孤北洼陷濁積水道砂體預(yù)測與巖性油氣藏勘探

石世革

(中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257000)

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孤北洼陷濁積水道砂體預(yù)測與巖性油氣藏勘探

石世革

(中國石化勝利油田分公司，山東 東營 257000)

針對孤北洼陷沙三段9砂巖組重力流濁積水道砂體預(yù)測問題，依據(jù)重力流沉積過程響應(yīng)，對重力流沉積開展了期次劃分與對比，將重力流自旋回劃分為重力流勢能向上減弱的退積旋回以及勢能向上增強的進積旋回。濁積水道砂體發(fā)育于沉積不整合面之上的退積旋回之中，其在地震上主要表現(xiàn)為沿沉積不整合面之上的溝谷充填特征，據(jù)此將濁積水道砂體限定于等時地層格架之中。依據(jù)濁積水道砂體的地震響應(yīng)特征，通過提取地震振幅厚度屬性，預(yù)測了濁積水道砂體的分布。預(yù)測結(jié)果表明，濁積水道砂體不僅是形成巖性圈閉的有利儲層，而且對油氣分布具有重要的控制作用，是孤北洼陷開展巖性油氣藏勘探的有利目標。該研究為孤北洼陷巖性油氣藏的勘探指明了方向。

重力流；濁積水道；沉積不整合；巖性圈閉；巖性油氣藏；孤北洼陷

0 引 言

孤北洼陷是濟陽坳陷沾化凹陷的一個生油洼陷，洼陷內(nèi)發(fā)育了一系列由重力流濁積水道砂體形成的巖性油氣藏。近期部分探井、評價井在沙三段大套油頁巖之中鉆遇9砂巖組重力流濁積水道砂體而獲得油氣流，但由于9砂巖組的埋深都大于3 000 m，大套油頁巖之中發(fā)育的儲層較為致密，有利儲層的分布難以確定，影響了該區(qū)巖性油氣藏勘探的深入。

為明確孤北洼陷巖性油氣藏的分布，利用巖心及測井所反映出的儲層成因信息、重力流旋回劃分與對比技術(shù)以及地震儲層預(yù)測技術(shù)，精細預(yù)測并描述了濁積水道砂體與巖性油氣藏的分布，為孤北洼陷巖性油氣藏的勘探指明了方向。

1 重力流沉積過程響應(yīng)

重力流注入湖盆后，依靠勢能向湖盆內(nèi)搬運[1-2]。重力流從產(chǎn)生到消亡，其沉積過程響應(yīng)表現(xiàn)為：重力流產(chǎn)生階段，隨著其勢能不斷增強，高能的重力流向湖盆中心方向推進并形成反旋回的前積朵葉體沉積，同時重力流對下伏地層產(chǎn)生沖刷及下切作用，形成以發(fā)育溝谷為特征的沉積不整合[3-4]；重力流在消亡階段，隨著重力流勢能的逐漸減弱，懸浮搬運的沉積物沿溝谷等古地貌低勢區(qū)回填形成正旋回的濁積水道沉積[5]。早在20世紀60年代，Walker及Walton、Middleton等學(xué)者根據(jù)重力流能量變化提出，發(fā)育鮑馬序列的濁積水道沉積(正旋回)是重力流能量逐漸衰減過程中形成的產(chǎn)物[6]。每一期重力流都有一個從產(chǎn)生到消亡的過程，因此，每一期完整的重力流沉積應(yīng)由下部反旋回的前積朵葉體沉積以及上部正旋回的濁積水道沉積所組成，代表了不同期次與不同勢能變化過程中的重力流在地層中留下的沉積記錄[7]，具有時間和成因雙重意義。因此，可以利用重力流沉積旋回中的能量變化開展重力流沉積期次劃分與等時對比。

2 重力流沉積旋回劃分與對比

受重力流沉積過積響應(yīng)原理控制，不同成因類型的重力流沉積應(yīng)分別屬于不同時期、不同能量旋回作用下的產(chǎn)物。孤北洼陷沙三段9砂巖組發(fā)育的重力流自旋回沉積在旋回上具有明顯的二分性，不同沉積旋回之中發(fā)育的儲層具有不同的成因類型。

2.1 重力流沉積旋回劃分

以研究區(qū)內(nèi)目的層取心井Z76-2井為例，說明重力流沉積旋回劃分。該井沙三段9砂巖組為深湖—半深湖相泥巖、油頁巖中發(fā)育的一套重力流砂礫巖體。依據(jù)該井巖心、測井所反映出的旋回信息，將沙三段9砂巖組劃分為Ⅰ、Ⅱ 2期不同成因的重力流沉積：Ⅰ小層的底部突變面為高能的重力流對湖相泥巖沖刷形成的沉積不整合SB1，Ⅰ小層頂部為重力流勢能由弱到強的轉(zhuǎn)換面mfs，該轉(zhuǎn)換面之下為重力流勢能由強轉(zhuǎn)弱時形成的濁積水道沉積，巖心上發(fā)育向上變細的鮑馬序列(正旋回)，SP測井上表現(xiàn)為鐘型測井相組合；轉(zhuǎn)換面mfs之上則為另一期重力流勢能向上增強時形成的朵葉體沉積，在巖心上為反韻律沉積，在測井上表現(xiàn)為漏斗型測井相(圖1)。

圖1 Z76-2井沙三段9砂巖組重力流自旋回沉積期次劃分

2.2 重力流沉積等時對比

同一期的重力流沉積形成于相同的能量旋回，不同成因類型的重力流沉積在等時地層格架中應(yīng)分別屬于不同的能量旋回。依據(jù)重力流能量旋回劃分的成因地層在橫向上具有較好的可對比性。在以旋回轉(zhuǎn)換面mfs為沉積基準面、垂直于物源方向的連井對比剖面上，沙三段9砂巖組第Ⅰ期的湖底扇沉積由多個疊置的正旋回組成，每一個正旋回都代表了一期濁積水道充填。連井對比表明，不同井區(qū)濁積水道砂體的發(fā)育程度及物性與其所處部位的溝谷發(fā)育程度相關(guān)。與Z76-1、Z76-2井相比，處于溝谷發(fā)育程度越深的Zs2、Z76井，其正旋回的濁積水道砂體的發(fā)育程度越高，同時，儲層在自然電位曲線上反映出來的滲透性也越好(圖2)。

在過Zs2、Z76、Z76-2、Z76-1井的相對波阻抗地震剖面上(mfs層拉平)，發(fā)育于沉積不整合面SB1與旋回轉(zhuǎn)換面mfs之間的I小層濁積水道砂體表現(xiàn)為不同程度的谷地充填特征，實際上，這些發(fā)育于沉積不整合面SB1之上的谷地正是重力流濁積水道砂體充填前水下殘留的古地貌低勢區(qū)，由于重力流具有優(yōu)先充填古地貌低勢區(qū)的規(guī)律，因此，谷地發(fā)育程度越深的部位，濁積水道砂體的充填程度越高。在相對波阻抗地震剖面上，谷地發(fā)育程度最高的部位位于Z76井附近，而Zs2、Z76-1、Z76-2井則處于谷地的側(cè)緣(圖3)。

圖2 沙三段9砂巖組重力流旋回劃分與小層對比

圖3 沙三段9砂巖組濁積水道砂體在不同井區(qū)的地震響應(yīng)特征

通過井震對比可以發(fā)現(xiàn)，第I期濁積水道砂體的發(fā)育程度及其儲層物性都與谷地的發(fā)育程度及其充填程度具有較好的相關(guān)性。

在垂直重力流方向的地震剖面上可以看出，谷地的發(fā)育程度越深，則濁積水道砂體的發(fā)育程度越高；另外，在自然電位上所反映出來的儲層物性上可以看出，谷地充填的程度越高，濁積水道砂體的滲透性也越好，如Z76井；而谷地側(cè)緣或相鄰2個谷地之間的部位，儲層的發(fā)育程度不僅變差，儲層的物性也明顯變差，如Z76-2、Z76-1井。這表明，發(fā)育于谷地主體部位的濁積水道砂體，是形成巖性圈閉與巖性油氣藏的有利儲層[8-9]。

人本理念是以人為本，提倡人的自由并且關(guān)注人的價值。以人為本是科學(xué)發(fā)展觀的核心，高校管理者必須確立有利于學(xué)生全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的培養(yǎng)目標，不但要把學(xué)生培養(yǎng)成社會需要的人才，還要把學(xué)生培養(yǎng)成各種能力協(xié)調(diào)發(fā)展的人才。

3 濁積水道砂體分布預(yù)測

3.1 儲層預(yù)測方法

濁積水道砂體的地震響應(yīng)特征為開展沙三段9砂巖組有利儲層預(yù)測提供了線索和依據(jù)。

首先，開展?jié)岱e水道砂體預(yù)測的前提是地震資料的精細處理。此次開展?jié)岱e水道砂體預(yù)測所采用的三維地震資料是經(jīng)過處理的相對波阻抗數(shù)據(jù)體。李慶忠院士在“走向精確勘探的道路”一文中曾指出：開展地震儲層預(yù)測應(yīng)該采用相對波阻抗地震數(shù)據(jù)體，而不能用常規(guī)地震資料，原因是常規(guī)地震剖面上的同相軸代表的是地震反射系數(shù)在橫向上的變化，而不是巖性在橫向上的變化，只有彩色顯示的相對波阻抗剖面上細微的顏色變化才反映了沉積界面上不同巖性的變化情況[10]；其次，開展?jié)岱e水道砂體預(yù)測的關(guān)鍵是要嚴格按照地震地層學(xué)的解釋技術(shù)開展地震資料的層序地層學(xué)解釋。既要保證沉積不整合面SB1在地震上不能穿時解釋，又要保證在地震上解釋的沉積旋回轉(zhuǎn)換面mfs是上覆地震反射層的下超面。為此，在地震解釋中要從有井鉆遇的層位出發(fā)，按照合成地震記錄標定的層位，沿彩色相對波阻抗剖面上淺藍與深藍色分界面追蹤沉積不整合面SB1，同時，沿下超面追蹤沉積旋回轉(zhuǎn)換面mfs；最后，地震解釋的網(wǎng)格密度要盡可能逐條解釋，此次地震解釋的網(wǎng)格密度為25 m×25 m，目的是防止在地震儲層預(yù)測中濁積水道砂體的邊界刻畫不清，或漏掉某些濁積水道砂體，以提高儲層預(yù)測的精度和質(zhì)量。

3.2 儲層預(yù)測結(jié)果

通過振幅厚度提取成像，較好地再現(xiàn)了沙三段9砂巖組濁積水道砂體在洼陷內(nèi)的展布(圖4)。

圖中黃色、紅色區(qū)域為地震上濁積水道砂體沿谷地發(fā)育充填的部位，從黃色到紅色代表了谷地發(fā)育的程度與濁積水道砂體沿谷地充填的程度由低到高；從綠色到藍色區(qū)域代表了谷地之間的水道間泥質(zhì)粉砂與粉砂質(zhì)泥以及湖相泥巖沉積。

圖4 沙三段9砂巖組濁積水道砂體分布預(yù)測

在儲層預(yù)測平面圖上，沿Z75井向南至Zs2井一帶、沿Z76井向南至Z57-1井區(qū)一帶以及Z76-2井南緣一帶發(fā)育了多條呈北東—南西向展布的濁積水道砂體(黃色區(qū)域)，這些濁積水道砂體與水道間沉積(綠色區(qū)域)相間展布。水道寬度變化較大，一般在100～500 m之間，沿走向上濁積水道存在分支與合并的現(xiàn)象，主水道發(fā)育于Z76井以及Z76-2井南緣一帶的溝谷發(fā)育程度較深的部位。

3.3 儲層預(yù)測效果分析

通過區(qū)內(nèi)鉆井的鉆遇情況與試油結(jié)果對比，沙三段9砂巖組的地震儲層預(yù)測結(jié)果與鉆井所揭示的情況具有較好的一致性。

位于洼陷南部的Z57-1井和位于洼陷北部的Z75井設(shè)計目的與其他前期完鉆的Z57、Z74-8-14、Z74-14-14、Z59-23、Z59-x20等評價井一樣，均將發(fā)育于9砂巖組之下的沙三段10砂巖組作為找油的目標，但在鉆探過程中卻鉆遇了沙三段9砂巖組的濁積水道砂體，經(jīng)過試油后，Z57-1、Z75井均在沙三段9砂巖組(含礫粗砂巖)獲得了工業(yè)油氣流，后期對其他老井如Z57、Z74-8-14、Z74-14-14、Z59-23、Z59-x20等井進行復(fù)查，也發(fā)現(xiàn)了沙三段9砂巖組之中不同程度地發(fā)育泥質(zhì)粉砂巖儲層，但這些儲層因含泥質(zhì)較重、儲層過于致密，雖經(jīng)過壓裂仍未取得明顯成效。

Z57-1、Z75井的鉆探發(fā)現(xiàn)，預(yù)示著孤北洼陷沙三段在大面積的湖相泥巖、油頁巖以及致密泥質(zhì)粉砂巖儲層中仍有好的含油氣儲層——濁積水道砂體以及由濁積水道砂體形成的巖性油氣藏發(fā)育。

通過儲層展布規(guī)律研究與地震儲層預(yù)測，在洼陷中部的構(gòu)造低部位設(shè)計并鉆探了Z76井。該井在沙三段大套油頁巖之中鉆遇了9砂巖組厚層的濁積水道砂體(含礫粗砂巖)并獲得高產(chǎn)油氣流，但在沿Z76井區(qū)濁積水道砂體向東甩開鉆探的過程中，Z76-2、Z76-x12井卻因鉆遇水道間泥質(zhì)粉砂巖致密儲層而失利，之后沿Z76井濁積水道砂體向北東方向側(cè)鉆Z76-x3井，該井鉆遇沙三段9砂巖組濁積水道砂體，但因構(gòu)造位置較Z76井低而獲得低產(chǎn)油流(含水)。Z57-1、Z76井以及Z76-x3井均鉆遇濁積水道砂體而獲得油氣流，這在一定程度上證實了地震儲層預(yù)測技術(shù)和方法在孤北洼陷具有較好的適用性，儲層預(yù)測結(jié)果可靠，同時也表明，濁積水道砂體的發(fā)育程度正是造成孤北洼陷不同井區(qū)9砂組含油氣性存在差異的重要原因[11-12]。這一認識為孤北洼陷開展巖性油氣藏勘探指明了方向，Z76-2井南緣發(fā)育的大型濁積水道砂體是巖性油氣藏發(fā)育的潛在部位(圖4)。

4 結(jié) 論

(1) 重力流的沉積過程響應(yīng)為開展重力流沉積期次劃分以及與重力流成因有關(guān)的有利儲層預(yù)測提供了方法和思路。

(2) 濁積水道砂體形成于重力流勢能減弱時期、發(fā)育于沉積不整合面之上的溝谷回填部位，據(jù)此可在等時地層格架內(nèi)利用振幅厚度預(yù)測重力流濁積水道砂體的分布。

(3) 孤北洼陷沙三段9砂巖組雖然埋藏較深，但在大面積的致密地層中仍有相對較好的儲層發(fā)育，關(guān)鍵是要以儲層的成因信息為線索，由點及面地開展有利儲層預(yù)測。

(4) 有構(gòu)造但無好儲層發(fā)育并不能形成油氣藏，但在生油洼陷之中即使構(gòu)造圈閉不發(fā)育，被大套烴源巖包圍的滲透性儲層仍然可以形成巖性或巖性上傾尖滅油氣藏。

(5) 發(fā)育于Z76-2井南緣的濁積水道砂體，具備與Z76井濁積水道砂體相似的油氣成藏條件，是近期開展巖性油氣藏勘探的有利目標。

致謝：在寫作過程中，得到了勝利油田樁西采油廠地質(zhì)研究所科研人員們的大力支持與協(xié)助，在此一并表示感謝！

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編輯 林樹龍

20160107；改回日期：20160327

國家重點基礎(chǔ)研究計劃“973”資助項目“中國陸相致密油形成機理與富集規(guī)律”(2014CB239000)

石世革(1967-)，男，高級工程師，1989年畢業(yè)于成都地質(zhì)學(xué)院石油地質(zhì)專業(yè)，2008年畢業(yè)于中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)所油氣地球化學(xué)專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)綜合研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.004

TE122

A

1006-6535(2016)03-0016-05