富油气凹陷斜坡带岩性地层油藏成藏模式与勘探潜力

富油气凹陷斜坡带岩性地层油藏成藏模式与勘探潜力

根据中国欧盟坳陷勘探潜力研究，富油气塌陷油气资源丰富，松坂带勘探面积大，长期以来一直位于油气运移的有利方向上。这是岩性层油气形成的有利区域，也是深化勘探的重要领域。近年来,加强缓坡带岩性地层油气藏成藏条件研究和勘探实践,在霸县凹陷文安斜坡和饶阳凹陷蠡县斜坡勘探中都取得了新突破,发现了一批整装规模储量。1钺，悬架为缓坡带饶阳凹陷和霸县凹陷位于冀中坳陷的中部,勘探面积分别为5280km2和2400km2,是冀中坳陷两个富油气凹陷。饶阳凹陷为东断西超的箕状凹陷,蠡县斜坡带位于其西部,是一个西抬东倾、北东走向的缓坡带。霸县凹陷为西断东超的箕状凹陷,文安斜坡带位于其东部,是一个东抬西倾的缓坡带(图1)。文安斜坡带、蠡县斜坡带都属于沉积型缓坡带,在古近系沉积时期,地形上就是一个斜坡,原始坡度角较大,地层沿斜坡上倾方向逐层超覆或退覆,斜坡顶部剥蚀较弱。这类缓坡带邻近凹陷生油洼槽,多种类型砂体发育,是岩性地层油藏形成的有利场所。1.1文化阴山地区蠡县斜坡中北部段位于饶阳凹陷与霸县凹陷的结合部,北、东、南3面分别被淀北、州与任西生油洼槽所环绕,区内发育沙四段—孔店组、沙三段和沙一下亚段3套烃源层,其中沙一下亚段遍布全区,资源评价该区剩余石油资源量为1亿多吨。文安斜坡西邻霸县生油洼槽,区内存在湖相和海陆交互相两种类型的烃源层,即古近系的沙四段、沙三段、沙一下亚段湖相烃源岩和石炭系—二叠系煤系烃源岩。资源评价该区剩余石油资源量为1.5×108t,剩余天然气资源量近1000×108m3,具有较大的油气资源潜力。1.2鼻状构造圈闭型文安斜坡中南段发育了苏桥南、史各庄、长丰镇、议论堡等4个宽缓的北西向鼻状构造;蠡县斜坡存在3个北西向大型鼻状构造,即雁翎东—西柳鼻状构造、大百尺—赵皇庄鼻状构造和蠡县—博野鼻状构造。这些鼻状构造带面向生油洼槽,同时又与砂体发育带相互配置,形成以鼻状构造为背景的构造、岩性地层等多种类型的圈闭。勘探实践证实,这类鼻状构造带上的油气富集程度最高。1.3安斜坡—多物源、多沉积体系、多砂体类型为岩性地层油藏提供了良好的储集空间沙四段沉积期湖盆主要分布在霸县凹陷,物源来自东、西两个方向,文安斜坡发育有4个大型三角洲沉积体系,地层向斜坡上倾部位超覆减薄,蠡县斜坡主要为泛滥平原相和三角洲平原亚相沉积。沙三段沉积期湖盆范围扩大,文安斜坡来自东部物源的大型三角洲继承性发育,形成辫状河三角洲—滑塌浊积扇沉积体系。蠡县斜坡来自西、西南部物源的三角洲沉积体系,斜坡北段位于湖岸线变迁带,发育辫状河三角洲—沿岸滩坝沉积体系,砂体厚度总体自东北向西南超覆减薄。沙二段沉积期主要发育河流相—浅水扇三角洲沉积体系,气候干旱炎热,州洼槽—高家堡地区发育了咸化滨浅湖—盐湖沉积体系,蠡县斜坡北段西部主物源区仍继承性发育浅水扇三角洲沉积体系,发育水下分流河道砂体。文安斜坡主要为东部物源的河流和三角洲沉积体系。沙一下亚段沉积期是一次大规模湖侵期,主要发育滨浅湖滩、坝砂沉积;沙一上亚段—东营组沉积期,是湖盆退缩期,主要发育三角洲平原相和河流相沉积体系。1.4层序界面不整合受燕山和喜马拉雅运动影响,冀中坳陷经过多次抬升、剥蚀和沉积作用,缓坡带处于断块翘倾的较高部位,形成了多个沉积间断和角度不整合。除存在下古生界与上古生界之间、上古生界与古近系之间和古近系与新近系之间3个区域性地层不整合之外,古近系局部性沉积间断十分频繁,如东营组与沙一段之间、沙一段与沙二段之间、沙二段与沙三段之间、沙三段与沙四段之间、沙四段与孔店组之间为明显的沉积不整合接触。在以上8个不整合面上、下可形成地层不整合和地层超覆等多种类型地层圈闭,为油气藏形成创造了有利条件。缓坡带存在连通砂岩层、不整合面和断层等多种油气运移通道,组成了一个复式油气输导体系,使缓坡带油气运移距离长,汇油面积广。如文安斜坡苏70x井馆陶组、东营组岩性油气藏距西部生油洼槽平面距离约达20km,说明霸县凹陷油气资源丰富,油气输导通畅。1.5文安斜坡坡折带缓坡带是各类坡折带较发育的区带,文安斜坡、蠡县斜坡发育构造坡折、沉积坡折和侵蚀坡折等多种坡折类型。受区域构造应力场作用和沉积演化控制,缓坡带上从构造高部位向洼槽方向形成了近似平行斜坡走向的上、中、下三级大的坡折带。文安斜坡上坡折带位于斜坡的较高部位,由王仙庄断层、苏74断层和苏54断层等一系列西掉的北东向延伸断层组成,主要形成断层坡折和侵蚀坡折带,控制了斜坡外带地层沉积和砂体展布;中坡折带由梁召断层、文102断层和苏46断层组成,主要发育断层坡折和沉积坡折带;下坡折带由文25断层、苏77北古梁子和霸深2北古梁子组成,主要以沉积坡折带为主,斜坡南部发育断层坡折带。蠡县斜坡中北段以雁翎潜山带为中心,在北、东、南3个方向围斜部位也发育多级坡折带,形成了多个岩性地层圈闭发育带。2岩性油气藏地质油气文安斜坡、蠡县斜坡发现多种类型的岩性地层油藏,主要形成3类7种岩性地层油藏模式,即砂体上倾尖灭、砂岩透镜体、河道砂等岩性油藏;地层超覆、地层不整合等地层油藏和构造—岩性、构造—地层复合式油藏等(图2)。从缓坡带构造条件、沉积演化和多级坡折带分布研究表明,在内带、中带和外带形成了不同的岩性地层油气藏成藏序列(图2、图3)。2.1岩性油气藏分布特点位于下坡折带附近,形成于湖盆形成早期,控制了沙四段—孔店组沉积,主要为冲积扇和三角洲沉积。发育自生自储、上生下储式成藏组合,以形成水进体系域地层超覆油气藏、低位域湖底扇岩性油气藏和浊积砂、滩坝砂砂岩透镜体岩性油气藏为主。其油气藏分布特点是含油层位偏老,以孔店组、沙四段、沙三段、沙二段为主,埋藏较深,油气藏规模相对较大。文安斜坡沙四段湖盆扩张期,受下坡折带控制,在斜坡内带三角洲前缘砂体超覆沉积在孔店组顶不整合面上,上覆湖相泥岩,形成地层超覆圈闭带,文安1井获工业油流,发现了沙四段地层超覆油藏(图2、图3)。沙三段沉积时期,文安斜坡南段发育的西掉断层控制了湖区分布,在其下降盘大量的滩坝砂和浊积砂体,在长丰镇鼻状构造背景上形成岩性圈闭,文25井为砂岩透镜体岩性油藏(图2、图3)。2.2油气分布规律位于中坡折带附近,形成于湖盆扩张期,控制沙三段—沙一段沉积,主要为三角洲前缘砂体、滨浅湖滩坝砂体。发育自生自储和下生上储式成藏组合,断裂相对发育,主要形成地层超覆油气藏、砂体上倾尖灭岩性油藏、构造—地层和构造—岩性等油气藏类型。其油气分布特点是含油气层位以沙三段、沙二段、沙一段为主,埋藏适中,油气富集程度较高。蠡县斜坡中北段沙三段处于三角洲前缘亚相,来自西部物源的多个北西向展布的水下分流河道砂体与北东、北东东向断层相交,有利于形成构造—岩性圈闭,西柳10油藏勘探开发证实为多个构造—岩性油藏叠合连片。淀20沙二段三角洲砂体在雁翎潜山构造古隆起的翼部,形成多个砂体上倾尖灭岩性油藏(图2)。2.3文安斜坡风险—缓坡带外带位于上坡折带附近,形成于湖盆退缩期,主要为三角洲平原亚相和河流相,控制了沙一上亚段—东营组沉积,发育河道砂、点沙坝砂体。组成下生上储和旁生侧储式成藏组合。地形较平缓,主要形成河道砂岩性油气藏、地层不整合油藏、构造—岩性和构造—地层油气藏等。其油气分布特点是含油气层位较新,以东营组、沙一段、沙二段为主,油藏埋藏较浅、物性好、产能高。文安斜坡东营组沉积时期,自北东向南西展布的河道砂体,在斜坡背景上形成上倾尖灭,被近东西向断层切割构成构造—岩性圈闭,苏73即为此种油藏模式。再往斜坡高部位,河道砂体上倾方向遭受剥蚀,被新近系底不整合面所封堵,形成地层不整合圈闭带,苏70井获工业油流,证实为地层不整合油藏(图2、图3)。蠡县斜坡由于雁翎潜山构造多期抬升,在沙三段沉积末期、沙二段沉积末期形成多个不整合面,与上倾的砂体配合形成多层系的地层圈闭,雁9油藏为沙二段、沙三段构造—地层油藏(图2)。3勘探实例3.1精细地震勘探,发现问题,解释形成,实践探索文安斜坡勘探面积为1200km2,钻井186口,获工业油气流井62口,已发现8套含油气层系。以往勘探以构造油藏为主,主要集中在斜坡中带,而岩性地层油气藏勘探尚未发现,斜坡外带一直没有取得突破。凹陷综合研究认为,斜坡外带具备形成岩性地层油藏的有利条件,勘探潜力较大。分析其制约勘探的主要因素有:一是斜坡外带古近系地层由厚变薄,构造相对简单,难于发现有利的圈闭;二是文安县城三维地震施工难度较大,影响圈闭准确落实;三是东营组—沙一段河道砂体横向变化较快,油藏控制因素复杂;四是斜坡外带远离霸县洼槽主要油气源区,油气是否丰富、能否形成规模储量,认识不一。针对上述问题,开展了6个方面的精细工作,勘探取得新突破:一是精细地质综合论证,实施城区三维地震。突破城区地震采集技术,文安城区2005年冬完成了107.15km2的三维地震采集,获取了高品质的资料,为深化研究奠定了基础。二是精细地震解释,落实低幅度构造。针对该区构造相对平缓、油藏幅度较低、地震速度变化较大特点,充分运用自动追踪、相干体、可视化、加密网格等解释技术,开展全三维立体精细解释,构造等值线由10m加密到2m精细作图,发现了一批完整的低幅度背斜和断鼻圈闭。三是精细砂体微相研究,构建河道砂岩性圈闭模式。应用层序地层学,建立等时地层格架,细化研究单元。针对东营组河道砂地震反射复杂、横向变化快的特点,运用地震属性分析、波阻抗反演、储层沉积建模等多项技术,开展精细砂体预测,建立了河道砂在斜坡背景上砂岩上倾尖灭岩性圈闭模式。四是精细圈闭落实。在构造与沉积砂体综合研究基础上,落实了大面积的河道砂岩性圈闭及各类圈闭20余个,已钻多口井见油气显示和工业油流,证实油气源充足、具备较大的资源规模。五是精细钻探部署,实现勘探新突破。以埋藏较浅的馆陶组、东营组和沙一段作为主要目的层,进行整体部署、分批实施,先后钻探6口井均获成功,第一批上钻苏70x井、苏71井、苏73井3口井均获高产油气流。其中苏70x井发现72m的厚油层,试油获日产油67.87m3的高产;苏71井油层厚18.8m,东营组获日产油24.48m3;苏73井钻遇94m的厚油层,试油获日产气(8.2~7.3)×104m3的高产气流。这3口井的成功,深化了油藏认识,坚定了勘探信心。第二批又甩开预探苏74井、苏75井、苏76井再获工业油流,实现了勘探的新突破。六是精细油藏评价,发现规模储量。油藏评价早期介入,部署评价井15口,已钻的苏55-3x井发现油气层50.6m,苏73-1x井油层厚42.4m。钻探证实,本区油藏具有埋藏较浅(1400~2000m)、物性好、油层厚、产量高的特点,为优质储量区。对6个区块,在馆陶组、东营组和沙一段3个层系,上交了整装储量,建成了8.6×104t的生产能力,实现了冀中坳陷斜坡带外带岩性地层油藏规模储量的突破性发现。3.2为探索志县斜坡上段雁岭潜山构造周围的岩性地层，进行了新的发现3.2.1岩性地层圈闭发育区雁翎潜山构造位于蠡县斜坡北段,饶阳凹陷和霸县凹陷的结合部。具有“早形成,早定型”的特点,沙一段、沙二段和沙三段三角洲沉积体系环绕潜山分布,受多级坡折控制,在雁翎潜山围斜部位形成大面积的地层超剥带,砂体向上倾部位形成了地层超覆、剥蚀、砂岩上倾尖灭,是岩性地层圈闭发育区。2005-2006年,在层序地层学和坡折带控相、控砂、控藏理论指导下,开展了整体砂组细划、精细砂层标定、沉积微相研究、储层综合预测和圈闭精细落实等研究工作,发现了一批岩性地层圈闭。首先钻探的淀15井、淀16井、淀17井、淀20井都获成功,其中淀20井钻遇油层厚35.5m,试油获日产油25.54m3,实现了该区岩性地层油藏勘探的突破。随后甩开预探淀21井、淀23井、高59井也获工业油流,淀南地区在5个层段、9个区块发现了规模储量,实现了雁翎油田与州油田之间多个层系、多种油藏类型的含油连片。3.2.2岩性地层油藏通过沉积砂体与储层预测研究,该区三角洲砂体呈朵叶状分布,水下分流河道砂体呈北西向伸入湖盆中,受后期上覆地层差异压实作用影响,砂体较厚部位抗压实作用强,形成局部背斜形态;侧翼抗压实作用弱,形成向斜形态。在鼻状构造的轴部砂体增厚,向翼部砂体变薄、尖灭,形成了岩性及构造—岩性多种类型的圈闭。西柳10沙二段、沙三段油藏,以及淀20沙二段油藏均属此类。通过预探、老井复查和低阻油层重新认识,岩性地层油藏勘探取得新进展。一是西柳10—高43井区,滚动评价钻井55口井,发现了沙一下亚段、沙二上亚段、沙二下亚段和沙三段4套含油层系、多个构造—岩性油藏,实现了西柳10井区和高43井区两个油藏不同层系、不同油层叠合连片,新建产能近10×104t;二是雁60-63井区,发现雁60井沙二段地层超覆油藏、高59井沙一下亚段岩性油藏和雁9井沙二段地层不整合油藏,整体储量规模达到千万吨。4地震勘探基础(1)富油气断陷湖盆缓坡带具备充足的油气资源条件,岩性地层油藏是缓坡带的主要油气藏类型