黃驊坳陷港中復(fù)雜斷塊油氣田富油砂體分布模式研究

吳小斌，侯加根，王大興，滑雙君，李樹慶，吳輝

（1.延安大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院，陜西延安716000；2.中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)院，北京102249；3大港油田采油二廠，天津300280；4.大港油田地質(zhì)勘探開發(fā)研究院，天津300280；5.大港油田采油一廠，天津300280）

黃驊坳陷港中復(fù)雜斷塊油氣田富油砂體分布模式研究

吳小斌1，2，侯加根2，王大興3，滑雙君4，李樹慶5，吳輝5

（1.延安大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院，陜西延安716000；2.中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)院，北京102249；3大港油田采油二廠，天津300280；4.大港油田地質(zhì)勘探開發(fā)研究院，天津300280；5.大港油田采油一廠，天津300280）

灘壩砂是港中復(fù)雜斷塊油田沙一段重要儲集層，灘砂和壩砂在砂體厚度及后期產(chǎn)能方面差異明顯。為揭示港中油田富油砂體復(fù)雜的分布特征及控油模式，從動靜態(tài)資料入手，逐次重點分析區(qū)內(nèi)砂體、有效儲層、油砂體的縱橫向分布變化，引入并界定港中油田富油砂體概念、標準。研究認為，港中油田灘壩砂富油砂體具地質(zhì)儲量大，單井日產(chǎn)高，原始地層壓力高、穩(wěn)產(chǎn)時間長的特點?？v向上主要分布在板3油組和濱Ⅰ油組等5個主力單砂層，平面上主要分布在南四斷塊、北三斷塊。探討了復(fù)雜斷塊油氣田富油砂體分布受控因素及分布模式，指出沉積相控、成巖控油、斷層控油、微構(gòu)造控油及構(gòu)造-巖性控油是港中油田灘壩砂油氣富集5種主要控油模式。

港中油田；復(fù)雜斷塊；灘壩砂；富油砂體；分布模式

我國中東部油田古近系普遍發(fā)育灘壩砂儲層［1-2］，其中黃驊坳陷港中油田沙一段為典型灘壩砂儲層沉積。此外，港中油田構(gòu)造復(fù)雜斷層及斷塊較多，屬復(fù)雜斷塊油氣藏，各斷塊油氣分布極不均一，在開發(fā)中后期穩(wěn)產(chǎn)難度很大［3］。針對灘壩砂，近年來開發(fā)實踐表明，“灘砂”和“壩砂”在沉積厚度、砂體分布等方面有較大區(qū)別［4］。大量文獻報道多從成藏角度去研究油氣富集因素［5-8］，其研究規(guī)模層次大，一般以系或組為研究單元，相對開發(fā)中后期研究成果過于宏觀，難以指導(dǎo)后期開發(fā)。針對復(fù)雜斷塊油氣藏，眾多學(xué)者采用灰色聚類理論、油砂體半定量評價及結(jié)合動靜態(tài)資料分類別方法做了大量研究［9-10］。本文從砂體→有效儲層→油砂體→富油砂體的研究思路入手，結(jié)合動靜態(tài)資料界定出符合港中油田生產(chǎn)實際的富油砂體標準，闡明了富油砂體縱向和平面上分布規(guī)律，總結(jié)出5種控油模式，對復(fù)雜斷塊油氣藏二次開發(fā)及提高油田的最終采收率很有必要。

1 研究區(qū)概況

港中油田位于黃驊坳陷北大港二級構(gòu)造帶東部，為一個在港西凸起北東斜坡古地質(zhì)背景上被斷層復(fù)雜化的大型鼻狀構(gòu)造。港中油田共劃分10個開發(fā)單元，濱海斷層以北劃分北一、北二、北三3個斷塊，以南劃分為南一至南六6個斷塊及港293斷塊（圖1）。沙河街組沉積末期，黃驊坳陷進入穩(wěn)定發(fā)展-萎縮階段，西部凹陷帶向東遷移，形成了淡水-鹽水過渡類型的濱淺湖沉積環(huán)境［11］。沙一下段自下而上劃分為濱Ⅰ油組、板4油組、板3油組、板2油組等4個油組。其中，濱Ⅰ油組（9個單砂層）和板3油組（9個單砂層）沉積的灘壩砂為該區(qū)重要的含油砂體。

2 灘壩砂儲層及油砂體分布

2.1 有效儲層分布

我國陸相湖泊灘壩砂儲層易受沉積微相、成巖作用及原始沉積白云質(zhì)、灰質(zhì)成分含量升高的影響而導(dǎo)致物性變差［12，13］。港中油田沙一段灘壩砂儲層主要受沉積和成巖影響使得砂層的分布與有效儲層的分布差異較大，平面上薄層灘砂以及灘壩砂內(nèi)部縱向上發(fā)育數(shù)量極多的干層，影響著儲層三維空間內(nèi)流體的存儲和滲流能力。

港中油田濱Ⅰ油組砂體有效儲層主要分布在NE向的北三、南四斷塊及中部的南二、南三斷塊，向西南方向有效儲層分布范圍很局限，僅在出油井點周圍發(fā)育。板3油組的有效儲層分布較零散，主要在南一、南二、南三斷塊。對比分析可知，在壩主體和壩緣厚砂體區(qū)域，有效儲層和砂巖在平面展布范圍具相似性，有效儲層的零線和砂巖的尖滅線大致平行或重合；而在灘砂微相，砂體雖分布連續(xù)，但物性差，難以形成連片有效儲層，有效儲層砂體多為孤立狀。

圖1 港中油田構(gòu)造綱要及富油砂體分布圖Fig.1 Structure location of Gangzhong oilfield

2.2 油砂體分布

濱Ⅰ油組油砂體主要分布在南四斷塊和南二、南三斷塊東部，其中以南四斷塊最典型。其特點是厚度大，連通性好，產(chǎn)能高，是港中油田的主力油層。整體上，濱海大斷層和港9-64井斷層控制了油氣的宏觀分布，在斷層兩側(cè)，油砂體數(shù)量多，連片分布；而斷塊內(nèi)部的微構(gòu)造變化、儲層物性差異及小斷層的發(fā)育，加劇油氣分布的復(fù)雜性。板3油組油砂體主要分布在南一、南三等斷塊，其它斷塊內(nèi)僅有一些透鏡狀油砂體零星分布。

3 富油砂體標準及特征

3.1 富油砂體標準

港中油田沙河街組全區(qū)388口井控制了611個油砂體，地質(zhì)儲量2 683.22×104t。統(tǒng)計了地質(zhì)儲量大于10×104t的油砂體，共計64個（占油砂體總數(shù)611個的10.5%），累計儲量為1 236.97×104t，占全區(qū)地質(zhì)儲量2 683.22×104t的46.1%。儲量計算結(jié)果表明，港中油田只有10%的油砂體，占了全區(qū)近一半的地質(zhì)儲量。動態(tài)上對311個單層試油資料及累產(chǎn)數(shù)據(jù)分析表明，鉆遇上述64個油砂體的油氣井平均初產(chǎn)為21.0 t，單層累計產(chǎn)量平均1.9×104t。統(tǒng)計歷年27個單層壓力測試數(shù)據(jù)結(jié)果表明，鉆遇該類油砂體的油井，在開采初期及開采過程中表現(xiàn)出較高的壓力特征，平均地層靜水壓力大于20 MPa，鉆遇其它油砂體的油井，地層壓力較低，一般小于20 MPa。

因此，針對港中油田實際情況，本文所指的富油砂體，特指在港中油田沙一段經(jīng)生產(chǎn)證實油氣相對富集的油砂體。在本區(qū)一般富油砂體油氣地質(zhì)儲量大于10×104t，鉆遇富油砂體的單井平均日產(chǎn)大于20 t，且具原始地層壓力高、穩(wěn)產(chǎn)時間長、單層累積產(chǎn)量高的特點。如鉆遇南四斷塊的中9-67井等4口油井，均獲得了高產(chǎn)。據(jù)試油數(shù)據(jù)證實，鉆遇該富油砂體的井平均日產(chǎn)油65.1 t、日產(chǎn)氣1.9×104m3、平均含水率6.3%（表1）。

3.2 富油砂體分布特征

港中油田沙一段板3油組和濱Ⅰ油組是該區(qū)的重點主力油組。兩個油組共發(fā)育37個富油砂體，累計儲量為695.6×104t，占含油砂體總地質(zhì)儲量的56.1%，平均每個富油砂體地質(zhì)儲量為18.8×104t。平面上，以濱Ⅰ1、濱Ⅰ31、濱Ⅰ41、濱Ⅰ42、濱Ⅰ5 5個主力單砂層最為集中（表2）。

4 富油砂體分布規(guī)律研究

4.1 微幅度構(gòu)造控制油氣富集

微構(gòu)造對砂體油氣富集的控制作用最顯著，受微構(gòu)造控制的富油砂體所占油砂體總數(shù)的37.01%，其中鼻狀構(gòu)造控油占11.02%，斜坡構(gòu)造控油占9.84%，局部高點控油占12.2%（表3）。

4.2 斷層控油作用

主斷層兩側(cè)，斷層活動強烈，油氣分布集中，含油層系多，砂體油氣富集程度高；遠離主斷層的構(gòu)造帶翼部，斷層較少，砂體油氣富集程度低。如南四和南二、南三等斷塊受濱海等斷層控制，斷塊整體含油好。大斷層封閉遮擋作用，形成控制油氣富集的天然屏障，在控油斷層兩邊，有砂體發(fā)育的部位，就是富油砂體分布部位。

4.3 沉積微相影響砂體油氣富集

濱Ⅰ油組的灘壩砂體中，壩主體和壩緣是有利相帶，灘砂為差的相帶。沉積相對單砂體油氣富集的控制作用表現(xiàn)在，差的微相帶砂層薄，一般均為干層，好的相帶含油性都較好。從灘砂-壩緣-壩主體，砂體泥質(zhì)含量逐漸降低，而孔隙度、滲透率依次升高，原始含油飽和度具依次變好特征，砂體原始含油性明顯受儲層微相類型控制（圖2）。

表1 港中油田沙一段南四斷塊鉆遇富油砂體產(chǎn)量統(tǒng)計Table 1 The production statistic of oil rich sand body in South fourth fault block in Gangzhong oilfield

表2 港中油田沙一段灘壩砂富油砂體統(tǒng)計表Table 2 The oil rich sand body statistic of beach-bar sand of Sha1 in Gangzhong oilfield

表3 港中油田沙一段單砂體主要控油因素統(tǒng)計表Table 3 The oil control factors of single sand body of Sha1 in Gangzhong oilfield

圖2 港中油田儲層微相類型與儲層物性含油性變化關(guān)系Fig.2 Variation relationship between microfacies and reservoir property in Gangzhong oilfield

4.4 成巖相對單砂體油氣富集的控制

成巖相是反映不同成巖事件的相對強度、沉積成巖環(huán)境和成巖產(chǎn)物的綜合表現(xiàn)［14］。成巖相類型與儲層質(zhì)量有密切關(guān)系，許多學(xué)者對灘壩砂成巖相進行了劃分，研究區(qū)主要發(fā)育壓實固結(jié)成巖相、碳酸鹽膠結(jié)成巖相、弱膠結(jié)成巖相、不穩(wěn)定組分溶蝕成巖相4種成巖相類型［15-17］。其中，不穩(wěn)定組分溶蝕成巖相儲層孔隙度值一般大于20%，滲透率值大于100×10-3μm2，一般形成于壩主體等砂體中，是研究區(qū)最好的成巖相類型。弱膠結(jié)成巖相常出現(xiàn)在壩緣微相砂體中，一般孔隙度大于18%，滲透率大于10×10-3μm2，此類成巖相是港中油田較好的成巖相。薄層灘砂受強烈的碳酸鹽膠結(jié)作用，一般孔隙度值小于15%，滲透率約為1×10-3μm2，是最差儲層，具強膠結(jié)、弱壓實、弱溶解的成巖特點。港中油田不穩(wěn)定組分溶蝕成巖相和弱膠結(jié)成巖相是影響砂體油氣富集重要因素。

4.5 富油砂體分布模式

灘壩砂油氣富集受多種因素控制，灘壩砂控油模式也表現(xiàn)出多種模式，其中以沉積相控、成巖控油、斷層控油、微構(gòu)造控油及構(gòu)造-巖性控油為最主要控油模式（圖3）。

5 結(jié)論

（1）港中油田富油砂體油氣地質(zhì)儲量大于10×104t，鉆遇富油砂體的單井平均日產(chǎn)大于20 t，并且具有原始地層壓力高、穩(wěn)產(chǎn)時間長、單層累積產(chǎn)量高的特點。

（2）富油砂體縱向上主要分布在板3油組和濱Ⅰ油組等5個主力單砂層，平面上主要分布在南四斷塊、北三斷塊。

圖3 港中油田單砂體油氣富集模式圖Fig.3 Oil-gas concentration modal shape of single sand body in Gangzhong oilfield

（3）沉積相控、成巖控油、斷層控油、微構(gòu)造控油及構(gòu)造-巖性控油是港中油田灘壩砂油氣富集的五種主要控油模式。

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Beach-bar Oil Sand Body Distribution Pattern in Complex Fault Block Oilfield of GangZhong Area in HuangHua Depression

Wu Xiaobin1，2，Hou Jiagen2，Wang Daxing3，Hua Shuangjun4，Li Shuqing5，Wu Hui5
（1.College of Energy&Environment Engineering，Yan'an University，Yan'an，Shaanxi，716000，China；2.College of Earth Sciences，China University of Petroleum（Beijing），Beijing，102249，China；3.The second oil production plant of DaGang Oilfield，TianJin，300280，China；4.Research Institute of geological exploration and developmentof DaGang oilfield，TianJin，300280，China；5.The first oil factory of DaGang，TianJin，300280，China）

Lacustrine beach-bar sand is one of the important reservoir types in GangZhong complex fault block oilfield，and beach-bar sand have obvious differences in the thickness and the later sand production.In order to reveal the distribution pattern of oil sands，this paper Sequentially analyzes the distribution changes from sandbody，reservoir sand，and oilsands，basing on dynamic and static data.The concept and standard of“oil rich sand body”are put forward firstly in this paper.And the vertical and plane distribution of the rich oil sand body is illustrated.It suggest that the rich oil sand body has the big geological reserves，producing high，original formation pressure high，stable for a long time.Lastly，the pattern and factor of oil-control is analyzed and summarized，and the fault，micro structure，sedimentary facies，diagenesis，and various factors coupling relationship are the key distribution patterns in GangZhong oilfield.

GangZhong oilfield；Complex fault block；Beach-bar sand；Oil sand body；Distribution pattern

1000-8845（2015）01-112-05

P618.130.2

A

項目資助：國家科技重大專項課題（2011ZX05010-001）、陜西省高水平大學(xué)建設(shè)專項資金資助項目（2013SXTS03）及延安大學(xué)專項科研基金項目（YDK2012-1）聯(lián)合資助

2014-01-20；

2014-02-28；作者E-mail：WXBLCQ@163.com

吳小斌（1976-），男，陜西城固人，2012年中國石油大學(xué)（北京）油氣田開發(fā)地質(zhì)博士，延安大學(xué)講師，現(xiàn)從事儲層評價、剩余油分布及地質(zhì)建模的研究工作