沙花瓦地区阜一段超压封存箱与油气关系

郑元财，于雯泉

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

沙花瓦地区阜一段超压封存箱与油气关系

郑元财，于雯泉

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

对沙花瓦地区的测井、测试、岩石物性等资料分析发现，沙埝、花瓦内坡带存在超压封存箱，其平面分布范围受到穿插火成岩和边界大断层的影响，纵向上盐城组沉积厚度的差异掩盖了超压封存箱的发育深度的一致性。封存箱内阜一段储层虽然埋深大，但是由于存在异常高压，其物性较好，产液能力强，而且箱内烃源岩排烃能力强，从而导致该区带油气显示丰富，具备形成富集油藏的成藏条件。

超压封存箱 欠压实 油气成藏 高邮凹陷

阜一段(E1f1)是高邮凹陷沙花瓦地区的主力含油层系。随着该区中外坡勘探进入成熟阶段,挖潜难度越来越大，内坡带必然成为“增储上产”的重要勘探场地。在该区E1f1由中外坡向内坡推进的勘探过程中，已取得了重要发现，如HX32井在E1f1段试获工业油气流，展示该区E1f1良好的勘探潜力。虽然沙花瓦内坡带E1f1深层蕴含着丰富的油气资源,但由于内坡带E1f1埋深大、储集性能差、油气成藏规律认识不清等原因，导致其勘探成功率较低。在勘探过程中发现内坡带E1f1存在超压现象(压力系数大于1.2)，在稳定分布的泥岩和断层的封隔作用下形成局部的超压封存箱。勘探实践表明超压封存箱影响储层物性、油气运移和聚集。因此，探讨E1f1超压封存箱与油气成藏的关系,对内坡带E1f1深层油气勘探具有重要意义。

1 地质概况

沙花瓦地区位于高邮凹陷斜坡带的中东部，紧临内坡箕状烃源灶，整体为两个宽缓的鼻状构造。该区断层多为吴堡期北倾正断层，圈闭类型为断鼻、断块，现已发现多个含油构造(图1)。该地区E1f1为三角洲前缘亚相沉积，砂岩较发育，厚度在600～800 m，岩性主要为棕红、棕褐和暗色泥岩、粉砂质泥岩与棕褐、灰白色细砂岩、粉细砂岩呈不等厚互层。其上覆阜二段(E1f2)为一套深—半深湖相暗色泥岩，岩、泥灰岩，厚度在200～300 m。E1f2泥岩为本区重要烃源岩，并覆盖于E1f1之上，与其形成良好的生、储、盖组合。

图1 沙花瓦地区构造纲要

2 封存箱特征

超压封存箱是一个三维封闭的空间，横向可以由断层、相变、盐岩和膏岩等封闭，纵向可以由岩层封闭，这个被有效盖层封闭阻止压力恢复到静水压力的三维空间称为流体压力封存箱[1]。在大部分地质时期,其内部的物质、能量与外界没有明显交换，箱壳处的物质和能量的变化比较急剧；当箱壳因某种原因被破坏(如断裂开启、火成岩穿插等)，便会发生物质和能量的交换，工区内E1f1便存在这种现象。

图2 沙埝地区J1、SX51、SX30、S19井泥岩声波时差与深度关系

图3 沙埝—花瓦结合部SX72、HX35、SX71、SX59井泥岩声波时差与深度关系

2.1封存箱的存在

高邮凹陷北斜坡E1f1上伏的E1f2暗色泥岩全区分布稳定，内坡的暗色泥岩中的有机质生烃、蒙皂石脱水等作用导致泥岩孔隙流体压力不断增加形成异常高压[2-4]，使得泥岩表现出欠压实现象。从工区西部一些井的泥岩声波时差与深度关系图可以看出，沙埝地区内坡带在埋深2 600 m就开始出现欠压实现象，中—外坡则为正常压实(图2)；而工区中部的泥岩声波时差与深度关系则表明，沙埝—花瓦结合部内、中—外坡为正常压实(图3)；但是工区东部的泥岩声波时差与深度关系又展示出花瓦地区内坡带在埋深约在2 900 m左右开始出现欠压实现象，中—外坡为正常压实(图4)。这表明在沙花瓦地区，沙埝内坡和花瓦内坡存在着超压封存箱。

图4 花瓦地区HX33、H14、HX28、WX4井泥岩声波时差与深度关系

2.2封存箱的展布特征

分析认为内坡带的E1f2暗色泥岩以及早期的北倾正断层起封隔作用，使得内坡E1f1超压体系可以看成一个封存箱。根据E1f1砂岩储层的实测数据及泥岩顶板封隔层的分布特点，在平面上封存箱超压体系主要分布于沙埝南、花瓦南两地区(图5)；在沙埝—花瓦结合部和临近边界大断层的盆缘则逐渐递减为弱超压和常压；纵向上，沙埝南地区深度在2 600 m开始发育超压，而花瓦南地区在2 900 m开始发育超压。

图5 沙花瓦地区超压封存箱分布范围

封存箱超压体系的发育特征主要与后期的保存条件有关。结合部发育穿插于E1f2内部的火成岩，封存箱的隔层受到火成岩破坏，使得沙埝—花瓦结合部超压体系不发育；而临近边界大断层的盆缘，受边界断层长期活动影响，导致压力不断卸载。纵向上封存箱超压体系在沙埝南、花瓦南发育的深度差异，主要受盐城组(Ny)地层厚度差异的影响。前人研究表明，高邮凹陷北斜坡地区Ny沉积前的古埋深大于现今埋深，而且Ny是冷温层，其地层沉积厚度对E1f1砂岩的成岩作用和E1f2烃源岩的增熟作用基本没有影响[5-6]。从工区东西两个区带的Ny地层厚度看，它们之间的差异与两区带出现欠压实埋深的差异是一致，均为300 m(表1)。这表明工区东西两个区带Ny地层厚度的差异掩盖了深部E1f1封存箱超压体系纵向上真实的、统一的发育史。

表1沙埝、花瓦地区Ny地层厚度与欠压实埋深关系

2.3封存箱的流体特征

流体封存箱是相对独立的密封单元，流体一般只能在箱体内部运移，箱内与箱外之间的流体交换有限，因此，箱内、箱外流体性质存在着一定的差异。从沙花瓦地区地层水的特征可以看出，封存箱内地层水矿化度具有相对独立的特征(表2)。箱外地层静水压力系统地层水矿化度相对较低，小于35 000 mg/L，而封存箱矿内化度均大于50 000 mg/L，这证明了箱内流体具备一定的的独立性。

表2封存箱内、外水性对比

3 超压封存箱与油气的关系

3.1 超压封存箱内的储集条件

封存箱内的异常高压形成以后，阻滞了箱内高压系统流体的运动与能量交换，减缓或抑制了胶结、压实成岩作用的形成，使得储层保留了较高的孔隙空间，同时流体的高压支撑了部分上覆岩体的负荷，减少地层的有效应力，从而也减缓了对箱内超压层的压实，使得储层的储集空间得已保存，形成明显的欠压实现象。沙花瓦地区的实测储层物性数据表明，超压封存箱内的沙埝南、花瓦南地区储层物性较好(图6)，储层产液能力强，如H14井3 193.8～3 196.6 m井段试油，抽汲日产水9.8 m3，可见E1f1封存箱内的储层条件好。

3.2超压封存箱与油气关系

超压封存箱成熟烃源岩中的有机质生烃、蒙皂石脱水等作用导致泥岩孔隙流体压力不断增加形成异常高压，在“构造幕”来临时成为排烃的主要动力。沙花瓦地区的E1f1油气主要来源于E1f2成熟烃源岩， 油层段主要发育于E1f1顶部。封存箱内的

E1f2泥岩发育高压区，油气下排动力强，油气显示井段长，显示丰富。

图6 沙埝、花瓦地区E1f1砂岩孔隙度与埋深关系

沙埝内坡油气显示一般在100 m以上，最长的HX33井可达230 m。箱外的E1f2泥岩为正常压实，油气下排动力弱，油气显示井段短，显示层数和厚度都少(表3、4)。由此可见，封存箱内的具备形成富集油藏的条件，箱内的HX33井钻遇油气显示32层74.5 m，解释油层3层9.5 m，油干层10层38.5 m，含油水层3层10 m，对E1f1段2层试油，压裂后日产原油7.2 m3，为油层，可见封存箱内区域是下步E1f1勘探的有利目标区。

表4封存箱外油气显示

地区井名显示长度/m显示丰度/(m/层)花瓦中外坡WX181680/4WX419150/8WX1717110/6沙埝—花瓦结合部内坡SX59575/3SX71215/1SX72365/1HX35135/1沙埝中外坡SX3020155/6

4 结论

(1)高邮凹陷沙花瓦地区的沙埝南、花瓦南发育超压封存箱，超压封存箱平面的分布范围受穿插于E1f2泥岩的火成岩和长期活动边界大断层的影响，纵向上，Ny沉积厚度的差异掩盖了超压封存箱的发育深度的一致性。

(2)超压封存箱内部超压流体减缓或抑制了胶结、压实成岩作用的形成，使得封存箱内储层出现欠压实，具备较好的储集空间和产液性能。

(3)超压封存箱内的E1f2泥岩隔层是本区的主力烃源岩，其具备较好的生排烃能力，箱内E1f1油气显示丰富，含油井段长，具备形成富集油藏的优越条件，是下步内坡带E1f1勘探的有利目标区。

[1] 陈中红，查明.东营凹陷超压流体封存箱与油气聚集[J].沉积学报,2006,24(4):607-615.

[2] 将有录，查明.石油天然气地质勘探[M].北京：石油工业出版社,2006:240-244.

[3] 向才富，冯志强.松辽盆地异常压力系统及其形成原因探讨[J].地质学报,2006,80(11):90-94.

[4] 徐国盛，刘树根.川西上三叠统高压封存箱与天然气成藏关系研究[J].成都理工学院学报,1999,26(4):411-417.

[5] 陆梅娟，于雯泉，王路，等.高邮凹陷阜一段一亚段沉积微相与储层研究[R].江苏油田分公司地质科学研究院,2013,12:58-59.

[6] 陈安定.苏北盆地第三系油气成藏动力学机理研究[R].江苏油田分公司地质科学研究院,2004,12:1-2.

(编辑 曹征远)

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：郑元财(1979—)，工程师,现主要从事石油地质综合研究工作。电话: 0514-87760343, E-mail:zhengyc.jsyt@sinopec.com。

中国石化股份公司(P 13113)；江苏石油勘探局(JS 12005)。