付廣 于桐

關(guān)鍵詞 斷裂附近；源斷砂空間配置；油氣運(yùn)聚；有利部位；預(yù)測(cè)方法

0 引言

隨著油氣勘探的深入，在砂泥巖含油氣盆地下生上儲(chǔ)式生儲(chǔ)蓋組合中，能夠找到的純構(gòu)造油氣藏越來(lái)越少，而斷裂附近斷砂空間配置形成的油氣藏越來(lái)越多，這類(lèi)油氣藏的形成除了受本身圈閉條件的控制外，同樣也要受油氣供給條件的控制。只有油氣供給條件和圈閉條件耦合一致時(shí)，方可使油氣聚集成藏，否則二者缺一，或二者均發(fā)育但不耦合，均無(wú)油氣聚集成藏。由此不難看出，能否準(zhǔn)測(cè)地預(yù)測(cè)斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位，對(duì)于正確認(rèn)識(shí)砂泥巖含油氣盆地下生上儲(chǔ)式斷裂附近斷砂空間配置圈閉中油氣分布規(guī)律及指導(dǎo)油氣勘探至關(guān)重要。

目前，斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位的研究相對(duì)較少，主要是關(guān)于斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位和斷裂附近斷砂空間配置油氣側(cè)向分流運(yùn)移的研究。斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位的研究主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面是根據(jù)源巖排烴分布區(qū)和油源斷裂凸面脊分布，研究停止活動(dòng)后斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位[1-3]，認(rèn)為源巖排烴分布區(qū)內(nèi)油源斷裂凸面脊發(fā)育部位，為停止活動(dòng)后斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位；另一方面是根據(jù)源巖排烴分布區(qū)與油源斷裂活動(dòng)速率相對(duì)較大部位，研究活動(dòng)期斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位[4-7]，認(rèn)為源巖排烴分布區(qū)內(nèi)的油源斷裂活動(dòng)速率較大部位，為活動(dòng)期斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位。斷裂附近斷砂空間配置油氣側(cè)向分流運(yùn)移的研究主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面是根據(jù)其斷蓋配置垂向是否封閉，研究斷裂附近斷砂空間配置是否側(cè)向分流運(yùn)移油氣[8-11]，認(rèn)為斷蓋配置垂向封閉，斷裂附近斷砂空間配置能側(cè)向分流運(yùn)移油氣；反之?dāng)嗔迅浇鼣嗌翱臻g配置不能側(cè)向分流運(yùn)移油氣。另一方面是根據(jù)砂體所在地層砂地比值相對(duì)大小，研究斷裂附近斷砂空間配置側(cè)向分流運(yùn)移油氣層位[12-13]，認(rèn)為砂體所在地層砂地比值相對(duì)較高的層位，應(yīng)是斷裂附近斷砂空間配置側(cè)向分流運(yùn)移油氣層位。

上述研究成果對(duì)正確認(rèn)識(shí)砂泥巖含油氣盆地下生上儲(chǔ)式斷裂附近斷砂空間配置圈閉中油氣分布規(guī)律及指導(dǎo)油氣勘探起到了非常重要的作用。然而，目前對(duì)斷裂附近斷砂空間配置油氣圈閉部位研究的相對(duì)較少，將源斷砂放在一起進(jìn)行空間配置研究油氣運(yùn)聚有利部位的更少，這無(wú)疑不利于指導(dǎo)油氣勘探。因此，開(kāi)展斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚的有利部位研究，對(duì)于正確認(rèn)識(shí)砂泥巖含油氣盆地下生上儲(chǔ)式斷裂附近斷砂空間配置圈閉中油氣分布規(guī)律及指導(dǎo)油氣勘探均具重要意義。

1 斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚機(jī)制及有利部位

所謂斷裂附近源斷砂空間配置是指斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位和斷砂空間配置油氣圈閉部位之間的配置關(guān)系。如果斷裂附近斷砂空間配置油氣圈閉部位位于源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位處或附近，斷砂空間配置圈閉可獲得大量油氣運(yùn)聚成藏，此源斷砂空間配置為油氣運(yùn)聚的有利部位（圖1，A處）；相反，如果斷裂附近斷砂空間配置油氣圈閉部位遠(yuǎn)離源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位，那么斷砂空間配置圈閉無(wú)法獲得大量油氣運(yùn)聚成藏，此源斷砂空間配置不是油氣運(yùn)聚的有利部位（圖1，B處）。

斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位是指源巖排烴分布區(qū)與斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位之間的配置關(guān)系。只有位于源巖排烴分布區(qū)的斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位才是斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位（圖1，A、B處），反之不是斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位。斷裂附近斷砂空間配置要形成油氣圈閉，除了要求斷砂空間配置二者傾向相反外，還必須要求斷裂側(cè)向封閉和砂體能儲(chǔ)集油氣，即斷裂側(cè)向封閉部位與油氣儲(chǔ)集砂體發(fā)育部位二者耦合部位才能形成斷裂附近斷砂空間配置油氣圈閉（圖1，A處），否則二者缺一，或二者均發(fā)育但不耦合，都不能形成斷裂附近斷砂空間配置油氣圈閉（圖1，B處）。

2 斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位預(yù)測(cè)方法

由上可知，要預(yù)測(cè)斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位，就必須斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位和斷砂空間配置油氣圈閉部位，取二者的重合部位即為斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位。

2.1 斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位預(yù)測(cè)方法

要預(yù)測(cè)斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位，就必須確定源巖排烴分布區(qū)和斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位。利用源巖地化參數(shù)隨埋深變化特征和源巖排烴門(mén)限明確方法[14]，厘清源巖排烴門(mén)限，據(jù)此便可確定源巖排烴分布區(qū)（圖2）。能輸導(dǎo)油氣的斷裂應(yīng)是連接源巖和目的層，且在油氣成藏期活動(dòng)的斷[15]，利用三維地震資料拆分目的層中斷裂斷穿層位，將上述斷裂圈在一起，即為斷裂輸導(dǎo)油氣區(qū)（圖2a）。由地震資料統(tǒng)計(jì)這些斷裂在不同測(cè)線處的斷距，利用最大斷距相減法[16]恢復(fù)斷裂在油氣成藏期的古斷距，再除以其活動(dòng)期，便可以得到不同測(cè)線處斷裂古活動(dòng)速率（圖2b）。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)已知井點(diǎn)斷裂古活動(dòng)速率與其附近油氣顯示特征，取油氣井最小古活動(dòng)速率作為斷裂伴生裂縫發(fā)育所需的最小活動(dòng)速率[17]，因?yàn)橹挥袛嗔寻樯芽p發(fā)育，斷裂方可輸導(dǎo)油氣，才有油氣在其附近運(yùn)聚成藏，油氣鉆探才能發(fā)現(xiàn)油氣；否則無(wú)油氣發(fā)現(xiàn)。將斷裂古活動(dòng)速率大于其伴生裂縫發(fā)育所需的最小活動(dòng)速率的部位圈在一起，便可得到斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位（圖2b）。源巖排烴分布區(qū)和斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位的耦合部位即為斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位。

2.2 斷裂附近斷砂空間配置油氣圈閉部位預(yù)測(cè)方法

要預(yù)測(cè)斷裂附近斷砂空間配置油氣圈閉部位，就必須明確斷裂側(cè)向封閉分布部位和能儲(chǔ)集油氣砂體分布部位。利用鉆井和地震資料統(tǒng)計(jì)斷裂在目的層內(nèi)的斷距和被其錯(cuò)斷地層巖層厚度，由式1計(jì)算斷裂在目的層內(nèi)斷層巖泥質(zhì)含量。

統(tǒng)計(jì)研究區(qū)已知井點(diǎn)斷裂在目的層內(nèi)斷層巖泥質(zhì)含量與其油氣顯示特征，取含油氣井最小斷層巖泥質(zhì)含量，作為斷裂側(cè)向封閉油氣所需的最小斷層巖泥質(zhì)含量[18]，這是因?yàn)橹挥袛嗔褌?cè)向封閉，油氣才能在附近的砂體中聚集成藏，油氣鉆探才能發(fā)現(xiàn)油氣；否則無(wú)油氣發(fā)現(xiàn)。將斷層巖泥質(zhì)含量大于其側(cè)向封閉所需的最小斷層巖泥質(zhì)含量的部位圈在一起，便可以得到斷裂側(cè)向封閉分布部位（圖3a）。由鉆井資料統(tǒng)計(jì)斷裂附近目的層砂地比值，統(tǒng)計(jì)研究區(qū)已知井點(diǎn)地層砂地比值與其內(nèi)砂體中油氣顯示特征，取油氣井最小砂地比值，作為能儲(chǔ)集油氣砂體所需的最小地層砂地比值[19]。將目的層砂地比值大于能儲(chǔ)集油氣砂體所需的最小地層砂地比值的部位圈在一起，便可得到斷裂附近目的層能儲(chǔ)集油氣砂體分布部位（圖3b）。將上述確定的斷裂側(cè)向封閉分布部位和能儲(chǔ)集油氣砂體分布部位疊合，二者重合部位即為斷裂附近斷砂空間配置油氣圈閉部位（圖3c）。

3 實(shí)例應(yīng)用

本文選取渤海灣盆地冀中坳陷廊固凹陷大柳泉地區(qū)舊州4條分支斷裂作為應(yīng)用實(shí)例，利用上述方法預(yù)測(cè)其附近沙三中下亞段源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位，并通過(guò)預(yù)測(cè)結(jié)果與目前沙三中下亞段已發(fā)現(xiàn)油氣分布之間關(guān)系，驗(yàn)證該方法用于預(yù)測(cè)斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位的可行性。

大柳泉地區(qū)是廊固凹陷西南部的一個(gè)油氣勘探重點(diǎn)地區(qū)，該區(qū)所鉆遇的地層主要有古近系和新近系，少量第四系，古近系地層主要是孔店組、沙河街組、東營(yíng)組，新近系地層主要是館陶組和明化鎮(zhèn)組。目前已發(fā)現(xiàn)油氣主要分布在沙三中下亞段，油氣主要來(lái)自下伏沙四段源巖，為下生上儲(chǔ)式生儲(chǔ)蓋組合。舊州斷裂位于大柳泉地區(qū)中部，為北北東走向，由4條走向近于一致的F1、F7、F8和F9分支斷裂構(gòu)成（圖4），其中F1、F7和F8斷裂延伸長(zhǎng)度相對(duì)較大，F(xiàn)9斷裂延伸長(zhǎng)度相對(duì)較小。舊州斷裂4條分支斷裂傾角均較大，均從下伏沙四段底部向上斷至館陶組底部，主要在沙三段沉積中期—東營(yíng)組沉積時(shí)期活動(dòng)，東營(yíng)組沉積之后停止活動(dòng)。由于舊州4條分支斷裂連接了沙三下亞段及沙四段源巖和沙三中下亞段，且在油氣成藏期（沙二段沉積時(shí)期）活動(dòng)，因此這4條斷裂應(yīng)是沙三中下亞段的油源斷裂。目前，華北油田在舊州4條分支斷裂附近的沙三中下亞段找到了大量油氣，主要分布在F7斷裂兩端和F9斷裂處，其余位置無(wú)油氣分布。這除了受構(gòu)造圈閉是否發(fā)育的影響外，還受其附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位的影響。因此，能否準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)舊州4條分支斷裂附近沙三中下亞段源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚的有利部位，對(duì)指導(dǎo)其油氣勘探至關(guān)重要。

3.1 斷裂附近源斷空間配置運(yùn)移油氣有利部位預(yù)測(cè)

根據(jù)大柳泉地區(qū)沙四段源巖地化參數(shù)隨埋深變化特征[20]及源巖排烴門(mén)限的確定方法[14]，確定大柳泉地區(qū)沙四段源巖排烴門(mén)限約為3 280 m，據(jù)此可以得到大柳泉地區(qū)沙四段源巖排烴分布區(qū)（圖4）。大柳泉地區(qū)沙四段源巖排烴分布區(qū)主要在中部地區(qū)，僅南部和北部邊部為非源巖排烴分布區(qū)，舊州4條分支斷裂位于沙四段源巖排烴分布區(qū)內(nèi)。按照上述研究方法，求取舊州4條分支斷裂在沙三中下亞段內(nèi)的古活動(dòng)速率，由圖5中大柳泉地區(qū)沙三中下亞段伴生裂縫發(fā)育所需的最小活動(dòng)速率，可知舊州4條分支斷裂伴生裂縫發(fā)育所需的最小活動(dòng)速率（圖6）。舊州4條分支斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位相對(duì)發(fā)育，主要分布在F9斷裂、F8斷裂除西南端部處、F7斷裂除中部及東北部局部處、F1斷裂中部。舊州4條分支斷裂位于沙四段源巖排烴分布區(qū)內(nèi)，因此，其輸導(dǎo)油氣有利部位即為斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位（圖4）。

3.2 斷裂附近斷砂空間配置油氣圈閉部位預(yù)測(cè)

由于斷裂發(fā)生上拱，舊州4條分支斷裂與沙三中下亞段砂體配置傾向相反，因此，能否形成圈閉主要取決于斷裂側(cè)向封閉性和砂體能否儲(chǔ)集油氣。斷裂側(cè)向封閉性與斷裂在沙三中下亞段的斷層巖泥質(zhì)含量有關(guān)，且泥質(zhì)含量越高，斷裂側(cè)向封閉性越強(qiáng)[21]。按照上述方法，求取舊州4條分支斷裂在沙三中下亞段內(nèi)斷層巖泥質(zhì)含量，并根據(jù)大柳泉地區(qū)不同井點(diǎn)斷裂在沙三中下亞段的斷層巖泥質(zhì)含量與油氣顯示關(guān)系（圖7），厘定舊州4條分支斷裂側(cè)向封閉分布部位（圖8）。大柳泉地區(qū)不同測(cè)線斷裂側(cè)向封閉油氣所需的最小斷層巖泥質(zhì)含量為29%（圖7），舊州4條分支斷裂在沙三中下亞段內(nèi)斷層巖泥質(zhì)含量大于此值的部位即為側(cè)向封閉分布部位?？梢钥闯?，舊州4條分支斷裂側(cè)向封閉部位主要分布在F9斷裂、F8斷裂除東北部局部處和F7斷裂除中北部處（圖8）。砂體能否儲(chǔ)集油氣與沙三中下亞段地層砂地比有關(guān)，地層砂地比值越高，砂體儲(chǔ)集油氣的能力越好[22]。利用鉆井資料統(tǒng)計(jì)大柳泉地區(qū)沙三中下亞段地層砂地比值，根據(jù)大柳泉地區(qū)已知井點(diǎn)沙三中下亞段地層砂地比值與其內(nèi)砂體中油氣顯示之間的關(guān)系（圖9），確定大柳泉地區(qū)沙三中下亞段地層能儲(chǔ)集油氣砂體分布部位（圖10）。大柳泉地區(qū)沙三中下亞段地層能儲(chǔ)集油氣砂體地層砂地比下限值為18%（圖9），只有地層砂地比大于此值的砂體才能儲(chǔ)集油氣。可以看出，大柳泉地區(qū)沙三中下亞段地層能儲(chǔ)集油氣砂體主要分布在F9斷裂、F8斷裂除中北部局部處、F7斷裂除中北部處和F1斷裂西南局部及東北部（圖10）。

將上述已確定的舊州4條分支斷裂側(cè)向封閉部位和沙三中下亞段能儲(chǔ)集油氣砂體分布部位疊合，便可得到舊州4條分支斷裂與沙三中下亞段砂體配置油氣圈閉部位（圖11）。疊合圖顯示，舊州4條分支斷裂與沙三中下亞段砂體配置油氣圈閉部位主要分布在F9斷裂、F8斷裂的西南部及東北部局部、F7斷裂的西南部及東北部。

3.3 斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位及其與油氣聚集關(guān)系

將上述已確定的舊州4條分支斷裂附近沙三中下亞段斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位和斷裂附近斷砂空間配置油氣圈閉部位疊合，便可得到附近沙三中下亞段源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位（圖12）?？梢钥闯?，舊州4條分支斷裂附近沙三中下亞段源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位主要分布在F9斷裂、F8斷裂中部西南及東北部局部、F7斷裂西南部。

4 結(jié)論

（1） 只有斷裂附近斷砂空間配置油氣圈閉部位與源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位耦合，才有利于砂泥巖含油氣盆地下生上儲(chǔ)式油氣運(yùn)聚成藏，為斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位；否則不是斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位。

（2） 渤海灣盆地冀中坳陷廊固凹陷大柳泉地區(qū)舊州4條分支斷裂附近沙三中下亞段源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位，主要分布在F9斷裂、F8斷裂中部西南及東北部局部、F7斷裂西南部，有利于下伏沙四段源巖生成油氣沿?cái)嗔迅浇磾嗫臻g配置運(yùn)移油氣有利部位向上覆沙三中下亞段斷裂附近斷砂空間配置圈閉中運(yùn)聚成藏，與目前舊州4條分支斷裂附近沙三中下亞段已發(fā)現(xiàn)油氣分布部位相吻合。

（3） 通過(guò)確定斷裂附近源斷空間配置油氣運(yùn)移有利部位和斷砂空間配置油氣圈閉部位，兩者疊合建立了一套斷裂附近源斷砂空間配置油氣運(yùn)聚有利部位的預(yù)測(cè)方法，并經(jīng)實(shí)例應(yīng)用，驗(yàn)證了該方法的可行性。該方法適用于砂泥巖含油氣盆地?cái)嗔迅浇磾嗌翱臻g配置油氣運(yùn)聚有利部位的預(yù)測(cè)。