周口坳陷典型油气藏剖析

如题所述

周口坳陷经过多年的勘探,已经发现了一些有价值的油气藏。对这些已发现的油气藏进行解剖,是开展圈闭特征与成藏地质条件研究的重要途径。

1.南12 井油藏剖析

(1)油藏概况

南12井位于倪丘集凹陷北部斜坡大王庄构造顶部,为一南倾断鼻型含油气构造(图1-5),构造形态及规模清楚,主油藏位于Ⅰ号正断层(走向NW—EW、倾向NE—N)下盘主体部位(图1-6)。储集层为古近系玉皇顶组砂岩,于1609.6~1686m 井段共钻遇油层9层,总视厚度44.0m。其中油砂2层,视厚度16.8m;油浸7层,视厚度27.2m。油层具有含油级别高(不含气)、单层厚度大、低压高渗、埋藏浅、分布集中、油组由上往下由好变差(同一油层亦类同)、原油比重高等特点。

中途测试获折算产油8t/d,后试油获4.86t/d,累计产油32.26m3,含油面积0.163km2,属小型油藏。油源对比表明,南11井和南12井油砂、原油为典型煤成油,遭受轻微生物降解,油源来自石炭-二叠系煤、暗色泥岩及灰岩。

(2)封闭保存条件与直接盖层

倪丘集凹陷古近系由河流体系沉积环境所决定,缺少良好的区域性盖层,但却存在地区性盖层和直接性盖层。玉皇顶组下段是储集层发育段,上段则以泥岩为主夹砂岩,一般泥岩单层厚度较大,南12井玉皇顶组顶面以下100m 厚度内泥岩占55m,最大单层厚度17.5m,为褐棕色软泥岩,泥岩成岩作用处于蒙脱石第一迅速转化带,粘土成分中蒙-伊混层矿物占40%~50%,其中蒙脱石层占20%~80%,一般占50%左右,因而岩石塑性较强,具较好的遮挡能力。

南12井地层水总矿化度为(29973.42~30517.35)×10-6,为中等矿化度的Na2SO4型水。反映交替强度的变质系数

为0.66、反映还原条件的脱硫系数

为4.37,总体反映具好—中等程度封闭性的陆相沉积变质水。

但南12井油藏的原油充满度不高,含油面积小,油层压力低,能量不足,与区域性封盖条件不足有关,表现为原油不含溶解气,轻烃含量低。

(3)储层及有效储集空间

周口坳陷古近系砂岩发育,单层厚度较大。据前人对倪丘集凹陷南5井、南12井、南13井和大1井玉皇顶组23块砂岩样品分析结果,认为玉皇顶组砂岩大部分属于I类,平均孔隙度为18.31%~25.15%,平均渗透率为(112.56~1142.50)×10-3μm2,为好或很好的储集岩。其中,大1井和南13井玉皇顶组砂岩主要属于I类,孔隙度一般为17%~22%,平均为19.8%,渗透率平均为425.39×10-3μm2,最大2417.22×10-3μm2,其孔喉半径在7.5~37.5μm 之间的孔隙,占总孔隙体积的72.7%~82.7%;南12井孔隙度为19.48%~24.71%,渗透率为(7.74~463.67)×10-3μm2,则主要为I类或Ⅱ类,其孔喉半径在7.5~37.5μm 之间的孔隙,占总孔隙体积的35%,而中等孔喉在0.5~3.75μm 之间的孔隙,占总孔隙体积的50%以上。且孔隙度平均值最大的部位正好在含油层位井段,即1600~1900m 深度范围内。南12井含油层位为1600~1700m,大1井和南13井在此深度范围内也有不同程度的油、气显示。

从上述4口井看,古近系物性好,是良好的储集层。

(4)有效圈闭类型

大王庄构造位于近EW 向的秋渠集-大王庄构造带上,该构造带是印支晚期或燕山早期形成的构造高带,为区域上SN方向挤压应力下形成的,基底发育逆断层,古近纪前长期遭受剥蚀作用,古近纪处于断陷的斜坡抬升部位,沉积超覆减薄,后期也遭受过剥蚀。因此,大王庄构造是一个喜马拉雅期形成的古近系构造叠置在古构造背景上的多层位的复合构造,加上次级断层切割而更复杂。NWW走向的Ⅰ号断层,为一断面北倾正断层,断开层位从基底至古近系玉皇顶组和大仓房组。

总之,南12井油藏构造圈闭条件均存在,被两条断层夹持和遮挡的断鼻构造,已为地震精查、钻井和测试资料证实。

(5)成藏条件综合分析

南12井工业油流是南华北地区古生界油气勘探的重大发现,尤其是在古近系“红层”中试获油流,有助于拓宽古生界油气勘探思路。此后,华北石油地质局又在该凹陷投入了较多的实物工作量,但除南13井、大1井见到油迹、油斑显示外,并未能在大王庄构造上取得进一步的突破。这一现实本身就反映出该地区油气藏形成条件的复杂性。

倪丘集凹陷第一次高峰供油事件出现在印支-早燕山期,此后遭受长达140~150个百万年的抬升剥蚀,生烃作用一度停止,而大量生供烃事件是在玉皇顶组沉积时及其以后的时间内,相应的二次生烃供烃中心主要分布在埋深大于等于4000m的深凹区,古近系玉皇顶组下段是其良好储层,古近系玉皇顶组上段泥岩是其良好的直接盖层,最大单层厚度17.5m,具较好的油气封盖条件,二次生烃作用产生的油气于喜马拉雅期沿断裂或不整合面运移至第三系适时圈闭中聚集成藏。由于大王庄构造埋藏较浅,缺少良好的区域盖层,且断裂发育,可能造成气、油不同程度的逸散和氧化降解。

南12井肯定了“古生新储”型成油组合是倪丘集地区重要而现实的成藏模型,这种“跨越式组合”在南华北地区古生界油气勘探中具有重要的指导意义。

2.周参10井低产油气流剖析

(1)周参10井概况

周参10井位于沈丘凹陷娄堤断鼻构造,在Tg(中生界底)构造图(图1-8)上为一EW 向的穹窿背斜,高点埋深3200m,闭合幅度200m,闭合面积8km2,圈闭落实程度高。而在TE(古近系底)构造图上为一断鼻,上下构造不吻合(图1-9)。钻探过程中在下白垩统发现油斑砂岩5.0m/1层,油迹砂岩8.0m/10层,荧光砂岩52.5m/23层,油斑岩心0.42m,累计油气显示75.5m/23层,气测异常45.0m/15层,油气显示自下而上变好,级别提高。完井试油5层,均见少量油花,证实为干层。其中2179.2~2190m 试获原油32L/d。2001年对2179.2~2206.0m 井段重新试油:5月14日洗井返出原油1.2m3;5月16日至25日,地层测试及二开抽汲,累计回收原油0.77m3,水5.46m3,折算日产油0.142m3,含油12.3%,日产水1.014m3,关井最高压力为16.48M Pa,压力梯度为0.7741M Pa/100m。压裂后日产油0.02~0.06m3,水1.3~3.7m3,结论为低产含油水层通过原油成因类型及油源对比研究,证实该井原油为陆相正常原油,但遭受过轻微生物降解,主力油源来自下白垩统暗色泥岩和石炭-二叠系煤、暗色泥岩及炭质泥岩,其中的轻质组分主要由石炭-二叠系源岩贡献。

(2)封闭保存条件与直接盖层

该井下白垩统泥岩厚近400m,是油气较好的直接盖层,而古近系厚441.5m,泥岩厚206m,占地层厚度的46.7%,最大单层厚度为18m,是良好的区域性盖层。

由于未采集到周参10井地层水样,本项目采用同一背斜构造带上沈1井的水样作为参考,分析表明,该地区保存条件较好。从采集到的沈1井2370.9~2389.8m 地层水常规分析来看,其变质系数

为0.76、脱硫系数

为4.20,总体反映其为具好-中等程度封闭性的陆相沉积变质水。水型Na2SO4-NaHCO3,反映了地下水活动性较强的特点,在我国地层水封闭保存程度评价指标关系图上,落入含气水区的分布范围。从水中萃取有机质的饱和烃组分来看,具有正常的化合物组合分布序次,即以正构烷烃分布占显要地位,丰度最高,然后从类异戊二烯烷烃-支链烷烃-环烷烃丰度依次递减,同样反映出具备较好封闭保存条件。

(3)储层及有效储集空间

周参10井全井砂岩发育,仅下白垩统砂岩厚达513m,占该段地层总厚度的57.4%,在录井过程中,下白垩统见荧光砂岩25层,厚55.5m;油迹砂岩10层,厚17m;油斑砂岩1层,厚5m,由此可见储集层主要为砂岩。下白垩统的砂岩以含砾砂岩为主,其次为细砂岩及泥质砂岩,单层最大厚度为10m,一般厚度为1~3m。矿物成熟度低,主要为岩屑长石砂岩,长石岩屑砂岩及长石砂岩、岩屑砂岩;结构成熟度也低,分选程度中—差,具有低孔隙度、低渗透率的特点。孔隙度多介于5%~10%,渗透率值分布优势是小于1×10-3μm2,为低渗透砂岩储集层,横向连通性差,部分相互连通,喉道一般都小于0.01mm,总体物性差。据薄片及岩心观察,砂岩的原生孔隙多数已在碎屑岩后生变化序列演化过程中被堵塞改造,以后又未能再形成较多的溶蚀孔隙,现今未被堵塞的有效储集空间多为组分内微孔隙、极少量粒间孔以及不规则微细裂缝,面孔率低。

(4)有效圈闭类型

周参10井区于中三叠世末隆升,使三叠系、石炭-二叠系、寒武-奥陶系被剥蚀殆尽。燕山运动早期,受叶鲁-淮南断裂的控制,沉积了中下侏罗统煤系地层,燕山中期隆升,侏罗系遭受剥蚀,周参10井仅残存236.5m的中下侏罗统煤系。早白垩世初,受叶鲁断裂的控制,形成谭庄-沈丘左旋走滑盆地,周参10井区沉积了下白垩统河流及滨-浅湖相碎屑岩,不发育较深湖相沉积,沈丘凹陷的沉积沉降中心位于周参10井以北的周参11井和南9井一带。早白垩世末期隆升剥蚀,形成娄堤构造带。喜马拉雅期该构造为新桥次凹和沈丘次凹间的凹中隆,属继承性背斜构造。由于该构造为燕山至喜马拉雅期继承性背斜构造,位于燕山晚期中生界一次生烃作用和喜马拉雅期沈丘次凹二次生烃作用中的油气运移主要指向区,是谭庄-沈丘凹陷油气勘探有利目标之一。

(5)成藏条件综合分析

谭庄-沈丘凹陷双楼田、周庄主凹陷第一次高峰供油事件出现在早白垩世末,下白垩统遭受一定程度的剥蚀,生烃一度停止,而大量生油、供油事件是在喜马拉雅期,相应的二次生烃、供烃中心则主要分布在埋深大于等于3000~4000m的深洼区,古近系泥岩是其良好的区域盖层,最大单层厚度18m,下白垩统自身的泥岩是其直接盖层,具较好的油气封盖条件,但由于储层物性较差,单层厚度薄,使油气的储集空间和条件受到一定限制,是制约周参10井低产的主要因素。

3.襄9 井低产油流剖析

(1)襄9井概况

襄9井位于襄城凹陷城高断鼻Ⅱ断块,TEL高点埋深1700m,幅度400m,面积4.5km2;

高点埋深2000m,幅度600m,面积5.3km2;

高点埋深2350m,幅度850m,面积5.5km2,圈闭落实。钻探过程中在核二段2525~2526m 见棕褐色荧光砂岩,2613m和2629m 分别见棕褐色荧光粉砂岩和细砂岩,取心2371.39m和2801.41m 见两条1~2mm 泥岩裂缝含油,完井后井口冒油,复查认为与2539~2542m、2557~2559m和2576~2578m 油迹-油斑细砂岩有关。1986年8月2日开始对2525.73~3210.53m进行裸眼测试。安装井口后,用桶计量产水90L/d,见油花溢出,表明地层压力略高于静水柱压力;洗井返出原油0.032m3,无泥浆;8月9日至24日抽排,最大抽深1200m,动液面1170m,出水95.78m3,井筒容积123m3,井筒液未排完。抽排过程中见油花,并有气体,点火焰高10cm,燃烧5s,火焰呈浅蓝色。试油结束后探砂面2667.3m,表明地层已垮塌堵塞。加之从1985年4月7日下完技术套管(至井深2526.73m)三开到1986年6月2日裸眼测试,泥浆浸泡万余小时,地层已严重污染。井筒垮塌和泥浆污染,是测试未产地层液的主因。试油后至今,原油一直从封固不严的井口外溢。油源对比表明,该井原油来自该井区的古近系未熟-低熟烃源岩。

(2)储层及有效储集空间

全井砂岩不发育,廖庄组占地层26.3%,核一段占12.1%,核二上段占10.9%,核二下段仅占9.2%,砂岩主要为粉砂岩和泥质粉砂岩,储集条件差。

(3)封闭保存条件与直接盖层

襄9井泥岩厚度大,占地层厚度的80%~90%,局部发育膏质泥岩、膏盐,盖层条件好。地层水总矿化度为176010×10-6,为中等矿化度的CaCl2型水,为好-中等封闭性的陆相沉积变质水。

(4)有效圈闭类型

通过对2000年新采集地震资料重新解释认为该圈闭落实可靠,为由3条断层组成的断鼻构造。该圈闭定型于廖庄组沉积末期,早于油气大规模生成期,且位于斜坡之上,为油气运移有利的指向区。

(5)成藏条件综合分析

该井未能达到工业油气流的主要原因是砂体不发育,储集物性差。因为未熟-低熟烃源岩生成的原油油质偏重,进入储层的能量较小,只能在中-高孔和中-高渗的储层中才有可能富集成藏。

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