阿尔凹陷下白垩统不整合与油气成藏

2016-12-20淡伟宁吴剑锋

特种油气藏 2016年5期

关键词：二连阿尔砂砾

淡伟宁，吴剑锋，冯松

(中国石油华北油田分公司，河北任丘 062552)

阿尔凹陷下白垩统不整合与油气成藏

淡伟宁，吴剑锋，冯松

(中国石油华北油田分公司，河北任丘 062552)

为了搞清阿尔凹陷下白垩统腾一段不整合与油气成藏关系，从分析不整合形成背景、不整合类型和空间结构入手，利用自然电位、补偿密度、井径等测井曲线的电性特征，对不整合纵向结构进行划分，研究不整合对油气成藏影响。研究认为：腾一段成熟生油层内不整合在形成过程中，风化淋滤改善了储层物性，为油气聚集提供了空间，形成的裂缝系统和溶蚀孔洞系统为油气运移提供了通道，使其成为有利的“聚油面”。上述认识对二连盆地其他凹陷油气成藏研究具有一定的借鉴意义。

不整合类型；不整合结构；储集性能；油气成藏；阿尔凹陷

0 引言

不整合在富烃凹陷中与油气成藏有着密切的关系，既是油气输导通道，也是油气聚集场所[1-6]。二连盆地富烃凹陷下白垩统一般发育2个区域性不整合，其中成熟生油层内发育的不整合有利于油气富集。统计表明，二连盆地不整合面上、下已探明石油地质储量约占已发现储量的80%，加深不整合与油气藏关系的认识对油气勘探具有重要指导意义。阿尔凹陷是2008年华北油田在二连盆地新发现的一个富烃凹陷，勘探伊始，把腾一段成熟生油岩内部不整合作为主要勘探层系，在第1轮钻探中发现了阿尔凹陷地层-岩性油藏，油藏面积近30 km2，是二连盆地至今为止发现的单个最大整装碎屑岩油藏(图1)。在随后的钻探过程中又发现阿尔29、阿尔52等与不整合密切相关的岩性油藏，经过3 a钻探，累计落实预测、控制两级石油地质储量超亿吨，实现了高效勘探[7-8]。实践表明，不整合对阿尔凹陷油气成藏起到控制作用。

1 地质背景

图1 阿尔凹陷腾一下段油藏砂体与构造叠合

2 不整合类型及地震特征

不整合是一个地层非连续沉积的界面，上、下2套地层的沉积间断代表着明显的时间间隔。根据地层的产状，不整合分为平行不整合和角度不整合，其中角度不整合根据上、下地层产状关系又可划为削截、超覆等不整合接触。在地震剖面上，通过研究腾一上、下段之间地层的接触关系，识别出削截不整合、超覆不整合，成为判断腾一段内部不整合的重要依据。

2.1 削截不整合

削截是不整合最典型的地质现象之一，凹陷的削截现象常见于构造变形活跃区域。腾一下段末期，构造反转使得构造活跃区域已沉积的腾一下段地层发生掀斜、褶皱等产状变化，剥蚀作用使地层翘起端遭受剥蚀。削截现象在地震剖面上很容易识别，表现为不整合界面地震反射清楚、连续，不整合面之下的地层有明显的剥蚀，并与不整合面呈角度相交关系(图2a)。

图2 阿尔凹陷腾一段不整合主要类型

2.2 超覆不整合

超覆不整合主要形成于斜坡带与洼槽区以及陡坡带与洼槽区的过渡区域，可分为上超、下超关系。阿尔凹陷腾一下段遭受剥蚀后，再次大规模湖侵，腾一上段在不整合面形成上超、下超沉积现象。超覆在地震剖面上容易识别，一般表现为不整合界面与下伏地层地震反射近于平行，而不整合界面之上的地层呈现出上超或下超关系(图2b)。

2.3 平行不整合

平行不整合一般形成于洼槽弱构造区。洼槽区与周缘地区受强构造作用不同，其在构造反转中表现为腾一下段垂直整体抬升，造成沉积中断，腾一上段再垂直整体沉降接受沉积。平行不整合在地震剖面上为一组强振幅、连续性好的地震反射，其特征为不整合上、下地震反射波组平行，较容易识别和进行层位追踪(图2c)。

3 不整合空间结构及电性特征

3.1 不整合面之上的岩石

不整合面之上的岩石指紧邻不整合面之上，上覆岩层底部的一套岩石。岩石类型有底砾岩、砂砾岩等粗碎屑岩石，也有粉砂岩、泥岩等细碎屑岩石，地层产状有超覆和平行不整合2种类型。岩石类型和产状受局部构造起伏及沉积相带影响。在阿尔凹陷主体区域，紧邻不整合面之上的粗碎屑岩石不发育，如阿尔4井不整合空间结构为在不整合面之上是一套厚度约为30 m的深灰色泥岩，泥岩之上才发育一套湖侵砂砾岩(图3)。

3.2 风化黏土层

风化黏土层是在物理风化的基础上，经过生物、化学风化作用形成的细粒残积物[2]。岩性、气候、沉积间断或暴露时间等直接影响风化黏土层的发育，其厚度为数米至十余米，一般是区域性盖层。凹陷不整合风化黏土层与上覆腾一上段底部地层岩性同为深灰色泥岩，岩性录井不易分辨出来，但从测井电性特征中能够进行识别。例如，阿尔4井风化黏土层与不整合之上的腾一上段泥岩相比，主要特征表现为：一是补偿密度曲线数值降低，腾一上段泥岩补偿密度数值为2.49 g/cm3左右，风化黏土层补偿密度数值降低至2.35 g/cm3左右；二是风化黏土层井段有明显的扩径现象，由23 cm扩大至31 cm，扩径现象反映风化黏土层岩性非常细、较为疏松，结构不稳定(图3)。统计发现23口探井在不整合风化黏土层井段均存在补偿密度数值降低和扩径现象，综合分析认为，凹陷风化黏土层厚度为3～8 m。

图3 阿尔4井不整合空间结构

3.3 半风化岩石

半风化岩石是不整合结构中最主要的部分，在不整合形成过程中，褶皱及断裂等构造作用可形成大量构造裂缝，大气、淡水沿早期形成的裂缝下渗，使下伏岩层发生岩溶，形成大量风化裂缝和溶蚀孔洞，因此，半风化岩层中裂缝和次生孔隙极为发育[1-5]，是良好的储集层。在腾一下段沉积时期，沿凹陷东部陡带至洼槽区发育有多个面积较大的扇三角洲前缘砂体，在抬升剥蚀后形成不整合，半风化岩层的岩石类型主要有砂砾岩、含砾砂岩，风化作用使得扇三角洲前缘砂体储集性能得到明显改善。在阿尔4井半风化岩石带(1 874～1 935 m)测井曲线中，自然电位负异常幅度大，反映储层物性较好，井径、声波、补偿密度等曲线跳跃，反映裂缝较为发育。而在半风化岩石以下，虽然岩性没有变化，还是砂砾岩，但是各条曲线较为平直，反映储层物性差，较为致密(图3)。

4 不整合对油气成藏的影响

凹陷不整合位于腾一段成熟生油层内，对油气成藏的影响表现为：一是改善不整合面之下半风化岩石的储集性能，为油气聚集提供空间；二是为油气运移提供通道，接受腾一上段、腾一下段烃源岩生排出的烃类或接受沿着砂砾岩输导层侧向运移来的烃类。

4.1 不整合对砂体储层物性改造作用

以阿尔3地层-岩性油藏为例，储集层为腾一下段不整合半风化砂砾岩，油藏构造幅度为500 m，满洼槽分布，没有发现底水，富集程度受控于储集性能，受构造影响较小。不同构造位置3口井的油层储集物性具有相同特征：不整合半风化砂砾岩的自然电位负异常幅度由上而下逐渐减小，说明储层物性逐渐变差。

阿尔3井不整合面深度为1 784 m，之下12 m井段储层孔隙度为10%～15%，水平渗透率为50×10-3～200×10-3μm2，粒间、粒内溶孔发育，属中低孔、中渗储层。砂砾岩埋深至1 850 m，距不整合面约66 m时，孔隙度降低至3%～5%，水平渗透率小于2×10-3μm2，属特低孔、特低渗储层。阿尔4井不整合面深度为1 874 m，之下13 m井段储层孔隙度为7%～15%，水平渗透率为2×10-3～180×10-3μm2，粒间，粒内溶孔发育，属中低孔、中渗储层。砂砾岩埋深至1 945 m，距不整合面约71 m时，孔隙度小于3%，水平渗透率小于2×10-3μm2。阿尔3-208井不整合面深度为2 175 m，之下10 m井段储层孔隙度为8%～10%，水平渗透率为50×10-3～100×10-3μm2，测井曲线变化特征表明，距不整合面越远，储层物性越差(图4)。

图4 阿尔凹陷不整合面以下砂砾岩储层变化特征

研究表明，阿尔3油藏腾一下段储层物性除了受沉积相带控制之外，另一个重要控制因素是风化淋滤对储层的改造。不整合面之下半风化砂砾岩距不整合面越近，受风化淋滤改造越强，储层物性越好；反之，储层物性较差。腾一下段油层厚度一般为20～70 m，说明不整合对储层改造一般不超过70 m，超出改造影响范围，电测特征一般为致密层。

4.2 不整合对油气的运聚作用

一般来说，油气输导体系主要包括断层或裂缝、渗透性砂体和不整合[10]。不整合是阿尔凹陷油气汇集运移的重要通道。不整合对油气运移方式主要有2种：一是不整合面之上底砾岩的连通孔隙形成运移通道；二是不整合面之下半风化岩石的裂缝系统和溶蚀孔洞系统形成通道[3]。凹陷不整合面之上腾一上段底砾岩不发育，以大套深灰色泥岩为主，是区域性盖层，油气运移主要依靠半风化岩石形成的通道。凹陷具有二连盆地典型的油气地质特征，油气横向、垂向运移距离不远，不整合更大程度体现为油气就近运移、就近聚集的作用[12]。研究表明，腾一段优质烃源岩内部不整合是有利的“聚油面”，砂砾岩储层既是油气的运移通道，也是油气的储集体，生成的油气通过不整合进行短距离运移或者直接进入腾一下段圈闭成藏。不整合对油气运聚影响的认识对洼槽区勘探及构建地层-岩性油藏成藏模式具有指导作用。