西南石油大学学报(自然版)  2015, Vol. 37 Issue (5): 40-46
东营凹陷广饶潜山周缘油气聚集规律研究    [PDF全文]
高侠1 , 王建伟2    
1. 中国石化胜利油田分公司物探研究院, 山东 东营 257022;
2. 中国石化胜利油田分公司现河采油厂, 山东 东营 257068
摘要: 针对东营凹陷广饶潜山周缘油气成藏期次及富集过程研究难点, 展开了成藏关键时刻和油气成藏过程分析。研究中采用多个层系油水界面统计分析及古油水界面恢复方法, 明确了各个含油区块的成因关系。馆陶末期和明化镇末期是油气成藏的两个关键时刻。由于高砂泥比地层不整合面的遮挡能力十分有限, 随着北部生烃洼陷的不断供烃, 多层系油藏围绕大型不整合面不断调整, 形成了自北向南多层系逐步调整的动态成藏模式。研究区油气聚集过程在盆缘区应具有普遍性, 这对该领域的油气勘探具有良好的指导意义。
关键词: 大型不整合面     成藏期次     古油水界面     动态调整     广饶潜山    
Hydrocarbon Accumulation and Distribution in the Periphery of Guangrao Buried Hill in the Dongying Sag
Gao Xia1 , Wang Jianwei2    
1. Geophysical Research Institute, Shengli Oilfield Company, SINOPEC, Dongying, Shandong 257022, China;
2. Xianhe Production Plant, Shengli Oilfield Company, SINOPEC, Dongying, Shandong 257068, China
Abstract: Aiming at the research difficulty of hydrocarbon accumulation period and enrichment process in the periphery of Guangrao buried hill in the Dongying Sag, critical moments and process of reservoir forming are analyzed in this paper. Genetic relationship among oil-bearing blocks is determined through the methods of multi-layer oil-water interface statistical analysis and paleohydrocarbon-water contact reconstruction. Late Guantao depositional period and late Minghuazhen depositional period are the two critical moments of reservoir forming. Due to the limited blocking capability of the unconformities with high sand/shale ratio, with the continuous hydrocarbon supply from the northern hydrocarbon generation sag, multi-layered hydrocarbon reservoirs constantly adjust around the large scale unconformity surface, and a dynamic accumulation model is formed which is characterized by gradual adjustment from north to south in multiple layers. Petroleum accumulation in the study area should be universal and it will be of good guiding significance for petroleum exploration in the similar areas.
Key words: large scale unconformity surface     hydrocarbon accumulation period     paleohydrocarbon-water contact     dynamic adjustment     Guangrao buried hill    
引言

广饶潜山处于东营凹陷南缘的一个大型鼻状构造带上,目前该区自上而下发现有馆陶组、沙河街组及奥陶系碳酸盐岩潜山等多套含油层系,具有典型的复式油气聚集背景。该区地层超覆和剥蚀作用十分频繁,其中第三系顶、底部两个大型不整合面表现出明显角度不整合[1-3]。由于紧邻物源区,各个层系砂岩及砾岩含量较高[4-5],储层十分发育,油气富集的遮挡条件相对偏差,油气富集规律一直是该区研究的难点。

针对该区地质条件,本文明确了油气成藏关键时刻,并根据多个层系油水界面的关联性阐明了广饶潜山周缘油气藏动态富集过程。

1 区域地质概况

研究区东接八面河油田,西临博东潜山,南部为鲁西隆起,北部毗临王家岗油田,为一储量上亿吨,集砂岩普通稠油油藏、砂砾岩特超稠油油藏、潜山灰岩特稠油油藏于一体的大型油田(图 1)。

图1 乐安油田区域构造图 Fig. 1 Tectonic map of Yue′an Oilfield

油田自上而下分为馆陶组、沙一段、沙二段、沙三段、沙四段、孔店组、奥陶系等7套含油层系。储层类型多,岩性复杂,成岩作用差,非均质性严重。地面原油密度0.923 8~1.036 0 kg/m3,50 ℃条件下地面原油黏度500~120 000 mPa·s[6]。广饶潜山周缘油藏类型主要为地层油气藏,可进一步细分为地层超覆稠油油藏、地层不整合遮挡稠油油藏和潜山稠油油藏。

2 成藏关键时刻确定

乐安油田为一个大型稠油富集区,原生油藏经历了多次的调整过程。地层埋藏浅,储层胶结程度很弱,一些常规成藏关键时刻评价方法很难应用于该区[7-9]。本次研究主要选用焦油席恢复古油水界面方法和油藏饱合压力恢复方法分别确定出该区原生油气藏形成和调整的关键时刻。

2.1 原生油藏形成期

沿着广饶潜山周缘规模储量区现今油水边界外围存在着大量的焦油席,如草13-157井沙四段及馆陶组、草10井沙四段、草21井沙四段及草321馆陶组录井上厚层砂岩顶部见到油斑及油侵,是油气规模聚集后经调整残留下的古油水边界证据。通过对现今已知油气藏的油气水界面及其外围焦油席分布情况,采用平衡剖面恢复技术可以确定油气藏古油水界面演变史,进一步追溯原生油气藏形成的关键时刻。草4块沙四段油气藏低部位的草13-157井和草10井沙四段现今焦油席具有不同的埋藏深度,古地质历史时期应埋深大致相同。通过古油水界面的初步分析,认为沙四段和馆陶组油气藏规模比现今探明储量规模要明显大。依据上述理论和资料基础,建立了油气藏与外围含焦油席井的平衡剖面,在压实校正基础上进行地层回剥(图 2)。广饶潜山北部原生油气藏主要形成于馆陶晚期(5.3 Ma),在该区已经形成了较大规模的油气富集,当时草4含油区块的沙四段及馆陶组油气藏古油水界面处于草10井附近。

图2 广饶潜山北部过井平衡剖面及古油水界面演化图 Fig. 2 Cross-hole balanced-section and paleohydrocarbon-water contact evolution diagram in northern part of Guangrao buried hill
2.2 油气藏强烈调整期

利用原油的饱和压力可确定油藏形成时的埋深,再结合埋藏史,即可确定油藏的形成时间,这种根据饱和压力确定油藏形成时间的研究方法已经得到了广泛应用[10-11]。随着北部生油洼陷向该区不断供烃[12],广饶潜水周缘原生油气藏经历了不断地调整,利用饱和压力恢复方法可以进一步认识油藏改造的地质历史时间。

广饶潜水周缘多口井测试过油藏饱和压力,其中草20-11-13馆陶组油层埋深912.5 m,油藏实测饱和压力7.04 MPa,油气藏调整期主要发生在明化镇晚期(图 3)。同时多口井饱和压力计算结果均表明北部原生油气藏在明化镇晚期曾发生强烈的调整。

图3 草20-11-13井区古近系埋藏史图 Fig. 3 Tertiary burial history of Cao 20-11-13 well block

因此,草桥地区油气成藏存在两个关键时刻,北部原生油气藏主要形成于馆陶期末,明化镇期末原生油气藏经历了强烈的调整,而一些次生油气藏得以形成。

3 油藏动态富集规律研究 3.1 油藏油水界面关联性分析

结合目前该区开发状况,围绕着Tg大型不整合面上、下地层油气藏的油水界面具有很大的关联性。广饶潜山带自低至高部位,油水界面依次升高,如草20潜山油水边界为-1 020±10 m,草古1潜山油水界面-960±10 m,广气2潜山油水界面为-750±10 m,而草古125潜山油水界面为-580±10 m(表 1)。自北向南依次超覆其上的沙河街组沙四段油藏的油水界面为-1 113±10 m,含油高度达到235 m,相应该区不整合面遮挡能力约0.46 MPa;相继超覆的沙三段、沙二段及馆陶组下段油藏的油水界面为-960±10 m,含油高度达到75 m,hfill相应该区不整合面遮挡能力约0.14 MPa;最后超覆的馆陶组馆上段油藏的油水界面为-770±10 m,而含油高度仅为42 m,相应该区不整合面遮挡能力约0.08 MPa。

表1 广饶潜山及周缘探明区块油水边界一览表 Table 1 General chart of oil/water boundary in proved block of Guangrao buried hill and its periphery

广饶潜山多层系油水界面具有明显的关联性,主要存在4个油水界面:-1 113±10 m(草4块沙四段)、-960±10 m(草20馆下段、草南馆下段及沙河街组和草古1奥陶系潜山)、-770±10 m(草27馆上段和广气1奥陶系潜山)和-580±10 m(草古125奥陶系潜山)。

不同层系油气藏的油水界面存在着很好的对应关系,反映出草桥地区各个层系油气成藏过程不是独立的,是北部原生油气藏经过不整合面的侧向及层间调整[10],油气由北向南逐步拓展富集的一个过程。

3.2 阶段性富集动态模式

根据稳定型盆地边缘多个油气藏的现今油水界面关系、古油水界面的变迁及各含油层系空间组合样式,研究表明,广饶潜山周缘具有阶段性富集的动态成藏模式[13-16]

馆陶期末,北部几个生油洼陷生成的油气不断向南部的广饶潜山运移,首先在广饶潜山带北部富集成藏(Ⅰ期)。围绕古近系顶、底部Tg大型不整合面形成基底潜山、沙四段和馆陶组3个大型油气富集单元(图 4)。相对于现今油藏分布范围而言,古油藏聚集规模很大,在广饶潜山北部草20潜山、草4区块沙河街组及馆陶组含油整体呈带状分布。

图4 广饶潜山周缘油气成藏动态模式图 Fig. 4 Dynamic model of hydrocarbon reservoir forming around Guangrao buried hill

由于不整合面遮挡条件有限,伴随着拗陷期盆缘的沉降掀斜作用[17-21],北部原生油气藏在明化镇晚期沿着大型不整合面区域运移及层间调整。南部草古1潜山及草南地区馆陶组开始成藏(Ⅱ期),这些次生油气藏与北部草20块馆陶组相通具有大致相同的油水界面(-960±10 m)(图 5)。

图5 草桥地区多阶段富集和成藏后现今油气分布图 Fig. 5 Current oil and gas distribution map after multiple stages of hydrocarbon accumulation and reservoir forming in Caoqiao Area

馆上段披覆在草古1潜山之上,古近系不整合对草古1潜山油气进行了再次层间调整,导致其上覆草27块馆上亚段的成藏(Ⅲ期)。草27馆陶组在高部位又超覆于广气2潜山之上,进而导致广气2潜山成藏。草27馆上段油气藏与广气2潜山具有大致相同的油水界面(-770±20 m)。

广气2潜山成藏后,披覆之上的明化镇组也可以接受成藏,以及最南部草古125潜山带开始成藏(Ⅳ期)。目前,草古101井在明化镇组-580 m处见到了油层,这与草古125潜山油水界面一致。由于最南部勘探程度较低,其油气运移机理目前尚处于认识阶段,依照北部油气动态富集过程分析草古125潜山带周缘明化镇组应存在一定勘探潜力。

总之,根据现今不整合油藏的含油高度及密度计算表明,盆缘地区不整合面排替压力有限,并且随层系变化具有明显的分段性。随着北部洼陷带生成的烃类物质不断向广饶潜山供给,该区油气富集表现出了不断调整的过程,最终实现多层系油藏的油水界面具有很好的关联性。

4 结语

(1) 对于盆缘大型油气聚集区,利用焦油席恢复古油水界面方法和油藏饱合压力恢复方法可以有效解决成藏关键时刻评价问题,明确了研究区原生油气藏主要形成于馆陶晚期,而明化镇晚期发生了规模调整。

(2) 盆缘地区岩相以粗碎屑岩为主要构成,不整合面遮挡能力有限,围绕不整合面多层系油藏之间存在着不断调整和动态平衡过程,从而表现出自北向南多层系动态成藏模式。

(3) 广饶潜山油气富集规律研究难度大,长期以来缺乏该方面的系统研究。随着勘探开发程度的提高,资料更加丰富,本文对盆缘地区油气沿着不整合会发生不断调整的成藏过程进行初步探索,揭示出不整合遮挡条件的不稳定性和相对性,必将对该领域研究和油气勘探工作提供很好的启示。

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