基于高分辨层序地层的文安斜坡内带深层油气藏控制因素分析

基于高分辨层序地层的文安斜坡内带深层油气藏控制因素分析

霸权县的塌陷位于中南海坳陷的中后期。它是中南海坳陷北部最重要的富油凹陷之一。近年来,随着隐蔽油气藏勘探的不断深入,许多学者对霸县凹陷的古近系地层开展了大量层序地层学研究,但文安斜坡内带沙三及沙四段地层由于其埋藏深,地震分辨率低,钻孔揭露少,隐蔽油气藏勘探一直未能取得突破。本次研究在文安内带新处理的三维地震资料基础上,结合兴隆1井开展精细层序地层学分析,对沙三段以下地层开展层序单元的系统识别和划分,建立岩性和地层成藏模式,为该区隐蔽油藏的勘探提供理论依据。1基底古生界和中生界霸县凹陷位于冀中坳陷中北部,为受牛东断层控制的西断东超、西深东浅的继承性断陷盆地。表现为西部洼漕、东部斜坡的结构特征,构造上西邻牛驼镇凸起,南与饶阳凹陷相连,向东过渡为大城凸起,向北则与廊固凹陷相隔并与武清凹陷相通(见图1)。文安斜坡位于霸县凹陷东部,是典型箕状凹陷的缓坡带,形成于基底断块的继承性翘起作用。斜坡基底古生界和中生界呈明显的楔状,逐渐向西尖灭,发育4个宽缓的北西向鼻状构造(见图1)。在古近系沉积时期,文安斜坡为北东向延伸、东抬西倾的缓坡,斜坡之上古近系地层逐层由西向东超覆;渐新世中、后期,鼻状构造背景上发育形成多个沉积及断裂坡折带,控制不同沉积时期砂体的展布。文安斜坡内带面积约250km2,目前出油层位均集中在沙三段以上地层,在斜坡内带目前尚无井钻遇沙三下及沙四段地层,勘探程度很低。文安斜坡西临霸县生油洼槽,洼槽带内发育古近系的沙四段、沙三段、沙一段湖相烃源岩和石炭系—二叠系煤系烃源岩,资源丰富;西部陡坡兴隆1井在沙四上段地层中试油获得了油气,证实霸县深层具有一定的油气聚集条件;以往研究成果表明文安斜坡沙三段及沙四段地层沉积物源主要来自东侧的大城凸起,而且埋深均大于4000m,以三角洲前缘亚相沉积为主,总体储层物性较差。而最新实验室物性分类研究揭示沙三、四段主要为低孔特低渗型储层,但差中有好。地层埋深4500m时,仍有部分砂岩孔隙度可达10%～15%,渗透率为(1～10)×10-3μm2,具有一定的储集性能。2层序地层格架本次研究以文安斜坡内带中、深层为重点,以优质储集相带为目的,开展Es3-Ek沉积体系、沉积微相研究;在新处理的高分辨率叠前时间偏移连片三维地震资料应用的基础上,结合地震特征、古生物化石组合,以兴隆1井单井分层及划相为标准,使井曲线、岩性特征与对应地震特征严格匹配,开展区域地层对比和层序界面的识别、多井四面(地震标准层面、层序界面、湖泛面、岩性体包络面)的精细标定,通过测井、地震特征反复认识,确定了6个标准层序界面,并将霸县凹陷沙三、沙四段之间接触关系确定为不整合,在地震剖面上见明显削截和剥蚀现象(见图2),实现霸县凹陷统一分层问题。通过追踪,将文安斜坡沙三、沙四段划分为4个三级层序(见表1),重新建立高分辨率层序框架。层序SQ3(Es4下),底界面SB3,相当于地震T7反射界面区域不整合面。顶界面为SB4,界面上超、底超特征明显。为湖盆扩张早期,地形坡度大,主要发育湖侵域和高水位域层序。斜坡发育扇三角洲沉积,受物源供给和斜坡内构造调节的影响,扇三角洲分布位置和范围发生变化,其中高位域时期扇三角洲发育规模明显小于湖侵时期。在斜坡内带,湖侵时期扇三角洲前缘砂体超覆沉积在孔店组顶不整合面上,在鼻状凸起的坡折边缘形成地层超覆圈闭。而伴随着湖水的快速上涨,湖泊范围变大,水体变深,斜坡发育一定厚度的暗色泥岩。层序SQ4(Es4上),底界面SB4,顶界面SB5相当于区域剥蚀不整合面T6。伴随凹陷基底持续下陷,湖域迅速扩大,斜坡发育辫状三角洲沉积。斜坡内带以辫状三角洲前缘亚相为主,在其前缘可形成滑塌浊积扇。高水位域及湖侵域发育三角洲前缘砂体,受后期剥蚀作用,形成湖侵域砂岩地层不整合及高位域砂岩地层不整合圈闭。此外,斜坡内带亦可形成地层岩性上倾尖灭类型圈闭。层序SQ5(Es3下):层序底界面为SB5,顶界面为SB5,地震剖面上见明显上超、削截现象。为湖盆扩张期抬升阶段,断陷活动逐渐减弱,水体总体变浅,沉积体系进积作用十分明显。斜坡带辫状三角洲体系继承性发育,三角洲呈朵状体向湖区延伸。层序SQ6(Es3上):层序底界面为SB6,顶界面为SB7,相当于区域剥蚀不整合面T5。继承SQ5沉积特点,发育水退三角洲沉积体系。可细分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲亚相。水退与水进频繁交替、三角洲前缘砂体与湖相泥质岩呈指状交互,有利于岩相尖灭和地层超覆尖灭圈闭形成。通过沉积体系域特征研究,以烃源、储集、封盖层为基本条件,构建了油藏模式(见图3),可将其归纳为运移汇聚型成藏模式和自生自储式成藏组合。其中,沙三、沙四形成的埋藏浅、多层位发育的砂体向洼陷内伸展,为从洼漕带向坡上油气运移的聚集提供条件,形成汇聚式油气藏。而分析认为斜坡带沙四具有一定的生烃潜力,亦可形成自生自储成藏组合。在层序框架内,以单井相和地震相为基础,开展叠前AVO储层预测,进行砂体的识别和追踪,通过预测数据体上砂体顶、底界面、边界的确定和追踪,刻画出不同体系域砂体展布范围,定量描述砂体厚度。落实了一批岩性圈闭。从含砂体展布特征上看(见图4),砂体富集于几个区间内,展布形态上,也具三角洲前缘砂体发育的特征。在此基础上,结合文安内带单井相标致特征,完成霸县凹陷Es4下段高水位及湖侵体系域沉积相平面分布特征的描述(见图5)。通过不同体系域岩性圈闭的反复论证和评价,首选沙四下段湖浸体系域形成自生自储岩性圈闭部署文安1井实施钻探。文安1井在Es4下段4144～4395m见油浸1m/层,油斑8m/4层,油迹1m/层,荧光79.5m/17层。在4192.4～4224.2m,抽汲,日产油7.26m3,日产水17.89m3/d。文安斜坡内带深层获得勘探重大突破。3沉积型储集模式(1)通过区域构造、沉积发育史研究,统一霸县凹陷下第三系地层对比划分,发现文安斜坡内带鼻状构造背景上沉积坡折带和挠曲坡折带十分发育,Es3、Es4地层在坡折带附近超覆、剥蚀、厚度减薄等特征明显,不同体系域发育的砂岩体与构造配置,形成各种类型的隐蔽性圈闭。确立了坡折带岩性油藏成藏模式,通过钻井验证文安斜坡内带自生自储式地层岩性油藏模式的合理性,为同类型地区的勘探提供参考。(2)通过钻探实践,首次在霸县凹陷发现沙四下段新的烃源岩层系,拓宽了霸县凹陷勘探领域;文安1井沙四下段4139～4500m井段