鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組待探查資源量分布分析

鄂爾多斯盆地中生代上的三疊紀(jì)延長(zhǎng)組富含豐富的石油資源。近年來(lái),其探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量、石油產(chǎn)量年均增長(zhǎng)速度均居全國(guó)各大盆地之首,每年新增石油地質(zhì)探明儲(chǔ)量均超過(guò)1億t以上,原油產(chǎn)量年增幅也在100萬(wàn)t以上,表明盆地有巨大的勘探開(kāi)發(fā)潛力。本文通過(guò)對(duì)延長(zhǎng)組資源量縱、橫向分布和沉積體系展布及油氣成藏特點(diǎn)等的綜合分析,結(jié)合近年來(lái)盆地的油氣勘探成果,進(jìn)一步確定鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組仍具有巨大的勘探潛力和廣闊的勘探空間。1巖相帶及延長(zhǎng)組上上跨盆地油層組劃分晚三疊世延長(zhǎng)期,鄂爾多斯盆地為一大型內(nèi)陸拗陷盆地,盆地周邊為高地剝蝕區(qū)環(huán)繞,水系發(fā)育,延伸入湖盆,形成多套河流―湖泊相陸源碎屑巖沉積,巖相帶從盆地邊緣向盆地內(nèi)部分別為沖積相、(辮狀)河流、(辮狀河)三角洲相和湖泊相,平面上相帶明顯呈環(huán)帶狀圍繞深湖區(qū)分布,但很不對(duì)稱,北部地形平坦故相帶寬,南部地形陡而相帶窄。根據(jù)巖性、電性特征及含油性的差異,延長(zhǎng)組自上而下可劃分為長(zhǎng)1至長(zhǎng)10等10個(gè)油層組?？v向上表現(xiàn)為由湖進(jìn)到湖退的變化過(guò)程,反映該大型沉積盆地形成(長(zhǎng)10―長(zhǎng)9)→擴(kuò)張(長(zhǎng)8―長(zhǎng)7)→萎縮(長(zhǎng)6―長(zhǎng)4+5)→消亡(長(zhǎng)3―長(zhǎng)1)的過(guò)程。2石油資源現(xiàn)狀2.1油氣成藏類型鄂爾多斯盆地中生界發(fā)育有侏羅系和三疊系兩套含油層系。根據(jù)長(zhǎng)慶油田2002年油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果,鄂爾多斯盆地中生界石油資源量85.88×108t。其中,侏羅系的資源量為14.92×108t;上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組的資源量為70.96×108t,占中生界總資源量的82.63%,是盆地中生界主要的勘探開(kāi)發(fā)目的層系。截至2007年底,鄂爾多斯盆地中生界已探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量21.5×108t,探明程度25.03%,待探明資源量64.38×108t。要客觀地認(rèn)識(shí)和把握鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組石油資源現(xiàn)狀,還必須要注意到如下兩個(gè)事實(shí)。(1)以往油氣資源評(píng)價(jià)中只計(jì)算了延長(zhǎng)組長(zhǎng)7油層組優(yōu)質(zhì)烴源巖(高阻油頁(yè)巖)的生烴量,而實(shí)際上,除長(zhǎng)7油層組之外,延長(zhǎng)組的長(zhǎng)9油層組上部—長(zhǎng)8油層組和長(zhǎng)7油層組上部—長(zhǎng)(4+5)油層組均發(fā)育質(zhì)量較好的烴源巖。以長(zhǎng)9油層組為例,新近鉆探和有機(jī)地球化學(xué)測(cè)試與研究表明,長(zhǎng)9油層組上段的湖相烴源巖平均TOC含量達(dá)5.03%,平均瀝青“A”含量達(dá)0.8603%,有機(jī)母質(zhì)類型是以低等水生生物為主要來(lái)源的腐泥型,并已達(dá)到了生油高峰的熱演化階段。盆地東南部的志丹-甘泉-黃陵地區(qū)是長(zhǎng)9烴源巖的主要發(fā)育區(qū),暗色泥巖+油頁(yè)巖厚度為2～20m,分布面積為1.6×104km2;根據(jù)39塊樣品的測(cè)試結(jié)果,這套烴源巖平均生烴潛量15.94g/cm3,初步估算生烴量可達(dá)50×108t以上。(2)鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組的油藏類型是以豐度低、面積大但橫向連續(xù)性差的巖性油藏為主,資源量的計(jì)算值與勘探技術(shù)水平、勘探程度、地質(zhì)認(rèn)識(shí)程度等有著密切的關(guān)系。石油資源量從前兩次評(píng)估的15.3×108t和19.1×108t,到2002年評(píng)估的85.88×108t,其增加的最主要原因是得益于勘探程度的提高、資源評(píng)價(jià)方法的改進(jìn)、勘探配套技術(shù)的進(jìn)步和油氣成藏地質(zhì)規(guī)律認(rèn)識(shí)的深入。以盆地西北部的鹽定地區(qū)為例,根據(jù)2002年資評(píng)結(jié)果,中生界石油資源量為10.26×108t。2005—2007年,長(zhǎng)慶油田公司有針對(duì)性地對(duì)姬塬油田長(zhǎng)(4+5)—長(zhǎng)6油層組加強(qiáng)鉆探和評(píng)價(jià),新增探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量1.18×108t,總探明儲(chǔ)量規(guī)模達(dá)到3.24×108t;通過(guò)后續(xù)的鉆探和評(píng)價(jià),2008年在上述兩個(gè)油層組預(yù)計(jì)可探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量1.5×108t左右;另外,通過(guò)2008年對(duì)該區(qū)長(zhǎng)8—長(zhǎng)9油層組鉆探,取得顯著效果,已在長(zhǎng)8油層組初步落實(shí)儲(chǔ)量規(guī)模為2×108～3×108t,長(zhǎng)9油層組也在多口井取得突破,預(yù)測(cè)儲(chǔ)量規(guī)模在2×108t以上。從儲(chǔ)量探明程度分析,國(guó)內(nèi)外類似盆地成熟探區(qū)的探明程度一般為50%～60%,而該區(qū)在勘探程度相對(duì)較低且正處于儲(chǔ)量增長(zhǎng)高峰期的情況下,保守估計(jì)其探明程度可達(dá)到70%以上,這很有可能是資源量計(jì)算結(jié)果偏低造成的。2003年以來(lái),鄂爾多斯盆地勘探工作量的投入大幅提高,促進(jìn)了對(duì)沉積、儲(chǔ)層、烴源巖及成藏規(guī)律等地質(zhì)認(rèn)識(shí)的創(chuàng)新和發(fā)展,同時(shí),適合鄂爾多斯盆地地質(zhì)特點(diǎn)的地震采集和處理、低阻油氣的測(cè)井綜合判識(shí)、低滲油氣層的壓裂改造等油氣勘探配套技術(shù)也已取得長(zhǎng)足進(jìn)步,很有必要對(duì)石油資源量及其分布進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)。2.2資源分布特征需要澄清2.2.1沉積體系ssr上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組沉積時(shí)期,鄂爾多斯盆地發(fā)育有東北、西北、西南和東南4個(gè)方向的物源體系,與之相對(duì)應(yīng),自盆地邊緣向湖盆中心分別形成了(辮狀)河流―(辮狀河)三角洲―湖泊沉積體系。多年的勘探開(kāi)發(fā)成果已經(jīng)表明,各沉積體系中的(辮狀河)三角洲前緣水下分流河道砂體、河口壩砂體及湖盆中部的濁積扇砂體是延長(zhǎng)組最主要的含油砂體,即每個(gè)沉積體系基本上對(duì)應(yīng)一套含油體系(圖1)。因此,可以根據(jù)各沉積體系不同油層組的平均疊加分布范圍來(lái)分析平面上待探明資源量的分布狀況,優(yōu)選有可能發(fā)現(xiàn)大中型油田的有利沉積體系。表1是中生界各沉積體系的資源量、探明儲(chǔ)量及待探明資源量匯總表。從資源量來(lái)看,東北和西南沉積體系資源量規(guī)模較大;從儲(chǔ)量探明程度看,東北和西北沉積體系探明程度相對(duì)較高,東南沉積體系勘探程度最低;從待探明資源量的分布來(lái)看,東北、西南和湖盆中部沉積體系均在10×108t以上。2.2.2合成織物的待積極豐富截至2007年底,侏羅系已探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量3.04×108t,待探明資源量11.88×108t,占總剩余資源量的18.5%;上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組探明儲(chǔ)量18.46×108t,待探明資源量52.5×108t,占中生界待探明資源量的81.5%。延長(zhǎng)組在縱向上可進(jìn)一步劃分為上部(長(zhǎng)1—長(zhǎng)3)、中部(長(zhǎng)4—長(zhǎng)8)和下部(長(zhǎng)9—長(zhǎng)10)3套含油組合。其中,上部含油組合的資源量為20.64×108t,待探明資源量17.6×108t,占延長(zhǎng)組待探明資源量的33.5%;中-下部組合資源量50.32×108t,待探明資源量39.6×108t,占延長(zhǎng)組總待探明資源量的66.5%。由此可見(jiàn),上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組中-下組合是中生界待探明資源的主要賦存場(chǎng)所,是鄂爾多斯盆地繼續(xù)尋找大中型油田的主要勘探領(lǐng)域。3延長(zhǎng)組石油勘探方向隨著認(rèn)識(shí)程度的提高和勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的進(jìn)步,鄂爾多斯盆地的石油儲(chǔ)量和產(chǎn)量大幅增長(zhǎng),目前正處于穩(wěn)定增長(zhǎng)期。為保證儲(chǔ)量持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng),在今后5～10年,延長(zhǎng)組的石油勘探可分為兩個(gè)層次:湖盆中部、西北和西南體系,是近期增儲(chǔ)上產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)地區(qū);東北體系和西北體系待探明資源量大,是今后5～10年保持儲(chǔ)量增長(zhǎng)的主要勘探接替領(lǐng)域。3.1現(xiàn)實(shí)研究領(lǐng)域的潛力分析3.1.1層序地層學(xué)意義湖盆中部包括侏羅系和上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組兩套含油層系,以往的勘探主要是針對(duì)長(zhǎng)4+5以上的層系。截至2007年底,在華池、城壕、白豹等地區(qū)侏羅系探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為5616×104t,在南梁、華池、白豹等地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)1—長(zhǎng)4+5油層組探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為1.07×108t。由斜坡走向盆地中部,以延長(zhǎng)組中下組合(長(zhǎng)6-長(zhǎng)8油層組)為主要目的層的勘探部署思路,主要得益于3個(gè)方面的進(jìn)展:(1)“滿凹含油”理論,推動(dòng)了從三角洲前緣向湖盆中心的巖性油藏勘探;(2)通過(guò)層序地層學(xué)方法的研究和應(yīng)用,開(kāi)展以體系域?yàn)閱卧墓I(yè)制圖,有效發(fā)現(xiàn)了盆地中部砂體分布規(guī)律;(3)低滲透薄油層壓裂改造技術(shù)的巨大進(jìn)步,有效提高單井產(chǎn)量,改善了低品位資源的經(jīng)濟(jì)性,拓展了勘探空間。根據(jù)層序地層學(xué)分析結(jié)果,湖盆中部有利儲(chǔ)集砂體主要分布于SQ4層序低水位體系域(長(zhǎng)61)、SQ3層序高水位體系域(長(zhǎng)62—長(zhǎng)71)和SQ3層序低水位體系域(長(zhǎng)81),砂體疊合分布面積可達(dá)3000km2,位于SQ3層序湖侵體系域的長(zhǎng)7優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度在50m以上,可在剩余壓力作用下向上、下砂體供烴,成藏條件非常有利。2007年,長(zhǎng)慶油田公司針對(duì)SQ3層序高水位體系域砂體(長(zhǎng)63)進(jìn)行整體勘探部署,在白豹—華池地區(qū)取得重大進(jìn)展,新增控制儲(chǔ)量1.3×108t,新增預(yù)測(cè)儲(chǔ)量1.45×108t。目前已發(fā)現(xiàn)北東—南西向展布的4個(gè)含油砂帶的富集區(qū),平均油層厚度12m,合計(jì)有利含油面積約900km2,初步控制儲(chǔ)量規(guī)模達(dá)4×108～5×108t,從而使該區(qū)成為長(zhǎng)慶油田公司繼西峰油田之后的最大發(fā)現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)有的鉆井結(jié)果分析,SQ3層序低位域(長(zhǎng)81)砂體沉積類型主要為三角洲前緣水下分流河道沉積,砂體平面上分布穩(wěn)定,厚度10～20m,砂體含油性較好。白豹—華池地區(qū)已有5口井在長(zhǎng)8油層組獲得工業(yè)油流,2008年鉆探的白306井在長(zhǎng)81試油獲得101.92t/d的高產(chǎn)工業(yè)油流,揭示該體系域具巨大的勘探潛力。目前,有井控制的砂體有利分布范圍約2000km2,預(yù)測(cè)石油地質(zhì)儲(chǔ)量2×108～3×108t。3.1.2長(zhǎng)慶油田公司的研究西北體系發(fā)育侏羅系和上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組兩套含油層系,已發(fā)現(xiàn)姬塬、紅井子等8個(gè)油田,探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量3.24×108t。自2006年預(yù)探井峰2井在長(zhǎng)8、長(zhǎng)9油層組取得突破之后,長(zhǎng)慶油田公司及時(shí)有效地對(duì)該區(qū)長(zhǎng)8油層組開(kāi)展了鉆探和評(píng)價(jià)工作,2007年在長(zhǎng)8砂體帶上完鉆69口探井,其中59口井鉆遇油層(平均油層厚11.2m),26口井試油獲工業(yè)油流(平均單井試油產(chǎn)量14.3t/d),基本落實(shí)了4個(gè)含油富集區(qū)。2008年該區(qū)又有黃7等井獲得工業(yè)油流,目前已初步控制有利含油面積約600km2,儲(chǔ)量規(guī)模2.5×108t。通過(guò)進(jìn)一步鉆探和評(píng)價(jià),該區(qū)有望形成7×108～8×108t規(guī)模的大油區(qū)。3.1.3層序高位域及工業(yè)壓力檢測(cè)西南體系同樣發(fā)育侏羅系和上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組兩套含油層系,已發(fā)現(xiàn)西峰、馬嶺、鎮(zhèn)北等5個(gè)油田,探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量3.73×108t,其中延長(zhǎng)組探明儲(chǔ)量占77.3%。馬嶺、樊家川、演武油田探明儲(chǔ)量主要分布于侏羅系,西峰和鎮(zhèn)北油田探明儲(chǔ)量主要分布于延長(zhǎng)組。2007年,長(zhǎng)慶油田公司立足長(zhǎng)8、長(zhǎng)6主力目的層,以甩開(kāi)勘探尋找新發(fā)現(xiàn)、擴(kuò)大油藏規(guī)模為目的,重點(diǎn)在西峰兩側(cè)的鎮(zhèn)北及合水地區(qū)展開(kāi)了勘探,取得顯著效果。在西峰油田西北部的鎮(zhèn)北地區(qū),7口井在SQ3層序低位域的長(zhǎng)81砂體獲得工業(yè)油流,預(yù)測(cè)有利含油面積100km2,預(yù)計(jì)儲(chǔ)量規(guī)模2000×104t;4口井在SQ2層序高位域的長(zhǎng)82砂體獲得工業(yè)油流,發(fā)現(xiàn)了新的含油富集區(qū),預(yù)測(cè)有利含油面積200km2,預(yù)測(cè)儲(chǔ)量規(guī)模3000×104t。在西峰油田東部的合水地區(qū),2口井在SQ3層序低位域的長(zhǎng)81砂體獲得高產(chǎn)工業(yè)油流,預(yù)計(jì)新增含油面積95km2,儲(chǔ)量1500×104t;SQ3層序高位域的長(zhǎng)63砂體含油面積進(jìn)一步擴(kuò)大,預(yù)計(jì)新增有利含油面積120km2,儲(chǔ)量2000×104t。通過(guò)進(jìn)一步研究和鉆探,上述兩個(gè)地區(qū)的長(zhǎng)8和長(zhǎng)6油層組有望控制儲(chǔ)量規(guī)模4～5億t。3.2勘探可替代領(lǐng)域的潛力分析3.2.1地震成藏模式東北沉積體系是鄂爾多斯盆地已發(fā)現(xiàn)的含油最為豐富的沉積體系,已發(fā)現(xiàn)安塞、靖安、吳旗等油田,探明儲(chǔ)量12.75×108t,占中生界探明儲(chǔ)量的59.3%,但該體系待探明資源量仍非常豐富,有19.82×108t。從探明儲(chǔ)量的構(gòu)成來(lái)看,主要分布于上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組,占總量的89.3%;延長(zhǎng)組探明儲(chǔ)量中99.9%分布于長(zhǎng)1—長(zhǎng)6油層組。該體系發(fā)育有長(zhǎng)7和長(zhǎng)9兩套烴源巖,同時(shí)又處于盆地單斜構(gòu)造的高部位,非常有利于油氣的聚集和成藏。目前,位于長(zhǎng)7優(yōu)質(zhì)烴源巖之上的長(zhǎng)1—長(zhǎng)6油層組已經(jīng)達(dá)到較高的勘探程度;而長(zhǎng)8—長(zhǎng)10油層組勘探程度較低,其中長(zhǎng)8油層組三角洲前緣砂體整體夾于兩套生油巖之間,成藏條件最為有利,應(yīng)該是在該沉積體系繼續(xù)尋找大中型油田的主攻方向。根據(jù)對(duì)沉積、儲(chǔ)層、油氣成藏條件等的綜合分析,該區(qū)長(zhǎng)8油層組發(fā)育5個(gè)來(lái)自東北物源的大規(guī)模三角洲前緣砂體(圖2),砂體的分布面積可達(dá)20000km2,預(yù)測(cè)資源規(guī)?？蛇_(dá)8×108～10×108t。通過(guò)未來(lái)5～10年的研究與鉆探,東北沉積體系有望形成20×108t級(jí)規(guī)模的大油區(qū)。3.2.2勘探取得一些進(jìn)展,帶動(dòng)了勘探方向發(fā)展長(zhǎng)9—長(zhǎng)10油層組是延長(zhǎng)組勘探程度最低的層系,根據(jù)目前鉆探成果分析,其油藏類型主要為巖性油藏。2006年以來(lái),隨著長(zhǎng)慶油田公司對(duì)延長(zhǎng)組加深鉆探計(jì)劃的實(shí)施,對(duì)長(zhǎng)9烴源巖的生烴潛力評(píng)價(jià)取得重要進(jìn)展,由此帶動(dòng)了勘探上的一系列突破和發(fā)現(xiàn)。其中在西北、西南和東北體系鉆遇長(zhǎng)9油層井15口,峰2、胡148、元152、丹49、黃39、旺9等井獲工業(yè)油流;在志丹東部地區(qū)通過(guò)加深鉆探高52井,在長(zhǎng)10油層組鉆遇油層12.4m,初產(chǎn)獲64.69t/d高產(chǎn)油流,對(duì)長(zhǎng)10油層組的勘探潛力評(píng)價(jià)及深化老區(qū)勘探都具有重要的啟示意義。3.2.2.體系域和沉積期烴源巖的有利區(qū)帶根據(jù)鉆井結(jié)果分析,長(zhǎng)9油層組發(fā)育有“自生自儲(chǔ)式”和“上生下儲(chǔ)式”2種成藏組合類型。其中,“自生自儲(chǔ)式”成藏組合以長(zhǎng)9暗色泥巖或油頁(yè)巖為烴源巖,以長(zhǎng)9自身的砂巖為儲(chǔ)集層,勘探潛力最好。以胡148、元152、丹49井為代表的“自生自儲(chǔ)式”油藏,是靠近烴源巖層上、下的砂體,直接從中捕獲油氣而形成的巖性油藏,主要分布于SQ2層序的高水位體系域——湖侵體系域(長(zhǎng)82—長(zhǎng)91)烴源巖的分布范圍之內(nèi)。通過(guò)對(duì)SQ2層序沉積體系和烴源巖分布的重新認(rèn)識(shí),湖侵體系域的半深湖亞相暗色泥巖和油頁(yè)巖主要分布于富縣—志丹—鹽池一帶;高水位體系域沉積期,東北、東南體系的三角洲前緣砂體和西北、西南體系的辮狀河三角洲前緣砂體都延伸到了湖侵期烴源巖有利分布區(qū)(圖3)。這些砂體直接覆于烴源巖之上或與烴源巖呈指狀交互接觸,具有“近水樓臺(tái)先得月”的優(yōu)勢(shì),是“自生自儲(chǔ)式”巖性油藏形成的最有利場(chǎng)所。該類油藏主有利分布范圍約16000km2,預(yù)測(cè)資源規(guī)模3×108～4×108t。以峰2井為代表的“上生下儲(chǔ)式”油藏,是以長(zhǎng)7烴源巖供烴為主,油氣在高壓作用下通過(guò)裂縫、砂體等向斜坡高部位運(yùn)移,并選擇性地在優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層中富集成藏(圖4)。除早期發(fā)現(xiàn)的馬家灘—古峰莊地區(qū)之外,近兩年在盆地西南部的環(huán)縣—慶城地區(qū)和盆地南部的正寧—旬邑地區(qū)也已發(fā)現(xiàn)該類油藏。根據(jù)現(xiàn)有資料分析,該類油藏的分布主要受層序地層位置、沉積相帶、成巖相帶等因素所控制,湖盆范圍內(nèi)三、四級(jí)層序界面之上、三角洲前緣多期疊置水下分流河道分布區(qū)與濁沸石、方解石、長(zhǎng)石溶蝕成巖相的疊置區(qū),是最有利的油藏分布區(qū)。3.2.2.油氣藏類型及油氣成藏模式截至2007年底,鉆遇長(zhǎng)10油層組的石油預(yù)探井有25口,其中2口井獲得工業(yè)油流,1口井解釋油層,7口井見(jiàn)到油跡-油斑顯示,并且這些井在東北、西北、西南沉積體系及湖盆中部均有分布,說(shuō)明油藏的分布比較廣泛。根據(jù)野外露頭和鉆井資料分析,長(zhǎng)10油層組主要以塊狀、麻斑狀長(zhǎng)石砂巖發(fā)育為特征,厚度大、粒度粗,碎屑沉積呈紫紅色、灰綠色,反映以干旱氣候條件下的河流沉積為主。S