延长油田枣园探区延长组长 6油气运聚及富集规律

陈立军 1 王桂成 2 曹聪 2 闻星宇 1 安鑫胜 1

1.延长石油股份有限公司勘探开发技术研究中心 2.西安石油大学地球科学与工程学院

摘要：为加快枣园探区勘探开发的目的，针对本区长6油气来源和聚集规律不明确的问题，运用多种烃源岩和储层实验分析的方法，得到本区长7为主要优质烃源岩，运移动力主要是剩余压力，运移通道主要为砂体及微裂缝，输导体系主要为砂体型疏导通道，成藏控制因素主要为油源、储层物性以及隔层及长4+5盖层的成果认识，为加快本区勘探开发提供了很好的借鉴意义。

关键词：烃源岩评价；油气运聚；成藏组合；成藏主控因素

1、引言

枣园探区处于伊陕斜坡有利构造带上。试油发现在长4+5、长6、长8有油气产量，目前出油点分散，未形成储量规模,潜在储量较丰富,有必要对油气运移动力，油气富集规律进行详细研究。

2、延长组油气运移的动力分析

鄂尔多斯盆地中生界油气经研究，认为都来源于该层系长7湖相烃源岩,优质的烃源岩主要分布在盆地中部偏南，成条带状北东-南西向展布^[1]。盆地的构造运动主要是整体的升降,内部少见断层，油气运移的主要动力是浮力和异常压力，油气二次运移的动力较弱，一般就近成藏。本文以中生界延长组已有的勘探资料为基础,从油气的初次运移和二次运移的动力入手，探讨本区油气成藏的主要部位和油气运移的临界条件。

2.1、浮力在油气运移中的作用

油气初次运移的浮力是油(气)和水的密度不同造成的，密度差越大，浮力越大。油(气)在地层中受到浮力的作用是永远存在的，由于油比水密度小，因此浮力是向上的。如果油气的运移方向是向上的，则浮力可以推动油气向上运移，反之油气运移的方向是向下的，则浮力是油气运移的阻力^[2]。本区主要的油源是来之下部的长7烃源岩，油气运移的方向是向上的，浮力是油气运移的非常重要的动力。

2.2、剩余压力分析及定量计算

根据大量的文献调研发现，很多学者认为鄂尔多斯延长组下部地层存在剩余压力，且此剩余压力是油气进行二次运移的非常重要的动力。

异常高压的成因在已知文献中研究较多。专家学者们公认异常高压泥岩的孔隙与同深度泥岩孔隙相比要好。异常高压泥岩中的超压值相当于异常泥岩高压值减去骨架岩石的上覆地层压力。基于此理论,可以计算出泥岩层中异常压力的大小。从图中我们可以看出,泥岩的声波时差值在连井剖面上同一深度的泥岩具有明显的欠压实段。欠压实段以上是正常压实泥岩段，主要层位是长1层段中下部至长2层顶部；欠压实段以下为欠压实泥岩段,明显具有剩余压力,且深度越深，剩余压力越大，到长7达到最大。

本次就研究区选取三条线进行单井过剩压力计算分析，即以枣5-南287-南300-南298-枣10井为北西-南东向连线、南137-西43-南284-南298-西65为北东-南西向连线。地层压力计算结果显示，本区异常压力始于长1上部，在长1层至长2极为明显，表明欠压实发育，长2油层中下部异常压力具有减弱的趋势，长7及长7以下存在异常压力。

图1 枣园探区北西-南东向单井压实曲线连井剖面

油气初次运移主要以异常压力为主要的排驱动力，从研究区单井压力拟合剖面可以产出，延长组长7段及长9段异常压力极为突出，为整个延长组中最大的异常压力段，所以油气初次运移动力极为充足，早白垩世，长7、长9烃源岩逐步进入生油高峰期，此时埋深逐渐增大，长7及长9层段异常压力也相应增大，为达到一个平衡，致使油气快速排出，运移至储集层中。

本区异常压力除了做为油气初次运移动力，同时也是油气二次运移的主要动力。Z12井单井剖面分析表明，延长组中存在两个相对低压带，即长2+3层段和长6层段，剩余压力油层组计算结果：长7与长2之差为17.05Mpa，长7油层组与长6油层组之差为6Mpa。足以克服毛细管力使油气向上运移，长7烃源岩的排烃过程形成了油气的初次运移进入储层之后，接着发生二次运移,在运移过程中,有圈闭就可以聚集成藏。

3、油气运移通道及方向分析

3.1.油气运移的通道类型研究

3.1.1连通孔隙之间流体的流动

鄂尔多斯盆地是物源丰富的沉积盆地，延长组各段砂地比高，砂体发育,且具有此消彼长的复合连片砂体,油气生成泡点后，具有较高的孔隙剩余压力,能很轻易地克服毛细管阻力,沿连通孔隙向砂岩的上倾方向进行运移,这种运移不会在一个平层中稳步推移，而是节节向上攀爬的一种成藏模式。油气向上运移过程中,遇到砂体叠置点就会从一个砂体爬升到高部位的砂体,这种运移是侧向加垂向运移。

3.1.2裂缝的存在对油气运移的影响

通过对裂缝特征研究发现，研究区储层裂缝比较发育，压裂缝延伸方向以北东-北东东方向为主，人工裂缝方位在40-70°之间，裂缝长度一般在109~166m之间，裂缝高度一般在8~15m。根据前人研究成果，印支期和燕山期的构造运动形成了鄂尔多斯盆地陕北斜坡地层中两期的裂缝构造。两期裂缝由于受力挤压力的方向不同,而有不同的裂缝方向。印支期主要形成NNW和NEE向的两种裂缝。而燕山期主要形成近NNE、NE和SN向的挤压性剪节理及近EW向、NW向和NWW向的剪切理。可以确定，研究区主要展布方向NEE的裂缝是印支期在NNE-SSW主压力轴的作用下形成的，而NEE向裂缝主要是印支期在NNE-SSW主压力轴的作用下形成的，因此我们可以确定研究区的裂缝体系的形成时期是印支期，也就是晚三叠期形成的。而研究区主要的油气运聚成藏时间是早白垩世,也就是说,在油气进行大量运移聚集的时候,天然裂缝早已存在。与油气运移的时空配置良好,可以成为油气进行运移的良好通道。

3.2、油气运移的方向分析

已知研究区油气运移的动力是孔隙剩余压力,其运移体系主要由连通的孔隙、砂岩叠置点和裂缝系统组成。裂缝在研究区主要是直立或高角度缝,一般不会穿过砂体跨过泥岩,主要起到加速油气运移速度减少毛管阻力的作用。而油气在通道体系中的运移,从下部的砂体到砂岩叠置点就会向上攀升,进入上部地层，一路走一路成藏，一般含油层位会越走越高。

根据油源对比研究成果,确定了研究区乃至整个盆地延长组和侏罗系的的油气主要来自长7烃源岩,因此，油气垂向运移的方向是向上的。而油气的侧向运移主要与优质砂体的展布密切相关。油气主要沿着优质砂体的上倾方向,像爬楼梯似的向上、侧向运移。研究区物性好孔渗好的砂体主要是三角洲沉积的水上或水下河道砂体,而砂体在空间上的上倾方向就是油气运移的指向。而上倾方向也是物源方向,而研究区延长组沉积后,并没有太多太大的构造运动,河道的物源方向越向上物性越好，对油气成藏越有利。

通过前面的研究我们知道, 孔隙剩余压力在油气运移中的决定作用剩余压差越大油气运移动力越足,而油气总是从高剩余压力的地方向低剩余压力的地方进行运移, 油气从长7烃源岩呈游离油滴状态向上散逸，首先在长6成藏^[3]。长6油层组暗色泥岩也有一定的油气贡献,因此,油气垂向运移的方向是从长7油层组向上部地层运移。

4、延长组油气成藏组合及模式分析

鄂尔多斯盆地延长组具有多层系复合含油特征,早期主要发现长2和长6油藏，近几年勘探发现延长组每个层系都有油，为研究方便简单地划出成藏组合，即下组合(长10-长7)、中组合(长7-4+5)和上组合(长3-长1)三大成藏组合。本次研究主要为中部油气成藏组合。

中部成藏组合,包括延长组长7、长6及长4+5油层组,其烃源岩为延长组长7段的"张家滩页岩",储集层长7内部砂岩、上部长6砂岩和长4+5油层组中的优质储层,长6¹油藏、长6²油藏直接盖层为顶部的泥岩,间接盖层为上部层系长4+5泥岩。形成下生上储的成藏组合。

5、长6油层组油气富集规律研究

5.1、就近成藏是低渗透储层成藏的特点

研究区靠近盆地生烃中心，长6储层直接上覆于长7烃源岩之上，具"近水楼台"的特征。长7烃源岩由于生烃膨胀产生的高压和成岩压实双重作用产生了过剩压力，油气就会不停地向长6储层发生运移。储层评价表明，长6储层整体物性不如长4+5储层，但是钻探开发资料显示，研究区长6储层相对长4+5富含油气，说明“近源”特征为长6油层组富集油气的一大原因。因此，油藏分布随着距长7烃源岩的距离增加而逐渐减少。

5.2、受沉积微相和储层物性的控制明显

沉积微相研究结果表明：研究区长6主要为三角洲前缘亚相沉积，水下分流河道和河口坝相是其主要的微相类型，由于河道的不稳定迁徙，在空间上形成块状河道与河口坝叠置的厚砂体,平面上主要是条带状正韵律和反韵律的砂体组合,砂体连续性普遍较好,为大面积成藏提供了良好的储集空间。

5.2.1沉积微相的影响

（1）储层的空间展布主要受沉积相沉积微相控制:探区内延长组地层以水下分流河道和河口坝砂体为主,砂体走向与物源方向一致，北北东向南南西方向展布,呈弯曲带状,根据储层分类划分主要为Ⅱ类储层。

（2）沉积相控制储层的质量:河道砂岩经过河道反复冲刷改造，泥质含量较低,砂岩骨架颗粒的磨圆较好，结构成熟度相对较高,从而具有相对较高孔隙性和渗透性、较强抗压能力,沉积稳定连通性好,成藏时期是流体运移的主要通道，固定下来就是油气储集重要场所。

（3）沉积相控制岩性圈闭形成:研究区无断层,主要是岩性油藏，相变对油气成藏尤为重要,同层的下砂上泥可以形成良好的遮挡条件,其次以致密砂岩为遮挡也可是油气聚集,否则油气会不断上移，没有遮挡可能在地表处漏，成为油苗。

5.2.2物性因素影响

（1）成岩作用控制储层物性:研究区发育火山物质、中基性岩屑物质等的早期碱性溶蚀作用,同时还产生了自生孔隙衬里绿泥石胶结,这个过程一方面产生了可观的次生溶蚀孔隙,同时形成的绿泥石具有保护孔隙被石英等胶结物充填的作用,同时向对高孔隙的早期形成,有利于形成流体的优势运移通道,导致晚期酸性流体的流经,使部分颗粒和胶结物发生溶蚀产生晚期溶蚀孔,从而使砂岩具有较高的孔隙度和渗透率,成为有利的储集层。

（2）成岩作用形成致密层:成岩作用的压实作用使原生孔隙大大缩小,颗粒细，胶结作用强，常常形成致密层，是本区成岩作用的一大特点，形成了盖层或遮挡,砂岩中常因含有灰岩岩屑而发育大量的方解石充填胶结,形成致密层,受流体"管壁效应"的影响,碳酸盐胶结主要分布在砂体的边部和顶底部,因此能形成有利成岩圈闭。

5.3、具有良好的储、盖组合是大规模成藏的必要条件

良好的盖层是油气富集和大规模成藏的必要条件之一。以长6油藏为例，研究区延长组长4+5期是湖盆退缩过程中的一次湖侵,湖侵范围大成为区域性盖层。研究区长6油层的油源来自下部长7源岩,油突破长4+5层段。这也就是说长4+5泥岩分布不均一,部分地区发育砂体,盖层质量差,长6层不富集油气。所以,盖层质量决定长6层油气富集程度。

另外，长6层中泥岩夹层也较为发育，以及致密砂岩段等形成遮挡体，再配合长4+5盖层，为长6油层组富集提供有利条件。长6油藏的主要控制因素是油源、储层物性以及隔层及4+5盖层的控制，在油源供给前提下，受储盖组合影响较大。

6、结论及认识

（1）研究区油气运移动力主要为剩余压力,通过研究区26口单井和平面过剩压力研究发现,长7及长9的过剩压力最大,中间长4+5和长6油层组的过剩压力相对较低,强大的源储压差驱动油气向上运移。

（2）运移通道主要为砂体及微裂缝,输导体系分为砂体型、砂体—裂缝型和裂缝型三大类型。砂体型疏导通道是研究区长6油层组的主要的输导体系类型,东西方向上,砂体被河道间泥岩所隔离因连通差,顺水道方向连通性较好,岩心观察及测井曲线识别延长组油层组砂岩中发现大量高角度裂缝,其多数为开启裂缝,少量为充填裂缝,裂缝展布方向为NEE及NNW,形成时间多为晚三叠世。

（3）成藏主控因素:长6油层组主要受油源、储层物性以及隔层及4+5盖层的控制。

7、参考文献

[1]雷俊杰,吴颖.鄂尔多斯盆地黄陵地区长6油层组流体过剩压力与油气运移研究[J].地质学刊,2017,41(04):542-547.

[2]任战利,于强,崔军平,等.鄂尔多斯盆地热演化史及其对油气的控制作用[J].地学前缘,2017,24(03):137-148.

[3]刘延哲,孟旺才,段昕婷,等.腰坪地区延长组油藏分布规律及主控因素[J].四川地质学报,2018,38(02):270-273.