斷裂帶沙河街組砂礫巖儲層成藏規(guī)律與勘探目標(biāo)研究

孫富強(qiáng) 張楊東 陳國寧

摘要：研究區(qū)斷裂帶是以一條基底斷裂為主，構(gòu)成洼陷的雛形，造成渤南洼陷與埕東凸起地形高差，對埕東凸起的剝蝕和渤南洼陷陡坡帶的沉積起著決定性的作用。本文結(jié)合儲層物性影響因素的分析，以沉積微相、孔隙度、滲透率、和含油性等參數(shù)對研究區(qū)斷裂帶沙河街組砂礫巖儲層進(jìn)行分類評價。依據(jù)參數(shù)大小和優(yōu)劣程度共分為三類儲層。通過系統(tǒng)對比不同扇體巖性、沉積微相、孔隙度、滲透率以及成巖特征等的差異，明確了有利的勘探目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：油源斷裂帶；礫巖儲層；沙河街；成藏規(guī)律；分類評價；勘探目標(biāo)

優(yōu)質(zhì)儲層的形成和發(fā)育受控于多種因素，是多種地質(zhì)因素綜合作用的結(jié)果。有利的沉積微相（近岸水下扇中扇辮狀水道、扇三角洲前緣水下分流河道及分流河口砂壩）、有利的巖相（細(xì)砂巖、含礫砂巖和礫狀砂巖）、相對較淺的埋藏深度、成巖演化過程中多元流體的溶蝕作用、早期油氣充注是控制優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的主要因素。針對研究區(qū)斷裂帶砂礫巖體的層序、沉積和儲層開展攻關(guān)，目的是通過綜合地質(zhì)研究明確研究區(qū)斷裂帶砂礫巖體地層劃分對比方案，搞清砂礫巖體的成因類型及沉積相帶發(fā)育分布規(guī)律，明確該區(qū)優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的主控因素、成因機(jī)制和分布規(guī)律，為下一步勘探部署提供較為可靠的地質(zhì)依據(jù)。該項(xiàng)研究對復(fù)雜砂礫巖體油氣勘探具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)作用，同時對類似構(gòu)造背景下砂礫巖體的勘探開發(fā)具有一定的借鑒作用。

1、研究背景

研究區(qū)位于渤南洼陷北部陡坡帶，北接埕東凸起，南臨渤南深洼陷，西部與義和莊凸起斷接，東部通過孤島凸起與孤北洼陷相鄰，工區(qū)面積約200km2，砂礫巖體廣泛發(fā)育。渤南洼陷發(fā)育了沙三段和沙四段2套優(yōu)質(zhì)烴源巖，具有沉積厚度大、有機(jī)質(zhì)類型好，豐度高、熱演化程度高的特點(diǎn)。砂礫巖體與烴源巖指狀接觸，高滲透層和油源斷裂作為有效的疏導(dǎo)體系，細(xì)粒沉積物和致密層為良好的遮擋條件，使得砂礫巖體具有優(yōu)越的油氣成藏條件。目前研究區(qū)斷裂帶西部已在沙河街組Es1、Es2、Es3三個層系上報過砂礫巖油藏探明儲量，共上報含油面積5.68km2，地質(zhì)儲量670.14×104t。部署實(shí)施義50井在沙河街組鉆遇油層18層36.3m，試油日油14.5t，日水3.1t，目前日油9t，不含水，已累油4306t。此后又相繼部署了義斜501、義501-1兩口探井，并開展了義50產(chǎn)能建設(shè)，完鉆開發(fā)井14口，均獲成功，進(jìn)一步證實(shí)了工區(qū)砂礫巖體存在良好的勘探潛力，整個研究區(qū)斷裂帶具有含油連片的趨勢。油田目前的亟需解決的實(shí)際問題主要體現(xiàn)砂礫巖體有效儲層認(rèn)識不夠，由于砂礫巖扇體搬運(yùn)距離短，未經(jīng)過充分的篩選，其結(jié)構(gòu)成熟度與成分成熟度均較低，儲集空間較為復(fù)雜，但目前尚無充分的認(rèn)識，有待加強(qiáng)研究。

2、構(gòu)造特征研究

研究區(qū)斷階帶是一個由研究區(qū)主斷層和后期的盆傾斷層共同組成的復(fù)雜斷裂系統(tǒng)，斷階高，平面上斷裂產(chǎn)狀差異大，是扭張、拉張等多種構(gòu)造應(yīng)力共同作用的產(chǎn)物。工區(qū)內(nèi)的近東西、近南北、北西向的斷層是形成于喜馬拉雅運(yùn)動第一幕（濟(jì)陽運(yùn)動期，沙四段—沙二段末），為較早期的斷裂；而北西向和東西向斷層則為形成于喜馬拉雅運(yùn)動第二幕（或主要發(fā)育時期是在喜馬拉雅運(yùn)動第二幕），為較晚期斷層，它們可以是繼承老斷層進(jìn)一步發(fā)育，也可以形成的新斷層，并構(gòu)成新的斷陷盆地邊界。

3、地層發(fā)育特征

渤南北帶鉆遇的地層自下而上為太古界、古生界、中生界和新生界，新生界地層由南向北層層超覆于研究區(qū)斷面之上。不同的構(gòu)造部位、不同的地區(qū)地層的發(fā)育程度又有所不同。太古界、古生界、中生界地層組成了本區(qū)的基底，太古界為一套變質(zhì)的花崗片麻巖，下古生界寒武-奧陶系為海相碳酸鹽巖沉積，上古生界石炭-二疊系主要由海陸交互的砂泥巖組成，下部煤系地層發(fā)育并夾有薄層灰?guī)r。中生界主要由陸源碎屑巖組成，底部為中、下侏羅系發(fā)育的煤系地層，上部以紅色泥巖為主，夾大量中、基性噴發(fā)巖。新生界地層則形成了本區(qū)的沉積蓋層，由第三系和第四系組成，在構(gòu)造升降、斷陷活動和氣候干濕交替變遷過程中形成了多旋回的沉積層序。受區(qū)域沉積旋回的控制和影響，沙三上亞段和沙二段在該區(qū)地層較薄。館陶組底面和潛山頂面是較大的沉積間斷面，也是砂礫巖扇體分布的頂?shù)捉缑妗?/p>

4、儲層特征

通過對研究區(qū)斷裂帶沙河街組砂礫巖儲層物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，孔隙度與滲透率呈現(xiàn)出較好的正相關(guān)關(guān)系按照碎屑巖儲層物性分類標(biāo)準(zhǔn)，工區(qū)儲層屬于低孔特低滲級別。

就埕916井而言，主要發(fā)育近岸水下扇內(nèi)扇主水道和中扇辮狀水道沉積，以正粒序?yàn)橹?，孔隙度多小?0%，單期旋回上部相對較細(xì)的儲層物性較好。而義108井，主要發(fā)育扇三角洲前緣水下分流河道和分流河口砂壩沉積，物性總體較好，多數(shù)儲層孔隙度超過10%，水下分流河道為正粒序，單期旋回下部相對較粗的儲層物性較好；分流河口砂壩為反粒序，單期旋回上部相對較粗的儲層物性較好。優(yōu)質(zhì)儲層是指在普遍低孔隙度、低滲透率儲層中發(fā)育的一類相對高孔隙度、高滲透率的有效儲層。優(yōu)質(zhì)儲層是一個相對概念，沒有絕對的量化指標(biāo)，具體的量化數(shù)值需要研究者結(jié)合該地區(qū)的實(shí)際儲層的基本發(fā)育情況、儲層的含油氣性和油氣產(chǎn)出狀況具體分析，進(jìn)而較為準(zhǔn)確的界定優(yōu)質(zhì)儲層的數(shù)值或范圍。有利儲層的發(fā)育與否主要是從高的孔滲數(shù)據(jù)來做判斷的，而異常高孔帶的存在就是最直接的數(shù)據(jù)證據(jù)。由于次生溶蝕、裂縫、異常高壓及早期油氣充注的影響，使得研究區(qū)物性分布在縱向上存在好幾個異常高孔帶，而異常高孔帶的存在直接影響到儲層的質(zhì)量，是優(yōu)質(zhì)儲層的本質(zhì)所在。優(yōu)質(zhì)儲層的形成與演化具有復(fù)雜性，是多種地質(zhì)因素綜合作用的結(jié)果。歸納起來可包括沉積因素、成巖因素和構(gòu)造因素，但各因素存在明顯的主次關(guān)系。沉積因素是優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的主控因素，這主要包括優(yōu)勢的沉積微相（近岸水下扇辮狀水道與扇三角洲前緣水下分流河道和分流河口砂壩）和優(yōu)勢的巖相（細(xì)砂巖、含礫砂巖和礫狀砂巖）。成巖因素居于次要地位，后期成巖路徑及成巖作用的強(qiáng)弱受控于沉積條件的差異，原始沉積條件與后期溶蝕作用具有協(xié)同演化的規(guī)律。構(gòu)造因素對優(yōu)質(zhì)儲層的貢獻(xiàn)相對較小。因此，明確有利的沉積微相的展布是尋找優(yōu)質(zhì)儲層的關(guān)鍵。綜合考慮砂礫巖儲層的沉積微相、埋深、孔隙度、滲透率和含油性特征，對研究區(qū)斷裂帶沙河街組砂礫巖體儲層進(jìn)行了分類評價。埕913扇體和埕916扇體和埕913扇體為有利的勘探目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]馮有良.斷陷湖盆溝谷及構(gòu)造坡折對砂體的控制作用[J].石油學(xué)報，2016

（作者單位：中石化石油工程地球物理有限公司勝利分公司）