濟(jì)陽坳陷太古界潛山油氣成藏及有利勘探區(qū)

孟 濤

(中石化勝利油田分公司，山東 東營 257015)

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濟(jì)陽坳陷太古界潛山油氣成藏及有利勘探區(qū)

孟 濤

(中石化勝利油田分公司，山東 東營 257015)

針對濟(jì)陽坳陷太古界潛山油氣成藏控制因素不清及油氣勘探程度低等問題，綜合運(yùn)用鉆井、地震和測試資料對其進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：濟(jì)陽坳陷太古界潛山具有良好的生儲(chǔ)蓋配置，有利儲(chǔ)集層和油氣輸導(dǎo)體系為濟(jì)陽坳陷太古界潛山油氣成藏的主控因素。預(yù)測出義和莊潛山帶和孤島潛山帶為濟(jì)陽坳陷太古界下一步的有利勘探區(qū)，其中義和莊潛山帶的油氣勘探重點(diǎn)在于尋找內(nèi)部儲(chǔ)層，孤島潛山帶則應(yīng)確定輸導(dǎo)砂體和區(qū)域蓋層。

油氣成藏；主控因素；有利勘探區(qū)；太古界潛山

引 言

潛山油氣藏作為斷陷盆地的一種重要油氣藏類型，由于儲(chǔ)量豐度大、產(chǎn)能高，一直以來受到勘探家的重視[1-7]。濟(jì)陽坳陷古生界潛山已探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為2.36×108t，坳陷內(nèi)鉆遇太古界的井519口，取心井219口，取心進(jìn)尺為1 305.53 m，多為零星取心，勘探程度較低。近年來，鉆遇太古界潛山的利古6井和埕北30井均獲工業(yè)油流，顯示出巨大的勘探潛力。針對制約濟(jì)陽坳陷太古界潛山油氣勘探中成藏主控因素不清的問題，從輸導(dǎo)體系和有利儲(chǔ)集層方面進(jìn)行了研究，初步建立了濟(jì)陽坳陷太古界潛山的油氣成藏模式，并對有利勘探區(qū)進(jìn)行了預(yù)測。

1 生儲(chǔ)蓋配置

1.1 烴源巖

濟(jì)陽坳陷太古界潛山多被古近系、新近系生油洼陷所包圍或鄰近生油洼陷，因此太古界潛山油氣成藏具有大量的油氣來源。如民豐、利津2個(gè)生油洼陷的烴源巖所生成的油氣可在異常高壓、油柱浮力等動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，油氣可沿?cái)鄬舆\(yùn)移到太古界潛山高部位圈閉中聚集成藏[8-9]。由此可見，潛山高部位圈閉油氣來源豐富，故決定潛山圈閉能否整體成藏的關(guān)鍵在于低部位圈閉的中是否有可靠的油氣來源。研究發(fā)現(xiàn)，濟(jì)陽坳陷低部位潛山多位于生油巖之上或直接與其生油巖對接，具有豐富的油氣來源豐富，因此，濟(jì)陽坳陷太古界潛山具有有利的烴源巖條件。

1.2 儲(chǔ)集層

對于濟(jì)陽坳陷太古界潛山而言，當(dāng)有利的烴源巖為濟(jì)陽坳陷太古界潛山提供了充足的油氣后，潛山是否成藏的關(guān)鍵因素就在于潛山的儲(chǔ)集性能。通過濟(jì)陽坳陷太古界重點(diǎn)井巖心觀察發(fā)現(xiàn)，其儲(chǔ)集層巖石類型主要以二長花崗巖類為主(表1)，石英閃長巖、花崗閃長巖類次之，常見偉晶巖，局部石英閃長巖變質(zhì)變形明顯。在對太古界儲(chǔ)集層主要巖石類型分析基礎(chǔ)上，結(jié)合前人研究成果[2，6，10-11]，認(rèn)為太古界潛山儲(chǔ)集層的形成可以從巖性、構(gòu)造及成巖3方面進(jìn)行討論。

首先，巖性因素對儲(chǔ)集層形成的影響主要表現(xiàn)在富含鉀長石的花崗巖類巖石易被溶蝕從而形成各種鉀長石溶孔；其次，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的各類構(gòu)造縫、溶縫及溶孔是研究區(qū)太古界潛山儲(chǔ)集層的主要儲(chǔ)集空間，太古界巖石在漫長的埋藏、抬升過程中經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和長期的風(fēng)化剝蝕，因此，無論是在潛山頂部還是內(nèi)部都發(fā)育有相當(dāng)數(shù)量較大的構(gòu)造成因形成的儲(chǔ)集空間；最后，成巖作用早期大氣降水淋濾造成的溶解以及成巖作用中后期有機(jī)酸的溶蝕，這些成巖作用都可形成粒內(nèi)溶孔或鑄模孔，增大了儲(chǔ)集空間。總體來講，構(gòu)造因素是研究區(qū)太古界潛山儲(chǔ)集層形成的決定性主要因素，有利儲(chǔ)集層一般是在各類構(gòu)造裂縫及微裂縫發(fā)育基礎(chǔ)上，又被中后期酸性流體溶蝕改造而形成的。

表1 濟(jì)陽坳陷太古界潛山巖心概況

研究區(qū)太古界潛山的儲(chǔ)集空間主要受構(gòu)造因素控制，決定了其儲(chǔ)集層物性較差的特點(diǎn)。對收集到的35口井共457塊樣品進(jìn)行孔、滲性測試，結(jié)果表明：孔隙度小于5%的樣品占71%，滲透率小于5×10-3μm2的樣品占83%(圖1)，整體呈現(xiàn)出低孔、低滲性。

圖1 濟(jì)陽坳陷太古界潛山實(shí)測物性參數(shù)分布

1.3 蓋層

濟(jì)陽坳陷太古界地層與上覆地層呈不整合接觸，上覆地層多超覆于太古界潛山頂面之上，上覆古近系和新近系地層多為泥巖與礫巖互層，泥巖一般厚度達(dá)10多米，此外底部致密礫巖層也可作為太古界油氣藏的蓋層。因此，濟(jì)陽坳陷太古界潛山油氣成藏的蓋層條件十分優(yōu)越。

2 油氣成藏主控因素

2.1 有利儲(chǔ)集層控制油氣聚集

通過探討巖性、構(gòu)造及成巖3個(gè)因素對研究區(qū)太古界潛山儲(chǔ)集層的影響可知：有利儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集空間大多是構(gòu)造作用形成的次生孔隙。因此，濟(jì)陽坳陷太古界潛山有利儲(chǔ)集層應(yīng)主要分布在沿構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈的洼陷邊緣及洼陷之間的古隆起區(qū)發(fā)育。研究發(fā)現(xiàn)：研究區(qū)整體上有利儲(chǔ)集層也正是主要位于由南向北構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈的三大隆起區(qū)上，在平面上呈南北分帶的特征(圖2)，分別為：南部濱縣凸起區(qū)的平方王、陳家莊凸起區(qū)的鄭家—王莊、鹽家潛山帶；中部義和莊、孤島潛山帶；北部埕寧隆起區(qū)的車西、埕古19、埕北30潛山帶。其中埕北30、埕古19和鄭家—王莊潛山帶上的有利儲(chǔ)集層在平面上展布范圍較大，儲(chǔ)集層厚度也明顯大于其他潛山帶，依據(jù)前人對研究區(qū)儲(chǔ)集層的劃分方案[1]，埕北30、埕古19和鄭家—王莊潛山帶上太古界Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)集層厚度通常都在40～50 m，個(gè)別井區(qū)太古界Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)集層厚度可達(dá)100 m，其他5個(gè)潛山帶有利儲(chǔ)集層平面展布范圍較小，Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)集層厚度通常也僅有20 m左右。鉆探結(jié)果顯示：在有利儲(chǔ)集層厚度較大的埕北30、埕古19和鄭家—王莊潛山帶上相繼發(fā)現(xiàn)了油藏，這也證實(shí)了有利儲(chǔ)集層對油氣成藏的控制。

圖2 濟(jì)陽坳陷太古界潛山有利儲(chǔ)集層和有利勘探區(qū)分布

2.2 大斷裂幕式活動(dòng)控制油氣輸導(dǎo)

濟(jì)陽坳陷為在前中生代基底上發(fā)育起來的斷陷盆地，在中、新生代經(jīng)歷了多期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[12]，每期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)都伴隨著洼陷邊緣大斷裂的強(qiáng)烈活動(dòng)，邊界斷裂的幕式活動(dòng)可對沉積產(chǎn)生控制，可使斷層的下降盤砂礫巖體廣泛發(fā)育，砂礫巖體的低成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度使得扇根壓實(shí)強(qiáng)烈，物性很差，而封堵性好，油氣很難通過邊界斷裂進(jìn)入到太古界潛山中。但在邊界斷裂活動(dòng)強(qiáng)度減弱或不活動(dòng)期，斷層下降盤可發(fā)育小規(guī)模扇體，油氣可通過這些小規(guī)模扇體側(cè)向運(yùn)移進(jìn)入到太古界潛山內(nèi)部儲(chǔ)集層中，因此，大斷裂幕式活動(dòng)控制著側(cè)向供油的“窗口”位置，是研究區(qū)太古界潛山內(nèi)部儲(chǔ)集層成藏的關(guān)鍵因素。此外，大斷裂的幕式活動(dòng)不僅對沉積產(chǎn)生控制，而且控制著一系列次級斷層的發(fā)育，這些緊鄰邊界斷層發(fā)育的次級斷裂成為溝通烴源巖和上部儲(chǔ)集層的有效通道，油氣沿?cái)鄬酉蛏线\(yùn)移，遇不整合面后可往洼陷邊緣發(fā)生側(cè)向運(yùn)移，進(jìn)入到潛山頂部儲(chǔ)集層中遇有利圈閉聚集成藏(圖3)。綜上所述，大斷裂的幕式活動(dòng)通過對沉積和斷層發(fā)育的雙重影響控制著潛山內(nèi)部和頂部油氣藏的油氣來源，是油氣成藏的關(guān)鍵因素。

圖3 大型斷裂幕式活動(dòng)控制油氣疏導(dǎo)模式

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：在有利儲(chǔ)集層厚度較大、已發(fā)現(xiàn)油藏的埕北30、埕古19和鄭家—王莊潛山帶上，油藏的分布位置存在差異。其中埕北30、埕古19在潛山頂部和內(nèi)部儲(chǔ)層中都發(fā)現(xiàn)了油藏，而鄭家—王莊潛山帶主要在潛山頂部發(fā)現(xiàn)油藏。分析認(rèn)為，造成油藏分布差異的主要因素為斷裂活動(dòng)程度，埕北30、埕古19潛山帶主要受埕南斷層的控制，埕南斷層活動(dòng)強(qiáng)弱的的間歇性活動(dòng)使得在沙二和沙一段沉積期只發(fā)育了小規(guī)模扇體，油氣沿小規(guī)模扇體側(cè)向運(yùn)移進(jìn)入到潛山內(nèi)部儲(chǔ)層中聚集成藏。而鄭家—王莊潛山帶緊鄰主要提供物源的陳家莊凸起，加之邊緣勝北斷層的持續(xù)強(qiáng)烈活動(dòng)，使得大規(guī)模扇體發(fā)育，油氣只能通過洼陷內(nèi)次級斷層和不整合面進(jìn)入到潛山頂部儲(chǔ)層中。

總體上，研究區(qū)太古界潛山油藏受有利儲(chǔ)集層和斷裂活動(dòng)的雙重控制，即有利儲(chǔ)集層控制油藏的平面分布面積，而斷裂活動(dòng)控制油藏垂向分布位置。

3 有利勘探區(qū)預(yù)測

由濟(jì)陽坳陷太古界潛山油氣成藏的主控因素可知，控制油氣成藏的首要因素是有利儲(chǔ)集層分布，在此基礎(chǔ)上邊界斷裂活動(dòng)需呈間歇性，這是因?yàn)閿嗔鸦顒?dòng)強(qiáng)一方面可形成大量構(gòu)造縫，為油氣聚集提供有效空間，另一方面可使斷層下降盤沉積厚層碎屑巖扇體，扇根封堵使油氣輸導(dǎo)條件變差，斷裂活動(dòng)弱又可形成有利于油氣輸導(dǎo)的小規(guī)模扇體。在已知發(fā)現(xiàn)油藏的埕北30、埕古19和鄭家—王莊潛山帶為有利勘探區(qū)基礎(chǔ)上，又預(yù)測出義和莊潛山帶和孤島潛山帶2個(gè)有利勘探區(qū)。

3.1 義和莊潛山帶

義和莊潛山帶位于車鎮(zhèn)凹陷和富油的渤南洼陷之間，具有充足的油源供給。其邊界斷層義東斷層活動(dòng)性較差，斷層下降盤發(fā)育有零星的小規(guī)模扇體，大部分油氣可直接通過扇體進(jìn)入到潛山內(nèi)部儲(chǔ)層中，小部分油氣通過次級斷層和不整合面進(jìn)入到潛山頂部儲(chǔ)層中。在明確了斷層下降盤輸導(dǎo)砂體的位置后，尋找潛山內(nèi)部儲(chǔ)層成為勘探的重點(diǎn)，這就需要在斷層附近尋找裂縫帶和溶蝕孔洞帶。

3.2 孤島潛山帶

孤島潛山被孤南、孤北和渤南三大生油洼陷所包圍，油氣具多方位來源。其邊界的孤西、孤北和孤南斷層活動(dòng)性較強(qiáng)，潛山內(nèi)部發(fā)育多條內(nèi)幕斷層，加之風(fēng)化淋濾作用的改造致使太古界潛山儲(chǔ)層中產(chǎn)生了大量的裂縫和孔洞，同時(shí)斷裂的高強(qiáng)度持續(xù)活動(dòng)使得斷層下降盤多為厚層砂礫巖體，不利于油氣運(yùn)移。因此，孤島潛山油氣勘探的重點(diǎn)一方面在斷層下降盤尋找可作為油氣運(yùn)移通道的小規(guī)模扇體，進(jìn)而尋找與輸導(dǎo)層對接較好的有利圈閉；另一方面，在潛山頂部儲(chǔ)層中應(yīng)優(yōu)先在封蓋條件有利的區(qū)域進(jìn)行勘探。

4 結(jié) 論

(1) 濟(jì)陽坳陷太古界潛山具有豐富的油氣來源，儲(chǔ)集層巖石類型以二長花崗巖為主，儲(chǔ)集空間以構(gòu)造裂縫和溶蝕孔洞為主，其形成儲(chǔ)層物性主要受巖性、構(gòu)造活動(dòng)及成巖作用因素影響，蓋層條件十分優(yōu)越。

(2) 有利儲(chǔ)集層和大斷裂幕式活動(dòng)是濟(jì)陽坳陷太古界潛山油氣成藏的主控因素。

(3) 預(yù)測出義和莊潛山帶和孤島潛山帶2個(gè)有利勘探區(qū)。其中義和莊潛山帶勘探重點(diǎn)為尋找潛山內(nèi)部儲(chǔ)層；孤島潛山帶勘探重點(diǎn)為已確定的輸導(dǎo)砂體，尋找封蓋條件有利的區(qū)域。

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編輯 張 雁

20140430；改回日期：20140930

國家重大科技專項(xiàng)“渤海灣盆地精細(xì)勘探關(guān)鍵技術(shù)”(2008ZX05006)

孟濤(1979-)，男，工程師，2002年畢業(yè)于東北石油大學(xué)石油工程專業(yè)，2007年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北京)地質(zhì)學(xué)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事油氣勘探研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.01.014

TE121.3

A

1006-6535(2015)01-0066-04