鹽家地區砂礫巖體發育特征及油氣富集主控因素

王東曄

（中國石化勝利油田分公司勘探開發研究院，山東東營 257015）

鹽家地區位于東營凹陷北部陡坡帶東部，西起勝北斷層，東至永北地區，南鄰民豐洼陷帶，北到陳家莊凸起，有利勘探面積約200 km2。受箕狀斷陷盆地的地質背景和構造條件影響，鹽家地區沉積類型多樣，沙三段和沙四段砂礫巖體是目前重要的勘探增儲領域[1-3]。隨著勘探難度的加大，鹽家地區逐步進入復雜隱蔽油氣藏勘探階段，目前砂礫巖體勘探主要存在兩個方面難題：一是儲層非均質性較強，有效儲層分布規律認識不清；二是控藏因素復雜多樣，油水關系復雜，缺乏系統認識。針對存在的問題，本文通過系統地研究砂礫巖體類型及展布規律，明確砂礫巖體油氣成藏和富集主控因素，可為鹽家地區砂礫巖體的勘探部署提供資料。

1 砂礫巖體沉積發育特征

1.1 沉積相特征

通過大量巖心觀察描述及分析，結合測井資料和地震響應特征，分析認為鹽家地區沙三段、沙四段主要為近岸水下扇沉積，可進一步細分為扇根、扇中、扇端三個亞相[4-5]。

扇根亞相位于近岸水下扇根部，可劃分出主水道與主水道間兩個微相。其中，主水道微相由高密度洪水沖蝕而成，主要發育塊狀雜基支撐礫巖相、顆粒支撐砂礫巖相，礫石粒徑一般為5～10 cm，礫石基本無分選，磨圓較差、多呈棱角狀或次圓狀，垂向上一般由多個正旋回砂礫巖體疊置組成。主水道間微相沉積物以深色泥巖為主，厚度較薄。

扇中亞相是近岸水下扇的主體，可劃分出辮狀水道與水道間兩個微相。其中，辮狀水道微相發育砂礫巖相、塊狀砂巖相、平行層理砂巖相、交錯層理砂巖相等巖相組合。水道間微相主要發育波狀層理砂巖相與暗色泥巖相的互層組合。垂向發育由粗到細的多個正旋回，構成了從礫巖到泥巖頻繁互層的韻律層系。

扇端亞相主要發育暗色厚層塊狀泥巖相，夾薄層砂巖，多表現為砂巖條帶，韻律層理、水平層理常見，多發育變形構造，粒序變化不明顯，總體表現為薄層砂巖條帶至厚層泥巖的正粒序變化。

1.2 展布特征

平面上，鹽家地區砂礫巖體的分布與溝梁相間的古地貌具有明顯的對應關系，古沖溝的方向和砂礫巖體延伸的方向基本一致，表現為“溝扇對應”的沉積特點。古地貌和邊界斷裂類型控制砂礫巖體的類型及分布，沙三段、沙四段沉積時期斷陷活動比較強烈，靠近陡坡邊緣一側主要為砂礫巖地層，向南逐漸變為泥巖和油頁巖地層[6-7]。其中，沙四段主要發育近岸水下扇，沙三下亞段近岸水下扇的發育規模相對較小，其前方開始發育滑塌濁積扇（圖 1）。

圖1 鹽家地區砂礫巖沉積相平面展布

縱向上，鹽家地區為典型的鏟式邊界斷裂構造樣式，砂礫巖體由南向北表現為層層退積，具有多期疊置的特點（圖2）。斷裂活動初期：湖盆沉降速度與沉積速度大致相當，以側向加積為主，主要發育近岸水下扇；斷裂活動鼎盛期：沉降速度大于沉積速度，主要發育以垂向加積為主的重力流沉積，包括近岸水下扇、滑塌濁積扇；斷裂活動萎縮期：沉降速度小于沉積速度，物源補給充足，湖盆逐漸被三角洲沉積體系占據。

圖2 鹽家地區砂礫巖扇體縱向演化特征

1.3 物性變化規律

以沙四上亞段為例，砂礫巖體沿古斷剝面呈裙帶分布，疊合連片。古沖溝前方砂礫巖體厚度大，單井鉆遇砂礫巖400～850 m，砂礫巖含量高、粒度大、延伸距離遠，延伸約2.0～3.0 km；扇間結合部，單井鉆遇砂礫巖厚度變小，礫石粒度較小，儲集物性好，砂礫巖延伸距離近，延伸約700 m。儲集空間類型為粒間孔和次生溶蝕孔，孔隙結構表現為小孔-細喉型，孔徑變化范圍為6～98 μm。根據巖性、電性和含油性，可以識別出4 個沉積旋回，每個沉積旋回對應發育了一期規模較大的扇體，因此，將沙四上亞段劃分為4 個砂組（圖3），不同砂組的巖性、物性特征和發育規模有所差異。

圖3 鹽家地區沙四上亞段砂組劃分

1 砂組：主要發育含礫砂巖和礫狀砂巖，與泥巖互層，儲層物性較好，平均孔隙度達11.20%，平均滲透率為 8.10×10-3μm2，砂礫巖扇體向南部延伸不大。其中，鹽222 塊距離古斷剝面較遠，砂礫巖不發育，缺乏儲層，如鹽222 井、永928 井等沒有鉆遇該砂組。

2 砂組：主要發育含礫砂巖和礫狀砂巖，平均孔隙度達 9.62%，平均滲透率為 7.90×10-3μm2，碳酸鹽含量達 12.8%。其中，鹽222 塊上部距離古斷剝面較遠，砂礫巖體不發育，下部鉆遇砂礫巖體，砂礫巖厚度35～47 m，該砂組取心為油浸礫狀砂巖，物性好，巖心孔隙度達 10.40%，滲透率為 36.30×10-3μm2，碳酸鹽含量達10.1%。

3 砂組：主要發育礫狀砂巖和細礫巖，平均孔隙度達 8.74%，平均滲透率為 7.20×10-3μm2，碳酸鹽含量達 16.4%。其中，鹽 222 塊儲層主要為礫狀砂巖，含油級別為油浸和油斑，巖心孔隙度達8.76%，滲透率為 22.90×10-3μm2，碳酸鹽含量達8.0%。

4 砂組：在砂礫巖體主體部位的井，鉆遇地層巖性主要為礫巖和細礫巖，巖性較粗。其中，鹽222塊處于扇體的結合部，巖石顆粒相對較細，以含礫砂巖為主，含油級別為油浸和油斑，該砂組巖心孔隙度達 6.00%，滲透率為 6.00×10-3μm2，碳酸鹽含量達10.2%。

2 油氣成藏特征及富集主控因素

2.1 油氣成藏特征

通過典型油藏解剖，鹽家地區高部位沙三段砂礫巖體主要發育受構造控制形成的構造油藏、構造-巖性油藏和地層不整合油藏，高部位成藏對構造條件的要求較高，由此也造成鏟式邊界斷裂條件下高部位含油規模較小，發現的儲量也較少。低部位沙四段砂礫巖體主要發育鼻狀構造背景上的巖性油藏，從鹽23 塊到鹽222 塊，再到永928 井區，砂礫巖實現了整帶疊合連片含油（圖4），局部地區因扇體規模及儲層物性影響導致含油性變差，如鹽 222塊位于扇間部位，砂礫巖厚度小于扇體的主體部位，但砂礫巖粒徑較細，儲層物性好，沙四上亞段鉆遇油層174.5 m，測試井段日產油17.7 t。

2.2 油氣富集主控因素

2.2.1 優質烴源巖是砂礫巖體成藏的物質基礎

通過生物標志化合物等多方法綜合對比，認為鹽家地區的油氣主要來自于沙四上亞段烴源巖和沙四下亞段烴源巖，兩套烴源巖形成于半咸水-咸水沉積環境，成熟度和有機質豐度較高，干酪根類型以I 型和II1型為主，發育規模較大，是研究區的主力烴源巖。來自沙四上亞段的原油分布較廣，主要分布于中淺層館陶組和沙三上亞段油藏中，大量分布于鹽18 古沖溝的永920 井區；沙四下亞段來源的原油主要分布于沙四下亞段油藏和鹽 16 古沖溝的鹽22 井區；沙四上亞段和沙四下亞段混源油主要分布于兩個古沖溝的結合部鹽222 井區以及鹽227 井區，在永920 井區及鹽22 井區也均有分布。此外，靠近扇根的部分以沙四下亞段來源的原油為主，靠近扇中的部分以混源油為主，靠近扇端的部分以沙四上亞段來源的原油為主。

鹽家地區發育縱向上相互疊置、橫向上展布范圍較寬的近岸水下扇沉積，這些砂礫巖體與優質烴源巖同一時期發育，砂礫巖體扇中、扇端直接與烴源巖接觸，具有“近水樓臺先得月”的優勢，油源條件十分優越[8]。此外，結合流體包裹體分析，鹽家地區中深層砂礫巖油藏具有晚期成藏的特點，館陶組末至明化鎮組時期是主要的油氣成藏期。

2.2.2 有效儲層控制砂礫巖體成藏部位

按照砂礫巖體的相帶劃分，近岸水下扇最好的儲層是扇中亞相，扇中亞相巖性主要為礫狀砂巖、含礫砂巖和含礫粗砂巖，物性相對較好[9-12]，如鹽222 井取心為油浸礫狀砂巖，平均孔隙度達8.19%，平均滲透率為20.10×10-3μm2。扇端亞相泥質含量較高，主要發育泥巖夾薄層粉砂巖，不能作為有效儲層。扇根亞相巖性粗、成分混雜，礫間主要充填泥質，物性相對較差，一般不能作為儲層，但不同層系物性差異較大。如鹽 181 井、鹽 18 井、鹽斜183 井等沙三段扇根平均孔隙度達9.80%，平均滲透率為6.58×10-3μm2；而永920 井沙四段取心井段3 584.5～3 587.0 m 為扇根部位，巖性為灰色礫巖，最大礫徑10 mm，孔隙度為3.06%，滲透率為0.77×10-3μm2。

砂礫巖儲層儲集性能主要受控于母巖、沉積相帶、成巖等多種地質因素[13-21]，其中沉積作用是砂礫巖儲層發育的物質基礎，宏觀上控制了砂礫巖扇體的展布。目前鹽家地區鉆遇扇中亞相的井，常規試油或壓裂均可獲得工業油流，表明扇中亞相絕大多數為有效含油儲層。根據巖性、含油性標準，利用分布函數曲線進行數理統計，可以確定不同埋深條件有效儲層的物性下限，其中，鹽家地區沙四上亞段有效儲層臨界孔隙度為 6.50%，對應的臨界滲透率為1.50×10-3μm2。

2.2.3 扇根封堵決定油藏充滿程度

通過對鉆遇高部位沙三段的扇體進行分析，發現扇根物性普遍較好，但對油氣不能起封堵作用或者封堵性差。低部位沙四段扇根亞相分選差、雜基含量高、物性差，隨埋深加大逐漸形成封堵，礫巖不含油或含油性差；扇中亞相以含礫砂巖和礫狀砂巖為主，儲集性好，是含油的主體部位；向南扇端亞相泥質較重，含油性變差[22-26]，具有“扇根封堵、扇中富集、含油連片”的成藏特點。

研究表明，砂礫巖扇體油氣充滿度、含油寬度與埋深具有明顯的相關性。通過計算鹽家地區砂礫巖扇體油藏含油寬度與埋深的關系，結果表明：埋深3 200 m 以下，扇根封閉性較強，油氣充滿度較高，油藏寬度一般大于3 000 m；埋深2 200～3 200 m 屬于過渡帶，油氣充滿度程度中等，油藏寬度一般為1 000～3 000 m，油氣在扇中高部位富集；埋深小于2 200 m 屬于低充滿帶，油藏寬度一般小于700 m，部分扇根具有儲集性能，可形成油層（圖5）。

圖5 鹽家地區砂礫巖扇體油藏含油寬度與埋深關系

3 結論

（1）鹽家地區沙三段和沙四段砂礫巖體主要發育近岸水下扇沉積，細分為扇根、扇中、扇端三個亞相。砂礫巖體的分布與溝梁相間的古地貌具有明顯的對應關系，砂礫巖體由南向北表現為層層退積，具有“溝扇對應、多期疊置”的分布規律。每個沉積旋回對應發育一期規模較大的扇體，不同砂組的巖性、物性特征和發育規模有所差異。

（2）鹽家地區砂礫巖體油氣富集主要受優質烴源巖、有效儲層和扇根封堵三個因素控制，沙四段砂礫巖體分布在高充滿帶，主要發育鼻狀構造背景上的巖性油藏；沙三段主要分布在過渡帶和低充滿帶，主要發育受構造控制形成的構造油藏、構造-巖性油藏和地層不整合油藏。

（3）按照扇根封堵認識，可以進一步優化鹽家地區有利目標鉆探原則，在低充滿帶應該尋找具有一定背斜形態或斷層切割的構造油藏，部分扇根具有儲集性，因此可以考慮打斜井；過渡帶扇根部分具有封堵性，油藏充滿度較低，因此，應該立足于占高點，鉆探油藏高部位；高充滿帶則主要應該找準有利相帶進行鉆探。