利津西坡沙四上亞段沉積特征及成藏規(guī)律研究

周 鵬

(中國石化勝利油田分公司 石油開發(fā)中心,山東 東營 257000)

利津西坡沿凸起帶廣泛發(fā)育近岸扇體，其側(cè)向?qū)永蛲菹轃N源巖，油氣成藏條件優(yōu)越，也是該區(qū)主要的勘探目標。該區(qū)1998年上報控制儲量1 282萬t，2002年上報探明儲量496萬t，由于沉積特征及成藏規(guī)律認識不清，僅部分探明儲量投入正常開發(fā)。利津西坡整體屬于“高勘探程度、低認識程度”區(qū)，沉積及成藏認識不清嚴重制約該區(qū)勘探開發(fā)工作進程。研究通過分析錄井、測井、地震資料，開展沉積特征及成藏特征分析等相關(guān)工作。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

利津西坡構(gòu)造位置位于濱縣凸起東北部鼻狀構(gòu)造帶(圖1)，北部為陳家莊凸起，西部為濱縣凸起，勘探面積約為47.5 km2，研究區(qū)古地形較陡，在其周圍以太古界變質(zhì)巖(花崗片麻巖)為基底的隆起背景上，形成受構(gòu)造、巖性控制的不同類型的復(fù)式油氣聚集區(qū)。

圖1 利津西坡區(qū)域構(gòu)造位置

根據(jù)鉆井和地震資料[1]，利津西坡地層自上而下鉆遇第四系平原組、新近系明化鎮(zhèn)組、館陶組、古近系東營組、沙一段、沙二段、沙三段和沙四段，孔店組地層缺失，沙三、沙四段地層不整合超覆在太古界花崗片麻巖之上。沙四段根據(jù)其巖性、電性特征及含油性可分為沙四上和沙四下兩個亞段，主要針對沙四上亞段開展研究工作。

該區(qū)主斷裂近EW走向，延伸長度為11 km，斷距為160～400 m，次級斷層NEE走向為主，與三級利津斷層的走向基本一致，斷距較小，一般不大于300 m。利津斷裂帶這一系列盆傾正斷層構(gòu)成洼陷帶油氣向上逐級運移的重要油源通道。

利津西坡在太古界片麻巖基底發(fā)育一系列古沖溝，是物源供給的主要通道，在溝梁相間的古地貌控制之下沉積發(fā)育了一套由陡坡斷階控制形成的沉積體系。沙四上沉積時期大量的碎屑物質(zhì)沿基底大大小小的溝谷入湖，形成一系列近岸扇體，是該區(qū)主要的勘探對象[2]。

2 沉積特征研究

研究發(fā)現(xiàn)，利津西坡發(fā)育來自濱縣凸起近岸水下扇沉積[3]，由于濱縣凸起在沙四上亞段沉積時期，物源供給能力較小，扇體分布范圍有限，受該認識的限制，一直未發(fā)現(xiàn)規(guī)模效益儲量。近期通過勘探實踐，結(jié)合巖芯資料、錄井資料及測井資料，發(fā)現(xiàn)近岸水下扇與扇三角洲共同控制下的沉積模式。

2.1 沉積構(gòu)造特征

通過分析錄井及巖芯資料(圖2)，利津西坡主要發(fā)育兩大物源體系，從利935井、利853井巖芯特征來看，來自陳家莊凸起的近岸扇體主要發(fā)育塊狀礫石，沉積構(gòu)造發(fā)育塊狀構(gòu)造、滑塌變形構(gòu)造，都體現(xiàn)了重力流的特點；而西部的濱縣凸起物源體系，靠近凸起發(fā)育大套砂礫巖體，而前端，從近期完鉆的940取芯情況看，巖性較細，發(fā)育交錯層理，體現(xiàn)牽引流的特點，反映沉積受重力流和牽引流雙重控制。

圖2 利津西坡取芯井巖性特征

2.2 巖石粒度特征

根據(jù)粒度概率累積曲線(圖3)可得，靠近凸起區(qū)附近的單681井和單39井粒度特征表現(xiàn)為富含粗碎屑物質(zhì)的沉積物粒度概率累積曲線呈“上拱弧形”，反映明顯的重力流特征。而遠離凸起區(qū)的利64井，細粒沉積物粒度概率累積曲線分段特征明顯，呈“高斜三段式”，有明顯的牽引流特征。

圖3 利津西坡粒度概率累積曲線

2.3 沉積相特征

通過利津西坡沙四上亞段古地貌恢復(fù)圖(圖4)可以看出，北部陳家莊凸起及西部濱縣凸起發(fā)育一系列古沖溝，是物源供給的主要通道，為沙四上亞段沉積時期提供大量的碎屑物質(zhì)，在沉積相、沉積模式研究基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)沿著濱縣凸起發(fā)育一系列受古地貌控制的“溝扇對應(yīng)”的近岸扇體沉積。

圖4 利津西坡沙四上亞段古地貌恢復(fù)

沙四上亞段儲層較為發(fā)育，沙四上亞段沉積早期，由于利津西坡北部的構(gòu)造位置及溝梁相間的古地形，在利津斜坡帶上發(fā)育一系列的近岸水下扇砂礫巖扇體，這些砂礫巖扇體縱向上疊置，橫向上交錯，而一個砂礫巖扇體有時由多期發(fā)育的多個砂礫巖體復(fù)合而成。

在砂礫巖扇體前端，受古氣候和古地貌的影響，發(fā)育粒度較細，分選較好，儲集物性好的扇三角洲牽引流沉積，但因其根部受扇體沖刷影響，造成缺失，形成孤立的牽引流朵葉體。平面上，朵葉體分布面積較大，呈多期疊置特征。

所以利津西坡發(fā)育受重力流和牽引流共同控制的水下扇體系，發(fā)育近岸水下扇及扇三角洲2種沉積相類型(圖5)。

圖5 利津西坡沙四段上沉積相

2.4 地震相特征

從地震相反射特征上看，利64井、利60井鉆遇的粉砂巖在地震上呈現(xiàn)多組中強振幅反射，與前方大套礫巖形成的空白反射有明顯相變，利64井、利60井鉆遇的砂體與前方近岸水下扇脫離，表現(xiàn)為兩側(cè)尖滅特征，扇三角洲前方前積特征明顯(圖6)。

2.5 沉積模式

在沉積相研究基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)在沙四上沉積時期，每一期重力流事件充填后，受古氣候、古地貌控制，有相對穩(wěn)定的水系注入，形成一套具有牽引流特征的扇三角洲，整體粒度較細，分選較好，儲集物性好，是油氣聚集的良好儲集體。水上部分分布局限，扇中及扇端部分受早期沉積扇體和湖水影響，分布面積較大，根部被后期扇體沖刷改造而缺失。因此該地區(qū)沉積模式為受重力流和牽引流共同控制的扇體沉積模式(圖7)。

圖6 利津西坡過單68井-利63井順物源方向地震剖面

圖7 利津西坡沙四段沉積模式

3 成藏模式及成藏規(guī)律研究

3.1 油氣成藏要素

3.1.1 烴源巖特征

利津西坡向東對接?xùn)|營凹陷中最大的生油洼陷—利津洼陷[4]，利津洼陷發(fā)育沙三下及沙四上兩套烴源巖，其中沙三下亞段沉積環(huán)境主要以深湖沉積為主，烴源巖廣泛分布，巖性主要發(fā)育深色泥頁巖，厚度為200～300 m。沙四上亞段烴源巖沉積環(huán)境主要以咸水湖盆為主，以黑褐色油頁巖和深灰色泥巖為主。沙四上亞段在利津洼陷發(fā)育厚度為 200～300 m，烴源巖產(chǎn)生的油氣由利津洼陷沿濱南—利津斷裂帶直接向砂礫巖體提供充足油氣，油氣輸導(dǎo)條件有利，從而形成本區(qū)富集高產(chǎn)。

3.1.2 儲蓋組合情況

沙四上沉積時期為低位域沉積[5]，沿著凸起帶廣泛發(fā)育近岸扇體沉積，在扇體前端發(fā)育牽引流機制的扇三角洲沉積，近岸扇體和扇三角洲是沙四上亞段主要的儲集層。到沙三下亞段沉積時期，隨著湖水不斷上漲，沉積了一套厚層泥巖，區(qū)域分布較廣，這就形成一套較為有利的蓋層，其和沙四上亞段沉積的儲集體匹配成為有利的儲蓋組合。

根據(jù)取芯井儲層物性統(tǒng)計情況看(表1)，沿著凸起帶發(fā)育的近岸水下扇具有分選差、雜基含量高的特點，壓實作用強，原生孔隙相對不發(fā)育，同時扇體經(jīng)歷強烈堿性膠結(jié)作用，原始孔隙消耗殆盡，儲層物性差，統(tǒng)計近岸水下扇孔隙度平均為18.3 %，滲透率平均為4.8×10-3μm2，屬于中孔特低滲儲層；而前端扇三角洲經(jīng)過湖浪改造，儲層物性條件好，抗壓實能力強，保存部分原生孔隙，同時經(jīng)歷酸堿交替作用，儲層得到較好的二次改造，統(tǒng)計扇三角洲孔隙度平均為23.5 %，滲透率平均為52.8×10-3μm2，儲層屬中孔中滲儲層，所以物性較好的扇三角洲是利津西坡最為有利的勘探目標。

表1 利津西坡沙四上純下儲層物性統(tǒng)計(巖芯分析)

3.1.3 輸導(dǎo)體系

目前，公認的輸導(dǎo)體系[6]主要由滲透性較好的砂巖、斷裂系統(tǒng)和不整合面組成。在沙四上沉積時期，利津西坡廣泛發(fā)育近岸水下扇及扇三角洲沉積體，在斷層的切割下，儲集體與沙三下及沙四上的烴源巖對接，在本區(qū)斷層輸導(dǎo)體系中起主要作用，斷層是連接儲層與沙四上、沙三下烴源巖的紐帶，為油氣運移起到重要作用，除了斷層活動持續(xù)時間長、斷距大的邊界斷層之外，在洼陷內(nèi)部，一些低序級斷層仍然對油氣輸導(dǎo)起到重要作用，構(gòu)成本區(qū)油氣輸導(dǎo)體系。

3.2 成藏模式

經(jīng)過勘探實踐及相關(guān)理論成果，認為在利津西坡，不同構(gòu)造位置發(fā)育不同油藏類型，油氣分布具有有序性，其中靠近洼陷帶地區(qū)，構(gòu)造發(fā)育程度較低，主要發(fā)育一些巖性油藏，隨著向凸起帶靠近，構(gòu)造發(fā)育程度逐漸變高，西側(cè)南北走向斷層起到一定的控藏作用，發(fā)育一系列巖性—構(gòu)造油藏[7]。該類油藏具有西高東低的特征，油層厚度西厚東薄，靠近凸起處發(fā)育扇根，側(cè)向由扇根形成遮擋，油氣在扇中中厚層的砂巖和扇端薄層的砂巖中分布，油藏從高部位的扇中過渡到前方的扇端，扇中油層厚度大，扇端油層厚度較薄。由于埋深大、油氣充滿度高，且儲量區(qū)塊內(nèi)的已投產(chǎn)井顯示該塊沙四上亞段未鉆遇水層，呈現(xiàn)非油即干的特征。

通過上述研究，確定出利津西坡主要發(fā)育3種油藏類型：巖性油藏、巖性—構(gòu)造油藏、構(gòu)造—巖性油藏，從洼陷帶向凸起帶，油藏類型依次有序分布(圖8)。

圖8 利津西坡過利62井—利934井近EW向油藏剖面

3.3 成藏規(guī)律

對利津西坡沙四上成藏主控因素可以分兩個方面[8]。其一，順物源近EW向看，靠近凸起處發(fā)育近岸水下扇，該類扇體物性較差，可以起到遮擋作用，油氣在近岸水下扇前端扇三角洲厚層的砂巖和扇端薄層的砂巖中分布，埋深范圍大，油藏從高部位的扇中過渡到前方的扇端，扇中油層厚度大，扇端油層厚度較薄，主要以巖性控藏為主。其二，橫切物源近SN向看，近NE向發(fā)育一系列南掉斷層，將油藏分割為不同的斷塊，所以靠近凸起區(qū)油藏主要受構(gòu)造及巖性雙重控制。

3.4 實踐成果

在上述研究成果的指導(dǎo)下，勘探工作分為兩個層次。第一，針對此前已經(jīng)上報探明、控制儲量區(qū)，開展產(chǎn)能建設(shè)工作，將原來認識不清的儲量成功動用，建成高效產(chǎn)能方案區(qū)。第二，針對儲量空白區(qū)，成功指導(dǎo)部署多口探井，鉆遇良好油氣顯示，發(fā)現(xiàn)沙四下一套全新的含油層系，并且上報近千萬噸控制儲量，實現(xiàn)儲量疊合連片，極大地拓寬利津西坡的勘探空間。

4 結(jié) 論

(1)經(jīng)過勘探實踐，提出以近岸水下扇和扇三角洲共同控制的沉積模式，沙四段沉積時期洪水期發(fā)育近岸水下扇，隨著穩(wěn)定的水系注入，在近岸水下扇體前端，發(fā)育受牽引流控制的扇三角洲。

(2)扇三角洲扇根被后期扇體改造而缺失，而扇中及扇端亞相整體粒度較細，分選好，儲層物性相對較好，分布范圍廣，為該地區(qū)主要的勘探對象。

(3)洼陷帶向凸起帶油藏類型有序分布，洼陷帶發(fā)育巖性油藏，隨著向凸起帶推進，近EW向和NE向的斷層開始發(fā)揮作用，油藏類型逐漸變成受構(gòu)造、巖性雙重控制，在靠近凸起區(qū)，受物性較差的扇根封堵，形成構(gòu)造—巖性油藏。