王英繼，劉煥成

（1.勝利油田魯明油氣勘探開發(fā)有限公司 沾化分公司，山東 東營257000；2.山東勝利職業(yè)學(xué)院 油氣勘查與信息工程系，山東 東營257000）

1 概 況

圖1 車66井區(qū)構(gòu)造位置

車66井區(qū)位于山東省濱州市套爾河下游，構(gòu)造位置屬濟陽拗陷車鎮(zhèn)凹陷大王北西次級洼陷（圖1）。該區(qū)古近系沙三段下部發(fā)育有巨厚的烴源巖和碳酸鹽巖砂礫巖體，預(yù)計蘊藏著豐富的油氣資源。速擴邊，分別部署了車661、車662、車663和車73等井，但產(chǎn)量均不理想。2007年在高產(chǎn)井車66和車660井之間部署一口開發(fā)準(zhǔn)備井——車66-1井，在沙三下共鉆遇油層3層，總厚度12.6m，壓裂投產(chǎn)初期日產(chǎn)液12t，日產(chǎn)油10t，含水率為10.8%，但累產(chǎn)油僅為813.6t，因供液不足被迫關(guān)井。這種狀況體現(xiàn)了車66井區(qū)砂礫巖體油氣成藏控制因素的多變性和復(fù)雜性。

但車鎮(zhèn)凹陷大王北西次洼沙三下具有良好的生油條件、儲蓋層條件和形成有利圈閉的地質(zhì)條件，蘊藏著巨大的勘探潛力。因此，強化該區(qū)地質(zhì)研究，弄清油氣成藏特征、成藏規(guī)律和成藏控制條件，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

2 構(gòu)造背景與沉積特征

2004年部署在洼陷構(gòu)造低部位的車66井完鉆，在沙三下首獲高產(chǎn)工業(yè)油氣流，繼而在其南部部署車660井，又喜獲成功。隨后向北、西、南三面快

2.1 構(gòu)造背景

車鎮(zhèn)凹陷為一由北部埕南斷裂帶控制形成的單斷式狹長箕狀斷陷，南北夾于埕子口凸起與義和莊凸起之間，東西被車3-套爾河、大35-大王莊兩個大型鼻狀構(gòu)造分割成車西、大王北和郭局子3個次級洼陷（圖1）。車66井區(qū)位于大王北洼陷西端的一個負向構(gòu)造單元，又稱套爾河次洼。次洼南鄰義和莊凸起，北與埕子口凸起相接，東、西分別與大王北洼陷和車西洼陷相通。次洼沉降中心是在埕南斷裂下降盤下掉背景上發(fā)育起來的呈北東向展布的溝槽，與周邊地層相比，溝槽地層變化較平緩，總體表現(xiàn)為一寬緩向斜構(gòu)造形態(tài)（圖2）。次洼周邊及底部構(gòu)造層斷裂發(fā)育。

圖2 過車66井—車660井的地震剖面

2.2 沉積特征

埕南斷層在套爾河次洼段表現(xiàn)為北東向的鏟式斷層，洼陷沉降中心相對遠離斷層，且與沉積中心重疊，即沉降中心也是沉積中心［1］。沉積中心發(fā)育有巨厚的沙河街組地層（最大厚度達3 000m），暗色泥巖厚度大、分布廣，油源條件優(yōu)越。除在斷層下降盤一帶普遍發(fā)育多個“裙帶狀”近岸水下扇體外，在洼陷深水區(qū)沙三下也分布有大量呈扇狀分布的碎屑巖沉積體。為弄清這些沉積體的成因、分布與含油性，通過對5口井80多米巖心觀察描述，結(jié)合部分粒度分析及薄片鑒定資料，發(fā)現(xiàn)有以下特征：

（1）扇體夾于中厚層的半深湖—深湖相泥巖之中，為厚層塊狀砂礫巖與中厚層暗色泥質(zhì)巖呈不等厚互層沉積，主要發(fā)育于深洼陷內(nèi)近陡岸一側(cè)。

（2）沉積構(gòu)造特征有較明顯的正遞變層理、反遞變層理、平行層理、波狀層理、交錯層理、包卷層理、沖刷面、滑塌、蠕動、揉皺、液化砂巖、泥巖撕裂屑、重荷、礫石直立等。

（3）礫巖成分及結(jié)構(gòu)成熟度低，大套礫石層夾多層薄層細砂巖，較多砂礫混層沉積。礫石粒徑最大可達100mm，一般10～40mm，磨圓為次棱角—次圓狀，礫石無定向排列。礫石成分為灰?guī)r、白云巖，泥質(zhì)、灰質(zhì)膠結(jié)。砂巖單層厚度小于3m，其間多含炭屑，且多呈層狀沿層面分布。薄片鑒定多為含灰質(zhì)巖屑長石細砂巖及含泥質(zhì)長石粗粉砂巖。砂巖成分主要為石英、長石及灰質(zhì)和硅質(zhì)巖塊，以薄層細砂巖及粉砂巖充填在礫巖層之間，與泥質(zhì)巖呈紋層狀分布。

（4）巖心粒度分析概率曲線呈單段弧形，滾動組分較低，跳躍和懸浮總體上交切點值在2.50～4.50，表現(xiàn)了能量強、遷移快；C-M圖上，樣品點連線近于直線，與C-M基線基本平行，由此可判斷該沉積體為重力流沉積。

（5）地震剖面上，扇體大都呈兩端尖滅的“透鏡狀”或“扁楔形”，反射低頻強振幅，連續(xù)性差，且與北部水下扇主體脫開，多表現(xiàn)為“無根”扇（圖2）。扇體充填沉積在湖底低部位。

（6）存在深水相生物化石。該套地層在砂礫巖所夾泥巖中保存有較完整的華北介、惠東華北介等深水化石，砂礫巖中見有異地帶入的植物炭屑定向排列，形成平行紋層。

根據(jù)以上特征，判斷該區(qū)沙三下砂礫巖沉積應(yīng)為重力流沉積，形成的沉積體主要為滑塌濁積扇。

3 扇體分布及形成條件

3.1 扇體分布特征

3.1.1 縱向分布

縱向上，整個扇體是由多期規(guī)模、沉積地點、沉積厚度不同的小扇體疊合而成，其間被泥巖或油泥巖分隔。扇體由上而下可劃分為4個砂層組（圖3），每個砂組底部均發(fā)育一套較厚的礫巖層，上部發(fā)育多期相對較薄的礫巖層，其中第II砂組、第III砂組扇體砂礫巖發(fā)育最好、厚度最大，表現(xiàn)為多期疊加的沉積特征。

圖3 沙三段下部砂層組劃分

扇體主要為深灰色泥巖夾灰色砂礫巖及淺灰色砂巖，或粉砂巖砂條。砂礫巖主要為厚層塊狀中礫巖，單層厚度一般為2～6m，最大單層厚度為16 m，砂礫巖占地層厚度的20%～35%。砂巖主要為細砂巖和粉砂巖，砂巖單層厚度一般1～2m，最大單層厚度4m，砂巖占地層厚度的10%～15%。4個砂組砂礫巖累計厚度達170m（以Ⅲ、Ⅳ砂組砂礫巖分布較集中），占地層厚度的30%～70%。沉積規(guī)模上4個砂層組自下而上表現(xiàn)為由小至大的沉積序列，反映了沉積時濁流能量、密度、速度等有規(guī)律變化。砂組間均有一套厚10～30m的暗色泥巖作為隔層。

3.1.2 平面分布

整個扇體是由多期濁流沉積而成，不同期次的濁流因規(guī)模、能量、攜砂量、搬運距離、水體深度等不同，所形成的濁積扇規(guī)模、粒度、沉積厚度、沉積展布等也各不相同。因此，同一地質(zhì)條件下一定范圍內(nèi)不同期次濁流所形成的沉積扇體，平面上呈大小不等的“串珠狀”［2］，剖面上呈不規(guī)則“迭瓦狀”。多個“串珠”疊合即形成宏觀上的大扇體（圖4）。

圖4 Ⅰ-Ⅳ砂層組地震相干圖

同一砂組內(nèi)不同期次濁流沉積扇體間被薄層泥巖或粉砂質(zhì)泥巖分隔，彼此縱向上不連通，橫向上連續(xù)性差，這就是井間連通性差、對比困難的原因。

由圖4、圖5看出，扇體主體位于車664—車66—車73井一帶，沿次洼溝槽北東向展布。各期分布形態(tài)各不相同，但總體趨勢一致，分布面積大小各異，Ⅱ、Ⅲ砂組分布面積較大，Ⅳ砂組分布面積最小。

圖5 車66井區(qū)砂礫巖百分比

3.2 扇體形成條件

由圖4、圖5還可看出，扇體有兩個沉積厚度中心，分別位于車73和車664井區(qū)。物源分別來自北東和北西方向，且北東方向物源充足、扇體展布范圍大，車66沉積分別受兩個物源方向的影響。車664井區(qū)物源來自西北埕南大斷層下降盤沉積溝槽。車73井區(qū)物源來自其北東向溝槽。由于盆緣地形坡度較陡，當(dāng)近岸水下扇沉積到一定厚度時，在誘發(fā)因素的作用下，沉積物以高密度重力流的形式沿溝谷順流而下，直達深水區(qū)沉積，在湖底低部位形成具有粗碎屑物質(zhì)的滑塌濁流沉積，即湖底扇［3-6］。

滑塌濁積扇有內(nèi)扇、中扇和外扇之分，它們在平面和剖面上都是共生的。對亞相進一步劃分，對于含油性研究和油氣開發(fā)都具有重要意義。

4 儲層儲集物性與含油性

4.1 儲集空間類型及影響因素

巖心分析和FMI測井解釋表明，沙三下砂礫巖儲層屬雙孔介質(zhì)。儲層微孔隙、微裂縫均發(fā)育，微孔隙更發(fā)育。微孔隙大小在3～16μm，有原生孔隙和次生孔隙之分。原生孔隙來源于母巖的粒間孔和母巖礫石的晶間孔、殘留縫洞，其分布與扇體沉積相帶有關(guān)，但成巖作用強烈使原生孔所占比率很小。次生孔隙是主要的儲集空間類型，主要包括粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和溶蝕孔洞。主要是烴源巖向烴類轉(zhuǎn)化過程中伴生的大量酸性水，對碳酸鹽巖礫（砂）石為主要成分的儲層溶蝕作用的結(jié)果［4］。微裂縫大小在2～4μm左右，個別縫寬達1～2mm，有壓力縫和構(gòu)造縫之分。壓力縫主要是異常高壓作用的結(jié)果，超壓伴有微裂縫產(chǎn)生［5］。沙三下存在異常高壓帶，因而儲層微裂縫發(fā)育。構(gòu)造縫是構(gòu)造應(yīng)力的結(jié)果，一般縫寬1～2mm，縫長1～2m。由于沙三下地層接近前古近系盆地基底，基底斷裂的持續(xù)活動和應(yīng)力釋放，使沙三下儲層產(chǎn)生構(gòu)造裂縫。構(gòu)造裂縫在車660、車663、車73井所取巖心上明顯可見。

4.2 儲集物性與含油性

本區(qū)砂礫巖儲層孔隙度一般為2%～8%，最大13.7%，滲透率一般為（0.1～3.0）×10-3μm2。儲集空間類型屬于孔隙—裂縫型，孔隙較發(fā)育，礫巖層頂面微孔隙最大可達16μm，層內(nèi)微孔隙最大達8 μm左右，孔隙為主要儲油空間。但實驗和成像測井證實，儲層滲透能力主要來自微裂縫和溶孔［7］，車66井和車660井巖心實驗顯示，高滲透率巖樣基本上對應(yīng)中細礫巖井段，高滲透率巖樣所對應(yīng)的孔隙度并不是最高。

由表1看出，裂縫孔隙度很低，這是由于成像測井裂縫識別精度僅為0.1mm，大裂縫不多見。但巖心觀察發(fā)現(xiàn)高導(dǎo)縫、微裂縫、礫緣縫等微細裂縫發(fā)育［8］，因此分析認為微細裂縫對儲層連通具有重要作用［9］。由圖6可以看出，在一定孔隙度條件下，只有當(dāng)裂縫發(fā)育到一定程度時，才會有較好的自然產(chǎn)能（如車66、車660井）。

圖6 裂縫發(fā)育與產(chǎn)能關(guān)系

由此看來，本區(qū)砂礫巖儲層屬于特低孔低滲儲層，且非均質(zhì)性強。儲層孔隙和裂縫的發(fā)育程度決定儲層儲集物性，而儲集物性又明顯地影響著砂礫巖體的含油氣性。儲集物性好，則表現(xiàn)為油層；儲集物性差，則表現(xiàn)為干層或非儲層［4］。因此，儲集物性是決定砂礫巖體是否成藏的主要影響因素，也是影響產(chǎn)能的關(guān)鍵條件。

表1 主要油層段FMI測井縫洞定量評價

5 油氣成藏及含油性預(yù)測

鉆井揭示，本區(qū)沙三中、下段發(fā)育巨厚的優(yōu)質(zhì)生油巖，沙四上也發(fā)育較好生油巖。分析化驗結(jié)果表明，烴源巖排烴強度為 （1.0～1.5）×106t／km2，說明沙三下砂礫巖體儲層有充足的油源供給。因此，只要具備良好的成藏動力條件、運移通道條件和儲集物性條件，就可聚集成藏。

5.1 成藏動力條件

成藏動力學(xué)表明，當(dāng)烴源巖中的油氣能進入透鏡體儲層時不一定成藏，只有成藏動力大于阻力時油氣才能進入圈閉成藏［6］。圍巖剩余壓力反映了油氣成藏動力，儲層排替壓力反映了油氣成藏阻力，兩者壓差越大，油氣愈易進入砂礫巖體，油氣充滿度就越大［10］。反之，成藏可能性就越小。車660井在井段4 231.1～4 253.8m 試油，流體靜壓71.83MPa，高壓異常29.41MPa。而車662、車660井巖心壓汞試驗表明，砂礫巖排替壓力一般為1.98MPa，成藏指數(shù)約為14.8，屬高成藏指數(shù)［11］。在沙三下砂礫巖體條件下，具備足夠的成藏動力條件。車66、車660、車661、車662、車663、車664等6口井試油結(jié)果表明，僅車660井在II砂組油層中含水3%，說明儲層中的地層水已接近全部排替［12］。

5.2 運移通道條件

油氣運移通道主要有三方面，其一是砂礫巖體包裹于烴源巖之中，且砂礫巖儲層頂?shù)酌姹凰嵝运芪g的縫洞及微裂縫和構(gòu)造縫發(fā)育。東營凹陷牛35井研究表明，當(dāng)裂縫寬度為1.5～4.0μm時，可成為油氣運移通道，相鄰砂體富含油；當(dāng)裂縫寬度為0.5～1.5μm時，油氣難以通過，相鄰砂體不含油［6］。而車66井區(qū)沙三下砂礫巖頂?shù)酌媪芽p寬度一般大于2μm，因此這些裂縫可成為油氣進入儲層的最直接、最便捷的通道。其二中扇網(wǎng)狀溝道發(fā)育，且分選較好、粒度適中，可成為油氣運移的良好通道［13］。其三是沙三與沙四之間存在區(qū)域不整合面，不整合面上下烴源巖所生成的油氣可以通過不整合面發(fā)生運移。因此，不整合面為油氣向低勢能的砂礫巖體區(qū)運移提供了良好通道［14-15］。

5.3 儲集條件及含油性預(yù)測

沙三下砂礫巖體儲集物性與含油性密切相關(guān)，因此含油性預(yù)測即為儲集物性預(yù)測。而儲集物性與沉積特征、地層壓力和構(gòu)造應(yīng)力特征密切相關(guān)。

5.3.1 扇體沉積相帶

鉆探結(jié)果表明，扇體沉積相帶影響儲層儲集物性和含油性。儲層儲集物性和含油性中扇好于內(nèi)扇和外扇。原因主要有兩點：其一中扇沉積具有相對較好的分選和磨圓，底部網(wǎng)狀溝道發(fā)育，厚度較大，儲集空間發(fā)育［13］，且以碳酸鹽巖礫石沉積為主，易于溶蝕而次生孔隙發(fā)育；其二中扇礫石層間發(fā)育有較厚的烴源巖，烴源巖產(chǎn)生大量的酸性水對碳酸鹽巖礫石進行了較充分的溶蝕和改造［4］。內(nèi)扇區(qū)雖然厚度較大，但分選、磨圓較差，泥質(zhì)含量高，烴源巖厚度小，酸性水的溶蝕和改造作用相對較弱；外扇區(qū)沉積以石英長石砂巖為主，厚度較小，雖然有較厚的烴源巖和大量的酸性水存在，但所產(chǎn)生的溶蝕效果卻極其微弱。

5.3.2 異常高壓帶

由于生油巖的成烴增壓作用，在沙三下早期最大湖泛面之下地層中形成了異常高壓帶，亦稱高壓流體封存箱，地震和鉆井資料也揭示了這一點［16］。箱內(nèi)壓力系數(shù)高達1.72～1.73，而超壓伴有微裂縫產(chǎn)生［5］?？梢娚橙聝訅毫ο禂?shù)如此之高，足以形成足夠的微裂縫。同時由于成烴增壓后對巖石的解壓實作用，還可使巖石產(chǎn)生約3% 巖石體積的裂縫空間［17］。根據(jù)電鏡掃描、巖心觀察及巖屑樣品分析發(fā)現(xiàn)，該儲層中微裂縫及高角度裂縫發(fā)育。因此高壓流體封存箱內(nèi)具有較好的儲集物性，同時也具有較好的含油性。目前地層異常高壓帶的識別與分布，除鉆井外主要利用聲波測井和地震層速度譜分析的方法來研究和預(yù)測［16］。

5.3.3 構(gòu)造應(yīng)力集中帶

沙三下亞段位于接近盆地基底的低部位。由于基底斷裂發(fā)育和斷裂的持續(xù)活動，將不斷地釋放構(gòu)造應(yīng)力，從而對與其緊鄰的、脆性較大的上覆碳酸鹽巖礫巖層進行改造，以致產(chǎn)生構(gòu)造裂縫甚至小斷層（圖2）。高產(chǎn)井車66、車660井即位于盆地基底斷裂帶上。該斷裂帶近東西向延伸，斷層斷距小延伸較短，以至于在地震剖面上難以識別，但對儲層物性的影響卻是顯著的。因此，沿斷裂帶延伸方向應(yīng)是油氣相對富集的地帶。

6 結(jié) 論

（1）車66井區(qū)沙三下砂礫巖體成因上屬于滑塌濁積扇沉積，扇體由多期成因相似、規(guī)模不同的濁流沉積體疊合而成。不同期次濁流沉積中心位置有所不同，平面上呈“串珠狀”分布，剖面上呈不規(guī)則“迭瓦狀”分布。不同期次的沉積體之間被薄層泥巖或粉砂質(zhì)泥巖分隔，彼此縱向上不連通，橫向上連續(xù)性差，這就是井間連通性差，地層對比困難的原因。

（2）儲層發(fā)育微孔隙和微裂縫，屬于孔隙—裂縫型儲層，以孔隙為主，但微裂縫對儲集物性的影響顯著。儲集物性決定儲層的含油性，沉積規(guī)模大、厚度大的砂礫巖體物性好，含油性也好。II砂層組、III砂層組沉積厚度大，規(guī)模大，是主要含油層系。車66、車660井區(qū)位于洼陷中部東西厚砂礫巖體交匯部位，成為主要油氣聚集區(qū)。根據(jù)II、III砂層組展布特征，結(jié)合目前鉆探情況推斷，車66—車664井一帶、車66—車660井一帶，車73井向南一帶應(yīng)有較好的勘探前景。

（3）沙三下發(fā)育有異常高壓帶，即高壓流體封存箱。在該異常高壓帶內(nèi)，儲層儲集物性好，成藏動力足，對油氣聚集成藏起到控制作用。

（4）沙三下砂礫巖儲層位于盆地基底斷裂發(fā)育部位之上，基底斷裂的持續(xù)活動及其應(yīng)力釋放，對脆性的砂礫巖儲層的物性改造起到顯著作用，使其產(chǎn)生構(gòu)造裂縫和小斷層，斷層近東西方向延伸。沿斷層延伸方向應(yīng)有較好的含油氣性。

（5）扇體的中扇—內(nèi)扇相帶、異常高壓帶和構(gòu)造應(yīng)力集中帶是油氣富集的有利區(qū)帶，“三帶”重合部位是最有利的鉆勘目標(biāo)。

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