度最好，其次是北物源區(qū)，南物源區(qū)的磨圓度最差。

表3　盆地南部延長(zhǎng)組砂巖樣品薄片鑒定的 碎屑顆粒磨圓度Tab.3　Clastic particle psephicity statistics of Yanchang Formation sandstone samples in south of the basin

2.5物性特征

從盆地南部延長(zhǎng)組儲(chǔ)集層的物性數(shù)據(jù)(圖14、圖15)來看，北物源區(qū)、混源區(qū)與南物源區(qū)孔隙度、滲透率大小整體呈“V”字形分布，北物源區(qū)和南物源區(qū)整體較高，混源區(qū)較低，受儲(chǔ)集層分區(qū)性影響較大。

圖14　盆地南部延長(zhǎng)組不同物源區(qū)儲(chǔ)集層孔隙度縱向分布Fig.14　Vertical distribution of Yanchang Formation reservoir porosity in different provenance areas

圖15　盆地南部延長(zhǎng)組不同物源區(qū)儲(chǔ)集層滲透率縱向分布Fig.15　Vertical distribution of Yanchang Formation reservoir permeability in different provenance areas

3　結(jié)　論

(1)通過鋯石同位素測(cè)年明確了盆地南部延長(zhǎng)組儲(chǔ)層具有明顯的分區(qū)性，可分為北物源區(qū)、混源區(qū)和南物源區(qū)3個(gè)區(qū)域。

(2)北物源區(qū)、混源區(qū)、南物源區(qū)在巖石類型、巖屑組分、填隙物組分、巖石結(jié)構(gòu)、物性分布等方面表現(xiàn)出不同特征；儲(chǔ)集層的分區(qū)性影響研究區(qū)儲(chǔ)集層微觀特征。

(3)盆地南部?jī)?chǔ)集層的分區(qū)性使盆地南部?jī)?chǔ)集層變得更加復(fù)雜，勘探過程中要根據(jù)不同區(qū)域的儲(chǔ)集層微觀特征，采用不同的勘探思路和方法，逐一突破。

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責(zé)任編輯：王輝

Zoning Characteristics of Triassic Yanchang Formation Reservoir in the South of Ordos Basin

XUE Di1,2,WU Feng3,DUAN Xinting3,ZHANG Qing3,WANG Junmin4,LI Guangtao3

(1.College of Earth Science and Engineering,Xi'an Shiyou University,Xi'an 710065,Shaanxi,China;2.International Exploration and Development Engineering Co.,Ltd.,Shaanxi Yanchang Petroleum(Group)Co.,Ltd.,Xi'an 710075,Shaanxi,China;3.Research Institute,Shaanxi Yanchang Petroleum (Group) Co.,Ltd.,Xi'an 710065,Shaanxi,China;4.Xiasiwan Oil Production Plant,Yanchang Oilfield Co.,Ltd.,Yan'an 716100,Shaanxi,China)

In order to understand the zoning characteristics of the Yanchang Formation reservoir in the south of Ordos Basin,the distribution characteristics of the reservoir are studied by zircon isotope dating and reservoir microscopic analysis.The result shows that the reservoir has obvious zoning characteristics,it can be divided three regions:the north provenance zone,the mixed provenance zone and the south provenance zone.From the north provenance zone,the mixed provenance zone to the south provenance zone,feldspar content gradually reduces,and quartz content gradually increases.In the north provenance zone,the content of cuttings and metamorphic lithic is medium;in the mixed provenance zone,the content of sedimentary cuttings is the highest,the content of metamorphic lithic is the lowest;in the south provenance zone,the content of sedimentary cuttings is the lowest,and the content of metamorphic lithic is the highest.The content of calcite cement is the highest in the north provenance and the lowest in the south provenance zone.The content of hydromica is the highest in the mixed provenance zone and the lowest in the north provenance zone.The content of chlorite is the highest in the mixed provenance zone and the lowest in the south provenance zone.The particle sorting of the north provenance zone is better than that of the south provenance zone.The particle psephicity of the mixed provenance zone is the best and that of the south provenance zone is the worst.From the north provenance zone,the mixed provenance zone to the south provenance zone,the physical property of the reservoir presents "V"-shaped distribution,that is,the reservoir physical property of the north provenance zone and the south provenance zone is good,and the reservoir physical property of the mixed provenance zone is worse.

reservoir zoning characteristic;Yanchang Formation;the south of Ordos Basin

2016-03-20

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào)：41172122)

薛迪(1990-)，男，碩士研究生，主要從事油氣田勘探與地質(zhì)研究。E-mail:417663013@qq.com

10.3969/j.issn.1673-064X.2016.05.005

TE122.2

1673-064X(2016)05-0036-07

A