濰北凹陷孔店組油藏分布特征及控藏因素淺析

王志海(中國石油化工集團(tuán)有限公司勝利油田分公司物探研究院，山東 東營 257022)

0 引言

濰北凹陷是昌濰盆地東北部的一個次級凹陷，在凹陷東南部灶戶鼻狀構(gòu)造帶發(fā)現(xiàn)了濰北油田，孔店組是其主力含油層系，孔一、孔二、孔三段皆有油氣發(fā)現(xiàn)。該區(qū)域目前探明石油地質(zhì)儲量1.7938×107t，探明天然氣地質(zhì)儲量為5.79×108m3。油藏分布總體特征“東富西貧”，油氣主要集中在凹陷東部灶戶鼻狀構(gòu)造帶、南部斜坡帶和瓦城斷階帶東部。在凹陷東部從北向南的各個斷階均有油氣發(fā)現(xiàn)，而在西部瓦城地區(qū)僅北部深洼區(qū)見到油氣顯示，但未獲工業(yè)油流。

孔一中、下亞段及孔二上、中段是主要的含油層系?？滓欢翁矫鞯氖蛢α空伎偺矫鲀α康?0.81%，孔二中已經(jīng)探明的石油儲量占整個凹陷的47%，孔二上僅占2%?？兹蝺H上報預(yù)測儲量722×104t。不同含油層系的油氣平面分布范圍，既有重疊，又有差異。主要表現(xiàn)在，孔一段獲油氣流探井呈條南北、東西帶狀分布，孔二段獲油氣流探井呈錐字型形分布，孔三段獲油氣流探井呈散點狀分布。而在相同的含油層系中，存在層間差異性。在構(gòu)造和儲層均比較有利的位置，也并非所有斷塊都能成藏。

對于孔店組這種層間和層內(nèi)差異化油藏分布特征，需要系統(tǒng)認(rèn)識、全面理解。只有透過現(xiàn)象了解其背后的本質(zhì)原因，才能明確下一步勘探方向。本文主要從構(gòu)造和儲層兩個方面進(jìn)行了初步探討。

1 構(gòu)造因素

濰北凹陷在平面上可分為4個二級構(gòu)造單元：北部洼陷帶、中東部的灶戶鼻狀構(gòu)造帶、西部的瓦城斷階帶和南部緩坡帶。凹陷內(nèi)地層的整體構(gòu)造變化趨勢是北低南高、西低東高。

從近南北向剖面上看，在東部灶戶構(gòu)造帶及南部斜坡帶地區(qū)以北掉順向斷塊為主，西部瓦城地區(qū)以南掉反向斷塊為主，中間則以屬于過渡地區(qū)，以“Y”型花狀構(gòu)造為主。此外，在平面上斷層的走向也呈現(xiàn)規(guī)律性的變化。西部發(fā)育的地塹延展方向比較單一，以北西西向為主。東部灶戶鼻狀構(gòu)造帶在深層孔二段和孔三段以近東西向斷裂為主，在孔一段北東向的斷裂逐漸增多，和東西向斷裂共同出現(xiàn)，多處存在彼此切割關(guān)系。

1.1 西部瓦城地區(qū)

從斷層輸導(dǎo)油氣分析，瓦城斷階帶從北向南主要發(fā)育南掉反向斷層。在儲層欠發(fā)育區(qū)，反向斷層封堵油氣的概率往往高于順向斷層，導(dǎo)致瓦城地區(qū)南部高部位處在不利位置。瓦城斷階帶與東部灶戶鼻狀構(gòu)造帶相比，基本不發(fā)育南北向斷層。因為缺少南北向溝通油源斷層，輸導(dǎo)不利，導(dǎo)致瓦城成藏比較困難，是目前該區(qū)域無較大油氣發(fā)現(xiàn)的主要原因。

1.2 東部灶戶鼻狀構(gòu)造帶和南部斜坡帶

灶戶鼻狀構(gòu)造帶為受古地形控制而繼承性發(fā)育的、由北向南貫穿整個凹陷的正向構(gòu)造帶，其斷層組合主要呈網(wǎng)狀展布。該區(qū)帶受北東、北西和近東西向三組應(yīng)力共同作用，斷裂較西部瓦城地區(qū)更為復(fù)雜。從北向南多發(fā)育花式構(gòu)造，斷層為拉張-走滑作用形成的正斷層，多為高角度斷層[1]。在北部洼陷帶中部，3組北西向的斷裂是溝通油源和灶戶鼻狀構(gòu)造的橋梁，可以把洼陷生成的油氣優(yōu)先輸導(dǎo)到灶戶中部地區(qū)，然后在斷層和骨架砂體的疏導(dǎo)下，向東南部構(gòu)造高部位聚集成藏。因此，灶戶鼻狀構(gòu)造帶和南部緩坡帶是油氣運移聚集的主要指向區(qū)，在構(gòu)造背景上優(yōu)于北部洼陷帶和瓦城斷階帶。其油氣主要聚集在主構(gòu)造脊的微構(gòu)造附近，從孔一段到孔三段油氣平面范圍重疊的部分就在灶戶鼻狀構(gòu)造帶的中央位置。南部斜坡帶是灶戶鼻狀構(gòu)造帶的更高部位，理論上具備較大的成藏潛力。

2 儲層因素

濰北凹陷內(nèi)孔店組不同組段具有不同的油氣分布特征，主要與相應(yīng)層段的構(gòu)造和儲層特征有關(guān)。在凹陷東部，從孔三段到孔一段構(gòu)造特征的變化表現(xiàn)在，近東西向斷層逐漸減少，近南北向斷層逐漸增加。這種變化影響了油氣向南部運移的距離及平面展布范圍。在儲層方面，孔三段是大套火山巖夾薄層泥巖巖性組合，平面上滿洼分布；孔二段為泥包砂巖性組合，局部分布；孔一段為砂泥巖互層巖性組合，基本上滿洼分布。這種巖性組合變化及儲集物性的不同，影響了各層系之間的油氣富集程度(表1)。

表1 濰北凹陷孔店組各層系儲集性能對比

2.1 孔一段

孔一段儲層是河流-三角洲沉積的砂巖，儲層物性較好。除孔一中在洼陷西部和南部少部分地區(qū)外，基本是滿凹陷都有儲層分布。主力儲層為孔一中和孔一下亞段。

孔一段斷層相對發(fā)育，已發(fā)現(xiàn)的油氣藏主要是受斷層控制的構(gòu)造油氣藏，平面上油主要分布在灶戶鼻狀構(gòu)造帶，氣分布在南部斜坡帶。在凹陷東部，不僅東西向斷層發(fā)育，近南北向的斷層也比較發(fā)育。近南北向斷層對孔一段成藏具有較大影響。統(tǒng)計表明，已發(fā)現(xiàn)的探明儲量80%與一組南北向的一組帚狀斷裂有關(guān)。

2.1.1 斷層產(chǎn)狀

在這組南北向帚狀斷裂系統(tǒng)內(nèi)，筆者統(tǒng)計了孔一段已上報成藏斷塊油藏的含油高度和斷層傾角等斷層要素的數(shù)據(jù)。交匯分析發(fā)現(xiàn)，已見油斷塊的含油高度與斷層傾角、地層傾角、斷面寬度、斷層落差等因素有一定的相關(guān)性，而與斷層的走向的關(guān)系不明顯。具體表現(xiàn)在以下四方面：(1)油藏的含油高度與斷面寬度、斷層落差呈正相關(guān)。斷面越寬，斷層落差越大，斷層的側(cè)向封堵性越好，越有利于封堵油氣成藏?？滓恢械臄鄬勇洳?0～100m 的斷塊的封閉油氣的幾率較大。孔一下斷層落差在30～100m 封堵效果較好。(2)油藏的含油高度與地層傾角呈正相關(guān)。在15～50°地層傾角圍內(nèi)，地層傾角越大，越有利于斷層的側(cè)向封堵，越有利于封堵油氣成藏。(3)油藏的含油高度與斷面傾角呈負(fù)相關(guān)。斷面傾角越大，側(cè)向和垂向封堵性越差。已見油的斷塊的斷面傾角多集中在20～60°。(4)油藏的含油高度與斷層走向的關(guān)系不明顯。

2.1.2 砂巖百分含量

砂巖百分含量對孔一段成藏有一定的影響。砂巖百分含量高的地區(qū)的斷層兩盤砂巖對接的可能性大，不利于側(cè)向封堵；另外，砂巖百分含量高，則意味著泥巖的百分含量低，這樣降低了泥巖涂抹對斷層封堵的有效性?？傊?，斷層兩盤地層的砂巖百分含量過高不利于油氣封堵成藏。以孔一段為例，孔一中的砂巖百分含量一般在20%～30%左右，孔一下的砂巖百分含量比孔一中普遍要高，一般在40%左右。但是在已發(fā)現(xiàn)的斷塊油藏中，孔一中的數(shù)量明顯高于孔一下斷塊個數(shù)，單個斷塊的含油高度也比孔一下高。

2.2 孔二段

孔二段油氣主要分布在灶戶構(gòu)造帶、南部斜坡帶?？锥蔚貙臃稚现邢?部分?？锥蟻喍螢闇\湖沼澤沉積，一般為泥巖夾薄層砂巖；孔二中亞段為湖泊-扇三角洲沉積，儲層是扇三角洲前緣砂體、濁積砂主要為含礫砂巖，夾灰質(zhì)泥巖；孔二下亞段以灰色厚層泥巖為主?？锥蔚膬又饕植荚诳锥泻涂锥?。與孔一段相比，孔二段成藏受構(gòu)造和巖性雙重控制。孔二段油氣藏類型有構(gòu)造油氣藏、構(gòu)造-巖性油氣藏和巖性油氣藏3類，以構(gòu)造油氣藏為主。在儲層發(fā)育區(qū)，以構(gòu)造油藏為主；在儲層欠發(fā)育區(qū)，多發(fā)育巖性油藏。巖性油藏主要存在于孔二上。

一般認(rèn)為，孔二段的油氣沿垂直等值線的方向向南部斜坡帶運移。但是，孔二段整體表現(xiàn)為泥包砂的巖性組合特征，平面砂體連通性差，大規(guī)模長距離輸導(dǎo)油氣的能力較弱。分析認(rèn)為，孔二段油氣可能主要以斷層輸導(dǎo)向南部運移。

在洼陷東部，孔二段發(fā)育一系列東西、北東東方向“Y”型花式斷裂，平面不同方向的斷裂存在指狀交叉的展布特征。這阻擋了油氣的向東南部的直線運移。因此，推測在兩組地塹交叉處，油氣的運移可能像河流在流動過程中受地形影響會左右。即，油氣有可能沿繞過地塹邊界呈“之”型路線向南運移。從已發(fā)現(xiàn)的油氣藏平面展布規(guī)律來看，也具備“之”字形分布形態(tài)。這種油氣運移方式目前還是一種猜想，需要更多的證據(jù)佐證。

2.3 孔三段

濰北凹陷火山巖地層滿洼分布，油藏受構(gòu)造、裂縫、儲層等因素影響。其巖性90%巖性為玄武巖，儲集空間主要包括3類：原生孔隙，次生孔隙和裂縫。火山巖巖相主要為火山噴發(fā)相，原生孔隙比較發(fā)育，但大部分因為缺少裂縫溝通而變成無效孔隙。雖然孔三段地層厚度普遍500～700m 不等，但是見到油氣玄武巖普遍分布在孔三段頂部100m 以內(nèi)。表明只有經(jīng)歷后期裂縫改造和風(fēng)化作用才能成藏。而裂縫改造和風(fēng)化作用具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，油氣難以在孔三段地層內(nèi)部持續(xù)運移，這是孔三段油藏未能有規(guī)模儲量發(fā)現(xiàn)的重要原因。

3 結(jié)語

濰北凹陷的油氣主要集中在東部灶戶鼻狀構(gòu)造帶和南部斜坡帶，其主要原因為構(gòu)造位置有利和油源斷層發(fā)育。南部斜坡帶為油氣運移最終指向區(qū)，是下一步勘探的有利方向。

孔店組油藏不同層系分布特征不同?？滓欢沃饕苣媳毕驍鄬涌刂疲瑪鄬雍蜕皫r百分含量影響了圈閉有效性；孔二段儲層局部發(fā)育，油藏具備“之”字形分布形態(tài)，可能與以斷層為主的油氣運移路線有關(guān)；孔三段儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，規(guī)模成藏較難，局部富集。