斷裂帶沙河街組砂礫巖儲層成藏規律與勘探目標研究

孫富強 張楊東 陳國寧

摘要：研究區斷裂帶是以一條基底斷裂為主，構成洼陷的雛形，造成渤南洼陷與埕東凸起地形高差，對埕東凸起的剝蝕和渤南洼陷陡坡帶的沉積起著決定性的作用。本文結合儲層物性影響因素的分析，以沉積微相、孔隙度、滲透率、和含油性等參數對研究區斷裂帶沙河街組砂礫巖儲層進行分類評價。依據參數大小和優劣程度共分為三類儲層。通過系統對比不同扇體巖性、沉積微相、孔隙度、滲透率以及成巖特征等的差異，明確了有利的勘探目標。

關鍵詞：油源斷裂帶；礫巖儲層；沙河街；成藏規律；分類評價；勘探目標

優質儲層的形成和發育受控于多種因素，是多種地質因素綜合作用的結果。有利的沉積微相（近岸水下扇中扇辮狀水道、扇三角洲前緣水下分流河道及分流河口砂壩）、有利的巖相（細砂巖、含礫砂巖和礫狀砂巖）、相對較淺的埋藏深度、成巖演化過程中多元流體的溶蝕作用、早期油氣充注是控制優質儲層發育的主要因素。針對研究區斷裂帶砂礫巖體的層序、沉積和儲層開展攻關，目的是通過綜合地質研究明確研究區斷裂帶砂礫巖體地層劃分對比方案，搞清砂礫巖體的成因類型及沉積相帶發育分布規律，明確該區優質儲層發育的主控因素、成因機制和分布規律，為下一步勘探部署提供較為可靠的地質依據。該項研究對復雜砂礫巖體油氣勘探具有現實的指導作用，同時對類似構造背景下砂礫巖體的勘探開發具有一定的借鑒作用。

1、研究背景

研究區位于渤南洼陷北部陡坡帶，北接埕東凸起，南臨渤南深洼陷，西部與義和莊凸起斷接，東部通過孤島凸起與孤北洼陷相鄰，工區面積約200km2，砂礫巖體廣泛發育。渤南洼陷發育了沙三段和沙四段2套優質烴源巖，具有沉積厚度大、有機質類型好，豐度高、熱演化程度高的特點。砂礫巖體與烴源巖指狀接觸，高滲透層和油源斷裂作為有效的疏導體系，細粒沉積物和致密層為良好的遮擋條件，使得砂礫巖體具有優越的油氣成藏條件。目前研究區斷裂帶西部已在沙河街組Es1、Es2、Es3三個層系上報過砂礫巖油藏探明儲量，共上報含油面積5.68km2，地質儲量670.14×104t。部署實施義50井在沙河街組鉆遇油層18層36.3m，試油日油14.5t，日水3.1t，目前日油9t，不含水，已累油4306t。此后又相繼部署了義斜501、義501-1兩口探井，并開展了義50產能建設，完鉆開發井14口，均獲成功，進一步證實了工區砂礫巖體存在良好的勘探潛力，整個研究區斷裂帶具有含油連片的趨勢。油田目前的亟需解決的實際問題主要體現砂礫巖體有效儲層認識不夠，由于砂礫巖扇體搬運距離短，未經過充分的篩選，其結構成熟度與成分成熟度均較低，儲集空間較為復雜，但目前尚無充分的認識，有待加強研究。

2、構造特征研究

研究區斷階帶是一個由研究區主斷層和后期的盆傾斷層共同組成的復雜斷裂系統，斷階高，平面上斷裂產狀差異大，是扭張、拉張等多種構造應力共同作用的產物。工區內的近東西、近南北、北西向的斷層是形成于喜馬拉雅運動第一幕（濟陽運動期，沙四段—沙二段末），為較早期的斷裂；而北西向和東西向斷層則為形成于喜馬拉雅運動第二幕（或主要發育時期是在喜馬拉雅運動第二幕），為較晚期斷層，它們可以是繼承老斷層進一步發育，也可以形成的新斷層，并構成新的斷陷盆地邊界。

3、地層發育特征

渤南北帶鉆遇的地層自下而上為太古界、古生界、中生界和新生界，新生界地層由南向北層層超覆于研究區斷面之上。不同的構造部位、不同的地區地層的發育程度又有所不同。太古界、古生界、中生界地層組成了本區的基底，太古界為一套變質的花崗片麻巖，下古生界寒武-奧陶系為海相碳酸鹽巖沉積，上古生界石炭-二疊系主要由海陸交互的砂泥巖組成，下部煤系地層發育并夾有薄層灰巖。中生界主要由陸源碎屑巖組成，底部為中、下侏羅系發育的煤系地層，上部以紅色泥巖為主，夾大量中、基性噴發巖。新生界地層則形成了本區的沉積蓋層，由第三系和第四系組成，在構造升降、斷陷活動和氣候干濕交替變遷過程中形成了多旋回的沉積層序。受區域沉積旋回的控制和影響，沙三上亞段和沙二段在該區地層較薄。館陶組底面和潛山頂面是較大的沉積間斷面，也是砂礫巖扇體分布的頂底界面。

4、儲層特征

通過對研究區斷裂帶沙河街組砂礫巖儲層物性數據統計分析發現，孔隙度與滲透率呈現出較好的正相關關系按照碎屑巖儲層物性分類標準，工區儲層屬于低孔特低滲級別。

就埕916井而言，主要發育近岸水下扇內扇主水道和中扇辮狀水道沉積，以正粒序為主，孔隙度多小于10%，單期旋回上部相對較細的儲層物性較好。而義108井，主要發育扇三角洲前緣水下分流河道和分流河口砂壩沉積，物性總體較好，多數儲層孔隙度超過10%，水下分流河道為正粒序，單期旋回下部相對較粗的儲層物性較好；分流河口砂壩為反粒序，單期旋回上部相對較粗的儲層物性較好。優質儲層是指在普遍低孔隙度、低滲透率儲層中發育的一類相對高孔隙度、高滲透率的有效儲層。優質儲層是一個相對概念，沒有絕對的量化指標，具體的量化數值需要研究者結合該地區的實際儲層的基本發育情況、儲層的含油氣性和油氣產出狀況具體分析，進而較為準確的界定優質儲層的數值或范圍。有利儲層的發育與否主要是從高的孔滲數據來做判斷的，而異常高孔帶的存在就是最直接的數據證據。由于次生溶蝕、裂縫、異常高壓及早期油氣充注的影響，使得研究區物性分布在縱向上存在好幾個異常高孔帶，而異常高孔帶的存在直接影響到儲層的質量，是優質儲層的本質所在。優質儲層的形成與演化具有復雜性，是多種地質因素綜合作用的結果。歸納起來可包括沉積因素、成巖因素和構造因素，但各因素存在明顯的主次關系。沉積因素是優質儲層發育的主控因素，這主要包括優勢的沉積微相（近岸水下扇辮狀水道與扇三角洲前緣水下分流河道和分流河口砂壩）和優勢的巖相（細砂巖、含礫砂巖和礫狀砂巖）。成巖因素居于次要地位，后期成巖路徑及成巖作用的強弱受控于沉積條件的差異，原始沉積條件與后期溶蝕作用具有協同演化的規律。構造因素對優質儲層的貢獻相對較小。因此，明確有利的沉積微相的展布是尋找優質儲層的關鍵。綜合考慮砂礫巖儲層的沉積微相、埋深、孔隙度、滲透率和含油性特征，對研究區斷裂帶沙河街組砂礫巖體儲層進行了分類評價。埕913扇體和埕916扇體和埕913扇體為有利的勘探目標。

參考文獻

[1]馮有良.斷陷湖盆溝谷及構造坡折對砂體的控制作用[J].石油學報，2016

（作者單位：中石化石油工程地球物理有限公司勝利分公司）