潍北凹陷孔店组油藏分布特征及控藏因素浅析

2020-04-30王志海中国石油化工集团有限公司胜利油田分公司物探研究院山东东营257022

化工管理 2020年10期

王志海(中国石油化工集团有限公司胜利油田分公司物探研究院，山东东营 257022)

0 引言

潍北凹陷是昌潍盆地东北部的一个次级凹陷，在凹陷东南部灶户鼻状构造带发现了潍北油田，孔店组是其主力含油层系，孔一、孔二、孔三段皆有油气发现。该区域目前探明石油地质储量1.7938×107t，探明天然气地质储量为5.79×108m3。油藏分布总体特征“东富西贫”，油气主要集中在凹陷东部灶户鼻状构造带、南部斜坡带和瓦城断阶带东部。在凹陷东部从北向南的各个断阶均有油气发现，而在西部瓦城地区仅北部深洼区见到油气显示，但未获工业油流。

孔一中、下亚段及孔二上、中段是主要的含油层系。孔一段探明的石油储量占总探明储量的50.81%，孔二中已经探明的石油储量占整个凹陷的47%，孔二上仅占2%。孔三段仅上报预测储量722×104t。不同含油层系的油气平面分布范围，既有重叠，又有差异。主要表现在，孔一段获油气流探井呈条南北、东西带状分布，孔二段获油气流探井呈锥字型形分布，孔三段获油气流探井呈散点状分布。而在相同的含油层系中，存在层间差异性。在构造和储层均比较有利的位置，也并非所有断块都能成藏。

对于孔店组这种层间和层内差异化油藏分布特征，需要系统认识、全面理解。只有透过现象了解其背后的本质原因，才能明确下一步勘探方向。本文主要从构造和储层两个方面进行了初步探讨。

1 构造因素

潍北凹陷在平面上可分为4个二级构造单元：北部洼陷带、中东部的灶户鼻状构造带、西部的瓦城断阶带和南部缓坡带。凹陷内地层的整体构造变化趋势是北低南高、西低东高。

从近南北向剖面上看，在东部灶户构造带及南部斜坡带地区以北掉顺向断块为主，西部瓦城地区以南掉反向断块为主，中间则以属于过渡地区，以“Y”型花状构造为主。此外，在平面上断层的走向也呈现规律性的变化。西部发育的地堑延展方向比较单一，以北西西向为主。东部灶户鼻状构造带在深层孔二段和孔三段以近东西向断裂为主，在孔一段北东向的断裂逐渐增多，和东西向断裂共同出现，多处存在彼此切割关系。

1.1 西部瓦城地区

从断层输导油气分析，瓦城断阶带从北向南主要发育南掉反向断层。在储层欠发育区，反向断层封堵油气的概率往往高于顺向断层，导致瓦城地区南部高部位处在不利位置。瓦城断阶带与东部灶户鼻状构造带相比，基本不发育南北向断层。因为缺少南北向沟通油源断层，输导不利，导致瓦城成藏比较困难，是目前该区域无较大油气发现的主要原因。

1.2 东部灶户鼻状构造带和南部斜坡带

灶户鼻状构造带为受古地形控制而继承性发育的、由北向南贯穿整个凹陷的正向构造带，其断层组合主要呈网状展布。该区带受北东、北西和近东西向三组应力共同作用，断裂较西部瓦城地区更为复杂。从北向南多发育花式构造，断层为拉张-走滑作用形成的正断层，多为高角度断层[1]。在北部洼陷带中部，3组北西向的断裂是沟通油源和灶户鼻状构造的桥梁，可以把洼陷生成的油气优先输导到灶户中部地区，然后在断层和骨架砂体的疏导下，向东南部构造高部位聚集成藏。因此，灶户鼻状构造带和南部缓坡带是油气运移聚集的主要指向区，在构造背景上优于北部洼陷带和瓦城断阶带。其油气主要聚集在主构造脊的微构造附近，从孔一段到孔三段油气平面范围重叠的部分就在灶户鼻状构造带的中央位置。南部斜坡带是灶户鼻状构造带的更高部位，理论上具备较大的成藏潜力。

2 储层因素

潍北凹陷内孔店组不同组段具有不同的油气分布特征，主要与相应层段的构造和储层特征有关。在凹陷东部，从孔三段到孔一段构造特征的变化表现在，近东西向断层逐渐减少，近南北向断层逐渐增加。这种变化影响了油气向南部运移的距离及平面展布范围。在储层方面，孔三段是大套火山岩夹薄层泥岩岩性组合，平面上满洼分布；孔二段为泥包砂岩性组合，局部分布；孔一段为砂泥岩互层岩性组合，基本上满洼分布。这种岩性组合变化及储集物性的不同，影响了各层系之间的油气富集程度(表1)。

表1 潍北凹陷孔店组各层系储集性能对比

2.1 孔一段

孔一段储层是河流-三角洲沉积的砂岩，储层物性较好。除孔一中在洼陷西部和南部少部分地区外，基本是满凹陷都有储层分布。主力储层为孔一中和孔一下亚段。

孔一段断层相对发育，已发现的油气藏主要是受断层控制的构造油气藏，平面上油主要分布在灶户鼻状构造带，气分布在南部斜坡带。在凹陷东部，不仅东西向断层发育，近南北向的断层也比较发育。近南北向断层对孔一段成藏具有较大影响。统计表明，已发现的探明储量80%与一组南北向的一组帚状断裂有关。

2.1.1 断层产状

在这组南北向帚状断裂系统内，笔者统计了孔一段已上报成藏断块油藏的含油高度和断层倾角等断层要素的数据。交汇分析发现，已见油断块的含油高度与断层倾角、地层倾角、断面宽度、断层落差等因素有一定的相关性，而与断层的走向的关系不明显。具体表现在以下四方面：(1)油藏的含油高度与断面宽度、断层落差呈正相关。断面越宽，断层落差越大，断层的侧向封堵性越好，越有利于封堵油气成藏。孔一中的断层落差10～100m 的断块的封闭油气的几率较大。孔一下断层落差在30～100m 封堵效果较好。(2)油藏的含油高度与地层倾角呈正相关。在15～50°地层倾角围内，地层倾角越大，越有利于断层的侧向封堵，越有利于封堵油气成藏。(3)油藏的含油高度与断面倾角呈负相关。断面倾角越大，侧向和垂向封堵性越差。已见油的断块的断面倾角多集中在20～60°。(4)油藏的含油高度与断层走向的关系不明显。

2.1.2 砂岩百分含量

砂岩百分含量对孔一段成藏有一定的影响。砂岩百分含量高的地区的断层两盘砂岩对接的可能性大，不利于侧向封堵；另外，砂岩百分含量高，则意味着泥岩的百分含量低，这样降低了泥岩涂抹对断层封堵的有效性。总之，断层两盘地层的砂岩百分含量过高不利于油气封堵成藏。以孔一段为例，孔一中的砂岩百分含量一般在20%～30%左右，孔一下的砂岩百分含量比孔一中普遍要高，一般在40%左右。但是在已发现的断块油藏中，孔一中的数量明显高于孔一下断块个数，单个断块的含油高度也比孔一下高。

2.2 孔二段

孔二段油气主要分布在灶户构造带、南部斜坡带。孔二段地层分上中下3部分。孔二上亚段为浅湖沼泽沉积，一般为泥岩夹薄层砂岩；孔二中亚段为湖泊-扇三角洲沉积，储层是扇三角洲前缘砂体、浊积砂主要为含砾砂岩，夹灰质泥岩；孔二下亚段以灰色厚层泥岩为主。孔二段的储层主要分布在孔二中和孔二上。与孔一段相比，孔二段成藏受构造和岩性双重控制。孔二段油气藏类型有构造油气藏、构造-岩性油气藏和岩性油气藏3类，以构造油气藏为主。在储层发育区，以构造油藏为主；在储层欠发育区，多发育岩性油藏。岩性油藏主要存在于孔二上。

一般认为，孔二段的油气沿垂直等值线的方向向南部斜坡带运移。但是，孔二段整体表现为泥包砂的岩性组合特征，平面砂体连通性差，大规模长距离输导油气的能力较弱。分析认为，孔二段油气可能主要以断层输导向南部运移。

在洼陷东部，孔二段发育一系列东西、北东东方向“Y”型花式断裂，平面不同方向的断裂存在指状交叉的展布特征。这阻挡了油气的向东南部的直线运移。因此，推测在两组地堑交叉处，油气的运移可能像河流在流动过程中受地形影响会左右。即，油气有可能沿绕过地堑边界呈“之”型路线向南运移。从已发现的油气藏平面展布规律来看，也具备“之”字形分布形态。这种油气运移方式目前还是一种猜想，需要更多的证据佐证。

2.3 孔三段

潍北凹陷火山岩地层满洼分布，油藏受构造、裂缝、储层等因素影响。其岩性90%岩性为玄武岩，储集空间主要包括3类：原生孔隙，次生孔隙和裂缝。火山岩岩相主要为火山喷发相，原生孔隙比较发育，但大部分因为缺少裂缝沟通而变成无效孔隙。虽然孔三段地层厚度普遍500～700m 不等，但是见到油气玄武岩普遍分布在孔三段顶部100m 以内。表明只有经历后期裂缝改造和风化作用才能成藏。而裂缝改造和风化作用具有较强的非均质性，油气难以在孔三段地层内部持续运移，这是孔三段油藏未能有规模储量发现的重要原因。