東營北帶中淺層油氣運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)及油氣分布規(guī)律
——以坨154塊為例

劉鑫金，宋國奇，邱貽博，李繼巖，喬俊

（1.中國石油大學(xué)（華東）地球資源與信息學(xué)院，山東 東營 257061；2.中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257100）

東營北帶中淺層油氣運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)及油氣分布規(guī)律
——以坨154塊為例

劉鑫金1，2，宋國奇2，邱貽博2，李繼巖1，2，喬俊2

（1.中國石油大學(xué)（華東）地球資源與信息學(xué)院，山東 東營 257061；2.中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257100）

油氣運(yùn)移的通道網(wǎng)絡(luò)決定油氣的分布規(guī)律及油氣藏類型，因此，研究油氣優(yōu)勢運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過沉積、構(gòu)造分析，認(rèn)為研究區(qū)主要發(fā)育斷層、砂礫巖扇體和不整合3種運(yùn)移通道，構(gòu)成了2種類型的網(wǎng)絡(luò)，即斷層-砂體運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)和砂礫巖扇體-不整合-斷層運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)。利用油藏地球化學(xué)方法，選用原油物性和生物標(biāo)志化合物2個(gè)參數(shù)，來追蹤油氣運(yùn)移的優(yōu)勢通道網(wǎng)絡(luò)，認(rèn)為砂礫巖扇體-不整合-斷層是坨154塊的優(yōu)勢運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)。這2種運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)決定了區(qū)內(nèi)主要發(fā)育構(gòu)造-巖性和地層-巖性2類油氣藏，油氣具有“縱向運(yùn)移距離遠(yuǎn)、橫向展布范圍呈環(huán)帶狀分布”的特點(diǎn)。

東營北帶中淺層；運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)；生物標(biāo)志化合物；油氣分布規(guī)律

油氣運(yùn)移貫穿于整個(gè)油氣地質(zhì)歷史，是連接生、排、運(yùn)、聚、散各個(gè)環(huán)節(jié)的紐帶。根據(jù)陸相湖盆生油理論的源控說，油氣從生烴洼陷向周圍的構(gòu)造、地層等圈閉運(yùn)移；但油氣運(yùn)移不是向四面八方等強(qiáng)度運(yùn)移，而是向一個(gè)或若干個(gè)主導(dǎo)方向，位于油氣運(yùn)移方向，有時(shí)甚至是主導(dǎo)運(yùn)移方向上的圈閉才是有效的［1］。東營凹陷北部陡坡帶發(fā)育砂礫巖體沉積，沉積規(guī)律受邊界斷層影響，不同邊界斷層控制不同的沉積類型，油氣成藏規(guī)律復(fù)雜［2-6］。坨154塊油氣成藏條件優(yōu)越，勘探實(shí)踐表明，該區(qū)塊西部尚未鉆遇油層，東部油藏相對于西部富集，油源條件豐富，儲層條件優(yōu)越，儲蓋組合配置良好，因此制約油氣成藏的關(guān)鍵條件是油氣運(yùn)移的優(yōu)勢通道。文中旨在通過研究坨154塊內(nèi)斷面形態(tài)與砂體的匹配關(guān)系，斷層、砂礫巖體、不整合等輸導(dǎo)要素之間的配置關(guān)系，明確油氣的優(yōu)勢運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)，并從油藏地球化學(xué)的角度，對運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，最終確定油氣藏分布特征，促進(jìn)本區(qū)的油氣勘探開發(fā)進(jìn)程。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

坨154塊位于東營凹陷北部陡坡帶勝北斷層上升盤二臺階北部盆緣部位，該二臺階受勝北斷層和陳家莊凸起夾持，呈條帶狀展布，坨154斷塊周圍被勝北斷層及陳南斷層的3條伴生次級斷層所切割，它們分別為圖1所示北部的Ⅰ號斷層、西部的Ⅱ號斷層和東部的Ⅲ號斷層。

古近系，陳家莊凸起為該區(qū)提供大量物源，靠近陳家莊凸起部位發(fā)育大量的砂礫巖體，凸起邊緣與上覆地層呈大型角度不整合接觸；新近系，陳家莊凸起被埋藏，研究區(qū)大量發(fā)育河流相砂體，古近系與新近系呈平行不整合接觸。

圖1 斷面形態(tài)、砂體厚度及油藏分布范圍關(guān)系

2 油氣運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)

油氣二次運(yùn)移主要通過較高孔滲的輸導(dǎo)層、斷層、不整合及裂縫系統(tǒng)組合形成的網(wǎng)絡(luò)［7-8］，在各種動(dòng)力的作用下向低勢區(qū)運(yùn)移，遇到合適的圈閉形成油氣藏［9］；因此，運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)是源與藏之間的“橋梁與紐帶”，是油氣藏形成和分布的關(guān)鍵控制因素。通過研究該區(qū)構(gòu)造、沉積特征，認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育斷層、砂礫巖扇體和不整合3種運(yùn)移通道，3種運(yùn)移通道在空間上相互配置，構(gòu)成了2種類型的網(wǎng)絡(luò)，即斷層-砂體運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)和砂礫巖扇體-不整合-斷層運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)。前者主要分布于勝北斷層附近的油氣區(qū)，坨154塊的斷裂體系發(fā)育，古近系砂礫巖體及新近系的河流相砂體發(fā)育，被三、四級斷層所切割，與次生斷層有效配置（見圖1），這些次生斷層斷面形態(tài)沿走向具有一定的變化規(guī)律，油氣沿著砂體與斷層形成的構(gòu)造脊進(jìn)行垂向運(yùn)移和走向運(yùn)移。后者主要為Ⅰ號斷層附近及盆緣油氣藏輸導(dǎo)油氣，由于坨154塊所處的構(gòu)造二臺階現(xiàn)今埋藏深度較淺，處于異常壓力封存箱之外，油氣沿油源斷層在縱向上運(yùn)移至新近系淺部儲層時(shí)，由于動(dòng)力衰減，油氣在砂體中橫向運(yùn)移的動(dòng)力不足，且受限于河流相砂體的連通性，坨154塊的油氣較難通過新近系砂體進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸導(dǎo)，因此，油氣主要通過不整合面之上的砂礫巖體、不整合面和伴生斷層的有效配置進(jìn)行輸導(dǎo)，這種運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)在剖面上成“J”型，亦可稱為“J”型運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)。

3 油氣優(yōu)勢運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)

不同類型的運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)為油氣的運(yùn)移提供了條件，但其能否成為油氣的優(yōu)勢運(yùn)移通道還取決于源、藏的配置關(guān)系［10-12］。按照油藏地球化學(xué)的成藏理論，石油運(yùn)移與充注是一個(gè)持續(xù)相當(dāng)長時(shí)間的地質(zhì)過程，先期注入石油的成熟度相對低，后期注入石油的成熟度相對高。油藏的充注過程中，后期成熟度高的石油驅(qū)動(dòng)先期成熟度低的石油，持續(xù)向前運(yùn)移、充注，直到充注過程全部完成，從而導(dǎo)致油藏內(nèi)的石油存在一定的成熟度差異，以及化學(xué)組成、物理性質(zhì)的非均質(zhì)性。因此，可以依據(jù)先、后期注入石油成熟度的細(xì)微差異，表征石油的運(yùn)移、充注過程，即從原油成熟度相對較高的部位，向成熟度相對較低部位的指向或路線，可以示蹤石油運(yùn)移、充注的方向與途徑［9］。本次研究采用原油物性及性質(zhì)穩(wěn)定的成熟度參數(shù)生物標(biāo)志化合物甾烷比值：C2921S/（21S+21R）和β-C29/∑C29，這2個(gè)參數(shù)來反映坨154塊油氣優(yōu)勢運(yùn)移方向，從而優(yōu)選該區(qū)油氣優(yōu)勢運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)。

3.1 原油物性變化

平面上，勝北斷層附近的坨145、坨斜179井及坨105井原油密度介于0.823～0.893 g/cm3，動(dòng)力黏度介于5～50 mPa·s（80℃），而向北部逐漸變大，坨154、陳氣2、陳15井的原油密度增加到0.990 g/cm3左右，動(dòng)力黏度更是增加到幾千到幾萬毫帕秒。由此可見，在局部范圍內(nèi)，平面上的油氣運(yùn)移方向是由南向北。

剖面上，坨105井前第三系儲層中的原油物性最差，其次為坨145井沙四上純上亞段儲層中的原油，因此，油氣優(yōu)先充注不整合面附近的地層油藏，即底部砂礫巖體與不整合配置的輸導(dǎo)效率要優(yōu)于淺層的砂體橫向輸導(dǎo)。

通過Ⅰ號斷層運(yùn)移至盆緣館陶組儲層的原油密度和黏度都大幅度增加（見圖2），說明坨154塊砂礫巖體-斷層-不整合的“J”型配置是有效的運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)。

圖2 原油物性變化與油氣運(yùn)移方向

3.2 原油生物標(biāo)志化合物甾烷比值

在坨154區(qū)塊內(nèi)，僅陳15井有成熟度參數(shù)生物標(biāo)志化合物甾烷比數(shù)據(jù)，為了反映宏觀地質(zhì)背景上的油氣運(yùn)移方向和主要的油氣優(yōu)勢運(yùn)移通道，利用鹽家地區(qū)和勝北斷層下降盤生物標(biāo)志化合物甾烷比參數(shù)，進(jìn)行區(qū)域上油氣運(yùn)移方向的追蹤。平面上，坨154塊西部的鹽16、鹽22井和勝北斷層下盤的坨762、坨73井的成熟度參數(shù)較高，均在0.4～0.6；而位于坨154塊構(gòu)造二臺階的坨145井和盆緣部位的陳15井成熟度參數(shù)均低于0.4。根據(jù)天然氣組分測定，陳氣8、陳氣9明化鎮(zhèn)組的有機(jī)成因氣甲烷體積分?jǐn)?shù)占95%以上，可初步判定為低成熟階段的生物氣。

由此可見，由東南南向西北北原油的成熟度依次降低，即油氣由東南南向西北北方向運(yùn)移，位于該油氣運(yùn)移方向上的有效輸導(dǎo)體系為坨154塊的優(yōu)勢運(yùn)移通道。剖面上，坨145沙四上純上亞段儲層中原油的成熟度指標(biāo)均大于0.35，而陳15井館陶組儲層中原油的成熟度指標(biāo)均小于0.35（見圖3）。

圖3 原油成熟度變化與油氣運(yùn)移方向

結(jié)合原油物性參數(shù)，可見坨154塊南部砂礫巖體儲層的油氣，是由油源斷層或溝通油源斷層的伴生斷層運(yùn)移而來的；而Ⅰ號斷層附近的油氣，主要是經(jīng)底部砂礫巖體、不整合面、次生斷層運(yùn)移而來。

4 油氣分布規(guī)律

油氣運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)決定了油氣空間分布規(guī)律、油氣藏類型。在油氣運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)勢運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選，認(rèn)為坨154塊發(fā)育2種類型的油氣藏，即斷層-砂體輸導(dǎo)形成的構(gòu)造-巖性油氣藏和砂礫巖體-不整合-斷層輸導(dǎo)形成的地層-巖性油氣藏。2種運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)控制了坨154塊，使其油氣具有“縱向運(yùn)移距離遠(yuǎn)、橫向展布范圍廣”的特點(diǎn)。坨154塊處斷層和盆緣的不整合為油氣的縱向運(yùn)移提供了良好的通道，河流相砂體、砂礫巖體及不整合為油氣的橫向運(yùn)移提供優(yōu)勢路徑。因此，坨154塊油氣縱向分布層系較多，在前第三系、古近系、新近系地層中均有分布，橫向上含油范圍大，Ⅰ號斷層附近多發(fā)育稠油層，而北部的盆緣部位發(fā)育氣環(huán)。

5 結(jié)論

1）研究區(qū)內(nèi)發(fā)育斷層、砂礫巖扇體和不整合3種運(yùn)移通道，構(gòu)成了2種類型的網(wǎng)絡(luò)，即斷層-砂體運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)和砂礫巖扇體-不整合-斷層運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)。

2）原油物性和生物標(biāo)志化合物變化規(guī)律表明，砂礫巖扇體-不整合-斷層運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)是優(yōu)勢運(yùn)移網(wǎng)絡(luò)。

3）研究區(qū)主要發(fā)育構(gòu)造-巖性和地層-巖性2類油氣藏，油氣具有“縱向運(yùn)移距離遠(yuǎn)、橫向展布范圍廣”的特點(diǎn)。

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（編輯 王淑玉）

Migration pathway network and distribution law of hydrocarbon in medium-shallow layers in the northern zone of Dongying:A case study from Tuo154 Block

Liu Xinjin1，2,Song Guoqi2,Qiu Yibo2,Li Jiyan1，2,Qiao Jun2
(1.College of Geo-Resources and Information,China University of Petroleum,Dongying 257061,China;2.Geological Research Institute, Shengli Oilfield Company,SINOPEC,Dongying 257100,China)

Migration pathway network determines the oil-gas distribution and the reservoir type,so it has great practical significance to study the predominant pathway network of oil and gas.Through the analysis of sedimentation and structure,the main migration pathway of study area can be divided into three types:fault,glutenite fan and unconformity.They form two types of petroleum migration pathway networks,i.e.fault-sandbody imgration network and glutenite fan-unconformity-fault imgration network.By means of reservoir geochemistry,the oil property and biomarker are selected to trace the predominant pathway network of hydrocarbon migration.It is considered that glutenite fan-unconformity-fault is the predominant migration pathway network of Tuo154 Block. These two types of migration pathway networks determine that structural-lithologic reservoir and stratigraphic-lithologic reservoir are the main reservoir types.Hydrocarbon distribution is characterized by far imgration distance vertically and circle-belt distribution laterally.

medium-shallow layer in the northern zone of Dongying;hydrocarbon migration pathway network;biomarker;petroleum distribution law

國家油氣重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”（2008ZX05051）

TE122.1+2

：A

1005-8907（2012）02-0163-04

2011-08-09；改回日期：2012-01-11。

劉鑫金，男，1983年生，博士研究生，主要研究方向?yàn)橛蜌獬刹貦C(jī)理與分布規(guī)律。E-mail：liuxinjin@yahoo.com.cn。

劉鑫金，宋國奇，邱貽博，等.東營北帶中淺層油氣運(yùn)移通道網(wǎng)絡(luò)及油氣分布規(guī)律：以坨154塊為例［J］.斷塊油氣田，2012，19（2）：163-166. Liu Xinjin，Song Guoqi，Qiu Yibo，et al.Migration pathway network and distribution law of hydrocarbon in medium-shallow layer in the northern zone of Dongying：A case study from Tuo154 Block［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（2）：163-166.