鄂尔多斯盆地环江地区侏罗系...组古地貌特征与油气成藏规律_耿军阳.pdf

大庆石油地质与开发 Petroleum Geology Oilfield Development in Daqing2023 年 2 月 第 42 卷第 1 期Feb.，2023Vol.42 No.1DOI：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202110033鄂尔多斯盆地环江地区侏罗系延安组古地貌特征与油气成藏规律耿军阳1 刘丽萍2 罗顺社3 吕奇奇1 代榕4 张严1（1.长江大学地球科学学院，湖北 武汉430100；2.中国石油长庆油田公司第七采油厂，陕西 西安710200；3.非常规油气湖北省协同创新中心，湖北 武汉430100；4.长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室，湖北 武汉430100）摘要：鄂尔多斯盆地侏罗系延安组广泛发育古地貌油藏，古地貌对该类型油藏的运聚成藏及分布具有重要影响。以印模法恢复该地区的古地貌形态，并结合试油试采资料、油藏剖面等分析古地貌对环江地区延安组下部成藏的控制作用。研究认为：环江地区主要发育古河谷、支河谷、高地、斜坡、河间丘5种古地貌单元；古地貌对研究区侏罗系下部油藏的控制作用主要体现在古地貌的起伏形态直接控制沉积相的展布，古地貌背景下的低幅度鼻隆构造是油藏的富集空间，延长组顶部的不整合面与古河道厚砂带为油气运移提供有利通道；环江地区侏罗系延10油层组发育斜坡成藏和支河谷成藏2种成藏模式。研究成果为环江地区侏罗系油气勘探提供了地质依据。关键词：鄂尔多斯盆地；古地貌；油气富集；延安组；侏罗系；环江地区中图分类号：TE122.1 文献标识码：A 文章编号：1000-3754（2023）01-0023-09Paleogeomorphology characteristics and hydrocarbon accumulation law of Jurassic Yan an Formation in Huanjiang area in Ordos BasinGENG Junyang1，LIU Liping2，LUO Shunshe3，L Qiqi1，DAI Rong4，ZHANG Yan1（1.School of Geosciences，Yangtze University，Wuhan 430100，China；2.No.7 Oil Production Company of PetroChina Changqing Oilfield，Xi an 710200，China；3.Hubei Cooperative Innovation Center of Unconventional Oil and Gas，Wuhan 430100，China；4.Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources，Ministry of Education，Yangtze University，Wuhan 430100，China）Abstract：Paleogeomorphology oilfield is widely developed in Jurassic Yan an Formation in Ordos Basin.Paleogeomorphology has important influence on migration，accumulation and distribution of this type of reservoir.Paleogeomorphology of Huanjiang area is restored by moldic method，and controlling effect of paleogeomorphology on accumulation of lower Yan an Formation is analyzed by combining with well testing and production test data and reservoir section.The research shows that Huanjiang area is mainly composed of 5 paleogeomorphic units including valley，branch valley，paleohigh，slope and interchannel mound.Influences of paleogeomorphology on lower Jurassic reservoirs are mainly sedimentary facies extension directly controlled by relief of paleogeomorphology，low amplitude 收稿日期：2021-10-22 改回日期：2021-12-29基金项目：国家自然科学基金项目“湖盆细粒沉积动力学过程及主控因素研究以鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段为例”（42102170）。第一作者：耿军阳，男，1997年生，在读硕士，从事储层沉积学研究。E-mail：通信作者：罗顺社，男，1963年生，博士，教授，博士生导师，从事沉积学教学及研究。E-mail：2023 年大庆石油地质与开发nose structure under background of paleogeomorphology being the enrichment space of reservoir，and unconformity at the top of Yanchang Formation and thick sand belts of paleo-channel providing favorable pathway for hydrocarbon migration.2 types of accumulation patterns developed in Jurassic Yan 10 layers including slope accumulation and branch valley accumulation.The research results provide geological basis for Jurassic oil and gas exploration in Huanjiang area.Key words：Ordos Basin；paleomorphology；hydrocarbon enrichment；Yan an Formation；Jurassic；Huanjiang area0引言古地貌的研究起源于 20世纪 50年代，之后逐渐应用于油气勘探领域。中国于 20世纪 70年代在鄂尔多斯盆地马岭油田开始应用古地貌进行储层研究。随后杨俊杰等1在前人研究基础上将鄂尔多斯盆地侏罗系油藏划分为 3类 7种油藏序列，并总结了侏罗系古地貌油藏的勘探方法。前人对鄂尔多斯盆地古地貌控藏进行了深入的研究。郭正权等2首次对鄂尔多斯盆地进行全盆地范围的前侏罗纪古地貌恢复，划分为古河谷、潜丘、阶地、斜坡、平原、高地等古地貌单元；赵虹等3、李永锋等4采用印模法恢复安塞地区前侏罗纪古地貌，将古河谷平原进一步划分为谷坡及河漫台地；毛飞跃等5在对鄂尔多斯盆地镇原油田古地貌恢复的基础上，分析了古地貌与油藏分布规律，总结出古地貌控制油气成藏的 3 种有利条件；李元昊等6运用残余厚度法恢复研究区古地貌形态，并提出盆地三叠纪末期经历了2次构造抬升侵蚀过程，下侏罗统古地貌是对这2次构造抬升侵蚀过程的响应；李永锋等4、刘瑞东等7研究认为鄂尔多斯盆地侏罗系广泛发育“小而肥”的隐蔽型油气藏，古地貌是侏罗系延安组油藏的一级控制因素。前人对鄂尔多斯盆地古地貌控藏的认识多局限于斜坡、河间丘处等古地形较高处为油气成藏的有利地带819，对于研究区现存的支河谷油藏缺乏深入研究。本文采用印模法恢复鄂尔多斯盆地环江地区前侏罗纪的古地貌形态，探究不同古地貌单元对油气运移及成藏的控制作用，为鄂尔多斯盆地侏罗系构造演化的进一步研究以及环江地区油藏勘探提供依据。1区域地质背景环江地区地处鄂尔多斯盆地西南部，主体位于天环坳陷南段。主要含油层系为三叠系延长组和侏罗系延安组 2022。工区面积约为3 982 km2（图1）。三叠纪末期，环江地区南部自西向东发育1条贯穿盆地的一级古河甘陕古河，古河两侧还发育有南北向的宁陕、庆西、蒙陕、晋陕等多条二级古河与甘陕古河共同构成鄂尔多斯盆地河流系统23。在这些古河的冲刷侵蚀作用下，延长组顶部遭受大面积剥蚀，盆地整体呈现出一幅丘陵层叠、沟谷纵横的古地貌景观12。在此沉积背景下，研究区侏罗系的演化整体上可以划分为3个阶段：构造抬升侵蚀下切稳定沉降、填平补齐；稳定沉降构造稳定；构造再度图1环江地区构造位置示意Fig.1 Schematic structural location in Huanjiang area24第 42 卷 第 1 期耿军阳 等：鄂尔多斯盆地环江地区侏罗系延安组古地貌特征与油气成藏规律抬升。鄂尔多斯盆地环江地区地层演化阶段与沉积体系相对应。首先是富县组的构造抬升以及河谷下切作用形成的冲积扇辫状河沉积体系，延10油层组在富县组的基础上，地层开始稳定沉降，进入填平补齐阶段，河谷水系进一步发展，形成辫状河沉积体系。随后延9油层组进入三角洲发育时期，地层继续稳定沉降，区内出现多条三角洲平原分流河道，至延 6 油层组进入构造稳定阶段，形成延 9延 6 油层组的河流湖泊三角洲沉积体系。最终延 4+5 油层组再度出现构造抬升，经历构造抬升、河流回春、三角洲平原河流发生进积，由此形成网状河流残余湖沉积体系15（图2）。2前侏罗纪古地貌形态恢复及其特征2.1研究方法古地貌的恢复方法种类繁多，常用的方法有沉积学综合分析法910、残余厚度法1112、印模法1315、地球物理学法1618、层序地层学法19等。沉积学综合分析法的优点是简单易懂、操作性强，但恢复的古地貌精度不高。残余厚度法由于未考虑构造和差异压实的影响，误差相对较大。印模法是在待恢复地层之上，选择1个全区范围的基准面，将基准面拉平，在古构造恢复和地层厚度校正的基础上进行古地貌恢复。印模法考虑了古构造和差异压实的影响，恢复精度较高。地球物理学方法精度高，能直观地反映研究区古地貌形态，但需要丰富的测井、录井数据及地震资料。层序地层学方法结果更加合理，但基准面选择难度较大。环江地区开发时间长、录井资料丰富，但缺乏高精度的三维地震资料，因此本文采用印模法恢复研究区古地貌形态。环江地区在延9油层组进入三角洲发育期，全区范围内延9油层组地层顶界广泛发育1段厚约25 m 的煤层，可选取为基准面。将延 9 油层组地层顶界作为基准面拉平，统计延10油层组+富县组的残余地层厚度。地层由于埋深不同，导致自身遭受不均匀压实。去压实校正就是将不同深度下多个单井孔隙度数据拟合，得出研究区孔隙度和深度的关系，进而得到研究区原始地层厚度。在去压实校正的基础上，反演前侏罗纪古地貌起伏形态。具体方法为：h1为基准面钻井深度、h2为风化剥蚀面距基准面间厚度、h3为目的层厚度，目的层底部与基准面间总厚度为 H，即 H=h2+h3，因此 h2=H-h3，通过 H、h3计算出单井 h2值并刻画h2的平面分布即得古地貌形态，通常刻画h3平面分布并进行反向填色即可视为古地貌形态（图3）。页岩泥岩 泥质粉砂岩 粉砂岩粗砂岩中砂岩细砂岩系组段层岩性剖面亚相相沉 积 相直罗组安延组延长组河流湖泊湖泊湖泊河流辫状河曲流河浅湖浅湖浅湖辫状河曲流河段第段第段第段三角洲前缘富县组三角洲平原长1延103延102延101层地第延3延4+5延6延7延8延9延10第段三角洲平原三角洲平原三叠系罗侏系图2环江地区侏罗系延安组综合柱状图Fig.2 Stratigraphic column of Jurassic YananFormation in Huanji