0 引言

成藏动力学是石油地质学中一门近年来发展较快的综合学科，包含油气从烃源岩生成后发生运移直到在圈闭中富集的天然而又复杂的过程^[1]. 成藏动力研究是探索成藏机理、预测油气藏分布的重要基础工作，分析油气运移动力是研究油气运聚成藏的有效方式^[2-3]. 古温压场是成藏动力学研究的重要要素之一，随着沉积盆地成藏动力学研究的不断深入，古压力场在油气成藏中的重要性逐渐被人们所认识，因此各种关于原型盆地古压力场恢复的方法和技术的研究也有很大的进步^[4].

鄂尔多斯盆地中生界延长组普遍存在异常流体压力，压力特征与深层油气成藏及富集程度关系密切. 对于盆地延长组8段油藏的研究也取得重大突破，但已发现油藏规模在平面上存在较大差异^[5-8]. 与盆地内部相比，鄂尔多斯盆地西南缘成藏条件可能不利，主要表现为石油充注规模偏小，充注程度较低，平均残余含油饱和度远小于盆地内部. 综合延长组油源条件、储层物性和成藏动力等条件，前人将其油藏充注模式划分为过充注、正常充注、欠充注等类型^[9]. 但对环县－彭阳地区长8段油藏欠充注形成原因（尤其是成藏动力）还未涉及，充注成藏模式不清. 随着研究区长8勘探程度的提高，大量钻探、测井及分析测试资料为油藏充注深入研究奠定了基础. 本文以长8段油藏地质特征为切入点，通过分析声波时差测井及流体包裹体等资料，明确延长下组合地层剩余压力差异，恢复压力演化过程，揭示其低充注成藏动力机制，为该区深层油藏进一步扩大勘探开发提供地质理论依据.

1 地质概况

鄂尔多斯盆地西南缘地区行政区划属于宁夏回族自治区彭阳县以及甘肃省庆城县、镇原县、环县等，横跨鄂尔多斯盆地西缘逆冲带与天环拗陷2个构造单元（图 1），地表属于黄土地貌. 区内地层自下而上主要为中生界三叠系延长组，侏罗系延安组、直罗组、安定组，白垩系及新生界. 前期以侏罗系浅层勘探为主，发现了演武、彭阳侏罗系高产含油区. 三叠系延长组为一套湖泊－三角洲沉积，已发现油藏类型主要为岩性、构造－岩性油藏. 前人根据沉积旋回特征，将延长组自上而下划分为长1—长10段. 长10段沉积期湖盆形成，长9—长8段沉积期湖盆扩张，长7段沉积期湖盆强烈拗陷且其中沉积的暗色泥页岩为优质烃源岩，长6—长4段沉积期湖盆逐渐萎缩，长3—长1段沉积期湖盆逐渐消亡. 目前区内长8段有近20口井获工业油流（2口气井），长3段有过百口井获工业油流，延长组勘探潜力较大.

2 地层压力分析

地层压力是指作用于地层孔隙空间的流体的压力，按压力发育特征可分为超压、常压、欠压3种^[10-11]. 确定地层压力异常的方法很多，本研究采用的是声波时差法. 众多研究表明，声波测井受井眼、地层等环境条件影响较小，而且所在油田声测井资料齐全，选用时差资料计算地层压力具有代表性和普遍性，可比性强，尤其是泥岩相对于砂岩受岩性变化影响小，抗压能力弱，能真实地反映所处部位的地层压力.

2.1 压实曲线对比

在正常情况下，泥岩的声波时差与埋深在半对数坐标系中常表现为一直线，当出现欠压实时，泥岩压实曲线则偏离正常的趋势. 通过大量钻井的泥岩压实曲线分析，泥岩中的欠压实作用往往与快速埋藏、烃源岩排烃不畅及构造抬升有关^[11]. 由图 2可知，研究区延长组长6段以上，随着深度增加声波时差逐渐减小，反映长6段以上地层基本属正常压实；而长6段以下，随着声波时差异常增大，泥岩压实曲线发生偏离，反映研究区存在压实与排烃之间不平衡引起的“欠压实”作用. 通过压实曲线深度校正后，正常压实段一般出现在长6段以上，“欠压实”作用多出现在长6段以下层段. 在连井剖面上对应长7段中下部到长8段上部，主力烃源岩发育层位与各异常压力带具有较好可对比性^[12-13].

2.2 剩余压力分析

通过泥岩压实曲线，可以进一步计算出单井剩余压力（图 3）. 研究区在早白垩世末埋深最大且沉积物压实作用具有不可逆性，因此，由压实曲线经平衡深度法计算出该地区的流体压力处于最大埋深下的分布状态. 本研究利用泥岩声波时差资料，计算了研究区目标层系长7—长8段最大埋深时期的古压力. 研究区长7段底部与长8段上部普遍存在较大的剩余压力差，主要分布在2~6 MPa，局部地区剩余压力差稍高. 各井最大剩余压力通常发育在长7段底部，剩余压力最高值达到15 MPa；长7段和长8段之间，剩余压力开始呈现部分下降趋势. 长8段的剩余压力最小为2 MPa，最大为10 MPa，剩余压力整体高于长6段（图 4）.

平面上，长7段剩余压力数值整体较高，普遍在8~14 MPa之间，中部地区存在一压力低值区（图 5）. 长8段整体压力相对长7段降低，主要分布在2~8 MPa范围内. 对比长7段烃源岩发育状况^{[4-5, 13]}，剩余压力分布不均的主要原因与泥页岩段的分布特征和生烃性质差异有关，也与周边区域地层压力由盆地中心向拗陷边缘逐渐减低的趋势相吻合.

2.3 动力和阻力对比

成藏动力学系统强调的不仅是从源到圈闭的各种成藏条件，更强调从油源到圈闭的各种作用动力学条件和过程. 烃类从源岩排出，只有充注动力大于阻力时才可能进入储层聚集成藏. 研究表明，地层中毛细管力、浮力、流体压力、水动力、构造应力等均是影响油气运移的重要作用力^[14-16]. 对于构造稳定、储层较为致密的盆地，构造应力对油气运移的影响微弱，浮力作用受限，运移成藏动力应主要来自异常压力. 研究区长8油藏的原油大多来自长7段泥页岩，即油气从上覆长7段烃源岩生成并在下伏长8段聚集成藏，若要克服阻力需要相对较高的驱动力才能促使油气向下运移. 相邻东部地区长8段储层石油大规模运聚所需克服毛细管力为0.082~0.955 MPa，而统计所得剩余压差远大于毛细管阻力，可见成藏动力充足，可以保证长7段底部优质烃源岩排出的烃类向下大规模运移. 有关成藏模拟实验表明，油气排烃充注压力大于7 MPa时，更利于上生下储式成藏^[17-18].

本次统计研究区岩心排驱压力最大1.90 MPa，平均值0.61 MPa；中值压力平均4.92 MPa. 将长7段与长8段油层的剩余压力差等值线图与长8段油藏分布相叠合，发现长8段油藏主要富集在剩余压力差较大的区域，说明延长组深层符合源储异常压力差控藏的规律，源储压差相对高值区有利于烃类向下的充注和聚集成藏. 目前区内已有油气发现主要为长8₁，长8₂油藏偏少，长9段尚未见，这也表明为油气向下充注动力减弱所致.

2.4 流体包裹体热动力学模拟

目前，声波测井资料仅能反映源岩最大埋深时的压力特征，尚不能对石油充注动力提供直接证据. 流体包裹体常发育在油气藏储层中，能很好地反映盆地各个演化阶段热流体的特征，因而可利用其对油气运移和聚集状态进行更好的研究. 近年来，利用包裹体热动力学模拟方法重建油气成藏时的古温压已经成为一种实用的方法^{[2, 19]}. PIT模拟是基于烃类包裹体显微测温和体积测定资料建立的烃类包裹体热力学模拟的计算方法，可较好地解决油藏地层古压力等实际地质问题.

针对研究区长8段流体包裹体样品进行了显微观察. 在获得每个烃类包裹体的均一温度、气液比、盐度及同期盐水包裹体的均一温度后，利用PIT软件模拟烃类包裹体的捕获压力和温度. 据此可以获得包裹体捕获时的地层古压力特征（图 6）. 其中7个样品流体包裹体主成藏期古压力恢复表明，石英颗粒内裂隙中石油包裹体捕获时储层的古压力系数在1.1~1.6，剩余压力主要分布在5~18 MPa. 由此可知，长8段油藏在主充注期储层处于弱—中等超压状态. 虽然整体动力不如盆地中部源内油藏，但石油在充注进入储层后仍具有相当的异常高压，这也说明烃源岩产生的异常超压流体可将高压传递至储层中，从而可进一步驱动石油在砂岩储层内一定程度的短距离运移^[20-21].

3 成藏模式

结合成藏模拟结果，研究区长8段成藏模式为：在较高的源储剩余压力差作用下，长7段烃源岩生成的原油向下运移至长8段聚集成藏，为近源压差充注运移成藏. 即，源岩超压产生的源储压差是原油持续充注的成藏动力，该动力不仅是原油充注到低渗致密储集层的主要动力，而且是驱动长8段储集层中原油短距离运移的重要动力（图 7）.

源储压差越大，油气运移动力和垂向运移聚集效率越高. 研究区南部彭阳烃源岩能够提供较为充足的油源供给，又能在生烃、排烃过程中提供较强的油气运移充注动力. 因此，在南部烃源岩发育较好区域，成藏动力条件良好，若砂体发育，则有利于油藏富集^[22-23].

4 结论

1）在典型井泥岩压实曲线分析的基础上，通过声波时差资料采用平衡深度法计算表明，鄂尔多斯盆地西南缘环县－彭阳地区长7段剩余压力数值整体较高，普遍在8~14 MPa之间，长8段整体压力相对长7段较低，主要分布在2~8 MPa. 源储剩余压力差大于毛细管力，研究区长7段底部的较好烃源岩排出的烃类能向下以较大规模运移充注至长8段储层.

2）研究区压力分布特征与全盆地流体压力由中心向拗陷边缘逐渐减低的趋势相吻合. 虽然整体动力不如盆地中部源内油藏，但利用PIT软件模拟烃类包裹体的捕获压力反映石油在充注进入长8段储层后仍具有一定的异常高压，这说明长7段烃源岩产生的异常超压流体可将高压传递至储层中，从而可进一步驱动石油在砂岩储层进行一定程度的短距离运移.

3）综上可见，源储压力差仍然是作为西南缘长8段油藏充注成藏动力的主要机制. 本区具有近源成藏特征，运移距离短，烃源岩发育区为源储压力差较大区域，油藏也相对更富集.