黃河口凹陷BZ34-1復雜斷塊油藏滾動勘探實踐

涂丹鳳，牛成民，張新濤，錢 賡，王改衛

(中海石油(中國)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

黃河口凹陷BZ34-1復雜斷塊油藏滾動勘探實踐

涂丹鳳，牛成民，張新濤，錢 賡，王改衛

(中海石油(中國)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

黃河口凹陷位于渤海灣盆地南部海域，BZ34-1油藏位于該凹陷北部，整體表現為受兩條近東西向大斷層控制形成“花狀”地塹構造，區內新構造運動活躍，發育多條近東西向次級斷層，將構造復雜化，為典型復雜斷塊油藏。研究區油氣主要以新近系明下段為主，油藏受砂體控制明顯。通過對BZ34-1油藏進行精細解剖，認為新近系明下段長期基準面上升至下降半旋回的轉換期或下降半旋回早期為主要勘探層系；通過深入研究油源斷層與砂體接觸關系，建立了斷層-砂體耦合接觸關系半定量靜態模型來判別砂體的有效性；通過建立適合黃河口凹陷頻率衰減烴檢技術進行綜合類比分析，預測圈閉的含油氣性；結合油藏自身特點優化井型和井軌跡，提高鉆井成功率。最終在BZ34-1油藏圍區部署了3口滾動井，新增石油地質儲量1 600×104t。

黃河口凹陷；滾動勘探；復雜斷塊油藏；主控因素

渤海灣盆地是一個疊置在華北地臺古生界蓋層之上的中、新生界裂谷盆地，為中國東部重要的油氣勘探區。渤海灣盆地歷經50余年油氣勘探，目前總體上處于勘探中后期。隨著勘探程度的提高， 油氣勘探難度不斷加大，隱蔽油氣藏特別是巖性油氣藏已成為重要的勘探對象及增加油氣儲量的重要發展方向[1-4]。世界范圍的油氣勘探經驗表明，在油氣勘探程度較高的含油氣盆地中隱蔽油氣藏儲量占總石油地質儲量的比例高達20%～65%[5]。近年來，在渤海灣盆地濟陽坳陷的東營、沾化和車鎮等富油凹陷中巖性油氣藏的勘探已經取得較大的突破。

渤海海域油氣勘探起步較晚，整體以構造勘探為主。然而黃河口凹陷儲量發現率高達47%，為典型高勘探成熟區，構造勘探的難度日益增大，目前黃河口凹陷巖性油氣藏探明石油地質儲量占總石油地質儲量比例不足10%，因此黃河口凹陷的巖性油氣藏勘探潛力較大。由于黃河口凹陷淺層沉積相變快、砂體小、厚度薄、因此目標復雜難識別，此外對巖性油氣藏的形成條件及分布規律認識不清；另外，受海上勘探高成本制約，砂體的含油氣性判別也尤為重要，這些因素一直制約著黃河口凹陷巖性油氣藏勘探。因此重點開展已知油藏成藏主控因素分析，強化油氣分布規律，不斷發展和完善巖性油藏地質認識和技術方法，有助于解決這些難題，有效地指導黃河口凹陷的精細勘探開發，實現儲量穩定增長。

1 區域概況

黃河口凹陷位于渤海灣盆地渤海海域的東南部，為典型的北斷南超的箕狀凹陷，南部為墾東凸起和萊北低凸起，北部為渤南低凸起，東部為廟西凹陷。郯廬走滑斷裂西支呈近南北向穿過黃河口凹陷，將凹陷分為東洼和西洼，受走滑作用影響在凹陷形成中央隆起帶。BZ34-1復雜斷塊區位于黃河口凹陷中央隆起帶北部，受郯廬斷裂走滑作用和晚期新構造運動影響產生了一系列的復雜斷塊，整體表現為受兩條近東西向大斷層控制的地塹構造，區內發育多條近東西向次級斷層，將構造復雜化，整體地層呈現中間高，東西低的構造特征(圖1)。

2 油藏基本地質特征

BZ34-1復雜斷塊油藏具有以下幾個特征：①油氣主要分布在新近系明化鎮組下段，共分為五個油組，含油層位主要為明下段Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ油組。②油藏埋深較淺，原油密度中等(0.725～0.919 g/cm3)，黏度較小(8.39～67.37 mPa·s，平均22.19 mPa·s)，為輕-中質原油。③油藏類型主要為巖性-構造油氣藏，其次為構造-巖性油氣藏、巖性油氣藏。④區域上，BZ34-1油田依托兩條大斷層形成“花狀”地塹構造，晚期斷裂發育，為油氣優勢成藏的區塊，進而表現出典型的斷裂主控下油氣在下降盤聚集的特征(圖2)。⑤晚期構造活動強烈，構造較破碎，斷層比較發育，平面上斷層的線密度約為1.2條/ km2，屬于復雜的斷塊油藏。

圖1 BZ34-1構造區域位置

3 滾動勘探技術

3.1 以儲層沉積特征為指導，強化油氣分布規律研究

黃河口凹陷新近紀早期處于湖盆拗陷期，構造活動相對穩定，地形較為平緩，湖面水體大規模收縮，湖盆進入萎縮期，水體較淺。區域沉積地質研究表明，黃河口凹陷新近系明化鎮組下段總體表現為“泥包砂”特征，平均砂巖百分含量為20%，代表了相對遠源、搬運距離較長的淺水湖泊三角洲和曲流河沉積。由于形成的水體較淺、地形平坦、地貌斜坡不明顯，一般以河流的進積作用為主，湖水波浪改造能力很弱，因而顯現出特有的沉積特征，具體表現為：相對發育的水下分流河道、欠發育的河口壩沉積、廣泛發育的席狀砂，不連續的垂向沉積層序和類似于三角洲砂體形態等特點[6]。

圖2 BZ34-1復雜斷塊區油藏剖面

根據研究區4口探井巖心分析，結合30余口井巖電曲線特征和地震相研究表明，BZ34-1復雜斷塊區明下段底部處于低位域沉積時期，湖泊水體較淺，砂體受河流控制明顯，主要呈枝狀分布，相互切割，垂向序列組合往往不完整，砂泥巖頻繁互層，砂巖含量為20%～25%，相對較高；由于河道側向遷移頻繁，因此儲層橫向變化較快、連通性較差，這在一定程度上影響了油氣富集的豐度，加大了勘探與開發難度。明下段中部湖侵體系域時期，隨著水體加深，湖面開闊，可容納空間增大，砂體受湖泊及波浪作用改造，以灘壩型淺水三角洲沉積為主，巖性主要為淺水三角洲前緣亞相中薄層中細砂巖與湖相厚層泥巖，形成多套儲蓋組合，在平面上整體形態呈現出明顯的朵狀，砂巖百分含量為10%～20%，為BZ34-1復雜斷塊區主力含油層段。明下段上部為高位域時期，早期前緣末端河道、砂壩席狀化作用明顯，砂體在平面上呈席狀分布，晚期發育較為廣泛的區域泥巖，形成較好的儲蓋組合。

目前BZ34-1復雜斷塊區已發現的油氣藏中，油氣藏類型多為巖性-構造、構造-巖性和巖性油氣藏，典型的構造層狀油氣藏僅占23%，油氣成藏幾乎均受巖性影響。從層序格架內油層統計來看，長期基準面上升至下降半旋回的轉換期或下降半旋回早期，油氣最為富集，其次為長期基準面旋回下降的中、晚期，因此下降半旋回是尋找厚層砂體乃至油氣的有利部位。

3.2 根據油藏分布，深化油氣成藏主控因素研究

斷層作為含油氣盆地輸導體系的重要組成部分，是油氣從深部烴源巖向淺部儲層垂向運移的重要通道[7-10]。BZ34-1復雜斷塊區油藏埋深較淺，為輕-中質品質。雖然新近系本身不生油，但該構造位于黃河口富生烴凹陷的一個洼中隆構造帶，受走滑作用影響發育多條深切油源的斷裂，為本區油氣成藏提供了有利的條件。勘探表明研究區油氣主要來源于古近系沙三段烴源巖，通過深切油源并長期活動的斷層向淺層運移，在明下段聚集成藏，但是不同的構造部位，即使同一構造部位不同砂體的含油氣性卻具有一定的差異。曾濺輝等通過對斷層縱向輸導與儲層非均質性以及斷層物性、傾角變化進行物理實驗模擬，認為油源斷層與砂體的耦合關系控制了油氣的聚集層位和富集程度[11-13]。

BZ34-1復雜斷塊區斷裂主要呈“Y”字形組合，油源斷層與明下段河道砂體接觸具有多樣化特征，在剖面上形成了4種不同的組合樣式，即正向正斷層、反向正斷層、反屋脊式和屋脊式[14]。在剖面組合上反屋脊式對于淺層油氣的聚集最為有利，屋脊式最差，而在平面上，油源斷層與砂體的接觸面積則控制了淺層明下段油氣藏的含油面積、充滿度，接觸面積越大，成藏的幾率越大，油氣藏的含油氣面積和充滿度越大，反之則越小。在此理論基礎上，筆者及其研究團隊通過對斷層和砂體接觸關系進行深入研究，建立了斷層和砂體接觸關系半定量模型來探討砂體接觸面積與含油氣性之間的響應關系[15]。

經研究區30余口鉆井證實，斷層-砂體接觸面積與含油氣面積充滿度、儲量豐度正相關性明顯；當斷層-砂體接觸面積大于15 m·km時，儲層砂體為油層，當斷層-砂體接觸面積小于15 m·km時，儲層砂體為油水同層或頂油底水；同一圈閉范圍內，斷層-砂體接觸傾角與含油氣面積充滿度、儲量豐度、高度均無關，吻合率為85%。

3.3 應用有效物探方法，確保勘探成效

BZ34-1復雜斷塊區淺層明下段發育淺水三角洲沉積，儲層砂體在地震剖面上具有強振幅亮點特征，利用振幅屬性能很好地預測儲層砂體。然而隨著勘探程度的逐步深入，迫切需要對儲層流體的性質進行準確判別，從而規避勘探開發風險。儲層含流體不同使地震波的振幅、能量、頻率發生變化，從地震波振幅能量、頻率等不同方面來定性、定量的分析預測目的層內部的流體特征；通過綜合類比分析，能夠較好的檢測圈閉的含油氣性。理論研究表明，與致密巖層相比，當儲層中含油或氣時，會引起地震波的散射和地震能量的衰減[16]。實驗數據也證明在溫度、壓力一致時，含氣砂巖彈性波振幅衰減量大于飽含油的衰減量，飽含油砂巖的衰減量大于飽含水砂巖的衰減量；發射頻率增高，衰減量增加[17]。根據黃河口凹陷淺層明下段地震資料特征、儲層流體性質，形成了適用于黃河口凹陷淺層明下段的烴檢技術。通過對BZ34-1復雜斷塊區進行頻譜分析，確定高頻成分，在砂體頂面和底面開時窗，提取高頻對應的能量屬性后計算砂體對該高頻成分的能量衰減值，根據已鉆井標定后進行含油氣性預測。利用BZ34油田區鉆井多的優勢，對高頻能量衰減的烴檢適用性進行驗證。以該區明下段III油組1號砂體為例，提取65 Hz頻率對應的能量衰減屬性，紅色為高衰減區，綠色為低衰減區(圖3)。勘探證實，該砂體紅色有利區帶為油層，綠色區帶為水層，從而有效指導了井位部署。

圖3 BZ34-1油田及圍區能量衰減烴檢圖

3.4 根據油藏具體特點，優化井型及井型軌跡

根據BZ34-1復雜斷塊區構造特征，以油氣成藏規律為指導，從儲層砂體的展布規律入手，在平面上對含油砂體進行追蹤和精細刻畫；結合目的井鉆井、測井、試油等資料錄取要求的不同，綜合考慮海上勘探成本高、風險大以及該區油藏埋深較小，考慮到全區砂體疊合效果較差等特點，滾動探井和評價井主要以低斜度定向井(一般斜度小于45°)為主，盡可能鉆遇多套油層，從而提高鉆井成功率；而在滾動開發的過程中依據油藏特點進行開發概念設計，優化論證，開發井部署主要以水平井和大斜度的定向井相結合，開發的主要原則為立足主力砂體，同時兼顧小砂體；分層系開發，以水平井為主要開發方式，根據開發過程中遇到的實際地質情況調整鉆井實施方案。

通過精細構造解釋和砂體刻畫，近年來，僅在BZ34-1復雜斷塊油藏西塊有利部位部署了3口滾動評價井，新增石油地質儲量1 600×104t。此外，在該油藏的北塊、東塊和南塊均有大量有利目標值得進一步滾動勘探。

4 結論

(1)黃河口凹陷BZ34-1復雜斷塊區油氣以明下段為主，儲層砂體橫向變化快，連通性較差，其中明下段長期基準面上升至下降半旋回的轉換期或下降半旋回早期，油氣最為富集，是研究區的重點勘探層系。

(2)以研究區為靶區，建立了油源斷層-砂體接觸耦合接觸關系半定量靜態模型，斷層-砂體接觸面積與含油氣面積充滿度、儲量豐度呈正相關性關系，當斷層-砂體接觸面積大于15 m·km時，儲層砂體為油層概率大，為渤海類似地區鉆前有利砂體的拾取指明了方向。

(3)利用研究區淺層明下段儲層砂體在地震剖面上強振幅亮點特征，含不同流體的儲層在地震波中響應特征，最終篩定了頻譜分析對于該區圈閉的含油氣性預測的有效性，有效結合實際鉆井資料，預測高衰減區為油層，低衰減為水層，從而有效指導了井位部署，降低了滾動勘探的風險。

(4)根據實際地質情況，選用合適鉆井工藝。海上勘探成本高、風險大，因此滾動探井和評價井采用低斜度定向井，以盡可能鉆遇多套油層，提高鉆井成功率，擴大儲量規模為主；而開發井考慮到全區砂體疊合效果較差，水平井和大斜度的定向井相結合，提高鉆井成功率。

[1] 高瑞祺，趙政璋.中國油氣新區勘探一渤海灣盆地隱蔽油氣藏勘探[M]．北京：石油工業出版社，2001：43-44.

[2] 張洪安，彭君，慕小水.東濮凹陷巖性油氣藏勘探方法初探[J].地球學報， 2003， 24(2)：171-174.

[3] 劉君榮，王曉文，趙忠新，等.南堡凹陷拾場次洼的構造-沉積特征及其對巖性油藏勘探的影響[J].石油與天然氣地質，2014，35(5):601-608.

[4] 劉震，趙政璋，趙陽，等.含油氣盆地巖性油氣藏的形成和分布特征[J].石油學報，2006，27(1)：17-23.

[5] 胡文瑞，趙政璋，吳國干，等.巖性地層油氣藏勘探理論與實踐[M].北京：石油工業出版社，2005：223-640.

[6] 朱偉林，李建平，周心懷，等.渤海新近系淺水三角洲沉積體系與大型油氣田勘探[J].沉積學報，2008，26(4)：575-582.

[7] 李月.斷陷盆地輸導體系類型及其輸導性能評價——以渤海灣盆地為例[J].石油地質與工程，2013,27(6)：5-10.

[8] Hooper E.C.D.Fluid migration along growth faults in compacting sediments[J].Journal of Petroleum Geology,1991,14(2):161-180.

[9] 高長海，張新征，查明．歧口凹陷埕北斷階帶輸導體系特征及其對油氣分布的控制[J].石油地質與工程，2012,26(2)：1-6.

[10] 程榮，吳智平．埕島地區輸導體系發育特征[J].石油地質與工程，2008，22(1)：15-18.

[11] 馬中良，曾濺輝，趙樂強，等．斷層物性和傾角變化對濟陽坳陷斜坡帶油氣聚集影響的實驗模擬[J]．巖性油氣藏，2008，20(3)：109-113．

[12] 曾濺輝．正韻律砂層中滲透率級差對石油運移和聚集影響的模擬實驗研究[J]．石油勘探與開發，2000，27(4)：102-105．

[13] 曾濺輝，王洪玉．反韻律砂層石油運移模擬實驗研究[J]．沉積學報，2001，19(4)：592-596．

[14] 于海波，牛成民，彭文緒，等.黃河口凹陷新近系斷裂-砂體控藏分析-以墾利3-2 構造為例[J]．中國海上油氣， 2010，22(3)：149-154.

[15] 張新濤，牛成民，黃江波，等.黃河口凹陷BZ34區明化鎮組下段油氣輸導體系[J]．油氣地質與采收率，2012，19(5)：27-30.

[16] 王孟華，崔永謙，張銳峰，等.泥灰巖裂縫儲層預測方法研究——以束鹿凹陷為例[J]．巖性油氣藏，2007，19(3)：114-119.

[17] 黃凱，徐群洲，楊曉海，等.地震波能量的衰減及其影響因素[J].新疆石油地質，1997，18(3)：212-217.

編輯：吳官生

1673-8217(2015)05-0067-04

2015-06-02

涂丹鳳，工程師，碩士，1981年生，2008年畢業于中國石油大學(北京)礦產普查與勘探專業，現主要從事石油地質綜合研究工作。

國家重大科技專項“近海隱蔽油氣藏勘探技術”(2011ZX05023-002)資助。

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