濮卫次洼沙三段页岩油藏勘探潜力与实践

高平，张放东，尚雅珍

（中国石化中原油田分公司勘探开发科学研究院，河南 濮阳457001）

1 概况

濮卫次洼位于东濮凹陷北部，是濮城断裂系和卫东断裂系相向而掉形成的呈北东向展布的狭长地堑构造，由洼陷中心向四周抬高，东西两侧翼分别为濮城油气田和卫城油气田，勘探面积约110 km2（见图1）。目前已发现沙一段、沙二段、沙三段含油气层系，油气藏环洼陷带分布，以构造-岩性油气藏为主。

濮卫次洼中、浅层沙一—沙三上勘探开发程度高，盐间、盐下深层系沙三中、沙三下勘探开发程度低，有钻遇井31 口，同时盐间、盐下泥页岩发育，有机质丰度高，适宜形成页岩油藏。

1985年8月完钻的卫68 井投产压裂沙三中8 层组（7—12 号小层）电测解释油层、干层共19.8 m/6 层，初期日产油18.0 t，地层压力系数1.71。1991年同层系压裂，5 mm 油嘴自喷，日产油42.0 t。截至1997年5月补孔上返沙三中4 层组时，累计产油18 867.0 t，无水。卫68 井沙三中8 层组试油段是高电阻泥页岩标志层，分布在整个东濮北部，试油层段井壁取心11 颗，除2颗为泥质粉砂岩外，其余均为泥页岩。当时并未意识到卫68 井沙三中8 层组是页岩油藏，而未上升到非常规油气资源的高度引起重视，只是作为常规的低渗高压油藏来看待。

图1 卫1—濮71 井油气藏剖面

东濮凹陷北部沙三中下部有66 口井在泥页岩中见油气显示，工业油流井3 口，低产油气流井8 口，集中分布在濮卫次洼带（见表1），展现了页岩油气的良好勘探前景。

表1 东濮北部沙三中6—9 层组泥页岩油气显示、试油统计

2 页岩油形成的特殊地质背景

2.1 沙三段烃源岩处于以生油为主的阶段

濮卫次洼沙一段、沙三段是暗色泥页岩发育段，为烃源岩系。沙三段深灰色泥页岩分布广、厚度大，有机质丰度达到了好—最好烃源岩级别，大多为Ⅰ型，部分为Ⅱ型［1］（见表2）。沙三段暗色泥页岩埋深大多在3 000 m 以下，Ro主要分布在0.6%～1.4%，已进入成熟—较高成熟演化阶段（尚未达到生气阶段），具有良好的生油能力（见图2）。烃源岩内除次洼带边缘外，砂岩不发育，以夹薄层粉砂岩为主，加之构造简单、断裂不发育，原油以近距离运移为主，被邻近的各类储集体优先捕获，形成广泛分布的常规与非常规油气藏。

2.2 发育多套厚层盐岩沉积

濮卫次洼有沙一下、沙二上、沙三中上部及沙三中下部4 套分布范围较广的厚层盐岩段，是油气富集的优良盖层及侧向遮挡层［2-4］。与盐岩相伴生的泥页岩有机质丰度最高，是页岩油藏形成的有利部位，远离盐岩沉积区或无盐岩区的泥岩或粉砂质泥岩有机质丰度相对较低［5］。

表2 濮卫次洼沙三段有机质丰度

图2 濮卫次洼镜质体反射率与埋深关系

沙三段盐岩分布在整个濮卫次洼，盐间、盐下泥页岩富含有机质，并以生油为主［6］，储源一体，形成封闭的独立成藏系统［7］，为页岩油藏的形成奠定了基础。

2.3 濮卫次洼沙三段长期处于沉积中心

沙三段不同沉积时期，环绕濮卫次洼周边存在西部、北部及东部3 个物源补给区。除了北部物源区长期对濮卫次洼的北部影响较大外，西部和东部物源区对濮卫次洼的影响相对要小。沙三段长期处于水动力条件较弱、水体含盐度较高的前三角洲、半深湖—深湖环境，在盐湖背景下，沉积了厚层泥页岩、盐岩夹薄层粉砂岩，向次洼边缘砂体逐渐发育。

环濮卫次洼砂岩侧向尖灭、下倾尖灭比较普遍，在次洼边缘与断层配置形成众多构造-岩性油藏；在次洼中心厚层泥页岩中存在砂岩透镜体，除了形成少量岩性油藏外，更适宜形成页岩油藏。

3 页岩岩电性特征与储集空间类型

泥岩、页岩均为泥质岩类，在测井曲线上两者有明显的差异，泥岩电阻率低（一般小于1.5 Ω·m）、扩径明显，而页岩由于形成于水动力更弱、水体更深的环境，页理发育、有机质丰度高，电阻率值高或极高、缩径或微扩径［8］，由边缘相到深湖相，页岩厚度逐渐增大（见图3）。高电阻率页岩层在平面上分布范围广，代表了湖盆水域广、水体稳定时期（湖泛时期）的沉积，是区域重要的岩电性对比标志层。

图3 东濮北部沙三中8 页岩等厚图

濮卫次洼沙三段长期处于沉积中心的盐湖区域，页岩厚度大，显微层理发育，泥质体积分数50%～60%，灰质体积分数30%～50%，石膏质体积分数10%～15%，黄铁矿体积分数1%～5%。通过对卫79-13、濮148、卫79-8 及卫311 井沙三中、沙三下岩心扫描电子显微镜样品分析，本区页岩以灰质为主的脆性矿物体积分数较高，整体性脆，层理及层理间裂缝、顺层微缝、次生微裂缝、次生溶蚀微孔隙发育（见图4，3 563.35 m 深灰色灰质泥页岩中裂缝和次生孔隙），还有少量垂直层面的微裂缝，这些缝隙及页岩中5～20 cm 厚的粉砂岩条带是页岩的主要储集空间［9-10］。

图4 濮148 井岩心扫描电镜照片

4 页岩油勘探潜力与实践

4.1 濮卫次洼沙三段页岩油勘探潜力

濮卫次洼盐间、盐下沙三中—沙三下有31 口钻遇井，多数井在泥页岩中有比较连续的油气显示，其中27 口井岩屑录井见油气显示，25 口井见到明显的气测异常，显示井段长110～320 m。

通过对卫79-13、濮148 及卫311 井沙三中及沙三下岩心荧光薄片观察发现，页岩的各类裂缝、次生溶蚀微孔隙及微晶灰质颗粒的边缘被油质沥青浸染，发淡绿色荧光，强度为中亮，这充分表明页岩内的各类储集空间均有油气存在，是下步的勘探领域。

由于东濮凹陷北部长轴物源在沙三段沉积时期影响较大，濮卫次洼具有“南泥北砂”的岩相格局，即次洼北部及东部边缘砂岩相对发育，中部、南部大部分区域为泥页岩、盐岩发育区，是页岩油藏勘探的有利区。沙三段页岩叠合面积约74 km2，体积约10.085 km3（见表3）。假设页岩的有效储集空间约占总体积的1%，则整个濮卫次洼沙三段页岩油的资源背景有0.8～1.0 亿t。

表3 濮卫次洼沙三段页岩体积

4.2 勘探实践

濮卫次洼大部分钻遇沙三段的井在泥页岩中见到油气显示。在具体部署上，充分利用老井，以普遍见油气显示的厚层页岩段为单元，开展针对页岩油的探索部署试验。

盐下沙三中8 为厚层页岩段，是区域对比标志层，分布在整个东濮北部。濮卫次洼沙三中8 页岩段钻遇井大多见到不同程度的油气显示，卫68 井在页岩段已获得高产油流，附近有7 口井获低产油流。2012年1月，在濮卫次洼西南翼，为探明盐下沙三中8 页岩含油情况，钻探了卫68-FP1 井，2012年3月15日完钻。该井A 靶垂深为3 117.6 m，B 靶垂深为3 122.3 m，水平段长为1 300.0 m，目的层沙三中8 气测异常明显，全烃质量分数0.151%～0.805%（周围钻井的沙三中8 全烃质量分数0.010%～0.260%），电测解释油层710.1 m/8层、干层577.4 m/8 层。该井分11 段进行压裂，总液量5 747.0 m3，加砂685.0 m3，平均砂比20%，4月22日开始排液，截至2012年6月27日，累计排液2 954.7 m3，返排率51.4%，日产液18.0～20.0 m3，日产油3.0～4.0 t。2012年5月对老井卫42-8 井沙三上2 泥页岩连续油斑显示段（（3 023.6～3 067.2 m）/5 层，8.8 m 干层、未解层）压后抽吸，日产油6.3 t，无水。

这2 口井的试油情况表明，濮卫次洼沙三段具有页岩油聚集成藏的有利条件，是非常规油气资源的富集区。页岩油是实现东濮资源接替的重要领域，应进一步深化地质评价，加大页岩室内分析测试，着重分析页岩的地化、岩矿、物性、油气性质等，深化页岩油储集空间与成藏规律的认识，发展与之相适应的井筒工艺技术［11］，提高经济效益。

5 结束语

濮卫次洼沙三段长期处于沉积中心，周边有多个物源，发育多套厚层盐岩段，盐间、盐下泥页岩富含有机质，易于形成页岩油藏。这些曾经被认为是无勘探价值的区域，已有大量钻井在泥页岩段的录井中连续见油气显示，还有的气测显示异常强烈。尽管目前对其储集空间的有效性与含油性还难以判断，但这些领域蕴藏着比较可观的油气资源，是东濮凹陷十分重要的增储领域，需要利用新技术、新方法，挖掘这部分资源潜力，拓宽勘探领域。

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