致密油运聚动力研究——以渤...陷Wg4井沙三中致密油为例_徐二社.pdf

第30卷第1期致密油运聚动力研究以渤海湾盆地东濮凹陷Wg4井沙三中致密油为例徐二社1，2，3，黄娟1，鹿坤4，蒋宏1，2，3，周勇水4，钱门辉1，2，3，陶国亮1，2，3，刘鹏1，2，3，李志明1，2，3（1.中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏 无锡214126；2.中国石油化工集团公司油气成藏重点实验室，江苏 无锡214126；3.页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，江苏 无锡214126；4.中国石化中原油田分公司勘探开发研究院，河南 濮阳457001）基金项目：国家科技重大专项课题“中国陆相页岩油资源潜力与地质评价研究”（2017ZX05049002）；中国石化股份有限公司科技部项目“陆相页岩油勘探开发地质工程条件与选区评价研究”（P200491）；中国石化股份有限公司油田勘探开发事业部先导项目“重点探区页岩油有利目标评价与跟踪研究”（YTBXDFCZY2022104011）摘要以东濮凹陷中央隆起带北部的文、卫、濮结合部Wg4井沙三中亚段致密油为例，开展流体包裹体古温压分析，结合盆地模拟技术，动态展现其致密油的运聚动力烃源岩生烃增压作用。沙三中亚段致密储层于东营期构造抬升时，烃类发生幕式充注，烃包裹体，先后被捕获。致密油充注时期为古近纪末期（约19.517.5 Ma）；基于烃包裹体捕获压力、深度可知致密油充注为超压充注，超压系数分别为1.54，1.26。通过生物标志化合物谱图及参数对比追溯的下伏烃源岩，在古近纪末期达到成熟阶段，保留有大量生烃所形成的高压。烃类超压充注与邻近下伏烃源岩生烃增压史具有良好的匹配性，有力地证实了致密油的运聚动力主要为烃源岩生烃增压作用，这对于致密油层段优选具有积极的意义，需聚焦优质烃源岩的发育规模、生烃史以及近源型油气聚集。关键词致密油；运聚动力；生烃增压；流体包裹体；盆地模拟；东濮凹陷；渤海湾盆地中图分类号：TE122文献标志码：A收稿日期：20211208；改回日期：20221006。第一作者：徐二社，男，1981年生，高级工程师，从事非常规油气地质研究。E-mail：。引用格式：徐二社，黄娟，鹿坤，等.致密油运聚动力研究：以渤海湾盆地东濮凹陷Wg4井沙三中致密油为例J.断块油气田，2023，30（1）：1724.XU Ershe，HUANG Juan，LU Kun，et al.The driving force study of tight oil migration and accumulation：a case study of the tight oil in Es32Formation in well Wg4 of Dongpu Sag，Bohai Bay BasinJ.Fault-Block Oil&Gas Field，2023，30（1）：1724.The driving force study of tight oil migration and accumulation:a case study of the tightoil in Es32Formation in well Wg4 of Dongpu Sag，Bohai Bay BasinXU Ershe1，2，3,HUANG Juan1,LU Kun4,JIANG Hong1，2，3,ZHOU Yongshui4,QIAN Menhui1，2，3,TAO Guoliang1，2，3LIU Peng1，2，3,LI Zhiming1，2，3(1.Wuxi Research Institute of Petroleum Geology,Petroleum Exploration and Production Research Institute,SINOPEC,Wuxi214126,China;2.Key Laboratory of Petroleum Accumulation Mechanisms,SINOPEC,Wuxi 214126,China;3.State KeyLaboratory of Shale Oil and Gas Enrichment Mechanism and Effective Development,Wuxi 214126,China;4.Research Institute ofExploration and Development,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001,China)Abstract:TakingthetightoilinEs32FormationininwellWg4oftheWen-Wei-PujunctioninthenorthofthecentralupliftintheDongpuSag as an example,the paleotemperature and pressure analysis of fluid inclusions are carried out,combined with basin simulationtechnology,toshowdynamically drivingforce ofthe migrationandaccumulationoftightoil:pressurizationofhydrocarbongenerationforsource rock.During the tectonic uplift at Dongying period,episodic hydrocarbon charging occurred in the Es32tight reservoirs andhydrocarbon inclusions and were captured successively.The tightoilis charged atthe end ofthe Paleogene(about 19.517.5 Ma).Basedoncapturepressureanddepthofthehydrocarboninclusion,itisfoundthetightoilchargingisoverpressured,andtheoverpressurecoefficientsare 1.54and1.26respectively.The underlyingsource rocktracedbackby the biomarkercompound spectrum and parametercomparisonhasreachedthematurestageattheendofthePaleogene,andretainedalargeamountofhighpressureformedbyhydrocarbongeneration.The tight oil overpressure charging has a good match with pressurization history of the hydrocarbon generation of adjacentunderlying source rocks,which proves that the driving force of tight oil migration and accumulation is mainly the pressurization ofhydrocarbongeneration,anditisimportantforthe optimizationof the tight oil strata.It is needed to focus on the developmentscale,hydrocarbongenerationhistory,andnear-sourcehydrocarbonaccumulationofhigh-qualitysourcerocks.断块油气田FAULT-BLOCK OIL GAS FIELDdoi:10.6056/dkyqt2023010032023年1月断块油气田2023年1月0引言随着北美致密油商业性开发的巨大成功，致密油藏逐渐成为石油地质界的研究重点及热点17。中国致密油不断在鄂尔多斯盆地三叠系延长组、准噶尔盆地二叠系芦草沟组、松辽盆地白垩系扶余油层和四川盆地侏罗系大安寨段等取得重大突破815，因此，国内学者对中国陆相致密油的形成与富集规律开展了一系列研究1623，其中有学者针对于致密油运聚动力方面开展了研究工作。张文正等24以鄂尔多斯盆地长7段优质烃源岩的生烃热模拟实验提出了生烃增压为致密油运聚提供了充足的动力，庞正炼等25利用四川盆地中部侏罗系自流井组大安寨段岩心，通过有限空间生烃增压模拟实验及储层样品运移阻力模拟实验证实了致密油的运聚受生烃增压的控制。由此，以中国石油勘探开发研究院为代表的学者明确了致密油的运聚动力主要为烃源岩生烃增压作用。储层流体包裹体记录了烃类运移时原始流体的性质、组分、理化条件等，可以作为烃类运聚的有利证据。盆地模拟所构建的埋藏史及热历史，动态地展现盆地的沉积发育历史，更是研究烃类运聚的基础和关键26。通过恢复储层流体包裹体古温度、古压力，结合其埋藏史及热史，从而确定致密储层烃类充注历史，才能明确致密油的运聚动力。此种方法可作为上述模拟实验证据的有利补充，使得致密油运聚动力烃源岩生烃增压作用的证据链更加充实完备。同时，可为致密油气储层的优选提供便捷而有力的参考信息。东濮凹陷致密储层主要发育在古近系沙三段，其致密油藏主要分布于濮卫、文留地区2728。文、卫、濮（文留、卫城、濮城）构造结合部位于该地区文留、卫城、濮城三大油田之间，具有良好的生、储、盖条件29。鉴于此，本文选取结合部Wg4井沙三中亚段致密砂岩储层，从流体包裹体分析及盆地模拟角度证实致密油的运聚动力烃源岩生烃增压作用。1地质背景东濮凹陷位于渤海湾盆地的南部，受控于兰聊、黄河及长垣3条基底断裂，形成了“两洼一隆一陡一斜坡”的构造格局30。西部斜坡带、西部洼陷带、中央隆起带、东部洼陷带及东部陡坡带自西向东依次发育，其构造特征表现为“东西分带、南北分块”31（见图1）。所钻遇地层由下至上依次为古近系沙河街组（Es）（分4段）、东营组（Ed）、新近系馆陶组（Ng）、明化镇组（Nm）及第四系平原组（Qp）。东濮凹陷的沉积构造演化史可分为3个时期：断陷期，主要沉积沙四段、沙三段，沙三段沉积厚度最大；断坳期，主要沉积沙二段、沙一段，期间主要为断裂和热沉降作用；坳陷期，馆陶组至今的沉积时期，为热沉降阶段3234。钻井资料显示，中央隆起带文、卫、濮结合部沙三中亚段上部、下部均发育厚层盐岩，其间为泥页岩夹砂岩组合，形成了优越的生储盖组合，具有良好的页岩油、致密油勘探潜力。图1渤海湾盆地东濮凹陷构造Fig.1Tectonic units of Dongpu Sag，Bohai Bay Basin2流体包裹体分析2.1典型样品的采集及处理前人对东濮凹陷北部沙三段流体包裹体的研究，更多是侧重于常规砂岩储层3539。致密油主要是指赋存于生油岩中或与其直接接触的覆压基质渗透率小于或等于0.110-3m2（空气渗透率小于1.010-3m2）的致密碎屑岩、碳酸盐岩、凝灰岩、混积岩等储层中的石油聚集39。2011年11月，东濮凹陷中央隆起带北部的文、卫、濮结合部Wg4井在沙三中亚段盐间3 3843 429m泥岩层进行试油，4 h共喷出原油80 m3，揭示了盐间泥岩裂缝夹薄层砂岩高压油藏。其中3 4043 410 mKey words:tight oil;driving force of migration and accumulation;pressurization of hydrocarbon generation;fluid inclusions;basinsimulation;Dongpu Sag;Bohai Bay Basin18第