高平，張放東，尚雅珍

（中國(guó)石化中原油田分公司勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院，河南 濮陽(yáng)457001）

1 概況

濮衛(wèi)次洼位于東濮凹陷北部，是濮城斷裂系和衛(wèi)東斷裂系相向而掉形成的呈北東向展布的狹長(zhǎng)地塹構(gòu)造，由洼陷中心向四周抬高，東西兩側(cè)翼分別為濮城油氣田和衛(wèi)城油氣田，勘探面積約110 km2（見(jiàn)圖1）。目前已發(fā)現(xiàn)沙一段、沙二段、沙三段含油氣層系，油氣藏環(huán)洼陷帶分布，以構(gòu)造-巖性油氣藏為主。

濮衛(wèi)次洼中、淺層沙一—沙三上勘探開(kāi)發(fā)程度高，鹽間、鹽下深層系沙三中、沙三下勘探開(kāi)發(fā)程度低，有鉆遇井31 口，同時(shí)鹽間、鹽下泥頁(yè)巖發(fā)育，有機(jī)質(zhì)豐度高，適宜形成頁(yè)巖油藏。

1985年8月完鉆的衛(wèi)68 井投產(chǎn)壓裂沙三中8 層組（7—12 號(hào)小層）電測(cè)解釋油層、干層共19.8 m/6 層，初期日產(chǎn)油18.0 t，地層壓力系數(shù)1.71。1991年同層系壓裂，5 mm 油嘴自噴，日產(chǎn)油42.0 t。截至1997年5月補(bǔ)孔上返沙三中4 層組時(shí)，累計(jì)產(chǎn)油18 867.0 t，無(wú)水。衛(wèi)68 井沙三中8 層組試油段是高電阻泥頁(yè)巖標(biāo)志層，分布在整個(gè)東濮北部，試油層段井壁取心11 顆，除2顆為泥質(zhì)粉砂巖外，其余均為泥頁(yè)巖。當(dāng)時(shí)并未意識(shí)到衛(wèi)68 井沙三中8 層組是頁(yè)巖油藏，而未上升到非常規(guī)油氣資源的高度引起重視，只是作為常規(guī)的低滲高壓油藏來(lái)看待。

圖1 衛(wèi)1—濮71 井油氣藏剖面

東濮凹陷北部沙三中下部有66 口井在泥頁(yè)巖中見(jiàn)油氣顯示，工業(yè)油流井3 口，低產(chǎn)油氣流井8 口，集中分布在濮衛(wèi)次洼帶（見(jiàn)表1），展現(xiàn)了頁(yè)巖油氣的良好勘探前景。

表1 東濮北部沙三中6—9 層組泥頁(yè)巖油氣顯示、試油統(tǒng)計(jì)

2 頁(yè)巖油形成的特殊地質(zhì)背景

2.1 沙三段烴源巖處于以生油為主的階段

濮衛(wèi)次洼沙一段、沙三段是暗色泥頁(yè)巖發(fā)育段，為烴源巖系。沙三段深灰色泥頁(yè)巖分布廣、厚度大，有機(jī)質(zhì)豐度達(dá)到了好—最好烴源巖級(jí)別，大多為Ⅰ型，部分為Ⅱ型［1］（見(jiàn)表2）。沙三段暗色泥頁(yè)巖埋深大多在3 000 m 以下，Ro主要分布在0.6%～1.4%，已進(jìn)入成熟—較高成熟演化階段（尚未達(dá)到生氣階段），具有良好的生油能力（見(jiàn)圖2）。烴源巖內(nèi)除次洼帶邊緣外，砂巖不發(fā)育，以?shī)A薄層粉砂巖為主，加之構(gòu)造簡(jiǎn)單、斷裂不發(fā)育，原油以近距離運(yùn)移為主，被鄰近的各類儲(chǔ)集體優(yōu)先捕獲，形成廣泛分布的常規(guī)與非常規(guī)油氣藏。

2.2 發(fā)育多套厚層鹽巖沉積

濮衛(wèi)次洼有沙一下、沙二上、沙三中上部及沙三中下部4 套分布范圍較廣的厚層鹽巖段，是油氣富集的優(yōu)良蓋層及側(cè)向遮擋層［2-4］。與鹽巖相伴生的泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度最高，是頁(yè)巖油藏形成的有利部位，遠(yuǎn)離鹽巖沉積區(qū)或無(wú)鹽巖區(qū)的泥巖或粉砂質(zhì)泥巖有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較低［5］。

表2 濮衛(wèi)次洼沙三段有機(jī)質(zhì)豐度

圖2 濮衛(wèi)次洼鏡質(zhì)體反射率與埋深關(guān)系

沙三段鹽巖分布在整個(gè)濮衛(wèi)次洼，鹽間、鹽下泥頁(yè)巖富含有機(jī)質(zhì)，并以生油為主［6］，儲(chǔ)源一體，形成封閉的獨(dú)立成藏系統(tǒng)［7］，為頁(yè)巖油藏的形成奠定了基礎(chǔ)。

2.3 濮衛(wèi)次洼沙三段長(zhǎng)期處于沉積中心

沙三段不同沉積時(shí)期，環(huán)繞濮衛(wèi)次洼周邊存在西部、北部及東部3 個(gè)物源補(bǔ)給區(qū)。除了北部物源區(qū)長(zhǎng)期對(duì)濮衛(wèi)次洼的北部影響較大外，西部和東部物源區(qū)對(duì)濮衛(wèi)次洼的影響相對(duì)要小。沙三段長(zhǎng)期處于水動(dòng)力條件較弱、水體含鹽度較高的前三角洲、半深湖—深湖環(huán)境，在鹽湖背景下，沉積了厚層泥頁(yè)巖、鹽巖夾薄層粉砂巖，向次洼邊緣砂體逐漸發(fā)育。

環(huán)濮衛(wèi)次洼砂巖側(cè)向尖滅、下傾尖滅比較普遍，在次洼邊緣與斷層配置形成眾多構(gòu)造-巖性油藏；在次洼中心厚層泥頁(yè)巖中存在砂巖透鏡體，除了形成少量巖性油藏外，更適宜形成頁(yè)巖油藏。

3 頁(yè)巖巖電性特征與儲(chǔ)集空間類型

泥巖、頁(yè)巖均為泥質(zhì)巖類，在測(cè)井曲線上兩者有明顯的差異，泥巖電阻率低（一般小于1.5 Ω·m）、擴(kuò)徑明顯，而頁(yè)巖由于形成于水動(dòng)力更弱、水體更深的環(huán)境，頁(yè)理發(fā)育、有機(jī)質(zhì)豐度高，電阻率值高或極高、縮徑或微擴(kuò)徑［8］，由邊緣相到深湖相，頁(yè)巖厚度逐漸增大（見(jiàn)圖3）。高電阻率頁(yè)巖層在平面上分布范圍廣，代表了湖盆水域廣、水體穩(wěn)定時(shí)期（湖泛時(shí)期）的沉積，是區(qū)域重要的巖電性對(duì)比標(biāo)志層。

圖3 東濮北部沙三中8 頁(yè)巖等厚圖

濮衛(wèi)次洼沙三段長(zhǎng)期處于沉積中心的鹽湖區(qū)域，頁(yè)巖厚度大，顯微層理發(fā)育，泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)50%～60%，灰質(zhì)體積分?jǐn)?shù)30%～50%，石膏質(zhì)體積分?jǐn)?shù)10%～15%，黃鐵礦體積分?jǐn)?shù)1%～5%。通過(guò)對(duì)衛(wèi)79-13、濮148、衛(wèi)79-8 及衛(wèi)311 井沙三中、沙三下巖心掃描電子顯微鏡樣品分析，本區(qū)頁(yè)巖以灰質(zhì)為主的脆性礦物體積分?jǐn)?shù)較高，整體性脆，層理及層理間裂縫、順層微縫、次生微裂縫、次生溶蝕微孔隙發(fā)育（見(jiàn)圖4，3 563.35 m 深灰色灰質(zhì)泥頁(yè)巖中裂縫和次生孔隙），還有少量垂直層面的微裂縫，這些縫隙及頁(yè)巖中5～20 cm 厚的粉砂巖條帶是頁(yè)巖的主要儲(chǔ)集空間［9-10］。

圖4 濮148 井巖心掃描電鏡照片

4 頁(yè)巖油勘探潛力與實(shí)踐

4.1 濮衛(wèi)次洼沙三段頁(yè)巖油勘探潛力

濮衛(wèi)次洼鹽間、鹽下沙三中—沙三下有31 口鉆遇井，多數(shù)井在泥頁(yè)巖中有比較連續(xù)的油氣顯示，其中27 口井巖屑錄井見(jiàn)油氣顯示，25 口井見(jiàn)到明顯的氣測(cè)異常，顯示井段長(zhǎng)110～320 m。

通過(guò)對(duì)衛(wèi)79-13、濮148 及衛(wèi)311 井沙三中及沙三下巖心熒光薄片觀察發(fā)現(xiàn)，頁(yè)巖的各類裂縫、次生溶蝕微孔隙及微晶灰質(zhì)顆粒的邊緣被油質(zhì)瀝青浸染，發(fā)淡綠色熒光，強(qiáng)度為中亮，這充分表明頁(yè)巖內(nèi)的各類儲(chǔ)集空間均有油氣存在，是下步的勘探領(lǐng)域。

由于東濮凹陷北部長(zhǎng)軸物源在沙三段沉積時(shí)期影響較大，濮衛(wèi)次洼具有“南泥北砂”的巖相格局，即次洼北部及東部邊緣砂巖相對(duì)發(fā)育，中部、南部大部分區(qū)域?yàn)槟囗?yè)巖、鹽巖發(fā)育區(qū)，是頁(yè)巖油藏勘探的有利區(qū)。沙三段頁(yè)巖疊合面積約74 km2，體積約10.085 km3（見(jiàn)表3）。假設(shè)頁(yè)巖的有效儲(chǔ)集空間約占總體積的1%，則整個(gè)濮衛(wèi)次洼沙三段頁(yè)巖油的資源背景有0.8～1.0 億t。

表3 濮衛(wèi)次洼沙三段頁(yè)巖體積

4.2 勘探實(shí)踐

濮衛(wèi)次洼大部分鉆遇沙三段的井在泥頁(yè)巖中見(jiàn)到油氣顯示。在具體部署上，充分利用老井，以普遍見(jiàn)油氣顯示的厚層頁(yè)巖段為單元，開(kāi)展針對(duì)頁(yè)巖油的探索部署試驗(yàn)。

鹽下沙三中8 為厚層頁(yè)巖段，是區(qū)域?qū)Ρ葮?biāo)志層，分布在整個(gè)東濮北部。濮衛(wèi)次洼沙三中8 頁(yè)巖段鉆遇井大多見(jiàn)到不同程度的油氣顯示，衛(wèi)68 井在頁(yè)巖段已獲得高產(chǎn)油流，附近有7 口井獲低產(chǎn)油流。2012年1月，在濮衛(wèi)次洼西南翼，為探明鹽下沙三中8 頁(yè)巖含油情況，鉆探了衛(wèi)68-FP1 井，2012年3月15日完鉆。該井A 靶垂深為3 117.6 m，B 靶垂深為3 122.3 m，水平段長(zhǎng)為1 300.0 m，目的層沙三中8 氣測(cè)異常明顯，全烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.151%～0.805%（周圍鉆井的沙三中8 全烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.010%～0.260%），電測(cè)解釋油層710.1 m/8層、干層577.4 m/8 層。該井分11 段進(jìn)行壓裂，總液量5 747.0 m3，加砂685.0 m3，平均砂比20%，4月22日開(kāi)始排液，截至2012年6月27日，累計(jì)排液2 954.7 m3，返排率51.4%，日產(chǎn)液18.0～20.0 m3，日產(chǎn)油3.0～4.0 t。2012年5月對(duì)老井衛(wèi)42-8 井沙三上2 泥頁(yè)巖連續(xù)油斑顯示段（（3 023.6～3 067.2 m）/5 層，8.8 m 干層、未解層）壓后抽吸，日產(chǎn)油6.3 t，無(wú)水。

這2 口井的試油情況表明，濮衛(wèi)次洼沙三段具有頁(yè)巖油聚集成藏的有利條件，是非常規(guī)油氣資源的富集區(qū)。頁(yè)巖油是實(shí)現(xiàn)東濮資源接替的重要領(lǐng)域，應(yīng)進(jìn)一步深化地質(zhì)評(píng)價(jià)，加大頁(yè)巖室內(nèi)分析測(cè)試，著重分析頁(yè)巖的地化、巖礦、物性、油氣性質(zhì)等，深化頁(yè)巖油儲(chǔ)集空間與成藏規(guī)律的認(rèn)識(shí)，發(fā)展與之相適應(yīng)的井筒工藝技術(shù)［11］，提高經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

濮衛(wèi)次洼沙三段長(zhǎng)期處于沉積中心，周邊有多個(gè)物源，發(fā)育多套厚層鹽巖段，鹽間、鹽下泥頁(yè)巖富含有機(jī)質(zhì)，易于形成頁(yè)巖油藏。這些曾經(jīng)被認(rèn)為是無(wú)勘探價(jià)值的區(qū)域，已有大量鉆井在泥頁(yè)巖段的錄井中連續(xù)見(jiàn)油氣顯示，還有的氣測(cè)顯示異常強(qiáng)烈。盡管目前對(duì)其儲(chǔ)集空間的有效性與含油性還難以判斷，但這些領(lǐng)域蘊(yùn)藏著比較可觀的油氣資源，是東濮凹陷十分重要的增儲(chǔ)領(lǐng)域，需要利用新技術(shù)、新方法，挖掘這部分資源潛力，拓寬勘探領(lǐng)域。

［1］李曉燕，蔣有錄．東濮凹陷濮衛(wèi)洼陷沙三段鹽湖相烴源巖特征與評(píng)價(jià)［J］．油氣地質(zhì)與采收率，2009，16（2）：12-16．

［2］高漸珍，張強(qiáng)德，薛國(guó)剛，等．東濮凹陷煤成氣成藏機(jī)理及成藏模式研究［J］．?dāng)鄩K油氣田，2006，13（3）：6-9．

［3］王秀林，張孝義，王運(yùn)所，等．東濮凹陷鹽巖成因與油氣聚集［J］．大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2002，21（5）：11-20．

［4］高漸珍，薛國(guó)剛，徐田武，等．東濮凹陷沙河街期鹽湖盆地充填演化模式［J］．?dāng)鄩K油氣田，2012，19（5）：550-553．

［5］陳潔，鹿坤，馮英，等．東濮凹陷不同環(huán)境烴源巖評(píng)價(jià)及生排烴特征研究［J］．?dāng)鄩K油氣田，2012，19（1）：35-38．

［6］李智鋒，李治平，王楊，等.頁(yè)巖氣儲(chǔ)層滲透性測(cè)試方法對(duì)比分析［J］.斷塊油氣田，2011，18（6）：761-764.

［7］段紅梅，高平，王興武，等．東濮凹陷北部深層油氣成藏機(jī)理與模式研究［J］．?dāng)鄩K油氣田，2008，15（2）：12-15．

［8］梁超，姜在興，郭嶺，等.黔北地區(qū)下寒武統(tǒng)黑色頁(yè)巖沉積特征及頁(yè)巖氣意義［J］.斷塊油氣田，2012，19（1）：22-26.

［9］王南，鐘太賢，劉興元，等．復(fù)雜條件下頁(yè)巖氣藏生產(chǎn)特征及規(guī)律［J］．?dāng)鄩K油氣田，2012，19（6）：767-770．

［10］周卓明，沈忠民，張璽，等．松遼盆地梨樹短陷蘇家屯次洼頁(yè)巖氣成藏條件分析［J］．石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2013，35（3）：263-268．

［11］張抗，張葵葉，張璐璐．關(guān)于致密油氣和頁(yè)巖油氣的討論［J］．天然氣工業(yè)，2013，33（9）：17-22．