鄂尔多斯盆地南部致密油沉积环境分析

2018-08-22张朔熙陈西泮王建华张坤鹏刘秀婵

石油化工应用 2018年7期

张朔熙，陈西泮，王建华，张坤鹏，刘秀婵

（1.延安大学石油工程与环境工程学院，陕西延安 716000；2.延长油田股份有限公司富县采油厂，陕西延安 716000；3.延长油田股份有限公司旬邑指挥部，陕西旬邑 711300）

致密油作为现今非常规油气中的一大主力资源，在国内外已有多年研究。鄂尔多斯盆地为国内致密油资源主力区域，尤其是三叠系延长组长7致密油，分布范围广，特征明显，资源丰富。究其主要原因，沉积环境起到了至关重要的控制作用。近年来，对鄂尔多斯盆地长7致密油研究多集中在盆地北部及西南部，对于南部地区，如富县、旬邑、下寺湾、黄陵地区致密油研究相对较浅，本文就南部区域致密油沉积环境及其形成的砂岩特征进行分析，能够有力地推动盆地南部致密油研究与开采。

1 概况

鄂尔多斯盆地三叠系延长组时期，受区域印支构造运动的影响，不断发生下沉，并在该期下沉速率较高，所以沉积了一套较厚的沉积岩，为延长组地层[1]，三叠纪末期，沉积的厚层沉积物的作用下，产生强烈的压实作用，造成大量原生孔隙丧失，剩余的原生孔隙及后期形成的次生孔隙成为现今油气储集的有利空间。盆地内部经过雨水的充填形成典型内陆型湖泊，加之周围河流的汇入等一系列地质作用，盆地内跟致密油有关的储层沉积岩聚集环境大致包含四类：湖泊环境、地震/火山导致浊流环境、深水重力流环境、三角洲环境[2，3]，四种环境下形成的粗砂岩、细砂岩成为近距离运移成藏的致密油的良好储存环境。

盆地南部区域响应和继承了盆地的所有变迁与演化，致密油聚集的长6、长7、长8期均经历了盆地的变化，三个时期受到不同物源、外动力及重力流等因素影响，主要处于湖成三角洲环境。在此环境下，三角洲前缘中河道砂体、滑塌砂体、碎屑流砂体及浊积砂体为致密油主要存储环境[4]，各区域又分别表现出各自的特征。

2 沉积岩及沉积相特征

2.1 旬邑地区特征

旬邑位于盆地最南端，构造上属坡折带，受到物源充足、沉积演化快的特点影响[5]。三叠系地层中含油层位集中在长2、长6、长8，其中，目前认为属致密油的为长8地层。长7期与盆地沉积背景相呼应，处于湖泊环境下，发育半深湖、深湖滑塌沉积与重力流沉积物。砂岩沉积原因丰富，厚度充足。长8期伴随湖盆的缩减与河流地质作用，形成了以三角洲为主的沉积环境，致密油主要存储在该时期形成的三角洲前缘水下分流河道砂体中，除此，还有部分原油聚集在坡折带重力滑塌形成的砂体中。长73发育的平均厚约20 m的烃源岩作为致密油有利来源。

致密油主力层位长81砂岩类型以长石砂岩、岩屑长石砂岩多见，碎屑组分中除长石、石英外，岩屑以变质岩岩屑为主。填隙物中胶结物有泥质、碳酸盐岩，杂基以泥质为主。沉积物整体表现出粒度细，结构成熟度、成分成熟度均表现为中等-低。

2.2 黄陵地区特征

黄陵地区地处盆地南部中间，在盆地油气资源中有一定贡献。主要产油层位为长2、长6，目前认为长6为典型致密油藏。长6期黄陵地区伴随湖盆缩小、沉积厚度增大，加之东北、西南两大物源共同作用下，发生重力流沉积，包含砂质碎屑流沉积、浊流沉积、滑塌沉积[6]，其中黄陵地区长6期以深湖砂质碎屑流沉积、深湖浊流沉积为主，致密油聚集在深水三角洲前缘环境。

沉积岩岩性上浊积岩或碎屑岩都以长石砂岩、长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩为主。不同之处在于浊积岩杂基中泥质含量较多。结构成熟度与成分成熟度均属于低。

2.3 富县地区特征

富县地区在延长期处于湖盆发育的高潮期，在盆地沉积演化背景下，三叠纪主要发育砂质碎屑流沉积与地震事件形成震碎角砾岩、液化网状砂脉[7，8]。致密油分布在长7、长8层位中，在延长期发生的地震事件造成的微裂缝、为断层为致密油的运移有一定贡献作用。但长7致密油主要储集于长7上部的三角洲前缘和浊积扇砂体中[9]，长8致密油集中在三角洲前缘水下分流河道砂体中，两者均在前缘末端斜坡带发生砂质碎屑流沉积，也为致密油的存储作出了较大贡献。

长7油层组砂岩类型以长石砂岩为主，岩屑成分以变质岩岩屑为主，颗粒结构成熟度与成分成熟度中等。长8砂岩类型为长石砂岩、岩屑长石砂岩，填隙物以胶结物为主，结构成熟度与成分成熟度表现为低。

2.4 甘泉地区特征

甘泉地区紧邻延安市，构造上平缓。致密油分布的长7期处于浅湖-深湖过渡时期[10，11]，随着湖泊水的增加，大量的生物会随着时间的推移，死亡、埋藏、变为丰富的有机质，作为有利的烃源岩。在此过程中，由于水动力增加，会产生浊流携带一些细粒砂体搬运，当浊流动力变小，加之地势平缓时，砂体未经过长距离搬运而沉积下来，这些浊积岩聚集形成的浊积河道成为了下寺湾地区致密油储集层。岩性上主要为岩屑长石砂岩，以粉细砂岩为主，填隙物中以胶结物为主。结构成熟度与成分成熟度表现为中等-低。

3 优势沉积微相展布与致密油分布

盆地南部各区域致密油聚集于未经过远距离搬运、离烃源岩较近的砂岩中，各类型砂岩聚集成藏后，在平面上展现出一定的沉积相带，研究沉积相带的规模、分布来掌握砂岩的厚度与分布范围，为寻找或研究致密油有贡献意义。

南部四个区域均受到区域上构造与沉积环境的影响，长8湖盆鼎盛时期，湖泊周围随着物源供给带来大量砂体形成三角洲砂体；长7期，盆地南部下降，湖水大量进入，带入砂体发生碎屑流沉积、浊流沉积及滑塌沉积；长6期湖泊收缩、砂体大范围进入湖泊边缘，形成多个湖成三角洲。各时期沉积的砂体为致密油的存储提供了良好的空间。不同的微相对致密油存储有不同的影响（见图1）。

旬邑地区目前勘探程度、范围较其他区域低。长81致密油所处沉积环境为水下分流河道、水下天然堤部分。究其优势沉积微相，为水下分流河道微相，受到东北物源的影响，由于旬邑地区地处陕北斜坡最南部，离物源远，所以物源单一、无叠加，河道中央砂体厚度不大，一般大于20 m，砂地比大于0.5（见图1-a）。

富县地区长82致密油近年来受到关注，并取得产量突破。致密油主要聚集在湖进时期形成的三角洲前缘水下分流河道中。受到物源充足的影响，砂体厚度大于20 m、砂地比大于0.5者为最有利致密油聚集环境，尤其在河道交会处，砂体叠加，厚度增大，较厚处大于25 m，单井日产油高者，日产油7 t（如L46井）（见图1-b）。

黄陵地区长6致密油存储在湖成三角洲前缘水下分流河道微相中，河道砂体大于20 m，砂地比大于0.7为最有利致密油存储环境，试油、产量结果都较好。更有高者，砂体厚度大于35 m，累计产油280 t。水下天然堤、水下分流间湾亦存在砂体，但由于砂体存储不稳定、厚度薄等特点不易保存致密油，如若保留砂体，致密油不易运移至此处（见图1-c）。

下寺湾地区致密油主要层位为长7，致密油富集或产量较高区域除集中在水下分流河道以外，另一个优势沉积微相为浊积水道，沉积砂岩厚度较水下分流河道厚度薄、范围小为特点，产量较高处（日产大于2.0 t）砂厚大于15 m，砂地比大于0.7（见图1-d）。