饶阳凹陷蠡县斜坡出岸潜山内幕勘探潜力探讨

2022-10-24张成武李冬蕾侯玉花张豫东

录井工程 2022年3期

张成武李冬蕾侯玉花李娟张豫东邓清

(中国石油渤海钻探第二录井公司)

0 引言

受潜山古风化壳含油认识的指导和限制，冀中坳陷经过多年的勘探，埋藏较浅、易于识别的常规潜山多已钻探，潜山勘探一度处于停滞状态[1-7]。自2000年以来，冀中坳陷在潜山内幕圈闭中不断获得勘探突破，先后发现了南马庄、任北、南孟、文安斜坡内带等潜山内幕油气藏，目前其探明地质储量已占到潜山总储量的近7%，逐渐成为重要的潜山勘探领域之一[8]。中元古界蓟县系雾迷山组碳酸盐岩内幕潜山油藏是其中重要的一部分，已发现了雁翎、长洋淀及任丘潜山构造带。本文研究的出岸潜山位于雁翎、长洋淀潜山以南，任丘潜山以西，成藏背景与周边油藏相似，通过针对该区实钻摸查，只有Y 51井钻至潜山，勘探程度低，内幕潜山钻探失利，对前人的报告分析认为，内幕潜山隔层是失利的原因之一，由此可见隔层不仅是潜山内幕油气藏形成的主控因素之一，也是影响和控制剩余油分布的重要因素[8-12]。因此，本文针对出岸内幕潜山隔层特征进行研究分析，这对于指导该区潜山内幕油气勘探、井位部署、丰富潜山油气成藏具有重要的理论和现实意义。

1 出岸潜山内幕

1.1 构造及勘探概况

出岸潜山面积约为80 km2,构造上位于饶阳凹陷蠡县斜坡北部出岸断层上升盘，受出岸断层控制，主要储层为雾迷山组七段(雾七段)。出岸断层平面上呈北北西向展布，长约9.2 km。出岸断层是一条发育于前古近纪的正断层，断面西倾，剖面上呈坡坪式，于沙一段末期停止活动，主要控制中生界与古近系的沉积。出岸断层下降盘钻探较深的井有YS 1井和R 99井，2口井均未进入潜山地层。其中YS 1井钻至井深4 600 m完钻，层位为孔店组；R 99井完钻井深5 000 m，层位为中生界。目前，出岸潜山上升盘上仅Y 51井钻至雾迷山组八段(雾八段)，但该井位于潜山较低部位，未见油气显示。出岸潜山属于潜山勘探相对空白区，而其紧邻的雁翎、长洋淀、任丘潜山带均已成藏，作为新层系内幕，出岸潜山具有一定的勘探价值。

1.2 有利目标发现

首先对潜山层位进行标定，确定潜山界面。该区只有Y 51井钻至潜山。根据区域上潜山的分层依据，自然伽马突然降低，深、浅双侧向电阻率突然增高是进入潜山的依据之一，同时根据钻井岩性等综合判断Y 51井进入雾八段地层。针对Y 51井精细地层划分，合成记录的标定，井震结合，标定了出岸潜山内幕雾迷山组顶面。

进而对雾迷山组顶面层位进行追踪。由于雁翎潜山的Y 3井，长洋淀潜山的R 97、R 96及CH 3井均钻遇雾迷山组，根据钻至潜山井潜山的地震特征，从雁翎-出岸-长洋淀潜山引层追踪，落实雾迷山组顶面层位的可靠性(图1)。

图1 出岸潜山雾迷山组顶面引层追踪地震剖面

在此基础上对潜山断层精细梳理。根据已钻井层位、地震特征和构造特征推断断层、断面的存在，加强断层的梳理，确定断层解释的最佳方案，落实了出岸潜山内幕有利目标(图2)。

图2 出岸潜山内幕有利目标示意

出岸潜山内幕位于出岸断层上升盘，雾迷山组地层南抬北倾，顶部遭受风化剥蚀后被第三系覆盖，保存比较完整的雾七段及以下地层，受出岸断层、上覆雾六段地层及上第三系地层封堵遮挡，形成了以雾七段为储层的内幕潜山。圈闭面积约为18 km2，高点埋深3 500 m，幅度150 m，含油面积约9 km2，油层厚度25 m。出岸潜山内幕成藏的关键因素包括潜山盖/隔层侧向封堵条件及油源条件，下文将予以具体分析。

2 盖/隔层条件分析

盖/隔层不仅是潜山内幕油气藏形成的主控因素之一，也是影响和控制剩余油分布的重要因素。开展出岸潜山内幕隔层特征研究，对于指导冀中坳陷潜山内幕油气勘探，预测潜山剩余油分布规律，丰富潜山油气成藏理论具有重要的理论和现实意义[9-13]。影响潜山内幕盖/隔层封盖有效性的因素可归结为沉积环境、成岩作用及构造运动3大类[14]，其决定了盖/隔层的岩性、厚度、展布规模、连续性及渗透性。而泥质含量是决定隔层质量好坏和圈闭有效性的主要因素[15]。

饶阳凹陷雾六段作为潜山内幕隔层，对其有效性一直颇有争议。饶阳凹陷中北部发育有任丘、雁翎和长洋淀等潜山带，出岸潜山紧邻其南部，成藏背景相似。任丘潜山R 463井于1997年投产，以雾六段作隔层，雾七段作储层，初期日产油81.1 t，含水2.6%，目前累计产油20 383 t；RS 2井钻遇雾二、雾三段时发生钻井液失返现象，钻至雾六段时基本不再漏失，反映出该区域雾六段的隔层特征。下文据出岸潜山周边潜山带已钻井雾六段岩性-电性-物性、隔层厚度和分布特征评价出岸潜山雾六段隔层封盖的有效性。

2.1 岩性-电性-物性特征

2.1.1 岩性特征

按“优势岩性”概念分析，潜山内幕隔层是在该潜山内岩性序列中靠后的岩性，即任何岩性都具有成为内幕隔层的可能[11]。结合勘探实践，发现冀中坳陷潜山内幕岩石类型主要为泥/页岩、泥质白云岩和泥质灰岩，由于泥质含量较高、岩石塑性强、非储层段集中且厚度大，在相同构造应力的作用下，不易产生裂缝，从而可成为潜山内幕隔层。

从饶阳凹陷潜山标准剖面可知，雾六段岩性主要为棕红、紫红色泥质白云岩、泥云岩夹灰白色、灰色白云岩。因出岸潜山周边钻遇雾迷山组的探井较少，在雾六段取心井仅有RG 2井，故选取RG 2井雾六段钻井取心共14块样品展开分析，井段3 308.89～3 311.18 m，落实岩性以泥质白云岩为主。岩心颜色呈暗紫红色或浅棕黄色(图3)，从图3a、图3b可以看出，RG 2井取心3 309.05、3 310.20 m井深处岩心含泥质重，分布均匀。从图3c、图3d可以看出，RG 2井取心3 310.53、3 310.61 m井深处岩心泥质含量少，分布不均匀，洞缝不发育。

图3 RG 2井岩心样品特征

通过复查岩心薄片(图4)及XRD衍射分析(表1)可知，雾六段岩性含泥铁质泥晶云岩、含泥铁质粉晶泥晶云岩和粉晶泥晶云岩，黏土矿物含量为23%～33%。泥晶白云岩基本上由泥晶组成，雾六段岩性为泥质白云岩，其沉积水动力特点与碎屑岩中黏土岩相似。主要发育于缺少强水动力簸选的低能环境，如浅水潟湖或较深水的斜坡和盆地环境等。

表1 RG 2井雾六段岩心XRD衍射分析数据

图4 RG 2井岩心薄片特征

总之，雾六段岩性通过薄片和分析资料证实主要为泥质白云岩，泥质含量高，分布均匀，为好-较好的封隔层。

2.1.2 电性特征

两种不同的岩性地层，只要密度和速度存在差异，即波阻抗产生差异，就会有明显的地震反射。连续的地震反射通常都是沿着地层的层面或不整合面，在地层内部的岩性变化，一般不产生连续变化，而仅仅是使层面和不整合面的反射波形发生变化[16-17]。饶阳凹陷潜山地层的分布比较稳定，因任丘潜山钻井多，剖面全，故以任丘构造带潜山地层作为饶阳凹陷潜山标准剖面。剖面分析可知，雾六段电性上表现为块状高自然伽马、平直低洼兜电阻率特征，反映出地层泥质含量明显增加。通过选取RG 2-RG 5-RG 6-RS 2井做地层对比(图5)可见，出岸潜山周边雾六段地层电性特征与饶阳凹陷潜山标准剖面结果一致，具有高度相似性。

图5 出岸潜山周边井雾六段内幕隔层连井地层对比

在地震剖面上，出岸潜山内幕雾六段地层表现为一组强振幅地震反射界面，连续性较好，雾六段隔层产状与上下地层在潜山核部与潜山顶面呈近平行状，而在翼部则与潜山顶面呈斜交状，如图2所示。

2.1.3 物性特征

冀中坳陷潜山内幕隔层野外露头及室内岩心样品的孔隙中值半径普遍较小，排替压力较大，在7～22 MPa之间；岩心样品总体孔隙度较小，一般小于4%，而露头样品孔隙度较大，多在4%以上[18]。本文对出岸潜山雾六段隔层物性特征主要从实物资料和实钻两个方面展开分析。

由于出岸潜山及其周边钻探至雾六段的单井仅RG 2井获得了岩心资料，故选用该井岩心展开实验分析。通过对RG 2井3 310.61 m岩心所做物性实验可知：岩石密度为2.72 g/cm3，有效孔隙度为4.2%，渗透率为0.04 mD，碳酸盐含量为48.3%。从以上的岩心物性数据看出，RG 2井雾六段岩心物性差，为低孔低渗特征，鉴于实验数据较少，该结论仅为初步定性认识。

因出岸潜山勘探程度低，故实钻井主要选取的是该区相邻的任丘潜山RS 2井展开分析。从RS 2井实钻井况看，RS 2井钻进至井深3 373.56 m(雾二段、雾三段)时发生井漏，随后钻井液有进无回，钻至井深3 600 m后进入雾六段漏失明显减少，直至井深3 748.00 m不再漏失，说明雾六段地层连通性较差，具有一定的封堵性。

2.2 隔层厚度及分布特征

从理论上讲，盖/隔层厚度对储层封闭能力没有直接影响，但从保存油气的角度看，盖/隔层越厚越有利，实际盖层的厚度一般可从几十米到几百米，而盖层的大范围连续稳定分布对于油气聚集有十分重要的意义。

潜山内幕隔层的形成主要受沉积环境控制，不同的隔层形成的沉积相不同，这种不同对隔层的分布具有重要影响[19-20]。冀中坳陷经历了中元古代-早古生代的海相沉积和晚古生代的海陆过渡相沉积[21]，致使潜山内部发育多套隔层，构成了纵向上隔层与储层交替分布的格局。横向上，冀中坳陷潜山内幕隔层平面上主要发育连续分布型和不连续分布型两种，连续型隔层主要分布于各个潜山核部及其翼部，而在各个潜山之间隔层呈不连续分布特征[8]。通过对出岸潜山周边钻遇雾六段的探井，如任丘潜山带上的RG 2、RG 5、RG 6和RS 2井，进行地层追踪和对比可落实在该区域上雾六段地层连续性较好(图5)，统计厚度为20～282 m，RS 2井沉积最厚。

3 出岸潜山内幕油源分析

以上论证了潜山内幕雾六段封堵的有效性，接下来研究潜山成藏的另一个关键因素——油源条件。饶阳凹陷的油源主要有两套，一套为沙一下亚段的生油岩，另一套为沙三段的生油岩。本文研究潜山内幕对接的为沙三段生油岩。

前人的研究认为：饶阳凹陷北部的雁翎潜山和出岸潜山内幕油源主要来自于任西、淀北洼槽沙三段的生油岩。而本文提出的有利目标为双油源，如图6所示。一套是来自北东方向的任西、淀北洼槽沙三段的生油岩，淀北洼槽的CH 9井沙三上亚段的4 050～4 230 m发育一套暗色油页岩，4 209～4 214 m录井见油迹显示3 m/2层，说明该区沙三段的烃源岩有生油能力；另一套来自西南方向出岸断层下降盘中生界的生油岩，R 99井钻至中生界暗色烃源岩近180 m，具有一定生油能力(前人研究成果)，中生界的油源沿出岸大断层向上运移到潜山有利部位，该断层下降盘所钻的YS 1井于沙三中亚段3 650 m录井见到良好的油斑显示(YS 1井沙三段为红色泥岩，不具备生油能力，故来自下降盘中生界的生油岩)，进一步证实了该区中生界具有潜在的生油能力。

图6 出岸潜山油源分析

首先证实该区沙三段的暗色泥岩(只有暗色泥岩具有生油能力)的发育程度，为此针对该区YS 1井周边钻至沙三段近20口井进行了沙三段的暗色泥岩厚度统计并绘制沙三段暗色泥岩分布等厚图(图7)。由图7可知，YS 1井北东向烃源岩连续沉积，且沉积厚度自南向北逐渐变厚，最北部CH 9井沉积厚度达245 m，进一步证实了任西、淀北洼槽具有一定的生油能力所需的物质基础。

图7 饶阳凹陷北部沙三上亚段暗色泥岩分布等厚图

其次证实该区沙三段暗色泥岩具有一定的生烃能力，为此针对沙三段泥岩具有生油指标的分析化验数据进行了统计。据统计的多口井的生油指标数据(表2)可知，R 96、R 97、R 99井有机碳含量最大达0.728%，氯仿沥青“A”含量最大值为0.371%，根据湖相烃源岩有机质丰度评价标准[21]：有机碳含量0.5%～1.0%，生油岩的级别为中等；氯仿沥青“A”含量>0.1%，生油岩级别为好。证实了该区沙三段暗色泥岩具有好的生烃能力。虽然CH 9井无生油指标数据，但从沉积规律推测，CH 9井暗色泥岩最厚，生烃能力更好。