車西地區(qū)陡坡扇體儲(chǔ)層發(fā)育主控因素探討

陳云華

【摘 要】車西地區(qū)具備具備優(yōu)越的生油條件，北部陡坡帶扇體發(fā)育。但由于對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育主控因素缺乏系統(tǒng)、深入的分析研究，對(duì)砂巖展布規(guī)律和有效儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)律認(rèn)識(shí)不清，從而嚴(yán)重制約了該地區(qū)巖性油藏的勘探進(jìn)程。通過對(duì)古水深、古物源、古地貌、古旋回等控砂機(jī)制的深入研究，明確了車西地區(qū)砂礫巖體的分布規(guī)律和有效儲(chǔ)層的發(fā)育特點(diǎn)，明確了下一步的勘探方向和潛力。

【關(guān)鍵詞】車西地區(qū);砂礫巖體;物源;古地貌;主控因素

中圖分類號(hào)： P618.13;P631.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）01-0241-002

濟(jì)陽坳陷東營(yíng)、沾化、惠民等凹陷的北部陡坡帶均發(fā)育較大規(guī)模的砂礫巖體。長(zhǎng)期以來，通過深化東營(yíng)凹陷鹽家地區(qū)陡坡扇體的控砂控藏分析，形成了相對(duì)成熟的砂礫巖體勘探技術(shù)，該區(qū)已累計(jì)上報(bào)探明儲(chǔ)量近5000萬噸，沾化凹陷渤南地區(qū)也已上報(bào)探明儲(chǔ)量約2000萬噸。相對(duì)而言，車西北帶具有1.5億噸的資源量，但沒有探明儲(chǔ)量。制約車西地區(qū)勘探進(jìn)程的關(guān)鍵因素是儲(chǔ)層主控因素和展布規(guī)律認(rèn)識(shí)不清。從車西地區(qū)的沉積特點(diǎn)出發(fā)，通過精細(xì)解剖、系統(tǒng)研究，分析該區(qū)沉積儲(chǔ)層的主控因素和有效儲(chǔ)層的展布規(guī)律，以指導(dǎo)該區(qū)的油氣藏勘探。

1 地質(zhì)概況

1.1 構(gòu)造特征

車鎮(zhèn)凹陷是一個(gè)北斷南超、北深南淺的箕狀斷陷盆地。車西地區(qū)位于車鎮(zhèn)凹陷的西部，具有南北向分帶，東西向分段的特點(diǎn)。自北向南劃分為陡坡帶、洼陷帶、緩坡帶，其中陡坡構(gòu)造帶緊鄰埕南邊界斷層展布 ，沿埕南斷層呈長(zhǎng)帶狀展布。

1.2 地層特征

車西地區(qū)自下而上鉆遇太古界、古生界、中生界和新生界。太古界、古生界、中生界地層組成了本區(qū)的基底，其中太古界為一套變質(zhì)的花崗片麻巖。新生界地層由南向北超覆在埕南斷面之上。不同構(gòu)造部位、不同地區(qū)地層的發(fā)育規(guī)律有所不同。新生界普遍發(fā)育砂礫巖扇體，砂礫巖扇體具有厚度大，由北向南逐漸減薄的特點(diǎn)，其中下第三系砂礫巖扇體是研究的主要對(duì)象。

2 儲(chǔ)層發(fā)育主控因素

2.1 沉積特征

通過鉆井、取心、地化、地震綜合分析認(rèn)為，隨埕南斷層的演化，車西地區(qū)不同的沉積時(shí)期，不同的構(gòu)造背景之上發(fā)育洪積扇、近岸水下扇、扇三角洲、深水濁積扇等多種扇體類型。

2.2 儲(chǔ)層發(fā)育主控因素

做為窄陡型盆地，車西地區(qū)有其自身的構(gòu)造沉積特點(diǎn)。從其特殊性入手，系統(tǒng)研究該區(qū)構(gòu)造演化、沉積充填、古沉積動(dòng)力等，明確了古水深、古物源、古地貌、古旋回對(duì)砂巖分布的控制作用。針對(duì)車西地區(qū)扇體儲(chǔ)層發(fā)育主控因素，以往專家學(xué)者進(jìn)行過一些研究分析。這里主要討論古水深與扇體類型，古物源與扇體規(guī)模，古地貌與砂體展布，古旋回與圈閉類型等一些新的認(rèn)識(shí)和觀點(diǎn)。

古水深——扇體類型? 車西地區(qū)發(fā)育有多類型、多期次的砂礫巖扇體，其中沙三中、上亞段以小型的扇三角洲、濁積扇為主，沙三下亞段則發(fā)育較大規(guī)模的近岸水下扇、深水濁積扇。沙四上亞段做為一套新的勘探層系，其沉積類型認(rèn)識(shí)不清。通過古地貌和鉆井泥巖顏色統(tǒng)計(jì)完成的暗色泥巖分布圖，可以預(yù)測(cè)沙四上亞段的水體環(huán)境。沙四上亞段沉積早期，為斷陷初期半干旱氣候條件，湖水分布范圍小而局限，僅限于盆地中心部位。受前第三系古潛山的分割作用，暗色泥巖主要集中在三個(gè)井區(qū)，自西向東分別是車253、車79和車66井區(qū)，這些地區(qū)的北部，屬于暴露的氧化環(huán)境。分析認(rèn)為，該沉積時(shí)期主要發(fā)育洪積扇，局部地區(qū)發(fā)育扇三角洲。沙四上亞段沉積晚期，隨著湖水的擴(kuò)張，盆地中心的中部和東部大部分已被湖水淹沒，北部及西部地區(qū)仍暴露在氧化環(huán)境之下。分析認(rèn)為該時(shí)期，中部和東部地區(qū)主要發(fā)育扇三角洲，局部地區(qū)如車66井區(qū)發(fā)育一定規(guī)模的近岸水下扇。沙三下亞段處于斷陷最強(qiáng)烈時(shí)期，降水量大，湖平面不斷上升，車西地區(qū)基本被湖水淹沒，沿陡坡帶的凸起邊緣主要發(fā)育近岸水下扇體及深水濁積扇類型。

古物源——扇體規(guī)模? 物源供給量的大小控制不同時(shí)期、不同地區(qū)扇體沉積的規(guī)模差異。自下而上砂礫巖扇體隨著埕南斷層拉伸而向北退卻。規(guī)模總體上具有減少的特點(diǎn)。沙三下亞段沉積時(shí)期湖水持續(xù)加深，可容空間增大，物源供應(yīng)充足，沿陡坡帶的凸起邊緣廣泛發(fā)育近岸水下扇體，并形成了多個(gè)厚度中心，砂巖百分含量高值區(qū)一般50--70%。進(jìn)入沙三中亞段沉積之后，物源供應(yīng)量減少，砂礫巖體規(guī)模減少，沙三上亞段扇體持續(xù)萎縮，厚度變薄。

針對(duì)物源方向的研究，以往主要通過鉆井統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析，由于鉆井主要集中在車57、車25、車3等鼻狀構(gòu)造之上，認(rèn)為鼻狀構(gòu)造的北部是物源的注入口。通過邊界斷裂的刻畫，明確了主要目的層各個(gè)砂層組的物源注入口，分析結(jié)果與以往認(rèn)識(shí)恰好相反。認(rèn)為鼻狀構(gòu)造的兩翼對(duì)應(yīng)著古沖溝，其前方是砂體的有利沉積區(qū)，車西地區(qū)主要發(fā)育5個(gè)古沖溝，即車58、車古25兩翼、車2東翼以及車66東翼。

古地貌——砂體展布? 古地貌包括沉積通道古地貌和沉積區(qū)古地貌。砂礫巖體的分布明顯受古地貌的控制，砂礫巖體優(yōu)先沉積于古沖溝前方對(duì)應(yīng)的古地貌低洼區(qū)。扇體總體表現(xiàn)為大溝對(duì)大扇、小溝對(duì)小扇的“溝扇對(duì)應(yīng)”特點(diǎn);深水濁積扇受控于沉積古地貌，平面上沿邊界斷裂前方低洼區(qū)呈土豆?fàn)钕嚅g分布，與近物源方向水下扇體具有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系，表現(xiàn)出“底形控砂、相間分布”的沉積特點(diǎn)。古物源與古地貌相匹配，可以明確砂體的宏觀展布規(guī)律。另外，車西地區(qū)古地貌對(duì)砂體展布的控制作用還具有以下特點(diǎn)。

（1）古底型多樣性特點(diǎn) 分析認(rèn)為車西地區(qū)主要發(fā)育滾動(dòng)式半地塹和復(fù)式半地塹兩種古底型控砂模式。滾動(dòng)式半地塹的邊界斷裂為板式、鏟式正斷層，前方多發(fā)育近岸水下扇沉積類型，類型單一，主要表現(xiàn)為垂向加積，自沙四段到東營(yíng)組均為一套連續(xù)的粗碎屑沉積，中間缺少泥巖隔層。平面上，扇體分布相對(duì)較窄。復(fù)式半地塹的邊界斷裂為坡坪式正斷層，沉積類型相對(duì)富。除了在斷層根部發(fā)育近岸水下扇外，湖盆沉降中心區(qū)發(fā)育深水濁積扇。這里兩種類型的沉積、沉降中心存在較大區(qū)別。滾動(dòng)式半地塹古底型的沉積與沉降中心統(tǒng)一，均靠近邊界斷層。復(fù)式半地塹沉降中心位于車西地區(qū)的中心部位即砂礫巖體的前方，近岸水下扇主要在邊界斷層處沉積，而深水濁積扇則在前方的低洼區(qū)即沉降中心處沉積。通過古底型恢復(fù)，建立不同地區(qū)的古底型模式，可以明確不同類型的有利勘探區(qū)及下步勘探方向。

（2）古邊界斷層的控制作用? 古邊界斷裂傾角的大小影響了有利儲(chǔ)層的展布范圍。一般而言，角度越大，扇根越寬，扇中亞相寬度越窄。通過沿物源方向的9條剖面進(jìn)行邊界斷層角度、扇體扇根及扇中亞相寬度的統(tǒng)計(jì)，明確了車西地區(qū)邊界斷層的坡度與相帶寬度的關(guān)系。從分析成果可以看出，車西地區(qū)的古邊界斷層傾角一般在35-45°之間，致密扇根的寬度一般在1400-2500之間。相對(duì)于東營(yíng)凹陷鹽家地區(qū)而言，車西地區(qū)的邊界斷層坡角更大，這也是研究區(qū)有效儲(chǔ)層寬度小于鹽家地區(qū)的一個(gè)原因。

（3）古隆起對(duì)沉積的控制作用? 前第三系殘留地層的前方和側(cè)翼是有利儲(chǔ)層的發(fā)育區(qū)。位于殘留地層的前方的車57、車571、車古208等井均鉆遇物性較好的砂體，試油均獲的工業(yè)油流，其中車57井日產(chǎn)油21.2噸。分析認(rèn)為物源可能來自三個(gè)方面，一是物源來自埕寧隆起并沿古隆起向南推進(jìn)入湖;二是物源來自埕寧隆起，首先沿古沖溝在低洼處沉積，在填洼補(bǔ)齊之后，砂體可沿古隆起周緣的低洼處向前推進(jìn);三是處在湖岸線之上的古隆起自身暴露剝蝕，為周圍區(qū)域提供物源。無論是直接入湖的近岸水下扇還是推進(jìn)距離相對(duì)較遠(yuǎn)的深水濁積扇，都是儲(chǔ)層物性相對(duì)較好的有利儲(chǔ)層。另外，車57、車571有利儲(chǔ)層的發(fā)育受古湖岸線的控制，通過古湖岸線的分析可以明確各個(gè)期次砂體縱向上的發(fā)育特點(diǎn)。另外受地貌的控制作用，在古隆起的側(cè)翼發(fā)育有多期超覆砂體超覆現(xiàn)象且儲(chǔ)層物性較好。

古旋回——多種圈閉? 從構(gòu)造演化看，車西地區(qū)沙三段-沙四段包括2個(gè)斷陷旋回，由非均衡沉降向均衡沉降轉(zhuǎn)換，其中Es4上及Es3上為均衡沉降，盆地寬緩，Es4下及Es3中下為非均衡沉降，盆地結(jié)構(gòu)北陡南緩。盆地結(jié)構(gòu)的差異性形成了不同的充填樣式及儲(chǔ)蓋組合配置。車西地區(qū)在斷陷活動(dòng)和氣候干濕交替變遷過程中形成了多旋回的沉積層序和多個(gè)不整合間斷面。其中沙三上～沙二下氣候由潮濕轉(zhuǎn)向干旱，湖水明顯后退水體變淺，可容空間減小。北部陡坡帶發(fā)育扇三角洲體系，地層超覆在沙三中之上，上部地層遭受剝蝕，形成不整合面?？傮w上，車鎮(zhèn)北帶古近系沉積體系經(jīng)歷了沖積扇—扇三角洲—遠(yuǎn)源型近岸水下扇—近源型近岸水下扇-扇三角洲（三角洲）-近岸水下扇的演化序列。另外，縱向上的多旋回的沉積演化，形成了有利的儲(chǔ)蓋配置，區(qū)域上東營(yíng)組—沙一段泥巖蓋層及砂礫巖體沉積間斷、遷移形成的局部泥巖蓋層，都是有利的蓋層。

2.3 有效儲(chǔ)層展布規(guī)律

為了圈定有效的儲(chǔ)層，對(duì)砂礫巖體的巖性空間分布進(jìn)行定量計(jì)算，圈定的方法是在砂礫巖體中剔除非有效的致密礫巖，研究中應(yīng)用了地球物理分析和地質(zhì)綜合統(tǒng)計(jì)兩種方法。統(tǒng)計(jì)車西地區(qū)多口井點(diǎn)不同深度的致密扇根寬度，將不同井點(diǎn)的致密扇根寬度和對(duì)應(yīng)深度進(jìn)行擬和，求得致密扇根寬度和深度的擬和公式。利用該計(jì)算結(jié)果，在每個(gè)砂組的砂巖厚度等值線圖上可以定量描述致密扇根的寬度，并明確有效儲(chǔ)層的北部邊界，每個(gè)砂層組的南邊界25m砂巖厚度等值線是該砂層組有效儲(chǔ)層的南部邊界，這樣就可以計(jì)算出該砂層組有效儲(chǔ)層的范圍和厚度。

通過古水深、古物源、古地貌、古充填對(duì)砂體控制因素進(jìn)行分析，在宏觀規(guī)律的指導(dǎo)下，結(jié)合扇體描述和鉆井統(tǒng)計(jì)，明確了各個(gè)砂層組有利儲(chǔ)層的分布規(guī)律。

3 結(jié)論

陡坡扇體是車西地區(qū)重要的勘探類型之一，物源主要來自北部的埕寧凸起。對(duì)控砂機(jī)制進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)之上，分析了古水深、古物源、古地貌、古旋回對(duì)砂巖分布的控制作用，明確了砂巖展布規(guī)律以及有效儲(chǔ)層的發(fā)育特點(diǎn)。綜合分析認(rèn)為車西地區(qū)砂礫巖體具有巨大的勘探潛力，縱向上圈閉類型多樣，平面上勘探空間廣大。以沙三下為例，完鉆井主要集中在車57、車25、車3等地區(qū)，有利儲(chǔ)層最發(fā)育的地區(qū)勘探程度低。研究對(duì)車西地區(qū)陡坡扇體的勘探具有一定的指導(dǎo)意義。

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