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北非OUED MYA盆地B区块油藏特征及油气富集因素分析

2011-01-03王炜朱玉双

油气与新能源 2011年3期
关键词:砂体油藏渗透率

王炜* 朱玉双

(1.大陆动力学国家重点实验室;2.西北大学地质学系)

北非OUED MYA盆地B区块油藏特征及油气富集因素分析

王炜*1,2朱玉双1,2

(1.大陆动力学国家重点实验室;2.西北大学地质学系)

北非 OUED MYA盆地,是一个富含油气的中生代—古生代叠合盆地,B区块位于OUED MYA盆地中北部,是下古生界、上古生界和中生界3套含油层系叠合发育的地区。研究表明,B区块具备多套生储盖组合,油气储量大、产量高;沉积特征为干旱或半干旱气候环境下的海陆交互相特征,储层岩性主要为碎屑砂岩,储集空间以原生孔隙为主,次生溶孔和微裂隙也对储层产生重要影响,优质储层受控于岩石结构(粒度)以及次生孔隙的发育程度。通过对油气富集高产因素分析后认为:良好的油源、河道心滩、边滩或障壁砂坝储层及下生上储近距离的油气运移和保存条件是B区块获得高产的主要因素。

深层断裂;海陆交互;三维地震反演;优质油源;优质储层;油气富集

OUED MYA盆地位于阿尔及利亚中北部,近南北向展布,区域构造上属于北非地台区,是一个富含油气的古生代—中生代叠合盆地。盆地的沉积基底为前寒武纪变质结晶岩系,沉积盖层大体经历了早古生代浅海环境、晚古生代海陆过渡环境、中生代有间歇海侵的陆相环境,以及新生代抬升陆表海环境等4个构造—沉积演化阶段,形成了下古生界海相碎屑岩、上古生界海陆过渡相碎屑岩、中新生界陆相与海相交互的碎屑岩沉积的3层结构。盆地主体除缺失石炭系和部分泥盆系地层外,其余地层基本齐全,沉积地层厚度约为6 000~7 000m,是一个构造变形弱、多旋回演化、沉积相类型多变、沉积充填作用较为强烈的大型沉积盆地[1]。

B区块是下古生界、上古生界和中生界3套含油层系叠合发育的地区,主要含油层系为三叠系T1、SI,泥盆系,奥陶系DM、HQ层,具有较大的油气勘探潜力和良好的开发前景。

阿尔及利亚油气勘探始于1890年,历史悠久[4]。1970~1984年,在B区块共钻井62口,发现13个油田。2005年至今新完钻探井、评价井8口(A1、A2、A3、BH-P1、BK4、K5、KZ1、NS-P1),6 口井获工业油流,其中A1、A3、BH-P1和NS-P1井获得较高产能。2007年完钻的A1井在三叠系获得新发现,试油获得单井日产量为1 020m3/d的高产油流;2009年完钻的NS-P1,发现了奥陶系千万吨级油藏,奥陶系 DM砂岩试油获得单井日产量为290m3/d的高产工业油流,HQ砂岩压裂试油获得单井日产量为60m3/d的工业油流。

1 油藏特征

1.1 构造特征

海西运动的构造隆升,曾使OUED MYA盆地上古生界地层遭受强烈剥蚀,早白垩纪晚期的Austrian挤压构造运动形成的南南西—北北东向构造体系,形成了B区块整体自西南向东北倾伏的、被北东和东西向两组断裂所复杂化的单斜构造格局。B区块内部有低幅度的构造褶曲,并控制了该区块构造圈闭的分布。平面上,表现为4条北东向低幅度构造带 斜向穿越B区块,构造带两侧还见北东向、北西向和近东西向高角度小断层的发育,将该区块构造进一步复杂化。

B区块内的构造展布表现出同区域的一致性,总体方向为 SSW-NNE向。依据主要断层展布及局部构造圈闭的分布,B区块由东向西分为4条北东向低幅度构造带,13个油田和 11个有利背斜圈闭呈串珠状分布其中。其中Ⅱ(TKT-ORSN)、Ⅲ(BHT-KG)、Ⅳ(HKA-HEB)为区块最为有利的构造带。圈闭类型主要有背斜、断背斜和断鼻,Ⅰ(GEC-ZLA)单斜背景上的断块和岩性圈闭。

由于早白垩纪晚期Austrian挤压构造运动,形成了两组方向的断层,区块内断裂比较发育。主要展布方向分别为:北东—南西向、近东西向。这些断层的共同特点是以近直立高角度断层为主,断距虽小,但在平面上断层延伸长度大。

北东—南西向的这组断裂:断面较陡近乎直立,具有平移性质,在区块内平面延伸较长,大多约为50km,大部分局部构造圈闭依附于这组断裂而分布。从区域构造应力和断裂组合分析,这组断裂形成时间要比近东西向的断裂形成时间早,被近东西向的断裂切割,使得整个区块的断裂系统复杂化。本区块所发育的断裂多为深层断裂,能够有效地沟通志留系所生成的油纵向运移至海西期不整合面,再沿海西期不整合面向上运移至三叠系的各圈闭之中,形成油气藏。

1.2 主要储层沉积相类型

针对 B区块泥盆系海相地层的发育特点,以Vail层序级别划分和命名原则为基础,同时考虑界面性质、界面级别、层序结构和叠加样式,在详细的沉积体系划分和研究的基础上,将泥盆系划分为1个完整、1个不完整的层序,4个体系域;同时,以T.A.Cross(1994)的基准面旋回分析理论为基础,对 B区块 60口钻井的上三叠统陆相地层进行了层序划分和对比,提出2个长期、6个中期、16个短期的3个级别的层序地层综合划分方案。

1.2.1 泥盆系沉积相

B区块泥盆系沉积环境滨岸—陆棚沉积体系,主体为障壁砂坝、潮道、冲溢扇、泻湖、潮坪沉积微相组成的障壁岛—滨岸沉积体系,其次为陆棚沉积体系。

1.2.1.1 障壁岛体系

泥盆系障壁沉积体系位于研究区西南部与东部,其包括4种沉积环境:潮下到露出水面的砂坝,涨、退潮期的冲溢扇沉积(或涨、退潮汐三角洲)、进潮口—潮道和砂坝后的潮坪、泻湖。

1.2.1.2 陆棚沉积体系

泥盆系陆棚沉积体系以浅海陆棚沉积环境为主,位于研究区中、北部,其中浅海陆棚位于以近滨正常波浪作用为主的浅海区和以风暴浪作用为主的半深海区之间,深度从十几米到近百米不等,以粉砂质泥岩与泥岩沉积为主。

1.2.2 三叠系沉积相

B区块三叠系地层早期为河流相沉积,晚期改变为盐湖相沉积。河流相在SI期为近物源辫状河沉积,上覆喷发岩沉积;T1期为曲流河沉积,逐渐过渡为干盐湖沉积。

1.2.2.1 辫状河相

辫状河沉积在B区块主要发育在SI组。辫状河相可划分为辫状河道和漫滩两个亚相,辫状河道可进一步细分为河床滞留沉积、心滩、废弃河道和决口河道4种微相,河漫亚相可进一步细分为决口扇、决口河道和洪泛平原微相。

1.2.2.2 曲流河相

B区块曲流河沉积发育于上三叠统 T1和Argileux组。曲流河相可划分为河道亚相和漫滩亚相,河道进一步细分为河床滞留沉积和边滩沉积,漫滩进一步细分为天然堤、决口扇、洪泛平原和河漫滩4种微相。

1.2.2.3 湖泊相

B区块湖泊相形成在干旱蒸发作用较强的环境,为干盐湖,主要发育于三叠系顶部的S4组和部分Argileux组,为白色、粉红色盐岩或含泥盐岩与褐红色、灰绿色泥岩的互层沉积。测井曲线形态呈中—高幅齿化箱形或钟形。

由于主体河道呈北东向分布,三叠系储层砂体总体上为北东向条带状展布。平面上T1层西部较东部砂体发育,SI层则全区发育,但中部两个条带储层分布相对稳定。

1.3 储层特征

1.3.1 储层岩石学特征

岩心实验分析确定,组成B区块储层的岩石类型主要为细—中粒石英砂岩,其次是少量长石石英砂岩、岩屑石英砂岩、灰岩及喷出岩。砂岩薄片鉴定认为,B区块储层砂体具有如下岩石学特征:

一是,岩石类型。以细—中粒石英砂岩为主,少量长石石英砂岩和岩屑石英砂岩(见图1)。

图1 B区块储层砂岩成分—成因分类三角投点

二是,结构特征。以细—中粒砂状结构为主,碎屑物分选性以中—好为主,磨圆度以次圆状为主,中等结构成熟度。

三是,碎屑组分特征。石英为80%~100%,平均含量为92%;长石为0~7.4%,平均含量为1.9%,以钾长石和斜长石为主;岩屑为 0~5.3%,平均含量为2%,成分成熟度中—高。

四是,填隙物组分特征。黏土矿物以杂基或自生胶结物形式出现,泥质杂基含量为 2%~8%;胶结物中方解石最大含量可达25%,白云石、菱铁矿占 1%~8%。颗粒支撑以线—点接触为主,胶结类型有孔隙式和基底式两种(见图2)。

图2 B区块储层砂岩结构特征

1.3.2 储层微观孔隙结构特征

B区块储层的储集空间以孔隙为主,裂缝仅占少部分,其中三叠系砂岩储层次生粒间溶孔也较发育,孔隙较大,连通性较好;泥盆系储集空间以剩余原生粒间孔为主,少量粒间溶孔,孔隙较小,但连通性较好;奥陶系砂岩储层以剩余次生粒间溶孔为主,块状砂层中存在部分泥质夹层或条带,孔隙较小,连通性差。此外,微裂缝在砂岩储层空间中也占较少部分,在改善渗流能力中起到了一定的作用。但是,每个层位砂岩储层的渗透率与孔隙度之间都略呈正相关,说明渗透率的变化主要受控于孔隙发育的程度,这是裂缝—孔隙性储层的典型特征。

1.3.3 主要储层物性特征

1.3.3.1 泥盆系

泥盆系砂岩孔隙度峰值集中在4%~15%,平均孔隙度为 10.27%,渗透率峰值集中在 0.1×10-3~100×10-3µm2,平均渗透率为 24.0×10-3µm2(见表1)。

表1 泥盆系砂岩孔隙度和渗透率分布统计

1.3.3.2 三叠系

B区块中以三叠系SI砂组的砂岩储层物性最好(见表2、表3),孔隙度峰值集中在4%~15%,平均孔隙度为 7.83%,渗透率峰值集中在 0.1×10-3~100×10-3µm2,平均渗透率为 40.83×10-3µm2;T1 砂组孔隙度峰值集中在 4%~15%,平均孔隙度为9.13%,渗透率峰值集中在 0.1×10-3~100×10-3µm2,平均渗透率为24.01×10-3µm2(由于样品稀少,本次研究未对奥陶系砂岩进行物性测试)。

2 油藏类型及油气富集、高产规律

2.1 油藏类型

本次研究通过分析B区块所有探井、评井及部分开发井的试油、试采数据,结合三维地震、地球物理测井等资料,对油藏类型进行了研究。结果显示,B区块不是单一因素控制的油藏。

构造是控制油藏形成的主要因素,同时岩性影响油气的富集和油藏产能。其依据如下:

一是,B区块各油田内试油、试采具有一定产能的油井均处于局部构造相对高点,如A1、NS-P1井;相反,处于构造低部位的探井或者无产能,或者出水,如HEB-4、ARF-1井。因此,构造对油藏具有主要控制作用。

表2 三叠系砂岩孔隙度分布统计

表3 三叠系砂岩渗透率分布统计

二是,对于部分油田,如GLNS-3井、K5井,虽然油井处于构造有利部位,但处于储层砂体不发育的沉积相带上,物性变差,不能获得产能,说明岩性及沉积微相对油藏有重要的影响。

综合油藏地质研究和生产特征分析认为,B区块三叠系油藏主要为构造油藏,局部存在构造—岩性油藏;泥盆系为构造与岩性的复合油藏。

2.2 油气富集及高产规律分析

2.2.1 油气富集高产的控制因素

通过对区域构造、沉积、生储盖组合等资料进行分析,认为B区块油气富集高产主要有3个有利因素:

一是,具备良好的油源。丰富的油源供给是油气成藏的物质基础。根据区域内探井资料及烃源岩分析结果,志留系底部的热页岩(Hotshale)为 B区块及整个北非地台区的主要烃源岩[2,5],在区块内分布稳定,厚度为 40~60m,有机质丰度高,一般在4%~14%,为Ⅰ型、Ⅱ型干酪根。B区块位于盆地生油区,镜质体反射率为0.75~0.8,处于成熟阶段。次要烃源岩为上奥陶统Micro condomatic shale泥页岩,有机质丰度为 1%~5%,为Ⅰ型干酪根。另外,可能的烃源岩还有下奥陶统Argiles d’Azel,the Argile d’El GasSi shale,有机质丰度最大为1%。以上生油层为本区提供了充足的油源。

二是,优质储层发育。研究区在奥陶系、泥盆系海相碎屑岩中发育多套的储层砂体,如奥陶系DM组的砂岩和泥盆系的障壁岛砂体都是良好的储集层,其中泥盆系砂岩平均孔隙度、渗透率达到了10.27%和24.0×10-3µm2,为油气高产提供了储层地质基础。三叠系则为陆相河流相沉积,主要储层为T1和SI层,其中SI层发育辫状河沉积砂体,平均孔隙度、渗透率达到了7.83%和40.83×10-3µm2;T1层发育曲流河沉积砂体,平均孔隙度、渗透率达到了9.13%和24.01×10-3µm2;SI层与T1层被火山岩所分隔,形成两套相对独立的储集层[1,7]。

三是,具备良好的油气运移和保存条件。B区块古生界和中生界之间的海西构造不整合面是下部志留系烃源岩生烃向上部运移的主要通道。早白垩纪晚期的Austrian挤压构造运动形成了B区块整体自西南向东北倾伏的北北东和东西向两组断裂,都是油气运移的良好通道。三叠系上部的膏盐岩厚度为 70~100m,与侏罗—白垩系的膏盐岩、泥岩、灰岩合计厚度达1 000m以上,是区域性的良好盖层[2,3,6]。

2.2.2 油气富集规律

B区块具有充足的油源、良好运移和保存等优越的成藏地质条件。通过分析,该区块油藏油气富集程度受到以下条件的限制和影响:一是,储集砂体所处的沉积微相分布与构造圈闭之间的配置关系;二是,储集砂体的厚度、连通性和几何形态与构造圈闭之间的配置关系;三是,储集砂体的孔渗性和非均质性;四是,储集砂体在层序地层格架中的位置等因素;五是,储集砂体分布的预测准确度。

综合目前油田地质研究成果和认识程度,结合生产动态特征,油气富集和高产具有以下规律:一是,在大单斜构造背景下具备褶皱构造高点;二是,油田内断层发育,处于油气运移聚集的有利位置;三是,微相砂体与局部构造圈闭的叠加配置好,有利于砂体发育的沉积微相分布在构造高点处[8]。

3 结论

北非OUED MYA盆地B区块构造类型简单,由东向西分为4个条带,以低幅背斜构造为主。

B区块主要储层为三叠系T1、SI河流相砂岩,泥盆系、奥陶系海相砂岩。三叠系砂体沉积环境属河流相,其中T1为曲流河沉积,SI为辫状河沉积;泥盆系、奥陶系属海相沉积。储层砂体分布存在一定的非均质性。

B区块主力储层的岩石类型主要为细—中粒石英砂岩,分选性以中—好为主,结构成熟度中等、成分成熟度中—高,颗粒接触方式以线—点接触为主,胶结类型有孔隙式和基底式两种。三叠系SI砂岩储层物性较好,平均孔隙度为 7.83%,平均渗透率为40.83×10-3µm2;T1砂岩平均孔隙度为9.13%,平均渗透率为24.0×10-3µm2;泥盆系砂岩储层平均孔隙度为10.27%,平均渗透率为24.01×10-3µm2。

B区块油藏类型主要为构造油气藏,部分含油层位为构造—岩性油气藏。良好的油源、优质的储层、良好的油气运移和保存条件是B区块获得油气富集高产的主要因素。

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Block B was located in north-central OUED MYA Basin which was a Mesozoic-Paleozoic superposition basin with rich oil and gas. Block B was the composite development region with three oil-bearing strata,namely Lower Paleozoic,Upper Paleozoic,and Mesozoic. Block B had several source-reservoir-cap rock associations with abundant oil and gas reservoirs. The sedimentary environment was characterized by the continental-oceanic interactive facies in the arid or semiarid climates. The reservoir was dominantly clastic sandstone. Primary pores were the basic reservoir space,while secondary pores and micro-fracture also had an important influence,and the quality of reservoirs was controlled by the texture of rock and the degree of development of secondary pores. The analysis results showed that Block B may be interpreted as favourable place for oil and gas accumulation due to good oil resource,channel bar,bar point or barrier bar on the reservoir,and short distance migration of oil and gas.

Reservoir Characteristics and Factors for Oil and Gas Enrichment of Block B of OUED MYA Basin in North Africa

Wang Wei,et al.

王炜等. 北非 OUED MYA盆地 B区块油藏特征及油气富集因素分析. 石油规划设计,2011,22(3):10~13,24

TE122

A

1004-2970(2011)03-0010-05

* 王炜,男,高级工程师。1990年毕业于重庆科技学院石油天然气勘探专业,2005年毕业于中国农业大学经济专业,2008年考入西北大学地质系岩石、矿物专业研究生。现在玉门油田分公司从事油田开发工作,担任玉门油田海外研究中心副主任。地址:北京市东城区沙滩后街28号,100009。E-mail:w.wang.yumen@163.com

2010-11-23

郜婕

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