李永鋒,代 波,懷海寧,曹 麗,高 冬,許兆林,牛海洋,侯 濤,劉 楠,范 迪

(中國石油長慶油田分公司第一采油廠，陜西 延安 716000)

0 引 言

近年來, 針對鄂爾多斯盆地侏羅系古地貌控藏的研究越來越引起人們的重視。 鄂爾多斯盆地侏羅系發(fā)育隱蔽致密砂巖油藏(構(gòu)造-巖性復(fù)合油藏)[1-2]。油藏分布的平面非均質(zhì)性較強,優(yōu)質(zhì)儲層“甜點區(qū)”主要分布在古地貌背景控制下的有利沉積類型及物性疊合區(qū)[3-4]。 古地貌是該類油藏評價的一級控藏因素; 低幅度構(gòu)造、 沉積類型及沉積相是油藏評價的二級控藏因素; 而沉積微相及儲層物性是油藏評價的三級控藏因素。 根據(jù)油田所處的不同勘探、 開發(fā)階段,應(yīng)逐步細化油藏評價內(nèi)容和建產(chǎn)目標。 對于勘探程度相對較低的油區(qū)而言, 古地貌格局的構(gòu)建對油氣勘探評價尤為重要[5-6]。

古地貌的識別建立在沉積相識別、標志層標定、地層劃分及不整合面識別基礎(chǔ)上[5-7]。前侏羅系,沉積層遭受了不同程度的風(fēng)化剝蝕,在此基礎(chǔ)上,其頂面會形成相互交錯的古河道網(wǎng)及古地貌。前侏羅系古地貌進一步控制了侏羅系的巖性、沉積類型及沉積相展布。通常來說,沉積微相和儲層物性對致密砂巖儲層的含油性有最為顯著的影響[4-7]。整體來看,古地貌提供了侏羅系油藏形成的宏觀背景,前侏羅系古地貌刻畫對侏羅系油藏甜點預(yù)測具有重要意義。

安塞油田位于鄂爾多斯盆地東部,在三疊紀末印支運動的影響下,鄂爾多斯盆地整體抬升,延長組遭受不同程度的侵蝕,形成起伏不平的古地貌[1-2]。安塞南部侏羅系地處兩條古河道交匯處, 屬于侏羅系成藏的有利地區(qū)。 油藏埋深淺、 小而肥、 單井產(chǎn)量高, 與此同時, 分布點散面廣、 隱蔽性、勘探難度大,古地貌對油藏的分布具有重要的控制作用。 因此, 對安塞南部侏羅系油藏古地貌開展精細刻畫,對古地貌與油藏分布關(guān)系進行分析,尋找可建產(chǎn)區(qū)塊對安塞油田的儲量接替及持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。本文利用鉆井與測井資料, 采用印模法恢復(fù)了安塞油田南部侏羅紀古地貌形態(tài),在此基礎(chǔ)上分析了古地貌對延安組成藏的控制作用。研究結(jié)果可為該地區(qū)延安組油氣富集潛力區(qū)的預(yù)測提供有效指導(dǎo)。

1 地質(zhì)背景及研究方法

1.1 研究區(qū)地質(zhì)背景

安塞油田的構(gòu)造位置位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中部,該地區(qū)整體為一個平緩的西傾單斜,地層傾角約為0.5°,橫向平均坡降為7‰～10‰。研究區(qū)位于安塞油田南部地區(qū),該地區(qū)侏羅系不整合面下伏地層為三疊系延長組,自下而上可劃分為長10～長1共10個油層組(圖1)。上覆地層為侏羅系富縣組和延安組,延安組自上而下劃分為延1～延10共10 個油層組,油氣主要富集于延9和延8兩個油層組中。

1.2 研究方法

已有研究顯示,古地貌對鄂爾多斯盆地侏羅系油藏的運、儲、 保有較為顯著的影響。 古地貌是油藏形成的先決條件之一?？紤]到研究區(qū)目前有大量鉆井及測井資料,已有鉆井全部分布較為均勻,因此,本文在分析了不整合面上下地層厚度特征的基礎(chǔ)上, 采用印模法恢復(fù)了侏羅系古地貌形態(tài)。 古地貌的恢復(fù)建立在地層精細對比的基礎(chǔ)上， 印模法既考慮了沉積前的先存構(gòu)造特征, 又采用半定量方式來對古地貌進行表征。該方法視待恢復(fù)地貌在結(jié)束剝蝕開始時的上覆地層沉積為一個等時面，因此不整合面的上覆地層與殘余古地貌之間存在一個“鏡像”關(guān)系。 一般來說,通過上覆地層厚度便可以對古地貌格局進行半定量恢復(fù)(圖2)。該方法的具體繪圖步驟為:(1)在剝蝕面之上的上覆地層中選擇一個等時沉積基準面;(2)將該基準面層拉平,統(tǒng)計各個單井中剝蝕面到基準面的厚度；(3)根據(jù)該厚度的統(tǒng)計結(jié)果繪制平面厚度等值線圖,選取合理的地貌劃分標準并進行古地貌單元劃分。

圖2 印模法古地貌恢復(fù)原理圖Fig.2 Schematic diagram of the principle of ancient landform restoration by impression method

2 前侏羅紀古地貌恢復(fù)

2.1 不整合面上下地層厚度特征

下伏殘留地層厚度表示不整合的下伏巖層在形成后,由于地殼運動,接受沉積、剝蝕后的厚度[1,3-7]。經(jīng)過精細地層劃分與對比分析,安塞地區(qū)長6底部標志層明顯,易于識別。因此, 將長6底部拉齊, 長6到富縣組之間地層厚度即為侏羅系剝蝕殘余厚度, 該厚度的大小可粗略地反映上覆地層沉積時地貌相對隆起和坳陷的位置(圖3)。

圖3 安塞南地層延安組—延長組地層劃分對比Fig.3 Stratigraphic division and correlation section of Yanan-Yanchang Formation in southern Ansai

由長6底界至不整合面地層厚度圖分析可知(圖4),以北西-南東45°線為界,西南地區(qū)地層厚度基本小于600 m,顯示為凹陷的地貌特征。東北部殘余地層厚度相對較大,為較高的地形,地層厚度基本上不大于650 m,與相鄰區(qū)域差異明顯。然而,剝蝕作用和河道下切作用均可導(dǎo)致地層厚度變化,因此,單純根據(jù)下伏殘留地層厚度無法確定是風(fēng)化剝蝕造成的地層變薄還是古沖溝下切作用造成殘留地層薄。

圖4 不整合面下伏殘余地層厚度圖Fig.4 Thickness of underlying residual formation of the unconformity

在前侏羅系溝壑交錯的古地形基礎(chǔ)上, 沉積了具有河道充填特征的延10地層以及廣覆型補償沉積的延9地層,至延9層沉積末期演化為泛濫平原沉積。由于延9地層厚度相對穩(wěn)定,實際以富縣組+延10組地層厚度來間接反映不整合面的起伏形態(tài),在不考慮沉積速率及壓實程度差異時,其厚度與延安組沉積前古地貌呈鏡像關(guān)系[1,8-10]。

由圖5可知,主體帶上延10+富縣組地層厚度在100 m以上,西南部厚度整體較厚,而東北地區(qū)厚度是厚薄區(qū)域呈條帶狀間互分布。對比圖4與圖5可知,該區(qū)域的厚層條帶總體具有下伏地層厚度較薄的特征。

圖5 不整合面上覆地層厚度圖Fig.5 Thickness of the overlying strata on the unconformity

2.2 古地貌特征

采取層拉平手段,分別選取長6底界和延10頂界作為標志層,分析不整合面上下地層在剖面上變化規(guī)律,總結(jié)出3種對應(yīng)關(guān)系:即當(dāng)上覆厚度及下伏殘留地層厚度均較薄時,其反映古地形為高地,剝蝕作用強而沉積作用弱;當(dāng)上覆厚度及下伏殘留地層厚度均較厚時,表明剝蝕作用較弱而沉積作用強,反映其古地形為河谷;當(dāng)上覆沉積厚度大而下伏殘留地層薄時,其表明沉積作用、剝蝕作用均較強,應(yīng)為古河道強烈下切造成下伏地層缺失,對應(yīng)古沖溝區(qū)域[11-12]。最終,根據(jù)上覆沉積地層及下伏殘留地層厚度,確定了延安組的古地貌特征:工區(qū)西南部為深切河谷,中部條帶為陡坡區(qū),東北部為緩坡,發(fā)育3條支溝(圖6)。這些不同古地貌單元的具體地質(zhì)特征如下:

圖6 安塞南部地區(qū)侏羅系古地貌圖Fig.6 Palaeogeography of the Jurassic in southern Ansai

河谷:以富縣組+延10油層組的地層厚度>100 m且下伏殘余地層厚度<600 m進行劃分識別,主要發(fā)育于研究區(qū)西南地區(qū),河谷走向近東西向,是由強烈的河谷下切作用形成的。

陡坡:高地與古河谷之間具有一定坡度的過渡地帶。陡坡寬度為3.0～9.5 km,根據(jù)地層厚度變化率又進一步將其劃分為陡坡區(qū)與緩坡區(qū)。

支溝:下伏地層厚度較小(一般<650 m)且富縣組+延10 油層組的地層厚度>100 m。對延長組地層的沖蝕及對陡坡的支解起重要作用,使地層邊緣發(fā)生破碎并形成坡咀。

3 古地貌與油成藏關(guān)系分析

目前安塞油田南部已探明的延安組油藏主要分布于在古地貌陡坡區(qū)(圖7),河谷區(qū)域及其他低洼區(qū)僅零星分布。從平面上看,侏羅系延9油藏分布在陡坡帶邊部,分布位置受支溝發(fā)育控制,一般在支溝附近。近些年勘探開發(fā)表明,越靠近延10古河,古地貌控制作用越強,越向上部層位,受古地貌控制作用小,已經(jīng)形成了“上山下河”的勘探趨勢。

圖7 安塞南部地區(qū)古地貌與延9油藏分布圖Fig.7 Geomorphology and distribution of oil reservoirs of Yan 9 reservoir in southern Ansai

3.1 河谷砂體提供油氣運移通道,油氣在陡坡區(qū)優(yōu)先聚集

富縣組和延10油層組在古河谷內(nèi)沉積的巨厚砂體,在強烈的河谷下切作用使延安組底部河道砂巖與延長組油氣實現(xiàn)有效溝通,與此同時，厚層砂體具有良好的橫向和縱向連通性,且缺乏泥巖蓋層而不能形成圈閉,因此巨厚的河谷砂體可為油氣提供良好的運移通道[13]。

古沖溝下游,坡度變緩,水動力減弱,發(fā)育了三角洲前緣沉積物,巖性相對較細,以中細砂巖為主,分選較好,非均質(zhì)性較弱,孔滲特性相對河道滯留砂體明顯較好[14-15]。處在陡坡區(qū)的三角洲前緣砂體,靠近古沖溝的坡咀處,在捕獲沿古沖溝及河道砂體運移油氣方面具有先天優(yōu)勢,只要具備良好的圈閉保存條件即可成藏。

3.2 微幅構(gòu)造及巖性圈閉是油氣聚集的有利區(qū)

在侏羅紀古地貌基礎(chǔ)上衍生而來的小幅度鼻隆構(gòu)造是形成延9油藏的最主要因素。侏羅紀地層沉積后,經(jīng)過后期燕山運動改造和差異壓實作用, 延9頂面構(gòu)造最終表現(xiàn)為西傾單斜背景下分布排狀的鼻隆構(gòu)造。 從富縣組—延10—延9—延8, 侏羅系油藏受到巖性及鼻隆構(gòu)造控制作用增強, 古地貌影響程度減弱[16-19]。 勘探實踐表明, 延9段油藏構(gòu)造均處于鼻狀隆起部位, 在同一巖性-構(gòu)造油藏中, 油氣賦存于構(gòu)造高部位, 地層水位于構(gòu)造低部位, 油水分異明顯。 延9和延8段沉積微相類型和砂體發(fā)育程度是成藏的基本條件, 構(gòu)造與儲層砂體的有效匹配是油氣富集的決定因素。

3.3 油氣富集潛力區(qū)預(yù)測

根據(jù)已探明延安組油藏特征,在古地貌與油藏分布關(guān)系研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合儲層及構(gòu)造因素,認為古地貌陡坡區(qū)砂體為油氣的有利儲集體,陡坡區(qū)巖性變化快,陡坡坡面是天然的油氣運移通道,且陡坡區(qū)通常處于河谷邊部,泥質(zhì)遮擋層增多,當(dāng)延安組上覆沉積體與陡坡具有較好的匹配關(guān)系時,易形成巖性-構(gòu)造圈閉(圖8),故陡坡區(qū)內(nèi)的有效構(gòu)造圈閉或巖性上傾尖滅圈閉可作為安塞油田南部油氣富集的潛力區(qū)。

圖8 安塞南延安組延9油藏成藏模式圖(根據(jù)毛飛躍等[2]修改)Fig.8 Accumulation model of Yan 9 reservoir in southern Ansai

4 結(jié) 論

(1)以安塞油田南部地區(qū)為例,利用該地區(qū)豐富的鉆井與測井資料,采用印模法恢復(fù)了該地區(qū)侏羅紀古地貌形態(tài)。根據(jù)印模法恢復(fù)結(jié)果,安塞南部前侏羅系古地貌被劃分為河谷、古陡坡和支溝3種類型古地貌單元。

(2)河谷主要發(fā)育于研究區(qū)西南地區(qū),河谷走向近東西向,是由強烈的河谷下切作用形成的。陡坡為高地與古河谷之間的過渡地帶。陡坡寬度為3.0～9.5 km,可進一步將其劃分為陡坡區(qū)與緩坡區(qū)。支溝對延長組地層的沖蝕及對陡坡的支解起重要作用,使地層邊緣發(fā)生破碎并形成坡咀。

(3)古沖溝及河道砂體為油氣運移提供了良好通道,古地貌陡坡區(qū)砂體為油氣的有利儲集體,受古地形影響的微幅構(gòu)造和巖性圈閉是油氣聚集的有利指向區(qū)。