镇泾地区中侏罗统延安组低幅度圈闭成因类型与评价

2022-06-09邹敏云金表王濡岳于岚伍岳吉圆圆成立何维领赵刚

断块油气田 2022年3期

邹敏，云金表，王濡岳，于岚，伍岳，吉圆圆，成立，何维领，赵刚

（1.中国石化石油勘探开发研究院，北京 102206；2.中国石化华北油气分公司采油一厂，陕西咸阳 712000；3.中国石化上海海洋油气分公司，上海 200120）

低幅度构造又称微幅度构造，是指通过当前的地震手段不易发现和识别的构造类型，在地震剖面上表现为同相轴轻微起伏特征［1］。低幅度构造形成的圈闭即为低幅度圈闭，广泛发育于各个沉积盆地中，闭合高度一般在10～30 m。勘探实践表明，即使是在中国乃至东亚最稳定的鄂尔多斯盆地，低幅度圈闭仍然广泛发育［1-2］。低幅度圈闭油藏是鄂尔多斯盆地镇泾地区中侏罗统延安组主要的油藏类型之一［1，3-5］。

低幅度圈闭成因类型复杂，目前主要有2种观点，即构造应力和沉积压实成因。前人研究表明，济阳坳陷同时发育构造应力型与沉积压实型低幅度圈闭。周传臣等［6］对辽西凹陷某油田研究认为，低幅度圈闭既有构造趋势变化和断层差异抬升的作用，也有不同沉积相带差异压实作用。李相博等［1］认为，鄂尔多斯盆地延长组、延安组发育的局部低幅度圈闭主要受断裂相关褶皱、沉积压实以及复合成因控制。许艳争等［7］对红河油田延安组低幅度圈闭研究认为，低幅度圈闭主要受控于沉积压实作用。李慧勇等［8-9］对伊陕斜坡上的低幅度圈闭研究表明，低幅度圈闭具有定向延伸、褶皱组合排列、规模发育、区带展布等特点，不符合沉积压实型低幅度圈闭零散分布的特征，主要受控于构造应力作用。上述2种观点对低幅度圈闭评价具有较大影响，沉积压实型低幅度圈闭更多受到古残丘地貌和后期沉积砂体的共同作用，分布规律性较差，预测难度大；而构造应力型低幅度圈闭受古构造演化的控制，只需圈闭形成于油气运聚之前，然后再匹配其他成藏富集要素，即可形成油气藏，可预测性更容易一些。综上所述，有必要对低幅度圈闭成因类型进一步梳理，明确成藏主控因素，从而为明确圈闭评价重点以及控制勘探风险奠定基础。鉴于此，本文依据鄂尔多斯盆地镇泾地区中侏罗统延安组钻探实践，结合密井网和三维地震资料，开展低幅度圈闭的平、剖面形态、构造等值线响应及地层厚度变化等特征研究，进一步探讨延安组低幅度圈闭的成因类型，厘清了低幅度圈闭类型与评价思路，明确了不同类型圈闭成藏富集的关键控制因素，为镇泾地区延安组滚动勘探评价提供了有力技术支撑，对于深化鄂尔多斯盆地低幅圈闭分类和评价具有重要借鉴意义。

1 区域地质背景

镇泾地区构造上位于鄂尔多斯盆地天环坳陷南部，主要含油层系为三叠系延长组长8段、长9段以及侏罗系延安组延8段、延9段［8-14］（见图1。图中HH表示红河，ZJ表示镇泾，下同）。

图1 研究区典型圈闭分布与地层综合柱状图

延长组主要为一套河流-三角洲沉积体系，自上而下划分为10段。其中，长7段底部“张家滩页岩”主要形成于半深湖、深湖环境，为盆地主要的烃源岩，也是延安组主要的烃源岩［15-16］。三叠纪末期，印支运动致使鄂尔多斯盆地强烈抬升，延长组顶部遭受长期剥蚀，形成沟壑纵横、丘陵起伏、水系广布的古地貌景观，发育了甘陕、宁陕、晋陕、庆西等4条主要古冲沟，并在古冲沟内发育了侏罗系下统富县组［12］。富县组与下伏延长组主要呈不整合接触，与上覆延安组主要呈平行不整合接触。延安组自上而下划分为10段。其中：延10段主要发育填平补齐期形成的辫状河沉积；延9段—延6段沉积期气候湿润，植物茂盛，湖盆广布，主要为河流-三角洲沉积，煤岩发育是本期主要特征；延4+5段沉积期盆地构造抬升，湖盆淤塞，湖水变浅，以河流沉积为主。燕山运动使镇泾地区再次抬升，延安组顶部地层遭受不均匀剥蚀［3，12-14，17-20］。研究区地层平缓，东南高，西北低，断裂发育，主要发育了北西向和北东东向2组断裂。其中，北西向断裂形成时间早于北东东向断裂，断层高陡，以直立断层为主，主要切割了三叠系延长组、侏罗系延安组以及白垩系地层，部分断层向上沟通第四纪地层，表明断层在燕山期和早—中喜山期具有强烈活动的特点。

2 低幅度圈闭成因与类型

前期钻探实践表明，镇泾地区延安组油藏整体规模较小，成藏特征复杂，预测难度极大［12］。低幅度圈闭对镇泾地区侏罗系延安组油藏具有重要的控制作用，从低幅度圈闭成因角度，探讨低幅度圈闭类型及其与关键成藏要素的配置关系，对于明确评价重点、控制勘探风险具有重要意义。

2.1 低幅度圈闭成因

低幅度构造成因为构造应力作用、沉积压实作用，或者二者共同作用形成。其中：构造应力型低幅度圈闭主要包括微幅褶皱、断层翘倾等，此类构造在平、剖面形态及分布上具有一定的规律［1，3，9］；沉积压实型低幅度圈闭与古地形地貌和沉积相带的变化有关，主要分布于古残丘翼部或河道发育部位，且分布规律性相对较差［21］。

研究表明，镇泾地区延安组低幅度圈闭的成因，以构造应力控制为主、沉积压实影响为辅。由图2（根据文献［9，22］修改）可知：1）从圈闭的剖面形态看，研究区圈闭大多为同心圆状或顶厚型（圈闭中部的地层厚度不小于边部），这主要是在构造应力作用下塑性地层向褶皱核部蠕动的结果；顶薄型（圈闭中部的地层厚度小于边部）少见，在地层厚度图上也具有明显的响应，即出现了明显的局部地层厚度减小区。2）从圈闭的平面形态看，圈闭主要为长轴状，等轴状少见，且构造等值线平缓变化，具有明显的伞形特征；构造等值线在圈闭边部突变的较少，反伞形构造少见。

图2 构造应力型与沉积压实型低幅度圈闭特征模式

2.2 低幅度圈闭类型与关键评价要素

尽管低幅度圈闭规模不大，但在有利的成藏因素匹配下可形成“小而肥”的高产油气藏，为潜在的钻探目标。延安组位于印支期不整合面之上，具有远源成藏特征［11］。前期研究表明，延安组油藏是储集条件、保存条件、输导体系与圈闭完全匹配的结果。因此，延安组低幅度圈闭评价内容主要包括了储层发育评价、保存条件评价、输导体系评价，以及三者与圈闭的匹配性评价［11，23-27］。

低幅度圈闭在地震上具有模糊性，为此，应注重对其地质风险的评价。不同成因的低幅度圈闭具有不同的地层发育特征与保存条件。因此，根据低幅度圈闭成因认识对其分类评价是降低地质风险的重要补充手段。在明确镇泾地区延安组低幅度圈闭成因之后，进一步根据低幅度圈闭主体在形成过程中构造应力与沉积压实作用的强弱关系，将低幅度圈闭划分为早期继承型、多期改造型和晚期扭动型3种类型，以开展针对性的评价研究，降低勘探风险。

2.2.1 早期继承型低幅度圈闭

早期继承型低幅度圈闭是由圈闭主体叠加在印支期不整合面的古风化壳残丘基础之上发展而来。此类圈闭多具有完整的穹隆状背斜特征，面积一般较大，受控于下伏古残丘规模，如红河27、红河202等圈闭等。由于古残丘的限制作用，在圈闭内延安组地层存在不同程度的地层减薄或缺失，尤其是区域填平补齐之前的延9段及其下部地层缺失严重。因此，此类圈闭先天存在构造高点和砂体发育的空间不匹配性，评价重点首先为延8段及其上部地层的发育特征和储层变化情况；然后是输导体系评价，许艳争等［7］研究认为，镇泾地区延安组油气主要来自于下部长7段张家滩页岩，延安组属于远源成藏体系，下部油气如何通过输导体系进入此类圈闭应是重点评价内容。需要指出，此类早期圈闭也可能在圈闭斜坡上发育砂岩上倾尖灭，进而形成岩性地层圈闭，红河202圈闭东部的过红河42P38井延安组油藏属于此类型。

2.2.2 多期改造型低幅度圈闭

多期改造型低幅度圈闭一般发育断裂，断裂下通烃源岩，上至白垩系顶部，具有持续活动的特点。断裂的持续活动形成了圈闭主体，为镇泾地区延安组的主要圈闭类型。

根据断裂与圈闭的相对位置，可将此类型分为断裂贯穿型和旁侧断裂型2个亚类。其中：断裂贯穿型低幅度圈闭，断层贯穿了圈闭主体，由于断裂持续活动，该类型圈闭保存条件相对较差，需通过评价断层性质、活动历史及断距与盖层厚度的相对关系，明确圈闭的保存条件；同时，也要关注经断裂贯穿后残余圈闭的规模，残余圈闭的闭合幅度越大，圈闭规模也越大，越容易形成规模油藏。旁侧断裂型低幅度圈闭，主体与断层有一定距离，圈闭相对完整，规模较大，是较为有利的构造，评价重点为连接通源断层与圈闭的横向输导体系。砂体越发育，此类圈闭越有利，也越容易在圈闭高部位形成“小而肥”的低幅度油藏。此类圈闭也是镇泾地区延安组低幅度圈闭中的有利圈闭。

2.2.3 晚期扭动型低幅度圈闭

晚期扭动型低幅度圈闭与早期古地貌高点无关系，主要受晚期压扭性走滑作用的影响，地层发生挠曲变形而形成。此类圈闭面积较小，圈闭高点与断层距离较近，应重视圈闭本身的落实程度和圈闭溢出点研究，分析燕山期与喜山期断层再次活化对圈闭保存条件带来的风险。晚期扭动型低幅度圈闭主要分布在研究区中部玉都断裂带附近，评价难度较大。

3 低幅度圈闭评价实践

3.1 早期继承型低幅度圈闭

红河202圈闭位于镇泾地区东南部，为一受控于印支古残丘的早期继承型低幅度圈闭。圈闭呈椭圆状近东西向展布，面积约为1.1 km2，圈闭闭合高度较大，达35 m。构造等值线呈伞形特征，圈闭附近不发育断裂。东部低部位红河42P38井延9段测试获工业油流，进一步降低了圈闭地质风险。总体评价，红河202圈闭相对有利（见图3）。

图3 红河202圈闭构造特征

在圈闭成因不明的情况下，先后钻探红河202、红河202CZ、红河202CZ2井，目的层为延9段。其中，前2口井位于圈闭高部位，红河202CZ2井位于圈闭西部（见图3、图4。图4中黄色代表砂岩发育区）。

图4 红河202圈闭连井地层对比

钻井揭示，延8段地层厚度分布较为稳定，延9段地层厚度向圈闭高部位明显减小，底部煤层相对变薄。随着地层厚度向高部位减小，砂体也快速尖灭。如位于高部位的红河202、红河202CZ井在目的层段均未钻遇砂体，而低部位的红河202CZ2井延9段钻遇薄层砂体，这表明该圈闭砂体受古地貌控制。

红河202圈闭的钻探揭示了早期继承型圈闭的复杂性：一是地层发育情况受控于古地貌残丘，砂体主要发育于低部位，高部位储层发育概率小，存在砂体与构造的空间不匹配性；二是早期继承型低幅度圈闭经后期构造运动改造，形成了类似改造继承型低幅度椭圆状圈闭，且构造等值线呈伞形，此类低幅度圈闭存在非典型性，会进一步导致圈闭评价出错。红河42P38井延9段试油成功，很可能是砂岩上倾尖灭形成地层岩性油气藏，这并不能降低高部位储层钻探的地质风险。早期继承型低幅度圈闭的另一典型为红河152圈闭，该圈闭位于镇泾地区中东部。圈闭主体为一完整的近圆状背斜，构造上中间平缓，四周略陡，呈典型的反伞形特征。圈闭面积达4.9 km2，闭合高度20 m，北部发育1条连通长7段烃源岩和延9段目的层的断裂（见图5）。前期红河152-1井在圈闭翼部测试获油流，揭示了圈闭具有良好油气潜力，拟通过新井进一步扩大储量基础。但高部位水平井红河152P1井在向圈闭高部位钻探时砂体发育明显变差，钻探高部位砂体的风险较大。新井红河201井位于红河152-1井东北方向300 m处，处于构造高部位，但该井钻遇砂体变薄，早期圈闭翼部的红河152-1井测试获油流，分析是由于砂岩上倾尖灭而形成地层岩性油气藏。红河202、红河201井钻探表明，早期继承型圈闭的关键成藏要素是砂体，砂体在高部位发育，即可形成良好的油气藏。同时，此类圈闭易受后期构造运动的影响，圈闭平面形态和构造等值线的响应特征发生变化，评价时要加以注意。低部位砂岩上倾尖灭油藏仅指示油气运移与成藏，并不能指示此类圈闭高部位砂体发育特征，圈闭评价关键仍然是砂体发育程度。

图5 红河152圈闭构造特征

3.2 多期改造型低幅度圈闭

3.2.1 断裂贯穿型低幅度圈闭

红河207圈闭位于镇泾地区中西部，为一典型的断裂贯穿型低幅度圈闭。圈闭面积2.7 km2，圈闭闭合线在-600 m处，闭合高度34 m，圈闭规模较大，其核部发育1条北东东向断层。前期在高部位红河73P13井延8段测试获高产工业油流，表明圈闭保存条件较好、勘探潜力较大。为此，先后在低部位钻探红河207井，在高部位钻探红河207CZ井（见图6、图7）。

图6 红河207圈闭构造特征

图7 红河207圈闭油藏剖面

低部位红河207井虽在目的层延8段钻遇砂体，但构造位置较低，录井等无油气显示，试油为纯水层，表明该圈闭实际闭合高度远小于初期评估。高部位红河207CZ井砂体厚度增大，试油初期产油5 t/d，经钻井校正构造成图表明，该圈闭仅在未受断裂贯穿的最高点附近成藏，圈闭面积仅为0.35 km2，闭合高度小于10 m。对比钻探成果表明，圈闭北部断裂持续活动导致圈闭溢出点较高，仅在圈闭顶部残余背斜处形成油气聚集。此类圈闭评价关键是保存条件，即断裂的活动性。如果断裂贯穿较弱，圈闭顶部的残余背斜相对规模较大，可作为重要评价参考。

与红河207圈闭处于同一构造带的红河204圈闭也属于断裂贯穿型。与红河207圈闭相似，该圈闭核部发育断裂，完全破坏了圈闭的完整性，形成了一断鼻构造低幅度油藏，但没有像红河207圈闭一样在高部位保留残余背斜构造。红河204圈闭的钻探表明，仅在目的层延安组发现微弱油气显示，没有形成规模性油气富集，断裂持续活动形成了“油气过路”而不成藏富集的现象。与红河207圈闭类似，红河60圈闭也属于断裂贯穿型，但该断裂活动性较弱，圈闭保存条件好，形成一典型的“小而肥”低幅度圈闭油藏［7］。

3.2.2 旁侧断裂型低幅度圈闭

镇泾地区中东部镇泾1圈闭为一典型的旁侧断裂性油藏（见图8）。圈闭呈长轴状东西向展布，圈闭面积达12 km2，闭合高度近40 m。圈闭中北部附近共发育4条断层。其中：3条通源断层发育在圈闭西北部，断层规模大，活动性强；向南至圈闭核部发育1条小断层，断层走向与背斜走向一致，活动弱，断距小，评价认为不影响圈闭完整性。延9段为圈闭主要目的层，砂体厚度大，侧向连通好，为油气侧向输导至圈闭提供了良好通道条件，并进一步在圈闭高部位富集。