王勝男,付憲弟,趙 程,馬世忠,單佳梅
(1.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠,黑龍江 大慶 163001;2.中國石油大慶油田勘探開發(fā)研究院,黑龍江 大慶163712;3.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠,黑龍江 大慶 163414;4.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,黑龍江 大慶163318;5.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠,黑龍江 大慶 163514)
兩井地區(qū)位于長嶺凹陷東北部的古鼻狀構(gòu)造上,青山口組源巖位于扶余油層的上部,屬于典型的上生下儲型油藏(圖1)。截止目前兩井地區(qū)已于扶余油層獲得20口工業(yè)油流井,低產(chǎn)油氣流井8口,且部分區(qū)塊已投入開發(fā),顯示了良好的資源前景。但是,由于該區(qū)部分地區(qū)處于油源區(qū)(以1 750 m排烴門限為界確定的青一段源巖分布)內(nèi),部分位于油源區(qū)外,油源區(qū)內(nèi)外成藏條件及差異制約了兩井地區(qū)進(jìn)一步的評價。盡管前人對于松遼盆地其它地區(qū)扶余油層油成藏的機(jī)制及研究很多[1-10],但是針對兩井地區(qū)油運(yùn)移成藏模式及研究的文獻(xiàn)目前尚鮮見。因此,開展兩井地區(qū)油層成藏機(jī)制及主控因素的研究,對于指導(dǎo)下一步的評價部署具有重要的意義。
應(yīng)用該區(qū)三維地震解釋的成果,對斷裂系統(tǒng)進(jìn)行了劃分。斷裂主要為近北西向展布,均為正斷層,一般斷距為10~50 m,最大為100 m,斷層長度為3~5 km,斷裂密度平均為0.61條/km2,最大可達(dá)到5條/km2,一般為1.0~3.0條/km2。兩井地區(qū)發(fā)育有大量的T2斷裂,但這些斷裂并非均可作為油向下“倒灌”運(yùn)移的輸導(dǎo)通道,只有那些T2油源斷裂才能成為青一段源巖生成油向下“倒灌”運(yùn)移的輸導(dǎo)通道。所謂T2油源斷裂是指連接青一段源巖和下伏扶余油層,且在青一段源巖大量生排烴期活動的斷裂[11]。通過對研究區(qū)試油井位附近斷層的研究,發(fā)現(xiàn)斷穿T2—T03及斷穿T2—T3的斷裂附近均有油氣聚集,由此可以判定斷穿T2—T03及斷穿T2—T3的斷裂均可作為油源斷裂。該區(qū)油源斷裂的類型不同于其它區(qū)油源[11],主要是因為該區(qū)主要發(fā)育扶余油層,上部姚家組等地層內(nèi)油層不發(fā)育,儲層差,即該區(qū)青一段生成并排出的油氣只能向下“倒灌”運(yùn)移至扶余油層聚集。
圖1 兩井地區(qū)地層綜合柱狀圖及源巖區(qū)平面分布Fig.1 The synthetic histogram and mother rock plane distribution of Liangjing area
地層的精細(xì)劃分與對比,是平面砂體展布研究的基礎(chǔ),直接影響到儲層研究的精度。以高分辨率層序地層學(xué)理論為指導(dǎo),應(yīng)用“以區(qū)域骨架封閉剖面為控制全區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)層控制下的洪泛面系列組合標(biāo)志、沉積模式—同生斷層模式指導(dǎo)、逐級優(yōu)先逼近等綜合對比”的河流相油層對比方法[12],建立研究區(qū)統(tǒng)一而精細(xì)的單砂體級等時地層格架。對區(qū)內(nèi)5口取心井進(jìn)行了單井相分析,進(jìn)而建立巖電對應(yīng)關(guān)系并建立測井相模式。通過對研究區(qū)120口開發(fā)密井網(wǎng)解剖,繪制研究區(qū)13個小層的沉積微相,主要發(fā)育水下分流河道、席狀砂等微相。其中分流河道呈北東向展布,寬度200~500 m不等,席狀砂分布在河道的兩側(cè),具明顯的河控特征。
油源對比表明[13-14]:研究區(qū)扶余油層的油來自于上覆的青山口組源巖。結(jié)合兩井地區(qū)扶余油層與長嶺凹陷青一段源巖之間的空間位置關(guān)系,以及油運(yùn)移動力和通道特征,可將其油運(yùn)聚成藏分為以下2種機(jī)制。
處于油源區(qū)內(nèi)部的兩井地區(qū),扶余油層上部即為成熟的青一段源巖,油向下運(yùn)移需要2個條件:超壓、疏導(dǎo)通道。據(jù)王永春等研究[15],長嶺凹陷青一段源巖超壓值最大可達(dá)到14 MPa,主要分布在長嶺凹陷中心的查10井處,次極值點(diǎn)分布在黑43井處,超壓值可達(dá)10 MPa,由高值區(qū)向其四周青一段源巖超壓值逐漸減小。長嶺凹陷青一段源巖超壓開始形成于青二、三段沉積時期,主要形成于在嫩四段沉積時期[15]。由于長嶺凹陷青一段源巖之上的青二三、嫩江組(缺失嫩二段以上地層)均發(fā)育為泥巖,其生成的油難以向上覆地層中運(yùn)移,相比之下青一段源巖之下扶余油層砂巖發(fā)育,其生成的油可以向下“倒灌”運(yùn)移。由文獻(xiàn)[16]中的方法可以計算得到長嶺凹陷青一段源巖生成的油向扶余油層“倒灌”運(yùn)移的最大為350 m,大于扶余油層的厚度。另外該區(qū)發(fā)育大量的T2油源斷裂,因此,該區(qū)具備油向下“倒灌”運(yùn)移的條件。油源區(qū)內(nèi)油的運(yùn)聚模式可以概括為:青一段源巖生成的油在超壓下沿油源斷裂向下“倒灌”運(yùn)移至下覆扶余油層并在有利圈閉中聚集成藏(圖2)。
兩井地區(qū)處于油源區(qū)外的部分,其扶余油層的上覆地層不是成熟的源巖,不具備排烴的能力。但就目前發(fā)現(xiàn)的工業(yè)油流井的分布來看,處于成熟烴源巖外的扶余油層仍然具工業(yè)油流井。說明源區(qū)外扶余油層的油是側(cè)向運(yùn)移來的,結(jié)合上述砂體展布規(guī)律的研究,提出源區(qū)外扶余油層成藏機(jī)制:油首先“倒灌”運(yùn)移至扶余油層,再在浮力的作用下,沿被斷裂溝通的砂體側(cè)向運(yùn)移至兩井地區(qū),并在斷層—巖性圈閉中聚集成藏(圖2)。
圖2 兩井地區(qū)源內(nèi)外油運(yùn)移方式模式Fig.2 The oil migration pattern of inside and outside source area in Liangjing area
通過油源區(qū)內(nèi)油藏解剖分析和油藏與油成藏條件之間空間位置關(guān)系研究,兩井地區(qū)油源區(qū)內(nèi)扶余油層油成藏主要受到以下2個因素的控制。
1)T2油源斷裂控制著油運(yùn)聚的部位
兩井地區(qū)油源區(qū)內(nèi)扶余油層工業(yè)油流井均分布在T2油源斷裂附近。這說明T2油源斷裂不僅為青一段源巖生成的油向下伏扶余油層“倒灌”運(yùn)移提供了輸導(dǎo)通道,而且為沿其向下“倒灌”運(yùn)移進(jìn)入扶余油層中的油在其附近聚集提供了遮擋條件,形成工業(yè)油流井分布其附近。
2)距油源斷裂的距離控制產(chǎn)能大小
通過對兩井地區(qū)已發(fā)現(xiàn)油氣顯示井的產(chǎn)能大小及其與油源斷裂距離的統(tǒng)計來看(圖3):距離油源斷裂的距離越近,油的產(chǎn)能越高;距離油源斷裂越遠(yuǎn),油的產(chǎn)能越低。因為在砂體相同的情況下,距離油源斷裂越近,由上覆青一段“倒灌”下來的油在附近砂體中聚集的越多;而距離油源斷裂越遠(yuǎn),由上覆青一段“倒灌”下來的油在浮力作用下,向高部位砂體運(yùn)移,油源斷裂附近富集的就越少。
圖3 油產(chǎn)能與油源斷裂距離統(tǒng)計交匯Fig.3 Intersection chart of deliverability and oil source fault distance
通過油源區(qū)外油藏解剖分析和油藏與油成藏條件之間空間位置關(guān)系研究,兩井地區(qū)油源區(qū)外扶余油層油成藏主要受到以下2個因素的控制。
1)位于古鼻狀構(gòu)造軸部及兩翼運(yùn)移路徑上或附近的圈閉才能形成油藏
兩井地區(qū)油氣主要富集在古鼻狀構(gòu)造的軸部及兩翼。這是由于古鼻狀構(gòu)造在油氣運(yùn)移期為低勢區(qū),為油氣運(yùn)移的指向區(qū)。鼻狀構(gòu)造軸部為油匯集區(qū),而兩翼為油運(yùn)移的必經(jīng)之路(圖4)。
2)斷裂展布方向控制著油氣的富集
圖4 兩井地區(qū)古構(gòu)造運(yùn)移場及鼻狀構(gòu)造模擬運(yùn)移場示意圖Fig.4 Sketch of palaeostructural migration fields and nose structural simulated migration fields in Liangjing area
通過對兩井地區(qū)斷裂展布方向及試油產(chǎn)能的統(tǒng)計(圖5)。兩井地區(qū)油源區(qū)外呈北西—南東向展布的斷裂附近油的產(chǎn)能最高,而水的產(chǎn)量最低,越遠(yuǎn)離斷裂,油的產(chǎn)能越低,水的產(chǎn)能越高。這是因為,兩井地區(qū)砂體主要呈北東—南西向展布,這與油氣運(yùn)移方向相同。油氣沿北東—南西向展布的砂體向鼻狀構(gòu)造軸部運(yùn)移時,當(dāng)遇到南西—北東向展布的斷裂時更容易與斷層形成斷層—巖性圈閉聚集油。而呈北東—南西向展布的斷裂與油氣的運(yùn)移方向相同,當(dāng)油氣沿砂體運(yùn)移時,不易形成斷層—巖性圈閉,油不能聚集成藏。
圖5 兩井地區(qū)不同展布方向斷裂附近井產(chǎn)能情況統(tǒng)計Fig.5 Deliverability statistics of wells near faults in different distribution directions of Liangjing area
在對兩井地區(qū)斷裂、砂體剖析清晰的基礎(chǔ)上,通過油藏解剖和油成藏條件空間配置關(guān)系,對兩井地區(qū)扶余油層油運(yùn)聚成藏機(jī)制和主控因素進(jìn)行了研究,得出了如下認(rèn)識:
1)兩井地區(qū)斷層主要呈南東—北西向展布,斷穿T2—T03及斷穿T2—T3的斷裂均可以作為該區(qū)扶余油層的油源斷裂,砂體主要是分流河道、溢岸砂,其主要呈北東—南西向展布。
2)油源區(qū)內(nèi)扶余油層油運(yùn)聚成藏模式為∶長嶺凹陷青一段源巖生成的油在超壓作用下通過T2油源斷裂向下“倒灌”運(yùn)移進(jìn)入扶余油層成藏。主要受控于:青一段源巖生成的油向下“倒灌”運(yùn)移區(qū)控制著油藏形成與分布區(qū)域;距油源斷裂的距離控制產(chǎn)能大小。油源區(qū)外扶余油層油運(yùn)聚成藏模式為:長嶺凹陷青一段源巖生成的油首先向下“倒灌”運(yùn)移進(jìn)入扶余油層后,再在浮力作用下,沿被斷裂溝通的扶余油層河道砂體側(cè)向運(yùn)移至兩井地區(qū),再在斷裂和河道砂體交叉配合形成的斷塊、斷層遮擋和斷層—巖性圈閉中聚集成藏。油成藏主要受控于:位于古鼻狀構(gòu)造軸部及兩翼運(yùn)移路徑上或附近的圈閉才能形成油藏;斷裂展布方向控制著油氣的富集。
3)兩井地區(qū)油源區(qū)內(nèi)T2油源斷裂附近和油源區(qū)外古鼻狀構(gòu)造兩翼運(yùn)移路徑附近北西向斷裂、砂體均發(fā)育區(qū)應(yīng)為油勘探的有利目標(biāo)。
[1]鄒才能,李明,趙文智,等.松遼南部構(gòu)造—巖性油氣藏識別技術(shù)及應(yīng)用[J].石油學(xué)報,2004,25(3):32-36.
[2]王永春,黃志龍,劉寶柱.松遼盆地南部油氣系統(tǒng)特征[J].石油勘探與開發(fā),2001,28(6):16-19.
[3]楊喜貴,付廣.松遼盆地北部扶楊油層油氣成藏與分布的主控因素[J].特種油氣藏,2002,9(2):8-11.
[4]宋立忠,李本才,王芳.松遼盆地南部扶余油層低滲透油藏形成機(jī)制[J].巖性油氣藏,2007,19(2):57-61.
[5]黃志龍,高崗.松遼盆地南部海坨子地區(qū)油氣成藏研究[J].石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2003,45(1):4-7.
[6]楊光,苗紅波,郭巍,等.松遼盆地南部黑帝廟地區(qū)油氣成藏模式[J].吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版),2007,52(4):734-738.
[7]李群.松遼盆地長嶺凹陷隱蔽油氣藏勘探研究[J].地球科學(xué),2002,46(6):770-774.
[8]魏子超,孫兆旭,魏兆言.松遼盆地扶余油層南部人工裂縫高度主控因素分析[J].特種油氣藏,2010,17(3):116-119.
[9]牛嘉玉,張映紅,袁選俊,等.中國東部中、新生代火成巖石油地質(zhì)研究、油氣勘探前景及面臨問題[J].特種油氣藏,2003,10(1):7-12.
[10]楊會東,王書平,馬玉天,等.高精度層序地層技術(shù)在松遼盆地南部隱蔽油藏勘探中的應(yīng)用[J].石油學(xué)報,2005,26(3):40-43.
[11]付廣,王有功,袁大偉.三肇凹陷扶楊油層源斷裂的再認(rèn)識及其對成藏的控制作用[J].石油學(xué)報,2010,31(5):762-766.
[12]劉宗堡,馬世忠,孫雨,等.三肇凹陷葡萄花油層高分辨率層序地層劃分及沉積特征研究[J].沉積學(xué)報,2008,26(3):399-406.
[13]李泰明.松遼盆地南部原油的地化對比[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報,1987,11(2):1-8.
[14]王雅春,趙金濤,王美艷.松遼盆地宋站南地區(qū)扶楊油層運(yùn)聚成藏機(jī)制及主控因素[J].沉積學(xué)報,2009,27(4):752-759.
[15]王永春.松遼盆地南部巖性油藏的形成和分布[M].北京:石油工業(yè)出版社,2001:20-56.
[16]付廣,王有功.三肇凹陷青山口組源巖生成油向下“倒灌”運(yùn)移層位及其研究意義[J].沉積學(xué)報,2008,26(2):355-360.