陳云華
【摘 要】車西地區(qū)具備具備優(yōu)越的生油條件,北部陡坡帶扇體發(fā)育。但由于對儲層發(fā)育主控因素缺乏系統(tǒng)、深入的分析研究,對砂巖展布規(guī)律和有效儲層發(fā)育規(guī)律認識不清,從而嚴重制約了該地區(qū)巖性油藏的勘探進程。通過對古水深、古物源、古地貌、古旋回等控砂機制的深入研究,明確了車西地區(qū)砂礫巖體的分布規(guī)律和有效儲層的發(fā)育特點,明確了下一步的勘探方向和潛力。
【關(guān)鍵詞】車西地區(qū);砂礫巖體;物源;古地貌;主控因素
中圖分類號: P618.13;P631.4文獻標識碼: A 文章編號: 2095-2457(2019)01-0241-002
濟陽坳陷東營、沾化、惠民等凹陷的北部陡坡帶均發(fā)育較大規(guī)模的砂礫巖體。長期以來,通過深化東營凹陷鹽家地區(qū)陡坡扇體的控砂控藏分析,形成了相對成熟的砂礫巖體勘探技術(shù),該區(qū)已累計上報探明儲量近5000萬噸,沾化凹陷渤南地區(qū)也已上報探明儲量約2000萬噸。相對而言,車西北帶具有1.5億噸的資源量,但沒有探明儲量。制約車西地區(qū)勘探進程的關(guān)鍵因素是儲層主控因素和展布規(guī)律認識不清。從車西地區(qū)的沉積特點出發(fā),通過精細解剖、系統(tǒng)研究,分析該區(qū)沉積儲層的主控因素和有效儲層的展布規(guī)律,以指導(dǎo)該區(qū)的油氣藏勘探。
1 地質(zhì)概況
1.1 構(gòu)造特征
車鎮(zhèn)凹陷是一個北斷南超、北深南淺的箕狀斷陷盆地。車西地區(qū)位于車鎮(zhèn)凹陷的西部,具有南北向分帶,東西向分段的特點。自北向南劃分為陡坡帶、洼陷帶、緩坡帶,其中陡坡構(gòu)造帶緊鄰埕南邊界斷層展布 ,沿埕南斷層呈長帶狀展布。
1.2 地層特征
車西地區(qū)自下而上鉆遇太古界、古生界、中生界和新生界。太古界、古生界、中生界地層組成了本區(qū)的基底,其中太古界為一套變質(zhì)的花崗片麻巖。新生界地層由南向北超覆在埕南斷面之上。不同構(gòu)造部位、不同地區(qū)地層的發(fā)育規(guī)律有所不同。新生界普遍發(fā)育砂礫巖扇體,砂礫巖扇體具有厚度大,由北向南逐漸減薄的特點,其中下第三系砂礫巖扇體是研究的主要對象。
2 儲層發(fā)育主控因素
2.1 沉積特征
通過鉆井、取心、地化、地震綜合分析認為,隨埕南斷層的演化,車西地區(qū)不同的沉積時期,不同的構(gòu)造背景之上發(fā)育洪積扇、近岸水下扇、扇三角洲、深水濁積扇等多種扇體類型。
2.2 儲層發(fā)育主控因素
做為窄陡型盆地,車西地區(qū)有其自身的構(gòu)造沉積特點。從其特殊性入手,系統(tǒng)研究該區(qū)構(gòu)造演化、沉積充填、古沉積動力等,明確了古水深、古物源、古地貌、古旋回對砂巖分布的控制作用。針對車西地區(qū)扇體儲層發(fā)育主控因素,以往專家學(xué)者進行過一些研究分析。這里主要討論古水深與扇體類型,古物源與扇體規(guī)模,古地貌與砂體展布,古旋回與圈閉類型等一些新的認識和觀點。
古水深——扇體類型? 車西地區(qū)發(fā)育有多類型、多期次的砂礫巖扇體,其中沙三中、上亞段以小型的扇三角洲、濁積扇為主,沙三下亞段則發(fā)育較大規(guī)模的近岸水下扇、深水濁積扇。沙四上亞段做為一套新的勘探層系,其沉積類型認識不清。通過古地貌和鉆井泥巖顏色統(tǒng)計完成的暗色泥巖分布圖,可以預(yù)測沙四上亞段的水體環(huán)境。沙四上亞段沉積早期,為斷陷初期半干旱氣候條件,湖水分布范圍小而局限,僅限于盆地中心部位。受前第三系古潛山的分割作用,暗色泥巖主要集中在三個井區(qū),自西向東分別是車253、車79和車66井區(qū),這些地區(qū)的北部,屬于暴露的氧化環(huán)境。分析認為,該沉積時期主要發(fā)育洪積扇,局部地區(qū)發(fā)育扇三角洲。沙四上亞段沉積晚期,隨著湖水的擴張,盆地中心的中部和東部大部分已被湖水淹沒,北部及西部地區(qū)仍暴露在氧化環(huán)境之下。分析認為該時期,中部和東部地區(qū)主要發(fā)育扇三角洲,局部地區(qū)如車66井區(qū)發(fā)育一定規(guī)模的近岸水下扇。沙三下亞段處于斷陷最強烈時期,降水量大,湖平面不斷上升,車西地區(qū)基本被湖水淹沒,沿陡坡帶的凸起邊緣主要發(fā)育近岸水下扇體及深水濁積扇類型。
古物源——扇體規(guī)模? 物源供給量的大小控制不同時期、不同地區(qū)扇體沉積的規(guī)模差異。自下而上砂礫巖扇體隨著埕南斷層拉伸而向北退卻。規(guī)??傮w上具有減少的特點。沙三下亞段沉積時期湖水持續(xù)加深,可容空間增大,物源供應(yīng)充足,沿陡坡帶的凸起邊緣廣泛發(fā)育近岸水下扇體,并形成了多個厚度中心,砂巖百分含量高值區(qū)一般50--70%。進入沙三中亞段沉積之后,物源供應(yīng)量減少,砂礫巖體規(guī)模減少,沙三上亞段扇體持續(xù)萎縮,厚度變薄。
針對物源方向的研究,以往主要通過鉆井統(tǒng)計進行分析,由于鉆井主要集中在車57、車25、車3等鼻狀構(gòu)造之上,認為鼻狀構(gòu)造的北部是物源的注入口。通過邊界斷裂的刻畫,明確了主要目的層各個砂層組的物源注入口,分析結(jié)果與以往認識恰好相反。認為鼻狀構(gòu)造的兩翼對應(yīng)著古沖溝,其前方是砂體的有利沉積區(qū),車西地區(qū)主要發(fā)育5個古沖溝,即車58、車古25兩翼、車2東翼以及車66東翼。
古地貌——砂體展布? 古地貌包括沉積通道古地貌和沉積區(qū)古地貌。砂礫巖體的分布明顯受古地貌的控制,砂礫巖體優(yōu)先沉積于古沖溝前方對應(yīng)的古地貌低洼區(qū)。扇體總體表現(xiàn)為大溝對大扇、小溝對小扇的“溝扇對應(yīng)”特點;深水濁積扇受控于沉積古地貌,平面上沿邊界斷裂前方低洼區(qū)呈土豆狀相間分布,與近物源方向水下扇體具有一定對應(yīng)關(guān)系,表現(xiàn)出“底形控砂、相間分布”的沉積特點。古物源與古地貌相匹配,可以明確砂體的宏觀展布規(guī)律。另外,車西地區(qū)古地貌對砂體展布的控制作用還具有以下特點。
(1)古底型多樣性特點 分析認為車西地區(qū)主要發(fā)育滾動式半地塹和復(fù)式半地塹兩種古底型控砂模式。滾動式半地塹的邊界斷裂為板式、鏟式正斷層,前方多發(fā)育近岸水下扇沉積類型,類型單一,主要表現(xiàn)為垂向加積,自沙四段到東營組均為一套連續(xù)的粗碎屑沉積,中間缺少泥巖隔層。平面上,扇體分布相對較窄。復(fù)式半地塹的邊界斷裂為坡坪式正斷層,沉積類型相對富。除了在斷層根部發(fā)育近岸水下扇外,湖盆沉降中心區(qū)發(fā)育深水濁積扇。這里兩種類型的沉積、沉降中心存在較大區(qū)別。滾動式半地塹古底型的沉積與沉降中心統(tǒng)一,均靠近邊界斷層。復(fù)式半地塹沉降中心位于車西地區(qū)的中心部位即砂礫巖體的前方,近岸水下扇主要在邊界斷層處沉積,而深水濁積扇則在前方的低洼區(qū)即沉降中心處沉積。通過古底型恢復(fù),建立不同地區(qū)的古底型模式,可以明確不同類型的有利勘探區(qū)及下步勘探方向。
(2)古邊界斷層的控制作用? 古邊界斷裂傾角的大小影響了有利儲層的展布范圍。一般而言,角度越大,扇根越寬,扇中亞相寬度越窄。通過沿物源方向的9條剖面進行邊界斷層角度、扇體扇根及扇中亞相寬度的統(tǒng)計,明確了車西地區(qū)邊界斷層的坡度與相帶寬度的關(guān)系。從分析成果可以看出,車西地區(qū)的古邊界斷層傾角一般在35-45°之間,致密扇根的寬度一般在1400-2500之間。相對于東營凹陷鹽家地區(qū)而言,車西地區(qū)的邊界斷層坡角更大,這也是研究區(qū)有效儲層寬度小于鹽家地區(qū)的一個原因。
(3)古隆起對沉積的控制作用? 前第三系殘留地層的前方和側(cè)翼是有利儲層的發(fā)育區(qū)。位于殘留地層的前方的車57、車571、車古208等井均鉆遇物性較好的砂體,試油均獲的工業(yè)油流,其中車57井日產(chǎn)油21.2噸。分析認為物源可能來自三個方面,一是物源來自埕寧隆起并沿古隆起向南推進入湖;二是物源來自埕寧隆起,首先沿古沖溝在低洼處沉積,在填洼補齊之后,砂體可沿古隆起周緣的低洼處向前推進;三是處在湖岸線之上的古隆起自身暴露剝蝕,為周圍區(qū)域提供物源。無論是直接入湖的近岸水下扇還是推進距離相對較遠的深水濁積扇,都是儲層物性相對較好的有利儲層。另外,車57、車571有利儲層的發(fā)育受古湖岸線的控制,通過古湖岸線的分析可以明確各個期次砂體縱向上的發(fā)育特點。另外受地貌的控制作用,在古隆起的側(cè)翼發(fā)育有多期超覆砂體超覆現(xiàn)象且儲層物性較好。
古旋回——多種圈閉? 從構(gòu)造演化看,車西地區(qū)沙三段-沙四段包括2個斷陷旋回,由非均衡沉降向均衡沉降轉(zhuǎn)換,其中Es4上及Es3上為均衡沉降,盆地寬緩,Es4下及Es3中下為非均衡沉降,盆地結(jié)構(gòu)北陡南緩。盆地結(jié)構(gòu)的差異性形成了不同的充填樣式及儲蓋組合配置。車西地區(qū)在斷陷活動和氣候干濕交替變遷過程中形成了多旋回的沉積層序和多個不整合間斷面。其中沙三上~沙二下氣候由潮濕轉(zhuǎn)向干旱,湖水明顯后退水體變淺,可容空間減小。北部陡坡帶發(fā)育扇三角洲體系,地層超覆在沙三中之上,上部地層遭受剝蝕,形成不整合面。總體上,車鎮(zhèn)北帶古近系沉積體系經(jīng)歷了沖積扇—扇三角洲—遠源型近岸水下扇—近源型近岸水下扇-扇三角洲(三角洲)-近岸水下扇的演化序列。另外,縱向上的多旋回的沉積演化,形成了有利的儲蓋配置,區(qū)域上東營組—沙一段泥巖蓋層及砂礫巖體沉積間斷、遷移形成的局部泥巖蓋層,都是有利的蓋層。
2.3 有效儲層展布規(guī)律
為了圈定有效的儲層,對砂礫巖體的巖性空間分布進行定量計算,圈定的方法是在砂礫巖體中剔除非有效的致密礫巖,研究中應(yīng)用了地球物理分析和地質(zhì)綜合統(tǒng)計兩種方法。統(tǒng)計車西地區(qū)多口井點不同深度的致密扇根寬度,將不同井點的致密扇根寬度和對應(yīng)深度進行擬和,求得致密扇根寬度和深度的擬和公式。利用該計算結(jié)果,在每個砂組的砂巖厚度等值線圖上可以定量描述致密扇根的寬度,并明確有效儲層的北部邊界,每個砂層組的南邊界25m砂巖厚度等值線是該砂層組有效儲層的南部邊界,這樣就可以計算出該砂層組有效儲層的范圍和厚度。
通過古水深、古物源、古地貌、古充填對砂體控制因素進行分析,在宏觀規(guī)律的指導(dǎo)下,結(jié)合扇體描述和鉆井統(tǒng)計,明確了各個砂層組有利儲層的分布規(guī)律。
3 結(jié)論
陡坡扇體是車西地區(qū)重要的勘探類型之一,物源主要來自北部的埕寧凸起。對控砂機制進行深入研究的基礎(chǔ)之上,分析了古水深、古物源、古地貌、古旋回對砂巖分布的控制作用,明確了砂巖展布規(guī)律以及有效儲層的發(fā)育特點。綜合分析認為車西地區(qū)砂礫巖體具有巨大的勘探潛力,縱向上圈閉類型多樣,平面上勘探空間廣大。以沙三下為例,完鉆井主要集中在車57、車25、車3等地區(qū),有利儲層最發(fā)育的地區(qū)勘探程度低。研究對車西地區(qū)陡坡扇體的勘探具有一定的指導(dǎo)意義。
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