孫虎潛山成藏條件及勘探成效研究

陳源裕

（長江大學地球物理與石油資源學院，湖北 武漢430100）

（中石油華北油田分公司地球物理勘探研究院，河北 任丘062552）

田思思，劉立新

聶志昆，趙鐵東 （中石油華北油田分公司地球物理勘探研究院，河北 任丘062552）

雷春衛 （中石油華北油田分公司第一采油廠，河北 任丘062552）

譚青松 （中石油華北油田分公司地球物理勘探研究院，河北 任丘062552）

孫虎潛山構造帶位于饒陽凹陷的南端，是受衡水斷裂和虎北斷層控制形成的北東東走向的潛山構造帶［1］，西接深西洼槽，北連虎北洼槽，東臨虎東洼槽，面積約150km2。勘探工作始于20世紀70年代，應用二維地震解釋研究成果，1976年首鉆虎2井，截止到1986年，先后鉆探潛山井7口，5口井在潛山見油氣顯示，僅虎2井試油見油花，潛山勘探一直未能取得突破。分析總結失利原因，認為主要有2點：①油源條件差。作為主要供油洼槽的虎北洼槽，其地層西北抬東南傾，油氣應主要向西北方向運移，東南部潛山供油條件差。②保存條件差。控山的虎北斷層長期繼承性活動一直到新近紀，構造活動劇烈，對油氣保存不利；下降盤側向對接的東營組主要為砂巖，側向封堵性差。2008年，在孫虎儲氣庫三維地震資料的基礎上，針對制約勘探的關鍵問題，對孫虎潛山成藏條件進行了重新認識。

1 成藏條件分析

1）油源條件 孫虎潛山構造帶毗鄰虎北洼槽和深西洼槽。深南、榆科油田勘探實踐證明，深西洼槽沙三段生油巖為中－好生油巖。利用連片三維地震資料，通過任意線可以看出深西洼槽和虎北洼槽沙三段分布比較穩定，當時應為統一湖盆，沉積、沉降中心位于虎北洼槽。

虎北洼槽沙三段的厚度500m左右，分布面積約500km2，應該比深西洼槽具有更好的生烴條件。虎北洼槽沙三段烴源巖通過斷面與孫虎潛山對接，生成的油氣可沿虎北斷層運移至潛山內部，具有旁生側儲的直接供油方式。因此，孫虎潛山構造帶應具有較好的油源條件。

2）構造特征 利用2008年新采集處理的儲氣庫三維地震資料，通過多口井合成記錄標定，認為潛山頂面為雙軌強軸發射特征，容易識別。先前認為只有虎北1條斷層控山，通過此次的精細解釋，發現在中北部為虎5井斷層控山，在南部為虎北斷層控山，控山斷層是雁行式排列的2條斷層，而且虎6井潛山是由一條二臺階斷層控制形成，虎13井、澤90井潛山是直接受虎北斷層控制形成。

利用多種三維解釋手段準確落實了潛山構造形態。孫虎潛山構造帶整體上為一大型單斷潛山斷裂構造帶，潛山整體面積49km2，高點埋深2530m，幅度920m，受北北東向的虎北斷層控制，呈北北東向條帶狀展布；同時受虎北斷層派生的北東向斷層切割，形成了虎2井、虎5井、虎6井、澤90井等局部山頭［2］。

3）潛山儲層 潛山頂面為高于莊組地層，為白云巖，經風化淋濾，在區域上是一套好儲層。在河間潛山是主要產油層，最高日產液量超過1000t，平均在100～200t。

①地層巖性分析。虎5井進山井段：2776.6～2897.46m，厚120.86m （未穿）。鉆遇潛山地層：元古界長城系高于莊組。巖性：灰色 、淺灰、深灰色白云巖，上部見淺灰色角礫狀白云巖。白云巖：色調較單一，質純，性硬而脆，微晶結構，滴冷稀鹽酸不反應，加熱酸反應強烈，巖屑粉末狀，少量片狀。角礫狀白云巖：角礫及膠結物均為白云質，性硬、脆，遇冷稀鹽酸不反應，加熱酸反應強烈。②高于莊期沉積環境。是一次規模較大的海侵期，形成了中、新元古代華北最為遼闊的淺海海域。沉積物以淺海的白云巖為主，厚度和巖性在橫向上均穩定，含豐富的疊層石。冀中油氣區及其庇鄰地區可分出3個巖相區：局限海、隱藻坪、砂云坪環境。孫虎地區為砂云坪環境。③鉆井、測試和試油地質資料。在鉆井過程中，在高于莊組地層中多發生滲漏的情況。高于莊組地層通過試油證實日產水量在72～600m3（見表1），儲集性能良好。電測解釋裂縫統計：虎9井2853～2878m井段解釋水層12m／3層；虎5井2777～2887m井段主要裂縫13.8m／2層，次要裂縫32m／5層，共45.8m／7層；虎10井2833～2888m井段解釋裂縫38m／5層；虎6井2659～3050m井段主要裂縫32.4m／14層，次要裂縫19m／12層，共51.4m／12層；虎13井2963～3025m井段解釋水層20m／2層。

表1 孫虎潛山井試油數據表

綜合分析，高于莊組地層為一套好儲層。

4）潛山蓋層 通過已鉆井分析，潛山頂部直接覆蓋的為孔店組二段、三段地層，厚度為500m左右，分布穩定，而且整體為一細段，砂巖含量少。

虎13井在Ek3段的2822.14～2825.23m井段進行了鉆井取芯，巖性為棕紅色泥巖、棕紅色粉砂質泥巖、灰綠色泥巖。SP（自然電位）曲線平直，反映滲透性差，物性不好。

綜合分析，孫虎潛山具有較好的封蓋條件。

5）側向封堵性分析 側向封堵性的好壞，是孫虎潛山能否成藏的關鍵。通過已鉆井結合地震分析，發現潛山中低部位側向對接的地層為古近系東營組沙一上亞段的砂巖發育段，側向封堵條件差，致使孫虎潛山不能大面積含油。但是，在潛山的較高部位，受虎北斷層派生的北東向斷層切割，形成了一系列斷階，并且形成了虎2井、虎5井、虎6井、澤90井等局部山頭 （山峰）。斷階中的孔二段、孔三段地層以泥巖為主，夾薄層的粉砂巖，物性不好，可以做蓋層，同時可對這些局部山頭形成側向封堵 （見圖1）。因此，這些局部山頭具有較大的成藏可能性。

通過試油，得到虎2井、虎6井潛山地層水的性質：Cl－含量在15154～19187mg／L之間，總礦化度在26338～35404mg／L，明顯高于上覆孔店組地層和虎北洼槽東營組－沙一段地層水，原始地層壓力也明顯增高，水型以CaCl2、Na2SO4為主，說明潛山內水動力條件比較小，具有較好的封閉性。

2 勘探成效

通過對潛山成藏條件的重新認識，構建了孫虎構造帶 “大山－峰聚”的潛山成藏模式 （見圖2）。2009年優選了潛山形態好、圈閉落實、低部位見顯示的虎2井山頭高部位部署鉆探了虎8井。該井于2589m進入長城系高于莊組，較虎2井進山深度淺259m，鉆井揭示潛山縫洞發育、油氣顯示活躍，中途裸眼測試獲日產油69.9m3，實現了孫虎構造帶潛山勘探的突破。隨后在虎8井西側的虎5井山頭鉆探了虎19x井。該井于2575（垂深）進入高于莊組，較虎5井進山深度淺201m，中途裸眼測試折日產油945.24m3，為華北油田近25年來單井產量最高的井。2010年，在潛山帶西南部澤90井潛山高部位鉆探虎16x井，該井于2804m （垂深）進山，鉆遇寒武系29m、霧迷山組333m，對霧迷山組中途裸眼測試折日產油890m3，創造了孫虎潛山勘探新的輝煌。

圖1 榆1井－虎2井地質剖面圖

3 認識與啟示

（1）高品質三維地震資料，是潛山勘探獲得突破的前提。經歷30多年的勘探，規模大、埋藏淺、易識別的潛山大都已被發現，勘探工作轉向規模小、埋藏淺、類型復雜、難以識別的隱蔽性潛山，這對地震資料品質提出了更高的要求。回顧近幾年的潛山勘探，長3、長6、寧古8等潛山的成功，無一不是在高品質地震資料的基礎上取得的［3］。

（2）利用多種三維解釋方法精細落實潛山構造，是潛山勘探獲得突破的手段。受地震資料的限制，以及隱蔽性斷層的存在，單純的地震剖面解釋已經不能滿足要求。因此，利用相干體、傾角等多種方法綜合解釋、驗證，是精細解釋的重要手段。

（3）突破思維，創新潛山油藏成藏認識，是潛山勘探獲得突破的關鍵。饒陽凹陷是一個歷經多年勘探的富油凹陷，也是冀中地區勘探程度最高的凹陷之一。由于地下情況的不可見性，研究工作和認識存在多解性。勘探要取得突破，必須在前人的研究成果上，以新思維、新視角、新思路重新認識潛山成藏條件，重新構建潛山成藏模式。在此基礎上，精細解釋，整體研究，創新認識，是潛山勘探獲得突破的關鍵。

圖2 孫虎構造帶潛山油藏成藏模式圖