時戰(zhàn)楠 蒲秀剛 韓文中,2 周 靜 祝必興
( 1中國石油大港油田公司勘探開發(fā)研究院;2 中國石油大學(華東) 地球科學與技術學院;3中國石油大港油田公司勘探事業(yè)部 )
20 世紀80 年代中后期,按照構造油氣藏的勘探思路,先后在王官屯、舍女寺及棗園地區(qū)中生界發(fā)現(xiàn)了規(guī)模性的砂巖油氣藏,打開了孔南地區(qū)中生界油氣勘探新局面[1],為此前人在該區(qū)開展了一系列基礎性研究工作[1-6]。研究表明,來自北部燕山褶皺帶的辮狀河河道是該區(qū)主力含油砂體[1];該砂體按成巖階段處于中成巖階段未成熟期至成熟早期[2],多為中孔、中—特低滲透儲層,同時也對中生界地層特征、儲層特征及展布規(guī)律等進行了初步分析[5-8]。但是由于缺乏對該區(qū)中生界儲層特征特別是對有利區(qū)帶平面展布規(guī)律的清楚認識,導致對油氣成藏規(guī)律的認識不足,因此多年來在該區(qū)未實現(xiàn)新的勘探突破。
近年來,隨著勘探的不斷深入,在緊鄰大斷層的探井中發(fā)現(xiàn)了大量次生溶蝕孔隙,受此啟發(fā),轉變勘探思路,重點在有機酸優(yōu)勢運聚區(qū)尋找次生孔隙發(fā)育帶,在孔南地區(qū)多口井中生界中下侏羅統(tǒng)(J1+2)砂巖、火成巖獲得新的油氣突破,再次開啟中生界油氣勘探新研究。但由于早期資料缺乏等原因,沉積儲層成果認識已無法滿足當今精細化勘探的需求,基于此,在2000km2三維地震資料(含小面元高密度三維資料195.05km2)、11 口新鉆井資料及分析化驗資料補充基礎上,以王官屯、棗園等重點地區(qū)中下侏羅統(tǒng)辮狀河砂體及淺水三角洲砂體為研究對象,系統(tǒng)開展了儲層特征、儲集物性主控因素、有利區(qū)綜合預測及成藏組合特征等方面的研究,以期為油氣的勘探部署、規(guī)模增儲增效提供理論上的支撐和指導。
黃驊坳陷是渤海灣盆地次級坳陷之一,周緣被北部的燕山褶皺帶、西部的滄縣隆起、東南部的埕寧隆起及東北部的海中隆起所包圍[1-4,9],總面積約為17000km2。孔南地區(qū)位于黃驊坳陷的南部,主要指現(xiàn)今吳橋凹陷以北、羊三木斷層以南的地區(qū),主要包括滄東、南皮等5 個次級凹陷及孔店、徐楊橋、黑龍村等5 個正向構造帶,面積約為4600km2(圖1a)。中生界主要包括三疊系、中下侏羅統(tǒng)、上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)3 套地層,不同地層之間呈角度不整合接觸,其中目的層段中下侏羅統(tǒng)主要以灰色、灰綠色中細砂巖、礫巖與灰色、淺灰色、紅(紫)棕色泥巖的互層為主,局部可見薄層煤線,厚度主要分布在280~460m 范圍內[5,7-9]。
圖1 黃驊坳陷孔南地區(qū)構造位置圖(a)及沉積體系圖(b)Fig.1 Structural location(a)and depositional system(b)of Kongnan area in Huanghua depression
由古地貌及物源分析可知,陸源碎屑物質主要來自北部的孔店物源及西部的舍女寺物源,兩物源在王官屯地區(qū)交會(圖1b)??椎晡镌醋詵|北向西南展布,物源供應能力強、砂體輸送距離遠,直至葉三撥和燈明寺地區(qū),是孔南地區(qū)的主物源,主要發(fā)育沖積扇—辮狀河—淺水三角洲沉積體系,沖積扇僅在北側局部山區(qū)發(fā)育,面積相對較??;辮狀河分布面積廣,以辮狀河河道及泛濫平原沉積為主,多條辮狀河河道頻繁分叉、交會,往南延伸至王官屯地區(qū),在淺水洼地形成小范圍淺水三角洲沉積,東部一支辮狀河往西南延伸至燈明寺地區(qū),進入湖泊形成小面積辮狀河三角洲。舍女寺物源由西向東及西南方向延伸,物源供應能力弱、砂體輸送距離近,主要以沖積扇外扇及辮狀河沉積為主,同時在舍女寺—葉三撥一帶發(fā)育淺水三角洲,巖性組合上以厚層灰色細砂巖、粉砂巖夾少量灰色、灰綠色泥巖為主,辮狀河往西南延伸至烏馬營地區(qū)進入湖泊,形成小面積辮狀河三角洲。由于資料缺乏,推測研究區(qū)東南部可能發(fā)育小范圍的沖積扇(圖1b)。厚層砂體分布區(qū)主要集中在北部的孔店—自來屯、棗園地區(qū)及中部的王官屯、舍女寺地區(qū),平面上呈北東—南西向的條帶狀分布[2]。
孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)以長石砂巖、巖屑長石砂巖為主,其次為長石巖屑砂巖(圖2)??傮w上成分成熟度較低,長石和巖屑含量偏高,石英含量較低,其中石英含量一般為26%~54%,平均為30.2%,多來自火山巖,偶見石英次生加大邊;長石含量一般為42%~52%,平均為47.0%,以斜長石、正長石及微斜長石為主,遭受溶蝕、交代程度較高;巖屑含量一般為10%~25%,平均為22.8%,巖屑成分主要為流紋巖、安山巖、變質巖、泥晶灰?guī)r、燧石和花崗巖等。砂巖結構成熟度為中等—較低,分選中等,磨圓度以次棱狀、次棱狀—次圓狀為主;顆粒之間接觸類型以點接觸—線接觸為主;膠結類型主要為孔隙式、連晶式、接觸式,偶見基底式、薄膜式等。砂體成分成熟度較低、結構成熟度中等—較低的特征也印證了研究區(qū)距離物源區(qū)較近、搬運距離較短。
圖2 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)巖石學特征Fig.2 Rock composition of J1+2 reservoirs in Kongnan area
通過對G142 井、Z1510 井、W10 井等10 余口重點井300 余張鑄體薄片鏡下觀察發(fā)現(xiàn),儲層孔隙類型豐富,儲集空間以粒間溶孔及殘余原生孔為主,其次為粒內溶孔,同時可見少量鑄模孔、膠結物內孔、微裂縫及顆粒破裂縫等(圖3)。粒間溶孔和粒內溶孔在研究區(qū)非常發(fā)育,局部層段可能因較強溶蝕作用而形成超大孔甚至鑄???,是儲集空間的主要貢獻者[2];殘余原生孔也是研究區(qū)重要孔隙類型之一,多與粒間溶孔混合連通,邊界不易區(qū)分;微裂縫在研究區(qū)相對少見,偶見微裂縫與粒間溶孔或殘余原生孔連通,對提高儲層滲透能力起到一定作用。
孔隙結構較儲層物性能更加全面地反映儲層的產能、滲透能力及儲集性能等[10]。通過壓汞、鑄體薄片及物性資料的系統(tǒng)分析,以孔隙度為主要參數(shù),同時參考孔喉大小、幾何形態(tài)、排驅壓力等參數(shù),將中下侏羅統(tǒng)儲層孔隙結構劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三大類,以及ⅠA、ⅠB、ⅡA、ⅡB、ⅢA、ⅢB 六小類(圖4),其中以ⅡA、ⅡB 和ⅢA 類孔隙結構為主,ⅠA、ⅠB 及ⅢB 型孔隙結構相對較少。
ⅡA 類孔隙結構:多見于中孔中滲透儲層,孔隙度為15%~20%,滲透率為10~100mD,啟動壓力為0.1~0.5MPa,毛細管壓力中值介于1~4MPa,最大汞飽和度超過80%;孔隙分選性中等,平均孔隙喉道半徑介于2~6μm,最大連通喉道半徑介于10~20μm;該類儲層喉道類型以中—細喉道為主,孔滲性能較好,屬于中孔中喉型儲層(圖4a—c)。
ⅡB 類孔隙結構:多見于低孔低滲透儲層,孔隙度為10%~18%,滲透率為1~10mD,啟動壓力介于0.5~2MPa,毛細管壓力中值介于3~10MPa,最大汞飽和度大于60%;孔隙分選性較差,平均孔隙喉道半徑介于2~6μm,最大連通喉道半徑介于2~9μm;該類儲層喉道類型以細喉道為主,孔滲性能較差,屬于低孔細喉型儲層(圖4d)。
ⅢA 類孔隙結構:多見于低—特低孔特低滲透儲層,孔隙度為5%~10%,滲透率為0.1~1mD,啟動壓力介于0.7~5MPa,毛細管壓力中值多大于3MPa,最大汞飽和度介于30%~80%;孔隙分選性差,平均孔隙喉道半徑介于0.05~2μm,最大連通喉道半徑介于0.1~3μm;該類儲層喉道類型以極細喉道為主,孔滲性能很差,屬于特低孔—細喉型儲層(圖4e)。
圖3 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)碎屑巖儲層微觀特征Fig.3 Microscopic characteristics of J1+2 clastic reservoirs in Kongnan area
2.4.1 儲集物性分級評價
根據(jù)42 口井1066 樣品點孔隙度和滲透率數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)以中孔、中—特低滲透儲層為主,孔隙度主要分布在5.65%~24.8%,平均值為16.4%;滲透率主要分布在0.53~141mD,幾何平均值為2.36mD。從孔隙度的分布區(qū)間看,孔隙度在15%以上的樣品分布頻率達50%以上,其次為孔隙度在10%~15%的樣品,分布頻率為24.39%(圖5a);從滲透率的分布區(qū)間看,滲透率在1mD以上的樣品分布頻率達75.74%,其中分布于1~10mD的樣品占比為39.51%,分布于10~50mD 樣品占比為18.64%(圖5b)。同時孔隙度與滲透性具有明顯的正相關性,孔隙度越好的儲層滲透性越好[11-12]。
圖4 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)儲層孔隙結構特征Fig.4 Pore structures of J1+2 reservoirs in Kongnan area
圖5 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)孔隙度和滲透率分布頻率直方圖Fig.5 Frequency histogram of porosity and permeability of J1+2 reservoirs in Kongnan area
2.4.2 儲集物性隨深度的變化特征
物性分析發(fā)現(xiàn),隨著儲集砂體的持續(xù)埋深,儲集物性整體呈現(xiàn)降低的趨勢,但物性與深度之間并非線性關系??v向上,中下侏羅統(tǒng)存在4 個有利的孔隙發(fā)育帶(圖6)。埋深小于2700 m時,孔隙度隨深度線性降低趨勢明顯,該深度段內以發(fā)育原生殘余孔為主,為中—高孔、中—高滲透儲層;埋深為2800~2900 m時,在建設性成巖作用下出現(xiàn)第一個次生孔隙發(fā)育帶,屬中孔、中滲透儲層;埋深為3000~3200 m時,為第二個次生孔隙發(fā)育帶,為中低孔、中低滲透儲層;埋深為3400~3600 m時,為第三個次生孔隙發(fā)育帶,為低孔、低滲透儲層。中下侏羅統(tǒng)埋深主要分布在2400~3600m 深度范圍段,其中2800~3600m 是次生孔隙主要發(fā)育帶,次生孔隙發(fā)育帶的發(fā)育有效提高了中下侏羅統(tǒng)儲層的儲集性能,為油氣聚集與成藏提供了有利條件。
綜合分析表明,沉積條件是研究區(qū)優(yōu)質儲層形成的基礎,溶蝕作用是優(yōu)質儲層形成的關鍵,而斷層性質直接影響溶蝕作用強度及范圍,碳酸鹽膠結作用、壓實作用起到次要作用,其他類型的膠結作用(硅質膠結、泥質膠結等)、交代作用、破裂作用等對目的層影響相對較小[13-30]。
圖6 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)孔隙度、滲透率隨埋深變化圖Fig.6 Variation of porosity and permeability with depth of J1+2 reservoirs in Kongnan area
孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)發(fā)育多種類型沉積相,北部孔店物源發(fā)育沖積扇、辮狀河、淺水三角洲等沉積相類型;西部舍女寺物源以辮狀河及沖積扇外扇等沉積相類型為主。數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明,辮狀河主河道、分流河道及淺水三角洲水下分流河道、河口壩等微相砂體具有“厚度大、粒度粗、分選好、物性高”的特征,孔隙度平均為17.9%,滲透率幾何平均值為2.17mD;辮狀河河道間、沖積扇外扇等微相儲集物性相對較差,孔隙度平均為9.8%,滲透率幾何平均值為0.2mD(圖7)。沉積微相類型不僅控制著儲層原生孔隙、巖石成分、粒度、結構及成熟度等,同時還控制著碎屑巖儲集砂體的形態(tài)、分布、規(guī)模等,從宏觀上決定了有利砂體的空間展布[31-32],其中以棗園地區(qū)原生孔隙發(fā)育程度最高,其次是王官屯地區(qū)。
3.2.1 溶蝕作用的重要性和普遍性
圖7 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)沉積微相物性分布Fig.7 Distribution of physical properties of J1+2 sedimentary microfacies in Kongnan area
鏡下觀察發(fā)現(xiàn),中下侏羅統(tǒng)溶蝕現(xiàn)象非常普遍,溶蝕對象主要以長石、巖屑及碳酸鹽膠結物為主,同時可見雜基及黏土膠結物的選擇性溶蝕等,溶蝕作用造成顆粒邊緣呈港灣狀、不規(guī)則齒狀及顆粒內部呈斑點狀等;粒間溶孔多與殘余原生孔連通形成混合孔隙,顆粒遭受強烈溶蝕作用可形成超大孔甚至鑄??祝w粒內部因溶蝕作用多形成蜂窩狀孔隙(圖3)。通過7 口井334 樣品點孔隙度與長石、巖屑含量相關關系圖可知,長石、巖屑含量與孔隙度呈明顯的正相關性(圖8),大量資料證實,有機酸通過絡合硅鋁酸鹽中的Al3+,造成硅鋁酸鹽被溶蝕程度要高于碳酸鹽膠結物[33-34],因此長石、巖屑含量的增高能夠增強溶蝕作用,提高溶蝕孔隙發(fā)育程度,為有利儲層的形成起到重要作用。統(tǒng)計表明,孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)溶蝕孔隙占總孔隙的一半以上,可見溶蝕強度對砂體儲集物性的好壞起著關鍵性作用。
圖8 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)孔隙度與長石+巖屑含量相關圖Fig.8 Correlation between porosity and the content of feldspar +clastic composition of J1+2 in Kongnan area
3.2.2 斷層對次生溶孔的控制作用
通過鑄體薄片的鑒定、物性資料統(tǒng)計、孔隙度等值線和斷裂系統(tǒng)的平面疊合可知(圖9):位于主干斷層上升盤且緊靠斷層面的G142、W10 等井區(qū)砂體溶蝕作用相對強烈。分析認為,溶蝕現(xiàn)象主要是由于孔二段有機質脫羧和干酪根生油過程中產生的有機酸、CO2、H2S 等酸性流體進入中下侏羅統(tǒng)砂體中,導致碳酸鹽膠結物及長石、巖屑等硅鋁酸鹽礦物的溶蝕。斷層是溝通孔二段烴源巖與中下侏羅統(tǒng)砂體的主要通道,砂體所處斷盤位置、斷距大小及與斷層面的橫向距離等,均影響次生溶孔的發(fā)育區(qū)帶及強度。其中斷盤控制著中下侏羅統(tǒng)砂體的埋藏深度及與孔二段主力生烴層系之間的源位關系;斷距大小是溝通孔二段主力生烴層系與中下侏羅統(tǒng)砂體之間聯(lián)系的關鍵,適當?shù)臄嗑嗖拍鼙WC孔二段烴源巖生成的酸性流體沿斷面運移至中下侏羅統(tǒng)砂體中產生溶蝕作用;砂體與斷層面之間橫向距離決定了溶蝕區(qū)帶的范圍,靠近斷層面的砂體因接觸酸性流體的程度和概率較高,溶蝕程度較高,遠離斷層面的砂體溶蝕程度相對較低。其中孔東斷層、官101 斷層、李天木斷層等對溶蝕作用的控制相對較強。
圖9 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)孔隙度等值線與斷裂系統(tǒng)疊合圖Fig.9 Overlap of porosity contours and fault systems of J1+2 in Kongnan area
通過以上分析可知,孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)有利砂體的分布主要受沉積相帶、溶蝕強度、斷層等因素的疊合控制,形成了以次生溶孔和殘余原生孔混合為主的多種儲集空間類型,但由于次生溶孔在研究區(qū)發(fā)育程度非常高,主力出油層段都存在大量次生溶孔,因此明確形成次生孔隙發(fā)育帶的酸溶模式與特征,對尋找有利勘探目標區(qū)具有重要的指導作用。
次生孔隙發(fā)育帶的分布主要受斷層、源位關系、酸性流體輸送方式等因素的控制,研究認為,形成次生孔隙發(fā)育帶的酸溶模式主要有兩種,Ⅰ類酸溶模式:孔二段主力烴源巖和中下侏羅統(tǒng)砂巖儲層之間的聯(lián)絡性較強,二者直接對接或通過斷層面輸導溝通,生烴過程中產生的有機酸、H2S 等酸性流體可直接沿斷層面向上輸導或向下輸導進入砂體使其發(fā)生溶蝕作用,這種酸溶模式稱之為“近源—強聯(lián)—直接輸導型”(圖10a),次生孔隙發(fā)育帶多圍繞斷層上升盤、緊靠斷層面呈輻射狀分部,向外溶蝕強度逐漸降低,王官屯地區(qū)及棗園地區(qū)常見該類型溶蝕;Ⅱ類酸溶模式:孔二段主力烴源巖與中下侏羅統(tǒng)砂體之間聯(lián)絡性較弱,酸性流體需要經過砂體(通過對處于優(yōu)勢運移路徑上的孔三段砂體鏡下鑒定發(fā)現(xiàn)了較強的溶蝕孔隙)及斷層的接力輸導進入中下侏羅統(tǒng)砂巖儲層,在運移路徑中已消耗掉部分酸性流體,所以對主圈閉內砂體產生溶蝕作用的酸性流體流量較小、相互接觸程度低、接觸概率小,對砂體的溶蝕作用不如Ⅰ類酸溶強烈,這種酸溶模式稱為“遠源—弱聯(lián)—接力輸導型”(圖10b),次生孔隙發(fā)育帶圍繞斷層上升盤和下降盤分布,溶蝕強度相對較弱,棗園地區(qū)發(fā)育這類酸溶類型。此外,由于距離斷層相對較遠、斷層或砂體輸導性差而導致酸性流體無法有效進入的砂體,溶蝕孔隙發(fā)育程度相對更低或沒有。
圖10 孔南地區(qū)中生界中下侏羅統(tǒng)砂體酸溶模式圖Fig.10 Dissolution modes of J1+2 sand bodies in Kongnan area
本文主要通過“孔隙度—砂體有效厚度—埋藏深度—斷層性質”四要素定量疊合評價的方法[35](表1),對中下侏羅統(tǒng)有利儲層進行綜合評價,其中孔隙度是最主要評價參數(shù),是有利儲層最直接的表現(xiàn), 權重設置為0.5;砂體有效厚度控制著砂體總儲集空間的大小,權重設置為0.3;埋藏深度影響儲層物性和目前技術條件下是否經濟可采及開采難度等,權重設置為0.2;斷層主要對砂體埋藏深度、溶蝕孔隙的發(fā)育程度及發(fā)育面積產生影響,但由于斷層的影響作用已經在孔隙度、埋藏深度等參數(shù)中反映出來,所以不重復參與綜合評價指數(shù)的計算,在此將權重系數(shù)設置為0,僅作為有利區(qū)邊界劃分的輔助性參數(shù)。為方便不同單位或量級指標之間比較和加權,首先利用離差標準化法[xi=(x-xmin)/(xmax-xmin)]對數(shù)據(jù)進行無量綱標準化處理,使各數(shù)據(jù)均落到[0,1],然后根據(jù)不同參數(shù)的權重系數(shù)建立綜合評價指數(shù)EI[35]:
式中 EI——綜合評價指數(shù);
φ′——標準化孔隙度;
H′——標準化砂體有效厚度;
D′——標準化埋藏深度。
表1 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)有利儲層發(fā)育區(qū)劃分標準Table 1 Classification criteria for J1+2 favorable reservoir zones in Kongnan area
上述四要素疊合評價方法指導了王官屯、棗園地區(qū)中下侏羅統(tǒng)有利儲層發(fā)育區(qū)預測(表1、圖11)。其中Ⅰ1類主要分布在主斷層(主要指能夠溝通中下侏羅統(tǒng)砂體與孔二段主力烴源巖的斷層)上升盤并緊靠斷層面(橫向距離小于1.2km)的區(qū)域,斷距相對較大,孔隙度一般在15%以上,砂體有效厚度大于25m,埋藏深度一般小于2700m,主要為辮狀河主河道、分流河道及淺水三角洲前緣水下分流河道沉積,分布面積為24km2;Ⅰ2類主要分布在主斷層上升盤并距離斷層面相對較近(橫向距離小于2.5km)的區(qū)域,斷距相對較大,孔隙度一般在10%以上,砂體有效厚度多分布在20~25m,埋藏深度一般小于3000m,主要為淺水三角洲水下分流河道及河口壩、辮狀河主河道及局部的分流河道沉積,分布面積為40km2;Ⅱ類主要分布在主斷層下降盤或者上升盤但距離斷層面相對較遠的區(qū)域(橫向距離小于3.6km),斷距相對較小,孔隙度多在10%以上,砂體有效厚度為10~20m,埋藏深度為3000~3500m,主要為辮狀河分流河道及部分主河道沉積,分布面積為42km2;Ⅲ類主要分布在主斷層下降盤或者上升盤距離斷層面相對更遠的區(qū)域,儲集空間以殘余原生孔為主、溶蝕孔隙為輔,孔隙度多在10%以上,砂體有效厚度小于10m,埋藏深度多超過3500m,主要為辮狀河分流河道沉積,分布面積為20km2;Ⅳ類主要分布在遠離主斷層下降盤、巖性較細的辮狀河分流河道側緣沉積區(qū)域,難以見到明顯的溶蝕現(xiàn)象,孔隙度多為5%~10%。
圖11 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)有利儲層發(fā)育區(qū)綜合評價圖Fig.11 Comprehensive evaluation of J1+2 favorable reservoir zones in Kongnan area
研究區(qū)構造—沉積演化特征顯示,中下侏羅統(tǒng)沉積時期,孔南地區(qū)以大范圍的辮狀河沉積為主,局部地區(qū)可見沖積扇及淺水三角洲沉積,形成了以辮狀河道、三角洲前緣砂體為主的儲層;至孔二段沉積期,研究區(qū)為滄東斷層和徐西斷層所夾持的地塹式沉積凹陷,湖盆內部整體構造穩(wěn)定、底形平緩、水體較深,形成了該凹陷主力生烴層系;孔一段沉積中后期構造活動逐漸強烈,滄東斷層和徐西斷層鏟式滑脫,兩斷層所夾持的上盤斷塊兩翼漸漸滾動旋轉控制斜坡的演化,孔店凸起出現(xiàn)雛形;至沙河街組、東營組沉積期,孔店凸起基本形成,形成現(xiàn)今孔店、棗園及王官屯等地區(qū)構造反轉的格局,這種“早凹晚凸”的構造反轉史,造就了中下侏羅統(tǒng)特殊的構造反轉型成藏組合。
根據(jù)烴源巖和儲層的空間位置關系及油氣輸導方式[36],將中下侏羅統(tǒng)劃分為“源上”成藏和“源下—源側”成藏兩類成藏組合(圖12)?!霸瓷稀背刹亟M合:在構造反轉作用下,孔二段烴源巖位于中下侏羅統(tǒng)儲層之下,二者直接對接或通過油源斷裂側接溝通,孔二段烴源巖形成的烴類在浮力作用及勢差驅動雙重動力作用下直接運移至對接的儲層或通過斷裂輸導進入儲層而成藏,油氣運移通道簡單、高效,該類型成藏組合主要分布在王官屯地區(qū)(圖11);“源下—源側”成藏組合:孔二段烴源巖位于中下侏羅統(tǒng)儲層之上或側向,形成上生下儲或側儲的關系,二者之間經過斷裂向下輸導,或經過斷裂與砂質輸導層接力傳輸,該類型成藏組合主要分布在棗園地區(qū) (圖11)。
孔二段是孔店組最大湖泛期的沉積,以湖相深灰色、灰黑色(油)頁巖為主,是該區(qū)主力生烴層系,以Ⅰ型、Ⅱ1型有機質為主,有機質豐度高,熱演化程度適中,處于大量生油階段(表2),為中下侏羅統(tǒng)油氣成藏提供了充足的油源[37-38];中下侏羅統(tǒng)沉積時期,研究區(qū)以辮狀河、淺水三角洲及沖積扇沉積為主,形成了以辮狀河道、水下分流河道等為主的砂體類型,在后期溶蝕作用下,形成了以溶蝕孔隙和殘余原生孔為主的儲層,為油氣成藏提供了大量的儲集空間;后期構造活動為孔二段烴源巖與中下侏羅統(tǒng)砂體之間的溝通提供了有效的油氣運移通道;中下侏羅統(tǒng)大面積的泛濫平原泥巖及孔三段下部泥巖以物性封閉的形式對油氣藏起到封堵作用,是有效阻擋油氣逸散的良好蓋層;烴源巖、儲層、斷裂通道、蓋層及主生烴期、構造反轉期的時空耦合關系是決定油氣成藏的關鍵,沙河街組和東營組沉積期,圈閉及油氣運移通道已基本形成,至館陶組和明化鎮(zhèn)組沉積期,孔二段烴源巖逐漸進入主生烴期,生成的大量油氣沿斷裂通道進入圈閉并聚集成藏。
圖12 孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)成藏組合模式圖Fig.12 Accumulation models of J1+2 favorable reservoirs in Kongnan area
表2 孔南地區(qū)孔二段烴源巖指標Table 2 Hydrocarbon source rock index of Kong 2 Member in Kongnan area
在有利儲層發(fā)育區(qū)綜合評價的指導下,近年來,重點針對王官屯、棗園地區(qū)Ⅰ1類及Ⅰ2類儲層有利勘探目標區(qū)部署10 余口探井,其中G142 井、G1611井、Z1510 井等8 口井獲得工業(yè)性油流。王官屯地區(qū)G142 井位于孔東斷層上升盤,鉆遇主砂體距離斷層面約0.98km,以淺水三角洲前緣水下分流河道砂體沉積為主,鑄體薄片鏡下觀察發(fā)現(xiàn)砂體溶蝕作用強烈,平均孔隙度為24.5%,滲透率幾何平均值為65.8mD,自噴最高日產油達47.38t;棗園地區(qū)Z1510 井位于棗12 斷層上升盤,鉆遇主砂體距離斷層面0.7km,以辮狀河主河道砂體沉積為主,鑄體薄片鏡下觀察發(fā)現(xiàn)砂體溶蝕作用強烈,平均孔隙度為15.2%,滲透率幾何平均值為12.4mD,解釋油層18.3m/4 層,日產油20.1t。工業(yè)性油流井的共同特點是:①分布在主斷層上升盤且距離斷層面較近,埋藏深度較淺,一般小于2800m,斷層不僅為溶蝕孔隙的形成提供了酸性流體,而且為油氣藏的形成提供了運移通道;②以辮狀河主河道、辮狀河分流河道、淺水三角洲前緣水下分流河道及河口壩砂體沉積為主;③鑄體薄片鏡下可觀察到砂體遭受強烈溶蝕現(xiàn)象,常形成超大孔甚至鑄?????碧綄嵺`證實,王官屯、棗園等地區(qū)中下侏羅統(tǒng)砂體被斷裂切割成多個深淺不一的斷塊帶,分布著多個斷塊油氣藏及地層不整合遮擋油氣藏,其中緊靠主斷層上升盤的辮狀河主河道或淺水三角洲前緣沉積區(qū)構造—砂體有利匹配、油源—斷裂良好耦合,空間上形成多套含油層系,預計新增控制儲量達千萬噸,展示了孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)碎屑巖良好的勘探前景。用是控制砂體儲集性能的關鍵,并進一步總結出“近源—強聯(lián)—直接輸導型”和“遠源—弱聯(lián)—接力輸導型”兩類酸溶模式,前者是形成大量次生溶孔的主要類型,也是未來探索的重點。
綜合利用控制儲層發(fā)育的四要素“孔隙度—砂體有效厚度—埋藏深度—斷層性質”定量疊合的方法評價中下侏羅統(tǒng)有利儲層發(fā)育區(qū),較過去定性評價方法,鉆井成功率提高至70%以上;提出的“源上”成藏組合和“源下—源側”成藏組合為有利目標區(qū)井位部署提供了重要依據(jù),也證實了孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)碎屑巖具備良好的勘探前景。
通過本次研究,首次發(fā)現(xiàn)孔南地區(qū)中下侏羅統(tǒng)大量發(fā)育的次生溶孔是改善儲層物性的主要原因,明確了沉積微相類型是決定砂體儲集性能的前提,溶蝕作