德惠斷陷沙河子組泥巖封蓋能力綜合評價

葉 龍，柳成志，王小寧，齊東巖

（1. 東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院， 黑龍江 大慶 163000； 2. 第二采油廠二礦， 黑龍江 大慶 163000）

德惠斷陷位于松遼盆地東南隆起區(qū)內(nèi)中部，面積為 3 800 km2，是由北東向斷裂控制的雙斷型斷陷。鉆井揭示了本區(qū)自上而下依次為：火石嶺組、沙河子組、營城組、登婁庫組、泉頭組、青山口組、姚家組。

根據(jù)吉林省油田勘探開發(fā)研究院氣源對比研究，深層天然氣主要來自于火石嶺組火山巖與沙河子組碎屑巖，封蓋層位沙河子組發(fā)育的泥巖。蓋層封蓋條件的好壞將直接影響到油氣尤其是天然氣的富集程度［1,2］。所以，對蓋層封蓋能力的認(rèn)識具有很大的實際意義。

1 德惠斷陷沙河子組泥巖蓋層的宏觀發(fā)育特征

由德惠斷陷鉆井統(tǒng)計揭示了，德惠斷陷沙河子組單井泥巖累計厚度較大，最大可達(dá)346.78 m；最大單層厚度也比較大，平均為26 m；泥地比普遍較高。根據(jù)統(tǒng)計情況，可以發(fā)現(xiàn)德惠斷陷在沙河子組的泥巖累計發(fā)育比較大，并且在平面的分布也比較穩(wěn)定，可以有效的成為區(qū)域性蓋層（圖1）。

2 德惠斷陷沙河子組泥巖蓋層的微觀封閉特征

2.1 毛細(xì)管壓力封閉

蓋層的毛細(xì)管封閉是蓋層封閉油氣最常見的機(jī)理，主要依靠蓋層與儲層之間的排替壓力差來封閉油氣的，蓋層的排替壓力越大，其蓋層毛細(xì)管壓力封閉能力越強(qiáng)；反之蓋層的毛細(xì)管壓力封閉越弱[3]。

圖1 德惠斷陷沙河子組泥巖累計厚度分布圖Fig.1 Mudstone cumulative thickness distribution in Shahezi formation of Dehui depression

本次對德惠斷陷沙河子組進(jìn)行了取芯數(shù)據(jù)檢測（表1），雖然德惠斷陷沙河子組泥巖實測的排替壓力數(shù)據(jù)很少，但是從取樣化驗的數(shù)據(jù)結(jié)果可知，德惠斷陷蓋層突破壓力4～6 MPa數(shù)據(jù)點左右分布。

2.2 孔隙流體壓力封閉

孔隙流體壓力封閉與毛細(xì)管壓力封閉不同,其形成是有條件的,只能存在于欠壓實具有異常高孔隙流體壓力的泥巖蓋層中,其封閉油氣機(jī)理也與毛細(xì)管壓力封閉油氣機(jī)理截然不同,主要是依靠蓋層與儲層之間孔隙流體壓力差來封閉油氣的,它不僅較毛細(xì)管壓力封閉有更強(qiáng)的封閉游離相運移油氣的能力,而且還可以封閉住呈水溶相運移的油氣。蓋層中異常孔隙流體壓力越大,其孔隙流體壓力封閉油氣的能力越強(qiáng);反之則越弱[4]。由實測蓋層的聲波時差與深度的對應(yīng)關(guān)系，與錄井統(tǒng)計得出關(guān)系圖進(jìn)行疊合，可以看出，實測點大部分處于泥巖超壓帶，超壓帶的封蓋能力更好[5,6]。

表1 巖心參數(shù)檢測數(shù)據(jù)表Table 1 Core parameter detection data

2.3 烴濃度封閉

若泥質(zhì)巖蓋層本身具有生烴能力，且又已進(jìn)入大量生烴階段，其除了具有毛細(xì)管封閉外，還具有烴濃度封閉。所謂烴濃度封閉是泥質(zhì)巖蓋層由于具有生烴能力，其生成的天然氣溶于其內(nèi)孔隙水中使其含氣濃度增大，尤其是當(dāng)泥質(zhì)巖蓋層又欠壓實具有異常孔隙流體壓力時，其含氣濃度更大，結(jié)果使原來向上遞減的含氣濃度出現(xiàn)向下遞減的含氣濃度，而形成的對下伏呈分子擴(kuò)散相運移天然氣的封閉作用[7]。

根據(jù)本區(qū)對沙河子組泥巖進(jìn)行的相關(guān)研究結(jié)果，德惠斷陷沙河子組發(fā)育有較好的暗色泥巖；有機(jī)質(zhì)豐度普遍達(dá)到好的標(biāo)準(zhǔn)，且成熟度處于成熟~高成熟階段，恰好是II~III有機(jī)質(zhì)大量生烴階段，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ2和Ⅲ為主；有機(jī)質(zhì)演化已進(jìn)入成熟階段，因此沙河子組泥巖具有一定的烴濃度封閉。

3 德惠斷陷沙河子組蓋層封閉能力的綜合評價及分布預(yù)測

目前，對蓋層封閉性評價日趨綜合化和定量化，既考慮了蓋層宏觀特征，同事又同時考慮了蓋層微觀封閉能力。據(jù)劉世忠《東營凹陷深層天然氣泥巖蓋層地質(zhì)特征及蓋性研究》（2008.4），選取泥巖蓋層累計厚度、泥巖單層厚度、泥地比及突破壓力作為計算蓋層封閉能力的參數(shù)指標(biāo)，根據(jù)其對蓋層封閉能力的貢獻(xiàn)大小確定各項指標(biāo)的等級，將各項指標(biāo)由好至差分為4個等級，分別賦值1；0.7；0.4；0.1。然后計算蓋層的綜合評價系數(shù)，具體公式如下。

式中：Q — 泥巖蓋層綜合評價系數(shù)；

n — 評價指標(biāo)的個數(shù)；

ki— 第i項評價指標(biāo)的權(quán)重，i=1,2….n；

ai— 第i項評價指標(biāo)的賦值。

其中，各項指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重如下：泥巖累計厚度為0.3，排替壓力為0.3，泥巖單層厚度為0.2，泥地比為0.2（表2）[8]。

表2 蓋層封閉能力等級劃分表Table 2 Caprock classification

綜合統(tǒng)計單井資料，泥巖累計厚度、單層厚度、泥地比這些資料，結(jié)合對排替壓力的分析可以對蓋層進(jìn)行模糊評價，由蓋層封蓋能力劃分表可以得出泥巖封蓋評價的平面分布（圖2）。

圖2 德惠斷陷沙河子組泥巖蓋層評價平面分布圖Fig.2 Evaluation of mudstone caprock plane distribution in Shahezi formation of Dehui depression

4 結(jié)束語

德惠斷陷沙河子組泥巖蓋層發(fā)育較好，單層厚度大，平面分布的連續(xù)性較好，可以作為下覆蓋層的區(qū)域性蓋層存在。其中，華家構(gòu)造帶封蓋能力較好，合隆、蘭家構(gòu)造帶部分區(qū)塊蓋層也能達(dá)到較好，其余地區(qū)的封蓋能力也處于中等以上。

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