车镇凹陷车66井区沙三下砂砾岩沉积与含油性研究

王英继，刘焕成

（1.胜利油田鲁明油气勘探开发有限公司 沾化分公司，山东 东营257000；2.山东胜利职业学院 油气勘查与信息工程系，山东 东营257000）

1 概 况

图1 车66井区构造位置

车66井区位于山东省滨州市套尔河下游，构造位置属济阳拗陷车镇凹陷大王北西次级洼陷（图1）。该区古近系沙三段下部发育有巨厚的烃源岩和碳酸盐岩砂砾岩体，预计蕴藏着丰富的油气资源。速扩边，分别部署了车661、车662、车663和车73等井，但产量均不理想。2007年在高产井车66和车660井之间部署一口开发准备井——车66-1井，在沙三下共钻遇油层3层，总厚度12.6m，压裂投产初期日产液12t，日产油10t，含水率为10.8%，但累产油仅为813.6t，因供液不足被迫关井。这种状况体现了车66井区砂砾岩体油气成藏控制因素的多变性和复杂性。

但车镇凹陷大王北西次洼沙三下具有良好的生油条件、储盖层条件和形成有利圈闭的地质条件，蕴藏着巨大的勘探潜力。因此，强化该区地质研究，弄清油气成藏特征、成藏规律和成藏控制条件，具有重要的理论和现实意义。

2 构造背景与沉积特征

2004年部署在洼陷构造低部位的车66井完钻，在沙三下首获高产工业油气流，继而在其南部部署车660井，又喜获成功。随后向北、西、南三面快

2.1 构造背景

车镇凹陷为一由北部埕南断裂带控制形成的单断式狭长箕状断陷，南北夹于埕子口凸起与义和庄凸起之间，东西被车3-套尔河、大35-大王庄两个大型鼻状构造分割成车西、大王北和郭局子3个次级洼陷（图1）。车66井区位于大王北洼陷西端的一个负向构造单元，又称套尔河次洼。次洼南邻义和庄凸起，北与埕子口凸起相接，东、西分别与大王北洼陷和车西洼陷相通。次洼沉降中心是在埕南断裂下降盘下掉背景上发育起来的呈北东向展布的沟槽，与周边地层相比，沟槽地层变化较平缓，总体表现为一宽缓向斜构造形态（图2）。次洼周边及底部构造层断裂发育。

图2 过车66井—车660井的地震剖面

2.2 沉积特征

埕南断层在套尔河次洼段表现为北东向的铲式断层，洼陷沉降中心相对远离断层，且与沉积中心重叠，即沉降中心也是沉积中心［1］。沉积中心发育有巨厚的沙河街组地层（最大厚度达3 000m），暗色泥岩厚度大、分布广，油源条件优越。除在断层下降盘一带普遍发育多个“裙带状”近岸水下扇体外，在洼陷深水区沙三下也分布有大量呈扇状分布的碎屑岩沉积体。为弄清这些沉积体的成因、分布与含油性，通过对5口井80多米岩心观察描述，结合部分粒度分析及薄片鉴定资料，发现有以下特征：

（1）扇体夹于中厚层的半深湖—深湖相泥岩之中，为厚层块状砂砾岩与中厚层暗色泥质岩呈不等厚互层沉积，主要发育于深洼陷内近陡岸一侧。

（2）沉积构造特征有较明显的正递变层理、反递变层理、平行层理、波状层理、交错层理、包卷层理、冲刷面、滑塌、蠕动、揉皱、液化砂岩、泥岩撕裂屑、重荷、砾石直立等。

（3）砾岩成分及结构成熟度低，大套砾石层夹多层薄层细砂岩，较多砂砾混层沉积。砾石粒径最大可达100mm，一般10～40mm，磨圆为次棱角—次圆状，砾石无定向排列。砾石成分为灰岩、白云岩，泥质、灰质胶结。砂岩单层厚度小于3m，其间多含炭屑，且多呈层状沿层面分布。薄片鉴定多为含灰质岩屑长石细砂岩及含泥质长石粗粉砂岩。砂岩成分主要为石英、长石及灰质和硅质岩块，以薄层细砂岩及粉砂岩充填在砾岩层之间，与泥质岩呈纹层状分布。

（4）岩心粒度分析概率曲线呈单段弧形，滚动组分较低，跳跃和悬浮总体上交切点值在2.50～4.50，表现了能量强、迁移快；C-M图上，样品点连线近于直线，与C-M基线基本平行，由此可判断该沉积体为重力流沉积。

（5）地震剖面上，扇体大都呈两端尖灭的“透镜状”或“扁楔形”，反射低频强振幅，连续性差，且与北部水下扇主体脱开，多表现为“无根”扇（图2）。扇体充填沉积在湖底低部位。

（6）存在深水相生物化石。该套地层在砂砾岩所夹泥岩中保存有较完整的华北介、惠东华北介等深水化石，砂砾岩中见有异地带入的植物炭屑定向排列，形成平行纹层。

根据以上特征，判断该区沙三下砂砾岩沉积应为重力流沉积，形成的沉积体主要为滑塌浊积扇。

3 扇体分布及形成条件

3.1 扇体分布特征

3.1.1 纵向分布

纵向上，整个扇体是由多期规模、沉积地点、沉积厚度不同的小扇体叠合而成，其间被泥岩或油泥岩分隔。扇体由上而下可划分为4个砂层组（图3），每个砂组底部均发育一套较厚的砾岩层，上部发育多期相对较薄的砾岩层，其中第II砂组、第III砂组扇体砂砾岩发育最好、厚度最大，表现为多期叠加的沉积特征。

图3 沙三段下部砂层组划分

扇体主要为深灰色泥岩夹灰色砂砾岩及浅灰色砂岩，或粉砂岩砂条。砂砾岩主要为厚层块状中砾岩，单层厚度一般为2～6m，最大单层厚度为16 m，砂砾岩占地层厚度的20%～35%。砂岩主要为细砂岩和粉砂岩，砂岩单层厚度一般1～2m，最大单层厚度4m，砂岩占地层厚度的10%～15%。4个砂组砂砾岩累计厚度达170m（以Ⅲ、Ⅳ砂组砂砾岩分布较集中），占地层厚度的30%～70%。沉积规模上4个砂层组自下而上表现为由小至大的沉积序列，反映了沉积时浊流能量、密度、速度等有规律变化。砂组间均有一套厚10～30m的暗色泥岩作为隔层。

3.1.2 平面分布

整个扇体是由多期浊流沉积而成，不同期次的浊流因规模、能量、携砂量、搬运距离、水体深度等不同，所形成的浊积扇规模、粒度、沉积厚度、沉积展布等也各不相同。因此，同一地质条件下一定范围内不同期次浊流所形成的沉积扇体，平面上呈大小不等的“串珠状”［2］，剖面上呈不规则“迭瓦状”。多个“串珠”叠合即形成宏观上的大扇体（图4）。

图4 Ⅰ-Ⅳ砂层组地震相干图

同一砂组内不同期次浊流沉积扇体间被薄层泥岩或粉砂质泥岩分隔，彼此纵向上不连通，横向上连续性差，这就是井间连通性差、对比困难的原因。

由图4、图5看出，扇体主体位于车664—车66—车73井一带，沿次洼沟槽北东向展布。各期分布形态各不相同，但总体趋势一致，分布面积大小各异，Ⅱ、Ⅲ砂组分布面积较大，Ⅳ砂组分布面积最小。

图5 车66井区砂砾岩百分比

3.2 扇体形成条件

由图4、图5还可看出，扇体有两个沉积厚度中心，分别位于车73和车664井区。物源分别来自北东和北西方向，且北东方向物源充足、扇体展布范围大，车66沉积分别受两个物源方向的影响。车664井区物源来自西北埕南大断层下降盘沉积沟槽。车73井区物源来自其北东向沟槽。由于盆缘地形坡度较陡，当近岸水下扇沉积到一定厚度时，在诱发因素的作用下，沉积物以高密度重力流的形式沿沟谷顺流而下，直达深水区沉积，在湖底低部位形成具有粗碎屑物质的滑塌浊流沉积，即湖底扇［3-6］。

滑塌浊积扇有内扇、中扇和外扇之分，它们在平面和剖面上都是共生的。对亚相进一步划分，对于含油性研究和油气开发都具有重要意义。

4 储层储集物性与含油性

4.1 储集空间类型及影响因素

岩心分析和FMI测井解释表明，沙三下砂砾岩储层属双孔介质。储层微孔隙、微裂缝均发育，微孔隙更发育。微孔隙大小在3～16μm，有原生孔隙和次生孔隙之分。原生孔隙来源于母岩的粒间孔和母岩砾石的晶间孔、残留缝洞，其分布与扇体沉积相带有关，但成岩作用强烈使原生孔所占比率很小。次生孔隙是主要的储集空间类型，主要包括粒间溶孔、粒内溶孔和溶蚀孔洞。主要是烃源岩向烃类转化过程中伴生的大量酸性水，对碳酸盐岩砾（砂）石为主要成分的储层溶蚀作用的结果［4］。微裂缝大小在2～4μm左右，个别缝宽达1～2mm，有压力缝和构造缝之分。压力缝主要是异常高压作用的结果，超压伴有微裂缝产生［5］。沙三下存在异常高压带，因而储层微裂缝发育。构造缝是构造应力的结果，一般缝宽1～2mm，缝长1～2m。由于沙三下地层接近前古近系盆地基底，基底断裂的持续活动和应力释放，使沙三下储层产生构造裂缝。构造裂缝在车660、车663、车73井所取岩心上明显可见。

4.2 储集物性与含油性

本区砂砾岩储层孔隙度一般为2%～8%，最大13.7%，渗透率一般为（0.1～3.0）×10-3μm2。储集空间类型属于孔隙—裂缝型，孔隙较发育，砾岩层顶面微孔隙最大可达16μm，层内微孔隙最大达8 μm左右，孔隙为主要储油空间。但实验和成像测井证实，储层渗透能力主要来自微裂缝和溶孔［7］，车66井和车660井岩心实验显示，高渗透率岩样基本上对应中细砾岩井段，高渗透率岩样所对应的孔隙度并不是最高。

由表1看出，裂缝孔隙度很低，这是由于成像测井裂缝识别精度仅为0.1mm，大裂缝不多见。但岩心观察发现高导缝、微裂缝、砾缘缝等微细裂缝发育［8］，因此分析认为微细裂缝对储层连通具有重要作用［9］。由图6可以看出，在一定孔隙度条件下，只有当裂缝发育到一定程度时，才会有较好的自然产能（如车66、车660井）。

图6 裂缝发育与产能关系

由此看来，本区砂砾岩储层属于特低孔低渗储层，且非均质性强。储层孔隙和裂缝的发育程度决定储层储集物性，而储集物性又明显地影响着砂砾岩体的含油气性。储集物性好，则表现为油层；储集物性差，则表现为干层或非储层［4］。因此，储集物性是决定砂砾岩体是否成藏的主要影响因素，也是影响产能的关键条件。

表1 主要油层段FMI测井缝洞定量评价

5 油气成藏及含油性预测

钻井揭示，本区沙三中、下段发育巨厚的优质生油岩，沙四上也发育较好生油岩。分析化验结果表明，烃源岩排烃强度为 （1.0～1.5）×106t／km2，说明沙三下砂砾岩体储层有充足的油源供给。因此，只要具备良好的成藏动力条件、运移通道条件和储集物性条件，就可聚集成藏。

5.1 成藏动力条件

成藏动力学表明，当烃源岩中的油气能进入透镜体储层时不一定成藏，只有成藏动力大于阻力时油气才能进入圈闭成藏［6］。围岩剩余压力反映了油气成藏动力，储层排替压力反映了油气成藏阻力，两者压差越大，油气愈易进入砂砾岩体，油气充满度就越大［10］。反之，成藏可能性就越小。车660井在井段4 231.1～4 253.8m 试油，流体静压71.83MPa，高压异常29.41MPa。而车662、车660井岩心压汞试验表明，砂砾岩排替压力一般为1.98MPa，成藏指数约为14.8，属高成藏指数［11］。在沙三下砂砾岩体条件下，具备足够的成藏动力条件。车66、车660、车661、车662、车663、车664等6口井试油结果表明，仅车660井在II砂组油层中含水3%，说明储层中的地层水已接近全部排替［12］。

5.2 运移通道条件

油气运移通道主要有三方面，其一是砂砾岩体包裹于烃源岩之中，且砂砾岩储层顶底面被酸性水溶蚀的缝洞及微裂缝和构造缝发育。东营凹陷牛35井研究表明，当裂缝宽度为1.5～4.0μm时，可成为油气运移通道，相邻砂体富含油；当裂缝宽度为0.5～1.5μm时，油气难以通过，相邻砂体不含油［6］。而车66井区沙三下砂砾岩顶底面裂缝宽度一般大于2μm，因此这些裂缝可成为油气进入储层的最直接、最便捷的通道。其二中扇网状沟道发育，且分选较好、粒度适中，可成为油气运移的良好通道［13］。其三是沙三与沙四之间存在区域不整合面，不整合面上下烃源岩所生成的油气可以通过不整合面发生运移。因此，不整合面为油气向低势能的砂砾岩体区运移提供了良好通道［14-15］。

5.3 储集条件及含油性预测

沙三下砂砾岩体储集物性与含油性密切相关，因此含油性预测即为储集物性预测。而储集物性与沉积特征、地层压力和构造应力特征密切相关。

5.3.1 扇体沉积相带

钻探结果表明，扇体沉积相带影响储层储集物性和含油性。储层储集物性和含油性中扇好于内扇和外扇。原因主要有两点：其一中扇沉积具有相对较好的分选和磨圆，底部网状沟道发育，厚度较大，储集空间发育［13］，且以碳酸盐岩砾石沉积为主，易于溶蚀而次生孔隙发育；其二中扇砾石层间发育有较厚的烃源岩，烃源岩产生大量的酸性水对碳酸盐岩砾石进行了较充分的溶蚀和改造［4］。内扇区虽然厚度较大，但分选、磨圆较差，泥质含量高，烃源岩厚度小，酸性水的溶蚀和改造作用相对较弱；外扇区沉积以石英长石砂岩为主，厚度较小，虽然有较厚的烃源岩和大量的酸性水存在，但所产生的溶蚀效果却极其微弱。

5.3.2 异常高压带

由于生油岩的成烃增压作用，在沙三下早期最大湖泛面之下地层中形成了异常高压带，亦称高压流体封存箱，地震和钻井资料也揭示了这一点［16］。箱内压力系数高达1.72～1.73，而超压伴有微裂缝产生［5］。可见沙三下储层压力系数如此之高，足以形成足够的微裂缝。同时由于成烃增压后对岩石的解压实作用，还可使岩石产生约3% 岩石体积的裂缝空间［17］。根据电镜扫描、岩心观察及岩屑样品分析发现，该储层中微裂缝及高角度裂缝发育。因此高压流体封存箱内具有较好的储集物性，同时也具有较好的含油性。目前地层异常高压带的识别与分布，除钻井外主要利用声波测井和地震层速度谱分析的方法来研究和预测［16］。

5.3.3 构造应力集中带

沙三下亚段位于接近盆地基底的低部位。由于基底断裂发育和断裂的持续活动，将不断地释放构造应力，从而对与其紧邻的、脆性较大的上覆碳酸盐岩砾岩层进行改造，以致产生构造裂缝甚至小断层（图2）。高产井车66、车660井即位于盆地基底断裂带上。该断裂带近东西向延伸，断层断距小延伸较短，以至于在地震剖面上难以识别，但对储层物性的影响却是显著的。因此，沿断裂带延伸方向应是油气相对富集的地带。

6 结 论

（1）车66井区沙三下砂砾岩体成因上属于滑塌浊积扇沉积，扇体由多期成因相似、规模不同的浊流沉积体叠合而成。不同期次浊流沉积中心位置有所不同，平面上呈“串珠状”分布，剖面上呈不规则“迭瓦状”分布。不同期次的沉积体之间被薄层泥岩或粉砂质泥岩分隔，彼此纵向上不连通，横向上连续性差，这就是井间连通性差，地层对比困难的原因。

（2）储层发育微孔隙和微裂缝，属于孔隙—裂缝型储层，以孔隙为主，但微裂缝对储集物性的影响显著。储集物性决定储层的含油性，沉积规模大、厚度大的砂砾岩体物性好，含油性也好。II砂层组、III砂层组沉积厚度大，规模大，是主要含油层系。车66、车660井区位于洼陷中部东西厚砂砾岩体交汇部位，成为主要油气聚集区。根据II、III砂层组展布特征，结合目前钻探情况推断，车66—车664井一带、车66—车660井一带，车73井向南一带应有较好的勘探前景。

（3）沙三下发育有异常高压带，即高压流体封存箱。在该异常高压带内，储层储集物性好，成藏动力足，对油气聚集成藏起到控制作用。

（4）沙三下砂砾岩储层位于盆地基底断裂发育部位之上，基底断裂的持续活动及其应力释放，对脆性的砂砾岩储层的物性改造起到显著作用，使其产生构造裂缝和小断层，断层近东西方向延伸。沿断层延伸方向应有较好的含油气性。

（5）扇体的中扇—内扇相带、异常高压带和构造应力集中带是油气富集的有利区带，“三带”重合部位是最有利的钻勘目标。

［1］王永诗，鲜本忠.车镇凹陷北部陡坡带断裂结构及其对沉积和成藏的控制［J］.油气地质与采收率，2006，13（6）：5-8.

［2］彭永民，黄捍东，罗群.济阳坳陷车镇凹陷车66块沙三下段精细沉积相分析［J］.现代地质，2007，21（4）：705-711.

［3］赵徵林，朱筱敏.沉积岩石学［M］.北京：石油工业出版社，2001：319-321.

［4］范振峰，毕彩琴，丁俊霞.车镇凹陷北部陡坡带砂砾岩体成藏机理［J］.油气地质与采收率，2007，14（6）：39-42.

［5］苏玉山，王生朗，张联盟，等.超压异常对东濮凹陷深层油气成藏的控制作用［J］.石油勘探与开发，2002，29（2）：49-52，57.

［6］李丕龙，庞雄奇.陆相断陷盆地隐蔽油气藏形成［M］.北京：石油工业出版社，2004：61，279，230-232.

［7］欧阳健，王贵文，吴继余，等.测井分析与油气层定量评价［M］.北京：石油工业出版社，1999：251.

［8］王允诚.油气储层评价［M］.北京：石油工业出版社，1999：249.

［9］徐运亭，徐启，郭永贵，等.低渗透油藏渗流机理研究及应用［M］.北京：石油工业出版社，2006：4.

［10］田世澄.毕研鹏.论成藏动力学系统［M］.北京：地震出版社，2000：3-20.

［11］赵文智，邹才能，谷志东，等.砂岩透镜体油气成藏机理初探［J］.石油勘探与开发，2007，34（3）：273-284.

［12］潘元林，张善文，肖焕钦，等.济阳断陷盆地隐蔽油气藏勘探［M］.北京：石油工业出版社，2003：59-65.

［13］赵澄林.赵澄林沉积—储层地质文集［M］.北京：石油工业出版社，2000：46.

［14］王来斌，徐怀民，蔡忠东.车镇凹陷北部陡坡带油气成藏规律研究［J］.安徽理工大学学报：自然科学版，2005，25（4）：1-3，11.

［15］何登发.不整合面的结构与油气聚集［J］.石油勘探与开发，2007，34（2）：142-149.

［16］王金铎，许淑梅，季建清，等.车镇凹陷北带砂砾岩体识别与储层物性预测［J］.海洋地质与第四纪地质，2008，28（2）：93-97.

［17］张厚福，方朝亮，张枝焕，等.石油地质学［M］.北京：石油工业出版社，1999：204-205.