東營凹陷壓力系統與油氣成藏

邱貽博

(中石化勝利油田分公司，山東 東營 257015)

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東營凹陷壓力系統與油氣成藏

邱貽博

(中石化勝利油田分公司，山東 東營 257015)

東營凹陷作為中國東部最為典型的陸相富油斷陷盆地之一，油氣成藏具有油藏類型多樣性、油氣分布不均衡性、有序性、成藏環境差異性的特點。研究表明，東營凹陷古近系普遍存在異常高壓。根據地層壓力的縱橫向分布特征將東營凹陷劃分為深部超壓系統、中部的過渡壓力系統、淺部的常壓系統。通過不同壓力系統下油藏特征差異性的分析，建立了不同壓力系統下的油氣成藏模式，明確了壓力結構的差異性決定油藏類型和分布的有序性。

東營凹陷；地層壓力；壓力系統；壓力結構；成藏模式

引 言

中國東部陸相斷陷盆地多具有復雜的成藏壓力環境，不同壓力環境發育不同的壓力結構及成藏組合[1]。東營凹陷作為中國東部最為典型的陸相富油斷陷盆地之一，油氣成藏具有油藏特征多樣性、油氣分布有序性和成藏壓力環境差異性的特點。

1 壓力場分布特征

東營凹陷是一個拉張型的箕狀斷陷盆地，東營凹陷下第三系普遍存在異常高壓[2-5]。根據東營凹陷實測地層壓力資料(圖1)，東營凹陷超壓現象很普遍，2 200 m以上地層壓力基本保持在靜水壓力帶附近，隨埋深增加，地層壓力逐漸偏離靜水壓力，開始出現超壓。

圖1 東營凹陷壓力系數與埋深關系

從縱向上來看，東營凹陷可劃分成3個壓力區。常壓區：樣品點圍繞正常靜水壓力線分布，埋深一般小于2 200 m，壓力系數一般為1.0，局部小于1.0；壓力過渡區：樣品點略高于相同深度靜水壓力，位于埋深為2 200～2 800 m的深度帶，主要分布在沙河街組沙三段和沙四段，壓力系數一般為1.06～1.40；超壓區：位于凹陷最深部，樣品點明顯高于靜水壓力，主要分布在沙河街組沙三段和沙四段，埋深一般大于2 800 m，壓力系數一般為1.4～2.0。

從平面上來看(圖2)，東營凹陷沙四上在平面上發育多個超壓中心，分別處在利津、牛莊、博興等洼陷的沉積、沉降中心。從超壓發育的強度來看，利津洼陷的超壓強度要明顯大于牛莊和博興洼陷，壓力系數可達到1.8以上，而博興洼陷超壓強度則最小，壓力系數最高在1.4左右。隨著向盆地邊緣方向的延伸，地層壓力逐漸降低變為過渡壓、常壓。

2 壓力系統劃分

該文主要采用了埃克森石油公司的地層壓力分類方案[6-10]，主要根據東營凹陷實測地層壓力的縱向分布特征劃分為3大成藏壓力系統(圖1)。

圖2 東營凹陷沙四上亞段壓力系數平面分布

(1) 超壓區。主要位于盆地的深洼區，層系上包括了沙三下—沙四上地層，地層一般埋藏較深(東營凹陷一般在2 800 m以下)，埋深達到生烴門限深度以下，有大量生烴增壓的潛能，壓力系數一般大于1.40。

(2) 壓力過渡區。主要位于中部地層和盆地的斜坡區，層系上主要包括了沙三中上的地層以及沙三下—沙四上斜坡區的部分地層，地層埋深中等，在垂向上或平面上位于超壓區的上方和側翼(埋深為2 200～2 800 m)，壓力系數為1.06～1.40。

(3) 常壓區。主要是指以靜水壓力為主的常壓區，主要位于上部地層及盆地的邊緣，層系上主要是指沙二段及以上的地層，同時也包括了沙三、沙四段盆緣的大部分區域，地層埋深較淺(埋深一般在2 200 m以上)，壓力系數為0.90 ～1.06。

按照東營凹陷壓力系統劃分的原則，可以看到(圖2)，東營凹陷沙四上亞段超壓區(壓力系數大于1.40)主要包括了北部的利津—牛莊以及南部的博興兩大超壓區。其中北部的利津—牛莊超壓區范圍較廣，包括了利津、牛莊洼陷的大部分區域，整個超壓區連為一片；南部的博興超壓區范圍相對較小，主要局限在博興的深洼區。深洼區的三四級斷層對壓力系統的分割作用并不明顯，河125斷裂帶及中央隆起帶仍處于超壓區范圍內。壓力過渡區(壓力系數為1.06～1.40)主要位于超壓區的外圍，平面上呈環帶狀分布，埋深中等。常壓區(壓力系數為0.90～1.06)主要分布在盆地的邊緣，埋深較淺。

3 不同壓力系統下油藏特征的差異性

(1) 油藏類型的多樣性、有序性。以東營凹陷沙四上亞段灘壩砂油藏為例，在靠近洼陷的超壓區，地層壓力大，油氣充滿度高，油藏類型以低孔巖性油藏為主，油氣藏無明顯的邊底水，非油層即干層；在盆地斜坡的中部，為地層壓力的過渡區，油藏類型以中孔構造-巖性油藏為主，油氣充滿度也較高，局部可見到油水間互；在盆地邊緣的構造高部位的常壓區，油藏類型以高孔構造油藏為主，油氣充滿度較低，油水間互現象比較普遍，具有明顯的邊底水。高壓低孔巖性油藏、低超壓中孔構造-巖性油藏、常壓高孔構造油藏呈環帶狀疊合連片分布。

(2) 原油物性的差異性、分區性。在不同的壓力系統下原油物性具有明顯的差異性和分區型。在壓力系數大于1.40的超壓區，原油性質較好，密度一般都小于0.89 g/cm3，以輕質油為主。在壓力系數為1.06～1.40的壓力過渡區，原油性質有所變化，原油密度有部分大于0.90 g/cm3，雖然還是以輕質油為主，但是中質油比重有所增大。在壓力系數為0.90～1.06的常壓區原油性質變化較大，原油密度變化范圍寬泛，數值為0.84～0.99 g/cm3，輕質油和中質油所占比重相當，但重質油比重明顯增大。

不同壓力系統下成藏動力的差異可能是成藏特征差異性的根本原因[11-18]。例如在超壓區，油氣成藏的動力主要是烴源巖的生烴超壓，烴源巖中的油氣在此驅動下直接進入相鄰儲層，油氣成藏受有效儲層影響，油藏類型主要是巖性油氣藏為主，同時超壓強度越大，油氣的充滿程度越高。在壓力過渡帶和常壓區，烴源巖的生烴能力已經基本結束，油氣基本上沒有了從烴源巖向儲層運移的內在動力，主要靠儲層的側向和斷層的垂向運移，油氣成藏的動力主要是靠流體的排驅壓力差以及油氣自身的浮力。其中常壓區油氣受構造的影響較大，在浮力的驅動下，油氣經過長距離運移，主要在構造的高部位成藏，以構造油藏為主，油氣充滿度較低；而壓力過渡區是位于超壓區和常壓區的過渡區域，油藏類型也往往具有這2個壓力區的特征，類型以構造-巖性復合有藏為主，油氣充滿度中等。

4 不同壓力系統下油氣成藏模式

在壓力系統劃分、油藏特征統計及典型油藏解剖的基礎上，建立了不同壓力系統下油氣成藏模式，明確了壓力結構的差異性決定了油藏類型和分布的有序性(圖3)。

4.1 高壓環境成藏模式

高壓環境主要分布在東營凹陷的沉積、沉降中心，壓力系數大于1.40的超壓區內。該區域是烴源巖的有利發育區，烴源巖開始生烴后，壓力逐漸積累，當源巖的生烴超壓大于相鄰儲層的毛細管力時，源巖中的油氣在生烴超壓的作用下向相鄰儲層排放，油氣具有“超壓”驅動模式，以垂向輸導為主，可見生烴超壓的強度控制了油氣的分布范圍。在此環境下東營凹陷沙四上亞段灘壩砂油藏應該具有大范圍連續分布、縱向上多層疊置的特點。高壓環境下油氣成藏的特點有效指導了東營凹陷超壓區灘壩砂巖的規模勘探，將灘壩砂巖的有利勘探范圍由局部構造拓展至整個占凹陷面積1/2以上的超壓區。

“十一五”以來，在洼陷內有效儲層預測的基礎上，在利津洼陷西部超壓區先后部署的梁755、梁760、利673、利674等11口探井均取得成功，獲得7～23 t/d的工業油流，2011年底整體上報了利津洼陷西部高壓區梁75—梁76區塊沙四上亞段灘壩砂油藏探明石油地質儲量為8 464×104t，成為自進入隱蔽油氣藏勘探以來，勝利油田一次性上報巖性油藏儲量最大的區塊。

圖3 東營凹陷不同壓力系統油氣成藏模式

4.2 過渡環境成藏模式

過渡環境主要分布在東營凹陷的緩坡帶，地層壓力系數為1.06～1.40的壓力過渡區內，平面上位于超壓區的外圍，縱向上主要位于超壓區的上方。超壓區內生成的油氣在超壓驅動下，向上和向側向運移，進入壓力過渡區內。此時，烴源巖的生烴能力已經基本結束，油氣主要受油柱兩端的排驅壓力和自身浮力驅動，在斜坡區運聚成藏，具有“壓浮”驅動模式。在過渡壓力環境中，油氣的成藏屬于典型的旁生側儲式、下生上儲式，油氣來源于緊鄰的超壓區，超壓區生成的油氣在斷裂和砂體的匹配下發生側向和垂向運移。在該區域，油氣的運移距離相對較短，油氣的充滿程度也較高，局部可見到油水互層和邊底水，油藏類型以構造-巖性油藏為主，目前在利津洼陷的西斜坡、博興—利津洼陷結合部的純化構造帶、牛莊洼陷東坡的廣利—王家崗地區均發現了大量的油氣分布，油氣具有緊鄰超壓區呈環帶狀分布的特點。

4.3 常壓環境成藏模式

常壓環境主要分布在東營凹陷的盆緣，地層壓力系數在1.0左右的正常壓力區內。由于此處位于洼陷邊緣部位，地層埋藏淺、孔隙度較大、油氣運移的阻力較小、地層超壓不發育，僅僅依靠浮力為油氣運移提供動力，具有“浮力”驅動模式。該區油氣受構造的影響較大，往往沿著構造脊形成優勢運移通道，在構造的高部位聚集成藏，形成一定規模的構造類或地層類油藏，例如東營凹陷南部的金家、草橋和八面河油田。此外，由于距離源巖區較遠，油氣經過長距離的運移，散失量較大，該區油氣充滿程度相對較低，可見到明顯的邊底水，并且油氣具有零星分布的特點。

5 結 論

(1) 東營凹陷作為中國東部最為典型的陸相富油斷陷盆地之一，油氣的成藏具有油藏類型多樣性、油氣分布不均衡性、成藏環境差異性的特點。

(2) 東營凹陷下第三系普遍存在異常高壓，根據地層壓力的縱橫向分布特征將東營凹陷劃分為三大成藏壓力系統：深部超壓區(壓力系數大于1.40)、中部的壓力過渡區(壓力系數為1.06～1.40)、淺部的常壓區(壓力系數為0.90～1.06)。

(3) 在壓力系統劃分、油藏特征統計及典型油藏解剖的基礎上，建立了高壓、過渡、常壓3種不同壓力系統下油氣成藏模式。在靠近洼陷的超壓區為高壓環境成藏模式，地層壓力大，油氣充滿度高，油藏類型以巖性油藏為主，油氣藏無明顯的邊底水；在盆地斜坡的壓力過渡區為過渡環境成藏模式，油藏類型以構造-巖性油藏為主，油氣充滿度也較高，局部可見到油水間互；在盆地邊緣的常壓區為常壓環境成藏模式，油藏類型以構造油藏為主，油氣充滿度較低，油水間互現象比較普遍，具有明顯的邊底水。

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編輯 張 雁

20141010；改回日期：20150203

國家科技重大專項＂渤海灣盆地精細勘探關鍵技術＂(2011ZX05006)

邱貽博(1977-)，男，高級工程師，2000年畢業于石油大學(華東)應用地球物理專業，2007年畢業于該校地質資源與地質工程專業，獲博士學位，現從事石油地質勘探工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.03.014

TE121.1

A

1006-6535(2015)03-0058-04