第七屆全國油氣運移學術研討會東營凹陷沙四段灘壩砂油氣成藏過程動力學分析及控藏模式一、問題的提出油藏特征多樣性過渡區中壓-中孔構造-巖性油藏1.2<壓力系數<1.3坡頂常壓-高孔-構造油藏壓力系數<1.2坡底高壓-低孔-巖性油藏壓力系數>1.3東營凹陷沙四段排烴強度、地層壓力、油氣運移關系巖性油藏巖性油藏構造-巖性油藏構造-巖性油藏構造油藏構造油藏

東營凹陷沙四段灘壩砂大規模勘探始于2004年，2010年之前對灘壩砂巖已有一定程度的認識：形成了“三古控砂、三元控藏”的認識，明確了灘壩砂大面積分布、成藏的特點；隨著灘壩砂巖精細勘探的深入，灘壩砂表現出油藏類型多樣性、油氣分布不均衡性、成藏動力差異性和成藏過程階段性的特點。問題的提出成藏動力差異性及過程的階段性問題的提出成藏動力差異性油藏特征多樣性成藏過程階段性?1）油藏特征的多樣性是否具有普遍性？2）油藏特征與成藏動力是否具有本質聯系？3）不同成藏背景下的動力學控藏模式？4）如何提高預測精度，實現高效勘探？核心：成藏動力研究目的和意義現象本質模式勘探勘探程度高基礎資料豐富壓力體系完整油藏類型豐富選取東營凹陷灘壩砂為研究重點，建立基于不同成藏背景下的成藏動力控藏模式，指導勘探實踐。東營灘壩砂二、主要成果及創新點1.明確了現今壓力場的分布特征2.明確了盆地超壓形成的主要機制3.開展了成藏期的古壓力恢復4.厘定了壓力對成藏控制作用對東營凹陷沙四段灘壩砂巖精細解剖的基礎上，重點對油氣成藏過程動力學分析及控藏模式開展研究，主要取得了以下四個方面的成果：創新成果之一建立了實測壓力約束下的測井壓力解釋模型，實現了現今壓力的準確成圖，明確了地層壓力結構特征。1.現今壓力建模1）地層實測壓力特征通過研究區近1000余口井、2500多個數據點實測地層壓力的統計，東營凹陷沙三段、沙四段出現超壓，開始出現超壓的深度在2150m左右。1.現今壓力建模1）地層實測壓力特征對于沙四段來說，不同的洼陷超壓出現的深度不同，超壓強度也不同。利津洼陷沙四段博興洼陷沙四段東營凹陷沙四段各洼陷聲波時差剖面利津洼陷博興洼陷東營凹陷沙二段以上層系以常壓為主，從沙三上亞段開始發育超壓；發育超壓的層系包括沙三段、沙四上；各洼陷壓力的特點、超壓發育的強度各有所不同。牛莊洼陷1.現今壓力建模（1）建立了實測壓力約束下的測井壓力解釋模型1、對300多口井正常壓實段內的純泥巖聲波時差曲線和密度曲線進行擬合，建立正常壓實曲線趨勢線。東營凹陷王46井勝科1井Es3Es4Es3Es4正常趨勢下部正常趨勢超壓帶2）聲波時差計算地層壓力1.現今壓力建模Eaton公式計算孔隙壓力東營凹陷2、利用等效深度法建立了實測壓力約束下的測井壓力解釋模型，對壓力的計算主要基于泥巖地層聲波時差，在用實測儲層壓力數據進行校正的情況下，可以較準確的預測地層壓力。（1）建立了實測壓力約束下的測井壓力解釋模型樊1312）聲波時差計算地層壓力1.現今壓力建模2）聲波時差計算地層壓力東營凹陷部分井計算壓力值誤差分析東營凹陷3）實現了現今壓力的準確成圖1.現今壓力建模東營凹陷沙四上亞段地層壓力系數等值線圖平面發育3個超壓中心，壓力系數可達1.5以上；隨著向邊部地層埋深的減小，地層壓力逐漸降低變為常壓。4）明確了地層壓力結構特征①縱向發育1個超壓系統(沙三-沙四);②平面發育劃分3個環帶狀壓力系統：外部靜水壓力系統、中部過渡壓力系統、內部超壓系統。超壓系統上部靜水壓力系統底部常壓系統中部過渡壓力系統1.現今壓力建模東營凹陷東營凹陷沙四上亞段地層流體壓力系數等值線圖靜水壓力系統過渡壓力系統超壓系統超壓系統超壓系統上部靜水壓力系統底部常壓系統中部過渡壓力系統創新成果之二明確了欠壓實和生烴作用是盆地超壓形成的主要機制；建立了盆地增壓動力學模式。沉積盆地中的主要生壓機制：欠壓實成因、生烴成因。1、明確了欠壓實和生烴作用是超壓形成的主要機制1、明確了欠壓實和生烴作用是超壓形成的主要機制渤海灣盆地控盆斷裂沉降速率與沉積速率曲線對比示意圖（據田在藝等，1996）NmNgEd-Es1Es2-Es4Ek沉積速率沉降速率拗陷期斷陷期1020304050Ma0.10.20.30.4mm/a（１）不均衡壓實對超壓的貢獻分析《超壓盆地生烴動力學與油氣成藏機理》(郝芳、2005)指出：欠壓實引起的超壓主要發育于沉降/沉積速率較高的新生代盆地中（其中包括我國的鶯歌海盆地和渤海灣盆地）。同時，據Mello、解習農等研究，沉積速率大于200m/Ma才可能產生異常壓力。在濟陽坳陷主要斷陷期（沙四晚期-沙三段）沉積、沉降速率普遍較高，欠壓實是超壓形成的主要機制。欠壓實型超壓往往具有以下主要特征：1.超壓帶具有較高的孔隙度；2.超壓帶與欠壓實帶相對應；3.強超壓分布于沉降、沉積中心。（１）不均衡壓實對超壓的貢獻分析東營凹陷出現超壓層系與欠壓實層系相一致等效深度法等效深度法計算地層流體壓力就是基于欠壓實理論。可以看出計算的流體壓力與實測壓力基本相近，相對誤差基本在10%之內，這也說明了欠壓實對超壓的貢獻。高890單井壓力分析東營凹陷部分井計算壓力值（１）不均衡壓實對超壓的貢獻分析（2）生烴作用與超壓關系研究統計發現，東營凹陷壓力分布具有三段式：第一段為常壓，第二、三開始發育超壓，第二段超壓的頂與欠壓實具有良好的對應性，第三段超壓的頂與烴源巖地球化學特征具有較好的對應性，表明生烴作用是超壓形成的主要機制之一。（2）生烴作用與超壓關系研究

東營凹陷主力烴源巖含油飽和度縱向剖面

殘余油飽和度與異常壓力兩者隨深度演化具有較好的相似性，也表明生烴作用是超壓形成的主要機制。沙三下亞段沙三中亞段殘余含油飽和度殘余含油飽和度2、建立了盆地增壓動力學模式該模式包括正常壓實、欠壓實以及大量生排烴三個演化階段。

Ⅰ、正常壓實階段：在盆地發育早期，地層壓實、孔隙體積的減小與流體排放處于平衡狀態；孔隙流體壓力保持靜水壓力。深度(m)增壓階段泥巖聲波時差低高低高

低高低高低高地層壓力壓力系數含油飽和度正常壓實階段3000靜水壓力泥巖孔隙度靜水壓力梯度第一階段2000深度(m)增壓階段泥巖聲波時差地層壓力壓力系數含有飽和度2000正常壓實階段3000

Ⅱ、欠壓實及生烴早期階段：隨著沉積、沉降的的不斷進行和埋深的加大。當地層埋藏速率較高時，負荷應力的增大（孔隙體積的減小）與流體的排出不能達到平衡，厚層泥巖開始出現欠壓實，導致盆地開始發育超壓；這時如果埋深達到生烴門限，源巖開始生烴，孔隙流體壓力會有所增高。在生烴未達到生排烴高峰時，這個階段應該以欠壓實增壓為主。靜水壓力泥巖孔隙度欠壓實及生烴早期階段靜水壓力梯度2、建立了盆地增壓動力學模式第一階段第二階段生排烴高峰低高低高

低高低高低高3、建立了盆地增壓動力學模式

Ⅲ、欠壓實、大量生烴增壓階段：隨著盆地的進一步沉降，特別是欠壓實和生烴作用的不斷增強，尤其是生排烴高峰后大量生烴導致盆地超壓進一步增強，附近輸導層逐漸出現超壓。4000靜水壓力梯度深度(m)地層壓力壓力系數含油飽和度2000正常壓實階段泥巖聲波時差泥巖孔隙度3000欠壓實、大量生烴增壓階段欠壓實及生烴早期階段第一階段第二階段第三階段生排烴高峰增壓階段靜水壓力低高低高

低高低高低高創新成果之三明確了油氣的充注期次和充注時期，實現了成藏期古流體壓力的恢復。東營凹陷：第一幕油為早期低成熟油，Ro介于0.5%-0.6%之間；第二幕、第三幕油整體上反映油氣大量開始充注-充注晚期過程中成熟度演化。烴源巖的成熟度介于0.6-1.0之間。烴類包裹體熒光光譜分析烴類包裹體熒光特征AB濱658，2536.2mC濱425，2669.42mFE梁109，3320.3m透射光透射光透射光1）油氣的充注期次及成藏時期東營凹陷西部沙四上亞段第一幕充注范圍第一幕油充注范圍：純374、濱658和博15井。第二幕油充注范圍：濱170、濱66、濱661，濱663、濱666、濱668，濱658，濱433和濱425；純108、純15、純17、純79、純84、草131、樊119，樊137，樊143；高351、高89、高890、高891、高896、梁104、梁105、梁218和梁230。第三幕油充注范圍：濱172、濱423、濱425、濱666、濱斜189；草12、純106、純15、樊119，樊137、梁109、梁218和梁230。充注期次東營凹陷西部沙四上亞段第二幕充注范圍東營凹陷西部沙四上亞段第三幕充注范圍石油充注時期及壓力系統演化東營凹陷西部灘壩相儲層三期充注:第一期原油充注開始于34.8Ma-25.1Ma,第二期原油充注時間為12.3Ma-4.8Ma，第三期原油充注時間為4.3Ma-0Ma。兩期充注成藏時期★以現今流體包裹體溫壓值為過程約束恢復的古壓力恢復方法流體包裹體熱動力學模擬最小捕獲壓力求取示意圖（據MunzIA,2001;修改）

2）成藏期古流體壓力的恢復流體包裹體熱動力學模擬結果表明伴隨三期原油充注，儲層壓力經歷了早期常壓-低幅超壓-晚期低幅超壓-超壓的壓力演化過程。3）成藏期古流體壓力分布超壓系統超壓系統過渡壓力系統常壓系統超壓系統超壓系統過渡壓力系統常壓系統常壓系統創新成果之四揭示了地層流體動力場控制下的油藏類型分布的有序性，明確了不同壓力場結構對成藏的控制作用。1）油氣分布、油藏類型1、油藏及相關參數統計與壓力關系東營凹陷沙四上灘壩砂油藏含油面積圖東營凹陷灘壩砂不同類型油氣分布東營凹陷沙四段灘壩砂油藏類型與壓力環境密切相關：巖性油氣藏主要分布在洼陷帶；巖性-構造油氣藏主要分布在緩坡帶和陡坡帶，地層類油氣藏主要分布在盆地邊緣。

油氣主要分布在高壓區和過渡區，具有連片分布的特點；常壓區油氣分散、零星分布。2）原油物性統計開展了研究區原油物性的統計，縱向上明顯的分為兩個帶原油相對密度與深度原油粘度與深度原油含硫量與深度原油初餾點與深度壓力與深度1、油藏及相關參數統計與壓力關系不同壓力帶，原油性質有所差異博興洼陷利津洼陷層位壓力系數壓力帶圈閉類型含油飽和度原油密度地層水礦化度Es4S0.96-1.06常壓帶構造<55

0.842-0.9980.5-151.06-1.27過渡帶構造-巖性53-72

0.832-0.9161.2-20.51.27-1.7超壓帶巖性、構造-巖性>700.81-0.9012.8-26.7東營凹陷沙四上亞段不同壓力系統下灘壩砂油藏特征統計表開展了東營凹陷地層水的統計，地層水縱向分帶與壓力的縱向分帶基本上相對應.3）地層水統計1、油藏及相關參數統計與壓力關系沙四段地層水礦化度平面分布東營凹陷沙四段地層壓力、油氣分布