哈得遜油藏東河砂巖古油藏調整過程模擬

席家輝

哈得遜油藏東河砂巖古油藏調整過程模擬

席家輝1，2

（1. 西安石油大學，陜西 西安 710065； 2. 陜西省油氣成藏地質學重點實驗室，陜西 西安 710065）

利用前人對哈得遜油田調整過程的認識及相應的地質圖件，并在更為廣泛的范圍內對研究區自二疊紀以來的流體勢演化進行了分析，建立起油藏調整地質模型，對古油藏原油調整過程進行了模擬分析。結果表明：研究區確實存在從鄉3井古油藏向目前哈得遜油田構造高點進行調整和重新成藏的條件。白堊紀末，鄉3井古油藏的原油向南東方向調整，調整形成以S108井為中心的古油藏；之后，原油持續向南調整，到上新世早期形成以哈得113為中心的古哈得遜油藏，并在上新世期間基本保持穩定；第四紀以來，哈得遜油田發生了明顯的調整，在約1 Ma的時間內調整到目前的范圍。

哈得遜油田；東河砂巖；油藏模擬；成藏調整

實際盆地中油氣運聚的動態過程不可能直接觀察，只能通過各種間接的手段來證實或者通過模擬方法來模擬[1]。前人針對哈得遜油田東河砂巖油藏的特征做了大量的研究工作，對東河砂巖的沉積儲層特征、沉積相、油源對比、成藏期次、成藏模式等均獲得了重要的認識[2]。但截至目前人們對其成藏過程、傾斜油水界面的成因及非穩態油藏的成藏機理仍未獲得明確的認識，爭論依然較大。為了驗證物理模擬實驗的結果，揭示哈得遜油田非穩態油氣藏的形成過程，有必要在前人工作基礎上建立更為細致的地質模型，通過數學模擬的方法，認識油藏調整改造的過程[3]。

1 古油藏成藏-調整模型建立

根據哈得遜油田地質勘探實際和前人成藏研究認識，孫龍德等和江同文等將油氣的成藏過程看作是一個連續動態過程，認為穩態只是階段性、暫時性和相對的，而非穩態是任何事物從產生、發展和消亡過程的一個必經階段，而哈得遜油田應該是一個典型的非穩態油藏[4]。徐漢林綜合前人研究工作，以非穩態油氣成藏理論為指導，系統研究分析了哈得遜油田東河砂巖非穩態油藏的形成過程：二疊紀末的海西末期運動，亦有人稱之為早海西Ⅱ幕運動，是塔里木盆地臺盆區一次較重要的構造運動，其主要表現是在盆地內產生了強烈的擠壓變形，造成塔北、塔中隆起進一步隆升并發生斷裂和褶皺變形，從而使東河砂巖上覆地層向隆起高部位層呈超覆尖滅[5]。在滿北地區，此次構造運動使得志留-泥盆紀形成的輪南古隆起進一步抬升，從而造成東河砂巖頂部遭到剝蝕，地震剖面上可見東河砂巖向隆起頂部具有明顯上削下超現象。

在此背景條件下，二疊紀末期強烈構造運動所造成的斷裂作用使得這些匯油范圍內的東河砂巖輸導層較為充分地接受了來自下部奧陶-寒武系烴源巖的原油，通過側向運移，在鄉3井附近形成了一個面積較大的古油藏。

盆地埋藏史與構造演化史研究結果表明，哈得遜地區東河砂巖輸導層在第三系庫車組沉積以前構造趨勢基本保持了北高南低的構造格局，在鄉3井以東形成以東河砂巖地層尖滅線為界的地層圈閉；直到庫車組沉積開始，哈得遜地區的構造才發生明顯變化，由原來的南傾構造格局變為北傾，構造高點向南遷移，原來的古油藏油水平衡關系被打破，油藏向現今的哈得遜主體區域調整運移。由于東河砂巖本身儲層的非均質性，油藏調整速度相對滯后于圈閉調整速度，致使目前的油藏仍然處于調整運移過程中，形成了一種油水界面尚未達到平衡狀態的特殊油藏。由于區域構造運動至今還在進行，油氣還在繼續調整、運移，油水界面傾斜狀況也將持續下去。

因而模擬所用的地質模型以徐漢林的工作為基礎，認為哈得遜油田東河砂巖非穩態油藏的形成過程可以分為兩個階段：早期階段發生在晚海西期之后、上新世之前，二疊紀末期在鄉3井附近形成的古油藏，在中生代發生調整，其中油氣主要向南運移，在現哈得遜油田的北部形成哈得遜古油藏，油藏范圍包括現油藏北部、中部及南部哈得4井以北的部分區域，油藏重心在哈得113井一帶[6]。喜山晚期塔里木盆地北部天山造山帶的復活使得塔北地區志留系以上地層發生區域性構造反轉，導致了現今哈得遜油田東河砂巖圈閉高點不斷向南遷移，其中原油也不斷向南調整。由于區域構造運動至今還在進行，油氣還在繼續調整、運移，因而導致了油水界面傾斜，形成了目前油藏范圍幾何重心與圈閉重心不一致的現象，儲層中原油密度、原油含蠟量及膠質瀝青質含量都因調整而自北向南在平面上發生規律性的變化。為恢復油水在地下的密度、黏度及表面張力等參數，利用井下實測地層溫度和壓力資料，繪制了溫度及壓力隨深度變化曲線，用于推測研究區溫壓場的特征。

2 構造演化及流體動力場特征

2.1 資料基礎及制圖方法

為更好地研究上新世以來即康村組沉積以后研究區構造演化特征，同時也為了與物理模擬實驗成果（單家增等）進行匹配和對比分析[7]，在確定出康村組頂部不整合面以后，對上覆地層又以Ma為單位，劃分了5個準時間地層，并分別解釋其所對應的構造層Ta、Tb、Tc、Td，如圖1所示。

在精細解釋出各主要構造層系的基礎上，利用地層回剝和拉平技術對哈得遜地區東河砂巖目的層段頂面進行古構造恢復，考慮到勘探實際和現場資料情況，古構造恢復暫不考慮地層剝蝕及地層壓實校正。這樣，東河砂巖頂面構造演化主要通過其在不同地質時期古埋深來體現，比如東河砂巖頂面在二疊紀末的構造特征是通過把二疊系上覆地層剝蝕掉，并把二疊系頂面拉平而獲得，即用東河砂巖頂面此時的埋深作為東河砂巖頂面構造形態的反映。

由于研究區范圍較大，地震資料精度不一致，決定分區塊進行古構造恢復后再拼接到一起。對研究區北部二維地震區古構造恢復，主要通過對速度場校正來實現。為此對哈得遜中、北部地區近20口鉆井分層進行了統層，對速度場進行校正，并重新成圖；對南部哈得遜油田主體區域古構造演化恢復，基本以徐漢林工作為基礎，在適當修改和完善之后，對兩個區塊古構造進行拼接、修正并最終成圖，從而獲得了包括鄉3井在內的整個哈得遜地區古構造演化特征圖。

圖1 哈得遜地區地震解釋層位

2.2 東河砂巖輸導層頂面構造演化史分析

石炭系沉積后，東河砂巖頂面總體呈北西高東南低的構造格局，構造高點位于研究區西北部哈得173井以西地區，由此向東至尖滅線附近和至哈得6井區，構造逐漸降低，整個東河砂巖頂面高差可達500 m。此時整個東河砂巖頂面呈一大斜坡，無圈閉發育。二疊紀末期東河砂巖頂面構造格局發生顯著變化，研究區西北部抬升，在鄉3井附近出現一個大型圈閉，而目前哈得遜油田所在區域總體上仍然是一個斜坡，無構造圈閉發育，如圖2所示。

圖2 二疊紀末東河砂巖頂面構造圖

經歷了二疊紀末的海西運動、三疊紀至侏羅紀漫長的地質演化，至早白堊世末期，東河砂巖頂面構造發生了明顯的變化，由二疊紀末西北高、東南低的構造格局變成北高南低的地勢特征，古圈閉高點向南部遷移至鄉3井東南、哈得173井東北部，圍繞東河砂巖地層尖滅線形成一近南北走向的構造圈閉，圈閉閉合高度在40 m左右。白堊紀末期，東河砂巖頂面構造繼承了早白堊世末期的構造格局，但圈閉范圍擴大至哈得17井東南，至哈得175井附近，古圈閉進入現今哈得遜油田范圍。值得注意的是，該時期在哈得遜油田區域分別出現了哈得176和哈得1井區構造高點，該局部高點與其南部構造低點之間形成了一個緩坡，如圖3所示。

在距今4 Ma時，東河砂巖頂面構造發生了顯著變化，形成了以哈得175-哈得11-哈得176-哈得1為邊界的古隆起，并由此向四周迅速下沉，尤其在北部鄉3井附近形成新的構造低點。在哈得4井區附近繼續保持了局部高點的同時，在哈得405井附近也形成局部隆起。

圖3 現今東河砂巖頂面構造圖

在2 Ma時候，東河砂巖頂面構造繼承了4 Ma時候的構造面貌，圈閉的發育位置和規模均保持相對穩定，只是圈閉向南部高點繼續輻射增加，哈得4和哈得405等南部局部高點幅度有所增加。

在1 Ma時候，東河砂巖頂面構造圈閉向南部遷移，分別在哈得111和哈得1井形成兩個圈閉高點，圈閉主體遷移至哈得1井區。圈閉高點的遷移，伴隨其前端地形的起伏，影響波及至哈得4和哈得405井附近，最遠到西南部哈得401井。

截至目前，哈得遜東河砂巖頂面較1 Ma時期發生很大變化。總體上，由中間高兩側低的構造格局轉變成南高北低的構造格局，圈閉面積增加、形成低幅寬緩的背斜構造，并且分別在哈得4、哈得401和哈得405井區形成局部高點。

3 結 論

通過對鄉3井區在內的大哈得遜地區地層埋藏史的模擬恢復，重建古油藏調整時期的流體動力場。進一步利用油氣運聚動力學模擬軟件，對哈得遜地區自三疊紀鄉3井古油藏形成以來的調整改造過程進行模擬分析，認識調整的過程，分析調整的機理。

［1］陶小晚，李明，賈進華，等.塔里木盆地哈得遜油田東河砂巖油藏天然氣地球化學特征及油藏類型研究[J].天然氣地球科學，2014，25（1）：70-78.

［2］周新源，楊海軍，蔡振忠，等.中國海相油氣田勘探實例之十塔里木盆地哈得遜海相砂巖油田的勘探與發現[J].海相油氣地質，2007，12（4）：51-60.

［3］蘇勁，張水昌，楊海軍，等.原生油藏調整過程的有機地球化學與巖石學證據——由鄉3井看哈得遜油田的調整機制[J].巖石學報，2011，27（6）：1886-1898.

［4］趙洪，羅曉容，肖中堯，等.塔里木盆地哈得遜油田東河砂巖隔夾層特征及其石油地質意義[J].天然氣地球科學，2014，25（6）：824-833.

［5］孫龍德，江同文，徐漢林，等.非穩態成藏理論探索與實踐[J].海相油氣地質，2008，13（3）：11-16.

［6］呂端川，林承焰，任麗華，等.莫西莊油田莊101井區低含油飽和度古油藏特征[J].非常規油氣，2019，6（1）：1-6.

［7］申乃敏，張連鋒，張小靜，等.普通稠油油藏聚合物驅技術應用——以古城油田泌125區塊為例[J].石油地質與工程，2020，34（4）：60-63.

Simulation of Adjustment Process of Donghe Sandstone Paleo Reservoir in Hudson Reservoir

1,2

（1. Xi'an Shiyou University, Xi'an Shaanxi 710065, China;2. Shaanxi Key Laboratory of Oil and Gas Accumulation Geology, Xi'an Shaanxi 710065, China）

Based on the previous understanding of the adjustment process of Hudson oilfield and the corresponding geological map, the evolution of fluid potential in the study area since the Permian was analyzed in a wider range, the geological model of reservoir adjustment was established, and the adjustment process of crude oil in the ancient reservoir was simulated and analyzed. The results showed that there were indeed conditions for adjustment and reservoiring from the paleo reservoir of Xiang3 well to the structural high point of Hudson oilfield. At the end of Cretaceous, the crude oil of Xiang3 well old reservoir was adjusted to the southeast, forming the old reservoir with S108 well as the center; after that, the crude oil continued to adjust to the south, forming the old Hudson reservoir with Hude113 as the center in the early Pliocene, and basically remained stable during the Pliocene; since the Quaternary, Hudson oilfield has been significantly adjusted, and adjusted to current scope.

Hudson oilfield; Donghe sandstone; Reservoir simulation; Reservoir formation adjustment

2021-03-03

席家輝（1992-），男，甘肅省天水市人，中級工程師，西安石油大學在讀碩士研究生，研究方向：油氣開發。

TE122

A

1004-0935（2021）04-0578-04