第六届非常规油气地质评价暨新能源学术研讨会
6th Symposium on Unconventional Oil and Gas Geological Evaluation and New Energy

260 / 2021-06-17 18:36:14

冀中坳陷石炭-二叠系致密砂岩油气藏研究进展

冀中坳陷,石炭-二叠系,致密砂岩,地震属性,岩性油气藏

致密砂岩油气理论与技术

渤海湾盆地黄骅坳陷乌马营潜山勘探揭示了渤海湾盆地上古生界原生油气藏勘探潜力巨大，冀中坳陷东部上古生界石炭-二叠系地层分布面积广，残留面积达1.3×10⁴km²。研究区为地层整体东抬西倾的古向斜，文安斜坡、杨村斜坡和大城凸起位于古向斜的中心部位是寻找原生油气藏的有利区。目前共钻探井89口，文安斜坡和杨村斜坡中低部位油气显示活跃，已在石炭-二叠系发现了Wen23、Su20等油气藏。此外大城凸起煤层气勘探成效显著，其中DC1井获日产气****方，DT7井获日产气****方，DP7井日产气超万方。但目前勘探程度较低，是下步研究的重点领域。

1、冀中坳陷北部弱构造区石炭-二叠系是下步勘探重点

石炭-二叠系发育较厚的煤系地层，油气资源量丰富。煤层主要发育在山西组和太原组。山西组以浅灰色粉砂岩、细砂岩为主，含煤厚度在0~24m；太原组以深灰粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩为主，含煤厚度4~32m。煤层与泥岩构成的烃源岩厚100~250m，分布稳定范围达7487km²。烃源岩以Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ型为主，为中等-好级别。其经历了二次生烃史：（1）持续埋深阶段：研究区沉积了约800-1000m的中生界，石炭-二叠系煤系古埋深可达到2000-2200m，Ro值达到0.5%-0.7%，烃源岩为低熟阶段；（2）燕山期抬升烃源岩停止演化阶段：煤系地层埋深减小为0-1600m；（3）喜山期烃源岩二次成烃阶段：古近系和第四系覆盖厚度达6000-2000m，石炭-二叠系埋深到3500-7000m之下，Ro值从0.7%增长到1.35%，成熟-高成熟凝析油湿气阶段。有效烃源岩展布及二次生烃区是成藏的有利地区。

冀中坳陷北部表现为西断东抬构造特征，划分两个强活动带和两个弱活动带。武清凹陷为西断东超的箕状凹陷特征，石炭-二叠系整体构造活动弱。西侧河西务构造带为强构造活动区，已发现二叠系上石盒子组油气藏：J69井（日产油*方）和J70（日产气****方）。大城凸起为东南方向抬升的单斜构造，构造活动偏弱。西侧文安斜坡强构造活动区已发现石炭系油气藏：Wen23（日产油**t，气**万方）和Su20（日产油***t，气**万方）。勘探实践看，文安斜坡等强活动区构造圈闭发育，勘探程度高；大城凸起等弱活动区构造圈闭不发育，仅发现小型断垒构造气藏。下一步勘探方向在哪？如何在弱构造区石炭-二叠系地层构思有效圈闭是下步勘探的重点，通过文献、资料调研工作，发现鄂尔多斯盆地致密气藏与研究区具有相似的地质特征和成藏条件，研究过程中借鉴鄂尔多斯盆地致密气藏成功经验指导研究区下步油气勘探。

2、构建石炭-二叠系岩性成藏新模式

石炭-二叠纪沉积时期，冀中坳陷和鄂尔多斯盆地相似地质条件，物源方向来自北部。基本位于相同的沉积相带（石炭系为河流三角洲沉积体系为主，发育三角洲平原和三角洲前缘相；上下石盒子组为河流相沉积体系为主，河道及冲积平原、泛滥平原发育）。

已钻井显示大城凸起和杨村斜坡弱构造区山西组和太原组见良好显示，DC1、DT7、DP7等井获低产气流，发现了新的高含气层，Ge8和Sh1等井见到显示。Wen23井油气藏分析认为，石炭-二叠系天然气和原油与煤系源岩存在亲缘关系，具有中生代末期和新近纪两期成藏特征。上石盒子组砂岩是主要储层段，油气藏受构造控制，断层的封闭与煤系二次生烃时间上一致，有利于煤系生烃聚集。研究区石炭-二叠系发育的致密砂岩和泥岩段形成了有利的储盖组合，是产气的主要层位。根据21口井363个样品的统计，平均孔隙度大于10%的占69%。Su20井砂岩渗透率高达252.94×10^-3μm²，大多在10×10^-3μm²以下，属特低渗储层。预测文安斜坡、杨村斜坡、大城凸起中部为储层发育区。

构建石炭-二叠系以砂体-孔隙、裂缝、断层构成“网毯式”为输导体系，暗色泥岩和煤层为烃源岩，内部砂岩为储层，储层上倾方向受泥岩遮挡的自生自储型岩性成藏新模式（图1）。

3、围绕大城凸起和杨村斜坡弱构造区开展处理、解释工作，发现岩性目标

针对研究区以二维地震资料为主，测线采集、处理年代跨度大，存在参数不一致导致的地震剖面不协调的问题。首先开展二维地震测线振幅一致性处理，为构造解释和储层预测奠定资料基础。其次对已钻井进行合成记录地层精细标定，明确了砂岩发育区为地震剖面上中弱振幅、中频、低连续反射特征；煤层发育区反射特征为强振幅、中高频、较连续反射特征。最后对山西组顶面和石炭系底面进行层位追踪解释，应用“波谷数”等地震属性预测大城凸起北段砂体发育有利区分布（图2c），结合地震波阻抗反演明确了Su23东（图2a、b）和Sh1南岩性圈闭为下一步有利勘探目标。

4、结论

（1）石炭-二叠系烃源岩分布面积广、厚度较大，弱构造区是下步勘探重点；

（2）借鉴鄂尔多斯盆地勘探经验，构建石炭-二叠系自生自储型岩性成藏新模式；

（3）围绕弱构造区开展处理、解释一体化攻关，在大城凸起北部发现岩性目标。