一種利用蓋層預(yù)測不同儲量豐度氣藏分布區(qū)的方法
——以松遼盆地徐家圍子斷陷為例

高 寧， 王國慶， 何淑娟， 宋曉偉

( 1. 東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318； 2. 吉林油田分公司 新木采油廠，吉林 松原 138000； 3. 大慶鉆探工程公司，黑龍江 大慶 163700 )

0 引言

徐家圍子斷陷是松遼盆地北部深層天然氣勘探的重點地區(qū).構(gòu)造上，該斷陷是由徐西、宋西2條邊界斷裂控制形成的箕狀盆地，由宋站低隆起和豐樂低隆起將其分割成南北3個局部次凹，分別是安達(dá)次凹、杏山次凹和肇州次凹.目前該斷陷已發(fā)現(xiàn)徐深1井、徐深21井等19個氣藏，天然氣探明儲量超過2×1011m3，充分展示了良好的天然氣勘探遠(yuǎn)景.

徐家圍子斷陷天然氣主要產(chǎn)于下白堊統(tǒng)營城組一段、營城組三段火山巖儲層和營城組四段的火山角礫巖儲層中，天然氣主要來源于下白堊統(tǒng)沙河子組煤系地層，蓋層主要是營城組一段頂部的火山巖及登婁庫組二段的泥巖.天然氣分子小，質(zhì)量輕，活動性強(qiáng)，在地下具有較強(qiáng)的散失性[1-3].蓋層條件的優(yōu)劣決定氣藏的有無和儲量豐度的高低.蓋層對天然氣富集程度控制作用前人做過研究和探討[4-15],但這些研究主要是針對蓋層封閉能力與天然氣儲量豐度之間關(guān)系的研究，而從蓋層條件預(yù)測不同天然氣儲量豐度的氣藏分布的研究甚少.筆者對蓋層封閉能力與氣藏豐度之間關(guān)系進(jìn)行定量研究，預(yù)測徐家圍子斷陷不同儲量豐度天然氣氣藏分布區(qū)域，為指導(dǎo)天然氣勘探提供依據(jù).

1 氣藏蓋層封閉能力特征

1.1 蓋層巖性及其厚度

徐家圍子斷陷19個氣藏蓋層主要分布在營城組一段頂部和登二段(見表1)，營一段頂部蓋層為一套沉凝灰?guī)r和泥巖構(gòu)成的高聲波時差蓋層，這套蓋層主要分布在徐家圍子斷陷的南部.登二段主要是一套泥巖蓋層，幾乎整個斷陷分布，是徐家圍子斷陷南部營四段火山角礫巖氣藏和斷陷北部營三段火山巖氣藏的蓋層.厚度是影響氣藏蓋層封閉天然氣能力的重要參數(shù)之一，它不僅控制蓋層空間展布范圍的大小，還在一定程度上影響蓋層的封閉質(zhì)量.蓋層厚度越大，其空間展布面積越大，蓋層封閉天然氣的能力越強(qiáng)，越有利于天然氣的聚集與保存；反之，不利于天然氣的聚集與保存[3].由表1可看出，徐家圍子斷陷19個氣藏蓋層厚度變化較大， 最厚的達(dá)深X301井氣藏蓋層厚度可達(dá)93.5 m，最薄的升深2井氣藏蓋層厚度只有4.0 m，二者相差23倍.徐家圍子斷陷氣藏蓋層厚度分布見圖1.由圖1可看出，徐家圍子斷陷天然氣藏蓋層厚度主要分布在大于25.0 m，其次是2.5～10.0 m， 再次是10.0～25.0 m，不存在0～2.5 m的蓋層厚度.

表1 徐家圍子斷陷19個氣藏蓋層封閉能力與儲量豐度關(guān)系

注：p為蓋層排替壓力；s為氣藏含氣面積；Q為天然氣地質(zhì)儲量；q為天然氣儲量豐度.

1.2 蓋層排替壓力

排替壓力是影響氣藏蓋層封閉天然氣能力的根本參數(shù).排替壓力越大，蓋層封閉天然氣的能力越強(qiáng)，越有利于氣藏中天然氣的聚集與保存；反之，不利于氣藏中天然氣的聚集與保存.由表1可看出，徐家圍子斷陷19個氣藏蓋層排替壓力差異較大，最大的芳深9井氣藏蓋層排替壓力可達(dá)11.0 MPa，最小的芳深8井的只有0.3 MPa，二者相差近37倍.徐家圍子斷陷氣藏蓋層排替壓力分布見圖2.由圖2可看出，徐家圍子斷陷19個氣藏蓋層排替壓力主要分布在大于5 MPa，其次是1～3 MPa和3～5 MPa，最小的是小于1 MPa.

圖1 徐家圍子斷陷氣藏蓋層厚度分布

圖2 徐家圍子斷陷氣藏蓋層排替壓力分布

2 氣藏儲量豐度特征

由徐家圍子斷陷19個氣藏天然氣地質(zhì)儲量和含氣面積資料，對其天然氣儲量豐度進(jìn)行計算，結(jié)果見1.由表1可以看出， 徐家圍子斷陷19個天然氣儲量豐度分布在 (0.72～55.47)×108m3/km2，平均為8.43×108m3/km2.按氣藏天然氣儲量豐度等級劃分標(biāo)準(zhǔn)(見表2)，徐家圍子斷陷19個氣藏以中等儲量豐度的氣藏為最多，高、低儲量豐度的氣藏相對較少，特低儲量豐度的氣藏為最少(見圖3).

表2 氣藏天然氣儲量豐度等級劃分

3 氣藏儲量豐度與蓋層封閉能力之間關(guān)系

徐家圍子斷陷19個氣藏天然氣儲量豐度與其蓋層排替壓力之間關(guān)系見圖4.由圖4可看出，二者具有正相關(guān)關(guān)系，即蓋層排替壓力越大，氣藏天然氣儲量豐度越高；反之，越低，根據(jù)表2的等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，由圖4得到徐家圍子斷陷高、中、低天然氣儲量豐度氣藏對應(yīng)的最小蓋層排替壓力分別為7.9，5.2，1.1 MPa .由此可以得到徐家圍子斷陷形成高、中、低和特低天然氣儲量豐度氣藏的排替壓力分別為p>7.9 MPa、5.2 MPa≤p≤7.9 MPa、1.1 MPa≤p<5.2 MPa和p<1.1 MPa.

圖4 徐家圍子斷陷氣藏蓋層排替壓力與天然氣儲量豐度關(guān)系曲線

4 不同儲量豐度氣藏分布區(qū)預(yù)測

圖5 徐家圍子斷陷泥巖和火山巖蓋層排替壓力與聲波時差關(guān)系曲線

由該斷陷火山巖和泥巖蓋層實測排替壓力數(shù)據(jù)與其聲波時差關(guān)系曲線(見圖5)，利用聲波時差資料對該斷陷營一段頂蓋層和登二段蓋層排替壓力分布進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果見圖6.

由圖6可看出，該斷陷營一段頂部蓋層排替壓力最大可達(dá)10 MPa，主要分布在徐深25井東南部，其次分布在芳深5井北部、徐深15井東部、芳深9井處和升深8井處，排替壓力超過8 MPa.由這些極值區(qū)向其四周營一段頂部蓋層排替壓力逐漸減小，在徐深1井與芳深801井西北、徐深9井西南和徐深19井東南排替壓力達(dá)到最小(見圖6(a)).徐家圍子斷陷登二段蓋層最大排替壓力超過8 MPa，主要分布在徐深3—徐深23井、徐深302—徐深903井、徐深19井、汪901井和芳深6井等局部區(qū)域(見圖6(b)).由這些高值區(qū)向其四周登二段蓋層排替壓力逐漸減小，在斷陷邊部排替壓力小于5 MPa，在北部和西北邊部小于3 MPa和4 MPa.

根據(jù)徐家圍子斷陷封閉不同儲量豐度的氣藏蓋層排替壓力標(biāo)準(zhǔn)，徐家圍子斷陷營一段蓋層封閉高儲量豐度氣藏的分布區(qū)域相對較小，僅分布在芳深6井、芳深9井、徐深232井、徐深23井、徐深3井、徐深14井、徐深25井和徐深11井以南局部地區(qū)封閉低儲量豐度氣藏的分布區(qū)域主要分布在徐深43—徐深7井、徐深9—徐深12井、徐深19—朝深6井、徐深27井、徐深211井、芳深801井和芳深5井等區(qū)域內(nèi)，分布面積明顯大于封閉高儲量豐度氣藏的分布區(qū)域；封閉中等儲量豐度氣藏分布區(qū)分布面積最大，主要分布在徐家圍子斷陷東部和西部廣大地區(qū)；無特低儲量豐度氣藏分布區(qū)(見圖7(a)).

圖6 徐家圍子斷陷蓋層排替壓力分布(單位：MPa)

徐家圍子斷陷登二段蓋層封閉高儲量豐度氣藏的分布區(qū)域主要分布在徐深3—徐深23井、徐深302—徐深903井、徐深19井、汪901井和芳深6井等局部區(qū)域內(nèi)；封閉低儲量豐度氣藏的分布區(qū)域主要分布在達(dá)深302井以北、宋深5井以東、衛(wèi)深5井以北、升深7井、徐深801井、肇深11等區(qū)域，面積明顯大于封閉高儲量豐度氣藏的分布區(qū)域；封閉中等儲量豐度氣藏的分布區(qū)域最大，主要分布在斷陷廣大地區(qū)；無特低儲量豐度氣藏分布區(qū)(見圖7(b)).

圖7 徐家圍子斷陷氣藏蓋層排替壓力與儲量豐度等級分布之間關(guān)系

5 結(jié)論

(1)徐家圍子斷陷天然氣蓋層主要為登二段發(fā)育的泥巖蓋層和營一段頂部發(fā)育的沉凝灰?guī)r和泥巖蓋層，前者整個斷陷分布，是斷陷南部營四段火山角礫巖氣藏和斷陷北部營三段火山巖氣藏的蓋層；后者僅分布在斷陷南部，是營一段火山巖氣藏蓋層.蓋層厚度大于2.5 m,主要分布在25.0 m以上.蓋層排替壓力以大于5.0 MPa為主.

(2)徐家圍子斷陷天然氣藏儲量豐度與蓋層封閉能力之間為正相關(guān)關(guān)系，要形成高、中等、低和特低儲量豐度的氣藏，蓋層的排替壓力分別為大于7.9 MPa、7.9～5.2 MPa、5.2～1.1 MPa和小于1.1 MPa.

(3)徐家圍子斷陷營一段頂部蓋層和登二段蓋層主要以封閉中等儲量豐度氣藏分布區(qū)域為主，高和低儲量豐度氣藏分布區(qū)域較小，無特低儲量豐度的氣藏分布區(qū)域.