孤东东部斜坡带馆上段成藏关键因素及勘探技术

谢传金

(中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院,山东 东营 257015)

孤东地区处于长堤-孤东-垦东潜山构造带上,在多个构造单元的交汇处,区内构造复杂,控藏因素多样,是一个多源、多类型的复式油气集聚带。在孤东地区已上报的2.8亿吨探明储量中新近系馆上段上报了2.37亿吨探明储量,占总储量的84.6%。在当前低油价的形势下,勘探更加注重经济效益;馆上段油藏埋藏浅,富集度高,储层物性好,开发成本低[1],同时在东部斜坡带还存在很大的储量空白区,斜坡带岩性油藏是新形势下勘探的有利方向。但是,近十年来,对该带进行大量探索,均未取得成功。笔者从油气成藏基本条件分析入手,明确该区馆上段斜坡带油气成藏关键因素,并对区内圈闭分类评价,选用均方根属性提取、含油性检测等技术,对主力含油层段进行储层预测和含油性评价。

1 基本地质特征

孤东东部斜坡带位于济阳坳陷沾化凹陷孤东凸起东北部的倾伏端,东北部为黄河口洼陷,西南部为孤东主体,勘探面积60 km2(图1)。其基底为孤东凸起的一部分,是黄河口洼陷向南、向西超覆沉积的缓斜坡,构造形态相对简单,主要发育NNE、NE走向的垦东断裂带北段次级断层以及近东西向的新近系断层;NNE走向断层活动最强,从中生代末期形成直至古近系活动一直较强,馆上段沉积晚期停止活动;NE走向断层古近系活动相对较强,新近系活动微弱,于馆上段沉积晚期停止活动;近EW走向断裂产生于新近系,其活动性最强,明化镇组沉积晚期或平原组沉积时期结束[2]。

图1 孤东地区构造位置

孤东潜山披覆构造是在中生界潜山基础上发育起来的,古近系沙一段披盖其上,继承性发育了东营组、馆陶组和明化镇组。沙一段主要发育深湖-半深湖相泥岩;东营组沉积早期为湖相泥岩,后期演化为河流三角洲相和河流相沉积;馆下段主要为辫状河沉积,发育大套块状砂砾岩和含砾砂岩,至馆上段逐渐过渡为砂泥岩互层组合的曲流河沉积。

2 成藏基本条件

孤东东部斜坡带馆上段断层相对不发育, 河道展布较稳定,河流走向和孤东油田主体有一致性,油气以横向运移为主, 且油气层段单一、稳定,主要集中在馆陶组上段4、5砂组。具有不同于油田主体的半独立成藏特点和油气成藏规律。

2.1 油源以及运移条件

孤东地区三面临洼,西北方向的孤北洼陷南部生油岩体积小,埋藏浅,丰度低,生油能力差,可能对孤东油田提供少量油源;西南方向的孤南洼陷和东北方向的黄河口凹陷为孤东主体提供油源。一直以来认为孤南凹陷沙三段、沙一段和东营组3套暗色泥岩、油泥岩和油页岩等烃源岩为孤东地区的主要油源区[3]。本次研究选取孤东地区孤东59、孤东62-1、孤东72、垦东斜532、垦东5-9、桩斜471等55口井馆陶组和古近系油样进行油源对比分析。结果表明：原油在类异戊间二烯化合物中姥鲛烷优势明显,伽马蜡烷/C30藿烷值在0.2～0.4,表现出咸水环境、较成熟的特征;Ts/Tm在0.8～1.6,含有一定的重排甾烷,体现出黄河口凹陷沙三段烃源岩的特征。因此认为孤东东部斜坡带油源主要来自黄河口凹陷。

东部斜坡带的新桩305断层,垦东34断层已经切割到黄河口凹馅沙三段成熟烃源岩。油气沿着油源断层、不整合面、次级断层以及构造脊向孤东主体运移。研究区油气运移为混合输导式运移,其特点是断层切割成熟烃源岩范围有限,临近生烃洼陷的地区新近系油气主要通过断层输导,油气直接来自烃源岩层系,而远离生烃洼陷的地区,油气通过区域性砂体、不整合及次级断层联合输导,油气来自古近系原生油气藏、古近系烃源岩及产层联合供烃[4]。

通过已钻井统计分析发现,主力含油层段粉沙岩及以上级别储层80%见到油气显示,说明研究区油气来源非常充足,该带也处于油气运移优势路径之上。

2.2 储、盖层及储盖组合条件

研究区馆陶组主要为河流相沉积,馆下段主要为辫状河沉积,发育大套块状砂砾岩和含砾砂岩。至馆上段逐渐过渡为砂泥岩互层组合的曲流河沉积,以泥岩为主夹部分薄-中、厚层砂岩,其中以细砂岩为主,也有部分粉砂岩及少量含砾砂岩。根据岩电性组合特征及沉积发育的旋回性,馆上段自上而下划分为1+2～7 6个砂组。下部4～7砂组为砂岩与泥岩的不等厚互层,电性上砂岩在自然电位上为指状和箱状，7砂组与馆陶组下相似,砂岩发育,砂岩占比为40%～50%。4～6组储层发育次之,单砂组砂层厚度5～30 m,砂岩占比10%～50%。上部1+2～3砂组,为典型的泥包砂组合,以泥岩为主夹透镜状砂岩,单层砂组厚度1.5～23 m,砂岩占比5%～20%，电性上砂岩在自然电位上多为锯齿状,局部为指状或箱状。4～7砂组砂岩发育,而且埋藏深度比较浅,一般在1 300 m左右,后生成岩压实作用较弱,原生孔隙发育,是最好、最主要的储集体(图2)。

图2 孤东地区馆陶组近东西向储层对比

研究区储盖组合的优劣主要取决于盖层的发育和分布。从宏观上看,新近系发育了馆陶组顶-明化镇组两套区域性泥岩,主要为决口扇、曲流河及泛滥平原沉积,泥岩厚度较大,最厚可达150 m,连续性非常好,构成了良好的区域性盖层;而4～6砂组顶部也都发育了比较稳定的泥岩段,单层厚度一般都在8～15 m,可以形成比较好的局部盖层。因此本区馆上4～6砂组具有非常好的储盖组合条件。

2.3 圈闭类型以及保存条件

该带位于孤东潜山主体东部,属于黄河口凹陷向孤东潜山超覆的斜坡带,古近系逐层向孤东潜山主体超覆,主要发育垦东断裂带北段次级断层,古近系沉积较薄,新近系发育较全;新近系河道大体成北西走向,河道砂体被一系列断层切割。在这样的背景下,形成的圈闭类型主要有3类:一是砂体低部位靠或者不靠断层,高部位受断层切割形成构造-岩性圈闭;二是砂体低部位靠油源断层或者次级断层,高部位上倾尖灭,周围被泥岩、砂质泥岩等非渗透性层包裹形成岩性上倾尖灭圈闭;三是不靠断层的独立砂体形成泥包砂结构的透镜状岩性圈闭。

馆陶组油藏成藏期为明化镇组沉积末期。此时,馆陶组的圈闭已经基本形成,两套区域性盖层以及4～6砂组的局部性盖层已经能够对油气有效遮挡。孤东地区新构造运动活动强弱具有周期性的变化:呈现出由强(馆下段)→减弱(馆上段)→增强(明下段)→迅速减弱(明上段)的整体趋势。明化镇组沉积后期断裂活动迅速减弱直至停止,为新近系油气的保存提供了良好的条件。

2.4 成藏关键因素分析

具有充足的油源条件,处于油气运移优势路径之上,储、盖层以及储盖组合条件非常好,油气成藏后的构造活动很弱,保存条件好,综合分析认为,前期勘探失利的主要原因为有效圈闭的识别存在问题。

由于研究区构造上处于孤东潜山披覆构造与周围(相对)负向构造单元之间的过渡带,并且古近系断陷与断裂作用的微弱,不能构成独立的构造单元,所以砂体低部位靠或者不靠断层,高部位受断层切割形成的构造-岩性圈闭成藏最为有利,前期勘探也主要围绕该类圈闭展开,但是由于新近系次级断层断距较小,一般在10～30 m,主力含油层段的储层十分发育,断层两盘砂岩与砂岩对接,砂岩的物性差异很小,不能形成有效的侧向封堵,所以常见到多层显示而不能成藏。目前勘探发现的油气藏主要集中在一级断层附近的该类圈闭之中,其次发育在新近纪强烈活动、断层落差比较大的断层附近。

因此,勘探方向应该是在断层活动性分析的基础上,对断层断距大的断层周围发育的高部位受断层切割形成的构造-岩性圈闭以及砂体低部位靠油源断层或者次级断层,高部位上倾尖灭形成的岩性上倾尖灭圈闭。

通过对孤东东部地区层断距以及已钻井统计分析认为:研究区砂岩厚度一般在10～15 m,最大厚度21 m,断层断距在20 m以上形成的圈闭成藏可能性大,断距在20 m以上的断层主要有孤东斜606断层、新桩305断层以及孤东斜73南断层等。

3 适用勘探技术

选用均方根属性提取、吸收衰减特性含油性检测技术,对主力含油层段进行储层预测和含油性评价,对区内圈闭进行分类评价。

3.1 均方根属性预测储层技术

馆上段地层地震反射总体上是强振幅、近平行、断续的结构特征,单一同相轴波形比较稳定但是延伸距离不长[5]。在高精度三维地震剖面中提取多种相关地震属性,通过钻、录、测井等资料对比发现,均方根属性是最能直接反映研究区储层分布特征的参数,因此对研究区主力含油层段进行均方根属性提取来预测储层发育区。通过对研究区已钻的垦东斜602等36口井资料统计,均方根属性强振幅值在4 200之上的均为储层发育区,预测成功率100%。

3.2 含油性检测技术

油气检测技术是近几年发展起来,在河流相沉积研究中广泛使用的一种含油性预测技术。通过针对勘探目的层含油气检测研究,预测岩性圈闭流体性质,从定性的角度判断岩性圈闭成藏的可能性，用来预测砂体是否含油,以提高钻探成功率。其原理是波前扩散、地层吸收和散射使得地震波能量随传播距离的增加迅速衰减。储层含气时,其吸收作用更加显著。品质因数是地层对弹性波吸收特性的一种表达方式,它的物理意义是储能与耗散能的比率,是岩石物性的主要参数,也是指示含油气地层的重要标志之一[6]。实践证明该技术对于河流相砂体含油性的预测具有较为准确的参考性。根据孤东东部斜坡带的地震地质条件,选用叠前资料对主力含油砂组Ngs5底部进行层位解释,然后沿解释层位按照一个地震同相轴的时间差10 ms上下开时窗,提取吸收衰减参数,通过与已知井对比分析吻合率85%,能反映本区储集层的含油性(图3)。

图3 孤东68井区Ngs5含油气检测属性平面图

4 结 论

(1)孤东东部斜坡带馆陶组靠近黄河口凹馅油源充足、储层发育、储盖组合有利,油气主要集中在馆陶组上段4砂组。

(2)馆陶组河道砂厚度大,新近系断层断距较小,成藏关键在于圈闭是否有效。

(3)构造及沉积条件对油气能否成藏起着重要作用。断层断距控制了砂体对接,决定了圈闭的有效性。

(4)均方根属性提取预测储层、吸收衰减特性进行含油性检测技术,对该区岩性油藏勘探起着重要的指导作用。