埕岛地区中生界潜山油藏成藏主控因素分析

李爱民

(中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院,山东 东营 257001)

埕岛地区中生界潜山油藏成藏主控因素分析

李爱民

(中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院,山东 东营 257001)

中生界是埕岛地区重要的勘探层系之一,成藏主控因素分析是制约中生界勘探的关键问题,运用成藏条件综合分析和典型油藏解剖结合的方法,揭示了埕岛地区中生界成藏主控因素。研究表明，油气藏平面上集中位于控源、控山等主干断裂附近;纵向上集中分布在各个不整合面下100 m以内井段;发育顶面不整合类和内幕类两类5种油气藏。储集物性是控制中生界油气成藏和富集高产的主要因素;封堵与盖层条件影响中生界油藏的富集程度;油气输导条件是中生界油气成藏的基础。

中生界;油气藏;富集高产;成藏控制因素

埕岛地区地理上位于渤海湾南部水深0～18 m的浅海海域[1],勘探面积约1 000 km2[1-2]。研究区周围发育渤中、埕北、桩东、沙南等4个生油凹陷,具有良好的油源条件。目前已发现馆陶组组、东营组、沙河街组、中生界、太古界等多套含油层系[3]。其中中生界已经上报三级储量近4 000×104t。从已有的勘探情况来看,该层系油气分布多具有“小而肥”的特点。因此,查明其成藏主控因素是这一地区中生界勘探的关键因素。

1 区域地质概况

埕岛中生界潜山构造上属于济阳坳陷东北缘与渤中坳陷交汇带上,北西走向的埕北-桩西-长堤-孤东-垦东潜山(凸起)带的北部,发育于印支运动、形成于燕山构造运动,经喜山运动改造[4]。研究区主干控带断层有4条:①中生代早期开始发育的北西(西)向埕北断层、埕北20断层;②中生代晚期至新生代发育的北北东向埕北30北和埕北30南断层。中生界潜山被这4条主干断层分割为西、中、东3排山,各排山内部又被次级断层进一步分割,造成了较为复杂的构造格局(图1)。多期构造运动不仅导致中生界部分地层遭受强烈风化剥蚀和沉积缺失,也在其内部形成了多个不整合面。研究区缺失三叠系,仅钻遇侏罗系坊子组、三台组和白垩系蒙阴组、西洼组,各组之间均为不整合接触。

图1 埕岛地区中生界构造纲要

2 中生界油气分布规律

2.1 油气分布特征

埕岛-桩海地区中生界发育众多的断鼻、断块圈闭,但获工业油流的圈闭仅有埕北11块、埕北古6块、埕北306块和桩海10块,这些含油圈闭平面上全部位于控源、控山等主干断裂附近。纵向上,中生界的每套层系都含油,油气主要分布在各个不整合面下100 m以内井段。岩性上砂砾岩、火成岩、凝灰质砂岩都能聚集油气。

2.2 油藏类型

埕岛-桩海地区中生界发育两类油气藏类型:顶面不整合类和内幕类。

2.2.1 顶面不整合类

2.2.1.1 岩性构造油气藏

西排山的埕北11块以及桩西潜山北翼的老24块等均属于构造背景下的岩性-构造油气藏(图2)。埕北11块位于埕北断层的上升盘,是受埕北断层控制形成的一个顶部形态不太完整的背斜构造,油气主要分布在中生界顶部蒙阴组的凝灰岩和凝灰质砂岩中。已上报探明储量298×104t,单井初期产量大于100 t,但各开发井产量各不同,呈现较强的非均质性。

图2 埕北11B-4井-埕北20-1井中生界油藏剖面

2.2.1.2 地层-断块油气藏

位于东排山埕北断裂带东段的埕北306块是被埕北断层以及派生断层所夹持形成的断垒块构造,油气主要分布在中生界顶部的西洼组,岩性为含砾砂岩。该井向南部高部位埕北351井抬升,油层段西洼组顶部遭受剥蚀,呈现明显的地层削蚀特征,属于受地层和断层共同控制的地层-断块油气藏,同样富集高产(图3)。埕北306井日油64.1 t。

2.2.1.3 断块油气藏

位于东排山桩海地区的桩海10块为断层控制形成的断块圈闭,油气分布在中生界顶部的西洼组,岩性为砂砾岩,测试3 140～3 177 m井段,37m/3层,单层日产油54.3 t,可见储集物性较好,富集高产,属于断块油气藏(图3)。

2.2.1.4 地层削蚀不整合油气藏

埕北306井和埕北306-1井均位于埕北306断块内,埕北306井西洼组的油层向高部位的埕北306-1井全部削蚀掉,属于地层削蚀不整合油气藏(图4)。

图3 桩海10-埕北306井南北向中生界油藏剖面

图4 埕北306-1井-埕北306井中生界地层对比

2.2.2 内幕断块类油气藏

位于西排山东段的埕北古6块就是典型的内幕断块油气藏(图5)。该块位于埕北断裂带上升盘,是受埕北断层控制形成的断块构造。埕北古6井于东营组断层进入中生界的三台组,未在三台组成藏,而在坊子组顶部获自喷日产油59.6 t。

图5 埕北古61井-埕北古6井中生界油藏剖面

3 油气成藏的控制因素

3.1 储层发育条件是控制油气成藏和富集高产的关键因素

3.1.1 高孔隙、高渗透性的储集体是控制中生界成藏和高产的关键

中生界潜山在形成过程中,曾经受过多期构造活动,能形成大量构造裂缝、溶蚀孔洞,具有较强的储集能力。高孔隙、高渗透性储集层主要发育在中生界顶部及大断裂带附近。原因在于中生界顶部经过长期的风化剥蚀,溶蚀孔隙发育,渗透性比较好,油气显示良好。而大断裂带附近,受断层强烈活动的影响,裂缝发育,大大地改善储层物性。因此,中生界储集物性的优、劣直接影响油气的富集。

例如位于西排山的胜海4块和埕北11块同属于埕北断层上升盘的中生界顶部形态不规则的背斜构造(图6)。胜海4井位于背斜圈闭内,东营组覆盖在中生界西洼组凝灰岩和凝灰质砂岩之上,顶部见到油斑显示,但测试结果为干层。和埕北11块作比较,发现二者有很相似的背斜构造背景,顶面埋深相同且均为凝灰质砂岩,为何埕北11井高产,胜海4井干层?从测试结果看,储集物性差是胜海4井失利的主要原因。二者差别除成岩作用之外,就是中生界内部形态差异:垂直埕北断层方向上,胜海4块内部呈现较陡地层削蚀不整合特征,而埕北11块内部呈现整体上拱的形态,可能上拱的形态更有利于裂缝的发育,有利于改善储集物性。

图6 埕岛地区西排山中生界顶面构造

又如位于东排山的埕北30潜山,是受埕北30南、北断层共同控制形成的太古界、中生界以及东营组继承性发育的形态不规则的断背斜构造(图7)。该块多口井在东营组获得工业油流,在太古界和下古生界均获得大于100 t高产油气流,而在中生界普遍见到油气显示,测试却低产。该块中生界整体发育大套砂砾岩,储层虽然发育,但储集物性较差。

3.1.2 储层的非均质性影响油气富集

中生界油气主要聚集在风化壳附近的西洼组、蒙阴组及内幕坊子组等组段,远离风化壳则岩性致密,含油气变差。这一方面是由于中生界成岩作用较强,储集物性变差,另一方面受沉积相带纵向演化的影响,不同的组段沉积相、亚相差别较大,进而影响到纵向储集物性的差异性。

图7 埕岛地区东排山中生界顶面构造

对于火成岩来讲储层的非均质性更为明显。桩西北翼的老21、24井在西洼组火成岩段分别获得85.7和60 t的高产工业油流,而距此不远的开发井老21-1井尽管钻遇了火成岩地层,但由于对应于老21、24油层段火成岩孔隙、裂缝变差,该井未能获得工业油流,展示了中生界油藏的复杂性。由此可见,储层的优劣是控制油气成藏和富集高产的最主要因素。

3.2 封盖条件影响中生界油气成藏

3.2.1 断层侧向封堵条件

断层在中生界油气成藏中起着非常重要的作用,既输导油气又控制圈闭形成、还能有效改善储层的储集物性。其形成的有效圈闭多以断块或者断鼻构造圈闭为主,断层的侧向封堵条件则是影响中生界成藏的重要因素。如桩海10块为断层控制形成的断块圈闭,桩海10井位于断层下盘,断层落差60～200 m(图3),其主要含油层系西洼组和蒙阴组上部侧向对接断层上盘的东营组下部以及沙河街组泥岩,侧向封堵条件好;油气显示井段长度与断距基本一致,断距越大,显示井段越长,油气越富集;而三台组侧向对接上盘的西洼组和蒙阴组,封堵条件不利,故解释多为水层。

3.2.2 盖层条件

顶部盖层条件也是控制中生界油气成藏的一个重要因素。不同区块、不同层段的盖层条件有差异。埕北11块盖层为东营组底部的泥岩,埕北306和桩海10块为沙一段的泥岩,埕北古6则为三台组底部的非储集层。桩海东部的长堤潜山,其沙一段直接覆盖于中生界之上,而该区的沙一段底部普遍发育生物灰岩,而且生物灰岩的物性普遍较好,作为中生界顶部的盖层是非常不利的,地层削蚀不整合圈闭也是无效的,含油性差。

3.3 油气输导条件是中生界油气成藏的基础

埕岛地区潜山的地质结构异常复杂,埕北断层、埕北30南、北断层等多条主干断层不仅控制了潜山的形成和发育,同时也是潜山的油源断层,来自埕北、沙南、渤中、桩东等4个生油凹陷的油气通过这些油源断层和不整合面运移至不同的潜山圈闭中,使得不同区块的潜山油气藏变得非常复杂。

西排山油气主要来自埕北凹陷,埕北断层是主要的纵向输导断层,潜山顶面不整合面为横向输导。中排山油气主要分布在埕北20断层的上升盘,油气主要来自北部的沙南凹陷,埕北20断层具有输导油气的能力。东排山油气来自渤中-桩东凹陷,埕北30南、北断层、埕北307东断层为主要的油源输导断层。

从埕北305—埕北307井东西向油藏剖面图上可以看出:埕北307东断层为油源断层,中生界通过断层与桩东凹陷的沙三段接触,油气沿着断层向上运移,也可以沿着中生界的有效储层、顶部的不整合面以及次级断层向高部位的埕北306井运移,受埕北306断层有效封堵,油气聚集在埕北306井含砾砂岩中成藏。受次级断层断缺和成岩作用的多重影响,低部位的埕北307井虽见到油气显示,仅获得低产油气流(图8)。

图8 埕北305-埕北307井东西向中生界油藏剖面

4 结 论

(1)埕岛-桩海地区中生界构造非常复杂,分割强烈。油气藏平面上位于控源、控山等主干断裂附近;纵向上主要分布在中生界顶面及内部各不整合面之下100 m以内井段;岩性上,砂砾岩、凝灰质砂岩、安山岩、凝灰岩都能聚集油气;类型上发育顶面不整合类和内幕类两类5种油气藏。

(2)储层发育特征是中生界油气成藏和富集高产的关键因素;封盖条件影响中生界油藏的富集程度;油气输导条件是中生界油气成藏的基础。

[1] 阎毓霞.胜利油区堤岛地区原油地球化学特征与油源分析[J].油气地质与采收率,2008,15(4):30-32.

[2] 于世娜,滕飞,武群虎,等.胜利海上埕岛油田前中生界潜山构造演化及储层特征[J].天然气地球科学,2013,24(2):345-351.

[3] 刘忠胜.埕岛地区古生界储层特征与成藏规律研究[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报),2010,32(6):229-232.

[4] 李伟,吴智平,张明华,等.埕岛地区中生代和新生代断层发育特征及其对沉积的控制作用[J].中国石油大学学报(自然科学版),2006,30(1):1- 6.

[责任编辑] 董大伟

2017-01-17

国家科技重大专项(2011ZX05006-001);中石化科技攻关重点项目(P11078)

李爱民(1967—)，女,山东东营人,中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院工程师,主要从事油气勘探与油气成藏研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2017.01.003

TE 12

A

1673-5935(2017)01- 0011- 04