油氣穿過斷蓋配置散失部位的預(yù)測方法

黃 鶴，徐衍彬

(1.中國石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010 ；2. 中國石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163712)

0 引 言

在含油氣盆地內(nèi)下生上儲式的生儲蓋組合中，下部烴源巖生成油氣沿輸導(dǎo)斷裂向上運移時，所遇到的泥巖蓋層均會對其起到一定的阻擋作用，而油氣能否穿過斷蓋配置明顯地控制著滲濾散失，進而控制著含油氣盆地內(nèi)油氣的縱向分布。因此，能否準(zhǔn)確預(yù)測油氣穿過斷蓋配置滲濾散失的主要部位成為了下生上儲式生儲蓋組合油氣勘探的關(guān)鍵。關(guān)于油氣穿過斷蓋配置滲濾散失，前人曾做過一定研究和探討，主要是通過比較輸導(dǎo)斷裂斷距和泥巖蓋層厚度的相對大小，研究輸導(dǎo)斷裂與泥巖蓋層斷裂錯斷程度對油氣輸導(dǎo)的影響，若輸導(dǎo)斷裂將泥巖蓋層完全錯斷(即泥巖蓋層厚度小于輸導(dǎo)斷裂斷距)，油氣將穿過斷蓋配置向上滲濾散失[1-6]；若輸導(dǎo)斷裂僅將泥巖蓋層部分錯開(即泥巖蓋層厚度大于輸導(dǎo)斷裂斷距)，油氣能否穿過斷蓋配置向上滲濾散失應(yīng)取決于斷蓋配置的斷接厚度(或殘留厚度，其值大小等于泥巖蓋層厚度減去輸導(dǎo)斷裂斷距)，若斷蓋配置的斷接厚度大于或等于其封閉油氣所需的最小斷接厚度，則油氣無法穿過斷蓋配置向上滲濾散失；反之，油氣則將穿過斷蓋配置向上散失[7-12]。然而，這些研究主要是針對油氣是否可以穿過斷蓋配置向上滲濾散失，僅少量文獻開展了斷蓋配置封閉區(qū)和不封閉區(qū)的預(yù)測研究[13-15]，但對于油氣穿過斷蓋配置發(fā)生滲濾散失主要部位預(yù)測至今尚未見相關(guān)報道。因此，開展油氣穿過斷蓋配置滲濾散失主要部位預(yù)測方法研究，對于正確認(rèn)識含油氣盆地內(nèi)下生上儲式生儲蓋組合中油氣分布規(guī)律具有重要的勘探指導(dǎo)意義。

1 油氣散失主要部位

油氣能否穿過斷蓋配置向上發(fā)生滲濾散失，主要取決于泥巖蓋層內(nèi)斷裂上、下分段生長連接能否向上輸導(dǎo)油氣。如果油氣能夠穿過斷蓋配置向上運移，則油氣在斷蓋配置上下均可以富集成藏；如果油氣不能穿過斷蓋配置向上運移，則油氣只能在斷蓋配置之下富集成藏。斷裂在泥巖蓋層內(nèi)上、下分段生長連接區(qū)就成為油氣穿過斷蓋配置的滲濾散失區(qū)(圖1a)。但由于斷裂面凸凹不平，并不是整條斷裂都能成為油氣的運移通道。斷裂的凸面脊與其兩側(cè)凹面脊相比，通常構(gòu)造位置更高，油氣運移勢能相對更低(圖1b)，在油氣自下而上沿斷裂輸導(dǎo)過程中，凹面脊處的油氣會向凸面脊匯聚輸導(dǎo)，從而形成斷裂輸導(dǎo)油氣優(yōu)勢通道。因此，在泥巖蓋層斷裂上、下分段生長連接區(qū)內(nèi)的凸面脊部位，應(yīng)是油氣穿過斷蓋配置滲濾散失的主要部位。

圖1 油氣穿過斷蓋配置散失區(qū)及主要部位

2 油氣散失主要部位的預(yù)測方法

通過確定斷裂在泥巖蓋層內(nèi)上、下分段生長連接區(qū)以及輸導(dǎo)斷裂的凸面脊部位，即可以預(yù)測油氣穿過斷蓋配置滲濾散失主要部位。

(1) 泥巖蓋層斷裂上、下分段生長連接區(qū)的確定。由于目前的地震資料品質(zhì)滿足不了直接利用地震資料判別泥巖蓋層內(nèi)斷裂上、下分段生長是否連接的要求，可利用如下方法間接實現(xiàn)。首先需要計算斷蓋配置的斷接厚度，用已知井點處泥巖蓋層厚度減去輸導(dǎo)斷裂的斷距，按照數(shù)值由小至大排序；再結(jié)合對應(yīng)部位泥巖蓋層上、下的油氣分布情況，從而獲取油氣在斷蓋配置上、下均有分布的最小斷接厚度，其值即為輸導(dǎo)斷裂在泥巖蓋層內(nèi)上、下連接所需的最大斷接厚度；最后統(tǒng)計研究區(qū)泥巖蓋層內(nèi)所有輸導(dǎo)斷裂和對應(yīng)泥巖蓋層厚度，計算斷蓋配置斷接厚度，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果制作成平面分布圖，按照上述已確定出的泥巖蓋層內(nèi)輸導(dǎo)斷裂上、下分段生長連接所需的最大斷接厚度，便可以得到輸導(dǎo)斷裂在泥巖蓋層內(nèi)上、下分段生長連接區(qū)(斷蓋配置斷接厚度小于其內(nèi)斷裂上、下分段生長連接所需的最大斷接厚度)。

(2) 斷裂凸面脊部位的確定。利用三維地震資料追蹤輸導(dǎo)斷裂斷層面的空間分布，編制斷層面埋深圖，根據(jù)斷層面埋深，由文獻[16]中油氣勢能計算方法計算斷層面油氣勢能值，做出斷裂面油氣勢能等值線圖。由油氣勢能等值線法線匯聚處，便可以確定出輸導(dǎo)斷裂凸面脊部位，即油氣沿輸導(dǎo)斷裂滲濾散失的主要部位。

(3)油氣穿過斷蓋配置散失部位的確定。將確定出的泥巖蓋層內(nèi)輸導(dǎo)斷裂上、下分段生長連接區(qū)與輸導(dǎo)斷裂凸面脊部位疊合，二者重合處即為油氣穿過斷蓋配置滲濾散失的主要部位。

3 實例應(yīng)用

冀中坳陷饒陽凹陷留楚地區(qū)整體呈北東向的不對稱背斜構(gòu)造(圖2)。該地區(qū)自下而上依次發(fā)育有古近系的孔店組、沙河街組、東營組地層和新近系的館陶組、明化鎮(zhèn)組以及第四系地層。目前已發(fā)現(xiàn)油氣主要分布在東二段、東三段儲層中，少量分布在館陶組地層中。油氣與烴源巖地球化學(xué)分析對比結(jié)果證明，其油氣主要來自下部沙一段烴源巖，為下生上儲式生儲蓋組合。因上部東二段、東三段儲層與下部沙一段烴源巖之間發(fā)育多套泥巖層，油氣只有借助油源斷裂才能向上運移[9]。

圖2 留楚地區(qū)東二段、東三段構(gòu)造與油氣分布關(guān)系

研究結(jié)果顯示，東一段、東二段泥巖蓋層在留楚地區(qū)全區(qū)均有分布，尤以中部、東部和北部地區(qū)分布最為廣泛，最大厚度可達到600 m。泥巖蓋層內(nèi)發(fā)育大量斷裂，其類型及規(guī)模各不相同[17-23]，但只有中期走滑伸展—晚期張扭和早期伸展—中期走滑伸展—晚期張扭這2種類型斷裂才是沙一段烴源巖生成油氣向東二段、東三段和館陶組儲層運移的油源斷裂[9]，主要分布在中西部地區(qū)，呈北北東向展布(圖3)

統(tǒng)計留楚地區(qū)已知22口井處油源斷裂斷距和其對應(yīng)的東一段、東二段泥巖蓋層厚度，計算東二段、東三段斷蓋配置斷接厚度，按照數(shù)值大小進行排序，取油氣在東二段、東三段斷蓋配置上下分布的最大斷接厚度作為油源斷裂在東一段、東二段泥巖蓋層內(nèi)上、下分段生長連接所需的最大斷接厚度，約為272 m；再統(tǒng)計留楚地區(qū)東一段、東二段泥巖蓋層內(nèi)所有油源斷裂斷距和對應(yīng)泥巖蓋層厚度，計算斷蓋配置斷接厚度，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果制作成平面分布圖(圖3)，將東二段、東三段斷蓋配置斷接厚度小于其內(nèi)油源斷裂上、下分段生長所需的最大斷接厚度的部位劃在一起，便可以得到油源斷裂在東一段、東二段泥巖蓋層內(nèi)上、下分段生長連接區(qū)，即油氣穿過東二段、東三段斷蓋配置滲漏散失區(qū)。留楚地區(qū)油氣穿過東二段、東三段斷蓋配置滲濾散失區(qū)主要位于留楚地區(qū)南部和北部背斜核部等局部地區(qū)。

圖3留楚地區(qū)東一段、東二段泥巖蓋層內(nèi)斷裂上下分段生長連接區(qū)與油氣分布關(guān)系

按照前述方法對留楚地區(qū)東一段、東二段泥巖蓋層內(nèi)油源斷裂的凸面脊部位進行了確定(圖4)，留楚地區(qū)東一段、東二段泥巖蓋層內(nèi)油源斷裂凸面脊發(fā)育，并且中西部地區(qū)明顯多于東部地區(qū)。

將上述已確定出的留楚地區(qū)油源斷裂在東一段、東二段泥巖蓋層內(nèi)上、下分段生長連接區(qū)與油源斷裂凸面脊部位疊合，便可以得到油氣穿過東二段、東三段斷蓋配置滲濾散失主要部位(圖4)，留楚地區(qū)油氣穿過東一段、東二段斷蓋配置滲濾散失主要部位主要分布在留楚地區(qū)南部和北部背斜核部等局部地區(qū)。

圖4留楚地區(qū)油氣穿過東二段、東三段斷蓋配置滲濾散失主要部位與館陶組油氣分布

留楚地區(qū)東一段、東二段泥巖蓋層之上的館陶組目前已發(fā)現(xiàn)的油氣主要分布在留楚背斜核部油氣穿過東二、三段斷蓋配置滲濾散失主要部位及其附近，這是因為只有位于油氣穿過東一段、東二段斷蓋配置滲濾散失主要部位及其附近的館陶組儲層，才能使得下部沙一段烴源巖生成油氣通過油源斷裂向上運移聚集成藏。否則，即使其他油氣成藏條件再好，受東二段、東三段斷蓋配置阻擋，亦不能從下伏沙一段烴源巖那里獲得油氣，也就無油氣聚集。留楚地區(qū)南部油氣穿過東二段、東三段斷蓋配置散失主要部位及其附近的館陶組未見油氣顯示，是因為其下沙一段烴源巖不發(fā)育及品質(zhì)差、油氣供給不足、館陶組圈閉構(gòu)造不發(fā)育的緣故。

4 結(jié) 論

(1) 油氣穿過斷蓋配置滲濾散失的條件為在泥巖蓋層內(nèi)輸導(dǎo)斷裂上下分段生長連接，其主要部位應(yīng)是泥巖蓋層內(nèi)輸導(dǎo)斷裂上下分段生長連接區(qū)內(nèi)的凸面脊部位。

(2) 運用斷蓋配置滲濾散失區(qū)與輸導(dǎo)斷裂凸面脊相疊合的方法，可以預(yù)測油氣穿過斷蓋配置滲濾散失的主要部位。