滄東凹陷孔二段油氣分布序列與主控因素研究

徐祖新，姜文亞，陳斐然，吳 海

(1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.中國石油大港油田分公司，天津 300280)

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滄東凹陷孔二段油氣分布序列與主控因素研究

徐祖新1，姜文亞2，陳斐然1，吳 海1

(1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.中國石油大港油田分公司，天津 300280)

基于錄井、測井、巖心、地球化學(xué)等資料，分析了孔二段油氣的空間分布特征及其主控因素。研究結(jié)果表明，研究區(qū)發(fā)育構(gòu)造油藏、巖性油藏和致密油3類油藏。平面上，從湖盆中心向湖盆邊緣依次分布致密油、巖性油藏與致密油過渡帶、構(gòu)造油藏；縱向上，構(gòu)造油藏和巖性油藏主要分布在Ek22和Ek24油組，致密油在孔二段4個油組中均有分布。烴源巖條件控制油藏平面分布，沉積儲層發(fā)育特征控制油藏空間分布，疏導(dǎo)體系控制油藏富集程度及保存條件。該研究可為滄東凹陷孔二段的進(jìn)一步勘探提供有利借鑒。

滄東凹陷；孔二段；常規(guī)油；致密油；空間分布

0 引 言

滄東凹陷位于渤海灣盆地黃驊坳陷南部，構(gòu)造上位于孔店凸起以南，滄縣隆起以東，徐黑凸起以西，呈北東—南西向展布。在復(fù)式油氣聚集帶[1]等理論的指導(dǎo)下，已發(fā)現(xiàn)棗園、王官屯等7個常規(guī)油田。近年來，在研究區(qū)孔二段致密砂巖和白云巖中均見到良好的油氣顯示，多口致密油井獲得工業(yè)油流，是重要的接替領(lǐng)域[2-4]。研究區(qū)具有常規(guī)油(包括構(gòu)造油藏和巖性油藏)和致密油2種油氣類型，但兩者的空間分布、影響因素等問題還有待深入研究。以滄東凹陷孔二段為例，首先梳理了研究區(qū)主要油藏類型及其特征，然后重點(diǎn)研究了構(gòu)造油藏、巖性油藏和致密油的空間分布特征，最后分析了油藏分布的主控因素，旨在為下一步勘探方向的選擇和資源潛力的認(rèn)識奠定基礎(chǔ)。

1 油藏類型及特征

關(guān)于油氣藏的分類方案，目前大多數(shù)學(xué)者傾向于將油氣藏分為常規(guī)油氣和非常規(guī)油氣兩大類，常規(guī)油氣分為構(gòu)造油氣藏和巖性地層油氣藏等，非常規(guī)油氣分為準(zhǔn)連續(xù)型和連續(xù)型油氣，致密油屬于連續(xù)型油氣[5]。根據(jù)上述分類方案，研究區(qū)主要發(fā)育構(gòu)造油藏、巖性油藏和致密油3類油藏(表1)。

研究區(qū)發(fā)育逆牽引背斜、擠壓背斜、滑塌背斜、斷鼻和斷塊等5種構(gòu)造油藏類型。王官屯油田和棗園油田受近東西向的斜切斷層切割，在徐西斷層根部形成一系列斷鼻構(gòu)造，形成斷鼻油藏；棗園油田和烏馬營油田等受古近系斷層影響，孔二段地層局部發(fā)生撓曲變形形成背斜圈閉，油氣沿?cái)嗔汛瓜蜻\(yùn)移至孔二段地層頂部，聚集形成背斜油藏。

孔二段沉積時期發(fā)育四大物源體系，研究區(qū)砂體自湖盆邊緣向湖盆中心逐漸減薄，形成砂巖透鏡體油藏；孔一段沉積末期，凹陷北部湖盆中心發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)形成孔店構(gòu)造帶，受其影響，低斜坡孔二段地層及辮狀河三角洲前緣砂體也隨之反轉(zhuǎn)，形成上傾尖滅巖性圈閉，從而形成上傾尖滅巖性油藏。

研究區(qū)斜坡低部位和湖盆中心暗色泥巖、油頁巖、白云巖及致密砂巖儲層發(fā)育。暗色泥巖和油頁巖有機(jī)質(zhì)豐度高，屬于好—很好烴源巖[6]?？锥螣N源巖生成的油氣短距離運(yùn)移至其上下的致密砂巖和白云巖中就近聚集形成致密砂巖油或致密白云巖油。

表1 滄東凹陷孔二段主要油藏類型

2 油氣分布序列

2.1 油氣平面分布序列

平面上，基于大量錄井、試油和測井資料等分析，研究區(qū)從湖盆中心向湖盆邊緣依次分布致密油、巖性油藏與致密油過渡帶、構(gòu)造油藏，并且構(gòu)造油藏、巖性油藏和致密油3類油藏呈環(huán)帶狀分布。其中構(gòu)造油藏和巖性油藏主要分布在孔店構(gòu)造帶、舍女寺斷鼻帶、孔東斜坡高部位等，致密油主要分布在湖盆中心(圖1)。

研究區(qū)湖盆中心地層埋深大，儲層致密，因而致密油主要分布于湖盆中心；研究區(qū)在孔二段沉積時期為坳陷型湖盆，湖盆范圍較大，湖平面波動頻繁，導(dǎo)致深湖—半深湖相暗色泥巖和油頁巖與辮狀河三角洲前緣砂體或白云巖呈指狀互層式接觸，因而形成了油藏分布過渡帶[7]。過渡帶為巖性油藏與致密油共同發(fā)育區(qū)，兩者平面分布具有“互補(bǔ)性”特征，即巖性油藏發(fā)育的地區(qū)，致密油發(fā)育相對較少，反之亦然；湖盆邊緣的孔店構(gòu)造帶和舍女寺斷鼻帶處于構(gòu)造高部位，是油氣運(yùn)移的主要指向區(qū)，而且儲層物性相對較好，構(gòu)造圈閉發(fā)育，因而主要聚集構(gòu)造油藏。

2.2 油氣縱向分布序列

通過研究區(qū)大量錄井、測井和巖心分析，發(fā)現(xiàn)縱向上構(gòu)造油藏和巖性油藏主要分布在Ek22和Ek24油組，致密油在孔二段4個油組中均有分布。以常規(guī)油區(qū)Z46井和致密油區(qū)G108-8井為例，Z46井儲層具有“四分性”，在Ek22和Ek24油組均發(fā)育油藏，而Ek21和Ek23主要是作為烴源巖，為常規(guī)油氣的聚集提供油源；G108-8井在Ek22和Ek24油組發(fā)育致密砂巖油，致密白云巖油主要在Ek23油組和Ek21油組下部(圖2)。

3 油氣分布控制因素

3.1 烴源巖條件

研究區(qū)孔二段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ—Ⅱ1型為主，熱成熟度為0.5%～1.1%，現(xiàn)今仍處于生油高峰期[8]。當(dāng)烴源巖進(jìn)入生烴門限后，生成的油氣在壓力和毛細(xì)管力等作用下向鄰近儲層中充注?？锥沃旅軆臃植加跓N源巖內(nèi)或與烴源巖互層，形成良好的源儲組合關(guān)系。致密儲層靠近生烴中心，優(yōu)先捕獲油氣，其形成時間要早于湖盆邊緣的構(gòu)造油藏和巖性油藏。因此，從湖盆中心向湖盆邊緣依次分布致密油、巖性油藏與致密油過渡帶、構(gòu)造油藏。從圖1中可以看出，目前的致密油分布在TOC相對較高的地區(qū)，主要位于TOC>5.0%的范圍內(nèi)；巖性油藏和致密油過渡帶主要分布在TOC為3.0%～5.0%的范圍內(nèi)；構(gòu)造油藏主要分布在TOC為0.5%～3.0%的范圍內(nèi)，表明烴源巖條件對研究區(qū)孔二段油氣的平面分布具有重要的控制作用。

圖1 滄東凹陷孔二段油藏平面分布序列

3.2 沉積儲層發(fā)育特征

沉積相研究表明，研究區(qū)湖盆邊緣為辮狀河三角洲前緣砂體，主要為粗粒常規(guī)砂巖相帶，儲層物性相對較好；過渡帶為常規(guī)儲層與致密儲層間互帶，辮狀河三角洲前緣砂體和細(xì)粒沉積物呈互層式接觸；湖盆中心為半深湖—深湖相，為細(xì)粒沉積區(qū)，發(fā)育重力流砂體和暗色泥巖以及油頁巖等(圖3)。成巖作用研究表明，研究區(qū)孔二段儲層主要處于早成巖B—中成巖A亞期[7]，隨著埋深的加大，壓實(shí)作用增強(qiáng)，使儲層物性變差。研究區(qū)在縱向上發(fā)育多個溶蝕帶，對儲層物性具有一定的改善作用(圖3)。從湖盆邊緣向湖盆中心方向儲層埋深逐漸增大，導(dǎo)致湖盆中心儲層致密，因而主要聚集致密油。概括起來，沉積相控制了原始沉積物，成巖作用后期改造了儲層物性，兩者共同控制了常規(guī)油和致密油的空間分布，從湖盆中心向斜坡高部位依次聚集致密油—巖性油藏與致密油過渡帶—構(gòu)造油藏。

圖2 滄東凹陷孔二段油藏縱向分布序列

3.3 疏導(dǎo)體系特征

前人研究表明，斷裂是孔二段常規(guī)油的主要疏導(dǎo)體系，斷裂活動控制了研究區(qū)構(gòu)造、沉積和儲層的發(fā)育為油氣聚集提供了場所，同時對油氣的運(yùn)移和聚集起著重要作用[8-10]。但是，如果斷裂活動性太強(qiáng)對油氣聚集也是不利的，會導(dǎo)致油氣散失。

平面上，研究區(qū)孔二段斷層生長指數(shù)具有一定的差異性。研究區(qū)大部分地區(qū)斷層生長指數(shù)小于1.2，部分地區(qū)斷層生長指數(shù)介于1.2～1.5，生長指數(shù)大于1.5的地區(qū)主要是孔店構(gòu)造帶和舍女寺斷鼻帶。通過前文研究可知，優(yōu)質(zhì)烴源巖主要分布在湖盆中心，而常規(guī)儲層主要分布在湖盆邊緣，烴源巖生成的油氣主要靠斷裂疏導(dǎo)，因而孔二段常規(guī)油主要分布在斷層生長指數(shù)較大的地區(qū)，每一條大斷裂就是一個常規(guī)油聚集帶，例如孔店構(gòu)造帶和舍女寺斷鼻帶。致密油的烴源巖和儲層緊密接觸，油氣短距離運(yùn)移成藏，保存條件越好，對致密油聚集越有利。湖盆中心斷層生長指數(shù)小，斷層活動性弱，因而有利于致密油的聚集和保存。

圖3 滄東凹陷孔二段沉積模式及儲層演化特征

4 結(jié) 論

(1) 研究區(qū)孔二段發(fā)育構(gòu)造油藏、巖性油藏和致密油3類油藏，其中致密油包括致密砂巖油和致密白云巖油。

(2) 研究區(qū)構(gòu)造油藏、巖性油藏和致密油3類油藏在平面上疊合連片，空間上有序分布。平面上，從湖盆中心向湖盆邊緣依次分布致密油—巖性油藏與致密油過渡帶—構(gòu)造油藏。縱向上，構(gòu)造油藏和巖性油藏主要分布在Ek22和Ek24油組，致密油在孔二段4個油組中均有分布。

(3)研究區(qū)孔二段烴源巖條件控制油藏的平面分布，沉積儲層發(fā)育特征控制油藏的空間分布，疏導(dǎo)體系特別是斷層活動性控制油藏的富集程度及保存條件。

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編輯 朱雅楠

20150716；改回日期：20151008

國家科技重大專項(xiàng)“渤海灣盆地北部油氣富集規(guī)律與增儲領(lǐng)域研究”(2011ZX05006-005)

徐祖新(1988-)，男， 2010年畢業(yè)于長江大學(xué)資源勘查工程專業(yè)，現(xiàn)為中石油勘探開發(fā)研究院礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)在讀博士研究生，主要從事非常規(guī)油氣地質(zhì)研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.06.004

TE122.1

A

1006-6535(2015)06-0014-05