鄂尔多斯盆地东部三叠系油藏局部高压成因探索

陈世海，杨传奇，吴江平，黄元建，郭本晓

（陕西延安石油天然气有限公司，陕西西安710018）

安塞—甘泉—宜川地区位于位于鄂尔多斯盆地东部（图1），三叠系延长组为主要的含油层系。钻井过程中发生井喷，给油田开发、安全生产、环境保护带来一定挑战。而研究表明鄂尔多斯盆地中生界三叠系油藏为典型的低孔、低渗、低压油藏，地层压力异常广泛发育[1-2]。前人大多认为是钻井过程中钻遇裂缝地层，或者超前注水引起局部高压，引发井喷。实际在油田开发过程中，地层压力系数主要分布在0.50～0.85，在整体异常低压的背景上，不能很好地解释井喷的成因。

白垩纪末发生强度最大的一期剥蚀事件，研究区剥蚀量在1400～1800m[3-5]，三叠系延长组湖控三角洲孤立朵状或鸟足状砂体保存了原来的超高压[6-8]，解释了研究区埋深较浅的延长组油藏钻井过程中发生险情，进而在该区油田勘探开发过程中做好井控措施，保障人身、财产、环境安全。

1 井喷案例

1996年，延长油矿下寺湾钻采公司位于甘泉县桥镇孟家洼Q4-3井钻至长1层580m处发生井喷，井喷40余天，初期日产液量约500m3，含水率90%以上，40日共交油量3000t。2016年10月，长庆油田位于安塞县招安镇D212钻至长7层1206m发生井喷。

2 沉积背景及生烃成藏

2.1 沉积背景

晚三叠世延长期沉积演化过程中，盆地内主要存在东北、西南两大物源区，受盆地底部形态西南陡、东北缓的影响，东北部主要发育河流—冲积平原—曲流河三角洲相沉积；西南部主要发育冲积扇—辫状河三角洲相沉积。在盆地发展、演化过程中，这两大沉积体系此强彼弱、互有消长，共同构成了三叠系纵向上相互叠置，横向上复合连片的数套砂岩储集体。安塞—甘泉—宜川晚三叠世延长期主要受东北沉积体系控制，经历了湖盆的形成、发展、全盛到萎缩、消亡的整个阶段，形成了数套生、储、盖组合，构成了油气成藏的基本地质条件。

2.2 生烃成藏

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油气田。

3 地层剥蚀特征

（1）三叠纪末，延长组顶部遭受剥蚀的强度不大，西南部为最强剥蚀区。庆阳环县等西南地区最大剥蚀量为400m，靖边以东地区剥蚀量较小，在100m以下。由于早侏罗世古河道的下切，使得延长组在吴起—庆阳地区被切割，剥蚀量增大，残余地层相对减薄（图2-a）。

（2）中侏罗世剥蚀事件使地层遭受剥蚀的强度不大，延安组遭受剥蚀。最大剥蚀区在镇原—庆阳—甘泉以南地区，最大剥蚀量为250m；盐池以西北地区剥蚀量最小，普遍低于100m。

（3）侏罗世末的剥蚀事件以芬芳河组和安定组遭受剥蚀为特征。富县—横山以东地区剥蚀量小于150m，为弱剥蚀区；庆阳、子长地区剥蚀量为150～250m（图2-b）。

（4）早白垩世鄂尔多斯盆地沉积边界总体较侏罗世明显缩小，西部鄂托克旗—鄂托克前旗—环县—镇原一带的白垩系地层最厚，沉积厚度达到1400～1800m，为当时的沉积、沉降中心，向东逐渐减薄，到神木—绥德一带仍有750～800m左右的沉积，当时盆地的原始沉积东部边界远在黄河以东。上覆地层剥蚀量由西向东逐渐增大，至榆林、甘泉以东地区达1400m以上，低剥蚀量中心在鄂托克旗以北和盐池—镇原一带，最小低于400m（图2-c、图2-d）。鄂尔多斯盆地晚白垩世以来差异抬升、剥蚀强烈，盆地的后期改造具有东强西弱、边缘强内部弱的特点，尤其在东部和东南缘下白垩统已经被剥蚀殆尽，向东依次出露侏罗系、三叠系地层。

4 地层压力情况

4.1 低压背景

鄂尔多斯盆地中生界地层压力受构造抬升剥蚀引起的孔隙反弹、地层温度降低和溶蚀增孔作用共同造成的。鄂尔多斯盆地中生界实测地层压力数据统计表明，压力系数小于0.75的占51.9%，0.75～0.90的占40.6%，大于0.90的占7.5%,中生界地层压力主要以超低压和异常低压为主，实际在油田开发过程中，测试的地层压力系数均小于1（表1），因此超前注水引起局部地层高压相对局限。压力系数是实测地层压力与同深度静水柱（比重为1.0g/cm3）压力之比值，因此，在其他条件相同的情况下，上覆地层剥蚀量越大，埋深越小，地层压力系数越小。鄂尔多斯盆地早白垩世以后在盆地东部剥蚀量可达1400～1800m，这是现今压力系数较低的重要原因之一。

表1 鄂尔多斯盆地各油田压力系数表

4.2 局部高压成因

鄂尔多斯盆地东部安塞—甘泉—宜川地区，三叠系延长组湖控三角洲朵状或鸟足状砂体，在原始状态2000～3000m埋深下，当砂岩侧向及上覆盖层变为泥岩相时，形成侧向及上倾方向的岩性遮挡，孤立的封闭砂体在现今500～1500m埋深下保存了原来的超高压。

5 结论

（1）中生界地层压力主要以超低压和异常低压为主，实际在油田开发过程中，测试的地层压力系数均小于1，超前注水引起局部地层高压相对局限。

（2）晚白垩世的燕山运动，岩浆活动明显，盆地挤压而整体抬升，白垩纪末为中生代以来强度最大的一期剥蚀事件，特别是盆地东部研究区范围内剥蚀量在1400～1800m。

图2 鄂尔多斯盆地各时期剥蚀厚度等值线及地层参与厚度图

（3）三叠系延长组湖控三角洲朵状或鸟足状砂体，在原始状态2000～3000m埋深下，当砂岩侧向及上覆盖层变为泥岩相时，孤立的砂体保存了原来的超高压。进而更好地解释了鄂尔多斯盆地东部安塞—甘泉—宜川地区埋深较浅的三叠系延长组油藏钻井过程中发生井喷。

（4）因此在安塞—甘泉—宜川地区油田勘探开发过程中应做好井控措施，保障人身、财产、环境安全。