2. 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室
2. National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low Permeability Oil & Gas Fields
鄂尔多斯盆地侏罗系石油勘探始于20世纪50—60年代,以寻找背斜圈闭为目的,先后发现了李庄子、大水坑油田,盆地石油勘探取得历史性突破。20世纪70年代,陕甘宁石油大会战拉开序幕,1970年9月位于甘肃庆阳的庆1井在侏罗系试油获日产油36.3t高产,发现了马岭油田,支撑侏罗系石油年产量突破100×104t;在20世纪80年代中后期,侏罗系古地貌形态恢复工作取得突破性进展,明确了侏罗系油藏沿古河两侧呈串珠状分布,初步形成了古地貌油藏群成藏理论[1];21世纪初,在古地貌控藏理论的指导下,侏罗系年产油量突破300×104t。之后,随着安塞、靖安、西峰等三叠系大型岩性油田的发现,盆地勘探进入了以三叠系岩性油藏勘探为主、兼顾侏罗系勘探的阶段,侏罗系原油产量快速攀升至600×104t。近年来,随着盆地内部勘探程度不断增高,在新发现的侏罗系油藏中,圈闭面积小于1km2、高度小于5m的油藏占比超70%,有效圈闭预测难度持续增加;盆地西缘断裂期次、方位复杂,控藏因素不明,侏罗系高效勘探面临挑战[2]。本文立足于盆地侏罗系50年勘探成果认识,依据大量井资料,结合三维地震,通过精细刻画侏罗系古地貌形态,明确盆地西缘断裂发育特征及勘探潜力,构建侏罗系油藏圈闭类型与控藏模式,进一步丰富盆地侏罗系成藏理论,支撑鄂尔多斯盆地侏罗系油藏勘探不断取得新突破。
1 地质概况鄂尔多斯盆地位于华北地台的西部,面积约为37×104m2,是中国第二大沉积盆地,自西向东发育西缘冲断带、天环坳陷、伊陕斜坡、晋西挠褶带,北部发育伊盟隆起,南部为渭北隆起(图 1);中部伊陕斜坡广泛发育,构造相对简单,局部发育小型鼻状隆起,整体呈西倾单斜,地层倾角不足1°。盆地主要发育印支、燕山、喜马拉雅三期断层,其中印支期断层主要为北西向展布的正断层,燕山期断层以近南北展布的正断层为主,喜马拉雅期为近东西向走滑断层;天环坳陷构造单元三期断层均发育,伊陕斜坡主要发育喜马拉雅期走滑断层。侏罗系油藏主要在盆地中南部发育,与下伏三叠系延长组呈不整合接触;延长组自下而上可分为长10—长1共10个油层组,其中长7段为最大湖泛期沉积,形成了广覆式分布的优质烃源岩[3];侏罗系自下而上可分为富县组、延安组、直罗组、安定组,其中延安组自下而上可细分为延10—延1共10个油层组(图 1c),为盆地侏罗系主要的含油层系,主要发育构造油藏、岩性—构造油藏。
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图 1 鄂尔多斯盆地区域地质单元划分及工区位置图 Fig. 1 Division of regional geological units and location of study area in Ordos Basin |
过去50年,鄂尔多斯盆地侏罗系勘探成果丰硕[4-5]。早期以地面地质调查和二维地震开启勘探征程,通过对盆地烃源岩评价、侏罗系古地貌恢复、西倾单斜低幅度构造的刻画,在古地貌斜坡单元陆续发现了大批侏罗系油藏群。近年来,随着井控程度不断增加及三维地震逐步覆盖,为侏罗系古地貌形态恢复、构造圈闭精准预测、断裂控藏认识提供了基础支撑。截至2024年底,鄂尔多斯盆地侏罗系勘探面积为4.8×104m2,钻穿侏罗系的探评井达11613口,探评井密度平均为27口/100km2;完成三维地震项目2.7×104m2,已探明侏罗系油藏群34个(单油藏个数达1098个),提交探明地质储量7.76×108t。
2 成藏地质特征分析 2.1 地层划分与对比鄂尔多斯盆地侏罗系地层划分对比,前人已进行过大量的工作。目前普遍采用2000年《中国地层典》划分方案,将盆地侏罗系划分为下侏罗统富县组,中侏罗统延安组、直罗组、安定组。
下侏罗统富县组与下伏延长组多呈角度不整合接触。其沉积过程主要是充填、填平、补齐。在古河河谷处地层沉积厚度为60~150m,以含砾砂岩、粗砂岩、中砂岩为主,底部多发育滞留沉积,即所谓的“粗富县”;在古河两侧河漫滩沉积多形成所谓的“细富县”,以中砂岩、细砂岩为主,地层厚度一般小于60m[6]。
中侏罗统延安组按照沉积旋回自下而上可分为延10—延1共10个油层组。延10段沉积早期继承了富县组的沉积特征,河谷中发育连续的厚层中—粗砂岩,沉积厚度可达120m,富县组—延10段厚度变化大,受古地貌控制明显。延10段沉积末期基本填平补齐,延9段以上地层相对稳定发育,河漫沼泽发育,发育多套煤层,也为盆地侏罗系主要的标志层[7]。
从分区对比来看,鄂尔多斯盆地延安组厚度在平面上变化大,分布在100~400m,总体呈北厚南薄的特征。北部盐池—靖边—乌审旗一带地层厚度为250~300m,局部厚度可达350m以上;庆阳以南多小于200m。北部地区延6段、延7段、延9段顶煤层稳定发育,向东至安塞地区逐步消失(图 2a);南部地区延6段、延8段、延9段顶煤层发育,南梁以西稳定发育,东部不发育(图 2b)。
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图 2 鄂尔多斯盆地侏罗系延6段—富县组地层剖面图 Fig. 2 Stratigraphic section of the sixth member of Yan'an Formation-Fuxian Formation of the Jurassic in Ordos Basin |
富县组—延10段物源受甘陕、宁陕、蒙陕、庆西四大水系控制,发育河道沙坝、河床滞留沉积;宁陕、蒙陕古河为曲流河沉积,河道两侧发育边滩、洪泛平原;甘陕、庆西古河为辫状河沉积,河漫滩、心滩微相发育(图 3)。延9段沉积期气候进一步湿润,古河基本填平、补齐,盆地东南部相对沉降,接受来自北部、西北、西部、西南4个方向的物源供给,沉积演化为三角洲沉积相,广泛发育三角洲平原,煤层较发育,东南部发育小规模三角洲前缘、浅湖亚相。延8段—延1段沉积期,盆地构造多次抬升,沉积物不断淤塞湖泊,三角洲平原不断扩大,前缘不断缩小。
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图 3 鄂尔多斯盆地侏罗系延10段—延7段沉积相平面分布图 Fig. 3 Sedimentary facies distribution of the tenth-seventh members of the Jurassic Yan'an Formation in Ordos Basin |
富县河谷主要发育含砾粗砂岩、粗砂岩,随着河谷不断充填淤积,河床变宽,岩性变细,延10段以中砂岩、细砂岩为主。富县组—延10段剖面上具有多期由粗至细的正旋回,整个沉积过程以加积为主,砂岩叠置厚度可达上百米(图 4)。延9段以上发育多方向物源控制的河湖三角洲沉积体系,形成了广泛发育的复杂网状砂体,以中—细砂岩为主,砂体宽度为1~5km,单层砂体厚度为5~15m。富县组—延4段+延5段沉积期,区域上河流、三角洲平原、三角洲前缘相沉积砂体与分流间湾、沼泽相沉积的盖层间隔叠置,形成了研究区广泛发育的储盖耦合格局(图 4),是盆地侏罗系油藏主要发育层系。
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图 4 鄂尔多斯盆地早侏罗世沉积相组合图 Fig. 4 Sedimentary facies combination cross section of the Early Jurassic in Ordos Basin |
侏罗系沉积砂体主要受西北、东北、西部及南部物源体系控制,以长石砂岩、岩屑长石砂岩为主,储层物性相对较好,填隙物含量为8%~13%,面孔率为7%~12%,孔隙度主要为12%~20%,渗透率为10~500mD(图 5)。相比西北、东北、西部物源体系,南部物源体系为近物源沉积,沉积颗粒粗、成分杂,抗压实能力弱,储层岩屑、填隙物含量高,面孔率较低、孔隙结构特征差(图 6),南部物源体系储层平均填隙物含量为12.8%,平均面孔率为2.9%,平均孔隙度为12.9%,平均渗透率为29.1mD。
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图 5 鄂尔多斯盆地侏罗系主要含油层系储层物性分布图 Fig. 5 Distribution of reservoir physical properties of the main oil-bearing layers in the Jurassic in Ordos Basin |
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图 6 鄂尔多斯盆地侏罗系不同物源储层镜下微观特征图 Fig. 6 Microscopic characteristics of the Jurassic reservoirs with different provenances in Ordos Basin (a)西北物源体系,S106井,延10段,面孔率为12.4%;(b)东北物源体系,Y53井,延9段,面孔率为8.2%;(c)西部物源体系,L248井,延10段,面孔率为10.5%;(d)南部物源体系,Z68井,富县组,面孔率为4.5% |
盆地侏罗系油藏类型主要有构造油藏、岩性—构造油藏、断块油藏。构造油藏主要发育在甘陕古河南北两侧延10段、延9段,受古地貌控制明显,例如图 7a中油藏位于庆西古河东侧斜坡,受穹隆构造圈闭控制,具有统一的油水界面;岩性—构造油藏在盆地各层系普遍发育,多为鼻隆构造与砂体组合形成的含油圈闭,例如图 7b中北西向鼻隆构造与西南—北东向砂体形成有效圈闭,油藏西南、东北向受构造控制,砂体两侧受岩性控制,油藏内部受物性控制;断块油藏主要发育在盆地西北部,区域内发育印支、燕山、喜马拉雅三期断层,断层常贯穿鼻隆构造,对油藏形成侧向遮挡(图 7c)。
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图 7 鄂尔多斯盆地侏罗系主要油藏类型典型实例特征图 Fig. 7 Typical examples of the main oil reservoir types in the Jurassic in Ordos Basin |
侏罗系油藏埋深小于2000m,原油地面密度主要为0.84~0.89g/cm3,地面黏度主要为5~12mPa·s(图 8),凝固点为10~17℃,原油饱和烃含量为30%~65%,平均为49%。由于侏罗系油藏埋深浅、物性好、油质轻等特点,多年来一直是勘探开发的重要目标。但是从平面分布来看,侏罗系油藏具有点多、面广、规模小的特点,油藏构造幅度低、隐蔽性较强,勘探发现难度较大,特别是随着勘探程度不断增高,单油藏规模越来越小,近3年发现的储量规模小于50×104t的油藏个数占比超60%。
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图 8 鄂尔多斯盆地侏罗系主要层系原油性质柱状图 Fig. 8 Column of crude oil properties in the main oil layers in the Jurassic in Ordos Basin |
目前常用的古地貌恢复方法有古地质图法、残余厚度法、印模法、井震结合法及三维地质建模法[8-16]。古地质图法是运用沉积学的方法,依据古地质图、地层等厚图、砂岩等厚图、岩相古地理图等多种互相补充的资料,综合研究古地貌,该方法的精度及定量化手段有待提高。残余厚度法相对直观、简单,但对沉积前的构造运动、剥蚀量考虑不到位,误差较大[11]。印模法是目前半定量刻画古地貌的重要方法之一,其精度取决于上覆地层等时面的确定,以及侵蚀不整合面的有效识别。本文主要采用印模法,结合二维地震资料重处理结果、三维地震的全面应用,同时根据孔隙度与深度的关系式进行去压实恢复[11],更为精准、精细地刻画盆地前侏罗纪古地貌形态。
前期研究表明盆地侏罗系油藏受富县组+延10段沉积期古地貌控制,因此本文主要恢复侏罗系富县组+延10段沉积期古地貌形态,恢复步骤如下:
(1)确定目标层系富县组底部沉积界面。富县组与下伏延长组多呈角度不整合接触,由富县组—延10段的厚层块状砂岩、风化黏土层、风化淋滤带3部分组成[17-19]。富县组—延10段的厚层砂岩与下伏长1段—长4段+长5段岩性变化大,容易识别;风化黏土层主要为泥岩、粉砂质泥岩,测井曲线多表现为高自然伽马、低密度的特征,多发育在高地、斜坡处;风化淋滤带具有多种岩石类型,物性较好,井径、声波时差锯齿化明显,高低密度互层分布,主要发育在斜坡处。依据以上3种特征,结合沉积相认识,可较好识别侏罗系与下伏地层的不整合面。
(2)在上覆沉积地层中选择能够反映目的层填平补齐特征的等时地层作为标志层。延10段沉积末期基本填平补齐,延9段以上地层相对稳定发育,河漫沼泽发育,延9段煤层可作为填平补齐的标志层。
(3)选择均匀分布的多口钻井,测量富县组底部不整合面到延9段顶煤层的距离,恢复富县组+延10段的残余地层厚度。
(4)井震结合计算深度域下的地层厚度。三维覆盖区利用三维地震资料,其他区域利用二维地震资料;通过井—震标定确定目的层时深关系,采用时深关系拟合的函数计算现今目的层深度域地层厚度;用井点计算地层厚度对地震标定的地层厚度进行校正,误差大于5%时,重新进行井—震标定。
(5)地层厚度去压实校正。岩石的孔隙度随深度加深而递减,并且孔隙度与深度之间存在指数关系,其关系式为[11]
$ \phi=\phi_0 \mathrm{e}^{-C H} $ | (1) |
式中$\phi$——地层深度为H处的孔隙度,%;
$\phi_0$——地表初始孔隙度,%;
H——地层深度,m;
C——压实系数。
取砂岩和泥岩各自的孔隙度与深度的关系式,进一步得到砂岩和泥岩的地表初始孔隙度和压实系数。利用各井点的压实系数数据,采用等值线插值法得出整个区域的压实系数分布,进而对古地层厚度进行恢复,得到盆地富县组—延10段沉积期的古地貌。
3.2 古地貌划分及新认识通过精细刻画前侏罗纪古地貌,总体呈现出了“古河控制、高地破碎、西陡东缓、支沟广布”的特征,将古地貌单元由古河、斜坡、高地三大类进一步细化为一级古河、二级古河、三级古河、阶地、河间丘等9小类古地貌单元(表 1)。
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表 1 鄂尔多斯盆地前侏罗纪古地貌单元划分方案表 Table 1 Division scheme of pre Jurassic paleogeomorphological units in Ordos Basin |
盆地内发育一条一级古河,即甘陕古河,古河谷沉积厚度分布在150~200m以上,砂体厚度为120~180m,河道宽度为40~60km,平面上自西向东展布。古河北部地层厚度大于南部,北部地层厚度可达200m以上。发育蒙陕古河、宁陕古河、庆西古河3条二级古河,河道宽度为20~30km,地层厚度为120~150m,砂体厚度为100~120m。发育镇北支河、合庆支河、富县支河3条三级古河,河谷宽度小于10km,地层厚度为80~120m,延伸距离为30~60km,最终汇入二级古河。
古河形态主要与盆地两次大规模构造抬升相关[15],第一次构造活动,延长组整体抬升,侵蚀河道扩大,形成早期“V”形河谷,中后期河道以侧向侵蚀为主,逐渐演变成“U”形河谷;第二次构造活动,局部差异抬升,古河发生迁移,形成新的“V”形古河谷。“V”形古河两侧斜坡相对较陡,古河内河间丘不发育;“U”形古河两侧斜坡相对宽缓,古河内河间丘较发育。从图 9可以看出,甘陕古河早期在南部形成“U”形河谷,后期演武高地抬升,河谷向北部姬塬南斜坡侵蚀,在北部形成窄而深的“V”形河谷,最终形成了现今“U+V”形结构的甘陕古河。
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图 9 过甘陕古河二维地震测线解释剖面图 Fig. 9 2D seismic interpretation profile cross Ganshan ancient rivers |
河间丘是古河内部的局部隆起,四周被河道包围的高地。河间丘的形成与河流袭夺、河流转型和分水岭侵蚀等成因模式有关。局部河流改道及分化,相邻河道间形成条带状河间丘;河流侧向侵蚀,凸岸形成丘嘴,两侧连通后形成点状河间丘。按照其形成原因可分为差异侵蚀型、串沟切割型、河曲残留型3类。差异侵蚀型主要是由于早期基底不平,河流对河床底部的差异侵蚀作用形成的,河间丘顺河流走向,呈长条状、梭子状分布,延伸相对较远;串沟切割型是河流将河床底部凸起部分侵蚀切割与河床分离,形成河间丘,常呈半月形、纺锤形,一般靠近斜坡区,顺河道分布;河曲残留型是河道演化过程中,河道弯曲、凹岸侧向侵蚀,发生裁弯取直,残留部分形成河间丘,呈椭圆状、水滴状不规则分布。
结合三维地震在甘陕古河上游南部“U”形古河中识别出两个连续分布的河间丘,呈近西东向、不规则条带展布,宽度为5~10km,延伸长度达30km。同时在吴起地区,蒙陕古河、宁陕古河在此交汇,对定边斜坡进行差异侵蚀,最终形成两个近南北向、条带展布的河间丘,宽度为5~8km,长度为20~30km。而在二级古河、一级古河“V”形河谷中,河间丘欠发育,局部发育小规模的椭圆状、水滴状河间丘,这主要是由于二级古河、“V”形河谷较窄,河流侧向侵蚀、改道、截弯取直程度较低,缺乏河间丘形成的作用机制,而“U”形河谷通常是由“V”形河谷转化而来,其演化过程是河流侧向侵蚀、改道、交汇的过程,“U”形河谷在靠近“V”形河谷一侧有利于形成连续分布的河间丘,向斜坡一侧常形成多阶阶地。
3.2.3 古地貌形态展现出高地破碎、支沟广布的特征鄂尔多斯盆地中南部前侏罗纪发育姬塬、演武、子午岭、定边4个高地(图 10)。通过精细刻画,定边高地进一步向北退缩,斜坡面积进一步扩大。姬塬高地新识别出涝池口支沟、郝家涧支沟,将洪德次级高地进一步分割成7个破碎的小高地;同时新刻画了古峰庄支沟,在支沟南北两侧发育郭庄子、古峰庄次级高地;西梁、马家山次级高地进一步破碎成6个小的高地;致使姬塬高地形成了21个次级高地、5条支沟的格局。在演武高地北部发现了殷家城支沟、演武支沟,三岔、太白梁次级高地进一步收缩。在子午岭高地发现了城关、固城支沟;在靖边斜坡南部发育志丹、安塞两条支沟。
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图 10 鄂尔多斯盆地前侏罗纪古地貌图 Fig. 10 Paleogeomorphological map of pre Jurassic in Ordos Basin |
鄂尔多斯盆地延长组长7段沉积期为最大湖泛期,广泛发育黑色页岩、暗色泥岩两种优质烃源岩,分布面积达5×104m2,是盆地主要的烃源岩之一[20-22]。前期研究表明长7段烃源岩具有强生排烃的特征,预计累计产油率已达400kg/t左右,排烃率达72%[23]。侏罗系原油特征与长7段烃源岩相关性好,从生物标志化合物对比来看,原油中ααα20RC28/C29、ααα20RC27/C29值较高,三环萜烷/藿烷偏高,伽马蜡烷/C30藿烷、升藿烷指数较低(图 11),表明侏罗系油源来自长7段烃源岩。侏罗系储层石英加大边、裂隙中的烃类包裹体均一温度为85~125℃,且包裹体均一温度存在一个较为明显的峰值,表明侏罗系石油充注时间在晚侏罗世—早白垩世期间,是一个由弱到强、再由强到弱的幕式连续充注过程(图 12)。油气运移具有垂向、侧向混合式运移的特征,油藏在平面上分布广泛,而且距离长7段烃源岩生烃中心越近油藏越富集,例如马岭、华池地区。可见,长7段烃源岩较高产油率与排烃率为侏罗系远源成藏提供了充足的物质基础。
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图 11 鄂尔多斯盆地长7段页岩与侏罗系原油生物标志化合物多因素对比图 Fig. 11 Multi factor comparison of biomarker compounds between shale in the seventh member of Yanchang Formation and the Jurassic crude oil in Ordos Basin A—αααC29S/(S+R);B—C29β/(αα+ββ);C—C31S/(S+R);D—Ts/(Ts+Tm);E—伽马蜡烷/C30藿烷;F—ααα20RC28/C29;G—ααα20RC27/C29;I—升藿烷指数;J—三环萜烷/藿烷;K—C19+C20三环萜烷/藿烷;L—规则甾烷/17(α)H-藿烷(C29-C33);M—(藿烷+莫烷)C29/C30 |
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图 12 鄂尔多斯盆地侏罗系储层包裹体均一温度直方图与埋存史图 Fig. 12 Histogram of inclusion homogenization temperature and burial history of the Jurassic reservoir in Ordos Basin (a)Y42井延9段包裹体均一温度;(b)Y42井埋藏史图;(c)Y33井延9段包裹体均一温度;(d)Y33井埋藏史图 |
甘陕古河自西向东,庆西古河自南向北,宁陕、蒙陕古河自北向南,4条古河纵横交错,古河两侧支沟遍布,控制了研究区大部分区域。富县组、延10段在古河谷沉积的巨厚砂体,在古河强烈的侵蚀下切作用下,与延长组长2段、长3段接触,局部地区与延长组长4段+长5段、长6段接触,古河谷中巨厚砂体是长7段石油自下而上梯次运聚的重要接力棒,4条古河、多条支河、支沟控制形成了石油运聚的宏观方向。由于差异压实作用,在填平补齐后,古河谷新沉积厚度大、压实损失厚度大,向两侧斜坡区新沉积厚度小、压实损失厚度小,成藏期构造相对较高,是石油经过古河谷巨厚砂体输导后运聚的主要方向。
受盆地构造应力与构造演化影响,研究区低幅度构造发育,平面上区域性、规模化发育,纵向上具有继承性,构造轴向成近东西向,平缓西倾[24-25];构造幅度一般为5~30m,宽度为1~5km,轴长为5~10km;斜坡区延10段、延9段砂体更容易与排状鼻隆构造形成有利圈闭[15]。“U”形古河斜坡宽缓,在演化过程中受古残丘、河道多次迁移等影响,形成多阶阶地地貌,由于构造应力、差异压实等作用鼻隆构造、低幅度穹隆构造发育,常常形成排状构造油藏、岩性—构造油藏集群(图 13);“V”形古河斜坡较陡,阶地不发育,在“V”形河谷向“U”形河谷演化过程中,靠近“V”形河谷一侧河间丘相对发育,差异压实构造、披覆构造沿河发育,可形成串珠状的构造油藏群(图 14)。
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图 13 马岭油田中区Z205井—Z95井侏罗系延8段—延10段油藏剖面图 Fig. 13 Oil reservoir section of the eighth-tenth members of the Jurassic Yan'an Formation cross wells Z205-Z95 in the central zone of Maling Oilfield |
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图 14 甘陕古河北侧H44井—Y18井延8段—延10段油藏剖面图 Fig. 14 Oil reservoir section of the eighth-tenth members of the Jurassic Yan'an Formation cross wells H44-Y18 to the north side of Ganshan ancient river |
随着三维地震的广泛应用,盆地中生界已识别出印支、燕山、喜马拉雅3期主要断层(图 15)。印支期断层呈雁列式北西—南东向展布,以正断层为主,纵向上常沟通长7段烃源岩;燕山期断层主要发育在盆地西部,为逆冲推覆断层及其伴生的逆断层,可与印支期断层沟通,形成油气向上运移的有利通道;喜马拉雅期断层多为走滑断层,北东—南西向成排、成带展布,以通天正断层为主,形成于油气充注之后,对油藏具有一定的破坏作用。断层往往与低幅度构造相伴生,在断层形成过程中,同一盘不同部位岩层因位移速率或拖拽作用不同而发生弯曲,形成低幅度构造,为油气运聚成藏提供有利圈闭[26]。然而当断层贯彻早期形成的构造圈闭后,圈闭的有效性及残余规模大小受断层封闭性、贯穿位置控制[27];喜马拉雅期断层形成时间短、封闭性差,贯穿构造圈闭主体后影响油藏保存条件。从古峰庄油井产量与距断层距离关系图(图 16)可以看出,当油井距离喜马拉雅期断层小于1000m时,油藏后期被破坏概率较高,油井低产或产水率超70%;而油井距离印支期断层小于500m时,日产油量大于15t的油井占比超50%,表明油藏受断层性质影响较大,研究区三期断层性质及对成藏的影响仍需进一步深化研究。盆地三期断层接力常沟通油源,向上贯穿多套储层,断层发育区从延9段—直罗组多层系含油,形成断块立体油藏群(图 17)。断层是古地貌高地成藏、纵向立体成藏的必要条件。
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图 15 鄂尔多斯盆地西缘北段古峰庄地区断层平面分布与纵向特征图 Fig. 15 Horizontal distribution and vertical characteristics of faults in Gufengzhuang area, north section of the western margin of Ordos Basin (a)延9段断层分布图;(b)过F21井—F15井地震剖面图 |
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图 16 古峰庄地区侏罗系油井产量与断层之间距离关系图 Fig. 16 Relationship between the Jurassic oil well production and distance to faults in Gufengzhuang area |
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图 17 古峰庄地区Y425井—Y310井延2段—延10段油藏剖面图 Fig. 17 Oil reservoir section of the second-tenth members of Yan'an Formation cross wells Y425-Y310 in Gufengzhuang area |
侏罗系油源主要来自长7段烃源岩,晚侏罗世至早白垩世烃源岩大量生排烃,沿叠置砂体或微裂缝自下而上梯次运聚,然后顺甘陕、宁陕、蒙陕、庆西古河沉积的巨厚砂体向两侧斜坡广泛运移。“U”形古河侧岸斜坡宽缓,发育多阶阶地、斜坡,形成多阶圈闭,石油由低向高逐级在低幅度构造圈闭成藏;而高地边缘石油则在广泛发育的支河、支沟两侧斜坡逐级成藏(图 18);西缘断裂发育区,石油由多期断裂输导,纵向上多点梯次运聚,平面上侧向广泛运移,在延10段—直罗组逐级充注、立体成藏(图 17)。
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图 18 鄂尔多斯盆地前侏罗纪古地貌控藏模式图 Fig. 18 Oil accumulation pattern controlled by pre Jurassic Paleogeomorphology in Ordos Basin |
盆地西部为西缘冲断带和天环坳陷构造单元,自北向南可分为北段、中段、南段。北段古峰庄地区烃源岩发育,3期断层交替平行分布(图 15),石油通过断层输导,纵向上立体复合成藏。近年来,在延10段—直罗组共14个小层发现含油显示;延10段、延9段油藏受古地貌控制,主要分布在南部斜坡、支沟附近;延8段以上油藏受印支期断层控制明显,多在距断层1km处聚集成藏,在古峰庄全区均有分布。应用三维地震,加强地质地震结合,精细刻画断层、低幅度构造,预测有利圈闭46个,含油面积约为95km2(图 19)。
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图 19 鄂尔多斯盆地西缘侏罗系各层系勘探潜力直方图 Fig. 19 Exploration potential of various layers in the Jurassic in the western margin of Ordos Basin |
中段山城—洪德地区位于姬塬南斜坡,发育涝池口支沟;3期断层分布复杂,多组交切、破碎性强;具有较为完善的输导体系,但油藏保存条件复杂,石油聚集成藏受烃源岩、古地貌、古构造、今构造、储层、断层六要素控制,勘探有利区主要位于中东部靠近优质烃源岩、断层欠发育区;结合三维地震,预测有利圈闭19个,含油面积约为50km2(图 20a)。
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图 20 鄂尔多斯盆地侏罗系重点勘探目标区预测有利区分布图 Fig. 20 Prediction of favorable zones in the Jurassic in the key exploration target areas in Ordos Basin (a) 盆地西缘中段山城—洪德地区侏罗系构造及预测有利区分布图;(b) 盆地西缘南段平凉北地区侏罗系构造及预测有利区分布图;(c) 靖边斜坡带侏罗系构造及预测有利区分布图 |
南段平凉北地区断层主要呈北东—南西向成排、成带展布,为喜马拉雅期走滑断层(图 20b);古地貌主要位于演武高地,北部发育殷家城支沟、演武支沟。北部支沟输导、多层系广成藏,南部断层输导、点状成藏,向西侏罗系剥蚀。勘探应重点在北部支沟附近,预计有利圈闭14个,含油面积约为60km2。
5.2 靖边斜坡成藏条件有利,勘探程度低靖边斜坡宽而广,西南部安塞地区烃源岩发育,勘探程度较高;东北部城川—郝滩地区虽然烃源岩较薄,油源供给不足,但斜坡西岸靠近蒙陕古河,运聚通道畅通、低幅度构造排状分布,石油在浮力作用下向东北方向侧向运移,侏罗系高部位小范围聚集成藏具有一定潜力。靖边斜坡东北部含油层系单一、油藏规模小,一直以来勘探程度较低;近年来通过油气兼探、三维地震覆盖,加强气井侏罗系测录井,开展老井二次精细解释,已试油获工业油流井15口,已发现H171等8个油藏。通过构造、砂体精细刻画,预测有利区9个,含油面积约35km2(图 20c)。
5.3 盆地内部成熟区精细勘探仍具一定潜力历经50余年的勘探,盆地侏罗系已累计提交探明储量超8×108t。盆地内部成熟区勘探程度越来越高,小而肥的侏罗系油藏发现难度越来越大,但是充足的油源供给、多元化的输导体系、广泛发育的低幅度构造使勘探工作者坚信精细勘探仍有潜力。近年来,随着三维地震的逐步覆盖,勘探思路由以深带浅、深浅兼顾向浅层专探转变,实现了侏罗系勘探由斜坡向高地、河谷拓展,通过地质、地震、测井、压裂多专业联合,系统开展老井二次解释,极大提升了低对比度油藏的有效识别与发现,连续5年落实侏罗系高效储量超5000×104t。2024年以来,在三维地震区及井控程度高的区域,复查老井241口,优选含油目标45个,同时结合三维地震预测有利圈闭68个,并根据古地貌单元分布特征划分评价区带,从油源、圈闭、运移及保存条件等方面,通过地质类比的方法,评价盆地成熟区剩余储量潜力,预计储量潜力超亿吨。
6 结论(1)长7段烃源岩为油藏形成提供充足油源;富县组—延安组广泛发育的河道砂体与泥岩盖层形成良好储盖组合;古河谷砂体、断裂体系及低幅度构造构成高效输导—圈闭系统,支撑石油垂向—侧向运聚成藏。
(2)长7段油源经断裂、古河谷砂体垂向—侧向接力输导,沿斜坡向多阶阶地、鼻隆构造广泛侧向运移,在古河两侧斜坡区、断裂伴生构造带逐级聚集成藏,形成了“梯次运聚、广泛运移、多阶圈闭、逐级成藏”模式。富县组—延9段油藏主要受古地貌控制,在斜坡、河间丘构造高部位富集成藏;延8段—直罗组油藏在西缘断层发育区广泛分布。
(3)盆地前侏罗纪古地貌具有“古河控制、高地破碎、西陡东缓、支沟广布”的特征。二次构造抬升与古河迁移形成了“U+V”的古河形态;“U”形古河斜坡宽缓,低幅度构造呈排状分布,“U”形河谷向“V”形河谷一侧河间丘连续发育;高地支沟广布,共发育支沟18条;古地貌形态控制富县组、延10段、延9段油藏呈串珠状广泛分布。
(4)随着三维地震的逐步覆盖,井震结合刻画古地貌、断裂、低幅度构造,盆地西缘天环坳陷区、靖边斜坡东北部预测有利圈闭面积超200km2,是下一步勘探的重点目标区;盆地内部成熟区通过古地貌、低幅度构造预测及老井二次复查,预计储量潜力超亿吨。
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