雷家地区沙四段湖相碳酸盐岩油气藏特征分析

李晓光，金 科，周 艳

(中国石油辽河油田分公司，辽宁 盘锦 124010)



雷家地区沙四段湖相碳酸盐岩油气藏特征分析

李晓光，金 科，周 艳

(中国石油辽河油田分公司，辽宁 盘锦 124010)

雷家地区沙四段白云岩油藏为“源储双控”型油气藏。通过岩性鉴定、储层物性分析和地球化学检测等手段，结合已发现油气的分布特征，研究该区湖相碳酸盐岩的油气成藏特征。研究表明：该区高升油层组储集岩主要为粒屑云岩，杜家台油层组主要为泥晶云岩，油气分布受构造控制不明显，在孔洞、裂缝发育的粒屑云岩和泥晶云岩的“甜点”区油气相对较为富集；烃源岩分布广泛，纵向上储集层和烃源岩相互叠置，呈“三明治”结构；在生烃门限之上以常规油气藏为主，具有统一油水界面；生油门限之下以连续型油气藏为主，生、储、盖三位一体，呈连续分布。该成藏特征新认识对深化区域地质研究和寻找有利目标区具有指导意义。

白云岩；“甜点”；“三明治”结构；源储双控型油气藏；雷家地区

0 引 言

伴随世界油气需求的持续增长与常规油气产量的不断下降，具有较大资源潜力的非常规油气成为新的研究热点，其中，连续型油气藏也逐渐被人们所重视[1-4]。该类油气藏分布于饱和水的岩石下倾方，缺乏明显的圈闭和盖层，油气充注明显，分布范围较广，基质渗透率和异常压力较低。近年来，以美国、加拿大为主的北美地台区发现了连续型油气藏[5-6]，中国在鄂尔多斯盆地、四川盆地也取得了重大突破[7-8]。

雷家地区沙四段为湖相白云岩发育区[9-10]，随着研究的深入，发现该区油藏类型和分布特征复杂多样，既发育常规油气藏，也发育致密油，油气呈连续型分布。因此，以往的勘探理念无法很好地指导下一步的勘探，需要对该区的油藏特征进行重新认识。

1 区域地质特征

雷家地区位于辽河坳陷西部凹陷中北部，南起曙70井，北至高81井，西起西部凸起，东至陈家潜山—高升隆起一线，包括雷家、高升2个构造单元，面积约为580 km2(图1)。沙四段沉积时期为西部凹陷初始裂陷期，湖盆较浅，受高升地区房身泡组巨厚玄武岩形成的降起带的遮挡影响，形成以陈家地区(郎1井以南)为沉积中心的半封闭湖湾和平缓宽阔的滨浅湖环境。由于湖盆水体矿化度高、碎屑物质供应不足，沉积了一套有一定量的陆源碎屑注入的湖相碳酸盐岩，发育高升和杜家台2套油层组。

图1 雷家地区区域位置

2 成藏特征

雷家地区沙四段沉积时期总体为滨浅湖—半深湖—深湖相沉积，广泛发育泥岩和碳酸盐岩，并伴有少量的陆源碎屑沉积。高升沉积时期，湖盆较浅，气候相对温暖，北部为半封闭湖湾环境，地层分布范围相对较小；杜家台沉积时期，湖盆进一步扩大，气候干旱炎热、碎屑供给不足，形成具有一定厚度的、连续的碳酸盐岩沉积。

2.1 高升油层岩性特征

高升油层组岩性总体可划分为石灰岩、粒屑云岩、白云岩、泥页岩和油页岩五大类，又可细分为18种岩性，其中优势岩性主要为泥晶粒屑云岩、泥质泥晶云岩和云质页岩。泥晶粒屑云岩是高升油层特有的岩石类型，粒屑结构，块状构造，主要成分为白云石，含石英、长石、黏土矿物及少量方解石(图2a)，为滨浅湖相沉积。受古地理环境的控制，呈条带状分布在雷家地区北部，面积约为50 km2。泥质泥晶云岩为泥晶结构，纹层状构造，主要成分为泥晶白云石，粉砂级长石、石英均匀分布，泥质以黏土矿物为主，呈纹层状展布(图2b)，为浅湖相沉积，研究区内广泛发育，面积约为100 km2。云质页岩为泥质结构，以黏土矿物为主，混有泥晶碳酸盐，泥质层和泥晶方解石层呈薄层状交互，偶见碎屑，泥质层中含有机质残体，属于深湖—半深湖相沉积，主要分布在泥质泥晶云岩和陈家洼陷泥岩之间的过渡区，面积约为20 km2。由于富含白云岩而脆性较强，在裂缝发育的地区可以成为有效储层。

图2 雷家地区沙四段主要岩石类型

2.2 杜家台油层岩性特征

杜家台油层组岩性可划分为白云岩、石灰岩、砂岩、泥页岩和方沸石岩五大类，又可细分为23种岩性，优势岩性主要为含泥方沸石质云岩、含泥泥晶云岩和云质页岩。含泥方沸石质云岩为泥晶结构，主要成分为泥晶白云石，呈层状、团块状分布，泥质呈层状富集，方沸石呈粉—细晶状分布于泥质发育层中(图2c)，位于雷家地区主体部位，从高古2井—雷40井一带均有发育，有利区面积约为50 km2。含泥泥晶云岩为泥晶结构，成分以泥晶白云石为主，含少量黏土矿物、石英、长石和方解石(图2d)，分布面积最广，北到高61井，南至曙光地区，有利区面积约为115 km2；云质页岩主要分布在陈家洼陷西侧的曙光地区，有利区面积为25 km2。

2.3 储层非均质特征

对于碳酸盐岩致密储层，通常具有低孔、低渗特征(孔隙度小于12.00%，渗透率小于0.1×10-3μm2)，而孔渗条件较好的地区称为“甜点”区[11-12]。雷家地区沙四段白云岩储层非均质性强，孔隙度为1.70%～21.20%，平均为8.75%，但总体以致密储层为主，孔隙度小于12.00%的占总数的81.9%；渗透率基本小于1.0×10-3μm2。另外，部分地区受矿物转变、溶蚀和构造作用的影响，发育裂缝和溶蚀孔洞，提高了油气储集能力，形成“甜点”区，储层渗透率大于10.0×10-3μm2。

不同岩性的储层裂缝、溶蚀孔洞的发育程度不同，也造成了储层的非均质性不同。泥晶粒屑云岩和含泥含砂粒屑泥晶云岩孔隙度较高，属于中高孔、低渗储层。含泥泥晶云岩和含泥方沸石质云岩孔隙度较低，属于低孔、低渗储层。泥质含云方沸石岩属于特低孔、特低渗储层。因此，该区的泥晶粒屑云岩和含泥含砂粒屑泥晶云岩储层是“甜点”区。另外，含泥泥晶云岩和含泥方沸石质泥晶云岩在裂缝发育区也可形成油气“甜点”区，泥质含云方沸石岩和含云方沸石质泥岩储层最差。

从勘探情况来看，雷家地区沙四段白云岩油气分布受构造控制作用不明显，“甜点”控制油气富集程度。高升油层泥晶粒屑云岩分布范围小，已上报探明储量为335×104t，开采效果好；杜家台油层含泥方沸石质泥晶云岩上报探明储量为1 007×104t，但自然产能低，目前尚无法开采。另外，从已开发的杜家台油层的雷11块单井产量来看，同一区块受“甜点”储层控制的产量差异较大，雷29-9井累计产油为63 448 t，相同部位的雷29-7井累计产油仅为20 t，同一区块高部位的雷27-9井累计产油为693 t。

2.4 地球化学特征

雷家地区沙四段泥质岩类本身也具有一定的生烃能力，烃源岩主体处于转化率为5%～25%阶段，从2 000 m低熟期开始生烃，虽然未达到大量生烃阶段，但由于有机质丰度较高，生油数量仍然相当可观，该区的热液活动也可以快速生烃，主要生成低熟原油。2 700 m进入成熟期，可大量生成成熟原油。其中，该区不同的岩性，生油能力也不同。含碳酸盐岩的生油岩(云质页岩、云质泥岩等)生烃能力最强，是该区低熟油主力烃源岩，有机质丰度高，TOC为2.00%～8.00%，以Ⅰ—Ⅱ1型为主，2 500 m进入成熟门限；其次是块状泥岩，TOC为2.25%～3.84%，以Ⅰ型为主，为好的生油岩；方沸石白云岩含泥时可生烃，但生烃能力远低于页岩和泥岩。

另外，由于研究区白云岩与泥页岩呈薄互层状展布的特殊性，形成了储层与烃源岩互层，或自身既是储层又是生油层的“三明治”结构，油气生成后可直接在原地聚集成藏，也可进入相邻储层或经过短距离运移聚集成藏。如雷36井沙四段杜家台油层的泥质云岩与上部的含云泥岩和下部的云质泥岩，在纵向上呈“三明治”型展布，泥质云岩中原油生物标志化合物特征与上下生油岩间大体相似，都具有主峰碳为C17和“V”型—反“L”型分布的特征，具有亲缘关系，但原油为中伽马蜡烷特征，是上、下2套生油岩的过渡阶段，说明原油来自上、下2套生油岩，具有混源特征。

2.5 分布特征

雷家地区沙四段白云岩油藏成藏特征复杂，受烃源岩和储层的双重控制，不同的地区具有不同的油藏类型。在生烃门限之上，油藏受储层控制明显，在浮力的作用下，陈家洼陷烃源岩生成的油气经过二次运移，最终在储层发育的圈闭中聚集成藏，具有统一的油气水界面，含油气饱和度均一，常规技术能够开采；在生烃门限之下，生油岩与泥晶云岩呈互层状展布，生、储、盖三位一体，油气大规模生成后，部分油气在排烃压力作用下初次运移至相邻储层，并在储层“甜点”区聚集成藏，油气呈连续型分布，富集程度受“甜点”控制，为连续型油气藏。该油气藏无明显圈闭界限，油气水分布复杂，含油气饱和度差异大，常规技术较难开采(图3)。受成藏机理的控制，不同区带的原油物性特征也不同。在成熟油生烃门限(2 700 m)之下，原油成熟度高，原油物性好，原油密度大多低于0.90 g/cm3；在低熟油生烃门限(2 000 m)之下，油气就近运移，以低熟油为主，原油物性随深度变浅而变差，在门限深度附近密度大多大于0.92 g/cm3；在生烃门限之上，油气主要来自其下成熟油和低熟油，原油物性相对较好，密度大多为0.90～0.92 g/cm3。

图3 雷家地区沙四段白云岩油藏成藏模式

在对研究区成藏特征综合研究基础上，结合岩性、物性、含油性和脆性等特征，将雷家地区沙四段白云岩油藏划分为4类：Ⅰ类油藏以含泥泥晶云岩储层为主，物性好、脆性强，含油级别在油斑以上，具有一定自然产能；Ⅱ类油藏以含泥含方沸石—泥晶云岩和泥质泥晶云岩储层为主，物性较好、脆性强，含油级别为油斑、油迹，在工程技术改造下可获较好产能，其中，Ⅰ、Ⅱ类油藏属于常规岩性油气藏，含油饱和度均可达80%；Ⅲ类油藏含油饱和度可达60%，以泥质云岩、云质页岩互层和方沸石质岩类储层为主，物性差，含油级别在荧光以上，需要大型工程技术改造可获一定产能，属于致密油；Ⅳ类油藏含油饱和度可达30%，以泥页岩类储层为主，夹泥质云岩，储层物性、脆性差，属于页岩油，现有工程技术难以改造，目前尚未动用(表1)。

表1 雷家地区沙四段湖相白云岩油藏分类评价标准

3 结 论

(1) 雷家地区沙四段白云岩储层岩性多样，粒屑云岩、泥质泥晶云岩和含方沸石质泥晶云岩是主要的优势岩性，杜家台油层的泥晶云岩普遍发育方沸石。

(2) 雷家地区沙四段白云岩储层致密，油气在物性良好的泥晶粒屑云岩、含泥方沸石质泥晶云岩等“甜点”发育区富集。多种岩性均可生油，纵向上源储一体，呈“三明治”型分布。

(3) 雷家地区沙四段白云岩油藏成藏特征复杂，为源储双控型油气藏。受油源和储层双重控制，在生烃门限之上，以常规油气藏为主，具有统一的油水界面；生烃门限之下，生、储、盖三位一体，油气整体呈连续型分布。

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编辑 黄华彪

20160222；改回日期：20160510

国家油气重大专项“渤海湾盆地精细勘探关键技术”(2011ZX05006)

李晓光(1966-)，男，教授级高级工程师，中国石油天然气集团公司高级技术专家，《特种油气藏》编委，1989年毕业于石油大学(华东)石油地质专业，2008年毕业于中国石油大学(北京)地质资源与地质工程专业，获博士学位，现主要从事石油勘探研究与管理工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.04.005

TE121.2

A

1006-6535(2016)04-0025-04