滄東凹陷孔二段控藏機(jī)制研究與勘探成效

官全勝

(中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

滄東凹陷孔二段控藏機(jī)制研究與勘探成效

官全勝

(中國石油大港油田勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

滄東凹陷為渤海灣盆地中部、以古近系孔店組沉積為特色的坳斷轉(zhuǎn)換型湖盆。古近紀(jì)早期坳陷與晚期斷陷疊置，形成北段反轉(zhuǎn)型、南段繼承型兩大構(gòu)造區(qū)?？锥螢樵缙谯晗莺U(kuò)期沉積，受盆外物源及古坡折控制，古湖盆邊緣發(fā)育辮狀河三角洲沉積，湖盆中心發(fā)育遠(yuǎn)岸水下扇，巖性主要為白云巖、過渡巖類及高豐度泥頁巖類。作為滄東凹陷的主力優(yōu)質(zhì)烴源巖層系，在有效生油巖范圍內(nèi)，盆緣砂巖常規(guī)油藏與湖盆主體致密油疊置連片、滿凹含油，形成“連續(xù)性”油氣分布。受南北構(gòu)造差異發(fā)育控制，南段繼承性斜坡順向供砂、古侵蝕溝槽控砂、斜坡高部位富砂，中低部位源儲(chǔ)共生，油氣富集；北段反轉(zhuǎn)型斜坡低部位富砂，中高部位源儲(chǔ)一體，利于成藏，二者油氣成藏模式有別。通過分層系立體評(píng)價(jià)，完成預(yù)探部署方案，部署預(yù)探井17口，經(jīng)鉆探實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了斜坡區(qū)巖性油藏與湖盆主體區(qū)致密油預(yù)探突破，形成5000萬噸級(jí)規(guī)模增儲(chǔ)區(qū)。

成藏模式；致密油；過渡巖類；控砂機(jī)制；坳斷轉(zhuǎn)換型；滄東凹陷

滄東凹陷位于渤海灣盆地黃驊坳陷南部，為以始新統(tǒng)孔店組為主要含油建造的富油氣凹陷[1-2]。以前滄東凹陷主要沿中央隆起帶尋找構(gòu)造油氣藏，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)舍女寺、棗園、王官屯等多個(gè)油田，成為大港油田主要的原油生產(chǎn)基地。近年來勘探開發(fā)程度不斷提高，儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)難度越來越大。隨著“近源找油”思想的深入[3-6]、巖性油氣藏勘探研究的深化及精細(xì)勘探、效益勘探的推進(jìn)，認(rèn)為孔二段既是滄東凹陷的主力優(yōu)質(zhì)烴源巖層系，同時(shí)也發(fā)育砂巖常規(guī)儲(chǔ)集體與非常規(guī)致密儲(chǔ)集層，它具備形成自生自儲(chǔ)巖性油氣藏的最有利條件，是大港油田近年規(guī)模增儲(chǔ)的重要層系。

1 構(gòu)造演化及斜坡成因機(jī)制

滄東凹陷古近系具有兩期疊合湖盆結(jié)構(gòu)，古近紀(jì)經(jīng)歷了早期坳陷[2,7-9]與晚期斷陷的演化歷程，形

北段構(gòu)造演化為繼承中生代古構(gòu)造格局，在燕山期向斜背景下，古近紀(jì)兩幕活動(dòng)，湖盆中央反轉(zhuǎn)，晚期發(fā)育中央隆起帶，兩翼形成反轉(zhuǎn)型斜坡；南段構(gòu)造演化為燕山期擠壓逆沖形成中央古背斜基礎(chǔ)上，古近紀(jì)繼承性發(fā)育斜坡。特定的湖盆演化背景下滄東凹陷整體發(fā)育三大斜坡與兩個(gè)構(gòu)造帶(孔店構(gòu)造帶、舍女寺斷鼻)，南段發(fā)育繼承性斜坡(南皮斜坡)，而北段發(fā)育反轉(zhuǎn)型斜坡(孔西斜坡、孔東斜坡)。南北構(gòu)造成因機(jī)制的差異不僅控制了現(xiàn)今斜坡形態(tài)(北陡南緩)，同時(shí)對(duì)古地貌、砂體展布、油氣成藏具有明顯控制作用。

圖1 滄東凹陷孔二段沉積體系圖Fig.1 Sedimentary system of member 2 of Kongdian formation, Cangdong sag

2 沉積體系與控砂機(jī)制

開展區(qū)域地質(zhì)、地震相、砂體分布、輕重礦物分析，明確滄東凹陷盆緣斷裂轉(zhuǎn)換帶與隆起古溝槽對(duì)應(yīng)，控制主物源體系展布，孔二段發(fā)育東西兩側(cè)、南北兩端4大水系，形成4大盆外物源區(qū)，盆緣發(fā)育烏馬營、舍女寺、滄縣、故縣、徐楊橋、孟村等10個(gè)主物源口[10]。受4大水系及盆外物源控制，10個(gè)子物源在盆內(nèi)波及形成棗園、滄州、舍女寺、葉三撥、烏馬營、望海寺、孔店等10個(gè)規(guī)模不等的三角洲朵葉體(圖3)。通過巖心相、測(cè)井相與地震相“三相合一”的精細(xì)研究，認(rèn)為滄東凹陷孔二段發(fā)育辮狀河三角洲、遠(yuǎn)岸水下扇、深湖-半深湖沉積等，其中辮狀河三角洲相最為發(fā)育，可劃分為辮狀河三角洲平原、前緣等亞相，并可進(jìn)一步劃分為辮狀河道、河口壩、席狀砂等微相(圖4)。多種類型沉積相在平面上呈環(huán)帶狀展布，外環(huán)主要為辮狀河三角洲前緣主砂體帶沉積，發(fā)育長石砂巖和巖屑中-細(xì)砂巖；中環(huán)以辮狀河三角洲前緣遠(yuǎn)端和前辮狀河三角洲沉積為主，巖性為細(xì)粉砂巖、暗色泥巖，油頁巖與細(xì)粒過渡巖類交互發(fā)育，源儲(chǔ)共存或側(cè)接，有利儲(chǔ)集體疊合連片；內(nèi)環(huán)主要為前辮狀河三角洲至半深湖、深湖沉積，巖性以泥質(zhì)粉砂巖、過渡巖類、白云巖類等致密細(xì)粒儲(chǔ)層以及暗色泥巖、油頁巖為主，源儲(chǔ)一體。結(jié)合湖盆古地貌分析，認(rèn)為孔二段沉積期滄東凹陷南段古地形平緩，砂體延伸范圍遠(yuǎn)，而北段沉積體系變化快，發(fā)育短軸扇體為主。兩類斜坡控砂機(jī)制不同，南段繼承性斜坡凸起順向供砂、侵蝕溝槽輸砂、單一坡折控砂、斜坡高部位富砂，中低部位源儲(chǔ)共生，油氣富集；北段反轉(zhuǎn)型斜坡低部位富砂，中高部位源儲(chǔ)一體，利于成藏。

圖2 kn6井Ek2取心段巖心綜合描述圖Fig.2 Core comprehensive description of Ek2, kn6

總的來說，湖盆邊緣砂體發(fā)育，中心較薄，即孔二段湖盆內(nèi)砂體大面積展布，現(xiàn)今斜坡區(qū)砂巖厚度大，向湖盆中心減薄，粒度由粗變細(xì)。砂巖厚度達(dá)40～160 m， 孔隙度為8%～25%，滲透率為2～60 mD。棗園、王官屯、舍女寺及南皮斜坡等地區(qū)鉆探證實(shí)孔二段砂巖處于中晚成巖作用階段，溶蝕孔隙發(fā)育。儲(chǔ)集空間主要以殘留原生粒間孔、次生粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、鑄膜孔為主，少量殘余原生孔、裂縫等(圖3)，儲(chǔ)集性能好?？锥魏柚行拇筇醉搸r發(fā)育段夾持的粉細(xì)砂巖、白云巖、含砂泥質(zhì)云巖、含云泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥頁巖等儲(chǔ)集巖類，單層厚度為8～30 m，發(fā)育裂縫、晶間孔、溶蝕孔等儲(chǔ)集空間(圖4)，孔隙度為6%～13%，滲透率為0.06～1 mD，具備儲(chǔ)集性能，鉆探油氣顯示活躍，是致密油勘探的有利地區(qū)。

圖3 砂巖儲(chǔ)集空間類型Fig.3 Reservoir space types of sandstonea.kn6，3749.50 m，Ek2，長石砂巖，4×10(-)，殘留原生粒間孔，鑄?？?；b.kn6，3745.58 m，Ek2，長石砂巖，4×10(-)，裂縫發(fā)育

圖4 白云巖儲(chǔ)集空間類型Fig.4 Reservoir space types of dolomitea.gd14，4094.71 m，Ek21，泥質(zhì)白云巖，晶間孔及微裂縫含淡藍(lán)色油質(zhì)瀝青；b.g108-8，3190.94 m，Ek23，泥晶白云巖，油質(zhì)瀝青充填構(gòu)造縫

3 烴源巖特征

滄東凹陷孔二段屬亞熱帶潮濕氣候下的封閉湖盆沉積，主要發(fā)育了一套黑色、深灰色富含有機(jī)質(zhì)的泥巖、灰褐色頁巖和泥灰?guī)r[7-8]。除烏馬營以南、葉三撥西部及孔店凸起周邊之外，基本上凹陷區(qū)整體分布。

暗色泥巖分布向南至dc1-wus1井區(qū)，北至k3井，北西至k20井，面積約1187 km2，厚度一般在100～250 m，最大沉積厚度分布在段六撥-小集至棗園一線，kn9揭示的最大泥巖厚度達(dá)360 m，平面上有西厚東薄、由中心向四周漸薄的特征。頁巖主要分布在近湖盆中心區(qū)，厚度一般在25～200 m，面積約882 km2，最大沉積厚度分布在滄東風(fēng)化店地區(qū)，鉆井已揭示的最大厚度達(dá)260 m。南部厚度相對(duì)較小，最大厚度分布在小集-葉三撥地區(qū)，鉆井揭示最大厚度達(dá)178 m。平面上北厚南薄，由中心向四周漸薄。通過對(duì)大量烴源巖樣品的元素、熱解及干酪根鏡鑒等資料綜合分析，孔二段烴源巖有機(jī)質(zhì)總體以Ⅰ型為主，其中Ⅰ型干酪根占69%，Ⅱ1型干酪根占13%，Ⅱ2型干酪根占8%，Ⅲ型干酪根占10%(圖5)。

孔二段暗色泥巖有機(jī)質(zhì)豐度很高，其TOC平均為3.07%，最高9.23%；S1+S2平均為19.46 mg/g，最大為69.91mg/g；瀝青“A”含量平均為0.35%；HC平均含量為2106.44 mg/kg。頁巖有機(jī)質(zhì)豐度比同段暗色泥巖更高，TOC平均為4.87%；S1+S2平均為36.59 mg/g；瀝青“A”含量平均為0.64%；HC平均含量為3448.43 mg/kg，根據(jù)我國陸相湖泊泥質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[11-12]，暗色泥巖已達(dá)到好-很好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)，頁巖為很好烴源巖。

4 油氣成藏模式

孔二段油氣分布受有效烴源巖與常規(guī)砂巖儲(chǔ)層、致密儲(chǔ)層聯(lián)合控制。盆緣砂體與斜坡匹配形成巖性圈閉，在有效生油巖范圍內(nèi)，源儲(chǔ)共生或側(cè)接形成常規(guī)巖性油藏，與湖盆中心區(qū)致密油疊置連片，滿凹含油，形成“連續(xù)性”油氣分布模式(圖5)。

圖5 滄東凹陷南段孔二段油氣成藏模式Fig.5 Accumulation modle of the member 2 of Kongdian fomation, southern section of Cangdong sag

南段繼承性發(fā)育的斜坡(南皮斜坡)為單一坡折背景下控制的寬緩斜坡，古地貌特征反映發(fā)育3個(gè)主溝槽區(qū)，整體控制了斜坡區(qū)沉積體系展布，受葉三撥三角洲、烏馬營三角洲、集北頭三角洲3大物源控制，中低斜坡砂體沿溝槽帶發(fā)育，利于形成常規(guī)巖性油藏；低斜坡砂體與暗色泥巖、油頁巖匹配，近源充注，為致密油發(fā)育區(qū)。

北段反轉(zhuǎn)型的斜坡(孔西斜坡、孔東斜坡)具有斜坡低部位富砂、中高部位富泥、砂體上傾尖滅的特征。其中孔西斜坡早期發(fā)育為凹陷，后期經(jīng)構(gòu)造反轉(zhuǎn)形成反轉(zhuǎn)型斜坡，砂體沿斜坡低部位發(fā)育，形成上傾尖滅巖性圈閉，發(fā)育巖性油藏。斷裂轉(zhuǎn)換帶及斜坡高部位發(fā)育高豐度暗色泥巖及油頁巖，生成的油氣依靠斷裂及有利砂體組成輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)逐步向成藏有利區(qū)近源充注。與孔西斜坡不同，孔東斜坡為帚狀斷裂控制反轉(zhuǎn)型斜坡，望海寺及王官屯兩大物源口控制斜坡區(qū)砂體大面積分布，同時(shí)與斜坡區(qū)高豐度油頁巖交互沉積，形成巖性油藏與致密油疊加連片。

5 勘探成效

深化斜坡區(qū)孔二段構(gòu)造演化與源儲(chǔ)匹配關(guān)系研究，證實(shí)南皮斜坡孔二段多物源方向辮狀河三角洲砂體大面積疊置分布，儲(chǔ)集性能好，與湖盆區(qū)致密儲(chǔ)層疊置連片分布，有效烴源巖分布范圍內(nèi)，大面積連片含油。滄東凹陷孔二段精細(xì)勘探重點(diǎn)突出盆緣常規(guī)砂巖巖性油藏和湖盆主體區(qū)致密油兩個(gè)領(lǐng)域，取得兩項(xiàng)主要成果。

(1)南皮斜坡常規(guī)砂巖油藏勘探實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益增儲(chǔ)。

以油藏模式為指導(dǎo)，利用地震屬性與測(cè)井約束反演等技術(shù)手段，重點(diǎn)針對(duì)南皮斜坡葉三撥、烏馬營、燈明寺、集北頭三角洲和孔東斜坡王官屯三角洲開展砂體精細(xì)刻畫，在有利砂體帶部署預(yù)探井位11口，形成5000萬噸級(jí)增儲(chǔ)區(qū)。

(2)南皮-孔西斜坡致密油勘探取得重要突破。

針對(duì)湖盆主體油頁巖發(fā)育區(qū)，轉(zhuǎn)變其僅作為烴源巖的研究思路，深化油頁巖發(fā)育段內(nèi)部白云巖、泥質(zhì)粉砂巖等致密儲(chǔ)層識(shí)別與評(píng)價(jià)，部署預(yù)探井位6口，已獲得高產(chǎn)油流井1口、工業(yè)油流井4口。其中3口井針對(duì)致密儲(chǔ)層發(fā)育段設(shè)計(jì)系統(tǒng)取芯，為多參數(shù)聯(lián)合建立不同巖性儲(chǔ)層識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新油頁巖發(fā)育區(qū)儲(chǔ)層描述和預(yù)測(cè)方法提供了重要的基礎(chǔ)資料。

6 結(jié)論

(1)提出了滄東凹陷“坳斷轉(zhuǎn)換型湖盆演化、南北構(gòu)造分區(qū)”的新認(rèn)識(shí)。古近紀(jì)早期坳陷與晚期強(qiáng)烈斷陷疊置，形成了中國東部古近紀(jì)獨(dú)特的陸相坳斷疊置湖盆。以凹陷中部東西向隱伏調(diào)節(jié)斷層為界，控凹斷層北強(qiáng)南弱，南北差異發(fā)育演化，形成北段反轉(zhuǎn)型、南段繼承型兩大構(gòu)造區(qū)。

(2)構(gòu)建了“坳斷轉(zhuǎn)換型”湖盆不同類型斜坡的控砂機(jī)制。繼承性斜坡具有凸起順向供砂、侵蝕溝槽輸砂、坡折控砂、斜坡中高部位富砂的控砂機(jī)制，中低部位源儲(chǔ)匹配、油氣富集；反轉(zhuǎn)型斜坡低部位富砂，中高部位源儲(chǔ)一體，埋藏適中，富集高產(chǎn)。

(3)深化控藏機(jī)制研究，分區(qū)帶構(gòu)建油氣成藏模式，明確孔二段油氣分布受有效烴源巖與常規(guī)砂巖儲(chǔ)層、致密儲(chǔ)層聯(lián)合控制。在有效生油巖范圍內(nèi)，盆緣砂巖常規(guī)油藏與湖盆主體致密油疊置連片、滿凹含油，形成“連續(xù)性”油氣分布。

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Reservoir-controllingTheoryandExplorationResultsofMember2ofKongdianFomation，CangdongSag

Guan Quansheng

(Exploration&DevelopmentResearchInstituteofDagangOilfield,CNPC,Tianjin300280,China)

Cangdong sag is located in the center of Bohaiwan basin, is a depression-fault transited lacustrine basin characterized by the Paleogene sediments. Due to the overlap of tectonic activities during the early Paleocene depression and the late Paleocene fault, two main tectonic plays formed in this sag: the north anti transformation tectonic play and the south inherited tectonic play. The member 2 of Kongdian formation deposited in the early stage of sag expansion. Its developed sedimentary facies were affected by external basin source provenance and paleo slope break: braided river delta in the margin and far shore submarine fan in the basin center, where rock types are mainly dolomite, transitional rocks and high abundance ratios of shale. Conventional sandstone reservoirs in basin margin and tight reservoirs in the basin center overlapped horizontally and vertically in basin scale, forming the continuous oil distribution within the scope of effective source rocks. Due to the differences of controlling tectonic activities in the north and the south plays, different depositional systems and different hydrocarbon enrichment models formed in these two plays. In the south tectonic play, sand-rich sediments display on the high part of slope. In the middle and low part of the slope, both sand-rich and mud-rich sediments deposited. This co-existence of reservoir and source rock favors hydrocarbon enrichment. While in the north play, the low part of slope is sand-rich and the middle and high part of slope are both sand-rich and mud-rich. Thus, hydrocarbon in the north tectonic play may favor in rich in the middle and high part of slope. Based on the analysis of each strata in three dimensions, pre-exploration proposals have been made and 17 wildcat wells have been drilled. A big breakthrough has been made in the exploration of the lithologic reservoirs in the slope and tight reservoirs in central basin, forming a new exploration area with fifty million tons reserve.

accumulation model; tight oil; transitional rocks; mechanism of sand dominate fault-sag transition; Cangdong sag

中國石油天然氣股份有限公司重大科技專項(xiàng)“大港油區(qū)大油氣田勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”(2014E-06)資助。

官全勝(1984—)，男，湖南益陽人，碩士研究生，現(xiàn)為中國石油大港油田公司勘探開發(fā)研究院工程師，主要從事石油綜合地質(zhì)研究和井位目標(biāo)評(píng)價(jià)工作。郵箱：183838259@qq.com.

TE122.2

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