鄭元財，于雯泉

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009)

沙花瓦地區(qū)阜一段超壓封存箱與油氣關(guān)系

鄭元財，于雯泉

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚州 225009)

對沙花瓦地區(qū)的測井、測試、巖石物性等資料分析發(fā)現(xiàn)，沙埝、花瓦內(nèi)坡帶存在超壓封存箱，其平面分布范圍受到穿插火成巖和邊界大斷層的影響，縱向上鹽城組沉積厚度的差異掩蓋了超壓封存箱的發(fā)育深度的一致性。封存箱內(nèi)阜一段儲層雖然埋深大，但是由于存在異常高壓，其物性較好，產(chǎn)液能力強，而且箱內(nèi)烴源巖排烴能力強，從而導(dǎo)致該區(qū)帶油氣顯示豐富，具備形成富集油藏的成藏條件。

超壓封存箱 欠壓實 油氣成藏 高郵凹陷

阜一段(E1f1)是高郵凹陷沙花瓦地區(qū)的主力含油層系。隨著該區(qū)中外坡勘探進入成熟階段,挖潛難度越來越大，內(nèi)坡帶必然成為“增儲上產(chǎn)”的重要勘探場地。在該區(qū)E1f1由中外坡向內(nèi)坡推進的勘探過程中，已取得了重要發(fā)現(xiàn)，如HX32井在E1f1段試獲工業(yè)油氣流，展示該區(qū)E1f1良好的勘探潛力。雖然沙花瓦內(nèi)坡帶E1f1深層蘊含著豐富的油氣資源,但由于內(nèi)坡帶E1f1埋深大、儲集性能差、油氣成藏規(guī)律認識不清等原因，導(dǎo)致其勘探成功率較低。在勘探過程中發(fā)現(xiàn)內(nèi)坡帶E1f1存在超壓現(xiàn)象(壓力系數(shù)大于1.2)，在穩(wěn)定分布的泥巖和斷層的封隔作用下形成局部的超壓封存箱?？碧綄嵺`表明超壓封存箱影響儲層物性、油氣運移和聚集。因此，探討E1f1超壓封存箱與油氣成藏的關(guān)系,對內(nèi)坡帶E1f1深層油氣勘探具有重要意義。

1 地質(zhì)概況

沙花瓦地區(qū)位于高郵凹陷斜坡帶的中東部，緊臨內(nèi)坡箕狀烴源灶，整體為兩個寬緩的鼻狀構(gòu)造。該區(qū)斷層多為吳堡期北傾正斷層，圈閉類型為斷鼻、斷塊，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多個含油構(gòu)造(圖1)。該地區(qū)E1f1為三角洲前緣亞相沉積，砂巖較發(fā)育，厚度在600～800 m，巖性主要為棕紅、棕褐和暗色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與棕褐、灰白色細砂巖、粉細砂巖呈不等厚互層。其上覆阜二段(E1f2)為一套深—半深湖相暗色泥巖，巖、泥灰?guī)r，厚度在200～300 m。E1f2泥巖為本區(qū)重要烴源巖，并覆蓋于E1f1之上，與其形成良好的生、儲、蓋組合。

圖1 沙花瓦地區(qū)構(gòu)造綱要

2 封存箱特征

超壓封存箱是一個三維封閉的空間，橫向可以由斷層、相變、鹽巖和膏巖等封閉，縱向可以由巖層封閉，這個被有效蓋層封閉阻止壓力恢復(fù)到靜水壓力的三維空間稱為流體壓力封存箱[1]。在大部分地質(zhì)時期,其內(nèi)部的物質(zhì)、能量與外界沒有明顯交換，箱殼處的物質(zhì)和能量的變化比較急??；當(dāng)箱殼因某種原因被破壞(如斷裂開啟、火成巖穿插等)，便會發(fā)生物質(zhì)和能量的交換，工區(qū)內(nèi)E1f1便存在這種現(xiàn)象。

圖2 沙埝地區(qū)J1、SX51、SX30、S19井泥巖聲波時差與深度關(guān)系

圖3 沙埝—花瓦結(jié)合部SX72、HX35、SX71、SX59井泥巖聲波時差與深度關(guān)系

2.1封存箱的存在

高郵凹陷北斜坡E1f1上伏的E1f2暗色泥巖全區(qū)分布穩(wěn)定，內(nèi)坡的暗色泥巖中的有機質(zhì)生烴、蒙皂石脫水等作用導(dǎo)致泥巖孔隙流體壓力不斷增加形成異常高壓[2-4]，使得泥巖表現(xiàn)出欠壓實現(xiàn)象。從工區(qū)西部一些井的泥巖聲波時差與深度關(guān)系圖可以看出，沙埝地區(qū)內(nèi)坡帶在埋深2 600 m就開始出現(xiàn)欠壓實現(xiàn)象，中—外坡則為正常壓實(圖2)；而工區(qū)中部的泥巖聲波時差與深度關(guān)系則表明，沙埝—花瓦結(jié)合部內(nèi)、中—外坡為正常壓實(圖3)；但是工區(qū)東部的泥巖聲波時差與深度關(guān)系又展示出花瓦地區(qū)內(nèi)坡帶在埋深約在2 900 m左右開始出現(xiàn)欠壓實現(xiàn)象，中—外坡為正常壓實(圖4)。這表明在沙花瓦地區(qū)，沙埝內(nèi)坡和花瓦內(nèi)坡存在著超壓封存箱。

圖4 花瓦地區(qū)HX33、H14、HX28、WX4井泥巖聲波時差與深度關(guān)系

2.2封存箱的展布特征

分析認為內(nèi)坡帶的E1f2暗色泥巖以及早期的北傾正斷層起封隔作用，使得內(nèi)坡E1f1超壓體系可以看成一個封存箱。根據(jù)E1f1砂巖儲層的實測數(shù)據(jù)及泥巖頂板封隔層的分布特點，在平面上封存箱超壓體系主要分布于沙埝南、花瓦南兩地區(qū)(圖5)；在沙埝—花瓦結(jié)合部和臨近邊界大斷層的盆緣則逐漸遞減為弱超壓和常壓；縱向上，沙埝南地區(qū)深度在2 600 m開始發(fā)育超壓，而花瓦南地區(qū)在2 900 m開始發(fā)育超壓。

圖5 沙花瓦地區(qū)超壓封存箱分布范圍

封存箱超壓體系的發(fā)育特征主要與后期的保存條件有關(guān)。結(jié)合部發(fā)育穿插于E1f2內(nèi)部的火成巖，封存箱的隔層受到火成巖破壞，使得沙埝—花瓦結(jié)合部超壓體系不發(fā)育；而臨近邊界大斷層的盆緣，受邊界斷層長期活動影響，導(dǎo)致壓力不斷卸載?？v向上封存箱超壓體系在沙埝南、花瓦南發(fā)育的深度差異，主要受鹽城組(Ny)地層厚度差異的影響。前人研究表明，高郵凹陷北斜坡地區(qū)Ny沉積前的古埋深大于現(xiàn)今埋深，而且Ny是冷溫層，其地層沉積厚度對E1f1砂巖的成巖作用和E1f2烴源巖的增熟作用基本沒有影響[5-6]。從工區(qū)東西兩個區(qū)帶的Ny地層厚度看，它們之間的差異與兩區(qū)帶出現(xiàn)欠壓實埋深的差異是一致，均為300 m(表1)。這表明工區(qū)東西兩個區(qū)帶Ny地層厚度的差異掩蓋了深部E1f1封存箱超壓體系縱向上真實的、統(tǒng)一的發(fā)育史。

表1沙埝、花瓦地區(qū)Ny地層厚度與欠壓實埋深關(guān)系

2.3封存箱的流體特征

流體封存箱是相對獨立的密封單元，流體一般只能在箱體內(nèi)部運移，箱內(nèi)與箱外之間的流體交換有限，因此，箱內(nèi)、箱外流體性質(zhì)存在著一定的差異。從沙花瓦地區(qū)地層水的特征可以看出，封存箱內(nèi)地層水礦化度具有相對獨立的特征(表2)。箱外地層靜水壓力系統(tǒng)地層水礦化度相對較低，小于35 000 mg/L，而封存箱礦內(nèi)化度均大于50 000 mg/L，這證明了箱內(nèi)流體具備一定的的獨立性。

表2封存箱內(nèi)、外水性對比

3 超壓封存箱與油氣的關(guān)系

3.1 超壓封存箱內(nèi)的儲集條件

封存箱內(nèi)的異常高壓形成以后，阻滯了箱內(nèi)高壓系統(tǒng)流體的運動與能量交換，減緩或抑制了膠結(jié)、壓實成巖作用的形成，使得儲層保留了較高的孔隙空間，同時流體的高壓支撐了部分上覆巖體的負荷，減少地層的有效應(yīng)力，從而也減緩了對箱內(nèi)超壓層的壓實，使得儲層的儲集空間得已保存，形成明顯的欠壓實現(xiàn)象。沙花瓦地區(qū)的實測儲層物性數(shù)據(jù)表明，超壓封存箱內(nèi)的沙埝南、花瓦南地區(qū)儲層物性較好(圖6)，儲層產(chǎn)液能力強，如H14井3 193.8～3 196.6 m井段試油，抽汲日產(chǎn)水9.8 m3，可見E1f1封存箱內(nèi)的儲層條件好。

3.2超壓封存箱與油氣關(guān)系

超壓封存箱成熟烴源巖中的有機質(zhì)生烴、蒙皂石脫水等作用導(dǎo)致泥巖孔隙流體壓力不斷增加形成異常高壓，在“構(gòu)造幕”來臨時成為排烴的主要動力。沙花瓦地區(qū)的E1f1油氣主要來源于E1f2成熟烴源巖， 油層段主要發(fā)育于E1f1頂部。封存箱內(nèi)的

E1f2泥巖發(fā)育高壓區(qū)，油氣下排動力強，油氣顯示井段長，顯示豐富。

圖6 沙埝、花瓦地區(qū)E1f1砂巖孔隙度與埋深關(guān)系

沙埝內(nèi)坡油氣顯示一般在100 m以上，最長的HX33井可達230 m。箱外的E1f2泥巖為正常壓實，油氣下排動力弱，油氣顯示井段短，顯示層數(shù)和厚度都少(表3、4)。由此可見，封存箱內(nèi)的具備形成富集油藏的條件，箱內(nèi)的HX33井鉆遇油氣顯示32層74.5 m，解釋油層3層9.5 m，油干層10層38.5 m，含油水層3層10 m，對E1f1段2層試油，壓裂后日產(chǎn)原油7.2 m3，為油層，可見封存箱內(nèi)區(qū)域是下步E1f1勘探的有利目標區(qū)。

表4封存箱外油氣顯示

地區(qū)井名顯示長度/m顯示豐度/(m/層)花瓦中外坡WX181680/4WX419150/8WX1717110/6沙埝—花瓦結(jié)合部內(nèi)坡SX59575/3SX71215/1SX72365/1HX35135/1沙埝中外坡SX3020155/6

4 結(jié)論

(1)高郵凹陷沙花瓦地區(qū)的沙埝南、花瓦南發(fā)育超壓封存箱，超壓封存箱平面的分布范圍受穿插于E1f2泥巖的火成巖和長期活動邊界大斷層的影響，縱向上，Ny沉積厚度的差異掩蓋了超壓封存箱的發(fā)育深度的一致性。

(2)超壓封存箱內(nèi)部超壓流體減緩或抑制了膠結(jié)、壓實成巖作用的形成，使得封存箱內(nèi)儲層出現(xiàn)欠壓實，具備較好的儲集空間和產(chǎn)液性能。

(3)超壓封存箱內(nèi)的E1f2泥巖隔層是本區(qū)的主力烴源巖，其具備較好的生排烴能力，箱內(nèi)E1f1油氣顯示豐富，含油井段長，具備形成富集油藏的優(yōu)越條件，是下步內(nèi)坡帶E1f1勘探的有利目標區(qū)。

[1] 陳中紅，查明.東營凹陷超壓流體封存箱與油氣聚集[J].沉積學(xué)報,2006,24(4):607-615.

[2] 將有錄，查明.石油天然氣地質(zhì)勘探[M].北京：石油工業(yè)出版社,2006:240-244.

[3] 向才富，馮志強.松遼盆地異常壓力系統(tǒng)及其形成原因探討[J].地質(zhì)學(xué)報,2006,80(11):90-94.

[4] 徐國盛，劉樹根.川西上三疊統(tǒng)高壓封存箱與天然氣成藏關(guān)系研究[J].成都理工學(xué)院學(xué)報,1999,26(4):411-417.

[5] 陸梅娟，于雯泉，王路，等.高郵凹陷阜一段一亞段沉積微相與儲層研究[R].江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,2013,12:58-59.

[6] 陳安定.蘇北盆地第三系油氣成藏動力學(xué)機理研究[R].江蘇油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,2004,12:1-2.

(編輯 曹征遠)

Relationship between overpressure compartment and hydrocarbonin the first member of Funing Formation in Sha-Hua-Wa area

Zheng Yuancai，Yu Wenquan

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany，SINOPEC，Yangzhou225009,China)

According to data analysis of logging，testing and physical properties，it was found the overpressure compartments in the inner slope belt of the Hua-Sha-Wa area.Their distributions in plane were affected by igneous rocks and boundary faults.The differences of Yancheng sedimentary thickness covered the consistency of the development depth of the overpressure compartment.Due to abnomal high pressure，better physical properties，higher fluid production ability，and stronger the hydrocarbon expulsion capability of source rocks in the overpressure compartment，which leads to enriched oil-gas shows，the first member of Funing Formation has the conditions of hydrocarbon accumulation.

overpressure compartment；undercompaction；hydrocarbon accumulation；Gaoyou Sag

TE122.1

A

10.16181/j.cnki.fzyqc.2015.01.003

2014-09-15；改回日期2014-10-11。

收稿日期：鄭元財(1979—)，工程師,現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)綜合研究工作。電話: 0514-87760343, E-mail:zhengyc.jsyt@sinopec.com。

中國石化股份公司(P 13113)；江蘇石油勘探局(JS 12005)。