蔣成剛

（大慶油田有限責任公司第七采油廠，黑龍江大慶 163517）

敖包塔油田西翼葡萄花油層油水分布及成藏模式

蔣成剛

（大慶油田有限責任公司第七采油廠，黑龍江大慶 163517）

敖包塔油田西翼葡萄花油層資源潛力豐富，但油水分布復雜、成藏模式認識不清楚嚴重制約儲量的有效動用．結合地震解釋、測井、試油等資料，在構造特征及斷裂系統(tǒng)劃分、砂體類型及規(guī)模研究基礎上，分析油水分布特點及控制因素，總結油氣成藏條件及模式，根據(jù)斷裂與砂體組合關系劃分有利成藏模式．結果表明：受局部斷塊、巖性雙重控制，全區(qū)無統(tǒng)一油水界面，平面“低油高水”、垂向“上水下油”現(xiàn)象頻繁；葡萄花油層屬于“下生上儲、斷層溝通、斷層—巖性遮擋”成藏模式，油氣來自下覆青一段源巖，反轉期活動斷裂為主要油源斷裂；根據(jù)該區(qū)斷裂、砂體組合特點，可細分出“下傾油源斷裂溝通—上傾巖性尖滅”、“上傾反向斷裂遮擋—側向巖性尖滅”和“局部正向構造—高斷塊控藏”3類有利成藏模式．

復雜油水分布；成藏控制因素；有利成藏模式；葡萄花油層；敖包塔油田西翼

0 引言

隨著油田勘探工作的日益深入及石油地質(zhì)理論的逐步完善，大慶油田中淺層油氣勘探重點已由大型構造油氣藏轉向巖性、地層等隱蔽油氣藏，并相繼在大慶長垣兩側凹陷葡萄花油層及扶余油層取得油氣重大突破［1—4］．該類油氣藏通常形成在凹陷或斜坡背景上，普遍具有復雜油水分布［5—8］，油氣成藏過程主要受源儲配置關系［9］、與油氣運移有關的斷裂［10—11］、砂體規(guī)模及形態(tài)等控制．其中，斷裂與砂體兩者空間組合關系決定著油氣運移方式及聚集部位［12—13］，通常該類油氣藏不存在固定的成藏模式，應結合具體地質(zhì)條件進行分析．敖包塔油田位于松遼盆地大慶長垣的南部，構造主體部位已進入油田開發(fā)后期，油田勘探重點逐步向構造兩翼部位轉移［14］．目前，在西翼斜坡區(qū)葡萄花油層已鉆探井評價井43口，試油高產(chǎn)工業(yè)油流15口，提交地質(zhì)儲量400×104t，但是西翼斜坡區(qū)油水分布復雜，平面上“低油高水”、垂向上“上水下油”現(xiàn)象發(fā)育，導致該區(qū)葡萄花油層油氣儲量動用程度低、效果差．人們從沉積、成藏條件等方面對敖包塔油田葡萄花油層進行大量研究［15—16］，但對西翼空白區(qū)復雜油水分布形成原因、有利油氣聚集模式的研究不夠深入．為此，筆者從斷裂期次劃分、砂體類型及規(guī)模等方面，分析該區(qū)復雜油水分布特點及控制因素，結合斷裂及砂體配置關系總結有利成藏模式，以期對敖包塔構造西翼空白區(qū)葡萄花油層有利區(qū)優(yōu)選及儲量有效動用提供指導，同時也有助于完善構造兩翼斜坡區(qū)隱蔽油氣藏成藏理論．

1 區(qū)域地質(zhì)概況

敖包塔油田北接葡萄花油田，東西兩側分別與三肇凹陷、古龍凹陷相鄰（見圖1（a）），整體呈現(xiàn)南北向長條狀鼻狀構造．西翼處于敖包塔構造向古龍凹陷傾沒的斜坡上，整體呈“北高南低、東高西低”單斜形態(tài)，構造傾向北東向（見圖1（b））．該區(qū)葡萄花油層斷裂發(fā)育，規(guī)模中等，斷距分布在10～50m之間，平面延伸長度為1～6km，斷裂走向以南北向、北北西向為主（見圖1（b）），北東向斷裂較少；斷裂走向與構造等值線基本平行．因此，該區(qū)構造圈閉不發(fā)育，類型主要為規(guī)模較大斷裂走向變化處形成的斷層遮擋，或幾條斷裂切割形成的斷塊型圈閉．根據(jù)斷裂生長指數(shù)、構造發(fā)育史剖面，確定該區(qū)葡萄花油層斷裂活動主要經(jīng)歷青山口沉積早期、姚家組—嫩一二沉積時期、嫩江組沉積末期、明水組沉積末期、古近系末期五期構造運動．根據(jù)斷裂是否在反轉期（嫩江組末期、明水組末期或古近系末期）活動，將葡萄花油層斷裂劃分為拗陷期形成反轉期活動斷裂及拗陷期斷裂2類．前者，一般斷穿T2—T06，垂向溝通葡萄花油層及青一段源巖，且在油氣大規(guī)模排烴期（明水組沉積末期及其以后［17—18］）活動開啟．該類斷裂為葡萄花油層油氣垂向運移的輸導通道（下稱油源斷裂），控制葡萄花油層油氣運移［15］．后者，一般斷穿T2—T1或T11—T1．該類斷裂因在反轉期不活動，控制葡萄花油層油氣聚集［15］．

圖1 敖包塔油田西翼、葡萄花油層構造位置及試油成果Fig．1 Structural location of the west wing of Aobaota oilfield Tectonic Characteristic and production test of Putaohua oil res—ervoir in the west wing

該區(qū)葡萄花油層為一套灰色粉砂巖與灰綠色泥巖互層巖性組合，與上下暗色泥巖區(qū)分明顯．葡萄花油層地層厚度為54～33m，由北而南地層自下而上逐層尖滅．各小層沉積微相精細解剖顯示，該區(qū)葡萄花油層為北部沉積體系控制下的三角洲外前緣亞相沉積，分流河道、河口壩、席狀砂及遠砂壩為主要砂體類型，北部以分流河道及席狀砂為主，砂體表現(xiàn)出較強的河控性，呈南北向斷續(xù)條帶狀展布；南部以席狀砂及遠砂壩為主，砂體多呈片狀展布；整體上，砂體規(guī)模小、連續(xù)性差，單砂體厚度多小于2m；剖面上，砂體多呈透鏡狀，周圍被分流間灣等泥質(zhì)微相包裹形成“泥包砂”形態(tài)．在該區(qū)易形成大面積巖性類復合油藏．

2 油水分布特點及主控因素

根據(jù)43口探井評價井試油成果及綜合解釋，研究該區(qū)葡萄花油層油水分布特點及主控因素．

2．1 單井垂向

圖1（b）顯示，單井垂向油水分布可分為全段油層、全段油水、全段水層、上油下水及上水下油5種類型，其中以全段油層、全段油水為主，局部發(fā)育上水下油組合；全段油層井在構造高部位及低部位（如敖904井）均有分布，同時全段水層井分布也無明顯規(guī)律，說明該區(qū)油水分布并不受四級構造（敖包塔構造）的整體控制，全區(qū)無統(tǒng)一油水界面．

2．2 斷裂控制

油水分布受斷裂控制作用明顯，受斷裂封閉能力控制相鄰斷塊間表現(xiàn)出不同的油水分布，同斷塊內(nèi)雖無統(tǒng)一油水界面，但油水分布基本遵循重力分異．該區(qū)葡萄花油層北北西向斷裂與南北向、北東向斷裂相互切割，將該區(qū)分割為6個斷塊，即敖9斷塊、葡402、葡32—4、葡32—1、敖21—1和葡223斷塊．精細解剖各個斷塊內(nèi)油水分布規(guī)律，油水分布整體遵循“高產(chǎn)純油、中產(chǎn)油水、低產(chǎn)水”變化特征，具體包括“構造高部位產(chǎn)油、低部位產(chǎn)油水”（葡32—4斷塊、葡32—1）、“構造高部位產(chǎn)油、中部位產(chǎn)油水、低部位產(chǎn)水”（敖9斷塊、敖21—1斷塊）、“構造高部位產(chǎn)油、低部位產(chǎn)水”（葡402斷塊）等形式，試油產(chǎn)能也表現(xiàn)出“高部位高油低水、低部位低油高水”的變化特征．

2．3 巖性控制

巖性使得斷塊內(nèi)油水分布復雜化．由于葡萄花油層砂體連續(xù)性差，垂向上發(fā)育的多套砂體可自成一套獨立的油水系統(tǒng)，各套砂體內(nèi)油水分布均符合重力分異，砂體垂向疊置即可出現(xiàn)平面“低油高水”、垂向“上水下油”現(xiàn)象．“低油高水”主要分布在敖9斷塊西部、葡32—4斷塊南部、葡223斷塊，如葡32—4斷塊南部敖240—42井區(qū)，處于低部位敖240—42井試油為中產(chǎn)油水層，而高部位的葡68井綜合解釋為水層（見圖2）．由圖2（a）可知，2口井分處2套不同砂體，兩井間砂體存在明顯減??；“上水下油”主要分布在葡32 —4斷塊西北部；由圖2（b）可知，葡216—36至葡202—32井均呈現(xiàn)“上水下油”的垂向分布，該區(qū)砂體以條帶狀分流河道為主，砂體垂向連通性較差，各套砂體內(nèi)油水分布均遵循“高部位油層、中部位油水層、低部位水層”的變化規(guī)律，不同砂體垂向疊置即產(chǎn)生“上水下油”現(xiàn)象．

圖2 巖性對葡萄花油層油水分布控制作用實例Fig．2 Instance analysis of controlling effect of lithology to oil／water distribution of Putaohua oil reservoir

2．4 雙重控制

該區(qū)葡萄花油層油水分布受局部斷塊及巖性雙重控制．當砂體較發(fā)育（厚度大、連續(xù)性好）時，構造因素起主要作用，斷塊內(nèi)油水分異作用明顯，整體遵循局部斷塊內(nèi)“高產(chǎn)純油、中產(chǎn)油水、低產(chǎn)純水”的變化趨勢；當砂體規(guī)模變?。ê穸刃　⑦B續(xù)性差）時，巖性控制作用增強，孤立砂體自成相對獨立的油藏系統(tǒng)，它們平面上相互疊置連片、垂向相互獨立，使得油水分布復雜化，平面上局部出現(xiàn)“低油高水”現(xiàn)象，垂向上出現(xiàn)“上水下油”組合類型．

3 成藏規(guī)律及有利成藏模式

3．1 成藏規(guī)律

該區(qū)葡萄花油層油藏來自下覆青山口組一段源巖［17—18］．由于該區(qū)位于敖包塔構造向古龍凹陷傾沒的斜坡上，構造位置低，本地烴源巖成熟度高，能夠大量生烴，可與西側古龍凹陷青一段源巖共同為該區(qū)葡萄花油層提供充足的油氣．敖包塔構造完善定型于明水組沉積末期［19］，早于青一段源巖大規(guī)模排烴期，對西側古龍凹陷生成油氣具有宏觀誘導作用，為油氣運移的有利指向．上伏10～20m的薩葡夾層為葡萄花油層的區(qū)域性直接蓋層，封蓋條件好，利于油氣保存．由于葡萄花油層與下覆青一段源巖之間相隔百米厚的泥巖地層，斷層是青一段源巖生成油氣向葡萄花油層垂向運移的唯一通道，反轉期活動開啟的油源斷裂作為油氣垂向運移通道，在異常壓力和浮力作用下，將青山口組生成的油氣垂向運移至葡萄花油層．

在敖包塔構造古隆起有利誘導下，進入葡萄花油層中油氣以浮力動力沿斷裂與砂體組成的輸導通道進行北東向或南北向長距離側向運移，在鼻狀構造背景控制下聚集在不同類型的構造—巖性圈閉中，形成多種類型的構造—巖性油藏，如斷層—巖性油藏、斷塊、上傾巖性尖滅油藏及微幅度構造—巖性油藏等．油氣成藏過程可總結為下生上儲、斷層勾通、斷層—巖性遮擋成藏模式（見圖3）．

圖3 葡萄花油層油氣成藏模式Fig．3 Hydrocarbon accumulation pattern of Putaohua oil reservoir

3．2 有利成藏模式

根據(jù)成藏規(guī)律，通過精細解剖區(qū)塊內(nèi)有利油氣聚集圈閉，發(fā)現(xiàn)該區(qū)油藏與斷裂、砂體及兩者間匹配關系密切，可劃分為3類有利成藏模式．

3．2．1 上傾反向斷裂遮擋、側向巖性尖滅

該模式上傾方向受一條反向斷裂切割遮擋，兩側受砂體邊界控制（見圖3）．由于反向斷裂傾向與地層傾向相反，在反向斷裂處地層整體形成“屋脊狀”；同時，斷裂上升盤一側葡萄花油層與下降盤薩葡夾層暗色泥巖直接對接，斷裂側向封堵能力增強，利于油氣運移及聚集．在該區(qū)東北向西南下傾的斜坡背景上，共育7條規(guī)模較大的反向斷裂（分別為F187、F188F241、F3、F162、F163、F164），走向均為北北西向，與油氣側向運移方向基本垂直，反向斷裂能夠有效俘獲油氣，在反向斷裂上升盤形成斷層遮擋油藏．

該類型油藏主要分布在局部斷塊構造高部位，如葡32、葡32—1、敖9井．單井試油產(chǎn)能高，油水分布主要受構造控制，構造高部位為上油下水或全段油層，向構造低部位過渡為全段油水或全段水層，含油邊界受反向斷裂側向封閉能力的控制．

3．2．2 下傾油源斷裂溝通、上傾巖性邊界遮擋

該模式下傾方向被一條油源斷裂切割，上傾方向砂巖尖滅而形成有效巖性圈閉，油源斷裂控制油氣的垂向運移，決定圈閉中能夠聚集油氣，而砂體邊界決定油氣聚集的平面范圍（見圖3）．該區(qū)葡萄花油層砂體連續(xù)性差，平面上坨狀展布砂體受油源斷裂切割，在斜坡部位易形成該類型巖性油藏．

該類型油藏主要分布在局部斷塊構造低部位，如敖904、敖240—42、葡216—36井．油水分布以全段油層、全段油水為主，局部出現(xiàn)上水下油類型，主要受控于油源斷裂與砂體間匹配關系，兩者溝通程度決定油層富集層位及平面分布，只有與油源斷裂有效溝通的砂體才能有油氣聚集．敖9斷塊西部敖904井、敖903井緊鄰F174號斷裂，兩井具備形成巖性圈閉條件，但兩井油水分布差異較大，主要由于敖904井左側斷層斷穿T3—T06，而敖903左側斷裂僅斷穿T2—T1，前者具備與油源斷裂溝通的條件，而后者不具備．3．2．3 反向斷階、地壘高斷塊及微幅度正向構造

油氣在葡萄花油層中側向運移主要依靠浮力，高斷塊及局部正向構造位置高，油氣運移過程中獲得動力大．因此，這些部位為油氣運移的有利指向，同時具備較好的圈閉保存條件，利于油氣運聚成藏．該區(qū)高斷塊主要包括反向斷階、地壘2類，如敖10、敖901—斜1、葡32—3、葡58井；局部正向構造包括微幅度背斜及斷裂下降盤形成的微幅度鼻狀構造2種，如葡32—4、古683井．

該模式主要分布在該區(qū)西側及東側斷裂發(fā)育區(qū)內(nèi)，油藏內(nèi)油水分布明顯受構造控制，油水分異作用明顯，一般遵循構造高部位上油下水或全段油層、低部位全段油水層．

統(tǒng)計各模式內(nèi)已鉆探井評價井及其試油產(chǎn)能（見圖4），各模式內(nèi)已鉆井大致相同，但試油產(chǎn)能差異較大．模式Ⅰ中，鉆井以高產(chǎn)工業(yè)油流為主，試油產(chǎn)能大于5t／d，占83%；模式Ⅱ中，鉆井試油以中產(chǎn)工業(yè)油流（3～5t／d）為主，缺少高產(chǎn)工業(yè)油流井（大于5t／d）；模式Ⅲ中，鉆井試油產(chǎn)能分布較平均，從高產(chǎn)工業(yè)油流至低產(chǎn)工業(yè)油流均發(fā)育．

圖4 不同油藏模式井試油產(chǎn)能Fig．4 Production testing of different oil accumulation pattern wells

4 結論

（1）敖包塔油田西翼葡萄花油層油水分布受局部斷塊及巖性的雙重控制，全區(qū)無統(tǒng)一油水界面．局部斷塊內(nèi)油水分布整體遵循重力分異，但受砂體連續(xù)性的影響，局部斷塊內(nèi)出現(xiàn) “低油高水”、垂向“上水下油”現(xiàn)象．

（2）敖包塔油田西翼葡萄花油層油氣主要來自本地及西側古龍凹陷青一段源巖，拗陷期形成反轉期活動斷裂為油氣垂向運移通道，在敖包塔鼻狀古隆起宏觀誘導下油氣沿斷裂及砂體進行北東向、南北向長距離側向運移，受斷裂遮擋、巖性邊界控制而聚集成藏．在斷塊構造高部位發(fā)育上傾反向斷裂遮擋、兩側巖性尖滅成藏模式，斷塊低部位發(fā)育下傾油源斷裂溝通、上傾巖性尖滅成藏模式，在東西兩側斷裂發(fā)育區(qū)主要為反向斷階、地壘及斷裂下降盤微幅度鼻狀、微幅度背斜等正向構造油氣聚集模式．

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TE122．1

A

2095—4107（2013）05—0042—07

DOI 10．3969／j．issn．2095—4107．2013．05．006

2013—03—20；編輯：關開澄

國家自然科學基金（40972101）；中央高校基本科研業(yè)務費專項基金（2472013CX02103A）

蔣成剛（1981—），男，碩士，工程師，主要從事油藏工程方面的研究．