镇泾地区延安组油气成藏特征与勘探方向.pdf

2 0 0 9年 2月 第 2 8卷第 1期 大庆石油地质与开发 P e t r o l e u m Ge o l o g y a n d Oi l fie l d De v e l o p me n t i n Da q i n g F e b ．，2 0 0 9 V0 1 ． 2 8 No ． 1 文章编号 1 0 0 0 3 7 5 4 2 0 0 9 0 1 - 0 0 2 2 - 0 4 镇泾地 区延安组油气成藏特征与勘探方 向 王 震 李仲东 袁京素 王 君 1 ．中海油 田服务股份有限公 司油田生产事业部 ， 河北 燕郊0 6 5 2 0 1 ；2 ．成都理工大学 “ 油气藏地质及开发工程” 国家重点实验室，四川 成都6 1 0 0 5 9 ；3 ．中围石油华北油 田采油一厂地质所，河北 任丘0 6 0 5 5 2 摘要 为 了研究工 区前侏罗系古地貌特征与延安组 油气 成藏之 间的关系 ，通过 印模法恢 复镇泾地 区前侏 罗系古 地貌， 结合工区内已发现的延安组古地貌披盖油气藏的石油地质特征，研究延安组底部河道砂体分布与古地貌之 间匹配关 系、古地貌与油气分布之间的规律 ，分析延安 组油气 成藏特征 。研 究表 明由于T 区古 地貌格局 造成 的高差不 同导致剥蚀面之上 的沉积厚度产生差异 ，形成差 异 实构 造 ；延安组 油层 明显 受砂体厚 度和构造 的控 制 ，构造高部位的厚砂体是延安组油气成藏的关键 。结 合工 区延安组成 藏特征 对该 区进 行油气分 布有利 区域预 测 ，得到工 区 S 2井 区北北东及工 区的东北角方 向是下一步油气勘探的有利区。 关键词 镇泾地区 ；古地貌 ；延安组 ；成藏特征 ；勘探方 向 中图分类号 T El 2 2 ． 3 文献标识码 A CHARACTERI S TI CS oF RES ERVoI R I NG AND EXPLORATI oN PRoS PECTS oF YA N’AN ATI oN I N ZHENJ I NG AREA WAN G Z h e n ，L I Z h o n g d o n g ，YUAN J i n g ． S U ，WANG J u n 1 ． O i lfie l d Ma n u f a c t u r i n g D i v i o n ，C h i n a O i lfi e l d S e r v i c e L t d ． ，C N O O C ，Y a n j i a o 0 6 5 2 0 1 ，C h i n a ；2 ． N a t i o n a l K e y L a b o r a t o r y o f O i l a n d G a s R e s e r v o i r G e o l o g y a n d E x p l o i t a t i o n ，C h e n g d u U n i v e r s i t y of T e c h n o l o g y ，C h e n g d u 6 1 0 0 5 9 ，C h i n a ；3 ． N o ． 1 O i l P r o d u c t i o n C o m p a n y ofHu a b e i O i lfi e l d ， P e t r o C h i n a ， R e n q i u 0 6 0 5 5 2 ，C h i n a Ab s t r a c t T o s t u d y t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n P r e J u r a s s i c p a l a e o g e o mo r p h o l o g y a n d h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r f o r mi n g o f Y a n ’ a n F o r ma t i o n i n t h e w o r k a r e a ， t h i s p a p e r r e s t o r e s t h e P r e J u r a s s i c p a l a e o g e o m o r p h o l o g y i n Z h e n j i n g a r e a wi t h i mp r e s s i o n me t h o d，c o mb i n i n g p e t r o l e u m1 g e o l o g y c h a r a c t e r i s t i c s o f p a l a e o g e o mo r p h o l o gy d r a p e r e s e r v o i r s i n Ya n’ a n Fo r ma t i o n，wh i c h ha s be e n d i s c o v e r e d i n t h e wo r k a r e a．I t s t u d i e s t h e ma t c h i n g r e l a t i o ns hi p b e t we e n c h a n n e l s a n d b o d y d i s t r i b u t i o n o f b o t t o m p a r t o f Ya n’ a n Fo r ma t i o n a n d p a l a e o g e o mo r p h o l o gy ，a nd r e l a t i o n s hi p b e t we e n pa l a e o g e o mo r p ho l o gy a n d o i l ／g a s d i s t r i b u t i o n，a n d a na l y z e s c ha r a c t e r i s t i c s o f r e s e rvo i r f o rm i n g i n Ya n’ a n F o r ma ‘ t i o n． Re s e a r c h s h o ws t h a t ，b e c a u s e t h e d i f f e r e n t h e i g ht d i f f e r e n c e c a u s e d b y p a l a e o g e o mo r p h o l o g i c f r a me wo r k r e s u hs i n d i f f e r e n c e s i n s e d i me n t a t i o n t h i c k ne s s o n t h e e x p o s u r e l e v e l ，f o r mi ng d i f f e r e n t i a l c o mp a c t i o n s t r u c t ur e；r e s e I 、 ， o i r s i n Ya n’ a n Fo rm a t i o n a r e o b v i o us l y c o n t r o l l e d b y s a n d b o d y t h i c k n e s s．a n d t h i c k s a n d b o d i e s o n s t r u e t u r a l h i g h pa r t a r e t h e k e y f a c t o r s o f r e s e r v o i r f o rm i n g i n Ya n hn Fo r ma t i o n ．Co mb i n i n g c h a r a c t e r i s t i c s o f r e s e rvo i r f o rm i n g i n Ya n’ a n F o rm a t i o n i n t h e wo r k a r e a．f a v o r a b l e a r e a s f o r o i l ． g a s d i s t r i bu t i o n i n t h e a r e a a r e p r e d i c t e d．N b y E o f 收稿 日期 2 0 0 8 - 0 2 2 7 基金项 目国家 “ 9 7 3 ”重点基础研究发展计划项 目 2 0 0 2 C B 2 1 1 7 0 5 。 作者简介王震 ，男，1 9 8 1年生，硕士，主要从事油气田开发地质研究。 E ma i l wa n g z h e nl c n o o c s ． c o n 第 2 8 卷第 1 期 王震等 镇泾地区延安组油气成藏特征与勘探方向 。 2 3 W e l l S 2 a n d n o rthe a s t c o r n e r i n t h e wo r k a r e a a r e t h e f a v o r a b l e a r e a s f o r f u r t he r e x p l o r a t i o n． Ke y w o r d s Z h e n j i n g a r e a ； p a l a e o g e o mo r p h o l o g y ；Y a n ’ a n F o r ma t i o n ； c h a r a c t e r i s t i c s o f r e s e r v o i r f o r m i n g ； e x p l o r a t i o n p r o s p e c t 镇泾油田大地构造位置属于鄂尔多斯盆地西 南部，构造区划属 于鄂尔多斯盆地天环 向斜南段 。 石油勘探实践表明，本区 自上而下钻遇的地层有第 四系，第三系，白垩系，侏 罗系安定组 、直罗组 、 延安组和三叠 系延长组 未穿 。2 0世纪 7 0年代 在该 区的镇 4井延 9经压裂试采获工业油流 ，从 此 打开 了在延安组油气勘探的新局面。为了进一步扩 大镇泾的勘探开发成果 ，需要对研究 区延安组油藏 地质特征 、古地貌形态及其对油气分布的影响等有 更深 入 的认 识 。 前侏 罗系古地貌恢 复 鄂尔多斯盆地在印支运动末期随周边山系的隆 生 ，发生 了向东倾斜运 动，造成 了盆地 大面积抬 升，并使三叠系切割成多条 2 0 0～ 3 0 0 m深 的河流 谷地。由于盆地以整体抬升为主 ，内部没有大的构 造变形 ，因而剥蚀掉的三叠系延长组厚度就是当时 的古地貌地形差 。本 次应 用印模法恢复前侏 罗 纪古地貌形态，印模法的地质依据是延长组顶侵蚀 面至延安组延 9顶煤之间的地层厚度 ，这种面状特 征为侵蚀面印模 ，它 间接反 映了侵蚀面 的起伏 形 态。也就是说 ，如果古地貌高 ，则上覆沉积薄；而 古地貌低 ，则上覆沉积厚 ，上覆沉积物 残留厚度 保持不变。延 9延 1 0的厚度与前侏罗纪古地貌 成镜像关系，利用其厚度可以反演前侏罗纪古地貌 形态，地层 厚度 由大到小反映 了古地 貌 由低变高 此方法 未考虑 其他 因素 ，如地壳 均衡 、沉 积速 率 、压实效应等 。凶此 ，通过编制延 9 延 1 0厚 度图就可以恢复前侏罗系古地貌形态。 根据该 方法 对 研 究 区前 侏 罗 系 古地 貌 恢 复 图 1 ，镇泾地区古地貌有 以下特点 第一 ， 镇泾油田并不存在明显 的高地 、洼地及 下切河谷，整体为一大单斜。前侏罗系古地貌为西 北高 、东南低，坡度很平缓 ，平均在 1 m ／ l O 0 m。 第二 ，根据地形 的相对位置变化 ，划分 出高 地 、洼地 、缓坡 、山谷和山脊等微地貌单元。镇泾 地 区最大的高地分布在研究区的西北部 ，其次是中 部 ，最小的高地位于西南部 ；缓坡地形线较平缓 ， 坡度变化不大；洼地地形相对较低 ，只有小范围的 图1镇泾油 田前侏罗系 古地貌 图 F i g ． 1 P r e J u r a s s i c p a 1 a e o g e o m o r p h o l o g y i n Z h e n j i n g O i l f i e l d 洼地出现 ，分布于缓坡中；山谷是等高线凸向高处 的山谷连线 ，山脊之问的低洼部分 ，主要分布 3个 山谷；山脊是等高线凸向低处的山脊连线 ，也主要 分布 3个山脊 ，与 3个山谷相问出现。这 3个 山脊 主要分布在曙 2井区以北 、镇泾 1 井区和曙评 2井 区，其中前 2个山脊规模较大。 2延安组沉积特征与古地貌 的关 系 三叠系末的印支运动使盆地遭受剥蚀 ，凶风化 侵蚀及季节性洪水 的冲刷 ，延长组顶部遭受剥蚀 ， 并形成沟谷纵横的丘陵地貌，侏罗系的沉积就是在 这种丘陵古地貌上充填补齐 、整体下沉 ，陆源物质 大量补偿 ，及其后 的逐渐湖沼化而沉积的。根据沉 积相划分标志 ，结合区域盆地演化特征将研究区内 延安组延 l 0的沉积相划为三角洲平原亚相，以发 育河道砂岩与分流问湾泥岩为主。亚相可进一步划 分为分流河道 、天然堤 、决 口扇 、沼泽 、分流问湾 几个沉积微相 。延 9沉积相划为辫状河沉积 。 按古地貌高程 由低向高 ，研究区 自下而上依次 沉积了延 l 0 、延9 3 、延 9 2 、延 91 砂体 ，随 着沉积背景 的变化 ，相应 的砂体逐 渐向古高地攀 升 ，并随着河床拓宽，河流弯曲度变大 ，砂体的形 态 、厚度 、物性等也发生相应改变 。 延安组下部的延 l 0古河道从研究 区的西边进 入T区，总体趋势为 近东西 向，从古地理格 局来 看 ，是从高地经缓坡由山谷流出的 ，水流从高势 向 2 4 大庆石 油地质与开发 2 0 0 9年 低势流动。其中南侧古河道完全受北侧高地和中部 的两块高地限制 ，被夹于高地之间，而高地完全为 分流河道沉积。研究区坡度并不大，只有 1 m ／ l O 0 m的坡度，但可以看出，就是这样小的坡度 ，对剥 蚀面之上的沉积格局也有较大影响。 经过延 1 0的填平补齐作 用 ，到延 93沉积 期 ，古地貌的影响变得没有延 1 0明显 ，从 图 2看 出，延 9 3河流方 向为南西一北东 ，此时 的水流 仍然是从高地经缓坡向山谷流动，研究区中央的两 块高坡仍没有河流经过 ，为河道间沉积 ，说 明前侏 罗纪古地貌的高地此时仍然较高，由于水流总是从 高势区向低势区流动 ，河流绕过这些高地继续向低 势区流动。值得注意的是西北侧河流有一支流向南 侧河道汇入 ，主要原因为北侧河道所处位置本来较 高，加上在分支处 ，正好位于中央高地向缓坡过渡 处，地势较低 ，洪水期极易冲裂形成支流。 图2前侏罗系古地貌 与延9 - 3 沉积微相叠加图 F i g ． 2 S u p e r p o s i t i o n m a p o f P r e J u r a s s i c p a1 ae o ge om or ph ol o gy a n d Y9 3 s e di me nt a ry mie r of aei e s 延 9 2沉积期 ，前侏罗纪古地貌对它的影响 继续变弱 ，延 91继承了延 9 2的沉积格局 ，河 道走向仍为近南西一北东向，主河道仍是两条 ，但 延 9 2是延 9河流最发育的时刻 ，为典型的辫状 河道 ，河道不稳定 ，频繁分叉与汇聚，此时的研究 区中央的两块高地大部分被河流经过，前侏罗纪古 地貌对其影响已不大。 前侏罗纪古地貌至延 91沉积时期几乎不起 作用 ，两条古河道仍为南西一北东向，河流发育程 度较延 92弱，南 、北两条河流也不存 在汇聚， 说明此时的古地貌已基本夷平 ，呈现准平原化。 3延安组油藏特征及油气成藏模式 鄂尔多斯盆地 中生界油藏根据烃源岩成油时 间、储层特征 、油气运移通道和过程 、成藏主要控 制因素等划分为上层侏罗系次生油藏 、下层三叠系 原生油藏等。目前研究 区勘探开发主力产层为延 9 油藏 ，这类油藏多属于岩性或岩性 一构造油藏l 4 J 。 3 ． 1延 9岩性与低幅度构造复合型油藏 选取研究区典型油藏剖面，该剖面呈南西 一北 东向 图 3 。在这条剖面中有两个构造高点，一 个位于 Z J 3 48井附近 ，另一个在 Z -l 21井附 近。该剖面与河道走 向基本一致 ，由于古河 道在 Z J 21 1和 Z J 26井处 向南改 向，造成这 两 口井 附近砂体厚度减薄，特别是上部砂体不发育，其他 井点砂体厚度基本相同，砂体厚度较大，占延 9地 层厚度的2 ／ 3以上。 图3 Z J 3 6 6 一Z J 2 4 油藏剖面图 F i g ． 3 C r o s s s e c t i o n o f Z J 3 6 6 t o z J 2 4 r e s e r v o i r s 从图 3可 以看出，油层主要分布在构造高点附 近 ，向低部位油层厚度减薄 ，具有明显的底水和边 水 ，油水分异彻底 。从整个研究区所做的油藏剖面 图及单井油水测井解释成果来看 ，Z J 1 、2 、3井区 延 9油藏具有相同的油水界面。通过多口井的油水 界面反复计算 ，油水界面在 一4 4 5 m左右 ，受储集 物性的影响，油水界面会略有变化。 3 ． 2油气成藏模式 延 9油藏为典型的古生新储型 ，烃源岩主要为 延长组暗色泥岩 ，特别是长 7油页岩 ，而储层为延 9的辫状河道砂体 ，盖层为直接覆盖于辫状河道砂 体之间的河道间泥岩。研究区几乎是井井见油气显 示 ，但具有工业产能的井不多，延安组砂体受沉积 相的控制 ，连续性不是很好 ，由此可以看出，镇泾 油田二次运移可能主要以垂向运移为主，短距离的 侧向运移为辅。通过以上分析 ，对研究区剥蚀面上 延安组油藏和剥蚀面之下延长组长 6段油藏进行归 纳 ，初步建立研究 区油气成藏模式 图 4 。 前已叙述 ，延安组油气主要聚集在构造部位 第 2 8卷第 1 期 王震等镇泾地区延安组油气成藏特征与勘探方向 2 5 ∞ m 一 ∞m 蠹 岳 4 5 、 、 ， 长4 5 、 、 一 ， 。 、 日 E 三 三 E]E 油 层 河 道 砂 决 口 扇 不整合面 段 界 线 目E口 煤 线 油气运移方向 图4镇泾油田成藏模式概念图 Fi g ． 4 Co n ce p t ua l m ap o f r es e r vo i r f o r mi n g p a t t e r n o f Z h e n j i n g O i l f i e l d 高、砂体厚的区域 ，与构造有密切的关系 ，延安组 的构造均与差异压实有关 。研究区这两种差异压实 模式即一种差异压实构造与古地貌有关 ；另一种 差异压实构造与沉积作用有关 。 长 7烃源岩在经历了中侏罗世晚期后进人生烃 门限 ，并开始 排烃 ，于早 白垩世 1 2 8 ． 4 Ma 达 到生 油 高 峰 ，油 气 运 移 的 主 要 驱 动 力 为 下 部 1 9 0 0 m以下 的过剩 压力 及 上部 的静水 压 力 ， 通过储层内的连通孑 L 隙向上运移。如果在长 6遇到 好的储盖组合 ，则直接聚集成藏 ，如果缺乏有效盖 层 ，则继续向上运移 ，至剥蚀面附近，通过剥蚀面 下的淋滤带运移通道进行侧向运移和向上运移 ，在 延安组聚集成藏 。延安组特别是延 9 、延 8的辫 状河道砂体 ，在平 面呈条带状 ，纵 向上彼此叠置 ， 为油气聚集提供 了良好 的储集空间 ，早白垩世末是 油气成藏的关键时刻。 4油气勘探方 向 从 目前镇泾地 区的钻井情况来看 ，剥蚀面之上 的油层主要赋存于延 9油层组 中。通过前面的分析 可知，延 9油层 的分布明显受控于沉积和构造 ，从 镇泾油 田已有的钻井情况来看 ，研究区延 9主要有 两条古河道 ，呈近似平行 自西南向东北方向流出工 区。从前面的古地貌分析可知 ，研究区的古地貌是 西北高 ，东南低 ，极像丘陵 ，在低势低凹处 ，北边 河流有支流向南边河流汇入。其中北边的河流在研 究区西北形成镇泾 2、3井 区油 田，而南边的河流 在研究区东边形成镇泾 1 井区油田。 1 有利勘探 区 I 位于 S 2井北北东方向，Z J 4 、S 2 、S 2 X的井点 资料可靠 ，所 以北边河流必是经 s 2井 向北东方 向 流出，而 H H1 0 2井 的砂体欠发育 ，不是河道 主体 的沉积 ，所以北边这支河道应是绕过 H H1 0 2井 向 北东方向流出工区。 2 有利勘探区 I I 亦位于研究区东北角 ，从沉积相平面展布可以 看出，北边河流有一分支可能流经该区 ，而南边的 河流也极有可能经此区域流出工 区，所以有利勘探 区 I I 的延 9砂体应该 比较落实 。 5结 论 1 古地貌直接影 响着延安 组的沉积格局和 构造格局 ，斜坡上的高地通常是延安组沉积期 的分 流间湾 ，而山谷通常是支流的发育区 ，斜坡为古河 道发育区；由于古地貌高低不同 ，剥蚀面之上 的沉 积厚度的差异 ，形成差异压实构造。 2 延安组 油层 明显受砂体 厚度和构造 的控 制 ，构造高部位 的厚 砂体是延安组 油气成藏 的关 键 ，镇泾油 田油藏具有相同的油水界面，属于同一 个压力系统。 3 预测 S 2井区北北东及工 区的东北角方向 是下一步油气勘探 的有利区。 参考文献 [ 1 ]洪余刚 ，陈景山 ，代宗 仰 ，等 ．古地貌恢 复在 风化壳 岩溶 型 储 层研 究中的应用 以川 中 一川南过渡 带奥陶系为例 [ J ]． 大庆石 油地质 与开发 ，2 0 0 7，2 6 1 l - 5 ． [ 2 ]王峰 ，刘池阳 ，刘红格 ．鄂尔 多斯盆地 西部陆 内前陆盆 地 的 晚期发育与油气聚集[ J ]．大 庆石油地 质与开发 ，2 0 0 6，2 5 1 4 6 47 ． [ 3]张明山 ，王天新 ，王 萌 ，等 ．姬塬 古高地东 斜坡侏 罗系 油藏 特征与勘探策 略 [ J ]．特种油气 藏，2 0 0 7，1 4 4 1 7 - 2 1 ． [ 4]王震 ，李 仲东 ，惠宽 洋 ，等 ．鄂 尔 多斯盆地 镇泾地 区中生 界 油气成藏 主控 因素 分析[ J ]．断块 油气 田，2 0 0 7 ，1 4 3 2 5 _ 2 7 ． [ 5 ]牛彦 良 ．海拉尔盆地 潜山油藏 油气 沿不整合 面 、断层 和砂体 运移的控制 因素[ J ]．大庆石油地质 与开 发，2 0 0 7 ，2 6 2 2 7 ． 3 0 ． 编辑徐衍 彬