东营凹陷南斜坡东部沙四段新生古储垂向充注成藏定量描述研究

焦红岩，王延章，全 宏,赵海燕

(1.中国石化胜利油田分公司现河采油厂，山东东营 257000；2.山东胜利职业学院)

东营凹陷南斜坡东部沙四段新生古储垂向充注成藏定量描述研究

焦红岩1，王延章2，全 宏1,赵海燕1

(1.中国石化胜利油田分公司现河采油厂，山东东营 257000；2.山东胜利职业学院)

油气垂向充注是构造洼陷带重要的新生古储成藏方式，针对东营凹陷南斜坡东部沙四段,研究沙四上烃源岩对沙四下储层的垂向充注作用，应用统计学方法研究了地层压力系数与油气显示厚度的关系，采用声波测井方法计算地层压力异常与垂向充注深度，进一步研究了垂向充注平面分布范围，确定了油气压力控藏特征，明确了有利勘探指向，并形成了油气垂向充注定量描述方法，对新生古储式同类型油气藏勘探具有较好的借鉴意义。

东营凹陷;沙四段;垂向充注;定量描述;压力控藏

东营凹陷是油气富集程度最高的凹陷之一，南斜坡地区总体构造格局为继承性发育的单向斜坡，其中沙河街组四段是重要的含油层系，划分为沙四上和沙四下两个亚段，代表了沙四段层序由低位到湖侵到高位的水体变化。沙四下亚段以氧化环境下的砂岩、粉砂岩与紫红色泥岩、砂质泥岩互层为主，沙四上亚段是湖相油页岩发育的主要层段。在南斜坡东部的洼陷区，沙四上烃源岩油气通过高压垂向充注到沙四上滩坝储层和沙四下储层，为典型的新生古储成藏充注方式。前人在东营凹陷新生古储垂向充注方面研究较少，本文通过研究沙四上烃源岩的垂向充注作用，对东营南斜坡东部沙四段垂向充注进行了定量描述，从而丰富完善了区域性油气成藏认识，有效指导了油气勘探方向。

1 沙四下油气的垂向充注现象

洼陷区在烃源岩具备超压、存在连接烃源岩和储层断层的情况下，油气向下发生垂向充注现象[3]，东营凹陷南坡东段的地层流体压力具有明显的三分性，压力系数为0.9～1.1的常压区主要分布在缓坡带，压力系数大于1.3的高压区主要分布在洼陷区，中间为压力过渡区，压力系数1.1～1.3。洼陷带沙四段发育，因此发生油气垂向充注是高压发育的必然结果，向下可以充注到纯下滩坝储层和沙四下红层，其临界条件为压力系数大于1.0，压力系数接近或小于1.0则不发生垂向充注现象。地层压力高低决定着油藏类型、油气充注方式和油气充满程度，高压异常区(洼陷区)以垂向充注为主，主要形成岩性油气藏，压力过渡区垂向充注和侧向运移共同作用，形成构造岩性油气藏，常压区以侧向运移为主，形成构造油气藏。

2 地层压力分布情况分析

地层压力是重要的控藏、成藏的要素之一，也是决定发生垂向充注的决定因素，其高低决定着油藏类型、油气充注方式和油气充满程度。

2.1 压力分布特征

从沙四段压力分布具有明显的三分性，压力系数为0.9～1.1的常压区主要分布在缓坡带，压力系数大于1.3的高压区主要分布在洼陷区，中间压力过渡区压力系数为1.1～1.3(图1)。从压力与断裂的关系来看，高压区主要分布在洼陷内的纯42和王61断层以北，过渡区主要分布在通古13、官125、王35以北，常压区主要分布在南部斜坡区。

2.2 高压成因分析

研究分析认为，高压形成主要是受干酪根生烃作用和不均衡压实作用控制[5]。一是由于沙四段上亚段油页岩处于一个整体封闭性较好的泥、页岩环境中，该环境内能够容纳油气的储集空间十分有限，生成的液态烃和气态烃不断聚集引起地层孔隙流体压力不断增高，而形成高压[5-6]；二是由于快速沉积过程中上覆负荷急剧增加，孔隙流体排出速度无法平衡孔隙容积的减小，孔隙流体排出受阻，压实作用受到抑制或减弱，地层中的流体将承担一部分负荷压力，从而流体压力高于静水压力形成高压[7-8]。

图1 沙四段地层压力分布

3 垂向充注作用的定量描述

3.1 垂向充注厚度的计算

关于垂向充注厚度的计算，可以根据测得的压力值计算超压值，再计算垂向充注的距离，或者根据声波曲线求得超压数据[1]，主要有统计学方法和声波测井曲线计算方法。

3.1.1 垂向充注厚度的统计计算

根据大量试油资料测得的压力资料和油气垂向显示资料，建立压力与油气显示距离的关系，对于未试油井，可以采用声波曲线计算其地层压力异常，从而计算其垂向充注距离。本文采用直接测得的地层压力计算超压值。通过统计洼陷内部探井地层压力系数与油气显示的厚度之间的关系，建立了二者之间的关系式。从图2可以看出，东营南坡地区垂向充注距离与压力系数成正比，垂向充注的最大距离为160 m，垂向充注发生的压力系数大于1.0。

3.1．2 垂向充注厚度的声波曲线计算

根据油气垂向充注导致的压力异常，在声波曲线上反映为声波曲线向右侧高值区发生偏移，根据发生偏移的最大深度确定其垂向充注距离。

声波曲线反映了泥岩的传播速度，也反应了油气的垂向充注关系。从王46井来看，油气的垂向充注深度为2650 m，而王664井的垂向充注深度为2 600 m(图3)。

图2 东营南坡地区沙四段压力与垂向充注距离的关系

图3 王46井和王664井声波曲线

3.2 垂向充注平面分布描述

根据以上关系式和地层压力的分布情况计算了沙四段垂向充注距离的平面分布图(图4)。可以看出，北部在史14地区垂向充注距离超过140 m，梁105-牛2-王69以北地区垂向充注距离超过100 m，而南部纯37-王61-王103一带垂向充注距离大于20 m，在官125-王斜12井以南，则油气基本不发生垂向充注。

图4 沙四段垂向充注厚度平面分布

垂向充注的平面分布确定了油气的运移方式，在垂向充注距离超过60 m的地区，以垂向充注为主，主要形成岩性油气藏；在垂向充注距离小于60 m的地区，油气以垂向充注和侧向运移为主，主要形成构造岩性油气藏；在油气垂向充注不发育的地区，油气以侧向运移为主，主要形成构造油气藏。

3.3 油气垂向充注与压力控藏研究

从图5可以看出，油气垂向充注能力决定着油藏类型和油气充满程度。油气垂向充注超过60 m的地区是异常高压区(洼陷区)，油藏具有非油即干的基本特征；油气垂向充注距离小于60 m的地区为压力过渡区，油、干、水层间互；油气垂向充注不发育的地区以边底水的构造油藏为主。

根据压力对油气成藏的控制作用，在高压区寻找岩性油气藏，储层质量和厚度是勘探的重点和控制因素。在过渡区寻找构造岩性油藏，构造较高部位的有利砂体是勘探的重点。在常压区寻找构造油藏，构造的高部位是勘探的重点[9-11]。

图5 沙四下成藏相势关系图版

4 结论

(1)垂向充注是洼陷带重要的成藏特征，沙四上烃源岩油气通过高压垂向充注到沙四上滩坝储层和沙四下储层，为新生古储的成藏充注方式，临界条件的地层压力系数大于1.0，压力越高越易产生垂向充注。

(2)垂向充注厚度的计算有两种方法。一种是统计方法，可以根据测得的压力值计算超压值，再计算垂向充注的距离，或者根据声波曲线求得超压数据；另一种是声波曲线方法，能够客观反映油气垂向充注能力。

(3)垂向充注的平面分布由地层压力所决定，也决定了油气的运移方式、成藏类型、油气充满程度等。在异常高压区，油藏以岩性油气藏为主，呈非油即干特征；在压力过渡区，以构造岩性油气藏为主，呈油干、水层间互特征；在油气垂向充注不发育的地区，即常压-低压区，以边底水的构造油藏为主。

(4)油气垂向充注与压力控藏研究表明，在高压区应以寻找岩性油气藏为主，储层质量和厚度是勘探的重点；在压力过渡区寻找构造岩性油藏，构造较高部位的有利相带是勘探的重点；在常压区寻找构造油藏，空白带的低幅构造油藏是勘探的重点。

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编辑：吴官生

1673-8217(2015)01-0019-03

2014-08-04；改回日期：2014-10-10

焦红岩，1975年生， 1997年毕业于中国地质大学(武汉)石油及天然气地质勘查专业，主要从事油田勘探开发研究工作。

国家科技重大专项“渤海湾盆地东营凹陷勘探成熟区精细评价示范工程”(2008ZX05051)。

TE112.12

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