東營凹陷廣利油田隱蔽油氣藏油氣富集條件研究

吳克峰 （中石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營257015）

隨著我國東部油田勘探開發(fā)程度的不斷深入，隱蔽油氣藏成為油田開發(fā)后期的主要勘探對(duì)象，巖性、地層油氣藏成為下一步勘探的主要目標(biāo)［1，2］。東營凹陷廣利油田構(gòu)造－巖性圈閉發(fā)育，含油性差異較大，成藏控制因素復(fù)雜，研究區(qū)古近系沙河街組四段 （Es4）發(fā)育濱淺湖灘壩砂等儲(chǔ)層，由于近物源砂體連通性好，而邊部砂體巖性變化快，油氣運(yùn)聚控制因素復(fù)雜，油藏分布不明確，為隱蔽油氣藏的進(jìn)一步勘探開發(fā)增加了難度［3，4］。為此，筆者綜合應(yīng)用鉆井、測(cè)井、分析化驗(yàn)資料，對(duì)該區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)石油地質(zhì)研究，從成藏基本條件入手，結(jié)合典型油氣藏解剖和大量統(tǒng)計(jì)結(jié)果來分析成藏主控因素，研究油藏富集規(guī)律，建立研究區(qū)成藏模式，為指導(dǎo)下一步的勘探部署提供了充實(shí)的地質(zhì)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

廣利油田地理位置上位于山東省東營市東營區(qū)東南與廣饒縣東北交界處，構(gòu)造上位于濟(jì)陽坳陷東營凹陷中央隆起帶東部，東臨青南洼陷與青坨子凸起，西臨牛莊洼陷，是一個(gè)南北走向的大型鼻狀構(gòu)造帶?？碧矫娣e約200km2，共完鉆探井、開發(fā)井560余口。廣利地區(qū)主要勘探層系為沙四上亞段 （Esu4），主體Esu41～3砂組油藏已經(jīng)基本探明，而對(duì)深部層系Esu45～6砂組及沙四下亞段 （EsL4）認(rèn)識(shí)程度較低。2009年以來隨著萊斜112井和萊113井等井對(duì)廣利Es4深層勘探的成功，已顯示出該區(qū)Es4深層的勘探潛力［5～7］。針對(duì)研究區(qū)Es4深層是一個(gè)新的勘探層系，總體勘探程度較低，儲(chǔ)層厚度較薄等難題，筆者通過對(duì)油氣成藏的諸因素進(jìn)行分析，以期攻克研究區(qū)隱蔽油氣藏勘探的部分問題。

2 生儲(chǔ)蓋條件

2．1 油氣源巖條件

廣利油田主要油源來自牛莊洼陷，牛莊洼陷東部地區(qū)古近系發(fā)育多套烴源巖系，主要為沙河街組三段 （Es3）、Esu4以及孔店組二段 （Ek2）。Esu4是該區(qū)一套最有利的烴源巖，累計(jì)厚度最大可達(dá)350m，一般200～300m，巖性以深灰色泥巖、油頁巖、灰質(zhì)泥巖為主，夾薄層白云巖、頁巖，該套烴源巖有機(jī)質(zhì)含量豐富，屬富含藻類的腐泥型有機(jī)質(zhì)，干酪根類型以Ⅰ型為主5。通過研究區(qū)原油類型對(duì)比分析，油源主要來自牛莊洼陷的烴源巖，其次來自青南洼陷的烴源巖。

2．2 儲(chǔ)集層

圖1 廣利油田6砂組沉積與油層疊合分布圖

2．3 蓋層

3 油氣運(yùn)移條件

3．1 斷裂輸導(dǎo)體系

陸相斷陷盆地?cái)嗔咽职l(fā)育，是油氣運(yùn)移聚集的最主要輸導(dǎo)體系，對(duì)油氣藏的形成和分布起到非常重要的作用［8］。研究區(qū)斷層從性質(zhì)上看，多數(shù)表現(xiàn)為張性斷層，不過從油氣分布范圍看，多數(shù)都和斷層發(fā)育區(qū)有明顯的關(guān)系，表明其性質(zhì)相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)足以構(gòu)成油氣成藏所需的封堵性，而近斷層附近的靜壓呈降低的趨勢(shì)，表明研究區(qū)斷層存在一定程度的間歇性開啟，可以在適當(dāng)時(shí)間和條件下進(jìn)行油氣運(yùn)移。

研究區(qū)內(nèi)油氣沿?cái)鄬拥倪\(yùn)移一般有2種方式，即垂向運(yùn)移和側(cè)向運(yùn)移。如果斷層面和兩側(cè)地層的走向大體一致，則一般以垂向運(yùn)移為主，這時(shí)油氣趨向于優(yōu)先進(jìn)入較鄰近的儲(chǔ)層中聚集和成藏 （圖2）。如果斷層面和兩側(cè)地層走向相交或垂直，則一般表現(xiàn)為垂向運(yùn)移和側(cè)向運(yùn)移的綜合效應(yīng)，在這種情況下油氣往往趨向于在較上部的儲(chǔ)層中聚集下來，因此較上部儲(chǔ)層的成藏條件優(yōu)于較下部儲(chǔ)層。

3．2 砂體輸導(dǎo)體系

研究區(qū)砂體是油氣運(yùn)移的最基本輸導(dǎo)層之一，砂體非均質(zhì)性造成的相對(duì)高孔滲帶是流體勢(shì)能相對(duì)較低的部位，是油氣在砂體中運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道。廣利油田發(fā)育湖相灘壩沉積和滑塌濁積巖沉積，該沉積砂體與凹陷中心生油巖直接相接，砂體疊置連片，分布廣、厚度大，油氣可以有規(guī)律地沿著這些砂體中的相對(duì)高孔滲帶運(yùn)移，被周圍的相對(duì)低孔滲帶遮擋而成藏。

圖2 油氣的垂向運(yùn)移效應(yīng)剖面圖

3．3 微裂縫輸導(dǎo)體系

由于研究區(qū)Es4巖性以泥巖、油頁巖為主，夾有少量灘壩及滑塌濁積等成因的層狀或透鏡狀砂體，在許多位置缺乏斷層的溝通，此時(shí)微裂縫和巖石頁理可作為 “隱蔽輸導(dǎo)通道”，可以成為油氣運(yùn)移的重要途徑。古近紀(jì)東營凹陷發(fā)生了四幕裂陷作用，對(duì)應(yīng)建造的層系自下而上分別為Ek、Es4、Es3－沙二下亞段）、沙二上亞段）－東營組 （Ed）；此外研究區(qū)在有機(jī)質(zhì)主要成熟階段的新近紀(jì)經(jīng)歷了拗陷作用的改造，因而Es4作為該區(qū)深部和淺部構(gòu)成層的一個(gè)轉(zhuǎn)換層系，在構(gòu)造應(yīng)力的釋放和轉(zhuǎn)化中造成其中微裂縫大量發(fā)育，微裂縫一方面大量伴生于斷層附近并匯聚于斷層，促進(jìn)了斷層的油氣運(yùn)移能力，另一方面也為油氣直接進(jìn)入鄰近砂體中聚集和成藏創(chuàng)造了有利條件。

在顯微鏡下，Es4頁巖縱切面總體發(fā)育3組微裂縫，與頁理近于平行的微裂縫、低角度微裂縫和高角度微裂縫 （圖3）。另外，Es4油頁巖頁理十分發(fā)育，在地表?xiàng)l件下這些頁理容易裂開，其頁理厚度為0．5～2cm不等，頁巖成巖作用 （主要是膠結(jié)作用）差，在一定流體勢(shì)場(chǎng)下可以成為油氣運(yùn)移的通道。

圖3 油頁巖頁理及其多組微裂縫

4 成藏主控因素分析

在 “三元控藏”理論，即構(gòu)造、儲(chǔ)層和地層壓力因素共同控制油氣分布的理論指導(dǎo)下，研究區(qū)油氣成藏主控因素主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

4．1 正向斷層和反向斷層都是有利的油源斷層和遮擋層

在研究區(qū)油氣的運(yùn)聚成藏過程中，盡管涉及的輸導(dǎo)體系種類多，且每一種輸導(dǎo)體系在油氣成藏過程中都起到了顯著作用，但是斷層的影響還是最大的。斷層實(shí)際上起到了重要的運(yùn)移通道和遮擋雙重作用，正是因?yàn)閿鄬娱_啟與封閉的雙重性，使得油氣沿?cái)鄬痈患?。研究區(qū)斷層比較發(fā)育，從斷層的傾向上看，正向斷層及反向斷層都較發(fā)育，反向斷層有利于油氣的聚集和成藏，正向斷層相對(duì)不利，但正向斷層也具有一定的分隔能力。油源斷層發(fā)育且具有正向構(gòu)造背景的圈閉油氣比較富集。

圖4 研究區(qū)6砂組油層與儲(chǔ)層疊合平面分布圖

4．2 儲(chǔ)層展布決定了油藏分布范圍

圖5 研究區(qū)地層壓力系數(shù)平面分布圖

4．3 壓力的分布決定了油藏的類型

研究區(qū)主要處于常壓區(qū)及過渡區(qū) （圖5），多條北東、東西向斷層的發(fā)育為油氣輸導(dǎo)提供了有利的通道，所以研究區(qū)以構(gòu)造油藏或者構(gòu)造－巖性油藏為主，水動(dòng)力型油藏在研究區(qū)不存在。具體來看根據(jù)三元控藏理論，構(gòu)造、儲(chǔ)層和地層壓力因素共同控制油氣分布，常壓區(qū)多形成構(gòu)造油藏，構(gòu)造部位控制油氣富集，如1 ～3砂組；也可與儲(chǔ)層匹配形成構(gòu)造背景下的巖性油藏，如5 、6砂組，儲(chǔ)層發(fā)育程度控制油氣富集；過渡區(qū)往往為巖性油藏或構(gòu)造－巖性油藏，隨地層壓力變化油氣充滿度也有所差異。

5 結(jié)論

1）廣利油田Es4生儲(chǔ)蓋組合優(yōu)越，主要油源來自牛莊洼陷，其自身便為該區(qū)一套最有利的烴源巖；儲(chǔ)集層為三角洲、濱湖灘壩和滑塌濁積扇成因，儲(chǔ)層物性較好；蓋層厚度大，分布廣而穩(wěn)定，連續(xù)性好。

2）研究區(qū)油氣運(yùn)移主要包括斷裂、砂體和微裂縫3種輸導(dǎo)方式，斷裂是研究區(qū)的主要輸導(dǎo)方式，砂體和微裂縫次之，并且研究區(qū)Es4油氣運(yùn)移通道具有較強(qiáng)的隱蔽性和間斷性，油氣輸導(dǎo)很大程度上受控于研究區(qū)的流體勢(shì)場(chǎng)。

3）在 “三元控藏”理論指導(dǎo)下，研究區(qū)正向斷層和反向斷層都是有利的油源斷層和遮擋層，反向斷層最有利于油氣的聚集和成藏，正向斷層相對(duì)不利，但正向斷層也具有一定的分隔能力；研究區(qū)砂體發(fā)育局限，且受構(gòu)造活動(dòng)形成的古地貌控制，因而儲(chǔ)層展布決定了油藏分布范圍；并且壓力的分布決定了油藏的類型。

［1］劉華，蔣有錄，徐昊清，等 ．冀中坳陷新近系油氣成藏機(jī)理與成藏模式 ［J］．石油學(xué)報(bào)，2011，32（6）：928～936．

［2］劉椏穎，徐懷民，姚衛(wèi)江，等 ．準(zhǔn)噶爾盆地網(wǎng)毯式油氣成藏輸導(dǎo)體系 ［J］．中國石油大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2011，35（5）：32～36．

［3］付廣，薛永超，付曉飛 ．油氣運(yùn)移輸導(dǎo)系統(tǒng)及其對(duì)成藏的控制 ［J］．新疆石油地質(zhì)，2001，22（1）：24～26．

［4］龐雄奇，李素梅，黎茂穩(wěn)，等 ．八面河油田油氣運(yùn)聚、成藏模式探討 ［J］．地球科學(xué)——中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，27（6）：666～670．

［5］孟江輝，劉洛夫，姜振學(xué)．東營凹陷廣利－八面河地區(qū)沙四上亞段儲(chǔ)層流體包裹體特征及油氣充注期次 ［J］．石油天然氣學(xué)報(bào) （江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2011，33 （4）：17～21．

［6］馬明福，方世虎，張煜，等 ．東營凹陷廣利油田純化鎮(zhèn)組低滲透儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征 ［J］．石油大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2001，25 （4）：10～12．

［7］李興國，李乃信 ．廣利油田萊1、萊36斷塊微型構(gòu)造與油井生產(chǎn)關(guān)系的研究 ［J］．油氣采收率技術(shù)，1997，4（2）：42～47．

［8］劉傳虎 ．車鎮(zhèn)凹陷層序地層學(xué)分析與隱蔽油氣藏勘探 ［J］．天然氣勘探與開發(fā)，2011，34（1）：1～4．

［9］王永詩，趙樂強(qiáng) ．隱蔽油氣藏勘探階段區(qū)帶評(píng)價(jià)方法及實(shí)踐——以濟(jì)陽坳陷為例 ［J］．油氣地質(zhì)與采收率，2010，14（3）：1～5．