Question

渤海湾盆地歧口凹陷

Answer 1

歧口凹陷是黄骅坳陷中的一个主要的第三系富油气凹陷，沉积了厚逾万米的下第三系、上第三系和第四系。歧口凹陷异常高压十分发育。从地质背景分析，新生代以来的高温、快速沉降对本区普遍发育超压层奠定了基础。图5-49是大港地区不同凹陷今地温和R₀资料与深度间的关系。板桥和北塘凹陷表现的特征一致；歧口和板桥相比，歧口凹陷的地温梯度较板桥高，但对应的Ro值则与板桥一致，反映了歧口凹陷的超压现象比板桥更为强烈。异常高压与油气生成、运移、聚集和油气分布有十分密切的关系，如马西油田的沙一下压力系数高达1.5，长芦油田沙三段压力系数为1.44～1.55。

（一）歧口凹陷异常压力特征及控制因素分析

1.歧口凹陷异常压力特征

通过对所做30余口单井压实曲线的分析表明，歧口凹陷的压力体系在纵向上可以划分为2个超压系统。这在凹陷较深部位的港深33 井（图5-50）和港深 47 井表现的最为明显。第一超压系统（上超压带）位于正常压力系统之下，其深度范围在港深 33 井为1900～2600m，港深 47 井为 2200～2600m，超压值大约为 15MPa，压力系数为 1.3～1.4。上超压带的深度范围较窄，仅几百米，其分布层位主要为馆陶组下部和东营组上部，超压幅度不高，压力系数相对较低。从异常压力连井剖面图（图5-51）可以看出，上超压带在凹陷中并不是普遍存在的，它只出现在凹陷的中心部位。在这里地层埋深大，沉积速率高，因此在馆陶组与东营组上部出现了欠压实现象，形成了一个分布范围有限的超压带。而向盆地边缘的井，上超压带表现得不甚明显。

图5-47 巴斯颠湾气田深部储层剖面图

图5-48 巴斯颠湾气田压力与深度关系图

图5-49 大港地区不同凹陷今地温和 R o资料与深度间的关系图

图5-50 港深33井声波时差与流体压力分布图

第二超压系统（下超压带）的起始深度在港深 47 井为 2900m，港深 33 井为 3100m。对于第二超压系统的底界因井深的限制现在还不能确定。第二超压系统的超压值及压力系数均高于第一超压系统，平均为20MPa，压力系数最高可达1.5～1.6。第二超压带所在层位主要为沙一段，某些井可延伸到沙二段或沙三段（港深3 井），其中以沙一段超压值最大。与上超压带相比，下超压带的分布深度范围较宽，超压值高，压力系数大。第二超压系统在凹陷各井中普遍存在。总的来看，从凹陷中心部位向凹陷边缘超压值变低，压力系数变小，例如凹陷中心部位的港深33 井、港深 47 井和港深 38 井异常压力较高，其超压值均达到20MPa以上，而向凹陷边缘异常压力值变低。南北剖面上，从港深 33 井向北到港深32井超压值减小为15MPa，再向北到港深3井，超压值降低为10MPa，从凹陷中心向南经歧91井、张5井、庄 38 井，超压值也呈下降趋势（图 5-51）。在东西向连井剖面上，异常压力的变化更为明显，从凹陷中心的港深 47 井、港深 34 井向边缘的歧 24 井、歧96井方向，超压值明显降低，到歧96井则基本上表现为正常静水压力。从不同方向连井剖面图还可看出，第二超压带起始深度和层位的分布具有一定的规律性，即在盆地中心部位该超压带的起始深度较大，但层位相对较新，而向凹陷边缘超压带起始深度变小，层位变老。在凹陷中心，下超压带起始多位于东营组中上部，起始深度约3000m左右，而向盆地边缘，下超压带的起始层位多位于沙一段，深度为2000～2500m左右。

图5-51 港深3-庄38泥岩声波时差孔隙压力联井剖面图

从不同层位压力系数的平面分布图中可以更清楚地看出凹陷不同部位异常压力的分布情况。从沙一中上段、沙一下段、沙二段和沙三段压力系数平面分布图（图5-52）可以看出，歧口凹陷以沙一中上段地层压力系数最大，最大达1.45 以上，沙一下段次之，最大达1.30以上，沙二段和沙三段压力系数较低，最高为1.25。各层位的压力系数平面分布趋势基本一致，均表现为从凹陷中心（海岸线位置）向西南方向压力系数逐渐降低，至歧96、歧22、羊20、旺21井一带表现同为正常的静水压力。在这一总的趋势下，沙一中上段在平面上压力系数的变化比较复杂，存在3个压力系数高值区和2个局部压力系数低值区，这3个压力系数高值区分别为港深47井区、港深38井区和歧69井区，2个局部压力系数低值区为港深51井区和港深21井区。沙一下段在港深21井和港深51井仍为2 个压力系数低值区，而沙二段和沙三段压力系数的变化比较具规律性，从海岸线一带向陆上逐渐变小，变化趋势一致。

图5-52 歧口凹陷 Es1中上段（A）和 Es1下段（B）现今压力系数等值线图

2.异常压力的控制因素分析

歧口凹陷异常压力的分布受埋深和层位的控制比较明显：①歧口凹陷异常压力最浅出现在埋深2000m，2000m以上为正常静水压力带，这说明只有当地层压实到一定程度、孔隙度较小时才有可能造成排水不畅形成异常压力；②超压形成与岩性致密带有关。例如港深33井1500～1900m和2650～3100m，在声波时差上为两个低孔隙致密带，港深47井的2650～3000m也表现为低孔隙的致密带。2个深度范围正好与歧口凹陷的两个碳酸钙含量增大段的深度相吻合，其碳酸钙含量最大可达20%～30%，形成了很强的封闭能力。这2个岩性致密带分别位于歧口凹陷第一超压带和第二超压带的上方，形成了2个超压带的顶封层。第一个岩性致密带的分布可能是比较局部的，而第二个致密带则分布于凹陷的大部分地区，构成了一个区域封闭层。这个封闭层的位置与亨特（Hunt，1990）所称的全世界封存箱顶板的深度大致相当。

（二）歧口凹陷流体势分布及油气运移分析

通过对歧口凹陷沙一段中、上部、沙一段下部、沙二段和沙三段4个层位在不同地质时期流体势场的演化研究，说明了歧口凹陷油气运移的基本规律。

1.沙三段

根据地层埋藏史和烃源岩演化史分析，歧口凹陷沙三段烃源岩东营期末已进入生烃门限，开始了油气的生成过程。此时在沙三段流体势图上存在一个高势区，其范围从歧口-马棚口一带沿北东方向向海上延伸，这一高势区的位置与沙三段烃源岩的生烃中心相吻合（图5-53）。生烃中心生成的油气，从这一高势区向周围的低势区发生运移，在这一总的运移趋势下，在东营期末沙三段流体势图的陆上部分存在3个油气汇聚流指向区。第一个汇聚流指向区位于张5井-张巨河一带，第二个汇聚流指向区位于周清庄-王徐庄一带，第三个汇聚流指向区位于港1井至港深3井一带（图5-53），它们都是油气运移的有利指向和油气聚集的有利场所。

馆陶期末沙三段的流体势场分布与东营期末基本一致，一个高势区和3个油气汇聚流指向区仍然存在。

明化镇期末和沙三段现今流体势场分布基本一致，一个高势区的位置仍同东营期和馆陶期，但3个汇聚流区已不如从前明显，主要显示为从凹陷中心向凹陷边缘运移的总体趋势。

2.沙二段

沙二段以储层为主，可以接受沙三段和沙一段烃源岩排出的烃类。沙二段各期流体势场的分布与沙三段基本一致。与沙三段位置基本一致的高势区和3个汇聚流区在整个地质时期一直存在，也是沙二段油气聚集的有利地区。除此以外，在庄46井-歧24井一带的沙二段尖灭带正好位于低势区的指向上，也是油气聚集形成的有利场所。

3.沙一段下部

研究表明，沙一段烃源岩在馆陶期末进入生烃门限，从馆陶期起至今，沙一段下部的流体势场的总体格局变化不大，其高势区仍同沙二段和沙三段一样位于马棚口-歧口一带，与上述2套地层相同的3个汇聚流区仍然表现得比较明显。

图5-53 歧口凹陷东营期末（A）和馆陶期末（B）沙三段油势等值线图

4.沙一段中、上部

馆陶期末沙一段中上部的流体势场以2个高势为特征，一个位于歧口-马棚口一带，另一个位于前一个高势区东北方向的海上。到明化镇期末，上述格局已有所变化，上述2个高势区合二为一，而在港深34井和张巨河以南张5井一带形成了2个新的高势区的雏形，演化至今，沙一段中上部已形成了3个明显的高势区，分别位于马棚口-歧口一线以东、港深30-港深34一带和王徐庄至张5井之间，这3个高势区之间的低势鞍部地带，如港深1-马棚口-歧口-张巨河一带和张巨河-港深51井-港深26井一带，显然成为油气运移的主要指向和有利的油气聚集区；除这些位于这3个高势区之间的有利区外，位于两个高势区之间形成的低势汇聚流区如周清庄-王徐庄一带也是油气聚集的有利地区。

大港中南区异常压力带分布及其对烃源岩演化、油气生成、储层发育的控制作用示于图5-54，综合反映了压力对烃源岩熟化的抑制、对深层储层性能改变的影响。

图5-54 大港中南区异常压力对烃源岩演化、储层发育的影响示意图