蘇家屯油田滾動(dòng)評(píng)價(jià)研究

賈 瓊

（中國石化東北油氣分公司油田開發(fā)三年統(tǒng)籌規(guī)劃項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，吉林長春 130062）

蘇家屯油田構(gòu)造復(fù)雜、斷裂發(fā)育、斷塊間生產(chǎn)差異較大，2012年初期產(chǎn)建效果不理想。2013年開始，通過斷裂系統(tǒng)精細(xì)刻畫，在沉積、成藏新認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，圍繞曲家屯斷裂帶先后部署了4口滾動(dòng)井，均獲得高產(chǎn)工業(yè)油流，調(diào)整及擴(kuò)建方案新井投產(chǎn)16口，初期平均單井日產(chǎn)油10.75 t，含水40%。研究區(qū)滾-評(píng)-建一體化的運(yùn)作模式，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，顯示了較大的滾動(dòng)評(píng)價(jià)潛力。

1 概況

蘇家屯次洼構(gòu)造上位于梨樹斷陷西端北部斜坡帶，為桑樹臺(tái)斷層與皮家斷層所夾持的構(gòu)造帶。被皮家走滑斷層與梨樹斷陷主體和皮家氣田所分割，曲家屯斷裂將次洼分割，西部為洼陷帶，東部為斜坡帶，深洼帶構(gòu)造相對簡單，呈現(xiàn)由洼陷中心低點(diǎn)向四周抬高形態(tài)。斜坡帶蘇家屯油田，構(gòu)造異常復(fù)雜，由近南北向斷層分隔為多個(gè)斷階。地層自上而下發(fā)育第四系、白堊系上統(tǒng)嫩江組、姚家組、青山口組、下統(tǒng)泉頭組、登婁庫組、營城組、沙河子組、火石嶺組以及淺紅色花崗巖基底。研究區(qū)主要含油層系為營城三段，以細(xì)砂巖、含礫細(xì)砂巖和含礫中砂巖為主；砂巖填隙物中泥質(zhì)含量高，陸源碎屑顆粒以長石、巖屑為主；分選中等，泥巖以灰色、深灰色為主。北東、南西雙物源控制的扇三角洲前緣亞相，發(fā)育水下分流河道、河道間灣及席狀砂等微相；儲(chǔ)層平均孔隙度9.8%，平均滲透率4.25×10-3μm2，為低孔、特低-超低滲儲(chǔ)層，平面及層間非均質(zhì)性強(qiáng)。

2 構(gòu)造演化特征

2.1 斷裂類型及特征

研究區(qū)主要在伸展、走滑兩大力學(xué)背景下形成以順向斷層+調(diào)節(jié)斷層、走滑伴生斷層兩種斷裂組合為主的構(gòu)造樣式。根據(jù)斷層的形成期次及對構(gòu)造的控制作用，把蘇家屯-皮家斷裂劃分為四個(gè)等級(jí)。

一級(jí)斷裂：桑樹臺(tái)斷裂，控制梨樹斷陷箕狀特征的西邊界斷裂，是梨樹斷陷最大的控盆斷層。該斷裂長期活動(dòng)，斷開層位 T2-T5，控制了登婁庫到火石嶺組地層的沉積，斷層為北東傾向，延伸78 km。對梨樹斷陷及蘇家屯次洼的發(fā)育起主要控制作用，斷層北部為NE走向。

二級(jí)斷裂：皮家斷裂為走滑斷層，為NE走向，傾向近似直立，斷層走滑作用比較強(qiáng)烈。構(gòu)造組合表現(xiàn)為正花狀和反“Y”字型，兩側(cè)地層差異較大，并伴有火山活動(dòng)，斷開層位T3-T5，延伸17 km。皮家斷裂于營城組末期開始走滑，分割桑樹臺(tái)次洼和蘇家屯次洼，到登婁庫組時(shí)期斷裂活動(dòng)減弱，登婁庫末期皮家斷裂發(fā)生大規(guī)模左行走滑，走滑定型。桑樹臺(tái)斷裂被其切斷在南部和北部形成兩套沉積體系，該斷裂改造了斷陷期的構(gòu)造格局。

三級(jí)斷裂：曲家屯斷裂為長期活動(dòng)的同沉積斷層，為SN走向，斷開層位T3-T5，延伸大于10 km。從白堊紀(jì)早期火石嶺組-登婁庫組時(shí)期均有活動(dòng)，控制了其西部深洼帶次洼沙河子組和營城組時(shí)期的沉積?；顒?dòng)期伴生一系列同傾向正斷層，有不同程度的控制沉積作用，由東向西形成一系列斷階。

四級(jí)斷裂：伴生斷裂，受曲家屯斷裂、皮家斷裂控制，發(fā)育伴生和調(diào)節(jié)的小斷裂。在其兩側(cè)形成一系列的斷階帶，斷開地層厚度有限，主要為沙河子和營城組部分地層，對蘇家屯和皮家地區(qū)的油氣運(yùn)移、富集起關(guān)鍵性作用。

2.2 構(gòu)造演化

研究區(qū)形成與演化過程與梨樹斷陷基本相同，總體上經(jīng)歷了斷陷期、坳陷期和反轉(zhuǎn)期三個(gè)不同的演化時(shí)期，影響研究區(qū)的主要構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有火石嶺末期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，營城組末期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，登婁庫末期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及明水末的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[1-4]。其中，斷陷期又可分為初始斷裂期、強(qiáng)烈斷陷期、斷坳轉(zhuǎn)化期三個(gè)階段?；鹗瘞X時(shí)期為一系列獨(dú)立小斷陷，由早期斷裂控制，晚期覆蓋一套噴發(fā)相火山巖。沙河子時(shí)期桑樹臺(tái)斷裂及曲家屯斷裂形成，受桑樹臺(tái)斷裂控制，梨樹斷陷進(jìn)入沉降期。西部沈洋凸起暴露地表，接受剝蝕，東部斷陷區(qū)繼承古地形持續(xù)沉降。曲家屯斷裂為生長斷層，控制兩盤沉降，西部為地塹，沉降速率大于東部斷塊。

營城組四段西部沈洋凸起繼續(xù)暴露地表，接受剝蝕，桑樹臺(tái)斷裂以東的斷陷區(qū)開始快速沉降。曲家屯斷裂繼續(xù)生長。東部受楊大城子凸起影響，突出地表，接受剝蝕。

營城組三段西部沈洋凸起開始接受沉積，桑樹臺(tái)斷裂以東的斷陷區(qū)繼續(xù)沉降，速率變緩。受桑樹臺(tái)斷裂和曲家屯斷裂控制，沉降中心逐漸形成。受盆地近東西拉張和持續(xù)沉降影響，曲家屯斷裂以東形成一系列近南北走向斷裂，東部受楊大城子凸起影響，突出地表，接受剝蝕。營城組時(shí)期盆地繼續(xù)沉降，同時(shí)形成一系列斷裂。

營城組二段和營城組一期斷陷再次進(jìn)入快速沉降期，自西部沈洋凸起至東部楊大城子突起均接受沉積。曲家屯斷裂不斷生長，沉降中心明確，蘇家屯次洼形成。

登婁庫組時(shí)期沉降逐漸減弱。受區(qū)域左旋應(yīng)力影響，皮家走滑帶形成，蘇家屯次洼與梨樹斷陷主體分離。晚期北部整體抬升，接受剝蝕。填平補(bǔ)齊，開始進(jìn)入坳陷期沉積（圖1）。

3 沉積充填演化特征及儲(chǔ)層特征

3.1 沉積充填演化特征

蘇家屯次洼各時(shí)期地層厚度分布變化較大，沉降中心基本位于曲家屯斷層以西與桑樹臺(tái)斷層夾持區(qū)域，厚度具有繼承性，整體呈現(xiàn)由南西向北東逐漸減薄的分布特點(diǎn)，局部存在削截、超覆。斷陷期地層充填火石嶺組-登婁庫組，除火石嶺組有火成巖充填，其他各組段均為碎屑巖地層，砂泥互層。界面為最大湖泛面，各沉積時(shí)期沉降中心逐步向東南擴(kuò)大遷移。

圖1 蘇家屯地區(qū)構(gòu)造演化

火石嶺組時(shí)期：主要為濱淺湖-沖積扇沉積體系，夾火山巖碎屑堆積。沙河子組一段：早期湖盆范圍較小，發(fā)育沖積扇-濱淺湖沉積體系，粒度較粗。中后期湖盆迅速沉降，發(fā)育水下扇-半深湖沉積體系，粒度相對較細(xì)?？v向表現(xiàn)為加積序列，巖性組合為正旋回。沙河子組二段：湖盆繼續(xù)擴(kuò)大，沉積物供給速率明顯小于沉降速率，末期達(dá)到最大湖泛，主要為細(xì)粒沉積，為退積序列，正旋回，形成主力烴源巖。營城組四段時(shí)期：湖盆達(dá)到最大后，坡度變緩，盆地整體持續(xù)沉降，發(fā)育扇三角洲-半深湖沉積體系，主要為外前緣的河口壩、遠(yuǎn)端濁積巖微相，反旋回，發(fā)育次級(jí)烴源巖[1-5]。營城組三段：相對水深下降，以進(jìn)積、加積序列為主，發(fā)育扇三角洲-半深湖沉積體系，正旋回，以水下分流河道微相為主，形成主力有利儲(chǔ)層。營城組二段、營城組一段：湖盆擴(kuò)大，水深加深，以加積、退積序列為主，發(fā)育扇三角洲-半深湖沉積體系，正旋回以水下分流河道微相為主，形成有利儲(chǔ)層（圖2）。

圖2 蘇家屯地區(qū)沉積演化模式

3.2 儲(chǔ)層特征

蘇家屯油田主要含油砂組營城組三段Ⅳ-Ⅵ砂組平面上儲(chǔ)層發(fā)育，受沉積古地形和物源的影響，儲(chǔ)層厚度總體呈現(xiàn)西南深洼厚，斷階帶厚度減薄，向東北斜坡逐漸尖滅的特征。砂組間繼承性較好，砂體厚度 10～40 m，分兩個(gè)厚度中心，分別位于蘇4-梨2井北部和SW30井區(qū)。

統(tǒng)計(jì)研究區(qū)5口取心井，分析營城組三段儲(chǔ)層孔滲分化數(shù)據(jù)。巖心分析顯示，孔隙度為4.2%～15.5%，峰值區(qū)間為5%～15%，平均9.8%；滲透率為 0.043×10-3～28.200×10-3μm2，峰值區(qū)間為 1.000×10-3～10.000 ×10-3μm2，平均 4.250 ×10-3μm2。測井解釋顯示，孔隙度分布為5%～20%，峰值區(qū)間為5%～18%，油層平均15%；滲透率分布為 0.030×10-3～13.000 ×10-3μm2，峰值區(qū)間為1.000×10-3～10.000 ×10-3μm2，平均 2.650 ×10-3μm2，屬于低孔特低-超低滲儲(chǔ)層。

根據(jù)已完鉆井鉆遇情況分析顯示，平面非均質(zhì)性強(qiáng)。平均滲透率級(jí)差為25.8，突進(jìn)系數(shù)5.22，變異系數(shù)1.23。層間非均質(zhì)性較強(qiáng)，滲透率級(jí)差11～280，突進(jìn)系數(shù)1.36～4.02，變異系數(shù)0.5～2.2。

4 油氣藏特征及成藏規(guī)律

4.1 油氣藏特征

4.1.1 深洼帶（巖性氣藏、構(gòu)造巖性氣藏）

蘇家屯次洼多口井測試獲得了工業(yè)油氣。2011年3月至2011年5月，對L2井營城四段進(jìn)行壓裂測試，日產(chǎn)氣31 844 m3，累計(jì)產(chǎn)氣271 973 m3，測試結(jié)論為氣層，發(fā)現(xiàn)了蘇家屯油田 L2區(qū)塊氣藏。2012年先后鉆探SU2井、SW337井。對SU2井營城組四段進(jìn)行壓裂測試，日產(chǎn)氣24 280 m3，累計(jì)產(chǎn)氣457 486 m3。對SW337井營城組三段進(jìn)行壓裂測試，放噴求產(chǎn)，日產(chǎn)油少量，日產(chǎn)氣4 938 m3，累計(jì)產(chǎn)油0.32 t，累計(jì)產(chǎn)氣31 839 m3；對營城組三段進(jìn)行壓裂測試，放噴求產(chǎn)，日產(chǎn)油少量，日產(chǎn)氣8 584 m3，累計(jì)產(chǎn)氣115 703 m3，獲低產(chǎn)氣流。

分析該區(qū)的成藏條件發(fā)現(xiàn)，氣藏基本處于深洼區(qū)，平面上距離營城組四段和沙河子組優(yōu)質(zhì)烴源巖較近，垂向上鄰近或包裹于烴源巖，具有“近水樓臺(tái)先得月”的優(yōu)勢，二次排烴高峰為油氣的充注奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)桑樹臺(tái)和曲家屯兩大斷裂活動(dòng)派生斷層，為油氣的垂向輸導(dǎo)和側(cè)向封堵起到了積極作用，主要形成自生自儲(chǔ)和斷層封堵性油氣藏。目前洼陷帶基本以天然氣為主，可能在晚期氣烴排放高峰期，后期氣烴充注過程中破壞了原油烴充注的靜態(tài)平衡，部分充滿度不高的氣藏可能在斷層分期或分段不完全封堵條件下，散失殘留形成。

4.1.2 斷階帶（斷層油氣藏）

2013—2014年，在曲家屯斷層上升盤斷階帶部署了SW33-40井、SW33-41井和SW33-46井，分別獲得了日產(chǎn)12.00，8.00，50.00 t高產(chǎn)油流，其中SW33-41井、SW33-46井日產(chǎn)氣10 000 m3。

已發(fā)現(xiàn)的油氣藏基本處于環(huán)洼帶，曲家屯斷層上升盤的斷階帶，平面上距離營城組四段和沙河子組優(yōu)質(zhì)烴源巖相對較近，垂向上發(fā)育曲家屯斷層及派生油源斷層。從油藏剖面上看，靠近油源斷層近油氣相對富集，含油層系多。分析認(rèn)為，垂向上，油氣運(yùn)移能力隨著垂向距離的增大而降低，廣泛發(fā)育的營城組三段Ⅳ砂組大厚砂層，油氣充滿度較低；平面上，油氣充注能力隨著橫向穿越斷階的數(shù)目增多而降低，斷階東部的區(qū)塊，含油飽和度低，多階斷層起到了多層封堵油氣的作用（圖 3）。多次排烴過程通過油源斷層將油氣不斷向高部位油氣指向區(qū)域驅(qū)排，同時(shí)改造處于低部位先期成藏的油氣藏，伴隨油氣充注的多過程，完成多次分異平衡。根據(jù)蘇家屯次洼目前勘探開發(fā)測試的結(jié)果，存在的油氣藏類型主要有透鏡體氣藏、斷層油氣藏和上傾尖滅油藏。

圖3 蘇家屯營城組三段油藏示意剖面

4.2 油氣成藏規(guī)律

分析蘇家屯次洼油氣藏認(rèn)為，油氣成藏整個(gè)過程符合差異聚集原理的多期充注油氣成藏過程，具有近源分期、斷砂運(yùn)聚、逐級(jí)充注、差異富集的成藏規(guī)律。從深洼帶至斷階帶，呈現(xiàn)水氣—?dú)獠亍蜌獠亍筒亍退植家?guī)律[6-9]。

對蘇家屯地區(qū)沉積體系、構(gòu)造、斷裂等分析，認(rèn)為該區(qū)的油氣藏主控因素有距生油洼陷的距離（距烴源巖的距離）、構(gòu)造背景、油源斷層、沉積相（沉積微相）。蘇家屯次洼雖然是桑樹臺(tái)生油氣洼陷的一部分，但是后期受到皮家走滑斷裂的改造，成為相對獨(dú)立的一個(gè)小洼陷，其烴源巖分布面積相對較小，厚度薄，埋藏淺，決定了該洼陷烴源巖的規(guī)模和品質(zhì)，成熟度相對低，運(yùn)移能力相對較近。因此，深洼帶的邊部和環(huán)洼帶是油氣運(yùn)移的優(yōu)勢區(qū)；構(gòu)造背景決定了油氣的運(yùn)移方向，斜坡帶、斷階帶、背斜構(gòu)造、斷鼻構(gòu)造等都是油氣的聚集優(yōu)勢方向，LI2、SU2井區(qū)都具有斜坡背景，曲家屯斷階帶也具有斜坡背景；油源斷層控制著油氣運(yùn)移的距離，長期活動(dòng)的桑樹臺(tái)斷裂、曲家屯斷裂和營城組四段及沙河子組斷層均為有效的油氣運(yùn)移通道[10-13]；沉積相控制著物源方向，沉積相類型對儲(chǔ)層物性也有著明顯的控制作用，對于不同的沉積相，其沉積時(shí)的古地形、水動(dòng)力、沉積物的成分等具有較大的差異，這往往造成不同沉積相的儲(chǔ)層物性具有較大的差異。蘇家屯地區(qū)營城組主要發(fā)育扇三角洲沉積相類型，不同的沉積微相，儲(chǔ)層物性不同。對扇三角洲和辮狀河三角洲不同沉積微相深度與孔隙度、滲透率剖面以及各沉積相物性分布直方圖對比發(fā)現(xiàn)，其共同特征是，水下分流河道儲(chǔ)層物性最好，河口壩、席狀砂儲(chǔ)層物性次之，水下分流間灣儲(chǔ)層物性最差。

5 有利區(qū)帶劃分及目標(biāo)優(yōu)選

根據(jù)蘇家屯地區(qū)營城組三段構(gòu)造及沉積背景，將該區(qū)域劃分為深洼濁積巖構(gòu)造相帶、鄰?fù)萃馇熬墭?gòu)造巖相帶、順向斷階前緣構(gòu)造巖相帶、皮家走滑復(fù)雜構(gòu)造巖性帶、北部斜坡凸起前緣構(gòu)造巖相帶五個(gè)構(gòu)造巖相帶（圖4），其中，順向斷階前緣構(gòu)造巖相帶位于拉張作用形成的順向斷階帶，以曲家屯斷層為代表，局部控制沉積，儲(chǔ)層主要為前緣水下分流河道砂體；鄰?fù)萃馇熬墭?gòu)造巖相帶，斷裂以盆地拉張時(shí)形成的調(diào)節(jié)斷層為主，沉積相帶主要為扇三角洲外前緣。二者分布在油源斷層曲家屯斷層兩側(cè)，且位于運(yùn)移指向區(qū)，綜合分析確定順向斷階前緣構(gòu)造巖相帶和鄰?fù)萃馇熬墭?gòu)造巖相帶是下步滾動(dòng)勘探和油藏評(píng)價(jià)的重點(diǎn)區(qū)帶和潛力區(qū)帶[14-16]。

圖4 蘇家屯地區(qū)構(gòu)造巖相帶劃分

綜合各方面因素，在鄰?fù)萃馇熬墭?gòu)造巖相帶篩選出SW30西斷塊和SW333斷塊兩個(gè)有利區(qū)。這兩個(gè)斷塊靠近生油洼陷和油源斷層，利于油氣運(yùn)移補(bǔ)給；有斜坡背景，油氣長期運(yùn)移指向，多斷階發(fā)育，有利于油氣聚集保存；處于東北部和南部雙物源交匯的扇三角洲前緣有利相帶，埋深淺，物性好；構(gòu)造解釋清晰，落實(shí)程度高，斷塊圈閉可靠；于氣藏—油氣藏—油水分布規(guī)律中間過渡帶，且SW333井、SW33-40井、SW33-41井、SW30井、SW33-5井上下層系均獲得油流，成藏潛力大。這兩個(gè)有利區(qū)含油面積1.78 km2，儲(chǔ)量80.6×104t，建議優(yōu)選評(píng)價(jià)SW333斷塊。

6 結(jié)論

（1）蘇家屯次洼在伸展、走滑兩大力學(xué)背景作用下，發(fā)育了順向、調(diào)節(jié)、走滑伴生三種斷層類型，存在桑樹臺(tái)、皮家、曲家屯三大斷裂體系，斷裂發(fā)育可劃分為7個(gè)期次。

（2）蘇家屯區(qū)塊營城三期相對水深下降，以進(jìn)積、加積序列為主，發(fā)育扇三角洲-半深湖沉積體系，正旋回以水下分流河道微相為主，形成主力有利儲(chǔ)層。受沉積古地形和物源影響，儲(chǔ)層厚度總體呈現(xiàn)西南深洼厚，斷階帶厚度減薄，向東北斜坡逐漸尖滅的特征。砂組間繼承性較好。

（3）蘇家屯區(qū)塊具有近源分期、斷砂運(yùn)聚、逐級(jí)充注、差異富集的成藏規(guī)律，總體上從深洼帶至斷階帶，呈現(xiàn)水氣—?dú)獠亍蜌獠亍筒亍退植家?guī)律。烴源巖距離、構(gòu)造背景、油源斷層、沉積相為成藏主控因素。

（4）蘇家屯區(qū)塊劃分深洼濁積巖構(gòu)造巖相帶、鄰?fù)萃馇熬墭?gòu)造巖相帶、順向斷階前緣構(gòu)造巖相帶、皮家走滑復(fù)雜構(gòu)造巖性帶、北部斜坡凸起前緣構(gòu)造巖相帶五個(gè)構(gòu)造巖相帶，順向斷階前緣構(gòu)造巖相帶和鄰?fù)萃馇熬墭?gòu)造巖相帶是進(jìn)一步滾動(dòng)勘探和油藏評(píng)價(jià)的重點(diǎn)區(qū)帶和潛力區(qū)帶。