惠民南坡煤成氣成藏特征研究

◇勝利油田分公司物探研究院 劉 媛

惠民南坡泛指夏口斷層至魯西隆起之間的廣大地區(qū)，西接禹城洼陷，東臨里則鎮(zhèn)洼陷，勘探面積約1600 km2。惠民南坡自西向東形成西南緩坡帶、曲堤地壘、濟(jì)陽地塹、王判鎮(zhèn)構(gòu)造帶，作為煤成氣勘探重點(diǎn)區(qū)塊，目前有9口井鉆遇C-P地層，但一直未取得突破性進(jìn)展。

1 構(gòu)造落實(shí)

對(duì)研究區(qū)內(nèi)已鉆失利井分析發(fā)現(xiàn)，控藏?cái)鄬映掷m(xù)活動(dòng)，導(dǎo)致氣藏保存條件差，是煤成氣鉆探失利的主要原因之一，因此落實(shí)構(gòu)造及斷裂系統(tǒng)是該區(qū)煤成氣勘探研究的重點(diǎn)。在對(duì)QG1井區(qū)地震資料進(jìn)行重新解釋認(rèn)識(shí)過程中，發(fā)現(xiàn)古生界地層存在“隆”“凹”相間的特征，說明該井區(qū)發(fā)育逆斷層，那么惠民南坡在區(qū)域上是否會(huì)發(fā)育一系列的逆斷層呢，為此利用惠民南坡連片地震資料進(jìn)行地震波組的特征對(duì)比，確定該區(qū)古生界的逆斷層解釋方案。

通過地震波組組合特征對(duì)比，根據(jù)地層厚度增厚、斷層兩側(cè)“隆”“凹”相間等識(shí)別特征，在沿夏口斷層上升盤一側(cè)發(fā)現(xiàn)4條逆斷層，在惠民南坡呈北西向區(qū)域展布。從研究區(qū)構(gòu)造演化特征來看，在印支、燕山期，惠民南坡發(fā)育上述4條北西向逆斷層，且在中生界停止活動(dòng)，到了燕山晚期和喜山期，北東向或近東西向拉張斷層改造了早期的構(gòu)造，夏口、曲堤、白橋等斷層持續(xù)活動(dòng)，控制著惠民南坡現(xiàn)今南高北低的區(qū)域構(gòu)造格局。

通過本次古生界逆斷層解釋方案，重新落實(shí)Tg構(gòu)造，通過新、老構(gòu)造解釋對(duì)比，局部構(gòu)造特征發(fā)生較為明顯的改變，例如QG1井區(qū)，原先解釋的曲堤斷層斷面較寬，QG1井在曲堤斷層上升盤一側(cè)；而在新構(gòu)造解釋結(jié)果中，QG1井落在曲堤斷層下降盤，曲堤斷層南邊解釋一二臺(tái)階斷層。通過惠民南坡Tg構(gòu)造落實(shí)，共落實(shí)圈閉26個(gè)，面積95.98 km2，預(yù)測(cè)圈閉資源量383.92×108m3，其中新增圈閉5個(gè)，新發(fā)現(xiàn)圈閉面積26.4km2。

2 成藏條件

2.1 氣源條件

根據(jù)實(shí)鉆井資料統(tǒng)計(jì)，惠民南坡CP地層縱向上自下而上煤層厚度及煤層在地層中所占比例逐漸減小，煤層以太原組和山西組較為發(fā)育，煤層多達(dá)10～20層。從探井來看，以東北部的PC1井煤層最厚，達(dá)到34.7 m，中部的QG2井煤層厚度為22.2 m，西南方向的JG1井煤層厚度為14.6 m，QG1井缺失石炭系，二疊系煤層厚度為7.6 m。從平面展布來看，南坡重要的聚煤帶分別為沿QG2至PC1井一帶和西部緩坡帶北部。南坡C-P地層分布穩(wěn)定，殘留厚度大部分地區(qū)在200～700 m，部分地區(qū)達(dá)到800～1100 m，該區(qū)存在兩次主要生氣期：中生代末期和新生代時(shí)期。一次生氣期：燕山期地層抬升，普遍遭受剝蝕，一期形成的煤成氣散失嚴(yán)重；二次生氣期：喜山期再次埋深，以南坡北帶區(qū)為二次生氣中心，現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的煤成氣大都是二次生烴期的產(chǎn)物，而西部緩坡帶南部和王判鎮(zhèn)潛山高部位由于抬升過高，埋深較淺，對(duì)二次生氣不利。按照一次生氣和二次生氣累積（其中以二次生氣為主）計(jì)算，惠民南坡煤成氣資源量為748.5×108m3。

2.2 儲(chǔ)層條件

研究區(qū)QG1井鉆遇二疊系地層厚度433.5 m，缺失石炭系，儲(chǔ)層厚度為208 m，占鉆遇地層厚度的47.9%，單層儲(chǔ)集層厚度最大15 m，一般1～6 m，儲(chǔ)集層巖性為細(xì)砂巖、灰質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。QG2井鉆遇石炭-二疊系地層厚度845 m，儲(chǔ)層厚度為271 m，占鉆遇地層厚度的32.1%。其中二疊系地層：鉆厚599.6 m，儲(chǔ)層厚度為162.5 m，單層最大厚度8 m，一般在3～7 m，集中分布在中、下部，其巖性主要是粗-細(xì)砂巖。石炭系地層：鉆厚245.4 m，儲(chǔ)層厚度為108.5 m，單層最大厚度21 m，一般在2～6 m，集中分布在上部，其巖性主要是粗-細(xì)砂巖。從儲(chǔ)層物性參數(shù)來看，QG2井石炭系3516～3539 m井段砂巖儲(chǔ)層孔隙度最大值為16.4%，滲透率最大值為1.24毫達(dá)西，儲(chǔ)層物性相對(duì)較好。

2.3 輸導(dǎo)條件

惠民南坡后期活動(dòng)的夏口、曲堤和白橋斷層控制了現(xiàn)今C-P生烴中心的分布以及二次生烴的油氣運(yùn)移。對(duì)于古生界圈閉成藏，它的有效運(yùn)移主要發(fā)生在兩個(gè)部位：西部緩坡帶北部一直到南坡高部位；東部曲堤地壘北部到曲堤地壘的高部位。對(duì)于中、新生界圈閉成藏，全區(qū)均位于煤成氣運(yùn)移的有利指向上，可以發(fā)生在中、新生界圈閉。

2.4 圈閉條件

惠民南坡古生界地層受到北東-南西向逆沖擠壓作用，古生界早期呈北東向“隆”“凹”相間的構(gòu)造格局，并一直保留至今，形成的“隆”部位是油氣聚集的有利場(chǎng)所。從已經(jīng)成功井的圈閉特征分析來看，這些井氣藏成藏的背景均是具有背斜或者斷背斜背景的，說明濟(jì)陽坳陷下第三系和中、古生界構(gòu)造氣藏成藏總體上是以背斜或者斷背斜背景為主。從重新落實(shí)的Tg構(gòu)造來看，南坡發(fā)育了一系列斷鼻、斷塊圈閉，為天然氣聚集提供了有利場(chǎng)所。結(jié)合區(qū)內(nèi)QG1等井分析認(rèn)為：古生界發(fā)育的斷鼻圈閉是煤成氣成藏的最有利場(chǎng)所，斷塊圈閉成藏對(duì)封堵要求比較苛刻，成藏次之。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

過西部緩坡帶以及曲堤地壘、濟(jì)陽地塹的兩條連井地震剖面上看，古生界地層背斜形態(tài)清楚，這些斷鼻圈閉有的靠近氣源區(qū)，有的遠(yuǎn)離氣源區(qū)基于成藏分析，對(duì)惠民南坡煤成氣成藏模式進(jìn)行了總結(jié)，主要有兩種煤成氣成藏模式：近源成藏的圈閉和位于氣源有利運(yùn)移指向的具有背斜背景的圈閉。按照上述兩種煤成氣成藏模式劃分有利勘探區(qū)帶，近源區(qū)帶有：西部緩坡帶北部；有利運(yùn)移指向區(qū)帶有：西部緩坡帶南部高部位、曲堤地壘高部位。通過上述區(qū)帶的構(gòu)造精細(xì)落實(shí)，落實(shí)有利圈閉13個(gè)，面積54.74 km2。

通過構(gòu)造對(duì)油氣成藏的分析，該區(qū)的古生界構(gòu)造圈閉主要受到早期發(fā)育的逆斷層控制，其沿著逆斷層的西側(cè)分布，該部位的有效圈閉是煤成氣勘探的重點(diǎn)。在優(yōu)選圈閉基礎(chǔ)上，根據(jù)氣源與圈閉的配置關(guān)系，對(duì)于惠民南坡C-P煤成氣的勘探主要分為2種類型：首先尋找近源成藏的CP背斜或斷鼻圈閉；其次尋找位于氣源有利運(yùn)移指向上的C-P背斜或斷鼻圈閉。