黃驊坳陷孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)儲(chǔ)層特征及成藏組合模式

時(shí)戰(zhàn)楠 蒲秀剛 韓文中，2 周 靜 祝必興

（ 1中國(guó)石油大港油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院；2 中國(guó)石油大學(xué)（華東） 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；3中國(guó)石油大港油田公司勘探事業(yè)部 ）

0 引言

20 世紀(jì)80 年代中后期，按照構(gòu)造油氣藏的勘探思路，先后在王官屯、舍女寺及棗園地區(qū)中生界發(fā)現(xiàn)了規(guī)模性的砂巖油氣藏，打開(kāi)了孔南地區(qū)中生界油氣勘探新局面[1]，為此前人在該區(qū)開(kāi)展了一系列基礎(chǔ)性研究工作[1-6]。研究表明，來(lái)自北部燕山褶皺帶的辮狀河河道是該區(qū)主力含油砂體[1]；該砂體按成巖階段處于中成巖階段未成熟期至成熟早期[2]，多為中孔、中—特低滲透儲(chǔ)層，同時(shí)也對(duì)中生界地層特征、儲(chǔ)層特征及展布規(guī)律等進(jìn)行了初步分析[5-8]。但是由于缺乏對(duì)該區(qū)中生界儲(chǔ)層特征特別是對(duì)有利區(qū)帶平面展布規(guī)律的清楚認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致對(duì)油氣成藏規(guī)律的認(rèn)識(shí)不足，因此多年來(lái)在該區(qū)未實(shí)現(xiàn)新的勘探突破。

近年來(lái)，隨著勘探的不斷深入，在緊鄰大斷層的探井中發(fā)現(xiàn)了大量次生溶蝕孔隙，受此啟發(fā)，轉(zhuǎn)變勘探思路，重點(diǎn)在有機(jī)酸優(yōu)勢(shì)運(yùn)聚區(qū)尋找次生孔隙發(fā)育帶，在孔南地區(qū)多口井中生界中下侏羅統(tǒng)（J1+2）砂巖、火成巖獲得新的油氣突破，再次開(kāi)啟中生界油氣勘探新研究。但由于早期資料缺乏等原因，沉積儲(chǔ)層成果認(rèn)識(shí)已無(wú)法滿足當(dāng)今精細(xì)化勘探的需求，基于此，在2000km2三維地震資料（含小面元高密度三維資料195.05km2）、11 口新鉆井資料及分析化驗(yàn)資料補(bǔ)充基礎(chǔ)上，以王官屯、棗園等重點(diǎn)地區(qū)中下侏羅統(tǒng)辮狀河砂體及淺水三角洲砂體為研究對(duì)象，系統(tǒng)開(kāi)展了儲(chǔ)層特征、儲(chǔ)集物性主控因素、有利區(qū)綜合預(yù)測(cè)及成藏組合特征等方面的研究，以期為油氣的勘探部署、規(guī)模增儲(chǔ)增效提供理論上的支撐和指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況及沉積特征

黃驊坳陷是渤海灣盆地次級(jí)坳陷之一，周緣被北部的燕山褶皺帶、西部的滄縣隆起、東南部的埕寧隆起及東北部的海中隆起所包圍[1-4，9]，總面積約為17000km2?？啄系貐^(qū)位于黃驊坳陷的南部，主要指現(xiàn)今吳橋凹陷以北、羊三木斷層以南的地區(qū)，主要包括滄東、南皮等5 個(gè)次級(jí)凹陷及孔店、徐楊橋、黑龍村等5 個(gè)正向構(gòu)造帶，面積約為4600km2（圖1a）。中生界主要包括三疊系、中下侏羅統(tǒng)、上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)3 套地層，不同地層之間呈角度不整合接觸，其中目的層段中下侏羅統(tǒng)主要以灰色、灰綠色中細(xì)砂巖、礫巖與灰色、淺灰色、紅（紫）棕色泥巖的互層為主，局部可見(jiàn)薄層煤線，厚度主要分布在280～460m 范圍內(nèi)[5，7-9]。

圖1 黃驊坳陷孔南地區(qū)構(gòu)造位置圖（a）及沉積體系圖（b）Fig.1 Structural location（a）and depositional system（b）of Kongnan area in Huanghua depression

由古地貌及物源分析可知，陸源碎屑物質(zhì)主要來(lái)自北部的孔店物源及西部的舍女寺物源，兩物源在王官屯地區(qū)交會(huì)（圖1b）?？椎晡镌醋詵|北向西南展布，物源供應(yīng)能力強(qiáng)、砂體輸送距離遠(yuǎn)，直至葉三撥和燈明寺地區(qū)，是孔南地區(qū)的主物源，主要發(fā)育沖積扇—辮狀河—淺水三角洲沉積體系，沖積扇僅在北側(cè)局部山區(qū)發(fā)育，面積相對(duì)較??；辮狀河分布面積廣，以辮狀河河道及泛濫平原沉積為主，多條辮狀河河道頻繁分叉、交會(huì)，往南延伸至王官屯地區(qū)，在淺水洼地形成小范圍淺水三角洲沉積，東部一支辮狀河往西南延伸至燈明寺地區(qū)，進(jìn)入湖泊形成小面積辮狀河三角洲。舍女寺物源由西向東及西南方向延伸，物源供應(yīng)能力弱、砂體輸送距離近，主要以沖積扇外扇及辮狀河沉積為主，同時(shí)在舍女寺—葉三撥一帶發(fā)育淺水三角洲，巖性組合上以厚層灰色細(xì)砂巖、粉砂巖夾少量灰色、灰綠色泥巖為主，辮狀河往西南延伸至烏馬營(yíng)地區(qū)進(jìn)入湖泊，形成小面積辮狀河三角洲。由于資料缺乏，推測(cè)研究區(qū)東南部可能發(fā)育小范圍的沖積扇（圖1b）。厚層砂體分布區(qū)主要集中在北部的孔店—自來(lái)屯、棗園地區(qū)及中部的王官屯、舍女寺地區(qū)，平面上呈北東—南西向的條帶狀分布[2]。

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖石學(xué)特征

孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)以長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，其次為長(zhǎng)石巖屑砂巖（圖2）?？傮w上成分成熟度較低，長(zhǎng)石和巖屑含量偏高，石英含量較低，其中石英含量一般為26%～54%，平均為30.2%，多來(lái)自火山巖，偶見(jiàn)石英次生加大邊；長(zhǎng)石含量一般為42%～52%，平均為47.0%，以斜長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石及微斜長(zhǎng)石為主，遭受溶蝕、交代程度較高；巖屑含量一般為10%～25%，平均為22.8%，巖屑成分主要為流紋巖、安山巖、變質(zhì)巖、泥晶灰?guī)r、燧石和花崗巖等。砂巖結(jié)構(gòu)成熟度為中等—較低，分選中等，磨圓度以次棱狀、次棱狀—次圓狀為主；顆粒之間接觸類型以點(diǎn)接觸—線接觸為主；膠結(jié)類型主要為孔隙式、連晶式、接觸式，偶見(jiàn)基底式、薄膜式等。砂體成分成熟度較低、結(jié)構(gòu)成熟度中等—較低的特征也印證了研究區(qū)距離物源區(qū)較近、搬運(yùn)距離較短。

圖2 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)巖石學(xué)特征Fig.2 Rock composition of J1+2 reservoirs in Kongnan area

2.2 儲(chǔ)集空間類型

通過(guò)對(duì)G142 井、Z1510 井、W10 井等10 余口重點(diǎn)井300 余張鑄體薄片鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)層孔隙類型豐富，儲(chǔ)集空間以粒間溶孔及殘余原生孔為主，其次為粒內(nèi)溶孔，同時(shí)可見(jiàn)少量鑄?？?、膠結(jié)物內(nèi)孔、微裂縫及顆粒破裂縫等（圖3）。粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔在研究區(qū)非常發(fā)育，局部層段可能因較強(qiáng)溶蝕作用而形成超大孔甚至鑄?？?，是儲(chǔ)集空間的主要貢獻(xiàn)者[2]；殘余原生孔也是研究區(qū)重要孔隙類型之一，多與粒間溶孔混合連通，邊界不易區(qū)分；微裂縫在研究區(qū)相對(duì)少見(jiàn)，偶見(jiàn)微裂縫與粒間溶孔或殘余原生孔連通，對(duì)提高儲(chǔ)層滲透能力起到一定作用。

2.3 孔隙結(jié)構(gòu)

孔隙結(jié)構(gòu)較儲(chǔ)層物性能更加全面地反映儲(chǔ)層的產(chǎn)能、滲透能力及儲(chǔ)集性能等[10]。通過(guò)壓汞、鑄體薄片及物性資料的系統(tǒng)分析，以孔隙度為主要參數(shù)，同時(shí)參考孔喉大小、幾何形態(tài)、排驅(qū)壓力等參數(shù)，將中下侏羅統(tǒng)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三大類，以及ⅠA、ⅠB、ⅡA、ⅡB、ⅢA、ⅢB 六小類(圖4)，其中以ⅡA、ⅡB 和ⅢA 類孔隙結(jié)構(gòu)為主，ⅠA、ⅠB 及ⅢB 型孔隙結(jié)構(gòu)相對(duì)較少。

ⅡA 類孔隙結(jié)構(gòu)：多見(jiàn)于中孔中滲透儲(chǔ)層，孔隙度為15%～20%，滲透率為10～100mD，啟動(dòng)壓力為0.1～0.5MPa，毛細(xì)管壓力中值介于1～4MPa，最大汞飽和度超過(guò)80%；孔隙分選性中等，平均孔隙喉道半徑介于2～6μm，最大連通喉道半徑介于10～20μm；該類儲(chǔ)層喉道類型以中—細(xì)喉道為主，孔滲性能較好，屬于中孔中喉型儲(chǔ)層(圖4a—c)。

ⅡB 類孔隙結(jié)構(gòu)：多見(jiàn)于低孔低滲透儲(chǔ)層，孔隙度為10%～18%，滲透率為1～10mD，啟動(dòng)壓力介于0.5～2MPa，毛細(xì)管壓力中值介于3～10MPa，最大汞飽和度大于60%；孔隙分選性較差，平均孔隙喉道半徑介于2～6μm，最大連通喉道半徑介于2～9μm；該類儲(chǔ)層喉道類型以細(xì)喉道為主，孔滲性能較差，屬于低孔細(xì)喉型儲(chǔ)層(圖4d)。

ⅢA 類孔隙結(jié)構(gòu)：多見(jiàn)于低—特低孔特低滲透儲(chǔ)層，孔隙度為5%～10%，滲透率為0.1～1mD，啟動(dòng)壓力介于0.7～5MPa，毛細(xì)管壓力中值多大于3MPa，最大汞飽和度介于30%～80%；孔隙分選性差，平均孔隙喉道半徑介于0.05～2μm，最大連通喉道半徑介于0.1～3μm；該類儲(chǔ)層喉道類型以極細(xì)喉道為主，孔滲性能很差，屬于特低孔—細(xì)喉型儲(chǔ)層(圖4e)。

圖3 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)碎屑巖儲(chǔ)層微觀特征Fig.3 Microscopic characteristics of J1+2 clastic reservoirs in Kongnan area

2.4 儲(chǔ)集物性特征

2.4.1 儲(chǔ)集物性分級(jí)評(píng)價(jià)

根據(jù)42 口井1066 樣品點(diǎn)孔隙度和滲透率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)以中孔、中—特低滲透儲(chǔ)層為主，孔隙度主要分布在5.65%～24.8%，平均值為16.4%；滲透率主要分布在0.53～141mD，幾何平均值為2.36mD。從孔隙度的分布區(qū)間看，孔隙度在15%以上的樣品分布頻率達(dá)50%以上，其次為孔隙度在10%～15%的樣品，分布頻率為24.39%（圖5a）；從滲透率的分布區(qū)間看，滲透率在1mD以上的樣品分布頻率達(dá)75.74%，其中分布于1～10mD的樣品占比為39.51%，分布于10～50mD 樣品占比為18.64%（圖5b）。同時(shí)孔隙度與滲透性具有明顯的正相關(guān)性，孔隙度越好的儲(chǔ)層滲透性越好[11-12]。

圖4 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征Fig.4 Pore structures of J1+2 reservoirs in Kongnan area

圖5 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)孔隙度和滲透率分布頻率直方圖Fig.5 Frequency histogram of porosity and permeability of J1+2 reservoirs in Kongnan area

2.4.2 儲(chǔ)集物性隨深度的變化特征

物性分析發(fā)現(xiàn)，隨著儲(chǔ)集砂體的持續(xù)埋深，儲(chǔ)集物性整體呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但物性與深度之間并非線性關(guān)系?？v向上，中下侏羅統(tǒng)存在4 個(gè)有利的孔隙發(fā)育帶（圖6）。埋深小于2700 m時(shí)，孔隙度隨深度線性降低趨勢(shì)明顯，該深度段內(nèi)以發(fā)育原生殘余孔為主，為中—高孔、中—高滲透儲(chǔ)層；埋深為2800～2900 m時(shí)，在建設(shè)性成巖作用下出現(xiàn)第一個(gè)次生孔隙發(fā)育帶，屬中孔、中滲透儲(chǔ)層；埋深為3000～3200 m時(shí)，為第二個(gè)次生孔隙發(fā)育帶，為中低孔、中低滲透儲(chǔ)層；埋深為3400～3600 m時(shí)，為第三個(gè)次生孔隙發(fā)育帶，為低孔、低滲透儲(chǔ)層。中下侏羅統(tǒng)埋深主要分布在2400～3600m 深度范圍段，其中2800～3600m 是次生孔隙主要發(fā)育帶，次生孔隙發(fā)育帶的發(fā)育有效提高了中下侏羅統(tǒng)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能，為油氣聚集與成藏提供了有利條件。

3 儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能主控因素

綜合分析表明，沉積條件是研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的基礎(chǔ)，溶蝕作用是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的關(guān)鍵，而斷層性質(zhì)直接影響溶蝕作用強(qiáng)度及范圍，碳酸鹽膠結(jié)作用、壓實(shí)作用起到次要作用，其他類型的膠結(jié)作用（硅質(zhì)膠結(jié)、泥質(zhì)膠結(jié)等）、交代作用、破裂作用等對(duì)目的層影響相對(duì)較小[13-30]。

圖6 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)孔隙度、滲透率隨埋深變化圖Fig.6 Variation of porosity and permeability with depth of J1+2 reservoirs in Kongnan area

3.1 沉積微相對(duì)砂體儲(chǔ)集性能的宏觀控制

孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)發(fā)育多種類型沉積相，北部孔店物源發(fā)育沖積扇、辮狀河、淺水三角洲等沉積相類型；西部舍女寺物源以辮狀河及沖積扇外扇等沉積相類型為主。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，辮狀河主河道、分流河道及淺水三角洲水下分流河道、河口壩等微相砂體具有“厚度大、粒度粗、分選好、物性高”的特征，孔隙度平均為17.9%，滲透率幾何平均值為2.17mD；辮狀河河道間、沖積扇外扇等微相儲(chǔ)集物性相對(duì)較差，孔隙度平均為9.8%，滲透率幾何平均值為0.2mD（圖7）。沉積微相類型不僅控制著儲(chǔ)層原生孔隙、巖石成分、粒度、結(jié)構(gòu)及成熟度等，同時(shí)還控制著碎屑巖儲(chǔ)集砂體的形態(tài)、分布、規(guī)模等，從宏觀上決定了有利砂體的空間展布[31-32]，其中以棗園地區(qū)原生孔隙發(fā)育程度最高，其次是王官屯地區(qū)。

3.2 溶蝕作用對(duì)砂體儲(chǔ)集物性的微觀影響

3.2.1 溶蝕作用的重要性和普遍性

圖7 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)沉積微相物性分布Fig.7 Distribution of physical properties of J1+2 sedimentary microfacies in Kongnan area

鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，中下侏羅統(tǒng)溶蝕現(xiàn)象非常普遍，溶蝕對(duì)象主要以長(zhǎng)石、巖屑及碳酸鹽膠結(jié)物為主，同時(shí)可見(jiàn)雜基及黏土膠結(jié)物的選擇性溶蝕等，溶蝕作用造成顆粒邊緣呈港灣狀、不規(guī)則齒狀及顆粒內(nèi)部呈斑點(diǎn)狀等；粒間溶孔多與殘余原生孔連通形成混合孔隙，顆粒遭受強(qiáng)烈溶蝕作用可形成超大孔甚至鑄?？?，顆粒內(nèi)部因溶蝕作用多形成蜂窩狀孔隙(圖3)。通過(guò)7 口井334 樣品點(diǎn)孔隙度與長(zhǎng)石、巖屑含量相關(guān)關(guān)系圖可知，長(zhǎng)石、巖屑含量與孔隙度呈明顯的正相關(guān)性（圖8），大量資料證實(shí)，有機(jī)酸通過(guò)絡(luò)合硅鋁酸鹽中的Al3+，造成硅鋁酸鹽被溶蝕程度要高于碳酸鹽膠結(jié)物[33-34]，因此長(zhǎng)石、巖屑含量的增高能夠增強(qiáng)溶蝕作用，提高溶蝕孔隙發(fā)育程度，為有利儲(chǔ)層的形成起到重要作用。統(tǒng)計(jì)表明，孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)溶蝕孔隙占總孔隙的一半以上，可見(jiàn)溶蝕強(qiáng)度對(duì)砂體儲(chǔ)集物性的好壞起著關(guān)鍵性作用。

圖8 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)孔隙度與長(zhǎng)石+巖屑含量相關(guān)圖Fig.8 Correlation between porosity and the content of feldspar +clastic composition of J1+2 in Kongnan area

3.2.2 斷層對(duì)次生溶孔的控制作用

通過(guò)鑄體薄片的鑒定、物性資料統(tǒng)計(jì)、孔隙度等值線和斷裂系統(tǒng)的平面疊合可知（圖9）：位于主干斷層上升盤且緊靠斷層面的G142、W10 等井區(qū)砂體溶蝕作用相對(duì)強(qiáng)烈。分析認(rèn)為，溶蝕現(xiàn)象主要是由于孔二段有機(jī)質(zhì)脫羧和干酪根生油過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸、CO2、H2S 等酸性流體進(jìn)入中下侏羅統(tǒng)砂體中，導(dǎo)致碳酸鹽膠結(jié)物及長(zhǎng)石、巖屑等硅鋁酸鹽礦物的溶蝕。斷層是溝通孔二段烴源巖與中下侏羅統(tǒng)砂體的主要通道，砂體所處斷盤位置、斷距大小及與斷層面的橫向距離等，均影響次生溶孔的發(fā)育區(qū)帶及強(qiáng)度。其中斷盤控制著中下侏羅統(tǒng)砂體的埋藏深度及與孔二段主力生烴層系之間的源位關(guān)系；斷距大小是溝通孔二段主力生烴層系與中下侏羅統(tǒng)砂體之間聯(lián)系的關(guān)鍵，適當(dāng)?shù)臄嗑嗖拍鼙ＷC孔二段烴源巖生成的酸性流體沿?cái)嗝孢\(yùn)移至中下侏羅統(tǒng)砂體中產(chǎn)生溶蝕作用；砂體與斷層面之間橫向距離決定了溶蝕區(qū)帶的范圍，靠近斷層面的砂體因接觸酸性流體的程度和概率較高，溶蝕程度較高，遠(yuǎn)離斷層面的砂體溶蝕程度相對(duì)較低。其中孔東斷層、官101 斷層、李天木斷層等對(duì)溶蝕作用的控制相對(duì)較強(qiáng)。

圖9 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)孔隙度等值線與斷裂系統(tǒng)疊合圖Fig.9 Overlap of porosity contours and fault systems of J1+2 in Kongnan area

4 酸溶模式

通過(guò)以上分析可知，孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)有利砂體的分布主要受沉積相帶、溶蝕強(qiáng)度、斷層等因素的疊合控制，形成了以次生溶孔和殘余原生孔混合為主的多種儲(chǔ)集空間類型，但由于次生溶孔在研究區(qū)發(fā)育程度非常高，主力出油層段都存在大量次生溶孔，因此明確形成次生孔隙發(fā)育帶的酸溶模式與特征，對(duì)尋找有利勘探目標(biāo)區(qū)具有重要的指導(dǎo)作用。

次生孔隙發(fā)育帶的分布主要受斷層、源位關(guān)系、酸性流體輸送方式等因素的控制，研究認(rèn)為，形成次生孔隙發(fā)育帶的酸溶模式主要有兩種，Ⅰ類酸溶模式：孔二段主力烴源巖和中下侏羅統(tǒng)砂巖儲(chǔ)層之間的聯(lián)絡(luò)性較強(qiáng)，二者直接對(duì)接或通過(guò)斷層面輸導(dǎo)溝通，生烴過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸、H2S 等酸性流體可直接沿?cái)鄬用嫦蛏陷攲?dǎo)或向下輸導(dǎo)進(jìn)入砂體使其發(fā)生溶蝕作用，這種酸溶模式稱之為“近源—強(qiáng)聯(lián)—直接輸導(dǎo)型”（圖10a），次生孔隙發(fā)育帶多圍繞斷層上升盤、緊靠斷層面呈輻射狀分部，向外溶蝕強(qiáng)度逐漸降低，王官屯地區(qū)及棗園地區(qū)常見(jiàn)該類型溶蝕；Ⅱ類酸溶模式：孔二段主力烴源巖與中下侏羅統(tǒng)砂體之間聯(lián)絡(luò)性較弱，酸性流體需要經(jīng)過(guò)砂體（通過(guò)對(duì)處于優(yōu)勢(shì)運(yùn)移路徑上的孔三段砂體鏡下鑒定發(fā)現(xiàn)了較強(qiáng)的溶蝕孔隙）及斷層的接力輸導(dǎo)進(jìn)入中下侏羅統(tǒng)砂巖儲(chǔ)層，在運(yùn)移路徑中已消耗掉部分酸性流體，所以對(duì)主圈閉內(nèi)砂體產(chǎn)生溶蝕作用的酸性流體流量較小、相互接觸程度低、接觸概率小，對(duì)砂體的溶蝕作用不如Ⅰ類酸溶強(qiáng)烈，這種酸溶模式稱為“遠(yuǎn)源—弱聯(lián)—接力輸導(dǎo)型”（圖10b），次生孔隙發(fā)育帶圍繞斷層上升盤和下降盤分布，溶蝕強(qiáng)度相對(duì)較弱，棗園地區(qū)發(fā)育這類酸溶類型。此外，由于距離斷層相對(duì)較遠(yuǎn)、斷層或砂體輸導(dǎo)性差而導(dǎo)致酸性流體無(wú)法有效進(jìn)入的砂體，溶蝕孔隙發(fā)育程度相對(duì)更低或沒(méi)有。

圖10 孔南地區(qū)中生界中下侏羅統(tǒng)砂體酸溶模式圖Fig.10 Dissolution modes of J1+2 sand bodies in Kongnan area

5 有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)綜合評(píng)價(jià)

5.1 有利儲(chǔ)層劃分標(biāo)準(zhǔn)

本文主要通過(guò)“孔隙度—砂體有效厚度—埋藏深度—斷層性質(zhì)”四要素定量疊合評(píng)價(jià)的方法[35]（表1），對(duì)中下侏羅統(tǒng)有利儲(chǔ)層進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其中孔隙度是最主要評(píng)價(jià)參數(shù)，是有利儲(chǔ)層最直接的表現(xiàn)， 權(quán)重設(shè)置為0.5；砂體有效厚度控制著砂體總儲(chǔ)集空間的大小，權(quán)重設(shè)置為0.3；埋藏深度影響儲(chǔ)層物性和目前技術(shù)條件下是否經(jīng)濟(jì)可采及開(kāi)采難度等，權(quán)重設(shè)置為0.2；斷層主要對(duì)砂體埋藏深度、溶蝕孔隙的發(fā)育程度及發(fā)育面積產(chǎn)生影響，但由于斷層的影響作用已經(jīng)在孔隙度、埋藏深度等參數(shù)中反映出來(lái)，所以不重復(fù)參與綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的計(jì)算，在此將權(quán)重系數(shù)設(shè)置為0，僅作為有利區(qū)邊界劃分的輔助性參數(shù)。為方便不同單位或量級(jí)指標(biāo)之間比較和加權(quán)，首先利用離差標(biāo)準(zhǔn)化法[xi=（x-xmin）/（xmax-xmin）]對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱標(biāo)準(zhǔn)化處理，使各數(shù)據(jù)均落到[0，1]，然后根據(jù)不同參數(shù)的權(quán)重系數(shù)建立綜合評(píng)價(jià)指數(shù)EI[35]：

式中 EI——綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；

φ′——標(biāo)準(zhǔn)化孔隙度；

H′——標(biāo)準(zhǔn)化砂體有效厚度；

D′——標(biāo)準(zhǔn)化埋藏深度。

表1 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Classification criteria for J1+2 favorable reservoir zones in Kongnan area

5.2 有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)預(yù)測(cè)

上述四要素疊合評(píng)價(jià)方法指導(dǎo)了王官屯、棗園地區(qū)中下侏羅統(tǒng)有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)預(yù)測(cè)（表1、圖11）。其中Ⅰ1類主要分布在主斷層（主要指能夠溝通中下侏羅統(tǒng)砂體與孔二段主力烴源巖的斷層）上升盤并緊靠斷層面（橫向距離小于1.2km）的區(qū)域，斷距相對(duì)較大，孔隙度一般在15%以上，砂體有效厚度大于25m，埋藏深度一般小于2700m，主要為辮狀河主河道、分流河道及淺水三角洲前緣水下分流河道沉積，分布面積為24km2；Ⅰ2類主要分布在主斷層上升盤并距離斷層面相對(duì)較近（橫向距離小于2.5km）的區(qū)域，斷距相對(duì)較大，孔隙度一般在10%以上，砂體有效厚度多分布在20～25m，埋藏深度一般小于3000m，主要為淺水三角洲水下分流河道及河口壩、辮狀河主河道及局部的分流河道沉積，分布面積為40km2；Ⅱ類主要分布在主斷層下降盤或者上升盤但距離斷層面相對(duì)較遠(yuǎn)的區(qū)域（橫向距離小于3.6km），斷距相對(duì)較小，孔隙度多在10%以上，砂體有效厚度為10～20m，埋藏深度為3000～3500m，主要為辮狀河分流河道及部分主河道沉積，分布面積為42km2；Ⅲ類主要分布在主斷層下降盤或者上升盤距離斷層面相對(duì)更遠(yuǎn)的區(qū)域，儲(chǔ)集空間以殘余原生孔為主、溶蝕孔隙為輔，孔隙度多在10%以上，砂體有效厚度小于10m，埋藏深度多超過(guò)3500m，主要為辮狀河分流河道沉積，分布面積為20km2；Ⅳ類主要分布在遠(yuǎn)離主斷層下降盤、巖性較細(xì)的辮狀河分流河道側(cè)緣沉積區(qū)域，難以見(jiàn)到明顯的溶蝕現(xiàn)象，孔隙度多為5%～10%。

圖11 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)綜合評(píng)價(jià)圖Fig.11 Comprehensive evaluation of J1+2 favorable reservoir zones in Kongnan area

6 油氣成藏組合及油氣勘探實(shí)踐

6.1 油氣成藏組合特征

研究區(qū)構(gòu)造—沉積演化特征顯示，中下侏羅統(tǒng)沉積時(shí)期，孔南地區(qū)以大范圍的辮狀河沉積為主，局部地區(qū)可見(jiàn)沖積扇及淺水三角洲沉積，形成了以辮狀河道、三角洲前緣砂體為主的儲(chǔ)層；至孔二段沉積期，研究區(qū)為滄東斷層和徐西斷層所夾持的地塹式沉積凹陷，湖盆內(nèi)部整體構(gòu)造穩(wěn)定、底形平緩、水體較深，形成了該凹陷主力生烴層系；孔一段沉積中后期構(gòu)造活動(dòng)逐漸強(qiáng)烈，滄東斷層和徐西斷層鏟式滑脫，兩斷層所夾持的上盤斷塊兩翼漸漸滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)控制斜坡的演化，孔店凸起出現(xiàn)雛形；至沙河街組、東營(yíng)組沉積期，孔店凸起基本形成，形成現(xiàn)今孔店、棗園及王官屯等地區(qū)構(gòu)造反轉(zhuǎn)的格局，這種“早凹晚凸”的構(gòu)造反轉(zhuǎn)史，造就了中下侏羅統(tǒng)特殊的構(gòu)造反轉(zhuǎn)型成藏組合。

根據(jù)烴源巖和儲(chǔ)層的空間位置關(guān)系及油氣輸導(dǎo)方式[36]，將中下侏羅統(tǒng)劃分為“源上”成藏和“源下—源側(cè)”成藏兩類成藏組合（圖12）?！霸瓷稀背刹亟M合：在構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用下，孔二段烴源巖位于中下侏羅統(tǒng)儲(chǔ)層之下，二者直接對(duì)接或通過(guò)油源斷裂側(cè)接溝通，孔二段烴源巖形成的烴類在浮力作用及勢(shì)差驅(qū)動(dòng)雙重動(dòng)力作用下直接運(yùn)移至對(duì)接的儲(chǔ)層或通過(guò)斷裂輸導(dǎo)進(jìn)入儲(chǔ)層而成藏，油氣運(yùn)移通道簡(jiǎn)單、高效，該類型成藏組合主要分布在王官屯地區(qū)（圖11）；“源下—源側(cè)”成藏組合：孔二段烴源巖位于中下侏羅統(tǒng)儲(chǔ)層之上或側(cè)向，形成上生下儲(chǔ)或側(cè)儲(chǔ)的關(guān)系，二者之間經(jīng)過(guò)斷裂向下輸導(dǎo)，或經(jīng)過(guò)斷裂與砂質(zhì)輸導(dǎo)層接力傳輸，該類型成藏組合主要分布在棗園地區(qū) （圖11）。

孔二段是孔店組最大湖泛期的沉積，以湖相深灰色、灰黑色(油)頁(yè)巖為主，是該區(qū)主力生烴層系，以Ⅰ型、Ⅱ1型有機(jī)質(zhì)為主，有機(jī)質(zhì)豐度高，熱演化程度適中，處于大量生油階段（表2），為中下侏羅統(tǒng)油氣成藏提供了充足的油源[37-38]；中下侏羅統(tǒng)沉積時(shí)期，研究區(qū)以辮狀河、淺水三角洲及沖積扇沉積為主，形成了以辮狀河道、水下分流河道等為主的砂體類型，在后期溶蝕作用下，形成了以溶蝕孔隙和殘余原生孔為主的儲(chǔ)層，為油氣成藏提供了大量的儲(chǔ)集空間；后期構(gòu)造活動(dòng)為孔二段烴源巖與中下侏羅統(tǒng)砂體之間的溝通提供了有效的油氣運(yùn)移通道；中下侏羅統(tǒng)大面積的泛濫平原泥巖及孔三段下部泥巖以物性封閉的形式對(duì)油氣藏起到封堵作用，是有效阻擋油氣逸散的良好蓋層；烴源巖、儲(chǔ)層、斷裂通道、蓋層及主生烴期、構(gòu)造反轉(zhuǎn)期的時(shí)空耦合關(guān)系是決定油氣成藏的關(guān)鍵，沙河街組和東營(yíng)組沉積期，圈閉及油氣運(yùn)移通道已基本形成，至館陶組和明化鎮(zhèn)組沉積期，孔二段烴源巖逐漸進(jìn)入主生烴期，生成的大量油氣沿?cái)嗔淹ǖ肋M(jìn)入圈閉并聚集成藏。

圖12 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)成藏組合模式圖Fig.12 Accumulation models of J1+2 favorable reservoirs in Kongnan area

表2 孔南地區(qū)孔二段烴源巖指標(biāo)Table 2 Hydrocarbon source rock index of Kong 2 Member in Kongnan area

6.2 勘探發(fā)現(xiàn)

在有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)綜合評(píng)價(jià)的指導(dǎo)下，近年來(lái)，重點(diǎn)針對(duì)王官屯、棗園地區(qū)Ⅰ1類及Ⅰ2類儲(chǔ)層有利勘探目標(biāo)區(qū)部署10 余口探井，其中G142 井、G1611井、Z1510 井等8 口井獲得工業(yè)性油流。王官屯地區(qū)G142 井位于孔東斷層上升盤，鉆遇主砂體距離斷層面約0.98km，以淺水三角洲前緣水下分流河道砂體沉積為主，鑄體薄片鏡下觀察發(fā)現(xiàn)砂體溶蝕作用強(qiáng)烈，平均孔隙度為24.5%，滲透率幾何平均值為65.8mD，自噴最高日產(chǎn)油達(dá)47.38t；棗園地區(qū)Z1510 井位于棗12 斷層上升盤，鉆遇主砂體距離斷層面0.7km，以辮狀河主河道砂體沉積為主，鑄體薄片鏡下觀察發(fā)現(xiàn)砂體溶蝕作用強(qiáng)烈，平均孔隙度為15.2%，滲透率幾何平均值為12.4mD，解釋油層18.3m/4 層，日產(chǎn)油20.1t。工業(yè)性油流井的共同特點(diǎn)是：①分布在主斷層上升盤且距離斷層面較近，埋藏深度較淺，一般小于2800m，斷層不僅為溶蝕孔隙的形成提供了酸性流體，而且為油氣藏的形成提供了運(yùn)移通道；②以辮狀河主河道、辮狀河分流河道、淺水三角洲前緣水下分流河道及河口壩砂體沉積為主；③鑄體薄片鏡下可觀察到砂體遭受強(qiáng)烈溶蝕現(xiàn)象，常形成超大孔甚至鑄?？住？碧綄?shí)踐證實(shí)，王官屯、棗園等地區(qū)中下侏羅統(tǒng)砂體被斷裂切割成多個(gè)深淺不一的斷塊帶，分布著多個(gè)斷塊油氣藏及地層不整合遮擋油氣藏，其中緊靠主斷層上升盤的辮狀河主河道或淺水三角洲前緣沉積區(qū)構(gòu)造—砂體有利匹配、油源—斷裂良好耦合，空間上形成多套含油層系，預(yù)計(jì)新增控制儲(chǔ)量達(dá)千萬(wàn)噸，展示了孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)碎屑巖良好的勘探前景。用是控制砂體儲(chǔ)集性能的關(guān)鍵，并進(jìn)一步總結(jié)出“近源—強(qiáng)聯(lián)—直接輸導(dǎo)型”和“遠(yuǎn)源—弱聯(lián)—接力輸導(dǎo)型”兩類酸溶模式，前者是形成大量次生溶孔的主要類型，也是未來(lái)探索的重點(diǎn)。

綜合利用控制儲(chǔ)層發(fā)育的四要素“孔隙度—砂體有效厚度—埋藏深度—斷層性質(zhì)”定量疊合的方法評(píng)價(jià)中下侏羅統(tǒng)有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，較過(guò)去定性評(píng)價(jià)方法，鉆井成功率提高至70%以上；提出的“源上”成藏組合和“源下—源側(cè)”成藏組合為有利目標(biāo)區(qū)井位部署提供了重要依據(jù)，也證實(shí)了孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)碎屑巖具備良好的勘探前景。

7 結(jié)論

通過(guò)本次研究，首次發(fā)現(xiàn)孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)大量發(fā)育的次生溶孔是改善儲(chǔ)層物性的主要原因，明確了沉積微相類型是決定砂體儲(chǔ)集性能的前提，溶蝕作