渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷隱蔽潛山油藏新發(fā)現(xiàn)及其意義

馬立馳，王永詩(shī)，景安語(yǔ)

(中國(guó)石化 勝利油田分公司 勘探開發(fā)研究院，山東 東營(yíng) 257015)

濟(jì)陽(yáng)坳陷是渤海灣盆地的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，其下古生界主要為碳酸鹽巖，地層厚度達(dá)1 400 m，油氣主要來(lái)源于第三系，為新生古儲(chǔ)型油藏。該類潛山油藏經(jīng)過(guò)50余年的勘探，已經(jīng)探明儲(chǔ)量近2億噸，先后發(fā)現(xiàn)了義和莊、樁西、埕島、富臺(tái)等多個(gè)潛山油藏，是勝利油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要陣地。從潛山多年的發(fā)展歷程看，濟(jì)陽(yáng)坳陷潛山勘探經(jīng)歷了殘丘塊斷潛山勘探和多樣性潛山勘探兩大階段后，現(xiàn)今進(jìn)入到隱蔽潛山勘探階段[1-7]。隨著勘探程度的不斷提高，對(duì)濟(jì)陽(yáng)坳陷潛山成藏認(rèn)識(shí)也逐漸加深，形成了與不同勘探階段相適應(yīng)的成藏模式。特別是近幾年，隨著一些新的潛山專探井和兼探井的成功，發(fā)現(xiàn)了埕北313、埕北古斜14、陳41-斜1等與傳統(tǒng)成藏模式相“矛盾”的潛山油藏。這些油藏的發(fā)現(xiàn)，促使我們重新審視已有的成藏模式。本文旨在相似性中尋找差異性，并嘗試建立具有特殊性的成藏模式，為下一步濟(jì)陽(yáng)坳陷乃至整個(gè)渤海灣盆地碳酸鹽巖潛山挖潛提供新的方向。

1 傳統(tǒng)潛山油氣藏成藏模式

通過(guò)對(duì)濟(jì)陽(yáng)坳陷已有的潛山油藏進(jìn)行解剖，上報(bào)探明儲(chǔ)量的潛山油藏從儲(chǔ)層類型上分為2類：一類是風(fēng)化殼型潛山油藏；另一類是潛山內(nèi)幕型油藏。發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量主要是以風(fēng)化殼型潛山油藏為主，占整個(gè)儲(chǔ)量的80%。不論是哪種類型的潛山，從潛山油藏圈閉類型來(lái)講主要有2種模式：一種是潛山山頭風(fēng)化殘留形成的自圈型構(gòu)造圈閉；另一種是由于斷層的存在形成的斷塊型潛山圈閉成藏。斷塊型潛山是當(dāng)前濟(jì)陽(yáng)坳陷的斷陷盆地中已發(fā)現(xiàn)潛山油藏的主體。對(duì)于斷塊型潛山經(jīng)過(guò)多年來(lái)的實(shí)踐，已經(jīng)形成了基本共識(shí)，并建立了相應(yīng)的成藏模式[1-5](圖1)。

從濟(jì)陽(yáng)坳陷下古生界潛山風(fēng)化殼儲(chǔ)層統(tǒng)計(jì)來(lái)看，風(fēng)化殼儲(chǔ)層集中段厚度一般在250 m左右。當(dāng)潛山斷層為反向斷層時(shí)，潛山山頭側(cè)向大多對(duì)接中生界，由于中生界碎屑巖混雜堆積，物性一般較差，該類型一般側(cè)向封堵條件都較好，圈閉有效性基本落實(shí)(圖1?)。在潛山發(fā)育順向斷層的情況下，如果斷層斷距小于250 m，其沒(méi)有斷開風(fēng)化殼儲(chǔ)層集中發(fā)育段，斷層下降盤斷塊高部位與側(cè)向?qū)拥臄鄬由仙P斷塊風(fēng)化殼儲(chǔ)層低部位連通，從而影響其圈閉有效性(圖1?)。只有當(dāng)潛山順向斷層斷距大于250 m且未對(duì)接到奧陶系冶里組—亮甲山組內(nèi)幕油藏的低部位的情況，潛山才可成藏(圖1?)。

2 近期新發(fā)現(xiàn)的潛山油氣藏

2.1 埕北313負(fù)向構(gòu)造型潛山油氣藏

埕北313潛山位于濟(jì)陽(yáng)坳陷東北部的埕島潛山東南部。該區(qū)已經(jīng)在埕北30、埕北302、埕北306等多個(gè)潛山山頭上報(bào)下古生界探明儲(chǔ)量3 000多萬(wàn)噸。由于勘探程度不斷提高，該潛山帶正向構(gòu)造都已經(jīng)有井鉆遇油氣藏。在傳統(tǒng)潛山成藏模式指導(dǎo)下，現(xiàn)存的潛山斷塊都存在如下問(wèn)題：負(fù)向構(gòu)造高部位側(cè)向都對(duì)接正向構(gòu)造的低部位，由于2個(gè)斷塊之間斷層斷距小(小于250 m)(圖1?)，所以負(fù)向構(gòu)造圈閉大多因?yàn)閭?cè)向圈閉有效性問(wèn)題而不能成藏，故該潛山帶近十余年沒(méi)有鉆探新井。

整體上看，該潛山帶位于東部渤中凹陷烴源巖最大生烴中心深度之上，從油源角度講其具有整帶含油的可能。2017年借助新采集的高精度三維資料，精細(xì)開展了潛山構(gòu)造重新解釋。在埕北302和埕北306兩個(gè)正向構(gòu)造之間的鞍部發(fā)育了一系列負(fù)向構(gòu)造圈閉。埕北313潛山南北2個(gè)方向側(cè)向?qū)游镄暂^差的中生界下部層段，對(duì)接關(guān)系較好，封堵條件較好。埕北313潛山西側(cè)對(duì)接埕北302塊上寒武統(tǒng)崮山組和長(zhǎng)山組，這2個(gè)組物性較差，可以充當(dāng)遮擋層。該潛山向東高部位側(cè)向?qū)盂舯?06井含油水層，該套儲(chǔ)層試油日產(chǎn)油81 t、水66 m3。如果東側(cè)的斷層不封堵，該斷塊就有可能與埕北306井具有統(tǒng)一的含油底界，從而處于油水界面以下而不能成藏(圖2)。研究中發(fā)現(xiàn)埕北313東側(cè)斷層古近紀(jì)后不活動(dòng)，為一個(gè)老斷層，這類斷層往往后期膠結(jié)作用較強(qiáng)，因而具備一定的封堵能力。另外該斷層為燕山期郯廬斷裂左旋走滑作用下形成的NE向走滑斷層，斷面較直立，具有一定的走滑壓扭特征，從斷層性質(zhì)分析認(rèn)為也應(yīng)該具有一定的封堵能力。如果封堵的話，該潛山帶負(fù)向構(gòu)造就都有可能成藏。2017年大膽鉆探了一口具有一定風(fēng)險(xiǎn)的探井——埕北313井。埕北313井兩次試油分別獲得日產(chǎn)油64 t、氣15 055 m3和油325 t、氣10 823 m3的高產(chǎn)油氣流。該井的成功，打破了潛山兩側(cè)由于斷層斷距小與滲透性地層對(duì)接而連通的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)(圖1?)，從而使負(fù)向構(gòu)造帶的潛山勘探成為可能。

圖1 渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷潛山傳統(tǒng)成藏模式

圖2 渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷埕島地區(qū)埕北313潛山油藏剖面

2.2 埕北古斜14斜坡型潛山油氣藏

埕北古斜14潛山位于濟(jì)陽(yáng)坳陷埕島潛山中部的埕北20潛山帶。按照傳統(tǒng)的潛山成藏模式，該潛山帶構(gòu)造高部位已經(jīng)先后鉆探了勝海古2、埕北古4、埕北古11等10多口井并獲得了成功。在已有的有利圈閉都已經(jīng)鉆探完畢的情況下，剩下的區(qū)域主要是潛山頂面沒(méi)有斷距的斜坡帶(圖1?)。傳統(tǒng)模式下認(rèn)為斜坡帶油氣主要聚集在斜坡的高部位，斜坡的腰部由于潛山頂面斷層不發(fā)育而不具備圈閉條件(或者說(shuō)不具備有效圈閉條件)，因而該潛山帶勘探已經(jīng)沒(méi)有了進(jìn)一步拓展的空間。

構(gòu)造活動(dòng)和斷層性質(zhì)重新分析發(fā)現(xiàn)了新的圈閉。濟(jì)陽(yáng)坳陷潛山在經(jīng)歷了印支期擠壓抬升和燕山期郯廬斷裂左旋剪切拉張作用后，早期發(fā)育的斷層由于后期區(qū)域性的抬升而剝蝕殆盡，潛山頂面表現(xiàn)為沒(méi)有斷距，從而潛山表現(xiàn)為一個(gè)大的斜坡。而實(shí)際上潛山內(nèi)部老斷層兩側(cè)地層是不一致的，是存在斷距的(圖3)。借助新的三維資料，對(duì)斷層兩側(cè)同相軸和波組特征有變化的老斷層發(fā)育的地方開展了二次重新解釋。經(jīng)過(guò)重新解釋，新增加10多個(gè)圈閉。

斷層封堵性分析落實(shí)了圈閉有效性。受傳統(tǒng)成圈模式思維束縛，認(rèn)為前述新增加的圈閉即使存在也會(huì)因?yàn)轱L(fēng)化殼連通問(wèn)題而不具備成藏條件。2018年，在埕北313井獲得成功的啟示下，我們大膽分析認(rèn)為斜坡部位的老斷層后期基本不活動(dòng)，應(yīng)該也具有一定的封堵能力。一旦其具有封堵能力，斜坡部位就會(huì)由于老斷層的存在而發(fā)育多個(gè)斷塊圈閉，從而改變了只有整個(gè)斜坡最高部位靠自身圈閉才可成藏的思維束縛。據(jù)此鉆探了埕北古斜14井，該井下古生界3 792.00～3 938.56 m井段上馬家溝組10 mm油嘴放噴求產(chǎn)，日產(chǎn)油52 t。該井的成功，打開了潛山斜坡帶由于沒(méi)有“斷層”而不能形成圈閉的瓶頸，極大地拓寬了潛山勘探的戰(zhàn)場(chǎng)。

2.3 側(cè)向?qū)拥谌蹈邼B透儲(chǔ)層型潛山油氣藏

陳家莊潛山位于濟(jì)陽(yáng)坳陷中部陳家莊凸起北部。該地區(qū)為一個(gè)高凸起區(qū)，主要的勘探層系是新近系的館陶組，下古生界潛山油氣藏只有零星的發(fā)現(xiàn)。近幾年在該區(qū)的勘探過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一類特殊的潛山油氣藏，即潛山風(fēng)化殼高部位側(cè)向?qū)痈邼B透性的第三系儲(chǔ)層。在以往的勘探中，這種接觸關(guān)系的潛山大多都由于潛山圈閉有效性的原因而失利，但是在本區(qū)先后有幾口潛山兼探井獲得成功。這些成功大大沖擊了傳統(tǒng)潛山圈閉有效性的認(rèn)識(shí)，從而也說(shuō)明我們對(duì)地下未知世界了解得還不夠深入。

2.3.1 陳41-斜1潛山風(fēng)化殼—砂巖對(duì)接油氣藏

陳41-斜1井位于陳43井西北斷塊高部位，該井1 509.39～1 515.35 m投產(chǎn)于奧陶系潛山，6 mm油嘴求產(chǎn)日產(chǎn)原油40 t，不含水。而該井圈閉高部位側(cè)向?qū)雨?3井東營(yíng)組大套砂巖，該套砂巖試油日產(chǎn)水80 m3(圖4)。從陳43和陳41-斜1井2口井的測(cè)試數(shù)據(jù)分析，位于兩者之間的斷層必是封堵性非常好的斷層。而從該斷層活動(dòng)性看，其在新近紀(jì)還在活動(dòng)，這種特殊的成藏模式同埕北313井老斷層封堵相比更具有偶然性。筆者分析其成藏可能有2個(gè)原因：一是從淺層斷層組合和斷面發(fā)育特點(diǎn)看，斷層具有一定的走滑壓扭性質(zhì)，但這一走滑應(yīng)該是新近紀(jì)右旋走滑作用的結(jié)果；二是有可能為后期斷層泥涂抹作用的結(jié)果。

圖3 渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷埕島地區(qū)埕北古斜14地震剖面

2.3.2 羅古2潛山風(fēng)化殼—生物灰?guī)r對(duì)接油氣藏

羅古2井位于羅31井北部潛山斷塊。該斷塊高部位通過(guò)斷層側(cè)向?qū)恿_31井沙一段生物灰?guī)r(圖5)。羅31井沙一段底部生物灰?guī)r集中發(fā)育，3層厚度達(dá)30 m，中間最厚一層厚12 m，3套生物灰?guī)r分別試油出水都在20 m3以上，物性非常好。羅古2井1 789.24～1 864.93 m，油管放噴，日產(chǎn)油47 t，日產(chǎn)水116 m3。羅31井和羅古2井之間的斷層同上面的陳43井?dāng)鄬右粯樱笃跀鄬右廊换顒?dòng)，其封堵作用值得我們進(jìn)一步思考。

陳家莊地區(qū)最近新發(fā)現(xiàn)的側(cè)向?qū)痈邼B透儲(chǔ)層型潛山油氣藏，給前期認(rèn)為側(cè)向圈閉有效性差的高凸起型潛山勘探又進(jìn)一步指明了方向。嚴(yán)格來(lái)講，該種類型潛山成藏較難，今后的勘探中要加強(qiáng)該類潛山的斷層活動(dòng)性和封堵性的分析，從而提高勘探成功率。

3 新發(fā)現(xiàn)潛山油氣成藏控制因素剖析

以上3類潛山圈閉要想成藏，核心是圈閉的有效性問(wèn)題。圈閉有效性受何種因素控制目前還沒(méi)有確定的答案[8-28]。本文從如下2個(gè)方面進(jìn)行了探討。

3.1 斷層特征與其封堵性能

濟(jì)陽(yáng)坳陷下古生界經(jīng)歷了印支期擠壓抬升、燕山期左旋負(fù)反轉(zhuǎn)斷陷和喜馬拉雅期繼承斷陷、差異斷陷以及走滑等階段最終定型。印支、燕山和喜馬拉雅3期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)疊合，潛山最終表現(xiàn)為張性正斷為主的特征。但是部分地區(qū)擠壓形成的逆斷層在后期拉張作用下仍然有殘留，表現(xiàn)為逆斷特征。同時(shí)郯廬斷裂左行和右行走滑影響較大，走滑斷層普遍發(fā)育，對(duì)構(gòu)造、地層和成藏的展布起重要作用。特別是燕山期與郯廬斷裂左旋走滑同時(shí)形成的北東向走滑斷層本身就具有壓扭性質(zhì)，因而封閉性較強(qiáng)。其次研究區(qū)存在很多燕山期之后不活動(dòng)的斷層，后期不活動(dòng)的老斷層往往膠結(jié)充填作用較強(qiáng)。巖心上發(fā)現(xiàn)這時(shí)期形成的斷層基本上都被方解石所充填。

整體上看，上文中論述的負(fù)向型的埕北313井、斜坡式的埕北古斜14井以及高滲透型的潛山控圈斷層都具有北東向的走滑性質(zhì)，特別是前兩者都在古近紀(jì)后不活動(dòng)，因而圈閉有效性更好。

3.2 “類砂泥巖”潛山儲(chǔ)層發(fā)育模式及其封堵性能

如圖3所示的油藏剖面，當(dāng)前對(duì)潛山儲(chǔ)層認(rèn)識(shí)都是按照層狀儲(chǔ)層發(fā)育模式來(lái)建立的。該模式的建立基于如下認(rèn)識(shí)：通常情況下，潛山頂面250 m以內(nèi)一般都解釋了多套1類層和2類層，同時(shí)潛山風(fēng)化殼都發(fā)育裂縫，這些裂縫將多套1類層和2類層溝通形成一個(gè)完整的儲(chǔ)層集中發(fā)育段，故把這套儲(chǔ)層集中發(fā)育段當(dāng)成一個(gè)統(tǒng)一體，按照層狀儲(chǔ)層模式來(lái)分析現(xiàn)有的油氣成藏。

圖4 渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷陳家莊地區(qū)陳41-斜1潛山油藏剖面

圖5 渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷陳家莊地區(qū)羅古2潛山油藏剖面

濟(jì)陽(yáng)坳陷潛山油藏出現(xiàn)了與傳統(tǒng)潛山模式相矛盾的成藏模式，除了用斷層封堵性來(lái)解釋之外，筆者大膽提出另一種可能?，F(xiàn)在的潛山風(fēng)化殼測(cè)井解釋的1類層和2類層之間往往發(fā)育致密段或者有物性較差的3類層，風(fēng)化殼儲(chǔ)層凈毛比很少有大于30%的，也就是說(shuō)潛山風(fēng)化殼儲(chǔ)層發(fā)育了大量的非滲透性隔層。在1類層和2類層之間裂縫不發(fā)育的情況下，能否把1類層和2類層看成碎屑巖儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)中的砂巖，而其他層段看成碎屑巖儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)中的泥巖，如果這種“類砂泥巖”潛山儲(chǔ)層發(fā)育模式成立的話，潛山側(cè)向封堵性的分析將開辟一個(gè)新的天地。這樣的話，很多認(rèn)為側(cè)向封堵性不好的潛山圈閉都可納入勘探視線。勘探實(shí)踐中我們也確實(shí)發(fā)現(xiàn)，一是很多潛山取心井裂縫不是很發(fā)育，二是大多數(shù)裂縫都被方解石所充填而失去滲流能力。

因此，碳酸鹽巖潛山“類砂泥巖”儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)的特殊性有可能是決定特殊圈閉有效性的核心。

4 結(jié)論

(1)濟(jì)陽(yáng)坳陷下古生界經(jīng)歷了多期、多種力學(xué)性質(zhì)改造，擠壓—拉張—走滑3種機(jī)制并存，拉張為主要的控藏因素，擠壓和走滑對(duì)后期控藏也起到重要作用。新發(fā)現(xiàn)的幾種特殊的成藏模式都與擠壓和走滑斷層有關(guān)。

(2)碳酸鹽巖地層的斷裂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是古近紀(jì)后不活動(dòng)的斷層受后期膠結(jié)作用改造較大，封堵性很強(qiáng)。

(3)碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同地區(qū)受到局部因素控制，發(fā)育模式各異，似層狀類砂泥巖模式在整個(gè)地層儲(chǔ)層發(fā)育模式中應(yīng)該占有一定的比例。