富油氣凹陷斜坡帶巖性地層油藏成藏模式與勘探潛力

富油氣凹陷斜坡帶巖性地層油藏成藏模式與勘探潛力

根據(jù)中國(guó)歐盟坳陷勘探潛力研究，富油氣塌陷油氣資源豐富，松坂帶勘探面積大，長(zhǎng)期以來(lái)一直位于油氣運(yùn)移的有利方向上。這是巖性層油氣形成的有利區(qū)域，也是深化勘探的重要領(lǐng)域。近年來(lái),加強(qiáng)緩坡帶巖性地層油氣藏成藏條件研究和勘探實(shí)踐,在霸縣凹陷文安斜坡和饒陽(yáng)凹陷蠡縣斜坡勘探中都取得了新突破,發(fā)現(xiàn)了一批整裝規(guī)模儲(chǔ)量。1鉞，懸架為緩坡帶饒陽(yáng)凹陷和霸縣凹陷位于冀中坳陷的中部,勘探面積分別為5280km2和2400km2,是冀中坳陷兩個(gè)富油氣凹陷。饒陽(yáng)凹陷為東斷西超的箕狀凹陷,蠡縣斜坡帶位于其西部,是一個(gè)西抬東傾、北東走向的緩坡帶。霸縣凹陷為西斷東超的箕狀凹陷,文安斜坡帶位于其東部,是一個(gè)東抬西傾的緩坡帶(圖1)。文安斜坡帶、蠡縣斜坡帶都屬于沉積型緩坡帶,在古近系沉積時(shí)期,地形上就是一個(gè)斜坡,原始坡度角較大,地層沿斜坡上傾方向逐層超覆或退覆,斜坡頂部剝蝕較弱。這類(lèi)緩坡帶鄰近凹陷生油洼槽,多種類(lèi)型砂體發(fā)育,是巖性地層油藏形成的有利場(chǎng)所。1.1文化陰山地區(qū)蠡縣斜坡中北部段位于饒陽(yáng)凹陷與霸縣凹陷的結(jié)合部,北、東、南3面分別被淀北、州與任西生油洼槽所環(huán)繞,區(qū)內(nèi)發(fā)育沙四段—孔店組、沙三段和沙一下亞段3套烴源層,其中沙一下亞段遍布全區(qū),資源評(píng)價(jià)該區(qū)剩余石油資源量為1億多噸。文安斜坡西鄰霸縣生油洼槽,區(qū)內(nèi)存在湖相和海陸交互相兩種類(lèi)型的烴源層,即古近系的沙四段、沙三段、沙一下亞段湖相烴源巖和石炭系—二疊系煤系烴源巖。資源評(píng)價(jià)該區(qū)剩余石油資源量為1.5×108t,剩余天然氣資源量近1000×108m3,具有較大的油氣資源潛力。1.2鼻狀構(gòu)造圈閉型文安斜坡中南段發(fā)育了蘇橋南、史各莊、長(zhǎng)豐鎮(zhèn)、議論堡等4個(gè)寬緩的北西向鼻狀構(gòu)造;蠡縣斜坡存在3個(gè)北西向大型鼻狀構(gòu)造,即雁翎東—西柳鼻狀構(gòu)造、大百尺—趙皇莊鼻狀構(gòu)造和蠡縣—博野鼻狀構(gòu)造。這些鼻狀構(gòu)造帶面向生油洼槽,同時(shí)又與砂體發(fā)育帶相互配置,形成以鼻狀構(gòu)造為背景的構(gòu)造、巖性地層等多種類(lèi)型的圈閉?？碧綄?shí)踐證實(shí),這類(lèi)鼻狀構(gòu)造帶上的油氣富集程度最高。1.3安斜坡—多物源、多沉積體系、多砂體類(lèi)型為巖性地層油藏提供了良好的儲(chǔ)集空間沙四段沉積期湖盆主要分布在霸縣凹陷,物源來(lái)自東、西兩個(gè)方向,文安斜坡發(fā)育有4個(gè)大型三角洲沉積體系,地層向斜坡上傾部位超覆減薄,蠡縣斜坡主要為泛濫平原相和三角洲平原亞相沉積。沙三段沉積期湖盆范圍擴(kuò)大,文安斜坡來(lái)自東部物源的大型三角洲繼承性發(fā)育,形成辮狀河三角洲—滑塌濁積扇沉積體系。蠡縣斜坡來(lái)自西、西南部物源的三角洲沉積體系,斜坡北段位于湖岸線(xiàn)變遷帶,發(fā)育辮狀河三角洲—沿岸灘壩沉積體系,砂體厚度總體自東北向西南超覆減薄。沙二段沉積期主要發(fā)育河流相—淺水扇三角洲沉積體系,氣候干旱炎熱,州洼槽—高家堡地區(qū)發(fā)育了咸化濱淺湖—鹽湖沉積體系,蠡縣斜坡北段西部主物源區(qū)仍繼承性發(fā)育淺水扇三角洲沉積體系,發(fā)育水下分流河道砂體。文安斜坡主要為東部物源的河流和三角洲沉積體系。沙一下亞段沉積期是一次大規(guī)模湖侵期,主要發(fā)育濱淺湖灘、壩砂沉積;沙一上亞段—東營(yíng)組沉積期,是湖盆退縮期,主要發(fā)育三角洲平原相和河流相沉積體系。1.4層序界面不整合受燕山和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)影響,冀中坳陷經(jīng)過(guò)多次抬升、剝蝕和沉積作用,緩坡帶處于斷塊翹傾的較高部位,形成了多個(gè)沉積間斷和角度不整合。除存在下古生界與上古生界之間、上古生界與古近系之間和古近系與新近系之間3個(gè)區(qū)域性地層不整合之外,古近系局部性沉積間斷十分頻繁,如東營(yíng)組與沙一段之間、沙一段與沙二段之間、沙二段與沙三段之間、沙三段與沙四段之間、沙四段與孔店組之間為明顯的沉積不整合接觸。在以上8個(gè)不整合面上、下可形成地層不整合和地層超覆等多種類(lèi)型地層圈閉,為油氣藏形成創(chuàng)造了有利條件。緩坡帶存在連通砂巖層、不整合面和斷層等多種油氣運(yùn)移通道,組成了一個(gè)復(fù)式油氣輸導(dǎo)體系,使緩坡帶油氣運(yùn)移距離長(zhǎng),匯油面積廣。如文安斜坡蘇70x井館陶組、東營(yíng)組巖性油氣藏距西部生油洼槽平面距離約達(dá)20km,說(shuō)明霸縣凹陷油氣資源豐富,油氣輸導(dǎo)通暢。1.5文安斜坡坡折帶緩坡帶是各類(lèi)坡折帶較發(fā)育的區(qū)帶,文安斜坡、蠡縣斜坡發(fā)育構(gòu)造坡折、沉積坡折和侵蝕坡折等多種坡折類(lèi)型。受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用和沉積演化控制,緩坡帶上從構(gòu)造高部位向洼槽方向形成了近似平行斜坡走向的上、中、下三級(jí)大的坡折帶。文安斜坡上坡折帶位于斜坡的較高部位,由王仙莊斷層、蘇74斷層和蘇54斷層等一系列西掉的北東向延伸斷層組成,主要形成斷層坡折和侵蝕坡折帶,控制了斜坡外帶地層沉積和砂體展布;中坡折帶由梁召斷層、文102斷層和蘇46斷層組成,主要發(fā)育斷層坡折和沉積坡折帶;下坡折帶由文25斷層、蘇77北古梁子和霸深2北古梁子組成,主要以沉積坡折帶為主,斜坡南部發(fā)育斷層坡折帶。蠡縣斜坡中北段以雁翎潛山帶為中心,在北、東、南3個(gè)方向圍斜部位也發(fā)育多級(jí)坡折帶,形成了多個(gè)巖性地層圈閉發(fā)育帶。2巖性油氣藏地質(zhì)油氣文安斜坡、蠡縣斜坡發(fā)現(xiàn)多種類(lèi)型的巖性地層油藏,主要形成3類(lèi)7種巖性地層油藏模式,即砂體上傾尖滅、砂巖透鏡體、河道砂等巖性油藏;地層超覆、地層不整合等地層油藏和構(gòu)造—巖性、構(gòu)造—地層復(fù)合式油藏等(圖2)。從緩坡帶構(gòu)造條件、沉積演化和多級(jí)坡折帶分布研究表明,在內(nèi)帶、中帶和外帶形成了不同的巖性地層油氣藏成藏序列(圖2、圖3)。2.1巖性油氣藏分布特點(diǎn)位于下坡折帶附近,形成于湖盆形成早期,控制了沙四段—孔店組沉積,主要為沖積扇和三角洲沉積。發(fā)育自生自?xún)?chǔ)、上生下儲(chǔ)式成藏組合,以形成水進(jìn)體系域地層超覆油氣藏、低位域湖底扇巖性油氣藏和濁積砂、灘壩砂砂巖透鏡體巖性油氣藏為主。其油氣藏分布特點(diǎn)是含油層位偏老,以孔店組、沙四段、沙三段、沙二段為主,埋藏較深,油氣藏規(guī)模相對(duì)較大。文安斜坡沙四段湖盆擴(kuò)張期,受下坡折帶控制,在斜坡內(nèi)帶三角洲前緣砂體超覆沉積在孔店組頂不整合面上,上覆湖相泥巖,形成地層超覆圈閉帶,文安1井獲工業(yè)油流,發(fā)現(xiàn)了沙四段地層超覆油藏(圖2、圖3)。沙三段沉積時(shí)期,文安斜坡南段發(fā)育的西掉斷層控制了湖區(qū)分布,在其下降盤(pán)大量的灘壩砂和濁積砂體,在長(zhǎng)豐鎮(zhèn)鼻狀構(gòu)造背景上形成巖性圈閉,文25井為砂巖透鏡體巖性油藏(圖2、圖3)。2.2油氣分布規(guī)律位于中坡折帶附近,形成于湖盆擴(kuò)張期,控制沙三段—沙一段沉積,主要為三角洲前緣砂體、濱淺湖灘壩砂體。發(fā)育自生自?xún)?chǔ)和下生上儲(chǔ)式成藏組合,斷裂相對(duì)發(fā)育,主要形成地層超覆油氣藏、砂體上傾尖滅巖性油藏、構(gòu)造—地層和構(gòu)造—巖性等油氣藏類(lèi)型。其油氣分布特點(diǎn)是含油氣層位以沙三段、沙二段、沙一段為主,埋藏適中,油氣富集程度較高。蠡縣斜坡中北段沙三段處于三角洲前緣亞相,來(lái)自西部物源的多個(gè)北西向展布的水下分流河道砂體與北東、北東東向斷層相交,有利于形成構(gòu)造—巖性圈閉,西柳10油藏勘探開(kāi)發(fā)證實(shí)為多個(gè)構(gòu)造—巖性油藏疊合連片。淀20沙二段三角洲砂體在雁翎潛山構(gòu)造古隆起的翼部,形成多個(gè)砂體上傾尖滅巖性油藏(圖2)。2.3文安斜坡風(fēng)險(xiǎn)—緩坡帶外帶位于上坡折帶附近,形成于湖盆退縮期,主要為三角洲平原亞相和河流相,控制了沙一上亞段—東營(yíng)組沉積,發(fā)育河道砂、點(diǎn)沙壩砂體。組成下生上儲(chǔ)和旁生側(cè)儲(chǔ)式成藏組合。地形較平緩,主要形成河道砂巖性油氣藏、地層不整合油藏、構(gòu)造—巖性和構(gòu)造—地層油氣藏等。其油氣分布特點(diǎn)是含油氣層位較新,以東營(yíng)組、沙一段、沙二段為主,油藏埋藏較淺、物性好、產(chǎn)能高。文安斜坡東營(yíng)組沉積時(shí)期,自北東向南西展布的河道砂體,在斜坡背景上形成上傾尖滅,被近東西向斷層切割構(gòu)成構(gòu)造—巖性圈閉,蘇73即為此種油藏模式。再往斜坡高部位,河道砂體上傾方向遭受剝蝕,被新近系底不整合面所封堵,形成地層不整合圈閉帶,蘇70井獲工業(yè)油流,證實(shí)為地層不整合油藏(圖2、圖3)。蠡縣斜坡由于雁翎潛山構(gòu)造多期抬升,在沙三段沉積末期、沙二段沉積末期形成多個(gè)不整合面,與上傾的砂體配合形成多層系的地層圈閉,雁9油藏為沙二段、沙三段構(gòu)造—地層油藏(圖2)。3勘探實(shí)例3.1精細(xì)地震勘探,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解釋形成,實(shí)踐探索文安斜坡勘探面積為1200km2,鉆井186口,獲工業(yè)油氣流井62口,已發(fā)現(xiàn)8套含油氣層系。以往勘探以構(gòu)造油藏為主,主要集中在斜坡中帶,而巖性地層油氣藏勘探尚未發(fā)現(xiàn),斜坡外帶一直沒(méi)有取得突破。凹陷綜合研究認(rèn)為,斜坡外帶具備形成巖性地層油藏的有利條件,勘探潛力較大。分析其制約勘探的主要因素有:一是斜坡外帶古近系地層由厚變薄,構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單,難于發(fā)現(xiàn)有利的圈閉;二是文安縣城三維地震施工難度較大,影響圈閉準(zhǔn)確落實(shí);三是東營(yíng)組—沙一段河道砂體橫向變化較快,油藏控制因素復(fù)雜;四是斜坡外帶遠(yuǎn)離霸縣洼槽主要油氣源區(qū),油氣是否豐富、能否形成規(guī)模儲(chǔ)量,認(rèn)識(shí)不一。針對(duì)上述問(wèn)題,開(kāi)展了6個(gè)方面的精細(xì)工作,勘探取得新突破:一是精細(xì)地質(zhì)綜合論證,實(shí)施城區(qū)三維地震。突破城區(qū)地震采集技術(shù),文安城區(qū)2005年冬完成了107.15km2的三維地震采集,獲取了高品質(zhì)的資料,為深化研究奠定了基礎(chǔ)。二是精細(xì)地震解釋,落實(shí)低幅度構(gòu)造。針對(duì)該區(qū)構(gòu)造相對(duì)平緩、油藏幅度較低、地震速度變化較大特點(diǎn),充分運(yùn)用自動(dòng)追蹤、相干體、可視化、加密網(wǎng)格等解釋技術(shù),開(kāi)展全三維立體精細(xì)解釋,構(gòu)造等值線(xiàn)由10m加密到2m精細(xì)作圖,發(fā)現(xiàn)了一批完整的低幅度背斜和斷鼻圈閉。三是精細(xì)砂體微相研究,構(gòu)建河道砂巖性圈閉模式。應(yīng)用層序地層學(xué),建立等時(shí)地層格架,細(xì)化研究單元。針對(duì)東營(yíng)組河道砂地震反射復(fù)雜、橫向變化快的特點(diǎn),運(yùn)用地震屬性分析、波阻抗反演、儲(chǔ)層沉積建模等多項(xiàng)技術(shù),開(kāi)展精細(xì)砂體預(yù)測(cè),建立了河道砂在斜坡背景上砂巖上傾尖滅巖性圈閉模式。四是精細(xì)圈閉落實(shí)。在構(gòu)造與沉積砂體綜合研究基礎(chǔ)上,落實(shí)了大面積的河道砂巖性圈閉及各類(lèi)圈閉20余個(gè),已鉆多口井見(jiàn)油氣顯示和工業(yè)油流,證實(shí)油氣源充足、具備較大的資源規(guī)模。五是精細(xì)鉆探部署,實(shí)現(xiàn)勘探新突破。以埋藏較淺的館陶組、東營(yíng)組和沙一段作為主要目的層,進(jìn)行整體部署、分批實(shí)施,先后鉆探6口井均獲成功,第一批上鉆蘇70x井、蘇71井、蘇73井3口井均獲高產(chǎn)油氣流。其中蘇70x井發(fā)現(xiàn)72m的厚油層,試油獲日產(chǎn)油67.87m3的高產(chǎn);蘇71井油層厚18.8m,東營(yíng)組獲日產(chǎn)油24.48m3;蘇73井鉆遇94m的厚油層,試油獲日產(chǎn)氣(8.2~7.3)×104m3的高產(chǎn)氣流。這3口井的成功,深化了油藏認(rèn)識(shí),堅(jiān)定了勘探信心。第二批又甩開(kāi)預(yù)探蘇74井、蘇75井、蘇76井再獲工業(yè)油流,實(shí)現(xiàn)了勘探的新突破。六是精細(xì)油藏評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)規(guī)模儲(chǔ)量。油藏評(píng)價(jià)早期介入,部署評(píng)價(jià)井15口,已鉆的蘇55-3x井發(fā)現(xiàn)油氣層50.6m,蘇73-1x井油層厚42.4m。鉆探證實(shí),本區(qū)油藏具有埋藏較淺(1400~2000m)、物性好、油層厚、產(chǎn)量高的特點(diǎn),為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量區(qū)。對(duì)6個(gè)區(qū)塊,在館陶組、東營(yíng)組和沙一段3個(gè)層系,上交了整裝儲(chǔ)量,建成了8.6×104t的生產(chǎn)能力,實(shí)現(xiàn)了冀中坳陷斜坡帶外帶巖性地層油藏規(guī)模儲(chǔ)量的突破性發(fā)現(xiàn)。3.2為探索志縣斜坡上段雁嶺潛山構(gòu)造周?chē)膸r性地層，進(jìn)行了新的發(fā)現(xiàn)3.2.1巖性地層圈閉發(fā)育區(qū)雁翎潛山構(gòu)造位于蠡縣斜坡北段,饒陽(yáng)凹陷和霸縣凹陷的結(jié)合部。具有“早形成,早定型”的特點(diǎn),沙一段、沙二段和沙三段三角洲沉積體系環(huán)繞潛山分布,受多級(jí)坡折控制,在雁翎潛山圍斜部位形成大面積的地層超剝帶,砂體向上傾部位形成了地層超覆、剝蝕、砂巖上傾尖滅,是巖性地層圈閉發(fā)育區(qū)。2005-2006年,在層序地層學(xué)和坡折帶控相、控砂、控藏理論指導(dǎo)下,開(kāi)展了整體砂組細(xì)劃、精細(xì)砂層標(biāo)定、沉積微相研究、儲(chǔ)層綜合預(yù)測(cè)和圈閉精細(xì)落實(shí)等研究工作,發(fā)現(xiàn)了一批巖性地層圈閉。首先鉆探的淀15井、淀16井、淀17井、淀20井都獲成功,其中淀20井鉆遇油層厚35.5m,試油獲日產(chǎn)油25.54m3,實(shí)現(xiàn)了該區(qū)巖性地層油藏勘探的突破。隨后甩開(kāi)預(yù)探淀21井、淀23井、高59井也獲工業(yè)油流,淀南地區(qū)在5個(gè)層段、9個(gè)區(qū)塊發(fā)現(xiàn)了規(guī)模儲(chǔ)量,實(shí)現(xiàn)了雁翎油田與州油田之間多個(gè)層系、多種油藏類(lèi)型的含油連片。3.2.2巖性地層油藏通過(guò)沉積砂體與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究,該區(qū)三角洲砂體呈朵葉狀分布,水下分流河道砂體呈北西向伸入湖盆中,受后期上覆地層差異壓實(shí)作用影響,砂體較厚部位抗壓實(shí)作用強(qiáng),形成局部背斜形態(tài);側(cè)翼抗壓實(shí)作用弱,形成向斜形態(tài)。在鼻狀構(gòu)造的軸部砂體增厚,向翼部砂體變薄、尖滅,形成了巖性及構(gòu)造—巖性多種類(lèi)型的圈閉。西柳10沙二段、沙三段油藏,以及淀20沙二段油藏均屬此類(lèi)。通過(guò)預(yù)探、老井復(fù)查和低阻油層重新認(rèn)識(shí),巖性地層油藏勘探取得新進(jìn)展。一是西柳10—高43井區(qū),滾動(dòng)評(píng)價(jià)鉆井55口井,發(fā)現(xiàn)了沙一下亞段、沙二上亞段、沙二下亞段和沙三段4套含油層系、多個(gè)構(gòu)造—巖性油藏,實(shí)現(xiàn)了西柳10井區(qū)和高43井區(qū)兩個(gè)油藏不同層系、不同油層疊合連片,新建產(chǎn)能近10×104t;二是雁60-63井區(qū),發(fā)現(xiàn)雁60井沙二段地層超覆油藏、高59井沙一下亞段巖性油藏和雁9井沙二段地層不整合油藏,整體儲(chǔ)量規(guī)模達(dá)到千萬(wàn)噸。4地震勘探基礎(chǔ)(1)富油氣斷陷湖盆緩坡帶具備充足的油氣資源條件,巖性地層油藏是緩坡帶的主要油氣藏類(lèi)型