李凤霞
, 高勇
Li Fengxia, Gao Yong, Wang Jin, Zheng Yue, Zeng Jianhong, Zhuang Hongmei
中图分类号: TE132.1
文献标识码: A
责任编辑:
收稿日期: 2019-04-28
网络出版日期: 2019-06-25
版权声明: 2019 《录井工程》杂志社 《录井工程》杂志社 所有
基金资助:
作者简介:
作者简介 李凤霞 高级工程师,1974年生,1996年毕业于中国石油大学(华东)资源勘查专业,现在中国石油大港油田分公司勘探开发研究院从事孔南地区目标综合评价工作。通信地址:300280 天津市滨海新区大港油田幸福路8号。电话:(022)63961502。E-mail:lfx_1213@sina.com
展开
摘要
沧东凹陷是大港探区第二大富油凹陷,总面积为4 700 km2,其中孔二段有效勘探面积1 500 km2,最大埋深5 000 m。其勘探主要经历了以构造理念为主的构造油气藏发现阶段和以岩性理念为主的岩性油气藏发现阶段,对于非常规油气藏的认识仅以单井出油气点的形式存在,没有进行深入的研究。近几年,以孔南1 760 km2三维地震数据体为依托,开展全凹陷构造、沉积储集层、烃源岩与成藏模式等的重建研究,揭示了孔二段独特的地质特征与成藏规律。通过对常规油气藏和非常规油气藏开展一体化成藏条件分析,建立了孔二段在有效烃源岩控制下形成常规油与页岩油有序分布、连片聚集,满凹含油的油藏模式,即:斜坡主砂体区形成岩性油藏,细粒沉积区源储互层形成页岩油藏,为下步勘探潜力区带优选提供了依据。
关键词：
Abstract
Cangdong sag is the second largest oil-rich sag in Dagang exploration area with a total area of 4 700 km2. The effective exploration area of member 2 of Kongdian formation is 1 500 km2,and the maximum buried depth is 5000 m. The exploration has mainly experienced the discovery stage of structural hydrocarbon reservoirs based on structural concept and the discovery stage of lithologic oil and gas reservoirs based on lithology concept. The understanding of unconventional oil and gas reservoirs exists only in the form of single well oil and gas production points,and no in-depth research has been conducted. In recent years,based on the 1 760 km2 seismic data volume of Kongnan,the rebuild studies of the whole sag structure,sedimentary reservoir,source rock and hydrocarbon accumulation pattern have been carried out,revealing the unique geologic characteristics and accumulation law of member 2 of Kongdian formation. With the analysis of the integrated hydrocarbon accumulation conditions of conventional oil and gas reservoirs and unconventional oil and gas reservoirs,a reservoir model of conventional oil and shale oil orderly distribution and continuous accumulation,and oil bearing in whole sag under the control of effective source rocks in member 2 of Kongdian formation was established. It means that the lithologic oil reservoirs are formed in the main sand body area of the slope,and the shale oil reservoirs are formed in the source-storage interbeds of the fine-grained sedimentary area,which provides a basis for the further exploration potential zone optimization.
Keywords：
美国是致密油开发最多最成功的地区,目前已发现致密油盆地19个,可采储量约为23×108 t[1]。我国致密油气勘探起步较晚,但非常规油气资源丰富,鄂尔多斯、准噶尔、四川、柴达木、松辽、吐哈、江汉等含油气盆地都陆续发现了泥页岩含油,具有良好的勘探开发前景[2]。沧东凹陷是黄骅坳陷的两大富油凹陷之一,古近系孔店组发育一套“面积广、厚度大、指标好”的陆相优质油页岩,具备形成非常规油气的资源基础。但以往的研究以寻找常规的构造油气藏和岩性油气藏为主,对于非常规油气藏的认识仅以单井出油气点的形式存在。沧东凹陷具有勘探面积较小、成藏系统单一、控藏因素复杂、勘探程度高的特点,对沧东凹陷孔二段常规油气藏和非常规油气藏开展一体化成藏条件分析,建立常非一体化的成藏模式,对下步勘探部署具有重要的指导意义。
沧东凹陷新生界为一在印支-燕山运动期古向斜背景上发育的陆内坳-断转换型湖盆,其中古新统孔店组孔二段为坳陷期沉积充填,相对稳定的构造发育背景为孔二段完整的粗细相序沉积充填奠定了重要基础。孔店组沉积为一个完整的二级层序,进一步可划分为3个三级层序,其中孔二段是孔店组最大湖泛期的沉积,细粒沉积物发育。在此基础上识别孔二段4个四级层序[3,4,5],其中低位期孔二4粗粒沉积相对发育,而孔二3、孔二2和孔二1主要为细粒沉积发育段。从沉积的平面特征看,受控于四大盆缘凸起区的10个子物源从湖盆周边向湖内汇聚,在盆内形成10个规模不等的碎屑岩朵叶体,受沉积背景控制整体具有西南厚、北东薄的环带状分布特点(图1)。
外环为以中-细砂岩为主的三角洲前缘常规砂岩发育带。砂岩以厚层为主,单层平均厚度大于2 m,平均砂地比30%以上,泥岩多以紫红色-灰色为主,主体发育三角洲平原、三角洲前缘亚相,生烃条件相对较差。由于沉积水动力较强,缺少稳定的反射界面,地震上常表现为低频杂乱反射,振幅较弱。
中环为以粉细砂岩-粉砂质泥岩、灰云岩为主的常规-致密过渡带;砂岩以薄互层为主,单层平均厚度小于2 m,平均砂地比5%~30%,泥岩多为灰色-深灰色,主体发育三角洲前缘远端、重力流及灰云湾相,暗色泥岩厚度中等,有机碳含量为0.5%~2%,生烃条件较好。地震上表现为高频强振幅平行、亚平行地震反射,由于水动力较弱,存在稳定分布的反射界面,故反射系数较大,振幅较强。
内环为以粉砂质泥岩、灰云岩、泥质灰云岩、灰云质泥岩、泥页岩为主的致密相区,主体发育前三角洲及半深湖相。砂岩层极少,砂屑以混染为主,暗色泥岩厚度大,有机碳含量大于2%,生烃条件良好。中环与内环共同构成了沧东凹陷孔二段的致密相区。
从整个控砂机制分析看,沧东凹陷还具有明显的分段性:南段继承型斜坡具有凸起顺向供砂、侵蚀沟槽输砂、单一坡折及凹槽控砂、斜坡中高部位富砂的特征;北段反转型斜坡具有斜坡低部位富砂,中高部位富泥,砂体上倾尖灭的特征。受其控制斜坡发育常规砂岩储集层,湖盆油页岩区发育泥质粉砂岩、白云岩等细粒沉积岩大面积叠置连片。
以往认为孔二段古湖盆内环为“高电阻油页岩”,录井、钻井取心为湖相深灰色、灰黑色泥页岩,无储集性能,仅为烃源岩。近年来随着对该区细粒沉积岩的深入研究,深化富集规律研究,落实甜点带,认为孔二段湖盆主体区,孔二1中下部发育70~80 m细粒沉积岩且分布稳定,划分为4个小层,其中②、③、④小层为主要甜点段[6],可归纳为3种岩性组合模式:②小层为厚层长英质页岩模式,③小层为纹层状混积岩模式,④小层为薄层状泥质灰云岩模式。甜点段具备较好的储集性能,储集空间以晶间孔、页理缝为主,其次为粒间(内)溶蚀孔、构造微裂缝、生物体腔孔等,脆性矿物含量高达90%以上,利于后期压裂改造。通过老井评价,使官西地区G 108-8、Z 1605等井重获生机产出油流。针对孔二1主要甜点段,部署页岩油水平井GD 1701H,钻遇油层1 412.4 m,钻遇率97%,证明孔二段既是沧东凹陷主力烃源层系也是重要的含油层系。孔二段湖盆独具特色的沉积模式为凹陷级常非油气一体化成藏奠定了重要的地质基础。
沧东凹陷孔二段大面积发育的斜坡为一体化成藏提供了有利构造背景,孔二段常规辫状河三角洲砂体沿缓坡大面积分布,辫状河三角洲沉积的有序分布为常规砂岩油藏的形成提供了空间;而广泛发育细粒沉积岩为孔二段非常规油气藏——页岩油的形成提供了有利场所,高丰度烃源岩为一体化成藏奠定了基础。斜坡、油源与储集层耦合配置在各个环带,形成特色各异的油气藏。
从构造展布上看,孔二段大面积发育的斜坡为一体化成藏提供了有利构造背景。沧东凹陷孔二段发育三大斜坡,按成因类型可分为两种类型,一种为北段构造反转斜坡,包括孔西斜坡、孔东斜坡,一种为南段的继承型沉积斜坡——南皮斜坡。斜坡面积达到了70%。大面积发育的斜坡为一体化成藏提供了有利构造背景(图2)。
从沉积展布上看,孔二段常规辫状河三角洲砂体沿缓坡大面积分布。高斜坡为三角洲平原,中斜坡为三角洲前缘,低斜坡为前三角洲-远岸扇,辫状河三角洲沉积的有序分布为常规砂岩油藏的形成提供了空间。此外,孔二段还广泛发育细粒沉积岩,其展布特征表现为在内环-低斜坡发育以细粒长英沉积岩、混合沉积岩和白云岩为主,独特的细粒沉积展布为孔二段非常规油气藏——页岩油的形成提供了有利场所。
烃源岩分析指标表明,孔二段暗色泥岩有机质厚度大,厚度100~350 m(湖盆中心400~450 m),丰度很高,有机碳含量平均3.07%(最高达9.23%),综合评价均为好-很好烃源岩(表1),具有“有机质类型好、优质烃源岩发育、埋藏深度大、演化程度高”等特点。因此孔二段高丰度烃源岩为一体化成藏奠定了基础。
表1 沧东凹陷孔二段细粒沉积岩有机质丰度评价
| 岩性 | 层位 | TOC/% | (S1+S2)/(mg·g-1) | 沥青“A”/% | 碳氢含量/10-6 | 综合评价 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 暗色泥岩 | 孔二段 | 3.07 (0.14~9.23) | 19.46 (0.03~69.91) | 0.35 (0.003~1.41) | 2 106.44 (14.23~10 332.44) | 好-很好 烃源岩 |
| 油页岩 | 孔二段 | 4.87 (2.32~8.41) | 36.59 (1.23~77.55) | 0.63 (0.05~2.79) | 3 448.43 (396.36~14 278.81) | 很好 烃源岩 |
综上认为,近源-源内持续充注是一体化成藏形成的关键。受有效烃源岩控制,生成的油气沿内部砂层组近源大面积充注,孔二段斜坡区外环形成常规砂岩油藏,低斜坡及洼陷区(中-内环)源内充注形成页岩油富集区,整体呈现油气大面积连片,一体化成藏的特征。
研究明确其成藏机理为斜坡、油源与储集层耦合配置在各个环带,形成特色各异的油气藏。在此基础上建立常非一体成藏模式:多个三角洲砂体与三大斜坡匹配,在斜坡外环常规砂岩发育带,形成岩性油气藏;内环湖盆中心源储一体,形成页岩油;常规油与页岩油有序分布、连片聚集满凹含油。具体为在继承型斜坡表现为油气近源侧向充注,外环中高斜坡形成常规砂岩岩性油藏,内环低斜坡形成页岩油的特点(图3);在反转型斜坡表现为自生自储,外环低斜坡形成常规砂岩岩性油藏,内环高斜坡形成页岩油的特点(图4)。
综上可知,沧东凹陷孔二段整体表现为源内自生自储,含油连片,常非一体;源外断裂输导,复式聚集,立体成藏的模式。为下步勘探潜力区带优选提供了依据。
沧东凹陷孔二段细粒相区油气类型按照平面上细粒沉积岩与烃源岩的关系,可以划分为源储紧邻型页岩油和源储一体型页岩油两大类,其中源储紧邻型页岩油按储集层成因又可以细分为湖相碳酸盐岩页岩油、三角洲前缘前三角洲砂体页岩油、较深湖远岸水下扇砂岩页岩油,它们在湖盆中发育的位置因储集层的成因不同,从湖盆中部向斜坡区也有所不同。纵向上根据G 108-8井三大岩类分析联测等资料识别出四个非砂岩甜点段。利用地震多属性融合技术、井震融合低频模型的宽频反演技术预测页岩油平面甜点区(图5),确定页岩油有利勘探面积约260 km2,勘探前景广阔。
2017年针对孔二段常规油藏和页岩油藏开展老井复查试油,直井钻探、水平井实施都取得了重大突破,证实沧东凹陷孔二段常非一体化成藏的理论研究与勘探潜力。
(1)老井:孔西斜坡对KN 9井进行老井复查,针对孔二1细粒沉积岩开展页岩油层评价,重新评价解释页岩油层107 m/15层,射开22.0 m/1层试油,压裂后2 mm油嘴放喷产油29.6 m3/d。
(2)直井:孔西斜坡新钻直井Z 1605井,于孔二3页岩油层压后产油14.84 t/d,孔二2砂岩油层压后产油14.84 t/d。
(3)水平井:官东地区水平井GD 1701H井,于孔二1钻遇页岩油层1 409.7 m/78段,油层钻遇率达到97%,并已实现稳产目标。
(1)沧东凹陷孔二段既是主力烃源层系也是重要的含油层系,细粒沉积岩不仅作为烃源岩存在,也是优质的储集岩。
(2)受有效烃源岩控制,孔二段生成的油气沿内部砂层组近源大面积充注,沉积外环形成常规砂岩油藏,中环形成常规砂岩和页岩油藏,内环源内充注形成页岩油富集区。
(3)在外环三个斜坡区寻找岩性油气藏,在中央构造带沿与油源沟通的断裂系寻找构造-岩性油气藏,在沉积内环寻找页岩油是沧东凹陷下步勘探的主要方向。
The authors have declared that no competing interests exist.
| [1] |
Evaluation implication of hydraulic fracturing in shale gas reservoirs [C]. |
| [2] |
中国致密油形成分布与资源潜力评价 [J].Formation,distribution and resourc evaluation of tight oil in China [J]. |
| [3] |
细粒相沉积地质特征与致密油勘探:以渤海湾盆地沧东凹陷孔店组二段为例 [J].Geologic features of fine-grained facies sedimentation and tight oil exploration: A case from the second Member of Paleogene Kongdian Formation of Cangdong sag, Bohai Bay Basin [J]. |
| [4] |
沧东凹陷孔二段控藏机制研究与勘探成效 [J].Study on the mechanism of reservoir control in the second member of Kongdian formation in Cangdong Sag and its exploration effect [J]. |
| [5] |
非常规油气有关概念、分类及资源潜力 [J].Conception,classification and resource potential unconventional hydrocarbons [J]. |
| [6] |
细粒沉积岩性识别新方法与储集层甜点分析:以渤海湾盆地沧东凹陷孔店组二段为例 [J].A new method for lithology identification of fine grained deposits and reservoir sweet spot analysis: A case study of Kong 2 Member in Cangdong sag, Bohai Bay Basin, China [J]. |
/
| 〈 |
|
〉 |
