西峰油田延长组长8油层组油气运移特征研究

张富昌， 林承焰, 何金先， 牛海瑞

(1.中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院， 山东 青岛 266580； 2.中国矿业大学 资源与地球科学学院， 江苏 徐州 221116)



西峰油田延长组长8油层组油气运移特征研究

张富昌1， 林承焰1, 何金先2， 牛海瑞1

(1.中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院， 山东 青岛 266580； 2.中国矿业大学 资源与地球科学学院， 江苏 徐州 221116)

为研究鄂尔多斯盆地西峰油田延长组长8油层组油气运移特征，在对原油咔唑类化合物、流体包裹体、过剩压力分析的基础上，归纳分析了原油运移的方向、期次、通道及动力.结果表明，长8油层组油气在平面上主要自东北向西南、自南向北运移，说明沿这两个方向储层物性较好，垂向上自长7油层组向长8油层组运移；油气运移期次共有中晚侏罗世和早白垩世两期；孔隙型砂体和裂缝是油气运移的有利通道；油气运移的主要动力为过剩压力.西峰油田延长组是低渗透-超低渗的岩性油气藏.对长8进行研究，理论意义是深入认识这种独特油气藏的运移特征，实际意义是有利于后期指导相关油气勘探开发工作，同时为延长组其他油层组的油气运移研究，提供重要参考.

鄂尔多斯盆地； 西峰油田； 长8油层组； 油气运移

0 引言

鄂尔多斯盆地由6个一级构造单元组成，西峰油田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的西南部，该地区构造相对稳定[1,2].三叠系延长组共分为10个油层组(长1到长10)，其中长8油层组是西峰地区近年来最主要的产油层位.西峰油田构造相对稳定，主要油藏类型为岩性油气藏[3]，沉积微相对岩性圈闭的分布影响很大.西峰油田长8储层平均孔隙度12.7%，平均渗透率0.343×10-3μm2，属于低孔、超低渗储层[4]，成因复杂，油气运移规律认识不清，成为油气进一步勘探的难题[5].对鄂尔多斯盆地西峰油田长8油层组的研究始于2003年，当时对长8油层组的沉积相进行研究，随后不同学者对该研究区地球化学特征、地层、储层、油藏进行了研究，但在油气运移方面的研究还相对不足，对油气运移过程与机理尚不明确.

本文在对原油咔唑类化合物、流体包裹体、沉积相、流体压力分析的基础上，对鄂尔多斯盆地西峰油田延长组长8油层组原油运移方向、期次、通道及动力进行整理、分析、归纳和总结，揭示了鄂尔多斯盆地西峰油田延长组长8油层组油气运移特征.

1 油气运移方向

西峰油田长8油层组为低渗-超低渗油气藏、岩性油气藏，主控因素是岩性非均质性，油气运移方向难以常规预测，本文通过含氮化合物示踪法对运移方向进行研究.同时，运移方向可以指示储层物性、运移动力的匹配关系.

1.1 咔唑类化合物平面分布特征与油气平面运移

在平面上，原油中咔唑类化合物含量分布具有一定的规律性.相关研究显示，油气运移方向与相对距离可以通过原油中咔唑类化合物的分布规律得以展现[6,7].随着运移距离的增大，含氮化合物质量分数和分布将呈现如下变化规律：(1)含氮化合物总含量会降低(2)咔唑类化合物异构体会增加，如1-/4-甲基咔唑比值.

本文通过对咔唑类化合物总含量和咔唑类化合物异构体比值的分析，来研究长8油层组的油气运移特征.如图1、2所示，西峰油田长8油层组原油样品中咔唑类化合物总含量及1-/4-甲基咔唑比值的分布特征表现出一定的油气运移分馏效应.长8油层组油气在平面上主要自东北向西南、自南向北运移，也说明沿这两个方向储层物性较好.

图1 西峰油田长8油层组原油 咔唑类化合物总含量平面分布[8，9]

图2 西峰油田长8油层组原油 1-/4-甲基咔唑比值平面分布[8，9]

1.2 咔唑类化合物垂向分布特征与油气垂向运移

段毅等[9]选取了长8及相邻层位(长8及长9、长3和延8)的原油，对原油的咔唑类化合物总含量及1，8-/2，4-二甲基咔唑、1，8-/2，7-二甲基咔唑、部分屏蔽型(PSNs)/全暴露型(ENs)进行作图比较，结果如图3所示.

图3(a)为咔唑类化合物总含量，长8油层组最高，向上、向下均减小，说明长8油层组离油源最近，向下长9及向上长3和延8离油源较远；图3(b)为1，8-/2，4-二甲基咔唑比值，图3(c)为1，8-/2，7-二甲基咔唑比值，图3(d)为部分屏蔽型(PSNs)/全暴露型(ENs)比值.由图3(b)、(c)、(d)可知，长8油层组最低，向上向下增加，同样说明长8油层组离油源最近，向下长9及向上长3和延8离油源较远.前人对油源分析表明，西峰地区原油主要来源于三叠系长7段泥岩[10-12].因此，长7烃源岩产生的油气，向下运移，分别经过长8油层组和长9油层组；向上运移，经过长3油层组和延8油层组[9].

(a)咔唑类化合物总含量

(b)1，8-/2，4-二甲基咔唑

(c)1，8-/2，7-二甲基咔唑

(d)部分屏蔽型(PSNs)/全暴露型(ENs)图3 西峰油田不同层位原油中咔唑类 化合物异构体比值分布[9，10]

2 油气运移期次

油气运移期次与生烃史、埋藏史有密切联系，对岩性油气藏、低渗透油气藏的运移期次研究，可以丰富成藏期次的各项研究成果，加深相关认识.

流体包裹体常出现在油气藏储层中，利用其能很好地反映有机质各个演化阶段和盆地热流体的特征，更好地对油气生成、运移和聚集进行研究[13].

前人在西峰油田延长组有过多次包裹体测试，都得到两个均一化温度峰值范围，如杨俊杰[14]得到80 ℃～90 ℃和100 ℃～110 ℃；武明辉等[15]得到65 ℃～89 ℃和115 ℃～140 ℃；李士祥等[16]得到80 ℃～100 ℃和120 ℃～130 ℃.虽然范围不同，但均说明长8油层组经历了两次油气运移、充注期次[14].

通过对鄂尔多斯盆地西峰油田的构造运动及演化的分析，可以得到：中、晚侏罗世，延长组长7烃源岩开始生油，这是第一期流体[17].由于燕山运动，鄂尔多斯盆地地层抬升，长7烃源岩生油终止，故此期油气有限[18,19].早白垩世，地层沉降，生排烃持续上升，直到早白垩世末期达到顶峰[20]，这是第二期流体.

3 油气运移通道

由于鄂尔多斯盆地为克拉通边缘坳陷盆地，构造平缓，以岩性油藏为主，砂体既是油气储集体，又是油气运移的主要通道.西峰油田延长组长8油层组沉积体系主要为辫状河三角洲体系，发育的分流河道、水下分流河道和前三角洲中的浊积砂体均是重要的含油砂体[21].并且，三角洲与浊流沉积砂体相互叠置、复合连片，为油气侧向运移的主要通道[3]，也大大改善了低渗透油气藏的运移通道.

越来越多的研究表明，研究区中生界断层内垂向裂隙发育[15].赵文智等[22]认为：鄂尔多斯盆地基底的断裂控制了延长组油气的运移；地震资料、钻井岩心表明，基底断裂能够影响到延长组而形成各种规模的断裂、裂缝，侧接和垂向叠置的砂体与其中的裂缝联合组成通道，使得油气能够运移较远.

孔隙型砂体和裂缝均是油气运移的有利通道.其中，叠合连片的孔隙型砂体是油气运移的主要通道[5]，滑塌变形裂缝是油气运移的优势通道，构造裂缝起辅助作用.

综合前人的研究结果，绘制了西峰地区长8油层组油气运移示意图(如图4所示)，从示意图可知，长7油层组生成的油气通过砂体与裂缝的联合通道，向下运移到长8油层组[22].

图4 鄂尔多斯盆地西峰油田长8油层 组油气运移示意图[22]

4 油气运移动力

根据等效深度法，绘制声波压实曲线，通过计算可以得到过剩压力[23-25]，从而获得地层最大埋深时期的压力[26].

一般而言，快速埋藏、烃源岩排烃不畅及构造抬升易造成泥岩中的欠压实作用[27-29].在声波时差与埋深的半对数坐标系中，若泥岩为正常压实，则表现为一直线；若泥岩出现欠压实，则泥岩压实曲线发生偏离[29-31].

由图5可以看出，长7段之前泥岩压实曲线表现为一直线，进入长7段，泥岩压实曲线发生偏离，出现泥岩欠压实，欠压实层段主要分布在1 900～2 000 m附近，对应层位主要是延长组长7段中下部到长8段上部[31-33].

(a)西33井

(b)西57井图5 西峰地区延长组泥岩压实曲线[32]

通过泥岩压实曲线，可以进一步计算出过剩压力，从而制作成过剩压力剖面示意图，如图6所示.由图6可知，从长4+5到长9油层组均存在过剩压力，但每个油层组的过剩压力大小有显著差异，长7油层组的过剩压力最高，其他油层组较低[3].流体在异常压力作用下，由相对高值区向相对低值区流动，所以纵向上以长7油层组为中心，油气向下或向上运移，进入砂体聚集成藏.由此可见，泥岩欠压实产生的过剩压力是油气运移的动力.

图6 西峰油田西54井过剩压力 剖面示意图及油气运移方向[3]

5 结论

(1)西峰地区长8油层组油气在平面上主要自东北向西南、自南向北运移，说明沿这两个方向储层物性较好；垂向上，长7烃源岩生成的油气，分别经过长8油层组和长9油层组向下运移，经过长3油层组和延8油层组向上运移.

(2)西峰地区长8油层组油气运移期次共分为两期.第一期为中、晚侏罗世，第二期为早白垩世.

(3)低孔低渗砂体中毛细管阻力大，油气运移很困难，在过剩压力作用下，油气以幕式、快速的方式进入致密砂体，沿孔隙型砂体和裂缝发生运移，其中，叠合连片的孔隙型砂体大大改善了低渗透油气藏的运移通道，是油气运移的主要通道，滑塌变形裂缝是油气运移的优势通道，构造裂缝起辅助作用.

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【责任编辑：陈 佳】

Study on the migration of crude oil in chang-8 subsection of th Yanchang formation， Xifeng oilfield

ZHANG Fu-chang1， LIN Cheng-yan1, HE Jin-xian2， NIU Hai-rui1

(1.School of Geosciences， China University of Petroleum (Huadong)， Qingdao 266580， China; 2.School of Resources and Geosciences， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221116， China)

Aimed to study the migration characteristics of hydrocarbons in Chang-8 subsection of Yanchang formation in Xifeng oilfield in the Ordos Basin，this paper inductively analyzes the migration directions，periods，pathways and dynamics of crude oil in Chang-8 Member based on the analysis of carbazole compounds，fluid inclusions and residual pressure.The results show that，horizontally，hydrocarbons of Chang-8 Subsection mainly migrated from northeast to southwest and from south to north，which indicates that the physical properties of reservoirs along these two directions are good.Vertically，hydrocarbons transported from the Chang-7 Subsection downward into the Chang-8 Subsection. The hydrocarbon migration periods can be divided into two stages，namely the Middle-Late Jurassic and the early Cretaceous.Besides，the porous sand bodies and fractures are the favorable migration pathway.Moreover，the residual pressure is the main dynamic for hydrocarbon migration.The Yanchang Formation in the Xifeng oilfield is the lithologic reservoirs with low to ultra-low permeability.Studying on the Chang-8 Subsection，can be propitious to insight into the migration characteristics of these distinctive reservoirs in theory，and is conducive to further guide the related works of hydrocarbon exploration and development，meanwhile，provides important reference for the research on hydrocarbon migration in other subsections of Yanchang Formation.

Ordos Basin； Xifeng Oilfield； chang-8 subsection； oil migration

2016-03-26

教育部构造与油气资源重点实验室开放基金项目(TPR-2015-04); 教育部中国博士后科学基金项目(2015M571841)

张富昌(1991-)，男，山东潍坊人，在读硕士研究生，研究方向：油藏描述

1000-5811(2016)05-0109-05

TE122.1

A