渤南洼陷沙四下亚段成藏控制因素分析

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷3月7期   作者:吴敏 聂聪 刘斌 许国梓 石宁宁
[导读] 随着勘探开发的不断深入,渤南洼陷沙四上亚段及以上的层系均已逐步整体开发动用。相对而言,沙四下埋藏较深、勘探程度较低,
        吴敏 聂聪 刘斌 许国梓 石宁宁
        胜利油田有限公司河口采油厂  山东 东营 257200
        摘要:随着勘探开发的不断深入,渤南洼陷沙四上亚段及以上的层系均已逐步整体开发动用。相对而言,沙四下埋藏较深、勘探程度较低,有望成为资源接替阵地。结合该区域地质概况,通过研究,总结不同构造带沙四下亚段油气藏类型、油气平面上及纵向上的富集规律、并探讨烃源岩、断裂体系、储层以及高压异常对沙四下油藏的影响,明确了成藏控制因素,归纳出相应研究技术思路和方法,可有效地指导该地区下步油气勘探工作,并为类似地区的研究提供了方法和借鉴。
        关键词:渤南沙四下亚段;油气富集规律;成藏控制因素
        1.区域地质概况
        渤南洼陷位于济阳坳陷沾化凹陷中部,为沾化凹陷埋藏深度最大的次级洼陷。构造上具有北断南超,东西双断的特点。北以埕南断层为界,西以义东断层与义和庄凸起相连,南部以缓坡过渡到陈家庄凸起,东南与三合村洼陷相邻,勘探面积约800km2。渤南洼陷油气资源非常丰富,目前已发现东营、沙河街组、中生界、古生界等多套含油层系,并上报了规模储量。而随着勘探开发的不断深入,目前沙四上亚段及以上的层系逐步整体动用开发,均已属于高成熟探区,相对而言,沙四下埋藏较深、勘探程度较低,有望成为资源接替阵地。
        渤南洼陷沙四下亚段地层厚度在200m-500m之间,埋藏深度普遍大于3000m。以往沙四下主要作为兼探层系部署,因此完整揭示沙四下地层井较少。据统计,渤南洼陷揭示沙四下地层50m以上的井位仅约70多口,虽多口井测井解释油层,试油获得工业油流,但由于产量较低,试油试采递减较大,油稠、或储层变化快等原因,该地区勘探多年未取得较大进展,直近几年南坡罗176井的成功,以及勘探开发一体化规模建产,展现了沙四下较大的勘探潜力。
        2.油气富集规律
        2.1油气藏类型
        沙四下亚段油藏类型与区域构造运动存在必然的联系。渤南洼陷盆地形成过程中受孤西、埕南、义东断层共同控制,从沙四段构造图看,平面上主要发育北西、北东及东西向三组断裂,这三组断裂共同控制影响了沙四段现今构造格局。按照构造特征,从南到北可以划分三个构造带:南部斜坡带、中部断阶带、北部洼陷带;北部洼陷带,构造简单,沙四下地层厚度较大,油藏类型以岩性油藏为主;中部断阶带,断裂系统复杂,沙四下地层自北往南抬升遭受剥蚀,逐渐减薄,油藏类型以地层—岩性或构造—岩性油藏为主;南部斜坡带,以盆倾断层为主,沙四下地层厚度相对较薄,油藏类型以地层油藏为主。
        2.2油气分布规律
        截止到目前,沙四下发现的三级储量以控制储量为主。从储量的平面分布来看:主要集中分布在渤南洼陷的中北部,罗176—罗68—义178一带。从油气纵向分布上看,沙四下亚段共划分为3个砂层组,北部罗68-义178块含油层系为沙四下1砂组,往南罗176块含油层系为沙四下2砂组。
        3.油气成藏控制因素
        通过对研究区沙四下成藏规律分析,探讨了源岩、储层、压力、断层之间的配置关系。在典型油藏解剖及相势匹配关系研究基础上,明确了沙四下油气运聚成藏模式及主要作用机制。综合分析认为:研究区成藏主要受以下几个方面控制:
    3.1烃源岩发育范围是沙四段成藏的基础条件
        渤南洼陷发育两套优质烃源岩:沙三油页岩和沙四暗色泥岩。从罗176、罗斜175侧、罗68等多口井的油源对比的结果来看,沙四下原油具有明显植烷优势,表现为高伽玛蜡烷和4-甲基甾烷含量,重排甾烷含量较低的成熟原油,分析认为研究区沙四下油源来源于沙四上亚段烃源岩。通过统计沙四上暗色地层厚度,结合埋深以及Ro,圈定沙四上有效烃源岩范围,自罗斜601往北沙四上烃源岩广泛发育,具有有机质类型丰富、分布广、厚度大的特点,为油气成藏提供良好的物质基础。
        同时通过洼陷带南北向剖面以及过四扣洼陷东西向剖面分析,渤南地区沙四下具备双向共烃的优势,罗68与罗176沙四下原油地化特征的差异性(图1),进一步说明了油气来自不同洼陷这一观点。

        3.2断裂发育控制了油气输导
        渤南洼陷沙四下亚段广泛发育洪漫水道沉积,北部洼陷带发育小型的三角洲扇体。相对而言,砂岩储层的油气横向疏导能力有限,断层侧向疏导是沙四下亚段主要的油气运移方式。
        通过对区域构造演化以及断裂活动期次的研究,明确了两种油气疏导模式。1、南北向:北部洼陷带以北西向盆倾断层为主,多条断层断距在150以上,其中义179南断层断距达300m,为该地区主要的油源断层,直接共烃时窗大,油气通过断层逐步向高部位运移,反向断层遮挡油气聚集成藏,典型代表—罗68块。2、东西向:中部断阶带断裂系统复杂。早期形成的北西向的控盆断层,后期被北东向断层切割,形成一系列棋盘状构造圈闭。靠近四扣洼陷多条北东向断层断距大于120m,膏岩发育厚度60-100m,能断开膏岩层、有效沟通四扣洼陷油源,并形成阶梯状疏导,典型代表—罗176块。从油气成段与断层的对比关系看,油源断距大小控制了上升盘含油层段的高度。
        3.3储层厚度和物性决定了储层含油性。
        砂体厚度及展布对油气分布的控制作用明显。目前发现的大部分出油井均位于洪漫沉积的主河道上,砂体厚度较大,物性较好,横向连续性较好,含油性好,试油试采产量相对较高;厚度相对较薄,横向连续性较差的砂体,易形成断层与砂体边界共同控制的构造—岩性油藏,含油性相对较差。
        3.4烃源广泛超压控制充满程度。
        平面上,越靠近生烃超压中心油层越厚、充满度越高,越靠近洼陷边缘,随着烃源压力的降低,油层厚度越薄,油藏充满度越低,出现边底水。异常高压区油气充满度高,岩性是控制油气富集高产的主要因素。
        断层与压力大小配置关系决定了沙四段油气充满度及充注范围。渤南地区沙四段存在异常高压区,对沙四下红层成藏有利。高压区内,压力起主导作用,油气在高压作用下通过断层充注厚度可更大,从实钻井可以看出,本区中部断阶带断距大且处于异常高压内,油气显示多达100m以上,义149井显示段最大达370多米。
    4.总结与认识
    (1)不同构造带油气藏类型存在差异,北部洼陷带以岩性油藏为主;中部断阶带以地层—岩性或构造—岩性油藏为主;南部斜坡带以地层油藏为主。
   (2)从储量分布来看:平面上,沙四下油气主要分布在中北部,纵向上,北部主要含油层系为沙四下1砂组,中部为沙四下2砂组。
        (3)探讨了源岩、储层、压力、断层之间的配置关系对沙四下油气成藏的影响,明确了控藏因素,为下步油气勘探开发提供指导作用。

参考文献
[1] 陈阳,张扬,朱正杰等.济阳坳陷渤南洼陷沙四下亚段沉积序列及石油地质意义,中国石油勘探[J],2019,24(3):313-322.
[2] 孟涛.渤南洼陷沙四段油气富集规律与成藏主控因素,中国石油大学胜利学院学报[J],2014,28(4):1-3.
[3] 孟涛.渤海湾盆地济阳坳陷渤南洼陷沙四下亚段红层有利储层成因机制,石油实验地质[J],2020,42(1):19-27.

作者简介:吴敏(1981—),女,湖北天门人,硕士研究生,高级工程师,从事油气勘探工作。
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