高 寧， 王國(guó)慶， 何淑娟， 宋曉偉

( 1. 東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318； 2. 吉林油田分公司 新木采油廠，吉林 松原 138000； 3. 大慶鉆探工程公司，黑龍江 大慶 163700 )

0 引言

徐家圍子斷陷是松遼盆地北部深層天然氣勘探的重點(diǎn)地區(qū).構(gòu)造上，該斷陷是由徐西、宋西2條邊界斷裂控制形成的箕狀盆地，由宋站低隆起和豐樂(lè)低隆起將其分割成南北3個(gè)局部次凹，分別是安達(dá)次凹、杏山次凹和肇州次凹.目前該斷陷已發(fā)現(xiàn)徐深1井、徐深21井等19個(gè)氣藏，天然氣探明儲(chǔ)量超過(guò)2×1011m3，充分展示了良好的天然氣勘探遠(yuǎn)景.

徐家圍子斷陷天然氣主要產(chǎn)于下白堊統(tǒng)營(yíng)城組一段、營(yíng)城組三段火山巖儲(chǔ)層和營(yíng)城組四段的火山角礫巖儲(chǔ)層中，天然氣主要來(lái)源于下白堊統(tǒng)沙河子組煤系地層，蓋層主要是營(yíng)城組一段頂部的火山巖及登婁庫(kù)組二段的泥巖.天然氣分子小，質(zhì)量輕，活動(dòng)性強(qiáng)，在地下具有較強(qiáng)的散失性[1-3].蓋層條件的優(yōu)劣決定氣藏的有無(wú)和儲(chǔ)量豐度的高低.蓋層對(duì)天然氣富集程度控制作用前人做過(guò)研究和探討[4-15],但這些研究主要是針對(duì)蓋層封閉能力與天然氣儲(chǔ)量豐度之間關(guān)系的研究，而從蓋層條件預(yù)測(cè)不同天然氣儲(chǔ)量豐度的氣藏分布的研究甚少.筆者對(duì)蓋層封閉能力與氣藏豐度之間關(guān)系進(jìn)行定量研究，預(yù)測(cè)徐家圍子斷陷不同儲(chǔ)量豐度天然氣氣藏分布區(qū)域，為指導(dǎo)天然氣勘探提供依據(jù).

1 氣藏蓋層封閉能力特征

1.1 蓋層巖性及其厚度

徐家圍子斷陷19個(gè)氣藏蓋層主要分布在營(yíng)城組一段頂部和登二段(見表1)，營(yíng)一段頂部蓋層為一套沉凝灰?guī)r和泥巖構(gòu)成的高聲波時(shí)差蓋層，這套蓋層主要分布在徐家圍子斷陷的南部.登二段主要是一套泥巖蓋層，幾乎整個(gè)斷陷分布，是徐家圍子斷陷南部營(yíng)四段火山角礫巖氣藏和斷陷北部營(yíng)三段火山巖氣藏的蓋層.厚度是影響氣藏蓋層封閉天然氣能力的重要參數(shù)之一，它不僅控制蓋層空間展布范圍的大小，還在一定程度上影響蓋層的封閉質(zhì)量.蓋層厚度越大，其空間展布面積越大，蓋層封閉天然氣的能力越強(qiáng)，越有利于天然氣的聚集與保存；反之，不利于天然氣的聚集與保存[3].由表1可看出，徐家圍子斷陷19個(gè)氣藏蓋層厚度變化較大， 最厚的達(dá)深X301井氣藏蓋層厚度可達(dá)93.5 m，最薄的升深2井氣藏蓋層厚度只有4.0 m，二者相差23倍.徐家圍子斷陷氣藏蓋層厚度分布見圖1.由圖1可看出，徐家圍子斷陷天然氣藏蓋層厚度主要分布在大于25.0 m，其次是2.5～10.0 m， 再次是10.0～25.0 m，不存在0～2.5 m的蓋層厚度.

表1 徐家圍子斷陷19個(gè)氣藏蓋層封閉能力與儲(chǔ)量豐度關(guān)系

注：p為蓋層排替壓力；s為氣藏含氣面積；Q為天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量；q為天然氣儲(chǔ)量豐度.

1.2 蓋層排替壓力

排替壓力是影響氣藏蓋層封閉天然氣能力的根本參數(shù).排替壓力越大，蓋層封閉天然氣的能力越強(qiáng)，越有利于氣藏中天然氣的聚集與保存；反之，不利于氣藏中天然氣的聚集與保存.由表1可看出，徐家圍子斷陷19個(gè)氣藏蓋層排替壓力差異較大，最大的芳深9井氣藏蓋層排替壓力可達(dá)11.0 MPa，最小的芳深8井的只有0.3 MPa，二者相差近37倍.徐家圍子斷陷氣藏蓋層排替壓力分布見圖2.由圖2可看出，徐家圍子斷陷19個(gè)氣藏蓋層排替壓力主要分布在大于5 MPa，其次是1～3 MPa和3～5 MPa，最小的是小于1 MPa.

圖1 徐家圍子斷陷氣藏蓋層厚度分布

圖2 徐家圍子斷陷氣藏蓋層排替壓力分布

2 氣藏儲(chǔ)量豐度特征

由徐家圍子斷陷19個(gè)氣藏天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量和含氣面積資料，對(duì)其天然氣儲(chǔ)量豐度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見1.由表1可以看出， 徐家圍子斷陷19個(gè)天然氣儲(chǔ)量豐度分布在 (0.72～55.47)×108m3/km2，平均為8.43×108m3/km2.按氣藏天然氣儲(chǔ)量豐度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)(見表2)，徐家圍子斷陷19個(gè)氣藏以中等儲(chǔ)量豐度的氣藏為最多，高、低儲(chǔ)量豐度的氣藏相對(duì)較少，特低儲(chǔ)量豐度的氣藏為最少(見圖3).

表2 氣藏天然氣儲(chǔ)量豐度等級(jí)劃分

3 氣藏儲(chǔ)量豐度與蓋層封閉能力之間關(guān)系

徐家圍子斷陷19個(gè)氣藏天然氣儲(chǔ)量豐度與其蓋層排替壓力之間關(guān)系見圖4.由圖4可看出，二者具有正相關(guān)關(guān)系，即蓋層排替壓力越大，氣藏天然氣儲(chǔ)量豐度越高；反之，越低，根據(jù)表2的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，由圖4得到徐家圍子斷陷高、中、低天然氣儲(chǔ)量豐度氣藏對(duì)應(yīng)的最小蓋層排替壓力分別為7.9，5.2，1.1 MPa .由此可以得到徐家圍子斷陷形成高、中、低和特低天然氣儲(chǔ)量豐度氣藏的排替壓力分別為p>7.9 MPa、5.2 MPa≤p≤7.9 MPa、1.1 MPa≤p<5.2 MPa和p<1.1 MPa.

圖4 徐家圍子斷陷氣藏蓋層排替壓力與天然氣儲(chǔ)量豐度關(guān)系曲線

4 不同儲(chǔ)量豐度氣藏分布區(qū)預(yù)測(cè)

圖5 徐家圍子斷陷泥巖和火山巖蓋層排替壓力與聲波時(shí)差關(guān)系曲線

由該斷陷火山巖和泥巖蓋層實(shí)測(cè)排替壓力數(shù)據(jù)與其聲波時(shí)差關(guān)系曲線(見圖5)，利用聲波時(shí)差資料對(duì)該斷陷營(yíng)一段頂蓋層和登二段蓋層排替壓力分布進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果見圖6.

由圖6可看出，該斷陷營(yíng)一段頂部蓋層排替壓力最大可達(dá)10 MPa，主要分布在徐深25井東南部，其次分布在芳深5井北部、徐深15井東部、芳深9井處和升深8井處，排替壓力超過(guò)8 MPa.由這些極值區(qū)向其四周營(yíng)一段頂部蓋層排替壓力逐漸減小，在徐深1井與芳深801井西北、徐深9井西南和徐深19井東南排替壓力達(dá)到最小(見圖6(a)).徐家圍子斷陷登二段蓋層最大排替壓力超過(guò)8 MPa，主要分布在徐深3—徐深23井、徐深302—徐深903井、徐深19井、汪901井和芳深6井等局部區(qū)域(見圖6(b)).由這些高值區(qū)向其四周登二段蓋層排替壓力逐漸減小，在斷陷邊部排替壓力小于5 MPa，在北部和西北邊部小于3 MPa和4 MPa.

根據(jù)徐家圍子斷陷封閉不同儲(chǔ)量豐度的氣藏蓋層排替壓力標(biāo)準(zhǔn)，徐家圍子斷陷營(yíng)一段蓋層封閉高儲(chǔ)量豐度氣藏的分布區(qū)域相對(duì)較小，僅分布在芳深6井、芳深9井、徐深232井、徐深23井、徐深3井、徐深14井、徐深25井和徐深11井以南局部地區(qū)封閉低儲(chǔ)量豐度氣藏的分布區(qū)域主要分布在徐深43—徐深7井、徐深9—徐深12井、徐深19—朝深6井、徐深27井、徐深211井、芳深801井和芳深5井等區(qū)域內(nèi)，分布面積明顯大于封閉高儲(chǔ)量豐度氣藏的分布區(qū)域；封閉中等儲(chǔ)量豐度氣藏分布區(qū)分布面積最大，主要分布在徐家圍子斷陷東部和西部廣大地區(qū)；無(wú)特低儲(chǔ)量豐度氣藏分布區(qū)(見圖7(a)).

圖6 徐家圍子斷陷蓋層排替壓力分布(單位：MPa)

徐家圍子斷陷登二段蓋層封閉高儲(chǔ)量豐度氣藏的分布區(qū)域主要分布在徐深3—徐深23井、徐深302—徐深903井、徐深19井、汪901井和芳深6井等局部區(qū)域內(nèi)；封閉低儲(chǔ)量豐度氣藏的分布區(qū)域主要分布在達(dá)深302井以北、宋深5井以東、衛(wèi)深5井以北、升深7井、徐深801井、肇深11等區(qū)域，面積明顯大于封閉高儲(chǔ)量豐度氣藏的分布區(qū)域；封閉中等儲(chǔ)量豐度氣藏的分布區(qū)域最大，主要分布在斷陷廣大地區(qū)；無(wú)特低儲(chǔ)量豐度氣藏分布區(qū)(見圖7(b)).

圖7 徐家圍子斷陷氣藏蓋層排替壓力與儲(chǔ)量豐度等級(jí)分布之間關(guān)系

5 結(jié)論

(1)徐家圍子斷陷天然氣蓋層主要為登二段發(fā)育的泥巖蓋層和營(yíng)一段頂部發(fā)育的沉凝灰?guī)r和泥巖蓋層，前者整個(gè)斷陷分布，是斷陷南部營(yíng)四段火山角礫巖氣藏和斷陷北部營(yíng)三段火山巖氣藏的蓋層；后者僅分布在斷陷南部，是營(yíng)一段火山巖氣藏蓋層.蓋層厚度大于2.5 m,主要分布在25.0 m以上.蓋層排替壓力以大于5.0 MPa為主.

(2)徐家圍子斷陷天然氣藏儲(chǔ)量豐度與蓋層封閉能力之間為正相關(guān)關(guān)系，要形成高、中等、低和特低儲(chǔ)量豐度的氣藏，蓋層的排替壓力分別為大于7.9 MPa、7.9～5.2 MPa、5.2～1.1 MPa和小于1.1 MPa.

(3)徐家圍子斷陷營(yíng)一段頂部蓋層和登二段蓋層主要以封閉中等儲(chǔ)量豐度氣藏分布區(qū)域?yàn)橹?，高和低?chǔ)量豐度氣藏分布區(qū)域較小，無(wú)特低儲(chǔ)量豐度的氣藏分布區(qū)域.