王 冠 刁麗穎 劉國(guó)全 鄒磊落 趙 玥 張紹輝 董曉偉

(①中國(guó)石油大港油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院；②中國(guó)石油大港油田公司第五采油廠)

0 引 言

斜坡區(qū)長(zhǎng)期處于低勢(shì)區(qū)，是油氣運(yùn)移的主要方向，黃驊坳陷優(yōu)越的石油地質(zhì)條件與演化歷史為滿坡含油提供了基礎(chǔ)，因而，斜坡區(qū)是主要增儲(chǔ)領(lǐng)域，也是研究的熱點(diǎn)[1-6]。與此同時(shí)也應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，富油凹陷斜坡區(qū)并非所有的油氣聚集都有經(jīng)濟(jì)性，斜坡背景上的優(yōu)質(zhì)砂體帶以及發(fā)育裂縫系統(tǒng)和鼻狀隆起背景的“富塊”油氣最為富集[7-10]，勘探經(jīng)濟(jì)效益最好，因此斜坡區(qū)現(xiàn)階段勘探的重點(diǎn)是尋找富集區(qū)帶，以實(shí)現(xiàn)低油價(jià)下油氣勘探的高回報(bào)。

前人從控砂機(jī)制、斜坡帶劃分、斜坡演化等方面對(duì)黃驊坳陷斜坡進(jìn)行過(guò)研究。在斜坡帶劃分方面，從不同角度提出了多種針對(duì)歧口凹陷斜坡帶的劃分方案，如周立宏等[11]、李三忠等[12-13]、肖敦清等[14]根據(jù)斜坡結(jié)構(gòu)形態(tài)、坡折發(fā)育程度等因素，將黃驊坳陷的斜坡帶分為沉積型、構(gòu)造型和沉積構(gòu)造型3種類型；趙賢正等[15]根據(jù)斜坡帶基底沉降作用、構(gòu)造活動(dòng)的強(qiáng)弱及其產(chǎn)狀形態(tài)，劃分出撓曲坡折型、平緩臺(tái)坡型、寬緩斷階型、窄陡斷階型、掀斜翹傾型斜坡帶；趙賢正等[16]根據(jù)斜坡區(qū)(大型緩坡帶)在縱向上和橫向上均呈現(xiàn)出有序分異的特征，將其劃分成高、中、低斜坡等。

本文總結(jié)國(guó)內(nèi)已有研究成果，首次從不同類型油藏有序性分布的角度，提出斜坡劃分方案，將斜坡分為常規(guī)油藏富集帶、常規(guī)-致密-頁(yè)巖油藏過(guò)渡帶、頁(yè)巖油藏富集帶，進(jìn)一步提出了斜坡區(qū)常、非連續(xù)成藏及差異富集高產(chǎn)模式。

1 地質(zhì)背景

黃驊坳陷為渤海灣盆地的一個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，坳陷區(qū)面積10 140 km2，黃驊坳陷裂陷擴(kuò)張始于南部滄東地區(qū)，始新世孔二段沉積時(shí)期發(fā)育滄東坳陷型湖盆，始新世末期到漸新世裂陷中心才過(guò)渡到歧口地區(qū)，發(fā)育箕狀斷陷湖盆，形成滄東、歧口兩大凹陷區(qū)。古近系巨厚的湖相沉積為油氣生成提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)[17-18]。經(jīng)歷了印支-燕山-喜山三期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)疊加改造[19]，黃驊坳陷內(nèi)部從北至南依次發(fā)育港西-沈青莊凸起-孔店-羊三木凸起、徐黑凸起及東光凸起，此外依附于內(nèi)部凸起及外圍滄縣隆起和埕寧隆起發(fā)育共11個(gè)斜坡(圖1)，其中斜坡區(qū)面積7 078 km2，占黃驊坳陷總面積的69.8%，以大緩坡、小陡坡為主要特點(diǎn)(緩坡區(qū)6 412 km2，占比約91%，陡坡區(qū)666 km2，占比約9%)。

圖1 大港探區(qū)斜坡單元構(gòu)造位置

2 斜坡油氣藏類型和分布

截至目前，在黃驊坳陷斜坡上發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣藏、致密油氣藏和頁(yè)巖油藏等多類型油氣藏[20-22]。

常規(guī)油氣藏往往發(fā)現(xiàn)于斜坡高部位和中部位，以構(gòu)造油氣藏、地層油氣藏、巖性油氣藏或復(fù)合油氣藏為主，埋藏深度較淺，儲(chǔ)層物性好，孔隙度一般大于10%，滲透率大于5 mD(油藏)，勘探實(shí)踐表明該類油藏往往為高產(chǎn)油藏，但后期一般含水，油水分異明顯。致密油氣藏一般分布于中斜坡的下部，具有近源充注的特征，由于埋深較大，受控于強(qiáng)烈的壓實(shí)或膠結(jié)作用，儲(chǔ)層物性偏差，孔隙度一般小于10%，滲透率小于1 mD，該類油藏在不進(jìn)行措施改造的情況下，自然產(chǎn)能偏低，同時(shí)油水關(guān)系復(fù)雜，無(wú)明顯油水界面。頁(yè)巖油藏位于低斜坡，根據(jù)其賦存位置可分為純烴源巖油藏和薄夾層油藏(烴源巖內(nèi)部厚度小于5 m的砂巖或者碳酸鹽巖儲(chǔ)層)，孔隙度、滲透率相較致密油氣藏更低，平面分布廣泛，無(wú)明顯油氣邊界，但純烴源巖油藏?zé)o自然產(chǎn)能。三類油氣藏的成藏條件、主控因素以及后期勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)策各不相同，分別和前文所述斜坡高、中、低三部分有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，高斜坡主要發(fā)育常規(guī)油藏，中斜坡為過(guò)渡帶，常規(guī)油藏、致密油藏及頁(yè)巖油藏都有分布，低斜坡主要為頁(yè)巖油藏。

3 油氣耦合控產(chǎn)規(guī)律

在斜坡區(qū)整體劃分方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了分斜坡類型油氣富集高產(chǎn)主控因素分析?？碧綄?shí)踐表明，油氣發(fā)現(xiàn)主要集中在緩坡區(qū)，并不代表陡坡區(qū)沒(méi)有勘探潛力，主要是因?yàn)榈谌祻?qiáng)烈斷陷活動(dòng)造成陡坡區(qū)埋深較大，目前并沒(méi)有進(jìn)行有效勘探。黃驊坳陷多個(gè)緩坡區(qū)勘探取得重要成果，如埕北斜坡實(shí)現(xiàn)規(guī)模增儲(chǔ)，規(guī)劃建產(chǎn)超百萬(wàn)噸；歧北斜坡實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效益，有力支撐穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)；南皮中斜坡形成3 000萬(wàn)噸致密油增儲(chǔ)建產(chǎn)區(qū)等?？碧綄?shí)踐表明，緩坡不同部位展現(xiàn)出不同的油氣富集高產(chǎn)特征。

3.1 斜坡高部位源-砂耦合控藏，優(yōu)勢(shì)砂體高產(chǎn)

斜坡高部位主要位于盆地邊緣，以三角洲平原相為主，來(lái)自隆起區(qū)的陸源碎屑物質(zhì)沿侵蝕溝槽或者順坡斷槽向斜坡中低部位輸送，砂體多富集于溝槽，同時(shí)侵蝕溝槽控制后續(xù)沉積的類型與展布特征，相較于中斜坡及低斜坡，高斜坡遠(yuǎn)離油源，油氣沿不整合面、輸導(dǎo)層及斷層形成的聯(lián)合輸導(dǎo)體系運(yùn)輸，利于優(yōu)勢(shì)砂體成藏高產(chǎn)。

以埕北高斜坡為例，埕北斜坡位于歧口凹陷西南緣，是背靠埕寧隆起發(fā)育的沉積構(gòu)造型斜坡。館三段發(fā)育三大侵蝕溝槽，溝槽內(nèi)砂體富集，西、中、東三大辮狀河侵蝕溝槽南北向展布，溝槽內(nèi)充填館三段的地層，具有溝槽控砂的特征(圖2)。古侵蝕溝槽控制了辮狀河砂體的展布，滯留沉積與心灘沉積縱向疊置發(fā)育，物性好。其中心灘多期疊置、連片分布(圖3)，總厚度15～25 m，物性好(孔隙度17%，滲透率25 mD)；滯留沉積，塊狀砂礫巖層，厚度20 m左右，分布穩(wěn)定，物性偏差(孔隙度10%，滲透率8.5 mD)。

圖2 埕北高斜坡地震解釋剖面及溝槽

圖3 侵蝕溝槽及砂體分布

油氣沿不整合面、館陶組底礫巖與斷層形成聯(lián)合輸導(dǎo)體系，與其匹配溝通的溝槽內(nèi)砂體為優(yōu)勢(shì)砂體，從而形成了溝槽內(nèi)滯留沉積的低飽和度油藏及上覆心灘砂體的構(gòu)造巖性油藏，兩類油藏縱向疊置，連片分布。其中滯留沉積形成的低飽和度油藏，平均原油密度0.954 8 g/cm3(50 ℃)，粘度332 mPa·s(80 ℃)，為稠油油藏。由于利用常規(guī)手段開(kāi)采只能獲得3～4 t/d的產(chǎn)量，并沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益，然而通過(guò)創(chuàng)新應(yīng)用水平井+二氧化碳吞吐技術(shù)，單井產(chǎn)量可達(dá)20 t/d以上，實(shí)現(xiàn)了稠油的規(guī)模效益開(kāi)發(fā)。

3.2 斜坡中部位斷砂耦合控藏，優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層高產(chǎn)

在中斜坡區(qū)，三角洲前緣砂體和灘壩砂體普遍發(fā)育，坡-折體系中的坡-坪部位是砂體聚集的重要場(chǎng)所。坡-坪部位是斜坡由陡變緩的區(qū)域，水動(dòng)力也由強(qiáng)變?nèi)?，有利于沉積物卸載；坡-坪下傾方向是可容空間形成的重要部位，砂體多在坪臺(tái)區(qū)滯留富集，而其上傾方向超覆或尖滅。因此，砂體主要受坡折帶控制，油氣主要依靠斷層進(jìn)行輸導(dǎo)分配，斷層的斷面脊是油氣垂向運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)匯流通道，斷面脊主要與斷層下降盤厚層砂巖構(gòu)成優(yōu)勢(shì)高產(chǎn)巖性相，斷層和砂體耦合控制油氣富集高產(chǎn)，形成構(gòu)造-巖性油氣藏。

以埕北中斜坡為例，該區(qū)北部緊鄰歧口主凹，西部通過(guò)張北斷層與歧南次凹對(duì)接，具有雙向供烴的良好條件。埕海斷坡區(qū)沙河街組主要受來(lái)自埕寧隆起東部的辮狀河三角洲沉積體系控制，通過(guò)細(xì)化斷層差異活動(dòng)性研究，建立“斷層轉(zhuǎn)換帶輸砂、斷層調(diào)節(jié)帶輸砂”兩種模式，落實(shí)張28X2、埕海33、埕海37三個(gè)輸砂通道，發(fā)育西、中、東三支辮狀河三角洲主砂體帶，沿坡折帶南北向展布，厚度大(最大為30 m)，物性好(孔隙度最大為21%)。

埕海斷階區(qū)發(fā)育一系列北掉斷層，這些斷層與砂體耦合(圖4)，與厚砂巖構(gòu)成優(yōu)勢(shì)高產(chǎn)巖性相，油氣運(yùn)聚條件有利，油藏具有“含油飽和度高、含油面積大、產(chǎn)量高”的特點(diǎn)，無(wú)疑是低油價(jià)下規(guī)模效益增儲(chǔ)的最現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域。

圖4 埕北中斜坡沙二上④砂組沉積微相與斷層疊合圖

3.3 斜坡低部位優(yōu)勢(shì)組構(gòu)控藏，地質(zhì)工程甜點(diǎn)高產(chǎn)

低斜坡往往是深陷區(qū)，主要以深湖半深湖相為主，除了沉積烴源巖之外，盆外物源充足供給的情況下，砂體波及范圍會(huì)延伸到深陷區(qū)，由于埋深較大，儲(chǔ)層物性變差，低斜坡油氣藏以頁(yè)巖油藏及致密油藏為主。

以滄東凹陷南皮低斜坡為例，該斜坡位于滄東凹陷南部，孔二段暗色泥巖、油頁(yè)巖發(fā)育，厚度達(dá)200 m，目前處于大量生油階段，既為高、中斜坡提供油氣來(lái)源，同時(shí)也是形成頁(yè)巖油氣的有利層段。此前由于認(rèn)識(shí)的局限性一直未將其作為新領(lǐng)域開(kāi)展系統(tǒng)研究，此后在系統(tǒng)取心的基礎(chǔ)上開(kāi)展孔二段烴源巖段研究，表明甜點(diǎn)段具有高長(zhǎng)英質(zhì)含量、高有機(jī)質(zhì)豐度、高頻紋層的特征，形成優(yōu)勢(shì)組構(gòu)相，頁(yè)巖油主要賦存在微米-納米級(jí)孔隙集群中，順紋層展布(圖5)。此后利用水平井+體積壓裂技術(shù)實(shí)現(xiàn)了孔二段頁(yè)巖油的突破和工業(yè)化開(kāi)發(fā)。

圖5 南皮低斜坡頁(yè)巖油富集熒光照片

其中孔一段砂層以淺水三角洲沉積為主，水下分流河道與河口壩砂體是有利儲(chǔ)集體，又因?yàn)榭拷锥螣N源巖，具有有利的源上成藏條件，但因埋藏較深(3 500～4 200 m)，物性較差(孔隙度為5%～17%，滲透率<5 mD)，直井壓后不能獲得商業(yè)性油流，借鑒頁(yè)巖油思路，實(shí)施水平井(大斜度)鉆探，獲得高產(chǎn)。

總之，南皮低斜坡細(xì)粒沉積發(fā)育，利于源儲(chǔ)一體頁(yè)巖油、近源充注致密油發(fā)育，形成致密油、頁(yè)巖油連續(xù)分布的特征。但無(wú)論是致密油還是頁(yè)巖油，常規(guī)開(kāi)采手段均難以獲得經(jīng)濟(jì)效益，必須輔以水平井加體積壓裂才能獲得商業(yè)油氣流。

4 斜坡區(qū)油氣有序成藏模式

通過(guò)上述對(duì)黃驊坳陷部分高產(chǎn)區(qū)斜坡區(qū)成藏因素分析，明確了黃驊坳陷斜坡區(qū)滿坡含油，油氣類型多樣的特點(diǎn)，形成了常、非連續(xù)成藏和差異富集高產(chǎn)的模式(圖6)。

圖6 黃驊坳陷斜坡區(qū)油氣成藏模式

斜坡高部位埋藏淺，遠(yuǎn)離烴源巖生烴區(qū)，油氣主要沿不整合面、斷裂層及輸導(dǎo)層進(jìn)行橫向和垂向運(yùn)移，在優(yōu)勢(shì)砂體成藏，優(yōu)勢(shì)砂體的分布是高產(chǎn)的關(guān)鍵；斜坡中部位具有典型的斷砂耦合控藏特征，該區(qū)烴源巖有生烴能力，油氣主要沿?cái)鄬右源瓜蜻\(yùn)移為主，在厚砂體處成藏；斜坡低部位近源優(yōu)勢(shì)明顯，雖然遠(yuǎn)離物源區(qū)，但間歇性高能事件頻繁發(fā)育，會(huì)受到陸源輸入物質(zhì)影響，是頁(yè)巖油藏形成的有利場(chǎng)所。

總之，高斜坡主要發(fā)育常規(guī)油藏，中斜坡為過(guò)渡帶，常規(guī)油藏、致密油藏及頁(yè)巖油藏都有分布，低斜坡主要為頁(yè)巖油藏，呈現(xiàn)出高、中、低分異明顯，常規(guī)油、致密油、頁(yè)巖油隨埋深變化有序分布的特征。

5 結(jié) 論

(1)依靠孔二段、沙一下、沙三段三套主力烴源巖，黃驊坳陷斜坡區(qū)發(fā)育常規(guī)油氣藏、致密油氣藏、頁(yè)巖油藏三類油氣藏，三類油氣藏與斜坡高、中、低三部位有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，高斜坡主要發(fā)育常規(guī)油藏，中斜坡為過(guò)渡帶，常規(guī)油藏、致密油藏及頁(yè)巖油藏都有分布，低斜坡主要為頁(yè)巖油藏。

(2)三類油氣藏油氣高產(chǎn)主控因素各不相同：斜坡高部位源-砂耦合控藏，優(yōu)勢(shì)砂體高產(chǎn)；斜坡中部位斷砂耦合控藏，優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層高產(chǎn)；斜坡低部位優(yōu)勢(shì)組構(gòu)控藏，地質(zhì)工程甜點(diǎn)高產(chǎn)，即地質(zhì)甜點(diǎn)(含油氣性好)和工程甜點(diǎn)(易壓裂)耦合控制高產(chǎn)。

(3)通過(guò)總結(jié)形成斜坡區(qū)常、非連續(xù)成藏和差異富集高產(chǎn)模式，首次從不同類型油藏有序性分布的角度，提出斜坡劃分方案，將斜坡分為常規(guī)油藏富集帶、常規(guī)致密-頁(yè)巖油藏過(guò)渡帶、頁(yè)巖油藏富集帶，針對(duì)不同油氣富集帶后期需要采取不同的勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)策。