苏北盆地隐蔽油藏勘探实践及认识

2021-09-21仇永峰刘启东于雯泉李鹤永

复杂油气藏 2021年2期

仇永峰，刘启东，于雯泉，李鹤永，李维

（中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏扬州 225009）

苏北盆地隐蔽油藏勘探领域主要分布在断陷期高邮深凹带的戴南组和断-拗期斜坡带的阜宁组及泰州组。与中国其他新生代盆地相比，苏北盆地由于其独特的地质背景，岩性砂体的形成和分布及成藏与大量源内成藏的鄂尔多斯、柴达木、渤海湾、泌阳和松辽等盆地差异很大［1-7］，而且同一凹陷受沉积时不同地质背景的控制，戴南组和阜宁与泰州组在砂体成因类型、砂体分布特征和成藏上也具有一定的差异性。通过深化隐蔽油藏地质研究，攻关岩性砂体识别与描述技术，在高邮凹陷深凹带戴南组源外多相带岩性砂体和斜坡区阜宁组大型三角洲前缘源内岩性砂体勘探中不断取得了新突破和新发现，隐蔽油藏已成为当前江苏油田资源接替的重要阵地。

1 地质概况

苏北盆地位于郯庐断裂东侧，南以苏南隆起、北以鲁苏隆起为界，为中-新生代形成的典型陆相箕状断陷型盆地［8-9］。苏北盆地富油贫气，以复杂断块油田而著称，含油层系主要为古近系和白垩系，江苏探区（包括高邮、金湖、海安和盐城凹陷）已步入中、高勘探程度阶段，重点含油区带已基本实现叠合连片含油，构造圈闭的发现难度不断加大，圈闭规模不断减小，但隐蔽油藏勘探程度较低，仅占已发现探明储量的11.2%。目前，苏北盆地勘探对象已逐步转为隐蔽油藏。

1.1 地质结构

苏北盆地自晚白垩世开始发育，古近纪为盆地主要形成期，在燕山、喜山运动作用下，经历了断拗、断陷、拗陷三个发展阶段，形成多凸多凹相间排列的构造格局。有高邮、金湖、溱潼等3个主力含油气凹陷，均呈“南断北超”结构特征，通常发育斜坡带、深凹带及断阶带三个构造带（图1）。每一区带都有独特的构造-沉积体系样式、油藏类型组合特征和时空分布规律，构成各具特色的油气勘探阵地。

图1 苏北盆地构造区划与隐蔽油藏分布

1.2 沉积特征

苏北盆地各阶段的构造演化、构造格局导致不同时期沉积充填具有多样性的特征［10-15］。阜宁组沉积时期，苏北盆地处于断拗期，整体具有大型广湖相沉积特点，先后经历了两次大的海侵，沉积了阜二段和阜四段两套优质湖相烃源岩。受控于基准面旋回和物源体系的控制，阜一段沉积时期主要发育大型冲积扇—浅水三角洲沉积体系，岩性西红东暗、西粗东细，南部局部地区发育扇三角洲—湖泊相沉积体系，砂体过于发育；阜三段主要为大型三角洲—湖泊相沉积体系，高邮、金湖和溱潼三个富油凹陷均位于大型三角洲前缘—滨浅湖沉积的有利相带，砂地比适中，有利于隐蔽油藏的形成；阜二段和阜四段总体为半深湖沉积，仅金湖西斜坡和高邮西部局部地区发育三角洲前缘—滨浅湖沉积。戴南组沉积时期，统一湖盆发生解体，转入以分割凹陷为主体的充填式断陷期沉积［16-18］，各断陷独立成盆，断陷周缘为主物源区。陡坡带发育多物源、短源近流、小规模的扇三角洲、近岸水下扇沉积体系，砂体规模总体较小，横向变化快，较易形成岩性或扇根遮挡型圈闭；缓坡带主要形成单物源、源远流长、较大规模的三角洲沉积体系，砂体规模总体较大，砂岩较为发育；南、北物源向深凹带推进，形成重力流性质的各类砂体［19］。

1.3 隐蔽油藏类型及分布

根据苏北盆地阜宁组和戴南组隐蔽油藏解剖的认识，目前已发现油藏主要有三大类型：断层-岩性型、砂岩上倾尖灭型和砂岩透镜体型。其中断陷发育期的戴南组和拗陷期的阜宁组在低位体系域和湖侵体系域沉积时，砂体发育程度适中，横向变化较快，深凹带两侧和斜坡带断裂发育，沟通油气有利，砂体被断层切割，形成一系列的断层-岩性型隐蔽油藏。构造反转区即早期向深凹或沿古斜坡下倾尖灭的各类砂体，由于后期构造运动使砂岩体远离物源方向的一端抬升并造成砂岩体上倾尖灭，易于形成砂岩上倾尖灭型油藏。阜二段源内滩坝砂体以及戴南组三角洲或扇三角洲前缘砂体由于滑塌或地震等事件作用进入深水区形成的重力流砂体，当靠近戴一段一亚段或阜四段成熟烃源岩，即可形成砂岩透镜体型隐蔽油气藏。

2 勘探实践及认识

自上世纪七十年代，江苏油田就开始了对苏北盆地隐蔽油藏的探索，从高邮凹陷L30块揭开隐蔽油藏勘探发现，发展了关键预测技术，历经了缓坡带断层-岩性油藏勘探、陡坡扇勘探和多类型、多层系拓展勘探三个大的勘探发现阶段，以源外戴南组深凹带多类型岩性砂体和源内阜宁组斜坡带大型三角洲前缘岩性砂体勘探成果最具代表性。

2.1 高邮深凹带源外戴南组多类型岩性砂体勘探

2.1.1勘探概况

高邮深凹带戴南组分别围绕西部邵伯次凹缓坡带和南部陡坡正向构造的翼部和前端在断层-岩性型隐蔽油藏勘探上取得了一系列成果，但勘探类型单一、主要为断层-岩性油藏，勘探区带也主要局限在西部。随着环邵伯次凹沿通源断裂隐蔽油藏连片含油的形成，急需拓展新的勘探类型和区带。

2.1.2技术思路

2.1.2.1油源与输导条件再认识明确潜力区

高邮凹陷戴南组油源主要来自下伏阜四段成熟的烃源岩，尽管深凹带勘探程度已达到80%以上，但通过资源潜力的再认识发现，高邮凹陷深凹带是苏北盆地油气最丰富的地区，可与中石化东部一些富油凹陷相媲美，具备满凹叠合含油的资源基础。从剩余资源量和资源丰度统计来看，深凹带中、东部勘探程度较低，真-曹、永安和富-花等地区剩余资源丰度与西部相当，勘探潜力较大。油气输导条件对比表明，深凹中、东部具有断裂+砂体+不整合复合输导的样式，相比西部以断裂为主的输导样式更容易形成富集油藏。因此，明确了深凹带中、东部是戴南组隐蔽油藏拓展勘探的有利方向。

2.1.2.2控砂机制深化研究拓展勘探类型

中国在陆相断陷湖盆沉积体系的研究理论、方法和成果上已取得了丰硕的成果［20-25］。高邮凹陷戴南组沉积体系的分布与我国东部断陷盆地具有很强的相似性，但受物源和沉积背景差异的控制，特别是南部陡坡带砂体的形成和分布存在一定的差异。通过强化源-断-坡控砂机制研究（图2），明确了缓坡带断槽控制三角洲前缘水下分流河道及滩坝砂体展布；陡坡带扇体类型和规模主要受控于古物源和坡折带组合样式；古地形、沉积体系和诱发机制共同控制了深凹砂体的分布。其中陡坡带源区剥蚀强度越大，沟谷越发育，扇体规模越大。源区前泰州组老地层剥蚀强度越大，砂砾岩含量越高；被剥蚀的阜宁组－泰州组砂岩含量越高，砂体越发育。台阶型坡折发育区主要发育扇三角洲沉积，而陡崖型坡折带发育区在深水期发育近岸水下扇，在浅水期发育扇三角洲。通过源-断-坡控砂机制研究，改变了长期以来认为缓坡带滩坝砂，深凹重力流砂体和南部陡坡带黄-邵、肖-富、周-徐等结合部负向构造空白带砂体不发育的认识，为开展多类型砂体勘探提供了重要依据（图2）。

图2 苏北盆地戴南组“源-坡”耦合控砂模式

2.1.2.3成藏差异性分析明确富集规律

根据砂体分布特征，并对原有油藏开展解剖和再认识，明确了不同区带不同砂体类型的成藏特点。缓坡带三角洲前缘分支河道砂体或滩坝主体部位油气富集；陡坡带的扇三角洲前缘的油藏类型主要为断层-河道砂体油藏，水下河道砂体油气富集，油气沿河道砂体分布。而近岸水下扇扇中砂体的油藏类型包括扇根砂砾岩、断层遮挡的断层-岩性油藏；扇中水道砂体油气富集，扇中砂体纵向多层系成藏，平面上叠合连片含油。深凹的重力流滑塌砂体则具有近源底微断裂输导，砂体聚集的特点。

2.1.2.4砂体识别关键技术助推目标发现

根据不同相带砂体分布模式，就各类砂体识别的难点，开展针对性攻关，形成了不同相带砂体的关键技术（表1），显著提高了各类砂体的预测精度。

表1 高邮凹陷深凹带不同相带砂体发育特征及识别关键技术

根据缓坡三角洲前缘水下分流河道砂体纵向上砂泥岩呈互层、单砂体厚度小的特点，形成了以波形类比法明确了有利相带内河道平面发育位置，再以属性、叠前叠后反演精细刻画砂体分布的关键技术［26-29］，提高了分流河道砂体的识别精度；研究滩坝砂体地质地震特征，通过正演模型分析确定了其与地震属性间的关系，形成了以优化时窗、优选属性、优选频段为核心的属性“三优化”技术方法，对滩坝砂体做出了比较准确的预测；通过分析近岸水下扇砂砾岩体不同岩相类型地震相及储层物性与波阻抗之间的关系，形成了优势频段敏感属性宏观画扇、波阻抗定量确定砂岩、砾岩有效储层分布边界的关键技术；针对深洼区重力流砂体，发展了快速、准确的层拉平厚度法古地貌恢复法［30］，形成了一套以“古地貌定区、区内定相、相内定砂”为核心、多项技术相互组合的湖底扇识别技术［19］。

“油源与输导条件再认识”为条件、“源-断-坡控砂机制”为基础、“不同岩性砂体成藏差异性”为关键、“不同相带砂体识别关键技术”为保障。通过以上研究，进一步深化和完善了适应高邮深凹戴南组隐蔽油藏的勘探理论、技术和方法，在实际应用中取得了良好的勘探效果。

2.1.3勘探实践与认识

针对高邮深凹戴南组隐蔽油藏按照“滚动西部，发展中东部，不断探索新类型”的勘探思路，在精细挖潜（扇）三角洲前缘水下分流河道砂体的基础上，积极对滩坝岩性砂体、近岸水下扇砂砾岩体、重力流滑塌砂体等类型岩性砂体实施预探，均取得了成功（图3）。针对L38块滩坝岩性圈闭钻探的LX38井，针对湖底扇新类型岩性圈闭钻探的C64井，针对肖刘庄地区近岸水下扇砂砾岩体部署的X14井，以及随后部署的评价井X15井和X15-1井均获得了成功，发现和落实了肖刘庄砂砾岩体油藏。针对三角洲前缘分支河道砂体，探索上倾尖灭型成藏新模式，部署的Y38井拓展了该类型砂体的成藏模式。

图3 高邮凹陷戴南组隐蔽油藏勘探形势

通过深化戴南组隐蔽油藏勘探地质认识、技术和方法，加大多类型岩性砂体勘探实践，证实了高邮深凹戴南组具备多类型岩性砂体成藏的有利条件，深凹带中、东部是拓展勘探的有利区带，为实现高邮凹陷满凹含油奠定了基础，同时为苏北盆地类似凹陷的勘探提供了宝贵的经验。在此认识的基础上，针对戴南组共部署实施的隐蔽油藏探井和评价井，解释油层并试获工业油流井28口，探井综合成功率70%，实现了高邮凹陷勘探区带由环西部邵伯次凹转向中、东部的正向构造前端、翼部和结合部以及深凹带勘探空白区的拓展，迎来了苏北盆地戴南组隐蔽油藏新的发现高峰。

2.2 阜宁组斜坡带大型三角洲前缘岩性砂体勘探

2.2.1勘探概况

阜宁组是苏北盆地最为富集的含油层系之一，探明程度为50.8%，是油田未来增储上产的主要层系。近年来，溱潼凹陷西斜坡阜三段千万吨级构造-岩性油藏富集区的发现［31］，证实了苏北盆地阜三段滩坝砂体具备形成规模隐蔽油藏的条件，但由于江苏探区阜宁组沉积时所处相带和构造背景与溱潼凹陷阜三段相比存在一定的差异，因此阜宁组隐蔽油藏形成的勘探有利区带、层系和类型不尽相同。

2.2.2技术思路

2.2.2.1源-储研究落实有利层系和区带

坳陷型盆地内部成熟烃源岩分布区三角洲前缘相带中砂岩与泥岩地层交互发育情况及盖层条件共同控制着岩性油藏总体含油范围和规模［32］。通过开展阜宁组盆地尺度单元沉积相和砂体分布研究，明确了苏北盆地在阜二段、阜三段沉积时为广阔的统一湖盆，水体能量相对较弱，砂体粒度较细、变化快，高邮、金湖凹陷多个构造圈闭不发育区均处于三角洲前缘水下分流河道侧缘、前缘前端和滨浅湖滩坝沉积的有利相带，有利于形成隐蔽圈闭，是阜宁组隐蔽油藏勘探突破的首选层系。依据区带剩余资源分布、沉积体系展布与地层匹配关系和砂体发育程度，进一步明确了高邮发财-卸甲、肖刘庄、沙埝南、刘陆舍，金湖三河次凹、高集、铜城、卞闵杨等8个重点有利区带。

2.2.2.2砂体与成藏关系研究建立成藏模式

对阜宁组处于沉积相有利区原有钻井和油藏利用隐蔽油藏勘探思路开展砂体与成藏关系研究，依据砂体成因类型与地层和断层配置关系，总结了苏北盆地阜宁组三类主要的隐蔽油藏类型和成藏特点。第一类为三角洲前缘前端分支河道砂体侧向尖灭，后期构造反转，形成砂岩上倾尖灭油藏，成藏具有地层翘倾、砂体尖灭、叠合含油的特点。第二类为三角洲前缘前端或侧缘分支河道被断层切割形成断层-岩性油藏，成藏具有河道控储、间湾控边、背景控油的特点。第三类为滨浅湖滩坝砂体形成滩坝岩性油藏，该类油藏根据源-储配置差异又可细分为阜三段源外滩坝岩性油藏和阜二段源内滩坝岩性油藏，其中源内成藏具有高效排聚，大面积含油的特点；源外成藏具有断层输导、复合控藏、叠合含油的特点。

2.2.2.3地震相-属性-反演综合预测，精细刻画圈闭

以沉积、砂体及成藏模式为指导，初步形成了一套地震相-属性-反演多手段精细刻画薄互储层砂体岩性圈闭的技术方法（图4）。该方法首先利用周边井完成了储层精细标定，在此基础上基于正演模拟、加砂实验、频谱分解等手段宏观把握砂泥岩地震响应特征，并利用地震剖面相分析初步确定砂泥岩分布特征［33-34］；与此同时，通过地震敏感属性优选和多属性融合，开展不同层段砂体边界的半定量刻画；最后，在岩石物理建模的基础上开展地震反演，定量刻画岩性砂体尖灭线和砂体厚度，从而实现阜宁组隐蔽油藏勘探岩性砂体由定性到半定量再到定量的精确刻画。

图4 地震相-属性-反演刻画薄互储层砂体技术方法

2.2.3勘探实践与认识

在阜宁组隐蔽油藏勘探选区评价、成藏建模的指导下，通过区带综合评价，优选了高邮凹陷刘陆舍地区阜三段作为阜宁组隐蔽油藏的风险勘探目标。该区阜三段沉积时期位于大型三角洲东部分支侧缘，阜宁组沉积时期古地貌平缓，有利于三角洲砂体的侧向展布；在阜宁组沉积以后，断层的活动导致刘陆舍地区阜三段地层逐渐西抬，砂体向西上倾尖灭，在地震资料上特征明显。分析认为该区具有“断坡控砂、翘倾成圈、复合成藏”的成藏模式，勘探潜力较大，部署了总公司风险探井LL1井。该井在阜三段试获工业油流。

LL1井的成功证实阜宁组具备形成隐蔽油藏有利条件，验证了阜宁组选区、选带、选层评价思路的正确性，地震相-属性-反演综合预测方法和技术的行之有效性，为实现隐蔽油藏勘探由深凹向斜坡、层系由戴南组向阜宁组，积累了宝贵经验。取得突破之后，针对金湖凹陷三河北地区阜二段断层-滩坝岩性油藏勘探获得了商业发现，相继部署多口井并获得成功，勘探效益良好。在肖刘庄地区针对断层-滩坝岩性圈闭部署了评价井X16井，实现了阜三段隐蔽油藏勘探由斜坡向埋深较浅的南部断阶带拓展。

由此，苏北盆地阜宁组实现了勘探的两大转变：一是勘探类型由原有的构造圈闭转向隐蔽圈闭；二是勘探区带由成熟区带转向储量空白区，推动苏北盆地“三新”勘探，针对阜宁组隐蔽性圈闭的探井成功率达62.5%，证明隐蔽油气藏能够成为苏北盆地储量持续增长的主要资源接替阵地。

3 隐蔽油藏勘探前景展望

3.1 仍然具有较好的资源基础

根据苏北盆地三次资评最新资源评价结果，苏北盆地常规油资源勘探程度为53.0%，目前剩余资源量主要分布在隐蔽油藏勘探有利的戴南组和阜宁组。此外，隐蔽油藏保有的控制和预测储量具有较大的升级潜力。

3.2 存在较多的低勘探程度有利区带

高邮和金湖凹陷深凹带戴南组油源丰度较高，各正向构造结合部勘探程度较低，构造相对平缓，与砂体匹配较好。目前，戴南组隐蔽油气藏的低勘探程度区多达10个以上，具备纵向多层系、平面叠合成带含油的有利条件，通过精细评价仍是成熟区带增储上产的重要阵地。斜坡带阜宁组隐蔽油藏的勘探尚处于探索阶段，H8块的勘探开发表明了阜宁组构造不发育的储量空白区隐蔽油藏可形成高效勘探领域。从长远接替来看，高邮、金湖、海安凹陷斜坡两侧及向深凹延伸的沉积体系转换带构造不发育、砂地比和埋深适中、油源条件较好，存在大面积的勘探空白区，是今后隐蔽油藏重要的勘探方向。