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第34卷第1期石油学报V ol.34 No.1 2013年1月Acta Petrolei Sinica Jan. 2013

文章编号：0253-2697(2013)01-

鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力

杨华1,2李士祥2,3刘显阳2,3

（1. 中国石油长庆油田公司陕西西安710018；2. 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018；

3. 中国石油长庆油田公司勘探开发研究院陕西西安710018）

摘要：长庆油田对渗透率为0.3~1mD的超低渗透油藏已实现了规模有效开发。考虑到鄂尔多斯盆地石油勘探开发实际，将储集层地面空气渗透率小于0.3mD，赋存于油页岩及其互层共生的致密砂岩储层中，石油未经过大规模长距离运移的油藏称为致密油，包括致密砂岩油藏和页岩油藏2大类。延长组致密油主要发育于半深湖—深湖相区，以延长组7段（简称长7）油层组油页岩、致密砂岩和湖盆中部的延长组6段（简称长6）油层组致密砂岩最为典型。致密油具有分布范围广，烃源岩条件优越，砂岩储层致密，孔喉结构复杂，物性差，含油饱和度高，原油性质好，油藏压力系数低的特点。纳米级孔喉系统广泛发育是致密油储集体连续油气聚集的根本特征，延长组致密砂岩储层中大多连通的孔喉直径大于临界孔喉直径，满足油气在致密储层中运移的条件。根据致密油层与生油岩层的接触关系，确定了3种致密油储集层类型：①致密块状砂岩储层；②砂岩-泥岩互层型储层；

③油页岩型致密储层。鄂尔多斯盆地长6和长7油层组致密油分布广泛，初步预测致密油总资源量约30×108t，其中长7油层组页岩油资源量超过10×108 t，长7油层组致密砂岩油资源量约9×108 t，长6油层组致密砂岩油资源量约11×108 t。致密油资源是长庆油田实现年产油气当量5000×104 t并长期稳产较为现实的石油接替资源。

关键词：致密砂岩油；致密页岩油；致密油；致密油储层；资源潜力；延长组；鄂尔多斯盆地

中图分类号：TE122.14 文献标识码：A

Characteristics and resource prospects of tight oil and shale oil in Ordos

Basin

Yang Hua1,2Li Shixiang2,3Liu Xianyang2,3

(1. PetroChina Changqing Oilfield Company, Xi’an 710018, China; 2. National Engineering Laboratory for Exploration and

Development of Low-Permeability Oil & Gas Fields, Xi’an 710018, China; 3. Research Institute of Exploration and Development,

PetroChina Changqing Oilfield Company, Xi’an 710018, China)

Abstract: Changqing oilfield company has been realized efficient and scale development of the super low permeability reservoir which permeability is situated between 0.3mD and 1mD. Considering the petroleum exploration and development practice of Ordos Basin, the tight oil refers to air permeability of reservoir less than 0.3mD, and an oil that accumulates in oil shale and tight sandstones interbedded with or adjacent to source rocks. Generally, this oil accumulation has not yet experienced a large-scale, long-distance migration. The tight oil include tight sandstone oil reservoir and tight shale oil reservoir. The tight oil of Yanchang Formation is mainly developed in the half deep lacustrine to deep lacustrine zone, for the typical to oil shale and tight sandstone of Chang 7 interval, tight sandstone of the central lake of Chang 6 interval. Tight oil has characteristics of wide distribution, hydrocarbon source rock condition is superior, sandstone reservoir density, pore throat structure complexity, poor physical properties, high oil saturation, better oil property and low pressure coefficient. Nano-sized pore-throat system widely development is the fundamental characteristics of oil and gas continuous accumulation of tight oil. Most of the connected pore-throat diameter of tight sandstone reservoir of Yanchang Formation is greater than the critical pore-throat diameter, oil and gas can be migration in tight reservoir. Tight oil can be divided into 3 different types depending on the genetic relationship of a close contact between tight reservoir and source rocks, i.e. ○1Compact massive sandstone reservoir; ○2Sand shale interbedded reservoirs; ○3Tight reservoir in oil shale. Tight oil is widely distributed in Chang 6 interval and Chang 7 interval of Yanchang Formation in Ordos Basin, we preliminary forecast that the tight oil geological resources in Ordos Basin are about 30×108t. For the resources, in which, oil shale resources of Chang 7 interval are exceeds 10×108t, tight sandstone resources of Chang 7 interval are about 9×108t, tight sandstone resources of Chang 6 interval are about 11×108t. Tight oil resources are the more realistic oil replaces resources that can ensure Changqing oilfield company to achieve an annual output of 5000×108 tons of oil equivalent and long term stability.

Key words: tight sandstone oil reservoir; tight shale oil reservoir; tight oil; tight oil reservoir; resource prospect; Yanchang Formation; Ordos Basin

基金项目：国家重大科技专项（2011ZX05044，2011ZX05001）资助。

第一作者及通讯作者：杨华，男，1963年9月生，1984年获西南石油学院学士学位，2004年获成都理工大学博士学位，现任中国石油长庆油田公司常务

2 石油学报2013年第34卷

致密油是继页岩气之后全球非常规油气勘探开发的又一新热点[1-4]，这种非常规油气资源已成为全球能源结构中的重要角色，在美国、加拿大、澳大利亚等国家都得到了商业性的开发[2,5-7]，虽然中国非常规油气资源丰富，但总体上看，勘探开发还处于起步和探索阶段[8-9]。

鄂尔多斯盆地致密油资源丰富，具有很大的勘探开发潜力。多年来，长庆油田通过攻克低渗透及超低渗透难题，已连续10年每年新增探明储量(1~3)×108t，截止2011年底已累计提交探明储量27.18×108t，其中渗透率小于1mD的探明储量为13.42×108t，占总探明储量的49.37%。长庆油田成功实现了对渗透率在0.3～1mD的超低渗透油藏的规模开发，创新了以华庆油田为代表的超低渗透油藏规模有效开发技术系列，原油产量在2011年突破2000×104t。目前长庆油田正在开展渗透率为0.1～0.3mD油藏的现场试验攻关，对渗透率小于0.1mD的延长组长7段油层组页岩油进行了室内研究和现场试验。

关于致密油的概念目前国内外尚无统一的定义，邹才能等[10-11]认为致密油是指与生油岩层系共生的、在各类致密储集层聚集的石油，油气经过短距离运移，储集层岩性主要包括致密砂岩和致密灰岩，覆压基质渗透率小于或等于0.1mD（储层地面空气渗透率小于1mD）；贾承造等[12]认为致密油是指以吸附或游离状态赋存于生油岩中，或与生油岩互层、紧邻的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集岩中，未经过大规模长距离运移的石油聚集，储集层覆压基质渗透率小于或等于0.1mD（储层地面空气渗透率小于1mD）；以美国Bakken油田为代表的致密油[6]，其储集层覆压基质渗透率为0.01～0.1mD。以上对于致密油的定义中均以地面空气渗透率小于1mD为界限，考虑到鄂尔多斯盆地石油勘探开发实际，将储集层地面空气渗透率（下文中除特别说明外，均指的是地面空气状态下的渗透率）小于1mD（覆压基质渗透率小于0.1mD）称为非常规油气，其中渗透率为0.3～1mD的为超低渗透油藏，已实现了规模有效开发，为聚焦攻关目标。将储集层地面空气渗透率小于0.3mD，赋存于油页岩及其互层共生的致密砂岩储层中，石油未经过大规模长距离运移的石油称为致密油，包括致密砂岩油和页岩油2大类。其与已开发的特低渗、超低渗油藏相比，成藏机理更复杂，孔喉更细微，储层物性更差，填隙物含量更高。与国外致密油相比，在压力系数、含油性、储层脆性、天然微裂缝发育程度等方面存在较大差异，国外成熟技术并不完全适用于鄂尔多斯盆地致密油的勘探开发。本文依据鄂尔多斯盆地致密油勘探最新进展，阐述了致密油的基本地质特征，并对鄂尔多斯盆地致密油资源前景进行了初步评价和预测，旨在推进致密油勘探及地质研究的持续深入。

1 鄂尔多斯盆地致密油特征

鄂尔多斯盆地延长组致密油主要发育于半深湖－深湖相区，以延长组7段（简称长7）油层组油页岩、致密砂岩和湖盆中部延长组6段（简称长6）油层组致密砂岩最为典型。致密油具有分布范围广，烃源岩条件优越，砂岩储层致密，孔喉结构复杂，物性差，含油饱和度高，原油性质好，油藏压力系数低的特点。其中，长7油层组油页岩分布范围广，厚度大，为典型的页岩油；长7油层组中的砂岩储集体及湖盆中部长6油层组储集体紧邻优质烃源岩，油源条件优越，源储配置好，储层致密，为典型的致密砂岩油。

1.1 油页岩分布广，烃源岩条件优越

晚三叠世延长组沉积期，受印支运动的影响，盆地形成了面积大、水域宽的大型内陆淡水湖盆，湖盆在延长组7段沉积期达到鼎盛，形成了盆地主要的生油母质，其主要以油页岩、页岩、暗色泥岩为主[13-14]。

盆地油页岩主要发育在长7油层组底部，呈NW-SE向展布，分布范围较广，东北可达延安－安塞以西，西北可延伸到马家滩，西南可延伸至镇原－泾川一带，东南可覆盖正宁－富县一带，有效分布面积约10×104km2（图1）。烃源岩厚度一般为30～60m，最厚可达130m，生烃中心位于姬塬－华池－正宁一带，优质烃源岩分布范围近5×104km2。

长7油层组油页岩富含有机质，有机地球化学测试资料表明[13]，残余有机碳含量主要分布于6%～22%，最高可达30%～40%，平均TOC为13.75%。盆地测试资料表明，长7油层组油页岩R o为0.85%～1.15%，已达生油高峰阶段[13]，绝大部分已发生了强烈的生、排烃作用[14]，平均生烃强度为495×104t/km2，总有效生烃量2473.08×108t，平均排烃强度为290×104t/km2，总排烃量1447.71×108t。长7油层组烃源岩条件优越，是致密油成藏的重要资源基础。

1.2 致密砂岩储层致密，孔喉结构复杂

盆地致密砂岩储层主要为陆相碎屑岩沉积，岩性复杂，以粉细砂岩为主，粒度细，物性差，储层致密。孔隙度一般为4%～10%，渗透率一般小于0.3mD，为典型的致密砂岩。该类油藏储层物性横向上变化大，纵向上隔夹层较多，非均质性强，孔喉细微，孔隙结构较复杂。

第1期杨华等：鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力 3

图1 鄂尔多斯盆地上三叠统延长组7段油页岩分布Fig.1 Distribution of oil shale in the 7th Member of Yanchang Formation, Upper Triassic in Ordos Basin

长6油层组储层岩石类型主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩，长石含量高，平均为42.2%，石英平均含量为25.2%，变质岩岩屑含量为4.7%。长7油层组储层岩石类型主要为岩屑砂岩及长石岩屑砂岩，石英和长石平均含量分别为32.1%、19.6%，岩屑总量较长6储层高，达27.3%，以变质岩岩屑为主。

储层填隙物主要为伊利石、绿泥石及碳酸盐。其中，长6油层组储层填隙物含量为15.3%，成分主要是铁方解石、水云母及绿泥石，铁方解石含量较高，平均为3.8%，占填隙物总量的30%。长7油层组储层填隙物含量为17.4%，成分主要是伊利石、绿泥石和碳酸盐（主要包括铁方解石和铁白云石），其中伊利石含量高，平均为7.3%，占填隙物总量的45%以上，还有少量高岭石、凝灰质、硅质及长石质。储层填隙物中伊利石、铁方解石对储层主要起破坏作用，充填孔隙，使储层物性变差，而普遍发育的绿泥石黏土膜呈环边状产出，保护了原生粒间孔，有效地改善了储层物性。

延长组致密砂岩孔隙类型以溶孔、残余粒间孔为主，孔喉细小，结构复杂，连通性差，成岩作用强烈。常见石英加大，铁方解石和铁白云石胶结普遍，黏土杂基含量偏高，喉道形态以片状、弯曲片状和管束状为主。致密砂岩储层孔喉分选相对较好，主要为细孔微喉或中孔微细喉。

湖盆中部长6油层组及长7油层组储层平均渗透率均小于0.3mD，储层物性差。其中长6油层组孔隙度分布范围为5.6%～15.5%，平均10.2%；渗透率分布范围为0.05～2.22mD，平均0.22mD。长7油层组孔隙度分布在4.8%～12.6%，平均7.2%；渗透率分布在0.01～1.35mD，平均0.18mD。

1.3 含油饱和度高，原油性质好

鄂尔多斯盆地致密砂岩直接与优质烃源岩接触，具有“近水楼台先得月”的优势，油源充足，充注强度大，生成的油气经过短距离运移便可聚集成藏。盆地长7油层组和湖盆中部长6油层组储层含油显示普遍较好，录井一般为油斑－油浸级，现场取心油味浓。通过多种方法分析，含油饱和度均达到了70%左右。其中，密闭取心分析平均含油饱和度为72.8%，利用阿尔奇公式计算平均含油饱和度为69.8%，通过压汞法得出平均含油饱和度为69.0%，采用相渗法得出平均含油饱和度为70.3%。

原油样品分析表明，长7油层组地面原油密度一般为0.84g/cm3，黏度为6.12mPa?s，凝固点为17.59℃，初馏点为76.29℃。与国内外其他油田对比，原油性质相对较好，具有低密度、低黏度、低含硫、低凝固点的特点。

1.4 油藏压力系数低

鄂尔多斯盆地三叠系主力油藏埋深一般在1200～2300ｍ，现今地层压力7～18.1MPa，根据盆地20余个开发区块的原始地层压力和油藏埋深统计，压力系数一般为0.6～0.8，多为低压油藏。

形成低压油藏的原因主要是盆地油气成藏时地温经历了热、冷的转换过程[15]。早白垩世晚期，受燕山构造运动影响，鄂尔多斯盆地周围火山活动频繁，地温梯度可达到3.5～4.5℃／hm[16]，主要油气层埋藏深度达到最大为3000～4000m，地温最高可达到100～180℃。地层温度高，流体活动性强，干酪根达到成熟阶段，开始大量生排烃，由此产生的强大驱替压力使得油气大量成藏，形成具有较高压力的油气藏。晚白垩世开始，鄂尔多斯盆地整体抬升，遭受剥蚀，根据地层剥蚀厚度恢复，剥蚀量可达1000m以上，上覆地层压力降低，储层孔隙发生回弹。同时，盆地周缘的岩浆活动减弱，地温梯度逐渐降低到2.8～3.2℃／hm，地层温度降低到70～100℃[16]，流体的活动性减弱，孔隙流体压力进一步降低，因而形成了现今的低压油气藏。

鄂尔多斯盆地致密油具有2个关键地质特征：①源储共生，大面积带状含油储集体连续分布，无明显圈闭与油水界限；②非浮力聚集，油气持续充注，不

4 石油学报2013年第34卷

受水动力效应的明显影响，无统一油水界面与压力系统。通过对鄂尔多斯盆地致密油与威利斯顿盆地巴肯致密油[6,17-18]的对比（表1），鄂尔多斯盆地致密油具有油页岩厚度大、分布范围广，与之互层共生的碎屑岩较为发育，具备致密油形成的有利地质条件，具有较好的发展潜力。

表1 鄂尔多斯盆地延长组致密油与威利斯顿盆地巴肯致密油特征对比

Table 1 The comparison of tight oil characteristics between Upper Triassic Yanchang Formaiton in Ordos Basin and Upper Devonian –

Mississippian Bakken Formation in Williston Basin

项目威林斯顿盆地巴肯组致密油鄂尔多斯盆地页岩油鄂尔多斯盆地致密油

层位上泥盆统-下石炭统上三叠统长7油层组上三叠统长6、长7油层组

沉积环境浅海相湖相

埋深/ m 2593~3203 1000~2600

页岩厚度/ m 3~15 20~80 10~80

岩矿成分石英/ % 36.6（油页岩）47.5（粉砂岩）26.2（油页岩）41.8（粉砂岩）长石/ % 14.2（油页岩）18.9（粉砂岩）18.9（油页岩）23.5（粉砂岩）黏土/ % 26.7（油页岩）21.5（粉砂岩）29.8（油页岩）17.4（粉砂岩）

储层物性

孔隙度/ % — 6.0 2.08（油页岩）8.2（粉砂岩）

渗透率/ mD —0.04 0.001（油页岩）0.02（粉砂岩）油页岩含油率/ % 10.0 3.5~6.0 干酪根类型Ⅰ+ⅡⅠ

TOC / % 11.3 13.75 成熟度（R o）/ % 0.7~1.0 0.9~1.16

最高热解峰温/ ℃443~447 440~455 源储关系源储互层共生源储互层共生

2 致密油分布特征及聚集机理

2.1 分布特征

鄂尔多斯盆地致密油主要分布于中生界大型坳陷湖盆中心，以延长组长7油层组油页岩、致密砂岩和湖盆中部长6油层组致密砂岩最为典型。长7油层组油页岩厚度大，呈NW-SE向展布，分布范围较广（图1），生烃中心位于姬塬－华池－正宁一带，优质烃源岩分布面积近5×104km2。致密砂岩油主要分布在邻近生烃凹陷的半深湖－深湖亚相中的重力流砂体或延伸较远的三角洲前缘砂岩体中，源储互层共生是致密油成藏的主要控制因素。长7油层组致密砂岩油主要发育在长7段1亚段、长7段2亚段，平面上主要分在姬塬地区的三角洲前缘砂体和陇东地区的浊积砂体[图2(a)]。长6油层组致密砂岩油主要分布在湖盆中部的华池、庆城、合水地区，平面上主要分布在半深湖－深湖相重力流砂体和三角洲前缘砂体中[图2(b)]。

2.2 聚集机理

致密油和页岩油储集体广泛发育纳米级孔喉系统[19]，是大面积连续型或准连续型油气聚集的根本特征，决定了油气呈连续或准连续型分布[9-10]。常规大油气田和非常规大油气田的区别，本质在于孔喉大小的不同，常规储集层孔喉直径一般为微米—毫米级，而非常规储集层一般是纳米级孔喉。邹才能等[11]利用高分辨率场发射扫描电子显微镜、纳米CT等仪器在中国非常规储集层中发现了广泛发育的孔喉直径小于1000nm的纳米级孔喉，并在纳米孔喉中观察到石油的赋存，证实了纳米级孔喉在非常规储集层油气聚集中所起的重要作用。

纳米孔喉中原油分子可以发生运移，通过激光共聚焦显微镜得到的长7致密砂岩内部微观孔隙结构的荧光图像显示，砂岩中孔隙结构普遍较复杂，孔隙连通性相对较好，大部分溶孔、残余粒间孔及微孔隙中均有荧光显示。原油中的主要烃类的分子直径介于0.38~4nm，CH4、C2H6、C3H8、iC4H10、nC5H12的分子直径分别为0.38nm、0.44nm、0.51nm、0.53nm、0.58nm，最大的沥青质分子直径为4nm。通过理论模型计算，骨架颗粒间的束缚水膜平均厚度为43nm，因此要使分子直径为4nm的最大沥青质通过喉道的临界孔喉半径为45nm，即临界孔喉直径为90nm（图3）。

第1期杨华等：鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力 5

(a) 长7油层组(b) 长6油层组

图2 鄂尔多斯盆地长7油层组和长6油层组致密砂岩油藏分布

Fig.2 Tight oil distribution of the 7th and 6th Member of Yanchang Formation in Ordos Basin

注：临界孔喉直径A为90nm，B处的孔喉直径约200nm，束缚水膜平均厚度C为43nm。

图3 鄂尔多斯盆地致密砂岩临界孔喉直径示意

Fig.3 Critical pore and throat diameter of tight sandstone of

Yanchang Formation in Ordos Basin

根据对鄂尔多斯盆地致密油储层纳米级孔喉分布统计结果（图4），延长组致密油储层中值孔喉直径介于20~300nm，主要分布于50~200nm，最大孔喉直径介于300~2000nm，主要分布于500~1000nm。不同地区其孔喉直径存在差异，其中，姬塬地区致密油储层中值孔喉直径介于40~300nm，主要分布于80~200nm，最大孔喉直径介于300~1300nm，主要分布于550~1200nm；合水地区致密油储层中值孔喉直径介于13~300nm，主要分布于40~100nm，最大孔喉直径介于300~2000nm，主要分布于300~600nm；上里塬地区致密油储层中值孔喉直径介于20~300nm，主要分布于50~200nm，最大孔喉直径介于300~900nm，主要分布于500~800nm。

延长组致密砂岩储层中值孔喉直径主要分布于50~200nm，大多连通的孔喉直径大于临界孔喉直径，受烃源岩生烃增压、欠压实等排烃压力控制，满足油气在致密储层中运移的基础。

6 石 油 学 报 2013年 第34卷

图4 鄂尔多斯盆地延长组致密油储层孔喉分布（Nelson 图版）

Fig.4 Pore and throat distribution of tight oil reservoir of Yanchang Formation in Ordos Basin （Nelson plate ）

3 致密油储集层类型及勘探进展

鄂尔多斯盆地致密油资源丰富[12,20]，通过深化盆地长7油页岩与致密砂岩纵向分布规律研究，对不同的砂岩-泥岩互层组合关系开展研究，探索适应性的工艺方案，有效动用致密油资源。 3.1 储集层类型

湖盆演化决定了沉积相序组合及砂体发育特征，鄂尔多斯盆地长7、湖盆中部长6主要发育三角洲前缘及重力流沉积砂体[21-23]，在湖盆中部形成了厚层叠置的砂体[24]。鄂尔多斯盆地在延长组长7段3亚段沉积时期湖盆面积最大[25]，之后湖盆范围逐渐萎缩。总体上，长7－长6沉积期以湖退砂进沉积为主，其间也经历了多次小规模的湖盆震荡，致使湖平面发生周期性升降。在此沉积背景下，随着湖盆的振荡运动，湖平面产生周期性湖进、湖退，沉积发育了多套砂岩-泥岩互层的有利储盖组合。通过深化盆地油页岩、致密砂岩纵向分布规律研究，致密油储集层主要分为致密块状砂岩储层、砂岩-泥岩互层型储层和油页岩型致密储层3种不同类型（图5）。

致密块状砂岩储集砂体主要发育在长7油层组中上部和长6油层组底部，以多期叠加的重力流滑塌砂岩为主，泥质含量较少，砂体比较整装，厚度大，平面上复合连片，规模大。该储层以溶孔和微孔为主[图6(a)]，物性好，平均孔隙度9.5%，渗透率0.21mD ，孔喉连通性好[图6(b)]。

砂岩-泥岩互层型储层储集体隔夹层较多，多套

砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及暗色泥岩叠合发育，储层非均质性较强。储层黏土矿物含量高，粒度细，发育微孔隙[图6(c)]，物性较差，平均孔隙度8.1%，渗透率0.1mD ，连通性差[图6(d)]。

油页岩型致密储层主要储集空间为油页岩中的微孔隙及微裂隙，长7油层组油页岩主要由石英、长石、碳酸盐、黏土和黄铁矿组成，刚性成份含量高，有机质类型好，丰度高。油页岩与凝灰岩互层[图6(e-f)]，凝灰岩中溶孔发育[图6(f)]，油页岩具水平微裂缝[图6(e-f)]。油页岩由于生排烃作用产生微裂隙及其中的残留液态烃，使得油页岩具有一定的储集能力。

3.2 勘探进展

致密油储层物性差，必须通过工艺改造才能有工业产能。长庆油田针对3种不同的储集层类型开展了针对性的工艺试验，对致密块状砂岩油、砂岩-泥岩互层致密油和油页岩油等不同储集类型油层压裂改造，均获得了工业油流，致密油勘探取得新进展。

针对长7厚层块状致密油层，采用大液量、大排量、小砂比，泵入滑溜水和表面活性胍胶压裂液混合水进行压裂，产生网状裂缝，大幅度地扩大泄油体积，提高致密油单井产量。该技术在鄂尔多斯盆地已成功应用18口井，5口获得20t 以上高产，其中H210井[图5(a)]长7段2亚段加入陶粒60.0m 3，砂比18.5％，排量6.0m 3/min ，试油获得20.91t/d 的高产油流。

第1期杨华等：鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力7

(a) 致密块状砂岩型（H210井）(b) 砂岩-泥岩互层型（L189井）(c) 油页岩型（G295井）

图5 鄂尔多斯盆地延长组致密油储集层类型及特征

Fig.5 Tight oil reservoir types and characteristics of Yanchang Formation in Ordos Basin

8 石 油 学 报 2013年 第34卷

(a) 致密块状砂岩储层薄片，发育溶孔和粒间孔，面孔率3.8%，孔隙度8.1%，渗透率0.28mD ，长7段2亚段，A83井2180.11m ；(b) 致密块状砂岩储层激光共聚焦照片，以溶孔和微孔为主，孔隙连通性较好，长7段2亚段，A83井2180.11m ；(c) 砂岩-泥岩互层型储层薄片，发育微孔隙，孔隙度10.0%，渗透率0.065mD ，长7段1亚段，N33井1658.96m ；(d) 砂岩-泥岩互层型储层激光共聚焦三维图像，亮黄色表示孔喉发育且连通性好，绿色次之，蓝色区域孔喉不发育及微孔隙的连通性不是很好，长7段1亚段，N33井1658.96m ；(e) 凝灰岩与油页岩互层，凝灰岩中溶孔发育，油页岩（照片中部呈条带状水平展布的暗褐色区域）具水平微裂缝，长7段3亚段，W100井2015.06m ；(f) 与油页岩间互的凝灰岩溶孔发育，长7段3亚段，W100井2015.06m 。

图6 鄂尔多斯盆地延长组不同储集层微观孔隙结构特征

Fig.6 Microscopic pore structure characteristics of different reservoirs of Yanchang Formation in Ordos Basin

针对砂岩-泥岩互层和油页岩2种类型油藏，在油页岩厚度大的区域，优选L189井、G295井分别进行试验，通过采用油套同注进一步提高排量的混合水压裂改造方式，更大幅度扩大泄油体积，提高单井产量，其中砂岩-泥岩互层型的L189井[图5(b)]长7段3亚段含油砂岩厚4.3m ，压裂加砂80m 3，砂比12.4％，排量12.0m 3/min ，试油获得13.18t/d 的工业油流；油页岩型的G295井[图5(c)]长7段2亚段油页岩厚28.0m ，压裂加入陶粒22m 3，砂比 6.3％，排量

5.0m 3/min ，试油获得20.40t/d 的高产油流。

通过对致密砂岩油层工艺技术的成熟应用，鄂尔多斯盆地致密砂岩油已发现了规模含油富集区。目前盆地针对长7致密砂岩型油层完试井近600口，近350口井获工业油流，其中试油产量大于10t/d 的井近150口，主要分布在邻近生烃凹陷的重力流及三角洲前缘沉积砂体中，平面上主要集中在陇东、姬塬地区，共发现10余个规模含油富集区[图2(a)]，面积约1400km 2，初步落实储量规模超4×108t 。长6致密砂

第1期杨华等：鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力9

岩发现了致密油规模储量区，通过整体勘探、整体评价，快速高效地发现了华庆大油田，已提交探明储量5.22×108t。同时，在华庆油田外围及合水、塔儿湾地区发现了4个新的规模含油富集区[图2(b)]，控制面积1100km2，初步落实规模储量近6×108t，湖盆中部成为致密油勘探评价的有利目标。

4 资源潜力分析

致密油的资源潜力必须以烃源岩评价为基础，以沉积体系、沉积相带研究和砂体预测为条件，在致密油成藏条件及成藏机理研究的基础上，通过系统分析总结致密油分布规律，深化圈闭面积、储层厚度、含油饱和度等资源评价关键参数研究，结合钻探油气显示进行评价，运用多种方法[26]初步估算致密砂岩、页岩油资源量，落实资源潜力和储量规模。

4.1 致密砂岩油资源潜力

此次针对鄂尔多斯盆地致密油，主要采用体积法进行计算，体积法计算的关键在于确定储层面积以及有效储层厚度，其他计算参数来源于已提交的探明地质储量区块。

体积法的计算公式为：

N=100A?ｈ?Φ?S o?ρo?T r / B oi

式中：N为资源量，104t；A为圈闭面积，km2；h为油层厚度，m；Φ为平均有效孔隙度；S o为平均油层原始含油饱和度；ρo为平均地面原油密度，t/m3；T r为探井成功率；B oi为平均原始原油体积系数。

其中，储层面积边界（圈闭面积）的确定一般在砂体主体带两侧，把油层厚度为4m或10m的砂体线作为含油边界，同时在砂体延伸方向上未探到含油边界时，以试油产量大于2.0t或稳定产量大于0.65t的油流井外推1～1.5个开发井距作为圈闭面积边界，确定长7油层组和长6油层组圈闭面积分别为8461.20km2和4872.54km2。

有效储层厚度下限主要从岩性、含油性及有效储层物性来研究，而岩性、含油性的下限，主要是根据岩心观察、物性分析与试油结果的对比来确定。有效储层物性下限采用经验统计法结合单层试油资料来综合确定。通过分析确定长7油层组和长6油层组致密油层平均厚度分别为6m和9.3m。

孔隙度主要采用算术平均法确定的平均有效孔隙度，其中长7油层组孔隙度主要分布在5%～10%，平均孔隙度为8.1%；长6油层组孔隙度分布在9%～15%，平均孔隙度11.3%。

含油饱和度的确定主要利用密闭取心资料分析致密储层孔隙度与含油饱和度之间的关系，得到储层平均含油饱和度。长7油层组平均含油饱和度为73%，长6油层组平均含油饱和度为71%。长7油层组和长6油层组的原油密度选取为0.85t/m3。

地层原油体积系数类比华庆地区长6段3亚段获得，取平均值1.341。风险系数反映了圈闭的落实程度，受地质认识和勘探程度的影响，鄂尔多斯盆地致密油处于勘探初期，对其成藏规律的认识尚不完善，结合近年来石油预探井成功率初步选取为47.3%。

通过计算初步评价盆地致密砂岩资源量约为20×108t。其中：长7油层组致密砂岩资源量约为9×108t，长6致密砂岩资源量近11×108t。

4.2 页岩油资源潜力

长7油层组油页岩的现今埋深绝大部分地区大于1000m，层段上以长7油层组下部（长7段3亚段）最为发育、长7油层组中部（长7段2亚段）次之。但是厚度变化较大，油页岩的单层厚度主要分布于3～15m，最发育的地区累计厚度可达40m以上，大部分地区油页岩段的厚度在10～40m。页岩油计算公式为：

N=G?O c?B o

式中：N为资源量，104t；G为油页岩重量，104t；O c为残留液态烃含量，g(烃)/g(油页岩)；B o为有效油页岩比例。

其中，长7油层组油页岩累计厚度大于20m的分布区域沿湖盆NW-SE向展布，即姬塬－华池－正宁一带（图1），分布面积为2.5×104km2，油页岩平均厚度11.2m，油页岩密度为2.21g/cm3，重量9940×108t；残留液态烃含量主要为1～3 mg(烃)/g(油页岩)，平均取值为2.64 mg(烃)/g(油页岩)；测试结果表明，含油率 3.5%以上可达到工业品位，延长组长7油层组达到该标准的有效油页岩比例约为40%。通过计算，鄂尔多斯盆地长7油层组页岩油资源量超过10×108t。

5 结论

（1）长庆油田对渗透率为0.3～1mD的超低渗透油藏已实现了规模有效开发，考虑到鄂尔多斯盆地石油勘探开发实际，将储集层地面空气渗透率小于0.3mD，赋存于油页岩及其互层共生的致密砂岩储层中，石油未经过大规模长距离运移的油藏称为致密油，包括致密砂岩油和页岩油2大类。

（2）延长组致密油主要发育于半深湖－深湖相区，以延长组7段油层组油页岩、致密砂岩和湖盆中部延长组6段油层组致密砂岩最为典型。致密油具有分布范围广，烃源岩条件优越，砂岩储层致密，孔喉

10 石油学报2013年第34卷

结构复杂，物性差，含油饱和度高，原油性质好，油藏压力系数低的特点。与威利斯顿盆地巴肯致密油相比，鄂尔多斯盆地致密油具有油页岩厚度大、分布范围广，与之互层共生的碎屑岩较为发育的特点，具备形成致密油的有利地质条件，具有较好的发展潜力。

（3）纳米级孔喉系统广泛发育是致密油储集体连续油气聚集的根本特征，鄂尔多斯盆地致密油储层中值孔喉直径介于20~300nm，主要分布于50~200nm，最大孔喉直径介于300~2000nm，主要分布于500~1000nm。纳米孔喉中原油分子可以发生运移，骨架颗粒间的束缚水膜平均厚度为43nm，原油中主要烃类的分子直径介于0.38~4nm，因此满足原油中烃类运移的临界孔喉直径为90nm，延长组致密砂岩储层中大多数连通的孔喉直径大于临界孔喉直径，满足油气在致密储层中运移的条件。

（4）延长组致密油储集层主要分为致密块状砂岩储层、砂岩-泥岩互层型储层和油页岩型致密储层3种不同类型，针对3种不同的储集层类型开展了针对性的工艺试验，在致密块状砂岩油、砂岩-泥岩互层致密油和页岩油等不同储集类型油层压裂改造取得新突破，均获得工业油流。

（5）在沉积体系、沉积相带研究、砂体预测和烃源岩评价的基础上，通过系统分析总结致密油分布规律，对致密油资源潜力进行评价，盆地致密油总资源量约30×108t，其中长7油层组页岩油资源量超过10×108t，长7油层组致密砂岩油资源量约9×108t，长6致密砂岩油资源量近11×108t。

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（收稿日期2012-07-26 改回日期2012-10-22 责任编辑赵宗举）