張園園 任戰(zhàn)利 何發(fā)岐 崔軍平 楊桂林 王琨 吉園園

1.大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 7100692.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，西安 7100693.中國(guó)石化華北油氣分公司，鄭州 450006

鄂爾多斯盆地是以華北克拉通為基底的疊合型內(nèi)陸坳陷盆地(趙重遠(yuǎn)，1990；Liuetal.，2006；朱日祥等，2011；Wangetal.，2015)。盆內(nèi)西南部地處陜北斜坡、天環(huán)坳陷、西緣沖斷構(gòu)造帶與渭北隆起等不同構(gòu)造單元的交匯區(qū)。該區(qū)地表形態(tài)復(fù)雜且有巨厚黃土堆疊，高精度地震勘探工作難以開(kāi)展，導(dǎo)致中生界構(gòu)造研究基礎(chǔ)較為薄弱。部分研究認(rèn)為鄂爾多斯盆地西南部構(gòu)造穩(wěn)定、變形微弱且少有斷裂發(fā)育，長(zhǎng)7段烴源巖所生成的烴類主要經(jīng)由砂體運(yùn)移至古河道、不整合面附近聚集成藏(許建紅等，2007；Zhengetal.，2008；代金友和何順利，2010)。近年來(lái)，伴隨著三維地震可視化、成像測(cè)井等技術(shù)工藝的日臻完善，相繼于盆地中部、東北部構(gòu)造轉(zhuǎn)折區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)近直立狀斷裂的存在(劉震等，2013；王偉峰等，2015；潘杰等，2017；徐興雨等，2019)。考慮到鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組油氣成藏主要集中在印支期、燕山期、喜馬拉雅期等幾個(gè)關(guān)鍵時(shí)間段內(nèi)(陳剛等，2005；任戰(zhàn)利等，2007；張文正等，2009；李士祥等，2010；Baoetal.，2014；Chenetal.，2015)，推測(cè)盆內(nèi)西南部中生界斷裂體系的發(fā)育也會(huì)對(duì)該區(qū)三疊系延長(zhǎng)組油氣運(yùn)聚過(guò)程產(chǎn)生重要影響。

鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)原-涇川(以下簡(jiǎn)稱鎮(zhèn)涇)地區(qū)受多個(gè)期次、多種類型構(gòu)造作用相互疊加改造——盆地邊緣西緣沖斷構(gòu)造帶、渭北隆起構(gòu)造變形強(qiáng)烈，尤其是中生代以來(lái)盆緣多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)該區(qū)沉積、構(gòu)造等有重要控制作用(圖1a, b)。該區(qū)面積約2500km2，高精度三維地震勘探近乎全區(qū)覆蓋，鉆井、測(cè)錄井及分析測(cè)試等基礎(chǔ)資料豐富，為盆地構(gòu)造精細(xì)研究提供了難得的數(shù)據(jù)。以前人們普遍認(rèn)為鎮(zhèn)涇地區(qū)缺乏斷裂構(gòu)造，隨著研究工作的深入，中國(guó)石化華北油氣分公司發(fā)現(xiàn)該區(qū)斷裂發(fā)育，中生界低壓、低豐度油藏沿?cái)嗔褞Ъ案邼B砂巖帶分散式分布，在延長(zhǎng)組內(nèi)形成工業(yè)性油氣聚集(圖1c-e)。迄今為止，總體而言，鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界斷裂特征、形成期次及與油氣成藏關(guān)系研究較弱，需要深入分析探討。本文針對(duì)鎮(zhèn)涇地區(qū)存在的以上問(wèn)題，以研究區(qū)高精度三維連片地震資料、203口探井、120口典型水平井等分析測(cè)試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)三維地震資料進(jìn)行了精細(xì)構(gòu)造解釋，分析了中生界斷裂特征、形成期次與成因演化，結(jié)合烴源巖熱演化及儲(chǔ)層孔隙度變化等，恢復(fù)了長(zhǎng)8段油氣成藏過(guò)程，探討了中生代以來(lái)構(gòu)造活動(dòng)對(duì)油氣成藏的控制作用。研究成果對(duì)我國(guó)克拉通盆地內(nèi)構(gòu)造轉(zhuǎn)折區(qū)構(gòu)造變化規(guī)律、油氣富集機(jī)理與差異分布等研究具有重要參考價(jià)值，對(duì)研究區(qū)油氣勘探有重要指導(dǎo)意義。

圖1 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)構(gòu)造格架及長(zhǎng)8段測(cè)井響應(yīng)特征(a、b) 鎮(zhèn)涇地區(qū)位置圖；(c)鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段底部反射界面(T6c)構(gòu)造圖；(d)長(zhǎng)8-長(zhǎng)9段測(cè)井綜合柱狀圖；(e)延長(zhǎng)組SSW-NNE向地層對(duì)比剖面圖(延9段頂部拉平)Fig.1 Structural maps and logging response characteristics of Chang 8 in Zhenjing area, Ordos Basin(a, b) location map of Zhenjing area; (c) structural diagram of reflection interface (T6c) at the bottom of Chang 7 Member in Zhenjing area; (d) comprehensive logging histogram of Chang 8-Chang 9 Member; (e) SSW-NNE trending stratigraphic section comparison map of Yanchang Formation (align the top of Yan 9 Member)

1 中生界構(gòu)造特征與演化

收集鎮(zhèn)涇地區(qū)2533.63km2三維地震資料，70余口鉆井的VSP資料、時(shí)間-深度數(shù)據(jù)及部分前人解釋結(jié)果，通過(guò)203口探井層位精細(xì)標(biāo)定，共追蹤、解釋了長(zhǎng)82底部地震反射T6a、長(zhǎng)81底部地震反射T6b、長(zhǎng)7底部油頁(yè)巖地震反射T6c、延8底部煤層地震反射T5b1等7個(gè)標(biāo)志性反射層位及300余條斷裂。

1.1 斷裂特征與分類

鎮(zhèn)涇地區(qū)處于盆地邊緣構(gòu)造強(qiáng)烈變形到弱變形的轉(zhuǎn)折及過(guò)渡部位，受盆地邊緣強(qiáng)烈構(gòu)造變形的影響明顯。平面上，鎮(zhèn)涇地區(qū)北西向、北東東向及近東西向3組斷裂特征差異顯著，易于識(shí)別(圖2a)。北西向大斷裂主要分布于研究區(qū)中部及南部，線狀延伸、橫切全區(qū)且具走滑性質(zhì)，延伸距離7～55km。北東東向斷裂發(fā)育于工區(qū)北部，呈雁列式帶狀分布，斷裂密度大，橫向延伸5～25km，并在工區(qū)中部與北西向斷裂交切。近東西向斷裂在工區(qū)西南部沿北西向走滑斷裂帶附近少量分布。

圖2 鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界斷裂分布圖(a)長(zhǎng)7段底部界面(T6c)斷裂分布平面圖；(b、c)中生界斷裂特征剖面圖Fig.2 Distribution of Mesozoic faults in Zhenjing area(a) fracture plane distribution of Chang 7 bottom interface (T6c); (b, c) Mesozoic fracture characteristic profile

剖面上，斷裂高陡產(chǎn)出，斷距小、隱蔽性強(qiáng)且多具走滑性質(zhì)，組合形成平行斜列式、“Y”字型、反“Y”字型、花狀、階梯狀等多種構(gòu)造樣式。北西向斷裂產(chǎn)狀近于直立，平均傾角79°，斷穿三疊系至白堊系并向淺部地層延伸，斷距15～70m(圖2b)。北東東向斷層傾角及斷距較小，斷穿上三疊統(tǒng)至中白堊統(tǒng)，多組合形成復(fù)雜斷裂區(qū)。此外，長(zhǎng)6、長(zhǎng)8等油層組內(nèi)部發(fā)育多條層間斷裂，垂直斷距小于10m，在地震剖面中難以直接識(shí)別。

斷裂性質(zhì)以壓扭性為主，同時(shí)發(fā)育有張性、張扭性斷層以及反轉(zhuǎn)斷層。由于多期構(gòu)造活動(dòng)疊加作用，不同性質(zhì)斷裂間的分帶性并不明顯。進(jìn)而根據(jù)斷裂發(fā)育規(guī)模、展布特征等，將鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界斷裂劃分為3類。I類斷裂以北西向及其伴生的北西西向走滑斷裂為主；該類斷裂近直立狀產(chǎn)出，橫向延伸距離大于7km，垂直斷距大于40m，同相軸明顯錯(cuò)斷，縱向斷穿三疊系至白堊系，并向上覆淺部地層延伸。II類斷裂高角度斜交分布，以北東東向斷裂為主，包含部分北西向斷裂；橫向延伸3.5～7km，垂直斷距10～40m，同相軸錯(cuò)斷、合并或扭動(dòng)，斷開(kāi)三疊系至侏羅系。III類斷裂于三疊系內(nèi)部發(fā)育，橫向延伸小于3.5km，垂直斷距小于10m，同相軸扭動(dòng)但無(wú)明顯錯(cuò)斷，難以直接識(shí)別。

1.2 構(gòu)造成因與演化

鄂爾多斯盆地中-新生代經(jīng)歷了內(nèi)陸克拉通盆地、內(nèi)陸拗陷盆地、斷陷盆地等演化階段(張國(guó)偉等，2001)。

前三疊紀(jì)，鄂爾多斯盆地是一持續(xù)接受沉積的穩(wěn)定地臺(tái)(王偉鋒等，2015)；中三疊世，華北板塊與揚(yáng)子板塊由東向西逐漸拼接；至三疊紀(jì)末晚印支期，秦嶺、祁連海槽完全關(guān)閉，沿板塊縫合帶開(kāi)始碰撞造山(Chenetal.，2007；代金友和何順利，2010；任戰(zhàn)利等，2020)。古特提斯構(gòu)造域活動(dòng)使祁連-秦嶺褶皺帶西段沿北東向擠壓推覆，進(jìn)而使鄂爾多斯盆地西南緣強(qiáng)烈變形，形成褶皺及斷裂。盆地邊緣渭北隆起發(fā)育的北西向彬縣-官莊斷裂自然延伸至鎮(zhèn)涇區(qū)內(nèi)，形成北西、北西西向線狀走滑斷裂，將研究區(qū)切割為南北兩個(gè)構(gòu)造單元。印支期的區(qū)域性擠壓隆升致使鎮(zhèn)涇地區(qū)北部的長(zhǎng)4+5段至富縣組普遍缺失；研究區(qū)西南部剝蝕程度較之東北部更甚，長(zhǎng)6段及上覆延長(zhǎng)組剝蝕殘余，與上覆侏羅系不整合接觸(圖3a)。

圖3 鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7底界面(T6c)中-新生代構(gòu)造演化平面圖Fig.3 Meso-Cenozoic tectonic evolution plan of Chang 7 bottom interface (T6c) in Zhenjing area

早、中侏羅世，富縣期至延安期完成了燕山期內(nèi)盆地第I拗陷階段的充填沉積。盆地第I拗陷階段結(jié)束。其間，鎮(zhèn)涇地區(qū)受近南北向擠壓應(yīng)力持續(xù)作用而形成北傾單斜形態(tài)。同時(shí)北西、北東向斷裂剪切活動(dòng)，但該期構(gòu)造變動(dòng)延續(xù)時(shí)間較短且作用強(qiáng)度較弱。隨后盆地進(jìn)入第II拗陷階段，形成了直羅期與安定期的內(nèi)陸湖盆沉積。至晚侏羅世燕山運(yùn)動(dòng)中期，庫(kù)拉-太平洋板塊向西俯沖碰撞，使鄂爾多斯盆地遭受強(qiáng)烈擠壓并形成西緣沖斷構(gòu)造帶。此時(shí)鎮(zhèn)涇地區(qū)繼承了早燕山期構(gòu)造格局，加強(qiáng)了北東東向逆斷裂發(fā)育，前期存在的斷裂間發(fā)生了復(fù)雜的剪切活動(dòng)(圖3b、圖4)。晚侏羅世中期至早白堊世晚期，在北西-南東向擠壓應(yīng)力作用下，左旋剪切活動(dòng)持續(xù)發(fā)生，全湖盆隆升萎縮至消亡(吳奇之等，1997；張國(guó)偉等，2001；焦亞先等，2013)。此間鎮(zhèn)涇地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)椤皷|南高、西北低”的單斜形態(tài)(圖3c)；同時(shí)先存斷裂活化，部分?jǐn)嗔研再|(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)換，北西向斷裂以壓扭活動(dòng)為主，北東向斷裂擠壓逆沖。

圖4 鎮(zhèn)涇地區(qū)中-新生代斷裂構(gòu)造演化剖面圖Fig.4 Profile of Meso-Cenozoic fault structure evolution in Zhenjing area

古近系以來(lái)喜山期，受歐亞板塊-印度板塊碰撞的影響，鄂爾多斯盆地處于右旋剪切-拉張應(yīng)力環(huán)境(李士祥等，2010)，北東方向擠壓，北西-南東方向產(chǎn)生拉張。此時(shí)，鎮(zhèn)涇地區(qū)因北西向斷裂切割分區(qū)及喜山期構(gòu)造旋回改造，而呈現(xiàn)“東高西低、南陡北緩”的二臺(tái)階單斜格架。同時(shí)北東東向斷裂張性活動(dòng)，斷裂密度增大，并且新產(chǎn)生了大量規(guī)模不等的張性雁列狀、“X”型共軛剪切裂隙(圖3d)。

2 油氣成藏地質(zhì)特征

2.1 烴源巖性質(zhì)與熱演化

鎮(zhèn)涇地區(qū)受晚三疊世近南北向擠壓應(yīng)力作用影響，于長(zhǎng)7段沉積期達(dá)到最大湖侵(鄧秀芹等，2008)。同時(shí)，基底斷裂活動(dòng)導(dǎo)致凝灰質(zhì)火山沉積物上涌與長(zhǎng)7段細(xì)粒沉積物互層產(chǎn)出(張文正等，2009；Qiuetal.，2014；Wangetal.，2014；Zhangetal.，2019；劉池洋等，2020)，使有機(jī)質(zhì)富集形成了一套深湖-半深湖相暗色泥巖及油頁(yè)巖沉積(Linetal.，2017)。其中，長(zhǎng)7段底部黑色油頁(yè)巖為鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組主力烴源巖：平均厚度約9.8m，有機(jī)質(zhì)類型以I型及II1型為主，TOC平均含量約為8.16%，HC含量最高可達(dá)4339.5×10-6；21個(gè)油頁(yè)巖樣品測(cè)得有機(jī)質(zhì)Ro介于0.95%～1.15%，平均值約為1.06%(任戰(zhàn)利等，2019(1)任戰(zhàn)利, 張園園, 于春勇等. 2019. 紅河油田主力油層組構(gòu)造、斷裂特征及與油藏成藏關(guān)系研究. 中石化華北油氣分公司科研報(bào)告)。

由HH105井、HH12井、HH36井等典型單井長(zhǎng)7段烴源巖熱演化史模擬結(jié)果可知，該套油頁(yè)巖早期熱演化受印支運(yùn)動(dòng)影響而進(jìn)程緩慢，至侏羅紀(jì)末Ro普遍小于0.5%。早白堊世盆地快速沉降，發(fā)生構(gòu)造熱事件，地溫梯度及大地?zé)崃髦党掷m(xù)上升(任戰(zhàn)利等，2007，2017，2020)。在距今約130Ma長(zhǎng)7段優(yōu)質(zhì)烴源巖Ro突破生烴門限，開(kāi)始生成液態(tài)石油。在隨后的早白堊世，長(zhǎng)7段油頁(yè)巖隨地層快速埋深而進(jìn)入中成熟熱演化階段，大量原油生成。烴源巖Ro在距今100Ma的早白堊世末期介于0.95%～1.15%。其后燕山晚期、喜山期盆地持續(xù)抬升，長(zhǎng)7段烴源巖熱演化基本停滯。

2.2 儲(chǔ)層特征及成巖演化

鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)8段發(fā)育濱-淺湖相、三角洲相碎屑砂巖，是延長(zhǎng)組主力產(chǎn)油層段之一(Yang and Deng，2013；楊智峰等，2017；陳林等，2019；呂文雅等，2020)，其中長(zhǎng)812小層油氣資源最為富集。該小層平均砂巖百分含量62%，砂體橫向連續(xù)且分布穩(wěn)定，砂巖類型以中-細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，發(fā)育低孔特低滲、低孔低滲致密儲(chǔ)層，砂巖平均孔隙度8.3%，平均滲透率0.35mD(圖5)。

根據(jù)巖石薄片、掃描電鏡以及X衍射分析，長(zhǎng)812砂巖儲(chǔ)層現(xiàn)處于中成巖A期，主要成巖作用類型為壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用、交代作用和破裂作用5種(圖6)，成巖序列為：機(jī)械壓實(shí)作用，碎屑礦物破碎、蝕變→蒙脫石脫水轉(zhuǎn)化為混層粘土礦物→自生綠泥石膜→石英次生加大→亮晶方解石、濁沸石交互式膠結(jié)→有機(jī)酸進(jìn)入孔隙→長(zhǎng)石、巖屑等碎屑顆粒的溶蝕作用→硅質(zhì)膠結(jié)以及自生高嶺石等粘土礦物充填→鐵方解石、鐵白云石膠結(jié)、交代→微裂隙(圖7)。

圖5 鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)812砂巖物性參數(shù)分布直方圖Fig.5 Distribution histogram of physical parameters of Chang 812 sandstone in Zhenjing area

圖6 鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)812儲(chǔ)層成巖作用顯微照片(a) HH21井，1786.61m，粒間孔中充填片狀綠泥石、絲縷狀伊利石及自生石英；(b) HH107井，2437.26m，次生石英晶體、石鹽集合體、絲發(fā)狀伊利石及葉片狀綠泥石共同充填于粒間孔隙中；(c) HH92井，2265.19m，次生石英晶體及葉片狀綠泥石集合體充填于粒間孔隙中，見(jiàn)次生溶蝕微孔隙；(d) HH361井，2024.30m，長(zhǎng)石被溶蝕，其粒內(nèi)溶蝕微孔發(fā)育，顆粒間見(jiàn)部分石鹽晶體；(e) HH78井，2240.67m，粒間孔隙發(fā)育，次生石英晶體充填于粒間孔隙中，綠泥石集合體交代顆粒表面；(f) HH312井，2139.78m，顆粒間充填伊利石、伊蒙混層、綠蒙混層等，微裂隙發(fā)育Fig.6 Micrographs for diagenesis of Chang 812 sandstone reservoirs in Zhenjing area(a) Well HH21, 1786.61m, intergranular pores are filled with lamellar chlorite, filamentous illite and authigenic quartz; (b) Well HH107, 2437.26m, intergranular pores are filled with secondary quartz crystals, halite aggregates, filamentous illite and foliate chlorite; (c) Well HH92, 2265.19m, secondary quartz crystals and foliate chlorite aggregates are filled in intergranular pores, and secondary dissolution micropores are developed; (d) Well HH361, 2024.30m, the feldspar is corroded, the corrosion micropores are developed in the grains, and some halite crystals are distributed among the grains; (e) Well HH78, 2240.67m, intergranular pores are developed, secondary quartz crystals are filled in intergranular pores, and chlorite aggregates replace the surface of the grains; (f) Well HH312, 2139.78m, pores are filled with illite, I/S mixed layer, C/S mixed layer, etc., and microcracks are developed

以HH105井2251.0m長(zhǎng)812灰褐色油浸中-細(xì)粒砂巖樣品為例，采用成巖作用效應(yīng)模擬的砂巖古孔隙度恢復(fù)方法，研究長(zhǎng)812儲(chǔ)層孔隙度演化特征(圖7)。樣品砂巖原始孔隙度38.7%，礦物碎屑粒度細(xì)、成分成熟度低、塑性礦物及填隙物含量高導(dǎo)致砂巖抗壓實(shí)強(qiáng)度較弱(Beard and Weyl，1973；Scherer，1987; Zhouetal.，2016)。晚三疊世早成巖A期，54.4%的原始孔隙因壓實(shí)作用而快速減少。晚侏羅世至早白堊世的早成巖B期，壓實(shí)作用強(qiáng)度明顯減弱；方解石膠結(jié)物在經(jīng)歷生成高峰之后，生成作用隨深度增加而降低；導(dǎo)致砂巖孔隙度持續(xù)減損至10%左右，減孔率約為41.45%。但隨后因地層水中有機(jī)酸濃度持續(xù)升高，導(dǎo)致長(zhǎng)石及巖屑顆粒溶解度增大(Laietal.，2016；Linetal.，2017)，石英次生加大、綠泥石包殼等的發(fā)育使孔隙度減損速率有所降低。早白堊世以來(lái)的中成巖A期，區(qū)域性構(gòu)造抬升使斷層及微裂隙發(fā)育，儲(chǔ)層孔隙度由此增加4.13%。但受后期構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度減弱、斷裂快速關(guān)閉以及伊利石、綠泥石、鐵方解石等晚期膠結(jié)物充填的影響，此次建設(shè)性增孔效果并不顯著，砂巖孔隙度先增后減并最終維持在10%以下。

圖7 鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)812砂巖儲(chǔ)層成巖演化序列及孔隙度變化Fig.7 Diagenetic evolution sequence and porosity variation of Chang 812 sandstone reservoirs in Zhenjing area

3 油氣運(yùn)聚過(guò)程與構(gòu)造影響作用

3.1 油氣成藏期次與時(shí)間

鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組油氣成藏期與印支期、燕山期、喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)關(guān)系密切(陳剛等，2005；張文正等，2009；李士祥等，2010；Baoetal.，2014；Chenetal.，2015)。前人分別采用盆地構(gòu)造熱演化史、圈閉發(fā)育史分析、成巖礦物定年、流體包裹體定年等多種方法確定鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組油氣充注期次與時(shí)間(任戰(zhàn)利等，2008；李士祥等，2010；尹偉等，2011；李濰蓮等，2012；Douetal.，2017)。本次根據(jù)埋藏史、烴源巖熱演化史結(jié)合包裹體測(cè)溫，對(duì)延長(zhǎng)組油氣充注期次進(jìn)行了分析。

長(zhǎng)812砂巖烴類包裹體多分布于次生石英加大邊、溶蝕孔隙邊緣及鈣質(zhì)膠結(jié)物中，多表現(xiàn)為群體狀、串珠狀分布，直徑≤3.5μm，發(fā)黃色、黃綠色熒光。利用激光拉曼光譜分析手段對(duì)其內(nèi)部組分進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)不同的烴類包裹體都會(huì)出現(xiàn)1648cm-1、2873cm-1、2927cm-1、3018cm-1所分別代表的C4H6、C3H8、CH4、C2H4拉曼峰值，表明這些烴類包裹體組分相同，為同一期油氣充注的產(chǎn)物(圖8)。經(jīng)Linkam THMS600冷熱平臺(tái)包裹體測(cè)溫發(fā)現(xiàn)，烴類伴生的鹽水包裹體均一溫度呈現(xiàn)90～105℃、110～125℃兩組主峰分布特征。結(jié)合埋藏史、烴源巖熱演化史分析認(rèn)為，鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)8段在距今130～100Ma的早白堊世發(fā)生了一期連續(xù)油氣充注事件，同時(shí)該事件也是整個(gè)研究區(qū)中生界延長(zhǎng)組油氣成藏的關(guān)鍵(圖9)。

圖8 長(zhǎng)812烴類包裹體顯微特征及其拉曼譜圖(a) HH111井，2029.35m，烴類包裹體串珠狀分布于石英顆粒表面愈合縫中，發(fā)黃綠色熒光；(b) HH361井，2029.25m，烴類包裹體群體狀分布于次生石英加大邊中，發(fā)黃綠色熒光Fig.8 Microscopic characteristics and Raman spectra of hydrocarbon inclusions in Chang 812(a) Well HH111, 2029.35m, hydrocarbon inclusions are distributed in the healing fractures on the surface of quartz grains in the form of moniliform, and emitting yellowish green fluorescence; (b) Well HH361, 2029.25m, hydrocarbon inclusions are distributed in groups in the enlarged edge of secondary quartz, with yellowish green fluorescence

3.2 油氣動(dòng)態(tài)成藏過(guò)程

綜合上述鎮(zhèn)涇地區(qū)富油區(qū)構(gòu)造演化、烴源巖熱演化及儲(chǔ)層孔隙度反演結(jié)果，按照時(shí)間順序恢復(fù)鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)8段油氣成藏動(dòng)態(tài)過(guò)程。

(1)晚三疊世，儲(chǔ)集層、烴源巖層初始沉積形成期。印支期盆地西南緣抬升形成古高地，為鎮(zhèn)涇地區(qū)提供沉積物源供給，在長(zhǎng)8期沉積發(fā)育湖相-三角洲相河道砂巖。之后盆地水體持續(xù)加深于長(zhǎng)7期達(dá)到最大湖泛，沉積了延長(zhǎng)組最為重要的一套半深湖-深湖相暗色泥巖及油頁(yè)巖。至印支期晚期，受盆地邊緣強(qiáng)烈擠壓影響，北西、北西西向斷裂走滑切割全區(qū)為南、北兩個(gè)構(gòu)造單元，加之地層差異隆升使西南部長(zhǎng)7段及上覆延長(zhǎng)組淋濾、剝蝕。因此，鎮(zhèn)涇地區(qū)西南部整體源巖質(zhì)量差、熱演化程度低。

(2)早白堊世初期，少量早期低熟油近源充注期。早期燕山運(yùn)動(dòng)不僅使研究?jī)?nèi)逆斷層發(fā)育，而且使地層傾向發(fā)生轉(zhuǎn)變，長(zhǎng)8段砂體向北東及北部?jī)A斜。長(zhǎng)812河道砂體橫向連通，早成巖B期壓實(shí)、石英次生加大、綠泥石襯邊、少量自生粘土礦物充填，以及有機(jī)酸誘發(fā)的溶解作用等使砂巖孔隙度維持在15%～20%，形成早期的砂巖物性圈閉。與此同時(shí)，上覆長(zhǎng)7段烴源巖熱演化突破生烴門限，有機(jī)質(zhì)Ro達(dá)到0.5%～0.7%，少量低熟液態(tài)烴類開(kāi)始生成，并在浮力及生烴增壓作用下向烴源巖附近有利砂體前端緩慢充注，完成第一幕小規(guī)模、近距離油氣聚集成藏(圖9、圖10a)。

圖9 鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8段儲(chǔ)層成巖-油氣成藏匹配關(guān)系圖(HH105井，2252.30m 長(zhǎng)812)Fig.9 Matching relationship between diagenesis and accumulation of Chang 8 reservoir in Yanchang Formation, Zhenjing area (Well HH105, 2252.30m, Chang 812)

圖10 鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)8段油氣成藏過(guò)程示圖Fig.10 Oil and gas accumulation process of Chang 8 Member in Zhenjing area

(3)早白堊世末期，成熟油快速充注成藏期。受早白堊世區(qū)域熱事件影響(任戰(zhàn)利等，2007，2017，2020)，鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段迅速埋深至2650～3000m，致使優(yōu)質(zhì)烴源巖熱演化加劇，Ro高達(dá)0.95%～1.15%。該過(guò)程不僅使成熟原油高效排出，而且烴源巖短期內(nèi)快速生烴增壓，為油氣長(zhǎng)距離運(yùn)移提供動(dòng)力(朱光有等，2013)。持續(xù)埋深壓實(shí)、方解石膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)、粘土礦物充填、碎屑顆粒溶解等綜合影響下，長(zhǎng)812儲(chǔ)層砂巖孔隙度降低至10%附近。此時(shí)源巖與儲(chǔ)層間所產(chǎn)生的壓力差為原油輸導(dǎo)提供了充注動(dòng)力(Liuetal.，2008；Guoetal.，2012)。另外，早白堊世末晚期燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，一方面使研究區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)椤皷|南高、西北低”單斜形態(tài)，進(jìn)而改變了砂巖圈閉傾向及閉合幅度；另一方面全盆地抬升卸壓，使鎮(zhèn)涇地區(qū)北西向斷裂性質(zhì)轉(zhuǎn)化、北北東向剪切斷裂大規(guī)模發(fā)育，溝通長(zhǎng)7段烴源巖層與長(zhǎng)8段儲(chǔ)集體。因此，大量生成的液態(tài)石油沿?cái)嗔延稍磶r區(qū)向下伏長(zhǎng)8段儲(chǔ)層快速輸導(dǎo)，并在斷裂附近砂巖帶聚集，完成第二次油氣幕式快速充注。隨后儲(chǔ)層受壓溶、粘土礦物充填、晚期鐵方解石膠結(jié)等作用而持續(xù)致密化。長(zhǎng)812砂巖中所捕獲的大量液態(tài)烴類包裹體為該期原油充注提供了佐證。

(4)晚白堊世以來(lái)，原生油藏調(diào)整期。喜山期構(gòu)造旋回作用對(duì)鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界產(chǎn)生的影響如下：一是長(zhǎng)7段烴源巖熱演化停滯；二是長(zhǎng)8段砂巖儲(chǔ)層致密化；三是北北東向張性、張扭性斷裂產(chǎn)出密度加大、活動(dòng)強(qiáng)度增強(qiáng)，并伴有剪切裂隙發(fā)育，改善致密砂巖儲(chǔ)層孔滲性。三者共同作用下，早期油藏動(dòng)態(tài)平衡被破壞，烴類物質(zhì)沿北東東向斷裂與連續(xù)性優(yōu)質(zhì)砂體發(fā)生調(diào)整或局部聚集，最終形成研究區(qū)中生界低壓、低豐度油藏沿?cái)嗔褞Ъ案邼B砂巖帶分散式分布的現(xiàn)狀。

3.3 構(gòu)造作用對(duì)油氣成藏的影響及控制作用

就鄂爾多斯盆地而言，劉震等(2013)指出高陡斷裂的發(fā)育控制著盆地中生界油氣藏的形成與分布。王偉峰等(2015)強(qiáng)調(diào)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引發(fā)的斷裂活動(dòng)不僅可以改善儲(chǔ)層物性，還可提供油氣運(yùn)移通道。結(jié)合鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界構(gòu)造演化與長(zhǎng)8段油氣成藏動(dòng)態(tài)過(guò)程，筆者認(rèn)為中-新生代構(gòu)造活動(dòng)對(duì)鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界油氣成藏的影響作用主要體現(xiàn)在以下方面。

印支期，I類北西向走滑斷裂控制了鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界構(gòu)造格局，地層差異隆升影響延長(zhǎng)期沉積體系及優(yōu)質(zhì)烴源巖展布范圍。受盆地邊緣強(qiáng)烈擠壓影響，北西、北西西向走滑斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)，將鎮(zhèn)涇地區(qū)切裂為南、北兩個(gè)次級(jí)鼻狀褶皺單元。此外構(gòu)造活動(dòng)對(duì)烴源巖分布的控制作用顯著(Zhuetal.，2017)，具體到鎮(zhèn)涇地區(qū)表現(xiàn)為西南部大幅隆升形成古高地，一方面使長(zhǎng)7沉積期母源物質(zhì)由西南向北東方向分散入湖，另一方面使隆起區(qū)長(zhǎng)6段及上覆延長(zhǎng)組剝蝕殘余、長(zhǎng)7段剝蝕淋濾，導(dǎo)致工區(qū)南部長(zhǎng)7段烴源巖展布面積、有效厚度、有機(jī)質(zhì)豐度、熱演化程度等，均比北部同層段烴源巖有所降低。

中、晚燕山期，地層快速沉降加速了長(zhǎng)7段烴源巖熱演化，影響了儲(chǔ)層致密化進(jìn)程；II類斷裂有效溝通源儲(chǔ)，為烴類運(yùn)移提供垂向輸導(dǎo)通道。早白堊世長(zhǎng)7段烴源巖受區(qū)域性構(gòu)造熱事件影響而加速演化，于早白堊世末進(jìn)入成熟階段并開(kāi)始生成大量液態(tài)石油。此外，早白堊世末燕山運(yùn)動(dòng)晚期，地層抬升誘導(dǎo)多組剪切斷裂活動(dòng)，一方面使儲(chǔ)層砂巖孔縫擴(kuò)容，有效減緩了儲(chǔ)層致密化，加強(qiáng)了油氣的充注能力；另一方面II類斷裂貫通長(zhǎng)7源巖層與長(zhǎng)8儲(chǔ)集層，使烴類物質(zhì)沿?cái)嗔汛瓜蜉攲?dǎo)，并在斷裂帶附近的長(zhǎng)8段優(yōu)質(zhì)砂體內(nèi)聚集。

喜山期，斷裂控制油氣調(diào)整范圍及次生油藏差異富集。喜山運(yùn)動(dòng)使先存中生界斷裂活化，其中I類斷裂相關(guān)的長(zhǎng)8油藏遭到改造及調(diào)整，油氣向上運(yùn)移至上覆侏羅系形成巖性油藏等，不利于長(zhǎng)8段油藏保存；該類斷裂相關(guān)長(zhǎng)8段平均錄井全烴值為3.2%，以HH37P18井為例，長(zhǎng)8段綜合試油日產(chǎn)量1.28t，試采1個(gè)月后日產(chǎn)油量?jī)H為0.57t。III類北東東向斷裂規(guī)模小，多為油層組內(nèi)部發(fā)育，滲流能力較弱且儲(chǔ)層改善范圍有限，相關(guān)水平井長(zhǎng)8段平均錄井全烴值僅為2.6%；以HH50P4井為例，綜合試油日產(chǎn)量0.99t，試采1個(gè)月后日產(chǎn)油量1.49t。II類斷裂相關(guān)長(zhǎng)8油藏僅在組內(nèi)運(yùn)移調(diào)整，相關(guān)水平井長(zhǎng)8段平均錄井全烴值高達(dá)35.1%；以HH73P61井為例，綜合試油日產(chǎn)量21.96t，試采1個(gè)月后日產(chǎn)油量17.5t。另外，北西向II類斷裂多呈壓扭性，導(dǎo)流性相對(duì)較差，對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)較小；而北東東向II類斷裂多呈張扭性，導(dǎo)流性較好，是最為有效的富油斷層。鎮(zhèn)涇地區(qū)HH36井區(qū)、HH12井區(qū)、HH37井區(qū)長(zhǎng)81主力產(chǎn)層鉆遇北東東向斷裂的水平井原油日產(chǎn)量分別為10.9 t/d、10.1 t/d、8.3t/d，鉆遇北西西向斷裂的水平井原油產(chǎn)量?jī)H為5.5t/d、2.5 t/d、5.8t/d。

4 結(jié)論

(1)鄂爾多斯盆地西南部鎮(zhèn)涇地區(qū)處于盆地邊緣強(qiáng)烈變形與盆內(nèi)弱變形的過(guò)渡轉(zhuǎn)折區(qū)，發(fā)育復(fù)雜斷裂體系。中生界主要發(fā)育北西向、北東東向、近東西向3組斷裂，平面上北西向斷裂線狀延伸走滑、北東東向斷裂雁列式帶狀分布，剖面上斷裂直立高陡產(chǎn)狀且小斷距錯(cuò)動(dòng)、不易識(shí)別。受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，斷裂多期次疊加，性質(zhì)復(fù)雜。印支期近南北向擠壓應(yīng)力作用下形成北西向壓扭性走滑斷裂；中、晚燕山期左旋剪切-擠壓應(yīng)力環(huán)境下北東向斷裂活動(dòng)加強(qiáng)；喜山期右旋剪切-拉張應(yīng)力作用使北西向斷裂擠壓閉合、北東東向斷裂呈張性且導(dǎo)流能力強(qiáng)，同時(shí)派生大量規(guī)模不等的剪切裂隙。

(2)鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界長(zhǎng)8段油氣藏的形成先后經(jīng)歷4個(gè)階段，分別為：晚三疊世，儲(chǔ)集層、烴源巖層初始沉積形成，產(chǎn)生北西向走滑斷裂；早白堊世初期，少量早期低熟油近源充注，形成常規(guī)巖性油藏；早白堊世末，成熟油快速輸導(dǎo)，形成受斷層及裂縫控制的構(gòu)造-巖性油氣藏；晚白堊世以來(lái)，油藏發(fā)生調(diào)整。其中早白堊世末的中、晚燕山期，長(zhǎng)7段烴源巖達(dá)到了最高熱演化程度，并且斷裂構(gòu)造活動(dòng)加強(qiáng)，是鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界油氣成藏的關(guān)鍵時(shí)期。

(3)中、新生代構(gòu)造活動(dòng)對(duì)鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界油氣成藏產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。印支運(yùn)動(dòng)控制了沉積儲(chǔ)層及優(yōu)質(zhì)烴源巖展布范圍；該階段I類北西向走滑斷裂活動(dòng)，控制了鎮(zhèn)涇地區(qū)中生界構(gòu)造格局。中、晚燕山運(yùn)動(dòng)加速了烴源巖熱演化，II類斷裂活動(dòng)不僅能有效溝通源儲(chǔ)，提供垂向輸烴通道，而且改善儲(chǔ)層孔滲性，減緩儲(chǔ)層致密化進(jìn)程，增強(qiáng)了油氣充注能力。喜山期，先存中生界斷裂活動(dòng)，控制了油藏調(diào)整范圍及差異富集；其中，北東東向II類張性或張扭性斷裂導(dǎo)流性好，是最為有效的富油斷層。

致謝感謝中國(guó)石化華北油氣分公司采油一廠的工作人員在此次研究過(guò)程中所給予的支持與幫助。感謝審稿專家及本刊編輯提出了有益的修改意見(jiàn)！