斷陷盆地骨架砂體汲烴效率及油氣地質意義

【摘 要】基于地震、測井等資料，量化表征了初次運移過程中骨架砂體汲烴特征，提出了汲烴砂層的概念，對汲烴砂層的汲烴效率進行了深度的剖析。研究表明：汲烴砂層的的厚度、連續性、層數、砂層間泥質隔層等等決定了汲烴砂體的汲烴效率，汲烴效率是影響本區骨架砂體輸導有效性的重要因素。龍崗地區阜二段有效的骨架砂體輸導層沿龍崗次凹成環帶狀分布，直接控制了本區油氣藏的分布特征。

【關鍵詞】金湖凹陷;骨架砂體;輸導體系;汲烴砂層;有效性

中圖分類號： P618.13文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）05-0167-003

0 引言

骨架砂體是最普遍和最重要的一種油氣輸導系統，骨架砂體的連通孔隙是油氣二次運移的基本通道。劉震等（2003）認為垂向疊置，橫向連通的高孔高滲的砂巖儲層往往是油氣主要運移的通道[1]。李明誠（2004）研究認為從斜坡向洼陷帶沉積相帶又粗變細，油氣具有由凹陷中心向盆地邊緣運移的指向[2]。付廣等（1999）認為砂體的橫向連通性主要取決于砂體沉積的相帶[3]。張衛海等（2003，2005）認為儲集層構成油氣側向運移輸導層必須垂向上要有一定的厚度，平面上砂體連通并且分布廣。同時也要滿足孔滲性好，周圍地層封閉性較好及古產狀有利等條件[4]。

金湖凹陷南部阜寧組具粗—細—較粗—細二個正旋回四分性特征，自下而上分為四個大段：阜一段、阜二段、阜三段和阜四段。阜二段和阜四段上部均發育一套優質烴源巖層，中下部是砂泥互層的輸導體系格架。龍崗地區阜二段砂巖較為發育，位于阜二段烴源巖的底部，具有良好的油氣輸導及成藏優勢，是該區重要的勘探層系。

經過近幾年的勘探，本區取得了較好的勘探成果，發現了墩塘、楊家壩及卞東等油藏，勘探效益顯著，但是也存在一下幾個問題：1、油氣運移規律不清;2、油氣分布控制因素不明。

1 龍崗地區阜二段骨架砂體輸導有效性綜合評價

針對本區存在的主要問題，通過大量的文獻調研及結合勘探實際，重點本區骨架砂體的有效性及對油氣運移分布的控制作用進行了研究，對砂體分布的連續性、砂體與烴源巖的接觸關系、砂體與斷層的配置關系等進行了詳細解剖，提出了“汲烴砂層”的概念，利用“汲烴砂層”的厚度與分布的連續性定性的表征了汲烴砂層的汲烴效率。

1.1 骨架砂體與烴源巖的接觸關系

按照源巖與輸導體系的接觸關系，可以將金湖凹陷龍崗地區阜二段的配置組合劃分為垂向型和側向型兩大類，側向型又可以分為側變型和斷層接觸型。垂向接觸型配置組合主要發育在連通砂體與源巖處于上、下相接觸的范圍;巖性側變型配置組合主要發育在連通砂體與源巖在同一層位并和源巖相接觸，由于斷裂體系發育，也存在斷層接觸型，斷層的發育導致烴源巖中產生大量的微裂縫排烴，使更多的油氣得以從烴源巖中排出，從而提高了油氣輸導的效率。相比而言，垂向接觸型較巖性側變接觸型和斷層接觸型能夠更好的使相鄰源巖中的油氣排出。

1.2 “汲烴砂層”的汲烴效率

阜二段生油巖與骨架砂體輸導層垂向上的疊置關系為下排型，生油巖成熟后受異常壓力的影響向外排烴，上下的滲透層則是排烴的指向區，該滲透層即是油氣的運移通道或儲層。據此，我們建立了阜二段成熟烴源巖區內烴源巖與其相鄰骨架砂體的組合關系模式，提出了“汲烴砂層”的概念：與烴源巖有效接觸，在排烴期接收烴源巖層初次排烴所運移出的油氣的砂層。并通過對第1和第2汲烴砂層厚度以及隔層的分析，對骨架砂體的汲烴及輸導油氣的有效性進行了評價。

如圖2所示，我們建立了阜二段烴源巖系巖性結構與排烴/汲烴模式：阜二段生油巖上部為穩定泥巖，阻擋烴類向上運移;而烴源巖之下不同程度地發育以三角洲前緣砂體為主的骨架砂體，其發育程度（厚度、分布、連續性、層數、砂層間泥質隔層等等）控制了烴源巖排烴效率。與烴源巖接觸的第1層砂層是汲烴關鍵，其分布連續性和孔滲性決定了汲烴效率，其下還可以分布有不同發育程度的泥質隔層所分隔的第2、第3汲烴砂層，以此類推;當泥質隔層缺失時，第1、2汲烴層砂體疊合，可以增加有效運移空間。一般認為，在成熟烴源巖范圍內第1汲烴砂體越發育、分布連續越穩定，其汲取烴的效率越高;對于烴源巖來講，在其他排烴條件一定時，具有更高的排烴效率。第1汲烴砂層向成熟烴源巖區以外延伸的程度以及與作為運移通道的斷層接觸情況，則決定了成熟烴源巖區宏觀排烴效率，就輸導體系而言就是“導烴”效率，即通過輸導體系由成熟烴源巖區導出烴類效率。

以龍崗地區為例，龍崗運聚單元內成熟烴源巖范圍內第1汲烴砂層砂體發育情況較差，最厚4m左右。盡管砂體不發育，但隔層發育程度高。卞1井區、塔1—呂2井區油氣接收效率高，下排后，指狀厚砂體是重要的運移通道。受火山噴溢影響，龍崗地區東側發育大套玄武巖，且滲透性較差，油氣進一步下排阻力較大。該單元內烴源巖成熟后向第1汲烴砂層內排烴，由于隔層發育，進一步下排受阻，因此基本無烴類可以下排至第2汲烴砂層（圖3）。

1.3 砂體與斷層的配置關系

受區域上多期構造持續的影響，金湖凹陷內斷層較為發育，骨架砂體在平面上被斷層切割，形成了一系列的斷砂配置體系。龍崗地區主要發育了墩塘、楊家壩及卞東等幾條北東-南西向斷裂。龍崗地區斷層具有明顯的雙重作用，一方面可以作為垂向上油氣運移的有效通道，同時也可遮擋下盤的油氣成藏。斷層與砂體的配置模式為垂向開啟側向封閉斷層與烴源巖底部有效砂層的組合模式。斷層側向具有一定的封堵能力，垂向封堵性中等，油氣沿骨架砂體穿越斷層運移較難，斷層成為油氣沿骨架砂體運移的邊界，限制油氣沿斷層走向方向運移。

2 骨架砂體輸導體系對油氣運移的控制作用

2.1 油氣運移路徑與分布

阜二段斷層垂向開啟性較好，側向封閉。阜二段是龍崗地區主要的含油層段，主要分布在卞閔揚構造帶一系列三級斷層下盤，來自阜二段烴源巖。龍崗地區第1、2汲烴砂層有效汲烴范圍沿龍崗次凹呈環狀分布，基本上全部位于烴源巖成熟區范圍內，油氣進入阜二段砂體后一方面沿斷層垂向運移，另一方面主要沿斷階向東運移。這一地區油氣穿越斷層運移的可能性較小，主要是沿一系列北東東向斷層（楊家壩、卞東、墩塘等）橫向運移，聚集成藏[9]。而龍崗次凹北部，也位于有效汲烴范圍內，油氣進入汲烴砂層后，由于近東西向分布的斷層（卞西、天92等）側向封堵，阻止油氣的繼續向北運移，又由于近次凹的斷層垂向封閉性差，整體含油性與龍崗凹陷東一系列斷階相比較差。

2.2 油氣成藏模式

在東部墩塘、楊家壩和卞東地區，烴源巖底部汲烴砂層發育，匯烴范圍較大，油氣進入烴源巖下伏砂體后主要是沿一系列北東東向斷階橫向運移，遇到遮擋條件（如地層隆起、橫檔斷層遮擋等）即可聚集成藏，如墩塘油田、楊家壩油田和卞東油田阜二段油藏即屬于斷鼻型油藏。而深洼區北部地區分布一系列近東西走向、北傾斷層（卞西、天92等），由于斷層側向封閉有利于油氣聚集（如關7塊油藏），但卻不利于油氣區域性向北運移[9]。

3 結論

（1）凹陷帶烴源巖區內的骨架砂體主要受到汲烴砂層的影響，汲烴砂層的厚度、分布、連續性、層數、砂層間泥質隔層等等控制了汲烴效率。

（2）斷層與砂體的配置關系最終決定了油氣運移路徑，龍崗地區油氣進入烴源巖下伏砂體后主要是沿一系列北東東向斷階橫向運移，遇到遮擋條件（如地層隆起、橫檔斷層遮擋等）即可聚集成藏，由于斷層側向封閉不利于油氣區域性向北運移。

【參考文獻】

[1]劉震，張善文，趙陽等.東營凹陷南斜坡輸導體系發育特征[J].石油勘探與開發，2003，30（3）：84-86.

[2]李明誠.石油與天然氣運移（第三版）[M].北京：石油工業出版社，2004.

[3]付廣，呂延防，薛永超，等.油氣運移通道及對其成藏的控制[J].海相油氣地質，1999，4（3）：24-28.

[4]張衛海，劉景新，吳智平等.遼河東部凹陷北部古近系輸導體系及其對油氣運移的影響[J].石油大學學報（自然科學版），2005，29（5）：19-22.

[5]林景曄.砂巖儲集層孔隙結構與油氣運聚的關系[J].石油學報，2004，25（1）：44-47.

[6]趙忠新，王華，郭齊軍，等.油氣輸導體系的類型及其輸導性能在時空上的演化分析[J].石油實驗地質，2002，24（6）：527-533.

[7]趙勇生，劉克奇.塔里木盆地塔中地區油氣運移輸導體系研究[J].中國石油大學學報：自然科學版，2007，31（4）：8-13.

[8]查明，吳孔友，曲江秀，等.斷陷盆地油氣輸導體系與運移作用[M].東營：中國石油大學出版社，2009：160-190.

[9]張偉忠.金湖凹陷南部斷裂輸導體系及控藏規律研究[D].中國石油大學，2011.