埕島地區(qū)中生界潛山油藏成藏主控因素分析

李?lèi)?ài)民

(中國(guó)石化勝利油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院,山東 東營(yíng) 257001)

埕島地區(qū)中生界潛山油藏成藏主控因素分析

李?lèi)?ài)民

(中國(guó)石化勝利油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院,山東 東營(yíng) 257001)

中生界是埕島地區(qū)重要的勘探層系之一,成藏主控因素分析是制約中生界勘探的關(guān)鍵問(wèn)題,運(yùn)用成藏條件綜合分析和典型油藏解剖結(jié)合的方法,揭示了埕島地區(qū)中生界成藏主控因素。研究表明，油氣藏平面上集中位于控源、控山等主干斷裂附近;縱向上集中分布在各個(gè)不整合面下100 m以?xún)?nèi)井段;發(fā)育頂面不整合類(lèi)和內(nèi)幕類(lèi)兩類(lèi)5種油氣藏。儲(chǔ)集物性是控制中生界油氣成藏和富集高產(chǎn)的主要因素;封堵與蓋層條件影響中生界油藏的富集程度;油氣輸導(dǎo)條件是中生界油氣成藏的基礎(chǔ)。

中生界;油氣藏;富集高產(chǎn);成藏控制因素

埕島地區(qū)地理上位于渤海灣南部水深0～18 m的淺海海域[1],勘探面積約1 000 km2[1-2]。研究區(qū)周?chē)l(fā)育渤中、埕北、樁東、沙南等4個(gè)生油凹陷,具有良好的油源條件。目前已發(fā)現(xiàn)館陶組組、東營(yíng)組、沙河街組、中生界、太古界等多套含油層系[3]。其中中生界已經(jīng)上報(bào)三級(jí)儲(chǔ)量近4 000×104t。從已有的勘探情況來(lái)看,該層系油氣分布多具有“小而肥”的特點(diǎn)。因此,查明其成藏主控因素是這一地區(qū)中生界勘探的關(guān)鍵因素。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

埕島中生界潛山構(gòu)造上屬于濟(jì)陽(yáng)坳陷東北緣與渤中坳陷交匯帶上,北西走向的埕北-樁西-長(zhǎng)堤-孤東-墾東潛山(凸起)帶的北部,發(fā)育于印支運(yùn)動(dòng)、形成于燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng),經(jīng)喜山運(yùn)動(dòng)改造[4]。研究區(qū)主干控帶斷層有4條:①中生代早期開(kāi)始發(fā)育的北西(西)向埕北斷層、埕北20斷層;②中生代晚期至新生代發(fā)育的北北東向埕北30北和埕北30南斷層。中生界潛山被這4條主干斷層分割為西、中、東3排山,各排山內(nèi)部又被次級(jí)斷層進(jìn)一步分割,造成了較為復(fù)雜的構(gòu)造格局(圖1)。多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不僅導(dǎo)致中生界部分地層遭受強(qiáng)烈風(fēng)化剝蝕和沉積缺失,也在其內(nèi)部形成了多個(gè)不整合面。研究區(qū)缺失三疊系,僅鉆遇侏羅系坊子組、三臺(tái)組和白堊系蒙陰組、西洼組,各組之間均為不整合接觸。

圖1 埕島地區(qū)中生界構(gòu)造綱要

2 中生界油氣分布規(guī)律

2.1 油氣分布特征

埕島-樁海地區(qū)中生界發(fā)育眾多的斷鼻、斷塊圈閉,但獲工業(yè)油流的圈閉僅有埕北11塊、埕北古6塊、埕北306塊和樁海10塊,這些含油圈閉平面上全部位于控源、控山等主干斷裂附近?？v向上,中生界的每套層系都含油,油氣主要分布在各個(gè)不整合面下100 m以?xún)?nèi)井段。巖性上砂礫巖、火成巖、凝灰質(zhì)砂巖都能聚集油氣。

2.2 油藏類(lèi)型

埕島-樁海地區(qū)中生界發(fā)育兩類(lèi)油氣藏類(lèi)型:頂面不整合類(lèi)和內(nèi)幕類(lèi)。

2.2.1 頂面不整合類(lèi)

2.2.1.1 巖性構(gòu)造油氣藏

西排山的埕北11塊以及樁西潛山北翼的老24塊等均屬于構(gòu)造背景下的巖性-構(gòu)造油氣藏(圖2)。埕北11塊位于埕北斷層的上升盤(pán),是受埕北斷層控制形成的一個(gè)頂部形態(tài)不太完整的背斜構(gòu)造,油氣主要分布在中生界頂部蒙陰組的凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)砂巖中。已上報(bào)探明儲(chǔ)量298×104t,單井初期產(chǎn)量大于100 t,但各開(kāi)發(fā)井產(chǎn)量各不同,呈現(xiàn)較強(qiáng)的非均質(zhì)性。

圖2 埕北11B-4井-埕北20-1井中生界油藏剖面

2.2.1.2 地層-斷塊油氣藏

位于東排山埕北斷裂帶東段的埕北306塊是被埕北斷層以及派生斷層所夾持形成的斷壘塊構(gòu)造,油氣主要分布在中生界頂部的西洼組,巖性為含礫砂巖。該井向南部高部位埕北351井抬升,油層段西洼組頂部遭受剝蝕,呈現(xiàn)明顯的地層削蝕特征,屬于受地層和斷層共同控制的地層-斷塊油氣藏,同樣富集高產(chǎn)(圖3)。埕北306井日油64.1 t。

2.2.1.3 斷塊油氣藏

位于東排山樁海地區(qū)的樁海10塊為斷層控制形成的斷塊圈閉,油氣分布在中生界頂部的西洼組,巖性為砂礫巖,測(cè)試3 140～3 177 m井段,37m/3層,單層日產(chǎn)油54.3 t,可見(jiàn)儲(chǔ)集物性較好,富集高產(chǎn),屬于斷塊油氣藏(圖3)。

2.2.1.4 地層削蝕不整合油氣藏

埕北306井和埕北306-1井均位于埕北306斷塊內(nèi),埕北306井西洼組的油層向高部位的埕北306-1井全部削蝕掉,屬于地層削蝕不整合油氣藏(圖4)。

圖3 樁海10-埕北306井南北向中生界油藏剖面

圖4 埕北306-1井-埕北306井中生界地層對(duì)比

2.2.2 內(nèi)幕斷塊類(lèi)油氣藏

位于西排山東段的埕北古6塊就是典型的內(nèi)幕斷塊油氣藏(圖5)。該塊位于埕北斷裂帶上升盤(pán),是受埕北斷層控制形成的斷塊構(gòu)造。埕北古6井于東營(yíng)組斷層進(jìn)入中生界的三臺(tái)組,未在三臺(tái)組成藏,而在坊子組頂部獲自噴日產(chǎn)油59.6 t。

圖5 埕北古61井-埕北古6井中生界油藏剖面

3 油氣成藏的控制因素

3.1 儲(chǔ)層發(fā)育條件是控制油氣成藏和富集高產(chǎn)的關(guān)鍵因素

3.1.1 高孔隙、高滲透性的儲(chǔ)集體是控制中生界成藏和高產(chǎn)的關(guān)鍵

中生界潛山在形成過(guò)程中,曾經(jīng)受過(guò)多期構(gòu)造活動(dòng),能形成大量構(gòu)造裂縫、溶蝕孔洞,具有較強(qiáng)的儲(chǔ)集能力。高孔隙、高滲透性?xún)?chǔ)集層主要發(fā)育在中生界頂部及大斷裂帶附近。原因在于中生界頂部經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕,溶蝕孔隙發(fā)育,滲透性比較好,油氣顯示良好。而大斷裂帶附近,受斷層強(qiáng)烈活動(dòng)的影響,裂縫發(fā)育,大大地改善儲(chǔ)層物性。因此,中生界儲(chǔ)集物性的優(yōu)、劣直接影響油氣的富集。

例如位于西排山的勝海4塊和埕北11塊同屬于埕北斷層上升盤(pán)的中生界頂部形態(tài)不規(guī)則的背斜構(gòu)造(圖6)。勝海4井位于背斜圈閉內(nèi),東營(yíng)組覆蓋在中生界西洼組凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)砂巖之上,頂部見(jiàn)到油斑顯示,但測(cè)試結(jié)果為干層。和埕北11塊作比較,發(fā)現(xiàn)二者有很相似的背斜構(gòu)造背景,頂面埋深相同且均為凝灰質(zhì)砂巖,為何埕北11井高產(chǎn),勝海4井干層?從測(cè)試結(jié)果看,儲(chǔ)集物性差是勝海4井失利的主要原因。二者差別除成巖作用之外,就是中生界內(nèi)部形態(tài)差異:垂直埕北斷層方向上,勝海4塊內(nèi)部呈現(xiàn)較陡地層削蝕不整合特征,而埕北11塊內(nèi)部呈現(xiàn)整體上拱的形態(tài),可能上拱的形態(tài)更有利于裂縫的發(fā)育,有利于改善儲(chǔ)集物性。

圖6 埕島地區(qū)西排山中生界頂面構(gòu)造

又如位于東排山的埕北30潛山,是受埕北30南、北斷層共同控制形成的太古界、中生界以及東營(yíng)組繼承性發(fā)育的形態(tài)不規(guī)則的斷背斜構(gòu)造(圖7)。該塊多口井在東營(yíng)組獲得工業(yè)油流,在太古界和下古生界均獲得大于100 t高產(chǎn)油氣流,而在中生界普遍見(jiàn)到油氣顯示,測(cè)試卻低產(chǎn)。該塊中生界整體發(fā)育大套砂礫巖,儲(chǔ)層雖然發(fā)育,但儲(chǔ)集物性較差。

3.1.2 儲(chǔ)層的非均質(zhì)性影響油氣富集

中生界油氣主要聚集在風(fēng)化殼附近的西洼組、蒙陰組及內(nèi)幕坊子組等組段,遠(yuǎn)離風(fēng)化殼則巖性致密,含油氣變差。這一方面是由于中生界成巖作用較強(qiáng),儲(chǔ)集物性變差,另一方面受沉積相帶縱向演化的影響,不同的組段沉積相、亞相差別較大,進(jìn)而影響到縱向儲(chǔ)集物性的差異性。

圖7 埕島地區(qū)東排山中生界頂面構(gòu)造

對(duì)于火成巖來(lái)講儲(chǔ)層的非均質(zhì)性更為明顯。樁西北翼的老21、24井在西洼組火成巖段分別獲得85.7和60 t的高產(chǎn)工業(yè)油流,而距此不遠(yuǎn)的開(kāi)發(fā)井老21-1井盡管鉆遇了火成巖地層,但由于對(duì)應(yīng)于老21、24油層段火成巖孔隙、裂縫變差,該井未能獲得工業(yè)油流,展示了中生界油藏的復(fù)雜性。由此可見(jiàn),儲(chǔ)層的優(yōu)劣是控制油氣成藏和富集高產(chǎn)的最主要因素。

3.2 封蓋條件影響中生界油氣成藏

3.2.1 斷層側(cè)向封堵條件

斷層在中生界油氣成藏中起著非常重要的作用,既輸導(dǎo)油氣又控制圈閉形成、還能有效改善儲(chǔ)層的儲(chǔ)集物性。其形成的有效圈閉多以斷塊或者斷鼻構(gòu)造圈閉為主,斷層的側(cè)向封堵條件則是影響中生界成藏的重要因素。如樁海10塊為斷層控制形成的斷塊圈閉,樁海10井位于斷層下盤(pán),斷層落差60～200 m(圖3),其主要含油層系西洼組和蒙陰組上部側(cè)向?qū)訑鄬由媳P(pán)的東營(yíng)組下部以及沙河街組泥巖,側(cè)向封堵條件好;油氣顯示井段長(zhǎng)度與斷距基本一致,斷距越大,顯示井段越長(zhǎng),油氣越富集;而三臺(tái)組側(cè)向?qū)由媳P(pán)的西洼組和蒙陰組,封堵條件不利,故解釋多為水層。

3.2.2 蓋層條件

頂部蓋層條件也是控制中生界油氣成藏的一個(gè)重要因素。不同區(qū)塊、不同層段的蓋層條件有差異。埕北11塊蓋層為東營(yíng)組底部的泥巖,埕北306和樁海10塊為沙一段的泥巖,埕北古6則為三臺(tái)組底部的非儲(chǔ)集層。樁海東部的長(zhǎng)堤潛山,其沙一段直接覆蓋于中生界之上,而該區(qū)的沙一段底部普遍發(fā)育生物灰?guī)r,而且生物灰?guī)r的物性普遍較好,作為中生界頂部的蓋層是非常不利的,地層削蝕不整合圈閉也是無(wú)效的,含油性差。

3.3 油氣輸導(dǎo)條件是中生界油氣成藏的基礎(chǔ)

埕島地區(qū)潛山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜,埕北斷層、埕北30南、北斷層等多條主干斷層不僅控制了潛山的形成和發(fā)育,同時(shí)也是潛山的油源斷層,來(lái)自埕北、沙南、渤中、樁東等4個(gè)生油凹陷的油氣通過(guò)這些油源斷層和不整合面運(yùn)移至不同的潛山圈閉中,使得不同區(qū)塊的潛山油氣藏變得非常復(fù)雜。

西排山油氣主要來(lái)自埕北凹陷,埕北斷層是主要的縱向輸導(dǎo)斷層,潛山頂面不整合面為橫向輸導(dǎo)。中排山油氣主要分布在埕北20斷層的上升盤(pán),油氣主要來(lái)自北部的沙南凹陷,埕北20斷層具有輸導(dǎo)油氣的能力。東排山油氣來(lái)自渤中-樁東凹陷,埕北30南、北斷層、埕北307東斷層為主要的油源輸導(dǎo)斷層。

從埕北305—埕北307井東西向油藏剖面圖上可以看出:埕北307東斷層為油源斷層,中生界通過(guò)斷層與樁東凹陷的沙三段接觸,油氣沿著斷層向上運(yùn)移,也可以沿著中生界的有效儲(chǔ)層、頂部的不整合面以及次級(jí)斷層向高部位的埕北306井運(yùn)移,受埕北306斷層有效封堵,油氣聚集在埕北306井含礫砂巖中成藏。受次級(jí)斷層斷缺和成巖作用的多重影響,低部位的埕北307井雖見(jiàn)到油氣顯示,僅獲得低產(chǎn)油氣流(圖8)。

圖8 埕北305-埕北307井東西向中生界油藏剖面

4 結(jié) 論

(1)埕島-樁海地區(qū)中生界構(gòu)造非常復(fù)雜,分割強(qiáng)烈。油氣藏平面上位于控源、控山等主干斷裂附近;縱向上主要分布在中生界頂面及內(nèi)部各不整合面之下100 m以?xún)?nèi)井段;巖性上,砂礫巖、凝灰質(zhì)砂巖、安山巖、凝灰?guī)r都能聚集油氣;類(lèi)型上發(fā)育頂面不整合類(lèi)和內(nèi)幕類(lèi)兩類(lèi)5種油氣藏。

(2)儲(chǔ)層發(fā)育特征是中生界油氣成藏和富集高產(chǎn)的關(guān)鍵因素;封蓋條件影響中生界油藏的富集程度;油氣輸導(dǎo)條件是中生界油氣成藏的基礎(chǔ)。

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[責(zé)任編輯] 董大偉

2017-01-17

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2011ZX05006-001);中石化科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目(P11078)

李?lèi)?ài)民(1967—)，女,山東東營(yíng)人,中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院工程師,主要從事油氣勘探與油氣成藏研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2017.01.003

TE 12

A

1673-5935(2017)01- 0011- 04