蘇家屯油田滾動評價研究

賈 瓊

（中國石化東北油氣分公司油田開發三年統籌規劃項目團隊，吉林長春 130062）

蘇家屯油田構造復雜、斷裂發育、斷塊間生產差異較大，2012年初期產建效果不理想。2013年開始，通過斷裂系統精細刻畫，在沉積、成藏新認識的基礎上，圍繞曲家屯斷裂帶先后部署了4口滾動井，均獲得高產工業油流，調整及擴建方案新井投產16口，初期平均單井日產油10.75 t，含水40%。研究區滾-評-建一體化的運作模式，取得較好的經濟效益，顯示了較大的滾動評價潛力。

1 概況

蘇家屯次洼構造上位于梨樹斷陷西端北部斜坡帶，為桑樹臺斷層與皮家斷層所夾持的構造帶。被皮家走滑斷層與梨樹斷陷主體和皮家氣田所分割，曲家屯斷裂將次洼分割，西部為洼陷帶，東部為斜坡帶，深洼帶構造相對簡單，呈現由洼陷中心低點向四周抬高形態。斜坡帶蘇家屯油田，構造異常復雜，由近南北向斷層分隔為多個斷階。地層自上而下發育第四系、白堊系上統嫩江組、姚家組、青山口組、下統泉頭組、登婁庫組、營城組、沙河子組、火石嶺組以及淺紅色花崗巖基底。研究區主要含油層系為營城三段，以細砂巖、含礫細砂巖和含礫中砂巖為主；砂巖填隙物中泥質含量高，陸源碎屑顆粒以長石、巖屑為主；分選中等，泥巖以灰色、深灰色為主。北東、南西雙物源控制的扇三角洲前緣亞相，發育水下分流河道、河道間灣及席狀砂等微相；儲層平均孔隙度9.8%，平均滲透率4.25×10-3μm2，為低孔、特低-超低滲儲層，平面及層間非均質性強。

2 構造演化特征

2.1 斷裂類型及特征

研究區主要在伸展、走滑兩大力學背景下形成以順向斷層+調節斷層、走滑伴生斷層兩種斷裂組合為主的構造樣式。根據斷層的形成期次及對構造的控制作用，把蘇家屯-皮家斷裂劃分為四個等級。

一級斷裂：桑樹臺斷裂，控制梨樹斷陷箕狀特征的西邊界斷裂，是梨樹斷陷最大的控盆斷層。該斷裂長期活動，斷開層位 T2-T5，控制了登婁庫到火石嶺組地層的沉積，斷層為北東傾向，延伸78 km。對梨樹斷陷及蘇家屯次洼的發育起主要控制作用，斷層北部為NE走向。

二級斷裂：皮家斷裂為走滑斷層，為NE走向，傾向近似直立，斷層走滑作用比較強烈。構造組合表現為正花狀和反“Y”字型，兩側地層差異較大，并伴有火山活動，斷開層位T3-T5，延伸17 km。皮家斷裂于營城組末期開始走滑，分割桑樹臺次洼和蘇家屯次洼，到登婁庫組時期斷裂活動減弱，登婁庫末期皮家斷裂發生大規模左行走滑，走滑定型。桑樹臺斷裂被其切斷在南部和北部形成兩套沉積體系，該斷裂改造了斷陷期的構造格局。

三級斷裂：曲家屯斷裂為長期活動的同沉積斷層，為SN走向，斷開層位T3-T5，延伸大于10 km。從白堊紀早期火石嶺組-登婁庫組時期均有活動，控制了其西部深洼帶次洼沙河子組和營城組時期的沉積。活動期伴生一系列同傾向正斷層，有不同程度的控制沉積作用，由東向西形成一系列斷階。

四級斷裂：伴生斷裂，受曲家屯斷裂、皮家斷裂控制，發育伴生和調節的小斷裂。在其兩側形成一系列的斷階帶，斷開地層厚度有限，主要為沙河子和營城組部分地層，對蘇家屯和皮家地區的油氣運移、富集起關鍵性作用。

2.2 構造演化

研究區形成與演化過程與梨樹斷陷基本相同，總體上經歷了斷陷期、坳陷期和反轉期三個不同的演化時期，影響研究區的主要構造運動有火石嶺末期構造運動，營城組末期構造運動，登婁庫末期構造運動及明水末的構造運動[1-4]。其中，斷陷期又可分為初始斷裂期、強烈斷陷期、斷坳轉化期三個階段。火石嶺時期為一系列獨立小斷陷，由早期斷裂控制，晚期覆蓋一套噴發相火山巖。沙河子時期桑樹臺斷裂及曲家屯斷裂形成，受桑樹臺斷裂控制，梨樹斷陷進入沉降期。西部沈洋凸起暴露地表，接受剝蝕，東部斷陷區繼承古地形持續沉降。曲家屯斷裂為生長斷層，控制兩盤沉降，西部為地塹，沉降速率大于東部斷塊。

營城組四段西部沈洋凸起繼續暴露地表，接受剝蝕，桑樹臺斷裂以東的斷陷區開始快速沉降。曲家屯斷裂繼續生長。東部受楊大城子凸起影響，突出地表，接受剝蝕。

營城組三段西部沈洋凸起開始接受沉積，桑樹臺斷裂以東的斷陷區繼續沉降，速率變緩。受桑樹臺斷裂和曲家屯斷裂控制，沉降中心逐漸形成。受盆地近東西拉張和持續沉降影響，曲家屯斷裂以東形成一系列近南北走向斷裂，東部受楊大城子凸起影響，突出地表，接受剝蝕。營城組時期盆地繼續沉降，同時形成一系列斷裂。

營城組二段和營城組一期斷陷再次進入快速沉降期，自西部沈洋凸起至東部楊大城子突起均接受沉積。曲家屯斷裂不斷生長，沉降中心明確，蘇家屯次洼形成。

登婁庫組時期沉降逐漸減弱。受區域左旋應力影響，皮家走滑帶形成，蘇家屯次洼與梨樹斷陷主體分離。晚期北部整體抬升，接受剝蝕。填平補齊，開始進入坳陷期沉積（圖1）。

3 沉積充填演化特征及儲層特征

3.1 沉積充填演化特征

蘇家屯次洼各時期地層厚度分布變化較大，沉降中心基本位于曲家屯斷層以西與桑樹臺斷層夾持區域，厚度具有繼承性，整體呈現由南西向北東逐漸減薄的分布特點，局部存在削截、超覆。斷陷期地層充填火石嶺組-登婁庫組，除火石嶺組有火成巖充填，其他各組段均為碎屑巖地層，砂泥互層。界面為最大湖泛面，各沉積時期沉降中心逐步向東南擴大遷移。

圖1 蘇家屯地區構造演化

火石嶺組時期：主要為濱淺湖-沖積扇沉積體系，夾火山巖碎屑堆積。沙河子組一段：早期湖盆范圍較小，發育沖積扇-濱淺湖沉積體系，粒度較粗。中后期湖盆迅速沉降，發育水下扇-半深湖沉積體系，粒度相對較細。縱向表現為加積序列，巖性組合為正旋回。沙河子組二段：湖盆繼續擴大，沉積物供給速率明顯小于沉降速率，末期達到最大湖泛，主要為細粒沉積，為退積序列，正旋回，形成主力烴源巖。營城組四段時期：湖盆達到最大后，坡度變緩，盆地整體持續沉降，發育扇三角洲-半深湖沉積體系，主要為外前緣的河口壩、遠端濁積巖微相，反旋回，發育次級烴源巖[1-5]。營城組三段：相對水深下降，以進積、加積序列為主，發育扇三角洲-半深湖沉積體系，正旋回，以水下分流河道微相為主，形成主力有利儲層。營城組二段、營城組一段：湖盆擴大，水深加深，以加積、退積序列為主，發育扇三角洲-半深湖沉積體系，正旋回以水下分流河道微相為主，形成有利儲層（圖2）。

圖2 蘇家屯地區沉積演化模式

3.2 儲層特征

蘇家屯油田主要含油砂組營城組三段Ⅳ-Ⅵ砂組平面上儲層發育，受沉積古地形和物源的影響，儲層厚度總體呈現西南深洼厚，斷階帶厚度減薄，向東北斜坡逐漸尖滅的特征。砂組間繼承性較好，砂體厚度 10～40 m，分兩個厚度中心，分別位于蘇4-梨2井北部和SW30井區。

統計研究區5口取心井，分析營城組三段儲層孔滲分化數據。巖心分析顯示，孔隙度為4.2%～15.5%，峰值區間為5%～15%，平均9.8%；滲透率為 0.043×10-3～28.200×10-3μm2，峰值區間為 1.000×10-3～10.000 ×10-3μm2，平均 4.250 ×10-3μm2。測井解釋顯示，孔隙度分布為5%～20%，峰值區間為5%～18%，油層平均15%；滲透率分布為 0.030×10-3～13.000 ×10-3μm2，峰值區間為1.000×10-3～10.000 ×10-3μm2，平均 2.650 ×10-3μm2，屬于低孔特低-超低滲儲層。

根據已完鉆井鉆遇情況分析顯示，平面非均質性強。平均滲透率級差為25.8，突進系數5.22，變異系數1.23。層間非均質性較強，滲透率級差11～280，突進系數1.36～4.02，變異系數0.5～2.2。

4 油氣藏特征及成藏規律

4.1 油氣藏特征

4.1.1 深洼帶（巖性氣藏、構造巖性氣藏）

蘇家屯次洼多口井測試獲得了工業油氣。2011年3月至2011年5月，對L2井營城四段進行壓裂測試，日產氣31 844 m3，累計產氣271 973 m3，測試結論為氣層，發現了蘇家屯油田 L2區塊氣藏。2012年先后鉆探SU2井、SW337井。對SU2井營城組四段進行壓裂測試，日產氣24 280 m3，累計產氣457 486 m3。對SW337井營城組三段進行壓裂測試，放噴求產，日產油少量，日產氣4 938 m3，累計產油0.32 t，累計產氣31 839 m3；對營城組三段進行壓裂測試，放噴求產，日產油少量，日產氣8 584 m3，累計產氣115 703 m3，獲低產氣流。

分析該區的成藏條件發現，氣藏基本處于深洼區，平面上距離營城組四段和沙河子組優質烴源巖較近，垂向上鄰近或包裹于烴源巖，具有“近水樓臺先得月”的優勢，二次排烴高峰為油氣的充注奠定了基礎，同時桑樹臺和曲家屯兩大斷裂活動派生斷層，為油氣的垂向輸導和側向封堵起到了積極作用，主要形成自生自儲和斷層封堵性油氣藏。目前洼陷帶基本以天然氣為主，可能在晚期氣烴排放高峰期，后期氣烴充注過程中破壞了原油烴充注的靜態平衡，部分充滿度不高的氣藏可能在斷層分期或分段不完全封堵條件下，散失殘留形成。

4.1.2 斷階帶（斷層油氣藏）

2013—2014年，在曲家屯斷層上升盤斷階帶部署了SW33-40井、SW33-41井和SW33-46井，分別獲得了日產12.00，8.00，50.00 t高產油流，其中SW33-41井、SW33-46井日產氣10 000 m3。

已發現的油氣藏基本處于環洼帶，曲家屯斷層上升盤的斷階帶，平面上距離營城組四段和沙河子組優質烴源巖相對較近，垂向上發育曲家屯斷層及派生油源斷層。從油藏剖面上看，靠近油源斷層近油氣相對富集，含油層系多。分析認為，垂向上，油氣運移能力隨著垂向距離的增大而降低，廣泛發育的營城組三段Ⅳ砂組大厚砂層，油氣充滿度較低；平面上，油氣充注能力隨著橫向穿越斷階的數目增多而降低，斷階東部的區塊，含油飽和度低，多階斷層起到了多層封堵油氣的作用（圖 3）。多次排烴過程通過油源斷層將油氣不斷向高部位油氣指向區域驅排，同時改造處于低部位先期成藏的油氣藏，伴隨油氣充注的多過程，完成多次分異平衡。根據蘇家屯次洼目前勘探開發測試的結果，存在的油氣藏類型主要有透鏡體氣藏、斷層油氣藏和上傾尖滅油藏。

圖3 蘇家屯營城組三段油藏示意剖面

4.2 油氣成藏規律

分析蘇家屯次洼油氣藏認為，油氣成藏整個過程符合差異聚集原理的多期充注油氣成藏過程，具有近源分期、斷砂運聚、逐級充注、差異富集的成藏規律。從深洼帶至斷階帶，呈現水氣—氣藏—油氣藏—油藏—油水—水分布規律[6-9]。

對蘇家屯地區沉積體系、構造、斷裂等分析，認為該區的油氣藏主控因素有距生油洼陷的距離（距烴源巖的距離）、構造背景、油源斷層、沉積相（沉積微相）。蘇家屯次洼雖然是桑樹臺生油氣洼陷的一部分，但是后期受到皮家走滑斷裂的改造，成為相對獨立的一個小洼陷，其烴源巖分布面積相對較小，厚度薄，埋藏淺，決定了該洼陷烴源巖的規模和品質，成熟度相對低，運移能力相對較近。因此，深洼帶的邊部和環洼帶是油氣運移的優勢區；構造背景決定了油氣的運移方向，斜坡帶、斷階帶、背斜構造、斷鼻構造等都是油氣的聚集優勢方向，LI2、SU2井區都具有斜坡背景，曲家屯斷階帶也具有斜坡背景；油源斷層控制著油氣運移的距離，長期活動的桑樹臺斷裂、曲家屯斷裂和營城組四段及沙河子組斷層均為有效的油氣運移通道[10-13]；沉積相控制著物源方向，沉積相類型對儲層物性也有著明顯的控制作用，對于不同的沉積相，其沉積時的古地形、水動力、沉積物的成分等具有較大的差異，這往往造成不同沉積相的儲層物性具有較大的差異。蘇家屯地區營城組主要發育扇三角洲沉積相類型，不同的沉積微相，儲層物性不同。對扇三角洲和辮狀河三角洲不同沉積微相深度與孔隙度、滲透率剖面以及各沉積相物性分布直方圖對比發現，其共同特征是，水下分流河道儲層物性最好，河口壩、席狀砂儲層物性次之，水下分流間灣儲層物性最差。

5 有利區帶劃分及目標優選

根據蘇家屯地區營城組三段構造及沉積背景，將該區域劃分為深洼濁積巖構造相帶、鄰洼外前緣構造巖相帶、順向斷階前緣構造巖相帶、皮家走滑復雜構造巖性帶、北部斜坡凸起前緣構造巖相帶五個構造巖相帶（圖4），其中，順向斷階前緣構造巖相帶位于拉張作用形成的順向斷階帶，以曲家屯斷層為代表，局部控制沉積，儲層主要為前緣水下分流河道砂體；鄰洼外前緣構造巖相帶，斷裂以盆地拉張時形成的調節斷層為主，沉積相帶主要為扇三角洲外前緣。二者分布在油源斷層曲家屯斷層兩側，且位于運移指向區，綜合分析確定順向斷階前緣構造巖相帶和鄰洼外前緣構造巖相帶是下步滾動勘探和油藏評價的重點區帶和潛力區帶[14-16]。

圖4 蘇家屯地區構造巖相帶劃分

綜合各方面因素，在鄰洼外前緣構造巖相帶篩選出SW30西斷塊和SW333斷塊兩個有利區。這兩個斷塊靠近生油洼陷和油源斷層，利于油氣運移補給；有斜坡背景，油氣長期運移指向，多斷階發育，有利于油氣聚集保存；處于東北部和南部雙物源交匯的扇三角洲前緣有利相帶，埋深淺，物性好；構造解釋清晰，落實程度高，斷塊圈閉可靠；于氣藏—油氣藏—油水分布規律中間過渡帶，且SW333井、SW33-40井、SW33-41井、SW30井、SW33-5井上下層系均獲得油流，成藏潛力大。這兩個有利區含油面積1.78 km2，儲量80.6×104t，建議優選評價SW333斷塊。

6 結論

（1）蘇家屯次洼在伸展、走滑兩大力學背景作用下，發育了順向、調節、走滑伴生三種斷層類型，存在桑樹臺、皮家、曲家屯三大斷裂體系，斷裂發育可劃分為7個期次。

（2）蘇家屯區塊營城三期相對水深下降，以進積、加積序列為主，發育扇三角洲-半深湖沉積體系，正旋回以水下分流河道微相為主，形成主力有利儲層。受沉積古地形和物源影響，儲層厚度總體呈現西南深洼厚，斷階帶厚度減薄，向東北斜坡逐漸尖滅的特征。砂組間繼承性較好。

（3）蘇家屯區塊具有近源分期、斷砂運聚、逐級充注、差異富集的成藏規律，總體上從深洼帶至斷階帶，呈現水氣—氣藏—油氣藏—油藏—油水—水分布規律。烴源巖距離、構造背景、油源斷層、沉積相為成藏主控因素。

（4）蘇家屯區塊劃分深洼濁積巖構造巖相帶、鄰洼外前緣構造巖相帶、順向斷階前緣構造巖相帶、皮家走滑復雜構造巖性帶、北部斜坡凸起前緣構造巖相帶五個構造巖相帶，順向斷階前緣構造巖相帶和鄰洼外前緣構造巖相帶是進一步滾動勘探和油藏評價的重點區帶和潛力區帶。