坪北地区长7－长10油组油气勘探潜力研究.pdf

第2 1卷第 3期 江汉石 油科技 2 0 1 1年 9月 J I A N G H A N P E T R O L E U M S C I E N C E A N D T E C H N O L O G Y V0 1 ． 2l No ． 3 Se p． 2 01 1 坪北地 区长 7 一 长 1 O油组油气勘探潜力研究 金鑫， 王韶华， 张青 江汉油田分公司勘探开发研究院 摘要 利用区块及邻 区的钻井、 测井、 测试及分析化验资料 ， 从 区域 结构构造、 地层沉积入手 ， 根据砂岩体积和分布面积的定量计算， 建立了坪北地区延长组长 7 一 长 1 O油组 又称深层 地层小 层和砂组的划分标准， 总结 了地层沉积特征 ， 建立了延长组沉积充填模式。认为坪北深层 以湖泊一 三角洲沉积体系为主， 物源均来自工区北东方向， 沉积相类型包括湖泊与三角洲两大类沉积相、 三 类亚相、 十类微相 ； 长 1 0 - 长 7油组经历 了两次大的湖进与湖退过程 ， 自下而上表现为由粗变细的 沉积特征。经成油气基本地质条件研究认为， 本区具有良好的油源条件， 储集砂体以水下分流河道 和河口坝砂体为主， 属低孔低渗储层； 储层发育主要受沉积相、 成岩作用等因素控制； 邻近生烃中 心、 储层具厚度与物性优势、 构造一 岩性圈闭发育区有利于油气成藏。勘探潜力分析与综合评价表 明具有较 大的勘探潜力。 关键词 坪北地 区；三叠系延长组长 7 一 长 1 0油组 ； 层序地层 ；沉积相 ； 储层评价 坪北地区指坪北油田及周缘， 地处我国黄土高 原中部， 位于陕西省延安市安塞县和子长县境内， 面 积约 1 0 0 k m ； 构造位置处于鄂尔多斯盆地东部陕北 斜坡中部的坪桥鼻褶带， 属内陆湖泊三角洲沉积背 景下的低渗透、 特低渗透油田。1 9 8 4年塞 1 7井获 工业油流从而发现坪北油田， 共发现4个含油小层， 即三叠系延长组长 2 ， 、 长 4 5 、 长 6 ， 和长 6 。随着 勘探程度的深入， 油层改造工艺技术的不断提高和 完善， 原来认为没有经济价值的低渗透油藏经过储 层改造后获得较高产量， 使其具有工业经济价值， 也 为坪北深层特低渗透油藏的勘探工作拉开了序幕， 从 2 0 0 6年开始坪北地 区逐步投入三叠系延长组长 7 一 长 1 0 油组的勘探工作量， 初期成效不大， 2 0 0 9 年 开始科研人员对坪北地区长 7 一 长 1 0油组油气勘探 潜力展开系统研究工作。 1 基本成油气地质条件研究 首先以沉积学、 层序地层学和储层地质学等理 论为指导， 应用区内及邻区的钻井、 测井、 分析化验 资料建立地层格架、 分析研究坪北地区沉积相类型、 沉积微相和储层展布规律， 建立相模式。其次在成 藏条件和钻探效果分析基础上， 优选有利区带和目 标， 提出勘探部署建议， 通过井位部署钻探， 实现了 坪北地区长 7 、 长 9油组工业油流 的突破 ， 为坪北深 层下步油藏评价工作提供了有力的证据， 奠定了坚 定 的基础。 1 ． 1 长 7 一 长 9油组沉积体系研究 1 ． 1 ． 1 地层 划分 与对 比 根据砂岩体积和分布面积的定量计算进行层序 地层划分， 建立了坪北地区长7 一长 1 0油组小层和 砂组的划分标准， 结合坪北深层五个标志层特征， 综 合开展地层精细划分与对比， 将四个油组进一步划 分为 1 2个砂组 、 3 4个小层。 1 根据分砂组和小层估算砂岩体积和砂岩分 布面积的结果表明， 砂岩体积和分布面积总体上具 有非线性正相关关系 ， 随砂组的变化具有 明显的规 律性。总体上表现为四个旋回特征 长 1 0 一 长 9 ， 表 现为正韵律特征， 砂岩体积持续降低， 分布面积持续 减小 ； 长 8 2 - 长 8 长 7 ， 一 长 7 和长 7 。 一 长 6 三个旋 回均表现为反韵律特征， 砂岩体积持续增高， 分布面 积持续增大。 2 坪北深层存在五个标志层 长 1 0 ／ 纸坊组界 面、 长 9 ／ 长 1 0的界线、 长 8 ／ 长 9的界线、 长 7中部 煤层、 长7 顶部， 标志层区域分布稳定， 全区可横向 第一作者简介 金鑫 ， 女， 江汉石油学院地质专业毕 业 ， 工程师， 现从事油气田开发研究工作。 3期 金鑫等 坪北地区长7 二 塑 鲞 堑塞 对 比。 3 根据标志层和各级旋回变化特征， 坪北深 层可划分出长 7 、 长 8 、 长 9 、 长 1 0 4个油组。长 7进 一 步可划分成3个砂组 长 7 、 长 7 、 长 7 ， 其中长 7 可划分成3 个小层， 长7 可划分成 4 个小层、 长7 可划分成3 个小层； 长 8 进一步可划分成--砂组 长 8 长 8 ， 其中长 8 。 可划分成4 个小层 ， 长 8 可划 分成4 个小层； 长 9进一步可划分成三个砂组 长 9 、 长 9 z长 9 ， ， 其中长 9 ， 可划分成 2 个小层， 长 9 可划分成3 个小层， 长 9 ， 可划分成 3 个小层； 长 1 0 可划分为四个砂组 8 个小层。 1 ． 1 ． 2 沉积相特征 对坪北地区深层分油组、 砂组开展了沉积微相 分析， 建立了延长组沉积充填模式， 研究认为坪北深 层以湖泊一三角洲沉积体系为主， 物源来源于工区 北东方向， 自下而上表现为由粗变细的沉积特征 。 1 坪北深层沉积相类型包括湖泊与三角洲两 大类沉积相、 三类亚相、 十类微相。湖泊相包括浅湖 砂坝、 浅湖泥两种微相， 主要分布在长 7 、 长9油组； 三角洲以三角洲平原相与三角洲前缘亚相为主， 三 角洲平原相包括分流河道、 河道间微相， 主要分布在 长 1 0油组下部； 三角洲前缘亚相包括水下分流河 道 、 河 口坝 、 河道间微相 ， 主要分布 在长 7 一 长 1 0油 组 。 2 坪北地区各油组平面沉积微相特征表现 为 长 1 0 油组以网状三角洲前缘水下分流河道为 主； 长 9 、 长7油组各发育一支朵状三角洲前缘水下 分流河道， 进一步又可细分为东、 西两支； 长 8油组 发育二支条形的三角洲前缘水下分流河道， 东部一 支可细分为两支， 西部一支可细分为三小支。 3 坪北深层在长 1 0 一 长 7油组经历了两次大 的湖进与湖退过程。长 9油组为一个快湖侵的过 程 ， 后期表现为不明显的湖退 ； 长 8油组为一个湖退 一 湖侵的过程， 长 8中期达到最大湖退； 长 7油组为 一 个湖侵一 湖退的过程， 长7中期达到最大湖侵； 自 下而上表现为 由粗变细的沉积特征。 1 ． 2 长 7 一 长 9油组烃源条件评价 油源条件研究认为， 坪北深层具有良好的油源 条件 ， 共发育四套烃源岩 ， 以延长组长 9油组烃源最 好， 深层油源以来 自于深层 自 身烃源岩为主。 1 坪北地区延长 组长 7 1 0油组均不 同程度 发育烃源岩 ， 烃源条件好 ， 以成熟烃源岩为主 ； 暗色 泥岩厚度6 ． 3 ～ 7 7 ． 6 m， 烃源岩有机碳含量平均值为 0 ． 9 0 ％ ～ 2 ． 9 4 ％， 镜质体反射率 0 ． 7 6 ％ ～ 0 ． 9 l ％。 其中， 长 9油组暗色泥岩占地层 比例最大， 最高达 7 3 ． 1 ％， 烃源岩有机碳含量最高达 6 ． 5 8 ％， 为好烃 源岩； 次为长 8 、 长7 油组烃源岩。结合区域资料分 析， 坪北地区邻近鄂尔多斯盆地长 9与长 7油组优 质烃源岩分布区， 且 自 身也具有供烃能力， 具有较好 油气成藏的物质基础。 2 坪北地 区延长组长 7 、 长 9油组 的深层原油 为中一 低粘度轻质油， 长 6油组浅层原油为中粘度 中质油， 原油全烃色谱、 正异构烷烃组成、 三种 5 a 甾烷组成、 “ 三芴” 系列组成等两者之间也存在明显 的差异。油岩对比结果表明， 坪北地区深层长7 、 长 9 油组的原油由本层系的烃源岩所提供。 1 ． 3 长 7 一 长 9油组储集条件研究 4个油组 2 8个小层储集性能分析表 明， 坪北深 层储层发育， 储集砂体以三角洲前缘水下分流河道 和河口坝砂体为主， 属低孔低渗储层， 储集空间以粒 间溶蚀孔为主。储层发育主要受沉积相、 成岩作用 等控制因素。纵向上， 4套储层中以长 9油组储层 最好； 平面上， 2 8 个小层中对应的分流河道主体部 位储层相对较好， 侧缘及末梢相对较差。 1 坪北深层储层砂体以三角洲前缘水下分流 河道、 河口坝砂体沉积为主， 砂体厚3～ 2 0 m， 主要岩 性是岩屑长石砂岩和长石砂岩为主； 填隙物以泥质、 碳酸盐、 浊沸石、 硅质充填为主， 浊沸石占优； 储层孔 隙度在 6 ． 2 ％ 一 8 ． 1 ％， 渗透率在 0 ． 0 8 1 ． 9 8 1 0 la x n ； 孔隙以粒间溶孔为主， 其次为溶蚀微孔， 孔隙 连通性差， 属低孔低渗储层。 2 坪北深层储层发育主要受沉积相、 成岩作 用等控制因素。沉积作用除了控制着储层的厚度、 规模及空间展布等宏观特征外， 还控制着岩石原始 孔隙度的大小和渗透性的好差， 甚至对后期成岩强 度都有着重要影响。一般砂岩孔隙度、 渗透率随粒 径的减小而降低， 整体上细砂岩孔渗性明显好于粉 砂岩。岩石 的物性和孔隙结构与微相环境也有着明 显关系， 储集岩以三角洲前缘相水下分流河道、 河 口 坝砂物性最好。成岩作用主要包括有压实作用、 溶 蚀作用、 胶结作用。溶蚀作用以长石边缘溶蚀、 浊沸 石溶蚀、 有机酸溶蚀作用为主， 对储层改造起建设性 作用。胶结作用包括粘土胶结、 铁方解石胶结、 浊沸 石胶结， 以浊沸石胶结为主， 对储层改造起破坏性作 用。 3 分 4个油组 、 2 8个小层开展储层综合评价 8- 江汉石油科技 第2 1卷 结果表明， 纵向上 ， 长 9油组储层相对较好 ； 平面上 ， 2 8个小层按沉积微相类型、 砂岩厚度、 砂岩粒度及 试油结果分析表明， 相对应的分流河道主体部位储 层相对较好， 侧缘及末梢相对较差。 1 ． 4 构造分析与圈闭预测 坪北深层构造表现为近南北走向倾角小于 1 。 的西倾单斜， 区内圈闭类型为构造一 岩性圈闭， 对深 层 2 8 个小层进行了圈闭识别， 发现圈闭形态 4 5 个， 层圈闭总面积 1 5 3 4 k m ； 已发现油层段识别单砂组 圈闭9 个， 其中长 7油组 3 个， 长 9油组 6个， 圈闭 总面积达 1 2 4 ． 2 2 k in 。 1 坪北深层构造特征具有继承性， 均表现为 近南北走向倾角小于 1 。 的西倾单斜， 局部因差异压 实作用发育着一些低缓的鼻状隆起， 构造圈闭不发 育 ， 由于各油组多为呈北东向条带状展布的三角洲 相沉积， 因此 ， 区内易形成多个北东向展布的构造一 岩性圈闭， 即向西以构造等值线为圈闭闭合线， 向东 以岩性侧向封堵形成岩性圈闭； 对 2 8 个小层进行了 圈闭识别， 发现 圈闭形态 4 5个 ， 层 圈闭总面积 1 53 4k m 。 2 目 前区内在长 7 、 长 9油组已发现油层， 其 中， 长 7 油组含油层位于长7油组的上中部， 长 9油 组的含油层位于长 9油组的顶部， 连片性好。已发 现油层段识别单砂组圈闭9 个 ， 其中长 7 小层发现 圈闭 3个 ， 圈闭总面积 3 5 ． 0 8 k in ； 长 9 小层 1砂组 发现圈闭 3个 ， 圈闭总面积 4 6 ． 2 k in ； -K9 ， 小层 2砂 组发现圈闭 3个 ， 圈闭总面积 4 2 ． 9 4 k m 。 2 长 7 一 长 9油组油气富集规律 鄂尔多斯盆地三叠系油藏分布遵循“ 源控论” 和“ 相控论” ， 主要聚集在近源的三角洲前缘砂体 中。陕北斜坡东部三叠系油气藏的形成和分布受沉 积相、 隆起构造背景、 断裂等运移通道、 水动力条件 等多重因素控制。勘探成果表明， 三叠系延长组油 藏主要聚集在邻近生烃中心的三角洲前缘分流河 道、 河口坝、 平原分流河道及深湖一 半深湖区的浊积 砂体之中。因此， 有利的沉积相带是三叠系油气藏 形成和富集的基本条件， 隆起构造背景是三叠系油 气富集高产的重要因素， 砂体等有效运移通道的存 在是三叠系上部储盖组合成藏的关键， 水动力则可 能是三叠系油藏形成的一个重要圈闭因素。只有具 备良好的构造背景、 良好的储层条件和运移条件， 才 是寻找大中型油气 田的最有利地区。 1 、 半深湖一 深湖相泥岩为坪北地区长 7 一 长 1 0 油组油藏的优质烃源岩， 油藏主要围绕生烃中心 或烃源岩发育区呈环带状或半环带展布。 2 、 大型河流一 湖泊三角洲复合砂体为有利的 储集体， 后期建设性成岩作用有利于低渗透储层的 改善， 油藏富集程度与砂体储层厚度、 物性优势分布 关系密切。 3 、 过剩压力为延长组油气运聚的主要动力， 邻近烃源岩的储集体发育带是油气运移的有利指向 区 。 4 、 隆起构造背景对油藏形成和富集有重要 的控制作用， 发育构造与岩性配套的岩性圈闭是油 藏形成的关键。 3 长 7 一 长 1 O油组勘探潜力评价 3 ． 1 钻探效果分析 钻探效果分析表明， 坪北深层油气成藏主要受 构造、 岩性双重因素控制， 存在就近聚集型、 顺层运 移型、 穿层运移型等三类成藏模式； 油气藏沿湖湾呈 环形分布， 从而提出环湾成藏论， 即； 邻近生烃中心、 储层具有厚度与物性优势、 构造一 岩性圈闭发育区 有利于油气成藏。 1 不同油组钻探成果分析表 明， 长 1 0油组储 层较发育、 钻井普遍位于构造低部位而导致钻探失 利， 预测在工区构造高部位有可能发现油藏； 长 9 、 长 7油组位于构造低部位 的岩性 圈闭内钻井 为水 层， 位于构造高部位的岩性圈闭内钻井为油层， 不在 岩性圈闭的钻井为干层。 总之， 坪北深层油气成藏 主要受构造、 岩性双重因素控制 。 2 坪北深层油气成藏存在三类成藏模式 就 近聚集型 见于长 7 、 长 9 ， 即长 7 、 长 9的烃源岩生 成的油直接分别 向长 7 、 长 9的岩性圈闭储层 中运 移聚集成藏； 顺层运移型 见于长7 、 长 9 、 长 1 0 ， 即 长7 、 长 9 、 长 1 0的烃源岩生成的油分别沿水下分流 河道、 河口坝等砂岩储集体向长 7 、 长 9长 1 0的岩 性圈闭中运移聚集成藏； 穿层运移型 见于长 8 ， 即 长 7的烃源岩生成的油穿过长 7向长 8的岩性圈闭 中运移聚集成藏， 长 9的烃源岩生成的油穿过长 9 油组向长8的岩性圈闭中运移聚集成藏。 3 油气富集规律研究表 明， 油气藏沿湖湾呈 环形分布， 即环湾成藏论； 邻近生烃中心、 储层具有 3 期 金鑫等 坪北地匿 二 Q渔塑 塑竖鲞 堑 厚度与物性优势 、 构造 一 岩性 圈闭发 育区有利于油 气成藏。 3 ． 2 资源量预测 根据类比区 坪北地区 成藏条件分析认为， 坪 北地区长 7 一 长 1 0油组勘探领域共发育长 7 、 长 8 、 长9 、 长 1 0油组四套烃源岩， 以长 7 、 长 9油层两套 烃源岩为主， 储层以三角洲前缘分流河道砂体为主， 存在长7 、 长 8 、 长9 、 长 1 0油组四套储油岩， 形成构 造岩性油藏 ， 与标准区 定边一 志丹地区 具有相 似的成藏条件。在本区长 7 一 长 1 0油组勘探程度相 对较低， 细化的成藏条件难以对比， 但定边一 志丹处 于有利生烃区内， 坪北主体处于有利生烃区外， 因 此， 选定二者成藏条件相似系数为 0 ． 6 ； 类 比区 坪 北地区 勘探面积按 l O O k m 开展资源量预测。利用 面积丰度法预测了本区长 7 一 长 1 0油组地质资源 量。 3 ． 3 应用效果 通过研究首次系统分析 了坪北地 区延长组长 7 一 长 1 O油组基本成油气地质条件 ， 认 为坪北地 区地 处有利生储油相带 ， 受盆地东北物源的控制 ， 在长 9 一 长7油组沉积时期， 陕北斜坡中部形成了大型三 角洲沉积体系， 坪北油田位于该三角洲前缘亚相， 河 道砂体与烃源岩在平面上相互交错， 纵向上相互叠 置， 形成了4套生、 储、 盖层组合； 勘探层系多、 勘探 领域广， 具有较大的勘探潜力。受低孔低渗储层因 素的影响， 油藏主要分布于源岩发育区， 具有近源成 藏特点。发育低幅鼻褶构造背景下的岩性油藏， 应 用圈闭识别技术共识别 出已发现油层段构造 一 岩性 圈闭9个 ， 圈闭总面积达 1 2 4 ． 2 2 k m 指明了坪北深 层勘探方向， 认为坪北地区东南部为有利勘探区， 落 实有利勘探 目标 4个 ， 通过钻探 实现 了坪北地区延 长组长 7 、 长 9油组工业 油流的突破。在长 9油组 初步探 明 了石 油地质储 量 的数量 ， 新 增含 油面 积 2 8 k in 。且长 9油组具有与浅层相当的储层性质， 具有可开采的价值。 4 结束语 通过本轮研究， 总结了坪北地区延长组长 7 一 长 1 0油组地层沉积特征， 建立了延长组沉积充填模 式， 系统分析了基本成油气地质条件， 提出环湾论成 藏模式， 综合评价了勘探潜力， 并指明了勘探方向； 通过井位部署钻探， 实现了坪北地区长 7 、 长 9油组 工业油流的突破。但在储层精细描述和油气富集规 律方面尚缺乏系统的研究， 一定程度上制约了油层 井的产量， 因此， 下一步工作重点是针对坪北深层重 点以长 9为突破 口， 兼顾长 1 0 、 长 8 、 长 7油组评价 ， 开展沉积微相和储层精细描述， 研究坪北深层岩石 物理相分布； 以井组注水先导试验为依托， 开展产能 评价研究， 为坪北油 田增储上产和资源接替提供技 术支撑 。 参考文献 [ 1 ] 蔺宏斌 ， 侯明才， 陈洪德， 等． 鄂尔多斯盆地上三叠统 延长组沉积体系特征及演化[ J ] ． 成都理工大学学报 自然科学版 ， 2 0 0 8 ， 3 5 6 6 7 4 6 8 0 ． [ 2 ] 王宏波， 郑希民， 冯明． 鄂尔多斯盆地三叠系延长组层 序地层与生储盖组 合特征 [ J ] ． 天然气 地球科学， 2 0 0 6 ， 1 7 5 6 7 7 - 6 8 1 ． [ 3 ] 周进高， 姚根顺， 邓红婴 ， 等． 鄂尔多斯盆地延长组长 9 油层组勘探潜力分析 [ J ] ． 石油勘探与开发， 2 0 0 8 ， 3 5 3 2 8 9 - 2 9 3 ． [ 4 ] 王新民， 郭彦如， 付金华等． 鄂尔多斯盆地延长组长 8 段相对高孔渗砂岩储集层的控制因素分析 [ J ] ． 石油 勘探与开发， 2 0 0 5 ， 3 2 2 3 5 3 7 ． [ 5 ] 窦伟坦， 侯明才， 陈洪德， 等． 鄂尔多斯盆地三叠系延 长组油气成藏条件及主控因素研究 [ J ] ． 成都理工大 学学报 自然科学版 ， 2 0 0 8 ， 3 5 6 6 8 6 6 9 2 ． [ 6 ] 王学军， 陈杰． 鄂尔多斯盆地镇北地区油源对 比及石 油运移方 向[ J ] ． 石油天然气学报， 2 0 0 9 ， 3 1 2 3 5 4 0． [ 7 ] 吴志宇， 赵虹 ， 李文厚． 安塞地区上三叠统延长组沉积 体系研究[ J ] ． 煤 田地质与勘探 ， 2 0 0 5 ， 3 3 6 1 3 1 6 ． [ 8 ] 吴志宇， 赵虹， 李文厚， 等． 安塞地区延长组层序地层 特征[ J ] ． 天然气地球科学， 2 0 0 5 ， 1 6 2 1 9 0 1 9 3 ． 编辑汪孝芝