劉國全，賈 麗

(中油大港油田分公司，天津 300280)

引 言

隨著勘探開發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，致密油逐漸成為勘探的新熱點(diǎn)。致密油勘探開發(fā)技術(shù)發(fā)展最快的是美國，以巴肯油田為代表，借助水平井和分段壓裂技術(shù)，砂巖和碳酸鹽巖致密油已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模開發(fā)[1]。國內(nèi)致密油勘探發(fā)展迅速，處于領(lǐng)先地位的鄂爾多斯盆地已在延長組致密砂巖中探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量并開始投入開發(fā)[2]，渤海灣盆地致密油勘探也已有重要發(fā)現(xiàn)。近年來，大港油田以滄東凹陷為重點(diǎn)進(jìn)行了一些探索，取得了一些認(rèn)識。

滄東凹陷是黃驊坳陷重要的富油凹陷[3]，按照常規(guī)油藏成藏規(guī)律認(rèn)識資源并開展勘探，累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量3.98×108t，探明程度達(dá)到78%。在勘探過程中已發(fā)現(xiàn)了具有致密油特征的油氣，如在對風(fēng)化店、舍女寺等構(gòu)造進(jìn)行鉆探時(shí)，于孔二段烴源巖夾持的致密砂巖、泥質(zhì)白云巖中見到良好油氣顯示，并有5口井獲得工業(yè)油流。近2 a來，按照致密油勘探思路，開展地質(zhì)條件分析，針對孔西斜坡和南皮斜坡低部位進(jìn)行探索性鉆探，KN9井獲工業(yè)油流，初步展示了滄東凹陷致密油勘探的潛力和前景。但滄東凹陷致密油形成條件的研究尚處于起步階段，本文試圖利用老區(qū)、老井復(fù)查資料和烴源巖、沉積儲(chǔ)層研究的新成果，分析滄東凹陷致密油形成條件，預(yù)測其勘探潛力和有利區(qū)帶，為致密油勘探奠定基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)概況

滄東凹陷是以孔店組為主要含油建造的富油凹陷，古近紀(jì)湖盆經(jīng)歷2期疊加改造，孔店早期(孔三—孔一下沉積期)為統(tǒng)一坳陷型湖盆，沉積沉降中心位于棗園—王官屯—小集一帶;孔一上—沙河街沉積期湖盆出現(xiàn)差異構(gòu)造變形，北段受滄東、徐西兩大邊界斷層控制，早期湖盆中心隆凹轉(zhuǎn)換形成孔店中央背斜構(gòu)造，其翼部形成孔東、孔西兩大構(gòu)造反轉(zhuǎn)斜坡。滄東凹陷古近系自下而上發(fā)育孔三段、孔二段、孔一段、沙三段、沙一段和東營組地層，其中孔二段為深灰、黑灰色泥頁巖夾淺灰色粉細(xì)砂巖及白云巖沉積，厚度為400～600 m，是絕對主力生烴層系，也是致密油勘探的重點(diǎn)層系。

2 致密油形成條件

2.1 烴源巖條件

湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖是形成致密油的物質(zhì)基礎(chǔ)[4]。滄東凹陷始新世—漸新世封閉—半封閉咸化湖盆沉積造就了孔二段主力生油層系，進(jìn)一步細(xì)分為Ek1、2Ek22、Ek23、Ek244個(gè)油組。利用現(xiàn)有取心井信息，結(jié)合測井資料，對孔二段泥巖、油頁巖及砂巖、白云巖儲(chǔ)層進(jìn)行了識別，落實(shí)了4個(gè)油組油頁巖和成熟暗色泥巖(Ro＞0.5%)分布，明確了Ek21下部、Ek22和Ek233個(gè)烴源巖“甜點(diǎn)段”，平面分布穩(wěn)定。Ek21下部油頁巖，厚度為20～60 m，分布面積最大(770 km2)，Ek22“甜點(diǎn)段”油頁巖最厚(20～100 m)，面積為659 km2。上官屯西和小集是油頁巖最發(fā)育的2個(gè)地區(qū)(圖1)。

孔二段油頁巖主要發(fā)育段有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ—Ⅱ1型為主，Ⅰ型占69%，有機(jī)碳含量為1.24% ～7.39%(463個(gè)樣品)，大于2.0%的占58.7%，以Ek22下部和Ek23最高。生烴潛量大于10 mg/g的占64.8%，大于20 mg/g的占49.4%?？锥窝莼潭冗m中，叢粒藻發(fā)育，具有“早生早排”特征，目前處于大量生油階段。按致密油烴源巖評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[5]，孔二段烴源巖屬于Ⅰ—Ⅱ類級別(表1)，為致密油形成奠定了重要物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖1 滄東凹陷孔二段油頁巖分布

表1 滄東凹陷孔二段烴源巖評價(jià)

2.2 沉積儲(chǔ)層條件

滄東凹陷孔二段發(fā)育滄縣隆起、孔店凸起、東光凸起、徐黑凸起四大盆外物源體系和烏馬營、燈明寺、集北頭等多個(gè)子物源，受其控制發(fā)育11個(gè)三角洲沉積體，4個(gè)層序沉積體系類型和展布具有一定繼承性。古湖盆低斜坡—中心區(qū)是三角洲前緣席狀砂、碳酸鹽巖等致密儲(chǔ)層集中發(fā)育區(qū)(圖2)[5]，主要有3種類型致密油聚集。

(1)第1類是泥質(zhì)細(xì)粉砂巖致密油。以低斜坡區(qū)—湖盆中心Ek22、Ek242個(gè)油組最為發(fā)育。KN9井Ek24取心8.91 m，見砂巖3.25 m，砂地比為36.5%。巖性為粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖為主，孔隙度為6.0% ～8.5%，滲透率為0.18×10-3～0.40 ×10-3μm3，鏡下觀察，主要發(fā)育粒間、粒內(nèi)溶蝕孔和高角度裂縫(圖3)。試油壓裂后放噴，日產(chǎn)油為4.52 t/d，為典型致密油，該類儲(chǔ)層是當(dāng)前致密油勘探的首選[8]。

圖2 滄東凹陷孔二段沉積體系

圖3 KN9井Ek24致密砂巖薄片

(2)第2類是與油頁巖互層發(fā)育的泥頁巖類和白云巖致密油。發(fā)育層段以Ek22、Ek23為主。以G995井為例，該井連續(xù)取心3次共38.5 m，白云巖累計(jì)厚度為7.4 m，占20%;油頁巖厚度為12.4 m，占32%;泥巖厚度為18.7 m，占48%。白云巖孔隙度為3.4% ～8.8%，滲透率為0.07×10-3～0.50 ×10-3μm3，溶蝕孔隙、微裂縫發(fā)育(圖4)。巖心錄井顯示，白云巖含油級別為油跡—油斑，薄片觀察油氣常見于微裂縫中，晶間孔，呈侵染狀，單偏光下一般為淺黃褐色，該類儲(chǔ)層也是致密油勘探的重點(diǎn)之一。

(3)第3類致密儲(chǔ)層為油頁巖本身層理縫、有機(jī)質(zhì)微孔發(fā)育(圖5)，也具有含油潛力[8]，該類儲(chǔ)層暫不具備展開勘探條件。

圖4 G995井Ek22白云巖中的微裂縫

圖5 W41井Ek21油頁巖薄片

2.3 源儲(chǔ)關(guān)系與致密油分布

根據(jù)致密油形成的沉積環(huán)境、源儲(chǔ)共生關(guān)系、儲(chǔ)層特征與分布分析，滄東凹陷存在3種致密油聚集有利組合。

2.3.1 源內(nèi)互層組合

致密儲(chǔ)層與生烴層互層式接觸或致密儲(chǔ)層呈席狀、透鏡狀直接包裹于源巖中。該組合廣泛發(fā)育于Ek21、Ek22、Ek23油組。該期湖盆范圍較大，湖平面波動(dòng)頻繁，半深湖—深湖相的烴源巖與碳酸鹽巖或三角洲前緣席狀砂互層，細(xì)粒沉積物在埋深加大過程中，由于壓實(shí)作用和膠結(jié)作用，儲(chǔ)層逐漸致密化。同時(shí)，烴源巖也逐漸成熟，開始排烴，油氣在源儲(chǔ)壓差作用下克服毛細(xì)管力，以滲流擴(kuò)散的方式直接注入儲(chǔ)集體的微米—納米級孔隙中，并將地層水驅(qū)替或部分驅(qū)替出儲(chǔ)層而形成致密油聚集，部分則滯留在源巖中。

2.3.2 源上緊密接觸組合

致密儲(chǔ)層位于大面積分布的烴源巖之上，并與其緊密接觸。該組合出現(xiàn)在孔二段上部—孔一段下部，以孔東斷層下降盤為代表。孔二段烴源巖為供烴層系，與其緊密接觸的孔一段下部沖積扇砂體在深埋、成巖過程中形成致密儲(chǔ)層。烴源巖生成的油氣在源儲(chǔ)壓差的作用下短距離垂向運(yùn)移至上覆致密砂巖儲(chǔ)層中，形成致密油聚集。

2.3.3 近源側(cè)接組合

致密儲(chǔ)層位于烴源巖側(cè)翼，與其呈指狀交錯(cuò)。該組合出現(xiàn)在古湖盆低斜坡區(qū)三角洲前緣與半深湖相的交接地帶[9]。隨著地層埋深的加大，儲(chǔ)層逐漸致密化，烴源巖逐漸成熟，生成的油氣克服毛細(xì)管阻力短距離側(cè)向運(yùn)移至與烴源巖呈指狀交互的砂巖致密儲(chǔ)層中，形成致密油聚集。

3 勘探潛力與有利靶區(qū)

根據(jù)烴源巖和沉積儲(chǔ)層成果，結(jié)合構(gòu)造解釋和演化研究認(rèn)識，初步明確了孔二段縱向上發(fā)育上下2類“甜點(diǎn)段”:一是Ek22上部、Ek24和部分地區(qū)孔一下致密砂巖儲(chǔ)層甜點(diǎn)段;二是Ek21下部、Ek22下部和Ek23油頁巖與白云巖互層段。平面上近物源主砂體區(qū)形成常規(guī)油藏，古湖盆低斜坡—湖盆中心油頁巖分布區(qū)形成致密油，二者疊合連片。按照“油頁巖厚度大于50 m、Ro值為0.5% ～1.0%、致密砂巖厚度大于10 m和白云巖比較發(fā)育”這4個(gè)原則，初步圈定了古湖盆中心及低斜坡區(qū)致密油為有利勘探區(qū)，面積達(dá)150～200 km2，其中孔東斷層下降盤和官西地區(qū)是首選勘探的有利靶區(qū)(圖6)。

4 結(jié)論

(1)滄東凹陷具備致密油形成條件，孔二段黑褐色泥巖、油頁巖，厚度大(一般大于200 m)，分布廣，有機(jī)質(zhì)含量較高(TOC均值大于2.9%)，且大部分已經(jīng)進(jìn)入成熟階段(Ro值為0.5% ～1.3%)，為致密油形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。廣泛分布的細(xì)粒沉積和碳酸鹽巖，是致密油聚集的主要場所。二者互層和近源匹配，致密油聚集條件優(yōu)越。滄東凹陷具有常規(guī)油、致密油疊加連片分布，整體含油的特點(diǎn)，在勘探程度日益提高的情況下，致密油成為重要的勘探接替領(lǐng)域。

(2)滄東凹陷孔二段4個(gè)油組和部分地區(qū)的孔一下段是致密油勘探的主要層系，發(fā)育源內(nèi)互層組合、源上緊密接觸組合和源側(cè)組合，存在致密砂巖、過渡巖類和油頁巖3類致密儲(chǔ)層，其中致密砂巖和與油頁巖互層發(fā)育的過渡巖類是目前勘探的重點(diǎn)。

(3)斜坡低部位—凹陷中心是致密油聚集有利區(qū)，面積為150～200 km2，其中孔東斷層下降盤 和官西地區(qū)是首選勘探的有利靶區(qū)。

圖6 滄東凹陷孔二段致密油潛力區(qū)分布

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