鄂尔多斯盆地三叠系延长组待探查资源量分布分析

鄂尔多斯盆地三叠系延长组待探查资源量分布分析

鄂尔多斯盆地中生代上的三叠纪延长组富含丰富的石油资源。近年来,其探明石油地质储量、石油产量年均增长速度均居全国各大盆地之首,每年新增石油地质探明储量均超过1亿t以上,原油产量年增幅也在100万t以上,表明盆地有巨大的勘探开发潜力。本文通过对延长组资源量纵、横向分布和沉积体系展布及油气成藏特点等的综合分析,结合近年来盆地的油气勘探成果,进一步确定鄂尔多斯盆地上三叠统延长组仍具有巨大的勘探潜力和广阔的勘探空间。1岩相带及延长组上上跨盆地油层组划分晚三叠世延长期,鄂尔多斯盆地为一大型内陆拗陷盆地,盆地周边为高地剥蚀区环绕,水系发育,延伸入湖盆,形成多套河流―湖泊相陆源碎屑岩沉积,岩相带从盆地边缘向盆地内部分别为冲积相、(辫状)河流、(辫状河)三角洲相和湖泊相,平面上相带明显呈环带状围绕深湖区分布,但很不对称,北部地形平坦故相带宽,南部地形陡而相带窄。根据岩性、电性特征及含油性的差异,延长组自上而下可划分为长1至长10等10个油层组。纵向上表现为由湖进到湖退的变化过程,反映该大型沉积盆地形成(长10―长9)→扩张(长8―长7)→萎缩(长6―长4+5)→消亡(长3―长1)的过程。2石油资源现状2.1油气成藏类型鄂尔多斯盆地中生界发育有侏罗系和三叠系两套含油层系。根据长庆油田2002年油气资源评价结果,鄂尔多斯盆地中生界石油资源量85.88×108t。其中,侏罗系的资源量为14.92×108t;上三叠统延长组的资源量为70.96×108t,占中生界总资源量的82.63%,是盆地中生界主要的勘探开发目的层系。截至2007年底,鄂尔多斯盆地中生界已探明石油地质储量21.5×108t,探明程度25.03%,待探明资源量64.38×108t。要客观地认识和把握鄂尔多斯盆地上三叠统延长组石油资源现状,还必须要注意到如下两个事实。(1)以往油气资源评价中只计算了延长组长7油层组优质烃源岩(高阻油页岩)的生烃量,而实际上,除长7油层组之外,延长组的长9油层组上部—长8油层组和长7油层组上部—长(4+5)油层组均发育质量较好的烃源岩。以长9油层组为例,新近钻探和有机地球化学测试与研究表明,长9油层组上段的湖相烃源岩平均TOC含量达5.03%,平均沥青“A”含量达0.8603%,有机母质类型是以低等水生生物为主要来源的腐泥型,并已达到了生油高峰的热演化阶段。盆地东南部的志丹-甘泉-黄陵地区是长9烃源岩的主要发育区,暗色泥岩+油页岩厚度为2～20m,分布面积为1.6×104km2;根据39块样品的测试结果,这套烃源岩平均生烃潜量15.94g/cm3,初步估算生烃量可达50×108t以上。(2)鄂尔多斯盆地上三叠统延长组的油藏类型是以丰度低、面积大但横向连续性差的岩性油藏为主,资源量的计算值与勘探技术水平、勘探程度、地质认识程度等有着密切的关系。石油资源量从前两次评估的15.3×108t和19.1×108t,到2002年评估的85.88×108t,其增加的最主要原因是得益于勘探程度的提高、资源评价方法的改进、勘探配套技术的进步和油气成藏地质规律认识的深入。以盆地西北部的盐定地区为例,根据2002年资评结果,中生界石油资源量为10.26×108t。2005—2007年,长庆油田公司有针对性地对姬塬油田长(4+5)—长6油层组加强钻探和评价,新增探明石油地质储量1.18×108t,总探明储量规模达到3.24×108t;通过后续的钻探和评价,2008年在上述两个油层组预计可探明石油地质储量1.5×108t左右;另外,通过2008年对该区长8—长9油层组钻探,取得显著效果,已在长8油层组初步落实储量规模为2×108～3×108t,长9油层组也在多口井取得突破,预测储量规模在2×108t以上。从储量探明程度分析,国内外类似盆地成熟探区的探明程度一般为50%～60%,而该区在勘探程度相对较低且正处于储量增长高峰期的情况下,保守估计其探明程度可达到70%以上,这很有可能是资源量计算结果偏低造成的。2003年以来,鄂尔多斯盆地勘探工作量的投入大幅提高,促进了对沉积、储层、烃源岩及成藏规律等地质认识的创新和发展,同时,适合鄂尔多斯盆地地质特点的地震采集和处理、低阻油气的测井综合判识、低渗油气层的压裂改造等油气勘探配套技术也已取得长足进步,很有必要对石油资源量及其分布进行重新认识和评价。2.2资源分布特征需要澄清2.2.1沉积体系ssr上三叠统延长组沉积时期,鄂尔多斯盆地发育有东北、西北、西南和东南4个方向的物源体系,与之相对应,自盆地边缘向湖盆中心分别形成了(辫状)河流―(辫状河)三角洲―湖泊沉积体系。多年的勘探开发成果已经表明,各沉积体系中的(辫状河)三角洲前缘水下分流河道砂体、河口坝砂体及湖盆中部的浊积扇砂体是延长组最主要的含油砂体,即每个沉积体系基本上对应一套含油体系(图1)。因此,可以根据各沉积体系不同油层组的平均叠加分布范围来分析平面上待探明资源量的分布状况,优选有可能发现大中型油田的有利沉积体系。表1是中生界各沉积体系的资源量、探明储量及待探明资源量汇总表。从资源量来看,东北和西南沉积体系资源量规模较大;从储量探明程度看,东北和西北沉积体系探明程度相对较高,东南沉积体系勘探程度最低;从待探明资源量的分布来看,东北、西南和湖盆中部沉积体系均在10×108t以上。2.2.2合成织物的待积极丰富截至2007年底,侏罗系已探明石油地质储量3.04×108t,待探明资源量11.88×108t,占总剩余资源量的18.5%;上三叠统延长组探明储量18.46×108t,待探明资源量52.5×108t,占中生界待探明资源量的81.5%。延长组在纵向上可进一步划分为上部(长1—长3)、中部(长4—长8)和下部(长9—长10)3套含油组合。其中,上部含油组合的资源量为20.64×108t,待探明资源量17.6×108t,占延长组待探明资源量的33.5%;中-下部组合资源量50.32×108t,待探明资源量39.6×108t,占延长组总待探明资源量的66.5%。由此可见,上三叠统延长组中-下组合是中生界待探明资源的主要赋存场所,是鄂尔多斯盆地继续寻找大中型油田的主要勘探领域。3延长组石油勘探方向随着认识程度的提高和勘探开发技术的进步,鄂尔多斯盆地的石油储量和产量大幅增长,目前正处于稳定增长期。为保证储量持续稳定增长,在今后5～10年,延长组的石油勘探可分为两个层次:湖盆中部、西北和西南体系,是近期增储上产的现实地区;东北体系和西北体系待探明资源量大,是今后5～10年保持储量增长的主要勘探接替领域。3.1现实研究领域的潜力分析3.1.1层序地层学意义湖盆中部包括侏罗系和上三叠统延长组两套含油层系,以往的勘探主要是针对长4+5以上的层系。截至2007年底,在华池、城壕、白豹等地区侏罗系探明石油地质储量为5616×104t,在南梁、华池、白豹等地区延长组长1—长4+5油层组探明石油地质储量为1.07×108t。由斜坡走向盆地中部,以延长组中下组合(长6-长8油层组)为主要目的层的勘探部署思路,主要得益于3个方面的进展:(1)“满凹含油”理论,推动了从三角洲前缘向湖盆中心的岩性油藏勘探;(2)通过层序地层学方法的研究和应用,开展以体系域为单元的工业制图,有效发现了盆地中部砂体分布规律;(3)低渗透薄油层压裂改造技术的巨大进步,有效提高单井产量,改善了低品位资源的经济性,拓展了勘探空间。根据层序地层学分析结果,湖盆中部有利储集砂体主要分布于SQ4层序低水位体系域(长61)、SQ3层序高水位体系域(长62—长71)和SQ3层序低水位体系域(长81),砂体叠合分布面积可达3000km2,位于SQ3层序湖侵体系域的长7优质烃源岩厚度在50m以上,可在剩余压力作用下向上、下砂体供烃,成藏条件非常有利。2007年,长庆油田公司针对SQ3层序高水位体系域砂体(长63)进行整体勘探部署,在白豹—华池地区取得重大进展,新增控制储量1.3×108t,新增预测储量1.45×108t。目前已发现北东—南西向展布的4个含油砂带的富集区,平均油层厚度12m,合计有利含油面积约900km2,初步控制储量规模达4×108～5×108t,从而使该区成为长庆油田公司继西峰油田之后的最大发现。根据现有的钻井结果分析,SQ3层序低位域(长81)砂体沉积类型主要为三角洲前缘水下分流河道沉积,砂体平面上分布稳定,厚度10～20m,砂体含油性较好。白豹—华池地区已有5口井在长8油层组获得工业油流,2008年钻探的白306井在长81试油获得101.92t/d的高产工业油流,揭示该体系域具巨大的勘探潜力。目前,有井控制的砂体有利分布范围约2000km2,预测石油地质储量2×108～3×108t。3.1.2长庆油田公司的研究西北体系发育侏罗系和上三叠统延长组两套含油层系,已发现姬塬、红井子等8个油田,探明石油地质储量3.24×108t。自2006年预探井峰2井在长8、长9油层组取得突破之后,长庆油田公司及时有效地对该区长8油层组开展了钻探和评价工作,2007年在长8砂体带上完钻69口探井,其中59口井钻遇油层(平均油层厚11.2m),26口井试油获工业油流(平均单井试油产量14.3t/d),基本落实了4个含油富集区。2008年该区又有黄7等井获得工业油流,目前已初步控制有利含油面积约600km2,储量规模2.5×108t。通过进一步钻探和评价,该区有望形成7×108～8×108t规模的大油区。3.1.3层序高位域及工业压力检测西南体系同样发育侏罗系和上三叠统延长组两套含油层系,已发现西峰、马岭、镇北等5个油田,探明石油地质储量3.73×108t,其中延长组探明储量占77.3%。马岭、樊家川、演武油田探明储量主要分布于侏罗系,西峰和镇北油田探明储量主要分布于延长组。2007年,长庆油田公司立足长8、长6主力目的层,以甩开勘探寻找新发现、扩大油藏规模为目的,重点在西峰两侧的镇北及合水地区展开了勘探,取得显著效果。在西峰油田西北部的镇北地区,7口井在SQ3层序低位域的长81砂体获得工业油流,预测有利含油面积100km2,预计储量规模2000×104t;4口井在SQ2层序高位域的长82砂体获得工业油流,发现了新的含油富集区,预测有利含油面积200km2,预测储量规模3000×104t。在西峰油田东部的合水地区,2口井在SQ3层序低位域的长81砂体获得高产工业油流,预计新增含油面积95km2,储量1500×104t;SQ3层序高位域的长63砂体含油面积进一步扩大,预计新增有利含油面积120km2,储量2000×104t。通过进一步研究和钻探,上述两个地区的长8和长6油层组有望控制储量规模4～5亿t。3.2勘探可替代领域的潜力分析3.2.1地震成藏模式东北沉积体系是鄂尔多斯盆地已发现的含油最为丰富的沉积体系,已发现安塞、靖安、吴旗等油田,探明储量12.75×108t,占中生界探明储量的59.3%,但该体系待探明资源量仍非常丰富,有19.82×108t。从探明储量的构成来看,主要分布于上三叠统延长组,占总量的89.3%;延长组探明储量中99.9%分布于长1—长6油层组。该体系发育有长7和长9两套烃源岩,同时又处于盆地单斜构造的高部位,非常有利于油气的聚集和成藏。目前,位于长7优质烃源岩之上的长1—长6油层组已经达到较高的勘探程度;而长8—长10油层组勘探程度较低,其中长8油层组三角洲前缘砂体整体夹于两套生油岩之间,成藏条件最为有利,应该是在该沉积体系继续寻找大中型油田的主攻方向。根据对沉积、储层、油气成藏条件等的综合分析,该区长8油层组发育5个来自东北物源的大规模三角洲前缘砂体(图2),砂体的分布面积可达20000km2,预测资源规模可达8×108～10×108t。通过未来5～10年的研究与钻探,东北沉积体系有望形成20×108t级规模的大油区。3.2.2勘探取得一些进展,带动了勘探方向发展长9—长10油层组是延长组勘探程度最低的层系,根据目前钻探成果分析,其油藏类型主要为岩性油藏。2006年以来,随着长庆油田公司对延长组加深钻探计划的实施,对长9烃源岩的生烃潜力评价取得重要进展,由此带动了勘探上的一系列突破和发现。其中在西北、西南和东北体系钻遇长9油层井15口,峰2、胡148、元152、丹49、黄39、旺9等井获工业油流;在志丹东部地区通过加深钻探高52井,在长10油层组钻遇油层12.4m,初产获64.69t/d高产油流,对长10油层组的勘探潜力评价及深化老区勘探都具有重要的启示意义。3.2.2.体系域和沉积期烃源岩的有利区带根据钻井结果分析,长9油层组发育有“自生自储式”和“上生下储式”2种成藏组合类型。其中,“自生自储式”成藏组合以长9暗色泥岩或油页岩为烃源岩,以长9自身的砂岩为储集层,勘探潜力最好。以胡148、元152、丹49井为代表的“自生自储式”油藏,是靠近烃源岩层上、下的砂体,直接从中捕获油气而形成的岩性油藏,主要分布于SQ2层序的高水位体系域——湖侵体系域(长82—长91)烃源岩的分布范围之内。通过对SQ2层序沉积体系和烃源岩分布的重新认识,湖侵体系域的半深湖亚相暗色泥岩和油页岩主要分布于富县—志丹—盐池一带;高水位体系域沉积期,东北、东南体系的三角洲前缘砂体和西北、西南体系的辫状河三角洲前缘砂体都延伸到了湖侵期烃源岩有利分布区(图3)。这些砂体直接覆于烃源岩之上或与烃源岩呈指状交互接触,具有“近水楼台先得月”的优势,是“自生自储式”岩性油藏形成的最有利场所。该类油藏主有利分布范围约16000km2,预测资源规模3×108～4×108t。以峰2井为代表的“上生下储式”油藏,是以长7烃源岩供烃为主,油气在高压作用下通过裂缝、砂体等向斜坡高部位运移,并选择性地在优质储层中富集成藏(图4)。除早期发现的马家滩—古峰庄地区之外,近两年在盆地西南部的环县—庆城地区和盆地南部的正宁—旬邑地区也已发现该类油藏。根据现有资料分析,该类油藏的分布主要受层序地层位置、沉积相带、成岩相带等因素所控制,湖盆范围内三、四级层序界面之上、三角洲前缘多期叠置水下分流河道分布区与浊沸石、方解石、长石溶蚀成岩相的叠置区,是最有利的油藏分布区。3.2.2.油气藏类型及油气成藏模式截至2007年底,钻遇长10油层组的石油预探井有25口,其中2口井获得工业油流,1口井解释油层,7口井见到油迹-油斑显示,并且这些井在东北、西北、西南沉积体系及湖盆中部均有分布,说明油藏的分布比较广泛。根据野外露头和钻井资料分析,长10油层组主要以块状、麻斑状长石砂岩发育为特征,厚度大、粒度粗,碎屑沉积呈紫红色、灰绿色,反映以干旱气候条件下的河流沉积为主。S