樹式成藏模式在斷塊油藏開發中的應用
——以東濮凹陷西斜坡帶H19斷塊為例

鐘張起，劉振旺，侯讀杰，馮高城，王鵬忠

(1.中國地質大學(北京)能源學院，北京海淀 100083；2.中國石化中原油田分公司采油五廠；3.中海石油能源發展股份有限公司非常規技術研究院)

樹式成藏模式在斷塊油藏開發中的應用
——以東濮凹陷西斜坡帶H19斷塊為例

鐘張起1,2，劉振旺2，侯讀杰1，馮高城3，王鵬忠2

(1.中國地質大學(北京)能源學院，北京海淀 100083；2.中國石化中原油田分公司采油五廠；3.中海石油能源發展股份有限公司非常規技術研究院)

針對油田開發后期出現油井產狀分布復雜的問題，在分析油藏地質異常和非均質的基礎上，利用東濮凹陷西斜坡帶油藏的地質開發資料，提出樹式充注和成藏模式。樹式成藏模式可以合理解釋高部位是水層、低部位是油層的現象，能夠更好尋找隱蔽油藏。油氣在一定通道中進行充注、混合、富集過程，通道外的空間沒有油氣聚集。東濮凹陷西斜坡帶H19斷塊為由8條斷層和7個小斷塊組成的復雜斷塊，在大尺度上，油氣在構造較高部位富集成藏；在小尺度上，油氣分布更為復雜，同一斷塊內部相鄰區域內存在不少油層厚度正異常區和負異常區。樹式成藏模式導致油氣分布異常，在油藏開發后期更為突出，油水層判別難度增加，常用的判別方法主要有儲層侵入特性法，電阻率-自然電位組合法，電阻增大率法，電阻率-孔隙度組合法。

東濮凹陷；斷塊油藏；地質異常；非均質性；充注模式；成藏模式

斷塊油藏是我國東部含油氣盆地的一種重要油藏類型，由于成藏的復雜性，隨著勘探開發程度的深入，新的問題和矛盾不斷涌現[1-4]。在成藏背景十分相似的條件下，構造有利部位并不都是高產油井，相鄰油井產狀差異非常顯著，目前的成藏理論還需要進一步完善。通過分析東濮凹陷西斜坡帶油藏的地質開發資料，發現油層分布異常現象。構造高點并非油層最厚處；井距很近的兩口井，油層厚度差異較大。通過對地質異常理論、油氣成藏過程進行分析，提出樹式充注和樹式成藏模式，并對油層分布異常現象進行合理的解釋。

1 地質異常與非均質性

地質異常是在成分、結構、構造等方面與周圍環境有明顯差異的地質體或地質體的組合[5-6]。地質異常理論最先用于固體礦產的研究，近年來，地質異常理論也用于指導油氣的勘查與評價[7-8]。油氣成藏受多種因素的控制，不同區塊成藏特征復雜多變。非均質性是地質體的各種屬性在空間上的變化，是影響油藏高效開發的主要因素之一。目前，對成藏過程、流體及儲層的非均質性研究逐漸成為熱點課題。

地質異常與非均質性關系密切，同一地質體，既有均質性一面，也有非均質性一面。從大尺度上看地質體表現為均質性，從小尺度上看有可能表現為非均質性。本質上，地質異常是地質體非均質性的表現。

2 油氣成藏與非均質性

油氣自烴源巖中生成，經過運移通道進入疏導層中，然后經過充注過程在圈閉中聚集，在適當的保存條件下形成油氣藏。非均質性貫穿在整個油氣成藏過程中，從小尺度看，任何油氣藏都是非均質性的，都發育不同規模的油氣地質異常。

油氣藏是一個復雜的含油氣系統，它包含5個地質要素和5種成藏作用。地質要素和地質作用在關鍵時刻的適當配置，就形成油氣藏[9-10]。5個地質要素中都存在非均質性，它們的表現形式會有一些差別。

在地質要素和地質作用中，它們對油氣藏非均質性的控制作用有所不同。在油氣成藏的過程中，距離油氣藏近的環節對油氣藏非均質性的控制作用相對較強，如圈閉和蓋層的非均質性；距離油氣藏遠的環節對油氣藏非均質性的控制作用相對較弱，如烴源巖和上覆巖層的非均質性。

3 充注和成藏模式

油氣在圈閉中的聚集包括充注、混合和富集3個過程[11-12]。油氣充注是油氣聚集的起始階段，也是油氣混合和富集的前提和基礎。

3.1 樹式充注模式

油氣充注是油氣不斷進入圈閉存儲空間的過程，由于圈閉構造和儲集層物性的非均質性，導致油氣在圈閉中充注的非均質性。在相對穩定的條件下，油氣充注是一個具有幕式特征的連續過程。已知的充注模式很容易解釋構造高部位、儲層物性好的地區含油飽和度高。隨著油氣勘探開發程度的深入，在構造和物性有利的部位并不都是高含油飽和度區，目前的充注理論需要進一步完善。油氣的二次運移是在疏導體系內進行的，疏導體系包括砂巖、不整合面、斷層面等。疏導體系是油氣運移的終端，也是油氣充注的始端。油氣運移在一定的通道內進行，油氣充注也同樣如此。與疏導體系相比，油氣充注的體系分支更細、分布范圍更廣，如同樹的分枝一樣，這種充注模式稱為樹式充注模式，如圖1所示。

在圖1中，(a)為一個斷塊的簡化沉積相圖。該斷塊北高南低，包括3種常見的沉積砂體，河道、點壩和間灣。(b)、(c)、(d)是三種可能的充注模式，即使斷塊的宏觀結構比較相似，由于微觀差異和非均質性，它們的充注程度也會有顯著差異。在樹式充注模式下，油水界面以上的圈閉中并不全都充滿了油氣。由于巖石潤濕性、圈閉物性和遮擋層非均質性的影響，圈閉的某些部分不在充注路徑上，不能形成油氣聚集。

圖1 斷塊圈閉內不同條件下樹式充注模式

評價油氣充注的參數主要是充注程度，影響充注程度的因素很多，主要包括油氣供應量、斷層封閉強度、斷塊內砂體的物性、儲層的非均質性、充注路徑等。一般來說，非均質性越強，充注的程度越低，油水分布關系就越復雜。充注豐度是油氣充注的另一個重要參數，非均質性越強，會增加一些區域充注豐度，產生油氣正異常，形成油氣高產區；反之，會降低另外一些區域的充注豐度，產生負異常，形成油氣低產區。

樹式充注模式并不否定已有的充注模式，它是充注過程在更小尺度下的一種認識。油氣在圈閉中的充注過程，從大尺度上看它是箱式充注，油水界面以上的部分近似認為充滿油氣。從小尺度上看，它是樹式充注，油水界面以上的部分并不完全充注油氣。

3.2 樹式成藏模式

常見的成藏模式包括背斜圈閉模式、地層圈閉模式、斷層圈閉模式和透鏡體圈閉模式，都是在大尺度下形成的模式。隨著勘探開發的深入，油藏的微觀特征表現的越來越顯著，已有的成藏模式很難解釋油藏開發中出現的一些異常現象。油氣向圈閉充注完成后，繼續進行混合和富集過程。油氣的混合和富集過程，從小尺度上看，也是在樹式的網絡內進行的。

油氣自疏導體系進入圈閉后，在更微細、更廣泛的網絡中進行充注、混合、富集過程，油氣在一定通道內進行聚集，通道外的空間沒有油氣聚集，這種成藏模式稱為樹式成藏模式。與樹式充注模式一樣，樹式成藏模式也是小尺度下的一種模式，并不否定其他的成藏模式。

4 礦場應用

4.1 地質背景

H19斷塊區位于東濮凹陷西斜坡帶，構造背景是一個單斜，被一系列東傾正斷層分割，形成3個斷階帶，西斜坡帶油氣藏主要位于二臺階斷塊內，屬于復雜斷塊油藏。H19斷塊主要含油層位沙3中，含油面積為2.2 km2，石油地質儲量為282×104t，可采儲量為68.16×104t，標定采收率24.17%。儲層平均孔隙度為20.54%，平均滲透率為220×10-3μm2，原油密度為0.9084 g/cm3，原油黏度為 234 mPa·s，為中滲復雜斷塊稠油油藏。

4.2 樹式成藏模式應用

H19斷塊為由8條斷層和7個小斷塊組成的復雜斷塊，構造高點在研究區的西南部，油氣沿北東向的斷層運移而來。在大尺度上，油氣在構造較高部位富集成藏；在小尺度上，油氣分布更為復雜，不同斷塊內油層分布及厚度有顯著差異。若油層厚度大于10 m的為正異常，油層厚度小于1 m的為負異常，同一斷塊內部相鄰區域內存在不少油層厚度正異常區和負異常區。H19塊油層分布及厚度變化，如圖2所示。由圖可知，Ⅰ塊和Ⅲ塊油層發育較好，油層正異常分布較廣，為一類斷塊；Ⅱ塊、Ⅳ塊、Ⅴ塊和Ⅵ塊，發育油層正異常和負異常，為二類斷塊；Ⅶ塊沒有油層發育，為三類斷塊。

圖2 H19塊油層厚度等值線分布圖

油氣在構造的相對高部位沒有全部聚集成藏，說明油氣并不是嚴格按照構造高低位置進行充注，而是最先進入優勢充注通道。影響優勢充注通道的因素很多，既有宏觀因素，又有微觀因素。巖石潤濕性、儲層物性、孔喉特征、裂縫發育、流體性質、壓力分布等都可能改變油氣充注通道。

典型的成藏模式認為，在構造高部位的含油飽和度較高，低部位次之；物性好的河道砂含油飽和度較高，物性較差的河道側翼次之。隨著開發的深入，出現一些異常現象。同一河道，不同部位的含油性差異顯著，物性和含油性并不嚴格正相關。樹式成藏模式可以合理解釋這些異常。

4.3 油水層判別

樹式成藏模式導致的油氣分布異常，在油藏開發后期更為突出，油水分布狀況更加復雜，油水層判別難度增加。若高部位是水層、低部位是油層，則油層通常表現為低阻現象。可以利用低阻油層的判別方法區分油水層。低阻油層與水層之間的電阻率差別不大，但也可以利用常規測井資料進行識別，常用的判別方法主要包括以下4種[13]。

(1)儲層侵入特性法，該方法包括徑向電阻率法和時間推移測井法，前者主要用于淡水鉆井液，后者主要用于鹽水鉆井液。

(2)電阻率-自然電位組合法，該方法將自然電位與電阻率曲線重疊，可以很好地區分油水層。

(3)電阻增大率法，該方法也稱標準水層對比法。首先選取電阻率最低的水層作為標準水層，然后將目標層的電阻率與之相比，一般比值大于3倍可判斷為油層。

(4)電阻率-孔隙度組合法，該方法通過繪制電阻率-孔隙度的解釋交會圖版來識別低阻油層。

在油氣勘探開發中，若構造高部位的井為水層，低部位的井則為水層，這種理念被廣泛接受。在小尺度下，影響油水分布的因素很多，油層和水層的關系更為復雜。高部位是水層，低部位一定是水層的理念，會遺漏低部位的油層。樹式成藏模式可以合理解釋高部位是水層、低部位是油層的現象。在判斷油水層時，需要綜合多方面的信息，才能做出正確的判斷，發現更多的隱蔽油氣藏。

5 結論

(1)通過深入研究地質異常現象、油氣成藏過程與非均質性關系，提出樹式充注和樹式成藏模式，該模式能合理解釋油氣勘探開發中遇到的一些異常現象，有助于進一步認識油氣成藏規律，指導油氣勘探開發。

(2)油氣運移在一定的通道內進行，油氣充注也同樣如此。油氣自疏導體系進入圈閉后，在更微細、更廣泛的網絡中進行充注、混合、富集過程，油氣在一定通道內進行聚集，通道外的空間沒有油氣聚集，稱為樹式成藏模式。該模式是小尺度下的一種模式，并不否定其他的成藏模式。

(3)東濮凹陷H19斷塊為由8條斷層和7個小斷塊組成的復雜斷塊，在大尺度上，油氣在構造較高部位富集成藏，在小尺度上，油氣分布更為復雜，不同斷塊內油層分布及厚度有顯著差異，同一斷塊內部相鄰區域內存在不少油層厚度正異常區和負異常區。

(4)樹式成藏模式導致的油氣分布異常，在油藏開發后期更為突出，油水層判別難度增加。若高部位是水層、低部位是油層，則油層通常表現為低阻現象，可以利用常規測井資料進行識別。常用的判別方法主要有儲層侵入特性法、電阻率-自然電位組合法、電阻增大率法和電阻率-孔隙度組合法。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)06-0089-04

2015-06-29

鐘張起，1975年生， 1995年畢業于重慶科技學院地質專業，在讀博士研究生，現從事油氣田地質勘探、開發工程，二氧化碳驅等方面科研工作。

TE347

A

作者簡介：“十二五”國家科技重大專項“東濮凹陷油氣富集規律與增儲領域”(2011ZX05006-004-07)。