断裂带沙河街组砂砾岩储层成藏规律与勘探目标研究

孙富强 张杨东 陈国宁

摘要:研究区断裂带是以一条基底断裂为主,构成洼陷的雏形,造成渤南洼陷与埕东凸起地形高差,对埕东凸起的剥蚀和渤南洼陷陡坡带的沉积起着决定性的作用。本文结合储层物性影响因素的分析,以沉积微相、孔隙度、渗透率、和含油性等参数对研究区断裂带沙河街组砂砾岩储层进行分类评价。依据参数大小和优劣程度共分为三类储层。通过系统对比不同扇体岩性、沉积微相、孔隙度、渗透率以及成岩特征等的差异,明确了有利的勘探目标。

关键词:油源断裂带;
砾岩储层;
沙河街;
成藏规律;
分类评价;
勘探目标

优质储层的形成和发育受控于多种因素,是多种地质因素综合作用的结果。有利的沉积微相(近岸水下扇中扇辫状水道、扇三角洲前缘水下分流河道及分流河口砂坝)、有利的岩相(细砂岩、含砾砂岩和砾状砂岩)、相对较浅的埋藏深度、成岩演化过程中多元流体的溶蚀作用、早期油气充注是控制优质储层发育的主要因素。针对研究区断裂带砂砾岩体的层序、沉积和储层开展攻关,目的是通过综合地质研究明确研究区断裂带砂砾岩体地层划分对比方案,搞清砂砾岩体的成因类型及沉积相带发育分布规律,明确该区优质储层发育的主控因素、成因机制和分布规律,为下一步勘探部署提供较为可靠的地质依据。该项研究对复杂砂砾岩体油气勘探具有现实的指导作用,同时对类似构造背景下砂砾岩体的勘探开发具有一定的借鉴作用。

1、研究背景

研究区位于渤南洼陷北部陡坡带,北接埕东凸起,南临渤南深洼陷,西部与义和庄凸起断接,东部通过孤岛凸起与孤北洼陷相邻,工区面积约200km2,砂砾岩体广泛发育。渤南洼陷发育了沙三段和沙四段2套优质烃源岩,具有沉积厚度大、有机质类型好,丰度高、热演化程度高的特点。砂砾岩体与烃源岩指状接触,高渗透层和油源断裂作为有效的疏导体系,细粒沉积物和致密层为良好的遮挡条件,使得砂砾岩体具有优越的油气成藏条件。目前研究区断裂带西部已在沙河街组Es1、Es2、Es3三个层系上报过砂砾岩油藏探明储量,共上报含油面积5.68km2,地质储量670.14×104t。部署实施义50井在沙河街组钻遇油层18层36.3m,试油日油14.5t,日水3.1t,目前日油9t,不含水,已累油4306t。此后又相继部署了义斜501、义501-1两口探井,并开展了义50产能建设,完钻开发井14口,均获成功,进一步证实了工区砂砾岩体存在良好的勘探潜力,整個研究区断裂带具有含油连片的趋势。油田目前的亟需解决的实际问题主要体现砂砾岩体有效储层认识不够,由于砂砾岩扇体搬运距离短,未经过充分的筛选,其结构成熟度与成分成熟度均较低,储集空间较为复杂,但目前尚无充分的认识,有待加强研究。

2、构造特征研究

研究区断阶带是一个由研究区主断层和后期的盆倾断层共同组成的复杂断裂系统,断阶高,平面上断裂产状差异大,是扭张、拉张等多种构造应力共同作用的产物。工区内的近东西、近南北、北西向的断层是形成于喜马拉雅运动第一幕(济阳运动期,沙四段—沙二段末),为较早期的断裂;
而北西向和东西向断层则为形成于喜马拉雅运动第二幕(或主要发育时期是在喜马拉雅运动第二幕),为较晚期断层,它们可以是继承老断层进一步发育,也可以形成的新断层,并构成新的断陷盆地边界。

3、地层发育特征

渤南北带钻遇的地层自下而上为太古界、古生界、中生界和新生界,新生界地层由南向北层层超覆于研究区断面之上。不同的构造部位、不同的地区地层的发育程度又有所不同。太古界、古生界、中生界地层组成了本区的基底,太古界为一套变质的花岗片麻岩,下古生界寒武-奥陶系为海相碳酸盐岩沉积,上古生界石炭-二叠系主要由海陆交互的砂泥岩组成,下部煤系地层发育并夹有薄层灰岩。中生界主要由陆源碎屑岩组成,底部为中、下侏罗系发育的煤系地层,上部以红色泥岩为主,夹大量中、基性喷发岩。新生界地层则形成了本区的沉积盖层,由第三系和第四系组成,在构造升降、断陷活动和气候干湿交替变迁过程中形成了多旋回的沉积层序。受区域沉积旋回的控制和影响,沙三上亚段和沙二段在该区地层较薄。馆陶组底面和潜山顶面是较大的沉积间断面,也是砂砾岩扇体分布的顶底界面。

4、储层特征

通过对研究区断裂带沙河街组砂砾岩储层物性数据统计分析发现,孔隙度与渗透率呈现出较好的正相关关系按照碎屑岩储层物性分类标准,工区储层属于低孔特低渗级别。

就埕916井而言,主要发育近岸水下扇内扇主水道和中扇辫状水道沉积,以正粒序为主,孔隙度多小于10%,单期旋回上部相对较细的储层物性较好。而义108井,主要发育扇三角洲前缘水下分流河道和分流河口砂坝沉积,物性总体较好,多数储层孔隙度超过10%,水下分流河道为正粒序,单期旋回下部相对较粗的储层物性较好;
分流河口砂坝为反粒序,单期旋回上部相对较粗的储层物性较好。优质储层是指在普遍低孔隙度、低渗透率储层中发育的一类相对高孔隙度、高渗透率的有效储层。优质储层是一个相对概念,没有绝对的量化指标,具体的量化数值需要研究者结合该地区的实际储层的基本发育情况、储层的含油气性和油气产出状况具体分析,进而较为准确的界定优质储层的数值或范围。有利储层的发育与否主要是从高的孔渗数据来做判断的,而异常高孔带的存在就是最直接的数据证据。由于次生溶蚀、裂缝、异常高压及早期油气充注的影响,使得研究区物性分布在纵向上存在好几个异常高孔带,而异常高孔带的存在直接影响到储层的质量,是优质储层的本质所在。优质储层的形成与演化具有复杂性,是多种地质因素综合作用的结果。归纳起来可包括沉积因素、成岩因素和构造因素,但各因素存在明显的主次关系。沉积因素是优质储层发育的主控因素,这主要包括优势的沉积微相(近岸水下扇辫状水道与扇三角洲前缘水下分流河道和分流河口砂坝)和优势的岩相(细砂岩、含砾砂岩和砾状砂岩)。成岩因素居于次要地位,后期成岩路径及成岩作用的强弱受控于沉积条件的差异,原始沉积条件与后期溶蚀作用具有协同演化的规律。构造因素对优质储层的贡献相对较小。因此,明确有利的沉积微相的展布是寻找优质储层的关键。综合考虑砂砾岩储层的沉积微相、埋深、孔隙度、渗透率和含油性特征,对研究区断裂带沙河街组砂砾岩体储层进行了分类评价。埕913扇体和埕916扇体和埕913扇体为有利的勘探目标。

参考文献

[1]冯有良.断陷湖盆沟谷及构造坡折对砂体的控制作用[J].石油学报,2016

(作者单位:中石化石油工程地球物理有限公司胜利分公司)