蘇北盆地高郵凹陷垛一段儲(chǔ)蓋組合定量分析及區(qū)帶預(yù)測

丁建榮，李儲(chǔ)華，馬英俊

(1.中國石化 江蘇油田分公司 科技裝備處，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.中國石化 江蘇油田分公司 勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

江蘇油田高郵凹陷三垛組一段(E2s1)是蘇北盆地6個(gè)主要含油層系之一[1-4]，截至2015年，已在高郵凹陷深凹地區(qū)(包括深凹帶、南部斷裂帶和漢留斷裂帶)發(fā)現(xiàn)了88個(gè)E2s1油藏，累計(jì)探明儲(chǔ)量占該凹陷總量的10%(圖1a)。E2s1油氣藏主要以構(gòu)造圈閉為主，前人對(duì)E2s1成藏條件的分析主要關(guān)注圈閉落實(shí)狀況、下伏阜四段(E1f4)烴灶供給油源條件[5-8]、圈閉斷層封堵性能[4，9-10]以及宏觀的儲(chǔ)蓋特征。隨著老區(qū)勘探深化，一方面高郵深凹帶E1f4烴灶向上覆同為斷陷沉積體系的戴一段 (E2d1)、戴二段(E2d2)和E2s1供油源條件相似，E2d1和E2d2隱蔽油藏豐富，探明儲(chǔ)量占E2d總量的46.6%，而E2s1隱蔽油藏儲(chǔ)量稀少，儲(chǔ)量僅占E2s1總量的4.9%，兩者差異很大；另一方面，不同區(qū)塊的E2s1含油層位不盡相同，斷層封堵相似的不同斷塊圈閉含油性差異較大，甚至有的不含油。分析表明，這些與E2s1儲(chǔ)蓋組合特征細(xì)微變化有關(guān)，也與勘探思路有關(guān)。譬如，E2d隱蔽油藏儲(chǔ)量主要是2001年以來有針對(duì)性勘探后取得的，而E2s1迄今都是按照構(gòu)造圈閉勘探部署。因此，對(duì)E2s1儲(chǔ)蓋組合深入定量評(píng)價(jià)，既有助于高郵凹陷老區(qū)復(fù)雜斷塊成藏認(rèn)識(shí)，又可推進(jìn)E2s1隱蔽圈閉新領(lǐng)域的油氣勘探。

1 垛一段成藏特征

1.1 構(gòu)造特征

晚白堊世以來，高郵凹陷經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，其中E2s沉積時(shí)期處在高郵凹陷斷陷演化階段的中后期。該時(shí)期高郵凹陷總體上表現(xiàn)為近NS伸展變形，基本繼承了E2d沉積時(shí)期的構(gòu)造面貌，圍繞深凹帶的真武、漢留及吳堡斷裂帶的構(gòu)造特征進(jìn)一步發(fā)展，真②、漢留、吳堡等邊界大斷層及分支斷層繼續(xù)發(fā)育，這些斷層在縱向上組成“Y”型、反“Y”型斷層組合，是油氣縱向溝通的主要通道；在平面上，控制形成多個(gè)高構(gòu)造帶，形成多個(gè)斷鼻、斷塊圈閉群[1-4,11-14]。分析認(rèn)為，E2s1圈閉是否成藏，不僅與斷鼻、斷塊構(gòu)造類型及油源特征有關(guān)，更與圈閉內(nèi)部的儲(chǔ)蓋特征、斷層遮擋性能密切相關(guān)。

1.2 油源特征

E2s1油藏屬于上含油系統(tǒng)，與下伏中含油系統(tǒng)E1f2烴灶、E1f2+1聚集的自生自儲(chǔ)成藏組合的供源條件和油藏分布有很大不同[15]，也無法比擬渤海灣盆地沙河街組二段存在多源供給油氣的情況[16]；高郵凹陷E2s1油源來自下伏E1f4烴灶，E1f4烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，其中有機(jī)碳含量平均為1.53%，I和II型干酪根類型，屬于較好—好烴源巖。從有機(jī)質(zhì)成熟度來看，高郵深凹帶該套烴源巖埋深大，鏡質(zhì)體反射率Ro大于0.6%，最大可達(dá)1.3%，處于成熟生烴階段[5]，深凹地區(qū)整體處在E1f4成熟烴源巖的生烴范圍內(nèi)，由其供烴的油藏已累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量1億多噸；從生排烴期與圈閉看，三垛組沉積晚期E1f4烴源巖進(jìn)入大量生排烴階段，生排烴時(shí)間與E2s1圈閉形成時(shí)間匹配較好。從烴灶供源看，真武、漢留及吳堡斷裂控制深凹帶E2s1沉積建造、低序次斷層生長和局部構(gòu)造形成，E2s1油藏在縱向上遠(yuǎn)離下伏烴灶，屬它源型成藏，深凹帶斷層發(fā)育，與砂體配置構(gòu)成良好的油氣垂向運(yùn)移輸導(dǎo)體系，縱向上溝通E1f4油氣能力強(qiáng)[6-8]，只要E2s1圈閉坐落于E1f4成熟烴灶平面投影范圍內(nèi)[4]，遇到有效圈閉即可聚集成藏，說明深凹帶各處具有較均等油源供給條件(圖1b)。

圖1 蘇北盆地高郵凹陷構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨捌浜蜌庀到y(tǒng)Fig.1 Tectonic units and hydrocarbon systems in Gaoyou Sag, North Jiangsu Basin

1.3 儲(chǔ)蓋特征

研究表明[17-20]，高郵凹陷E2s1沉積期物源供給充分，具有多物源、多沉積體系發(fā)育的特征。平面上，物源主要來自北、北東方向；發(fā)育淺水辮狀河三角洲、扇三角洲、曲流河等沉積相[21-26]，包括辮狀河三角洲前緣分支河道、河口壩，扇三角洲平原河道、前緣分支河道，曲流河河床、泛濫平原等微相類型，整體表現(xiàn)為砂巖發(fā)育，橫向變化快速?？v向上，早期為湖泊—三角洲沉積體系，晚期逐漸演化為河流沉積體系，整體具有粗—細(xì)—較粗的沉積旋回特征。

1.4 油藏特征

2 有效儲(chǔ)蓋組合評(píng)價(jià)

2.1 儲(chǔ)蓋組合定性分析

由于E2s1砂巖整體比較發(fā)育，儲(chǔ)蓋組合條件是油氣成藏的關(guān)鍵因素之一，按照泥巖蓋層的穩(wěn)定程度，將高郵凹陷E2s1儲(chǔ)蓋組合分為區(qū)域和局部2類。

表1 蘇北盆地高郵凹陷E2s1各亞段探明石油儲(chǔ)量分布比率Table 1 Ratio of proven reserve of each submember to total proven reserve of E2s1 in Gaoyou Sag, North Jiangsu Basin

表2 蘇北盆地高郵凹陷黃玨地區(qū)E2s1各亞段砂地比Table 2 Sandstone ratio of each submember of E2s1 in Huangjue area of Gaoyou Sag, North Jiangsu Basin

注：“()”表示有斷層時(shí)剩余地層的砂地比，“/”表示地層斷缺。

圖2 蘇北盆地高郵凹陷黃玨地區(qū)底部暗色泥巖連井對(duì)比Fig.2 Well section of the bottom dark mudstone of in Huangjue area of Gaoyou Sag, North Jiangsu Basin

為了更準(zhǔn)確地判別有效儲(chǔ)蓋組合，結(jié)合區(qū)內(nèi)E2s1油藏解剖，重點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)層、蓋層條件及儲(chǔ)蓋組合匹配關(guān)系進(jìn)行定量探討，進(jìn)而預(yù)測有效儲(chǔ)蓋組合分布，指導(dǎo)勘探工作。

2.2 儲(chǔ)蓋組合定量評(píng)價(jià)

有效儲(chǔ)蓋組合分析包括砂巖儲(chǔ)層和泥巖蓋層2個(gè)方面[27-32]，砂地比越大儲(chǔ)集條件越好，砂地比越小蓋層條件越好，對(duì)于整體砂巖發(fā)育的E2s1來說，泥巖蓋層條件分析是關(guān)鍵。泥巖蓋層封閉性分析應(yīng)該包括封閉性和完整性2個(gè)主要方面[27]。封閉性主要研究泥巖發(fā)育環(huán)境、成分組成、成巖演化等方面對(duì)封蓋性能的影響；完整性主要通過儲(chǔ)層孔隙流體超壓、應(yīng)力環(huán)境、巖石力學(xué)參數(shù)、地質(zhì)力學(xué)特征等方面，探討水壓裂縫或斷裂重新活動(dòng)對(duì)蓋層封蓋完整性的影響。主要從宏觀方面分析，認(rèn)為能夠封蓋下伏地層形成油氣藏，并具有一定范圍的泥巖發(fā)育段就可作為有效蓋層[33-35]。

這里針對(duì)高郵凹陷深凹區(qū)已發(fā)現(xiàn)的E2s1油藏，深化砂地比統(tǒng)計(jì)規(guī)律分析，建立有效儲(chǔ)蓋組合的判別界限值，并進(jìn)行有效儲(chǔ)蓋組合分布區(qū)的預(yù)測。

2.2.1有效儲(chǔ)蓋組合砂地比門檻界限

圖3 蘇北盆地高郵凹陷深凹地區(qū)E2s1各含油亞段與上覆亞段砂地比交會(huì)圖Fig.3 Cross plots of the sandstone ratio between reservoir submember and upper submember of E2s1 in deep zone of Gaoyou Sag, North Jiangsu Basin

2.2.2 有效儲(chǔ)蓋組合類型

3 有效儲(chǔ)蓋組合預(yù)測及應(yīng)用

3.1 有利區(qū)帶預(yù)測

其他亞段的有效儲(chǔ)蓋組合預(yù)測，以蓋層有效性為評(píng)價(jià)關(guān)鍵因素，提出相應(yīng)的勘探部署思路。一是當(dāng)區(qū)塊某亞段砂地比大于0.35時(shí)，主要考慮作為儲(chǔ)層，勘探目標(biāo)為構(gòu)造圈閉，按下儲(chǔ)上蓋型的儲(chǔ)蓋組合，重點(diǎn)分析上覆亞段的蓋層有效性，認(rèn)為當(dāng)砂地比小于0.35時(shí)，上覆亞段才能形成有效的儲(chǔ)蓋組合。二是當(dāng)某亞段砂地比低于0.35時(shí)，可以同時(shí)考慮作為儲(chǔ)層和蓋層，當(dāng)作為儲(chǔ)層時(shí)，分析上覆亞段砂地比是否也小于0.35，若是，則為混合型儲(chǔ)蓋組合，勘探對(duì)象既靠構(gòu)造圈閉目標(biāo)，也考慮隱蔽性的復(fù)合圈閉目標(biāo)，這是因?yàn)樯暗乇鹊陀?.3為發(fā)育隱蔽圈閉的最有利剖面類型，是勘探隱蔽油藏的最有利領(lǐng)域[4，36]；若大于0.35，則上覆亞段的封蓋能力不足，只能適用自儲(chǔ)自蓋型的儲(chǔ)蓋組合模式勘探。三是若某亞段砂地比小于0.1時(shí)，則只考慮作蓋層，不考慮作目的層。

圖4 蘇北盆地高郵凹陷深凹帶砂地比分布及有效儲(chǔ)蓋組合范圍Fig.4 Distribution of sandstone ratio and effective reservoir-cap rock assemblage of and in deep sag zone of Gaoyou Sag, North Jiangsu Basin

3.2 勘探應(yīng)用

通過有效儲(chǔ)蓋組合分布預(yù)測，認(rèn)為黃玨東部—邵伯地區(qū)E2s1從上到下形成多套有效儲(chǔ)蓋組合，是勘探拓展的有利區(qū)之一。

4 結(jié)論

(1)高郵凹陷E2s1內(nèi)部細(xì)分多套不同的儲(chǔ)蓋組合，是各區(qū)塊控制油氣成藏及各亞段富集程度差異的重要因素。

圖5 蘇北盆地黃玨—邵伯地區(qū)地震振幅屬性預(yù)測Fig.5 Seismic amplitude attribute prediction of in Huangjue-Shaobo area, North Jiangsu Basin

(3)根據(jù)各亞段的有效儲(chǔ)蓋組合特點(diǎn)，優(yōu)選出局部、區(qū)域儲(chǔ)蓋組合的有利區(qū)塊；結(jié)合儲(chǔ)蓋組合預(yù)測，在黃玨東部—邵伯西地區(qū)優(yōu)選出3個(gè)目標(biāo)，分別按照構(gòu)造、隱蔽圈閉實(shí)施鉆探，均取得成功，特別是首次在E2s1成功勘探隱蔽油藏，為下一步老區(qū)拓展勘探提供了方向和方法。