第五阶段:下第三系的河流和咸化湖泊沉积阶段。
第四阶段的下白垩系志丹统沉积后,燕山运动第三幕使区域构造得到定型,基本面貌保持迄今。下第三系的河流和咸化湖泊沉积,分布局限,仅见于盆地整体抬升后残留的局部低洼之处,多数地区缺失第三系地层。第四系黄土在陇东地区直接覆盖在白垩系志丹统的环河组地层上;安塞地区,黄土层下部就是中侏罗系安定组的地层。
综上所述,在地史上的印支、燕山运动中,鄂尔多斯盆地中生代经过四次升降过程,气候经过三次冷暖转换,最终由潮湿温暖变为干旱寒冷,形成了三个平行不整合面,接受了三千多米的河、湖相碎屑岩沉积。晚三叠世及早侏罗世是盆地成油体系最重要的沉积阶段,是主要的生油层和储集层形成发育期。
二、三叠系延长组地层特征
三叠系延长统的湖泊相泥岩和三角洲相砂岩沉积,乃我国内陆坳陷型湖泊沉积盆地之典型。具有沉降中心与沉积中心基本一致,发育时间长,沉积层序全、演化完整有序、厚度大、分布广等特点。也是本盆地的主要生油岩和大面积多期叠加的储集层。按照湖盆的扩大~缩小~消亡过程,可划分为五个层段十个油层组,是一个完整的湖进湖退反旋回序列。五个层段沉积特征为:
长一段(T3Y1)(长10油组):湖盆开始发育期,以河流相和滨浅湖相为主,广布大型交错层理砂岩。 长二段(T3Y2)(长8、长9油组):湖盆扩张期。沉积范围逐渐增大,陇东地区出现浅水到半深水河控三角洲和水下扇沉积。
长三段(T3Y3)(长7、长6、长4+5油组):湖盆由最大到开始收缩期。
长7是湖盆最大扩张期,湖水覆盖面积8万平方千米,最大水深60米,发育了70—120米的灰黑色泥岩,油页岩厚30—100米;是盆地内主要的生油岩形成期。
长6湖泊开始收缩,是陕北三角洲群发育期。三角洲总面积达1、2万平方千米,厚度50米左右。 长4+5期是区域湖盆总体收缩中一次短暂的湖浸期。湖浸范围保持长6时的基本格局,在陕北三角洲砂体上覆盖了湖沼相泥岩,是长7烃源岩的区域性盖层。由于沉积的非均一性,在吴旗、靖边等地区有三角洲存在。
长三段陇东地区为深水湖泊沉积区。
长四段(T3Y4)(长3、长2油组):湖盆进一步收缩期。原来的三角洲沉积区已平原沼泽化,盆地内主要分布滨浅湖泊相,仅在华池等局部地区有中、小型三角洲存在。
长五段(T3Y5)(长1油组): 湖盆枯竭期,大面积的沼泽化,主要岩性为泥岩夹煤层与砂岩互层,在陕北分布有著名的瓦窑堡煤系。
三、侏罗系富县组、延安组地层特征
侏罗系下部湖沼河流相煤系地层按成因可划分为三种沉积体系: 1、 形成于古地貌丘陵中的粗碎屑河流相体系:
富县期:盆地由上升趋于稳定,气候干旱。河流沿延长统古地貌沟谷填平补齐式沉积,水动力较强,地质作用以侵蚀氧化为主;所以粗碎屑的河道砂多呈红色,砂泥岩互层呈杂色。由于不同地区有不同的物源和地形条件,所以沉积作用具有明显的差异,地层厚度变化较大,地层厚0~160m,一般70~110m,基本不含油。
延10期:地壳运动稳定,气候转入半潮湿状态。沉积环境:先期为古地貌限制性河谷充填沉积,形成了东西向展布并嵌入三叠系油源层之上,成为油气向上运移通道的甘陕古河。后期随着沟谷填平补齐,转入泛滥平原到沼泽相沉积;河流水动力由强变弱。所以延10中、下部大套灰色中砂岩厚度差异较大,顶部的一套煤系地层(部分地区为炭质泥岩)分布较稳定。一般厚70~90m.,划分为延10~延10八个小层,延10、延10含油性较好。发育了河流相的6个亚相带,油气主要分布在河床亚相中。
2、 形成于湖沼盆地的三角洲泛滥平原河道中、细粒砂岩体系:
延9期:盆地开始下沉,在延10期末泛滥平原的基础上逐渐形成了泛滥盆地中边积水变发育的泥砂型三角洲,沉积了一套中、细砂岩与泥岩及煤层的交互层。地层厚30~40m,划分为延9、延9、延9三个小层。储层为三角洲平原相的分流河道砂体。
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2
3
1
2
1
8
延8期:盆地处于继续下沉阶段,湖泊水体不断扩大,河流的沉积作用减弱,三角洲分流平原河道的规模远远小于延9期,所以延8的砂层厚度小,分布零星。地层厚30~50m,划分为延81、延82、延83、延84四个小层,多数情况下依据中部的泥岩隔层划分为延81+2,延83+4两小段。
3、形成于静水环境的浅湖、沼泽泥页岩体系。
延7、延6、延4+5期:盆地处于湖泊静水沉积环境中,沉积物以浅湖泥岩为主,河流的分布范围狭小,局部地区发育泛滥平原河道砂体,地层厚50~70m。仅在马岭南区形成了油气藏,多数地区为非储层。
第三讲 油藏形成条件与油气分布规律
一、油藏形成条件
鄂尔多斯盆地作为一个相对长期稳定的沉积坳陷,经历了较为完整的构造演化史,沉积发育史和烃类成熟史。构成自身的沉积模式,成油组合类型,成烃模式和油气圈闭模式。从而形成了我国独具特色的非背斜型隐蔽性特低渗油藏,即侏罗系古地貌河道砂岩油藏和三迭系河控型湖泊三角洲油藏模式和序列。
油气藏为什么会集中分布在陕北斜坡上?
地史时期,盆地沉积和沉降中心不断向西推移,最终盆地本部成为大型西斜单斜的这种构造格局,极有利于油气大量的向高处运移和聚集。
这是因为上三叠统生油岩在早白垩世时进入成油门限,早白垩世末~第三纪进入成熟~高成熟阶段并大量排烃,随即沿着早已形成的西倾斜坡持续向东运移,为油藏群形成准备了富足的物质基础。水压头始终在盆地的西部,盆地东部则为大面积的泄压区,是油气运移的指向;处在这个过渡带上,伸入生油坳陷中心的大型三角洲、河流相砂体,极有利于油气的运移聚集,成为油气的归宿。当砂岩东部相变为泥岩时,形成上倾方向岩性遮挡,即可聚集为丰度较高的整装油气田。
下部浅湖泥岩为生油层,油源岩质量优、分布广,油气供给充分;中部大型三角洲前缘砂体、河流相砂体叠覆于最有利的生油区(层)之上,油气运移距离短;上部湖沼泥岩为盖层(有些泥岩层,如:长7、长4+5、延8既是生油层又是盖层)。生油层与储集层在纵向上互相叠覆,形成最佳生储盖组合,保存条件好,是本盆地含油的重要条件之一。
盆地单一的沉降构造运动使延长组湖泊的水退水进、三角洲的迁移变化稳定有序,延安组湖沼河流频繁交替,形成了数千米厚的砂泥岩间互剖面。纵向岩相的多变和沉积的多旋回性是本盆地含油面积大、油层多、油藏叠合连片的重要条件之二。
(本盆地中,三角洲的底积层,前积层,顶积层一般都分布在一个二级旋回中,与一个大型油藏的生储盖层没有一一对应的关系。)
二、油藏分布规律
1、三迭系内陆湖泊三角洲油藏
鄂尔多斯盆地延长统的大型油气藏均为三角洲岩性油藏,油气圈闭受沉积和成岩双重因素控制。沉积相带决定油藏分布范围和边界,油藏随三角洲前缘和三角洲平原分流河道砂体的发育程度而存在。油藏的聚油面积完全受三角洲前缘核心部位骨架砂体的控制,油气富集于三角洲前缘河口坝,分流河道砂体之中;三角洲前缘渗砂层尖灭线也就是油藏的边界线。
油层含油饱和度的大小、产量的高低主要受物性的影响,一般砂岩主体带内孔隙度,渗透率较高,含水饱和度与泥质含量较低。
延长统的岩性油藏,均分布在区域鼻隆带上,局部构造对其影响较小。油气勘探主要是利用现有的资料和成功经验,采用最先进的技术,分析、预测、寻找大型三角洲发育区;在三角洲发育区再筛选、追踪砂岩主体带和三角洲前缘核心部位。
2、侏罗系古地貌油藏
受前侏罗纪古地形控制,延安组油藏群集于低山潜丘带及其坡缘和河间砂咀地区。延10深切的古河谷及支流河谷是三迭系油气垂直上溢的天窗和通道。古河谷两侧发育的延10期滨河边滩相砂岩,古河谷的河间丘、斜坡前缘残丘、指状残丘、丘嘴、滨河节地、河漫台地等与之相匹配的差异压实构造是油气富集的有利圈闭。
次级支流岔沟的岩性变化带及储层内部的非均质性,使河道砂岩形成岩性尖灭、致密遮挡,是油藏形成的重要因素。
另外,延9期河道主体带分布的河道砂岩,也是有利的油气储集场所。发育的延8及其以上河湖沼泽相煤系地层是延10、延9油藏的良好盖层。
综上所述,侏罗系延安组古地貌油田主要分布在临近古河的次级正向古地貌单元高点部位。所以目前人们经常用反推法来寻找侏罗系古地貌油藏,即首先确定一、二级河谷,在一、二级河谷垂直或斜交的方向上确定三、四级河谷;三、四级河谷所挟持的滨河边滩相带内就是勘探追踪的有利区。
三、侏罗系早期古地貌图的编制方法
1、侵蚀面到上覆地层顶(延10+富县)厚度分析法
在延长统顶部的风化剥蚀面上,富县、延10早期河流相碎屑物,以填平补齐的方式沿沟谷沉积,地层超覆于古残丘周围,延10末转入泛滥平原沼泽相沉积。由于,富县组和延安组地层厚度反映了侏罗纪初期的古地形起伏特征,所以,富县组加延安组地层厚度分布图,是我们恢复侏罗纪早期古地貌的重要依据之一。
做图方法:
第一步 对研究区内所有的完钻井进行地层对比划分,在校深测井图上找出延长统顶界(富县组底)、延10顶标志层(煤线),统计出各井的延10+富县地层厚度。
第二步 以 20m左右一条等厚线, 编制延10+富县地层等厚图。 第三步 分析、划分古地貌单元: (1) 河谷
一级河谷 甘陕古河(160m地层等厚线所圈闭的范围)。地层厚度>150m(马岭最厚达290m),宽10~30㎞,以东西走向为主,长250㎞。
二级河谷 宁陕古河、蒙陕古河、庆西古河(100~150m地层等厚线所圈闭的范围)。地层厚度100~150m,宽10~20㎞,长100㎞。呈南北向汇入一级甘陕古河。
三级河谷 合水古河(40~90m地层等厚线所圈闭的范围)。地层厚40~100m,多呈锐角汇入二级河谷。
三级河谷有些图上也叫支沟;分布在斜坡上,是高地到一、二级主河谷的通道。
四级河谷 在斜坡带上树枝状分布的支流河谷。呈“似等距”发育在三级河谷两侧,地层厚度40 m左右。
(2)高地
0—5米等厚线圈闭的面积,剥蚀面海拔最高处,缺失延10+富县地层。 (3)斜坡
高地到主河谷过渡地带,5—40米等厚线所圈闭的范围。有些图上也叫:残坡、滨河阶地。 (4)丘陵
水系中的高地。位于水系之间,地层厚度小于相邻的水系。根据被水系分割的形态或与主河谷的位置又进一步细分为:残丘、丘咀、指状丘咀、河间残丘(甘陕古河中<160m的地层等厚线所圈闭的范围,如:木钵河间丘)等。
2、侵蚀面等高线图分析法
延长统顶部地层海拔高度变化趋势,代表了侏罗纪初期的古地形起伏形态。延长统顶界(或侏罗系底界)海拔等高线分布图,是我们恢复侏罗纪早期古地貌的重要依据之二。
做图方法:
第一步 对研究区内所有的完钻井进行地层对比划分,在校深测井图上找出延长统顶界(富县组底或延10底),统计出海拔高度数据。
第二步 做延长统顶(或富县组、延安组底)地层分层界限海拔等高线图(等高线间距20米左右)。 第三步 分析:等高线相对数值较小且密度较大处即为低洼的河谷分布区;等高线相对数值较大处为高地;二者之间等高线稀疏的地方为斜坡带。
一般情况下,将上述两图结合起来分析定夺。
第四讲 油藏地质研究方法
一、研究区内相关资料的收集
1、钻井资料:完钻井数、井号,完钻时间、层位、深度、地面坐标、中靶坐标。 2、试油资料:试油井段、层位、日产油量、水量。 通过上述资料,编汇井位图、做基础数据表
3、取芯资料:井号、取心层位、取心井物性分析数据(钻井处化验室分析报告,主要内容有:孔隙度、渗透率、含油饱和度、含水饱和度)。
4、取芯井全分析资料(研究院化验室分析报告):
岩矿薄片(矿物成分、含量、胶结物成分含量、类型)、铸体薄片、粒度分析、压汞、水驱油、相渗、敏感性分析等。
5、前人研究成果(报告、图件)。 二、地层对比与划分 地层是区域构造运动和地史演化的产物,是油气藏的载体。同一时期、同一构造运动中形成的地层,具有相同的沉积特点和储渗特性。地层对比的目的就是将具有相同岩性、电性、成因、上下接触关系的地层归为一类,追踪它们在时间、空间上的变化规律,研究与油气藏有关的地层。
地层对比划分可分为岩芯对比和测井曲线对比两种,常用的是测井曲线对比法。 (一) 地层对比划分依据
地层对比划分依据有标志层和标准层两个。 1、标志层:
标志层是大层(1~3级旋回),对比划分的依据。
标志层的确定原则:岩性典型,电性特征明显,易识别,分布稳定,易与追踪。 鄂尔多斯盆地经过近四十年的实践摸索,将温暖潮湿气候条件下的沼泽沉积--煤层(炭质泥岩)和凝灰质泥岩作为地层对比划分的标志层。
它们是特定气候条件下区域性的沉积产物,全盆地内普遍发育,代表性强,覆盖面广。 当煤层或凝灰岩标志层不发育,电性特征不明显时,参考与标志层位置相当的泥页岩特征划分。 2、标准层:
用标志层将大层确定之后还必须选定一些标准层作为细分小层的依据。这些标准层多数是在油层附近且分布稳定的泥岩。
标准层是小层(四级旋回),对比划分的主要依据。 (二) 地层对比划分的原则与方法
地层对比划分的原则:“旋回对比,分级控制”。
地层对比划分的方法:先追踪标志层,后确定标准层,再找含油层段。即:先定大层后分小层。 1、 旋回级别的分类: 一级旋回:延安组、 延长组
一级旋回受区域构造运动控制。在全区分布稳定,含有一套生储组合或储盖组合。 二级旋回:延10、 延9,长3、长2 ……
二级旋回是一级旋回中的次级旋回;每个旋回都有大体相同的沉积特征。 三级旋回:长81 、长82、长31 、长32 。
三级旋回受局部构造运动控制,由几个沙泥岩段组成。 四级旋回:长811、延812、延813
四级旋回受水动力条件及局部沉积作用控制,由单一岩性或由粗到细(从砂岩开始到泥岩结束)、由细到粗的一个周期组成。四级旋回是地层对比划分中的最小级别,也叫沉积单元,如果再细分就叫油砂体。
一级~三级旋回一般叫大层划分,四级和四级以下的一般叫小层对比划分。开发系统大多数开