成熟探區(qū)“勘探層單元”研究及其在渤海灣盆地東營(yíng)凹陷的應(yīng)用

隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，目前中國(guó)不少勘探區(qū)已逐步成為成熟探區(qū)，如松遼盆地和渤海灣盆地各探區(qū)、準(zhǔn)噶爾盆地西北緣、酒泉盆地酒西坳陷、四川盆地川中地區(qū)等

隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，目前中國(guó)不少勘探區(qū)已逐步成為成熟探區(qū)，如松遼盆地和渤海灣盆地各探區(qū)、準(zhǔn)噶爾盆地西北緣、酒泉盆地酒西坳陷、四川盆地川中地區(qū)等［1］。其中渤海灣盆地經(jīng)歷了60年的勘探取得了巨大勘探成效，建成了中國(guó)最大的油區(qū)，形成了遼河、黃驊、冀中、濟(jì)陽(yáng)、臨清和渤中6個(gè)含油氣坳陷［2］。在幾十年的勘探歷程中，油氣勘探對(duì)象由含油氣盆地、含油氣系統(tǒng)、油氣聚集帶、油氣田到油氣藏，勘探單元的劃分由大到小、不斷細(xì)化；研究對(duì)象由個(gè)體解剖到整體有序和常規(guī)-非常規(guī)兼顧；成藏要素研究由簡(jiǎn)到繁到多元耦合［3-5］。在油氣勘探實(shí)踐中，形成了特色的中國(guó)陸相油氣成藏理論，可以概括為“源控論”［6-7］、“帶控論”［8-9］、“相控論”［10-11］、“滿凹含油論”［12］等，其中帶控論的代表是“復(fù)式油氣聚集帶理論”［2，5，13-14］、“隱蔽油氣藏聚集理論”［15-17］、“洼槽聚油理論”［18］、“斜坡區(qū)油氣聚集理論”等［19-21］。按國(guó)際通行標(biāo)準(zhǔn)，探井密度0.1～0.5口/km2為勘探成熟區(qū)［22-23］。渤海灣盆地各探區(qū)目前已經(jīng)整體達(dá)到高勘探程度，如濟(jì)陽(yáng)坳陷平均探井密度為0.23口/km2，部分地區(qū)超過(guò)了0.5口/km2，探明程度為51.9 %。發(fā)現(xiàn)油氣藏的規(guī)模越來(lái)越小，油氣藏的埋深越來(lái)越大，探明儲(chǔ)量品質(zhì)不斷下降，但成熟探區(qū)仍然是中國(guó)在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)探明儲(chǔ)量增長(zhǎng)和油氣生產(chǎn)的主要領(lǐng)域［24-25］。針對(duì)成熟探區(qū)，在精細(xì)勘探階段，明確下步剩余資源潛力、優(yōu)選勘探方向、落實(shí)勘探目標(biāo)，是一個(gè)貫穿始終、持續(xù)思考的課題。對(duì)東部斷陷盆地這樣的成熟探區(qū)，目前勘探的關(guān)鍵是如何借助于幾十年積累形成的有關(guān)油氣成因模式、成藏模式和油氣分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)，對(duì)現(xiàn)有資料重新評(píng)價(jià)，開(kāi)展精細(xì)勘探，獲得新認(rèn)識(shí)，指導(dǎo)勘探部署。立足渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)凹陷勘探實(shí)踐，作者研究了符合當(dāng)前地質(zhì)規(guī)律認(rèn)識(shí)與勘探精細(xì)程度的成藏-地質(zhì)評(píng)價(jià)方法，首先提出“勘探層單元”概念［26］，開(kāi)展基于“勘探單層元”的剩余資源的精細(xì)劈分、成藏模式研究和勘探目標(biāo)的效益評(píng)價(jià)，明確東營(yíng)凹陷勘探領(lǐng)域和高效“勘探單層元”，并在濟(jì)陽(yáng)坳陷的推廣應(yīng)用中取得了良好勘探成效。

1 “勘探層單元”內(nèi)涵

1.1 勘探單元類(lèi)型

最早的油氣勘探單元是背斜，Hunt（1861）和White（1885）先后提出了背斜油氣成藏理論，是油氣勘探理論的開(kāi)端［27-28］。隨著勘探范圍的擴(kuò)大和勘探技術(shù)的進(jìn)步，油氣勘探研究的對(duì)象更為復(fù)雜，巖性油氣藏、地層油氣藏、非常規(guī)油氣藏逐漸成為油氣勘探的目標(biāo)，但這些都是以圈閉和油氣藏為目標(biāo)的具體勘探單元。隨著油氣藏發(fā)現(xiàn)的數(shù)量越來(lái)越多，油氣田開(kāi)始被視為勘探單元，指盆地的三級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)的油藏、氣藏、油氣藏的總和，包括構(gòu)造成因和非構(gòu)造成因的油氣田。油氣田強(qiáng)調(diào)的是單一的局部構(gòu)造內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)類(lèi)型、不同時(shí)代的油藏、氣藏或油氣藏。Dow（1972）和Magoon（1994）提出了含油氣系統(tǒng)的概念，提出油氣藏的形成包括多個(gè)基本要素：烴源巖、儲(chǔ)集層、蓋層、圈閉及油氣生運(yùn)聚過(guò)程、時(shí)空匹配關(guān)系，強(qiáng)調(diào)以烴源巖為中心，一個(gè)凹陷往往就是一個(gè)系統(tǒng)［29-30］。在此過(guò)程中，White（1980）等提出了油氣成藏組合（play）的概念，用于描述一組在地質(zhì)上相互聯(lián)系具有類(lèi)似烴源巖、儲(chǔ)層和圈閉的勘探對(duì)象，盡管后來(lái)不同人對(duì)油氣成藏組合的理解有差異，但共同的認(rèn)識(shí)都是以圈閉或油氣藏為中心，強(qiáng)調(diào)巖性或巖相的變化和組合關(guān)系［31-33］。含油氣系統(tǒng)和油氣成藏組合概念的提出，使得油氣勘探范圍更精確，勘探風(fēng)險(xiǎn)有所降低。針對(duì)中國(guó)含油氣盆地的特點(diǎn)，金之鈞（2003）等提出了成藏體系的概念，成藏體系包括同一運(yùn)聚系統(tǒng)內(nèi)有效烴源巖和與其相關(guān)的油氣藏以及油氣藏形成所需要的一切地質(zhì)要素和作用，強(qiáng)調(diào)以“藏”為核心，或者說(shuō)是以控制油氣運(yùn)移指向的構(gòu)造單元為核心［34］。在中國(guó)長(zhǎng)期的勘探實(shí)踐中，一般以含油氣盆地中發(fā)現(xiàn)的有利二級(jí)構(gòu)造帶作為勘探單元，尋找有利區(qū)帶也一直是勘探的主要任務(wù)之一，先后形成了有關(guān)構(gòu)造帶、巖性巖相帶、潛山帶、斜坡帶、凹陷帶及復(fù)式油氣聚集帶等勘探單元的油氣聚集成藏理論［35-41］?？傊?，勘探單元的劃分是隨著地質(zhì)認(rèn)識(shí)和部署思路的變化而動(dòng)態(tài)改變的，且必須與所處的勘探階段相適應(yīng)。

1.2 “勘探層單元”的概念

勘探區(qū)帶是勘探生產(chǎn)的基本工作單元，是地質(zhì)認(rèn)識(shí)和勘探程度的綜合反映。合理劃分勘探區(qū)帶不僅是科學(xué)認(rèn)識(shí)勘探潛力和開(kāi)展勘探部署的根本，也是當(dāng)前精細(xì)勘探合適的抓手?，F(xiàn)有區(qū)帶理論中的勘探區(qū)帶范圍大，僅考慮宏觀主要勘探目的層所屬構(gòu)造帶（如陡坡帶、斜坡帶、洼陷帶等）、沉積體系（如三角洲、濁積巖、砂礫巖體等）的完整性，而未考慮不同部位成藏差異性及不同層系的儲(chǔ)集及成藏的差異性，區(qū)帶邊界主要考慮當(dāng)前主力層或主力儲(chǔ)集體，“直上直下一刀切”，造成區(qū)帶優(yōu)選評(píng)價(jià)的精度不夠。當(dāng)前精細(xì)勘探、高效勘探背景下油藏發(fā)現(xiàn)面臨小、碎、隱的特點(diǎn)，這就要求細(xì)分勘探區(qū)帶，實(shí)現(xiàn)精細(xì)評(píng)價(jià)。

含油氣盆地在平面上和在縱向不同層系之間油氣成藏規(guī)律存在較大差異，這種差異性決定了不同地區(qū)、不同層系油氣富集程度的差異，也預(yù)示著油氣勘探的方向變化。對(duì)這種差異性的把握是勘探認(rèn)識(shí)的核心內(nèi)容之一，需要在不同勘探階段針對(duì)新的地質(zhì)認(rèn)識(shí)，采用適合于不同階段部署思路的勘探單元。宋明水等（2018）立足濟(jì)陽(yáng)坳陷勘探實(shí)踐，研究了符合當(dāng)前地質(zhì)規(guī)律認(rèn)識(shí)與勘探精細(xì)程度的成藏-地質(zhì)評(píng)價(jià)方法，首先提出“勘探層單元”概念［26］。“勘探層單元”是指斷陷盆地同一個(gè)構(gòu)造層或構(gòu)造亞層中，具有相對(duì)統(tǒng)一的構(gòu)造體系、沉積體系、油氣運(yùn)聚體系的勘探地質(zhì)單元（圖1），它既是一個(gè)具有相對(duì)完整的地質(zhì)特征和成藏特征、相對(duì)完善的地質(zhì)認(rèn)識(shí)和勘探技術(shù)體系的基本地質(zhì)單元，也是一個(gè)具有相對(duì)統(tǒng)一的勘探思路、部署方案的基本勘探工作單元?！翱碧綄訂卧奔仁菍?duì)成熟探區(qū)平面勘探區(qū)域的進(jìn)一步聚焦，又是對(duì)勘探方向的進(jìn)一步明確，即明確到縱向的某一個(gè)層系，使得勘探區(qū)域和方向更加精細(xì)化、具體化［26］。

圖1

圖1   勘探層單元概念模式

a.層單元邊界及空間分布； b.層單元油氣運(yùn)移聚集模式

Fig.1   Schematic diagram showing the concept of synthem unit of exploration

1.3 “勘探層單元”與其他勘探單元的關(guān)系

“勘探層單元”研究關(guān)注不同勘探層單元中油氣藏類(lèi)型、規(guī)模、分布規(guī)律及成藏模式存在的差異和聯(lián)系，關(guān)鍵要素體現(xiàn)在控制油氣藏形成和油氣分布的4個(gè)方面，即構(gòu)造層、沉積體系、構(gòu)造體系和油氣運(yùn)聚體系。研究構(gòu)造層中各體系對(duì)油氣藏形成的控制作用和油氣藏分布規(guī)律?！翱碧綄訂卧崩^承了系統(tǒng)論的思想，在含油氣系統(tǒng)的成藏要素及其時(shí)空配置關(guān)系的基礎(chǔ)上，又體現(xiàn)了成藏體系和成藏組合中以藏為核心的觀念，將陸相盆地長(zhǎng)期形成的區(qū)帶油氣成藏理論應(yīng)用到勘探層單元?jiǎng)澐?、勘探層單元油氣藏?lèi)型和油氣成藏模式的研究中，用于指導(dǎo)空白區(qū)的勘探，實(shí)現(xiàn)精細(xì)、高效勘探。

2 “勘探層單元”研究?jī)?nèi)容和研究意義

“勘探層單元”研究的總體目標(biāo)是系統(tǒng)梳理分析凹陷內(nèi)各層系平面上和縱向構(gòu)造、沉積、油藏分布等宏觀地質(zhì)特征，在深入剖析成藏規(guī)律與勘探成效基礎(chǔ)上，科學(xué)界定并精細(xì)劃分勘探層單元，明確共性，突出差異，形成一套可供推廣借鑒的勘探層單元?jiǎng)澐峙c命名、剩余資源評(píng)價(jià)、分類(lèi)評(píng)價(jià)與優(yōu)選等理論方法體系，發(fā)展石油地質(zhì)認(rèn)識(shí)，優(yōu)化勘探部署思路，為成熟探區(qū)高效勘探研究和部署提供科學(xué)依據(jù)。

2.1 “勘探層單元”研究?jī)?nèi)容與研究流程

“勘探層單元”研究的主要內(nèi)容包括以下5個(gè)方面（圖2）。

圖2

圖2   勘探層單元研究技術(shù)流程

Fig.2   Technical workflow for studying synthem unit of exploration

1） 勘探層單元界定與劃分

在分層系梳理勘探工作量與油氣發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，科學(xué)界定勘探層單元，建立勘探層單元?jiǎng)澐址桨讣斑吔绱_定依據(jù)，并進(jìn)行勘探層單元?jiǎng)澐?，由此建立勘探層單元命名方法體系，借助于對(duì)各勘探層單元現(xiàn)狀的全面梳理，明確勘探發(fā)展階段與重點(diǎn)領(lǐng)域。

2） 勘探層單元剩余資源潛力評(píng)價(jià)

以成因法資源評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，正演（成因法）、反演（統(tǒng)計(jì)法、勘探程度法、最終探明程度法）相結(jié)合，結(jié)合勘探認(rèn)識(shí)，開(kāi)展區(qū)帶資源量評(píng)價(jià)，并進(jìn)行勘探層單元資源量劈分，多因素結(jié)合，統(tǒng)計(jì)分析剩余資源潛力與分布特征。

3） 勘探層單元油氣成藏規(guī)律分析和成藏模式總結(jié)

在分別對(duì)同層系重點(diǎn)層單元典型油氣成藏、同類(lèi)型不同層系勘探層單元典型油氣成藏開(kāi)展解剖的基礎(chǔ)上，建立勘探層單元油氣藏組合及分布模式，結(jié)合對(duì)勘探層單元內(nèi)已知油氣藏與空白區(qū)關(guān)系的分析，明確勘探層單元空白區(qū)類(lèi)型，預(yù)測(cè)空白區(qū)油氣藏類(lèi)型和油氣分布特征，為優(yōu)選評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。

4） 勘探層單元優(yōu)選與分類(lèi)評(píng)價(jià)方法研究

根據(jù)勘探實(shí)踐需求，現(xiàn)金流和下限值法相結(jié)合，針對(duì)性建立不同領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，研究經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)，建立不同類(lèi)型經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與圖版。綜合考慮地面條件、地質(zhì)認(rèn)識(shí)、經(jīng)濟(jì)條件、技術(shù)適用性等因素，對(duì)勘探層單元進(jìn)行分類(lèi)評(píng)價(jià)。

5） 勘探層單元評(píng)價(jià)與勘探部署

應(yīng)用建立的勘探層單元評(píng)價(jià)方法，對(duì)探區(qū)內(nèi)勘探層單元的優(yōu)選評(píng)價(jià)，優(yōu)選層單元部署和鉆探成效分析，以及評(píng)價(jià)方法的適應(yīng)性研究，在部署實(shí)踐中不斷修改完善，遴選有利勘探層單元，明確近中期勘探部署重點(diǎn)方向與領(lǐng)域，為勘探?jīng)Q策提供科學(xué)依據(jù)。

2.2 “勘探層單元”的研究意義

1） “勘探層單元”研究體現(xiàn)了系統(tǒng)論思想，建立在帶控論及相控論的基礎(chǔ)之上，繼承性強(qiáng)?？碧綄訂卧膭澐挚v向上要細(xì)分目的層系，平面上要細(xì)分勘探區(qū)塊?？碧綄訂卧械膯卧润w現(xiàn)了同一層序不同構(gòu)造帶（陡坡帶、緩坡帶、洼陷帶、潛山帶）中“帶”的思想，繼承了帶控論，又反映了同一構(gòu)造帶不同層系的沉積特征差異性的“相”的思想，繼承了相控論?？碧綄訂卧兄匾睦碚撗芯坎糠质菍訂卧蜌獬刹匾?guī)律分析和成藏模式總結(jié)，核心是要揭示層單元類(lèi)型以及其內(nèi)部的油氣成藏機(jī)制，闡明油氣藏類(lèi)型和油氣水分布的規(guī)律性。因而，勘探層單元下延可直達(dá)目標(biāo)，即圈閉和油氣藏，并進(jìn)一步揭示內(nèi)部油氣水界面及含油氣性差異。

2） “勘探層單元”勘探類(lèi)型相對(duì)唯一，單元規(guī)模適中。層單元所在的成藏體系相對(duì)獨(dú)立，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單元的地質(zhì)體進(jìn)行精細(xì)建模，能夠詳細(xì)闡明單元內(nèi)部的地質(zhì)格架、流體運(yùn)移、油氣藏類(lèi)型、油氣水分布規(guī)律等。解決了區(qū)帶規(guī)模較粗帶來(lái)的勘探風(fēng)險(xiǎn)較大的問(wèn)題，也避免了圈閉規(guī)模過(guò)細(xì)不便于規(guī)律總結(jié)和預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的問(wèn)題。

3） “勘探層單元”將勘探理論與勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)相結(jié)合，融合性強(qiáng)。綜合考慮了成藏條件、勘探程度、勘探理論技術(shù)、勘探思路、方案部署、開(kāi)發(fā)效果等多個(gè)因素?？v向上要細(xì)分目的層系，平面上要細(xì)分勘探區(qū)塊，勘探理論與勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)相互融合，既繼承又發(fā)展［12］。

4） 通過(guò)“勘探層單元”的研究可以有效預(yù)測(cè)空白區(qū)，預(yù)測(cè)性強(qiáng)。通過(guò)將空白區(qū)分為空白層單元類(lèi)型、空白層單元、層單元中的空白區(qū)等類(lèi)型，分別針對(duì)不同的空白區(qū)類(lèi)型開(kāi)展研究，明確勘探層單元空白區(qū)類(lèi)型，應(yīng)用已知勘探層單元內(nèi)油氣成藏特征和分布規(guī)律，較好地預(yù)測(cè)空白區(qū)油氣藏類(lèi)型、油氣分布特征和資源潛力。

5） “勘探層單元”研究將層單元優(yōu)先與勘探效益結(jié)合，時(shí)效性強(qiáng)。對(duì)勘探層單元進(jìn)行分類(lèi)評(píng)價(jià)既分析地面條件、地質(zhì)認(rèn)識(shí)，又考慮經(jīng)濟(jì)條件、技術(shù)適用性等因素，并在部署實(shí)踐中不斷修改完善，為勘探部署方向決策提供科學(xué)依據(jù)。

總的來(lái)說(shuō)，“勘探層單元”的理論意義和實(shí)踐意義在于它提出了一個(gè)將油氣系統(tǒng)、油氣聚集區(qū)帶、油氣藏多個(gè)層次相統(tǒng)一的綜合研究體系，其研究方法論體現(xiàn)了整體與個(gè)體的統(tǒng)一、系統(tǒng)性與差異性的統(tǒng)一、系統(tǒng)研究與精細(xì)表征的統(tǒng)一、預(yù)測(cè)性與實(shí)效性的統(tǒng)一。

3 東營(yíng)凹陷“勘探層單元”研究與勘探實(shí)踐

東營(yíng)凹陷作為中國(guó)東部陸相斷陷盆地成熟探區(qū)的典型代表之一，其油氣分布有序性及富集差異性的特征可以為類(lèi)似成熟探區(qū)的油氣勘探提供借鑒［42-44］。東營(yíng)凹陷是濟(jì)陽(yáng)坳陷的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，面積約5 850 km2，截至2019年底，東營(yíng)凹陷探明地質(zhì)儲(chǔ)量為25.62 × 108 t，整體探井密度為0.44口/km2，自下而上發(fā)現(xiàn)了太古宇、下古生界、上古生界、中生界、新生界的孔店組、沙四段（下亞段和上亞段）、沙三段（上、中、下3個(gè)亞段）、沙二段、沙一段、東營(yíng)組、館陶組及明化鎮(zhèn)組等12套含油氣層系，其中沙四上亞段及以上主力增儲(chǔ)層系探明程度總體達(dá)60 %以上。

3.1 “勘探層單元”劃分與分類(lèi)

為了體現(xiàn)勘探層單元的劃分“縱向上細(xì)分目的層系，平面上細(xì)分勘探區(qū)塊”的原則，在東營(yíng)凹陷層單元?jiǎng)澐謺r(shí)，首先對(duì)勘探現(xiàn)狀進(jìn)行梳理，分層系統(tǒng)計(jì)探區(qū)內(nèi)探井、三維地震以及已發(fā)現(xiàn)油氣儲(chǔ)量、出油點(diǎn)、油層井情況；分析不同層系探井密度、探井油流率、油氣藏類(lèi)型及資源發(fā)現(xiàn)程度，并根據(jù)已發(fā)現(xiàn)層系的勘探程度、認(rèn)識(shí)程度、上下目的層系之間的勘探技術(shù)和部署思路的差異程度，進(jìn)行勘探目的層系的劃分。東營(yíng)凹陷已發(fā)現(xiàn)的12套含油氣層系可劃分為基底層太古宇、下古生界，裂陷期上古生界-中生界，斷陷初始期孔店組-沙四下亞段，斷陷鼎盛期沙四上亞段、沙三段、沙二段，斷陷萎縮期沙一段-東營(yíng)組，拗陷期館陶組-明化鎮(zhèn)組等9套主要目的層；其中重點(diǎn)勘探的孔店組—明化鎮(zhèn)組又進(jìn)一步劃分為9個(gè)勘探層（圖3a）。平面勘探單元?jiǎng)澐謺r(shí)，綜合考慮探區(qū)內(nèi)不同目的層系的構(gòu)造體系、沉積體系、運(yùn)聚體系的完整性及差異性，分別建立區(qū)帶、運(yùn)聚單元和三級(jí)構(gòu)造帶等三級(jí)邊界劃分標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行勘探單元的精細(xì)劃分。

圖3

圖3   東營(yíng)凹陷不同層系勘探程度及沙四上亞段構(gòu)造體系、沉積體系、運(yùn)聚體系劃分

a.東營(yíng)凹陷地層分布及勘探程度； b.東營(yíng)凹陷沙四上亞段構(gòu)造單元?jiǎng)澐峙c沉積相平面分布； c.東營(yíng)凹陷沙四上亞段油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)移路徑及油氣聚集區(qū)平面分布

Fig.3   Situation in the exploration of different sequences in the Dongying Sag and the division of structural， sedimentary and migration?accumulation systems in the upper fourth member of Shahejie Formation in the Dongying Sag

以沙四上亞段（沙四上）為例，在構(gòu)造體系上，東營(yíng)凹陷具有“北斷南超、北深南淺”的箕狀構(gòu)造格局。由北向南依次主要發(fā)育有北部陡坡帶和斷裂構(gòu)造、北部洼陷、中央斷裂背斜帶（中央隆起帶）、南部洼陷帶、南部緩坡斷裂構(gòu)造帶和南部斷鼻帶等，在北部凸起周邊發(fā)育一些小型的周緣構(gòu)造和小型次洼（圖3b）。東營(yíng)凹陷沙四上亞段沉積體系，自北向南依次發(fā)育眾多的水下扇砂礫巖體、深湖相、半深湖相、砂質(zhì)灘壩、灰質(zhì)灘壩、三角洲砂巖等。沙四上亞段砂體分布較廣，斷層較為發(fā)育，構(gòu)造格局在不同地區(qū)存在差異。通過(guò)流體勢(shì)及斷層封閉性的評(píng)價(jià)能夠識(shí)別輸導(dǎo)體系控制下的油氣運(yùn)移路徑。該區(qū)的流體勢(shì)高勢(shì)區(qū)位于中央帶民豐洼陷，中央背斜帶，利津洼陷帶，牛莊洼陷以及博興洼陷。向洼陷邊緣隨著埋深變淺，流體勢(shì)逐漸降低。東營(yíng)北帶，南坡凹陷邊緣地區(qū)為流體勢(shì)低勢(shì)區(qū)（圖3c）。由于沙四上亞段斷層較為發(fā)育，對(duì)油氣運(yùn)移產(chǎn)生封堵或輸導(dǎo)作用，因而斷層封閉性對(duì)于油氣運(yùn)移路徑也有較為重要的控制作用。本研究采用泥巖涂抹因子（SGR）作為主要評(píng)價(jià)參數(shù)定量評(píng)價(jià)斷層封閉性。根據(jù)前人研究，將SGR值大于0.75視為封閉性較強(qiáng)，SGR值在0.45～0.75視為封閉性中等，SGR值小于0.45視為斷層封閉性較差［45-47］。綜合流體勢(shì)及斷層封閉性評(píng)價(jià)，可以確定沙四上亞段油氣運(yùn)移的路徑及優(yōu)勢(shì)聚集區(qū)（圖3c）。自每個(gè)洼陷中心到邊緣，依次發(fā)育巖性油藏、構(gòu)造-巖性油藏、巖性-構(gòu)造油藏、構(gòu)造油藏、地層油藏，油藏類(lèi)型在平面上分布是有序的，且圍繞洼陷中心呈環(huán)帶狀分布（圖4）。依據(jù)構(gòu)造單元、沉積體系、運(yùn)移體系和油氣藏的分布特征，結(jié)合勘探現(xiàn)狀，將東營(yíng)凹陷沙四上亞段劃分為20個(gè)勘探層單元（圖4；表1）。按此方法，初步將東營(yíng)凹陷9個(gè)勘探層劃分為為193個(gè)“勘探層單元”（圖5）。

圖4

圖4   東營(yíng)凹陷沙四上亞段勘探層單元平面分布

Fig.4   Plane distribution of the synthem units of exploration in the upper fourth member of Shahejie Formation， Dongying Sag

表1   東營(yíng)凹陷沙四上亞段勘探層單元類(lèi)型及其特征

Table 1  Different types of synthem units of exploration and their features in the upper fourth member of Shahejie Formation， Dongying Sag

圖5

圖5   東營(yíng)凹陷勘探層單元分布柱狀圖

Fig.5   Histogram showing the distribution of the synthem units of exploration in the Dongying Sag

3.2 “勘探層單元”優(yōu)選

勘探層單元優(yōu)選的目的是選準(zhǔn)高效“勘探層單元”。所謂“高效”是指具備良好的成藏條件，含油氣概率高，資源有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，當(dāng)前的勘探理論技術(shù)可行，地面條件允許（在經(jīng)濟(jì)日益發(fā)達(dá)的東部地區(qū)尤其顯得重要）。因此在勘探層單元優(yōu)選時(shí)首先需要對(duì)層單元進(jìn)行類(lèi)型劃分，分析油氣成藏組合特征，總結(jié)油氣成藏模式，闡明層單元內(nèi)部油氣水分布關(guān)系，用于指導(dǎo)空白層單元的勘探或?qū)訂卧獌?nèi)部的空白區(qū)的勘探。

3.2.1 “勘探層單元”類(lèi)型

勘探層單元作為精細(xì)的勘探評(píng)價(jià)單元，各單元在構(gòu)造格局、沉積背景、儲(chǔ)層發(fā)育特征、油藏類(lèi)型等方面可能存在一定的相似性和差異性。在綜合考慮成藏過(guò)程和成藏特征差異性及相似性的基礎(chǔ)之上，對(duì)同層系的勘探層單元進(jìn)行分類(lèi)。對(duì)于某一層位而言，勘探層單元的分類(lèi)要優(yōu)先考慮構(gòu)造格局的控制。原則上只有處于相同二級(jí)構(gòu)造帶的層單元可以被歸為一類(lèi)，不屬于同一構(gòu)造帶的層單元不能合并歸類(lèi)；其次，對(duì)于不同二級(jí)構(gòu)造帶的勘探層單元，依據(jù)其沉積相帶或儲(chǔ)層類(lèi)型加以區(qū)分，沉積相帶具有統(tǒng)一性和相似性的勘探層單元可考慮歸為同一類(lèi)別；再次，需要在構(gòu)造和沉積的基礎(chǔ)之上考慮合并的層單元類(lèi)型內(nèi)部油藏類(lèi)型及分布是否存在統(tǒng)一性，若層單元內(nèi)部的油藏類(lèi)型及分布差異很大，則要分為不同類(lèi)別。依照上述原則，將東營(yíng)凹陷沙四上勘探層單元分為7類(lèi)，如表1所示，包括南部灘壩-三角洲復(fù)合油藏型、南部緩坡扇-灘壩地層油藏型、南部緩坡扇-灘壩構(gòu)造油藏型、中央帶濁積砂巖性油藏型、中央帶灘壩砂巖性油藏型、北帶灘壩-砂礫巖體復(fù)合油藏型和砂礫巖體復(fù)合油藏型。綜合分析東營(yíng)凹陷新近系勘探層單元類(lèi)型，發(fā)現(xiàn)對(duì)于分屬同一構(gòu)造帶的層單元而言，在縱向分布上具有一定的統(tǒng)一性和相似性。其相似性體現(xiàn)在層單元類(lèi)型、沉積體系的繼承性和油藏類(lèi)型及分布的相似性，如東營(yíng)凹陷北帶的層單元多數(shù)以砂礫巖體復(fù)合油藏型層單元為主，而中央構(gòu)造帶的層單元縱向上多以三角洲-半深湖構(gòu)造-巖性油藏層單元類(lèi)型和濁積巖巖性油藏層單元類(lèi)型為主，南部主要以灘壩巖性油藏型、灘壩-三角洲地層油藏型、緩坡扇-灘壩復(fù)合油藏型等。而對(duì)于不同構(gòu)造帶而言，層單元類(lèi)型的分布則存在較大的差異性（圖6）。

圖6

圖6   東營(yíng)凹陷南北向油藏剖面及勘探層單元類(lèi)型分布

Fig.6   Map showing the north?south reservoir profile and the corresponding synthem unit of exploration types in the Dongying Sag

3.2.2 “勘探層單元”油氣成藏模式和油-氣-水分布規(guī)律

不同類(lèi)型的勘探層單元在層位分布上具有一定的規(guī)律性和差異性，其規(guī)律性和差異性取決于不同勘探層單元的構(gòu)造背景和沉積環(huán)境，同時(shí)能夠反映油氣藏分布的差異性和有序性。以東營(yíng)凹陷北帶砂礫巖體復(fù)合油藏型勘探層單元為例，由于沙三段和沙四段不同成熟度的多套烴源巖排烴，表現(xiàn)為多源近源、多期成藏的特征［48］。由砂礫巖砂體近源輸導(dǎo)，由于烴源巖內(nèi)部存在較高的異常壓力，油氣在源-儲(chǔ)壓力差作用下向圈閉充注，進(jìn)入圈閉后在浮力作用下繼續(xù)向構(gòu)造高部位聚集，層單元內(nèi)部的局部構(gòu)造控制油氣的富集，具差異成巖作用下的扇根封堵、扇中聚集的特點(diǎn)。不同埋深下的油氣分布縱向分帶性，是構(gòu)造和巖石物性雙重控制下的復(fù)合型油藏聚集（圖7）。

圖7

圖7   東營(yíng)凹陷北帶砂礫巖體復(fù)合油藏型勘探層單元成藏模式

a.北帶砂礫巖體復(fù)合油藏型勘探層單元分布范圍； b.北帶沙四上亞段扇體展布與油氣運(yùn)移特征； c.鹽家地區(qū)構(gòu)造鼻分布與油氣運(yùn)移路徑；d.北帶砂礫巖體復(fù)合油藏型勘探層單元油氣縱向分布特征

Fig.7   Accumulation model of the exploration synthem unit of composite reservoir type in the coarse-grained clastic deposits in the north structural zone of Dongying Sag

結(jié)合現(xiàn)今油氣展布特征，對(duì)于東營(yíng)凹陷北帶砂礫巖體復(fù)合型油藏層單元而言，其油藏含油氣性的差異主要體現(xiàn)在油藏分布序列以及油氣水層序列的差異。自深部沙四段至中部沙三下及沙三中亞段，油藏類(lèi)型從沙四下的成巖圈閉凝析氣藏，到沙四上亞段的成巖圈閉油藏，再到沙三下-沙三中亞段的構(gòu)造-巖性油藏。與之對(duì)應(yīng)，油氣水層的序列自下而上分別為沙四段的非油即干，到沙三下亞段的油水間互，再到沙三中亞段的構(gòu)造控制下的油上水下的常規(guī)油氣分布。與此同時(shí)，油柱高度會(huì)隨著深度發(fā)生變化，以沙四上亞段為例，不同砂組的油柱高度由底部向上部逐漸遞減，這與扇根封堵能力有關(guān)［49-50］（圖8）。

圖8

圖8   東營(yíng)凹陷北帶砂礫巖體油氣藏含油氣性差異分布模式

a.油藏分布序列； b.油-水分布序列； c.沙四上亞段油柱高度

Fig.8   Differential distribution model of oil/gas?bearing properties of the coarse?grained clastic reservoirs in the north structural zone of Dongying Sag

3.2.3 “勘探層單元”資源潛力

“勘探層單元”的基礎(chǔ)是“區(qū)塊”，因此資源潛力評(píng)價(jià)應(yīng)在區(qū)塊資源分析的基礎(chǔ)上展開(kāi)。以成因法資源評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，正演（成因法）、反演（統(tǒng)計(jì)法、勘探程度法、最終探明程度法）相結(jié)合，結(jié)合勘探認(rèn)識(shí)，開(kāi)展區(qū)帶資源量評(píng)價(jià)。具體來(lái)說(shuō)，成因法是首先分析評(píng)價(jià)勘探層單元與成熟勘探層單元的關(guān)聯(lián)性，考慮單元、層系高效運(yùn)聚條件差異，采用類(lèi)比法，定性與定量結(jié)合，進(jìn)行勘探層單元資源量的評(píng)價(jià)。統(tǒng)計(jì)法是以勘探層單元已發(fā)現(xiàn)油藏為基礎(chǔ)，根據(jù)勘探層單元勘探程度、資源發(fā)現(xiàn)程度的差異，對(duì)于資源發(fā)現(xiàn)較多、資料豐富的勘探層單元應(yīng)用地質(zhì)帕萊托法進(jìn)行評(píng)價(jià)；對(duì)于資源發(fā)現(xiàn)相對(duì)較少的勘探層單元應(yīng)用規(guī)模序列法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

遵循以上原則和方法，對(duì)東營(yíng)凹陷193個(gè)“勘探層單元”進(jìn)行了資源量計(jì)算，明確了東營(yíng)凹陷剩余資源量的分布。整體來(lái)看，“勘探層單元”剩余資源規(guī)模大于1 000 × 104 t的有41個(gè)、剩余資源豐度大于20 × 104 t/km2的2個(gè)，仍然具有較大剩余資源基礎(chǔ)和較高的剩余資源豐度，但不同層系存在差異（表2）。

表2   東營(yíng)凹陷勘探層單元優(yōu)選評(píng)價(jià)

Table 2  Selection and evaluation of synthem units of exploration in the Dongying Sag

3.2.4 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)及技術(shù)適用性

在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)時(shí)，首先分析經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)適用范圍，結(jié)合增儲(chǔ)領(lǐng)域和突破領(lǐng)域區(qū)帶勘探特點(diǎn)及勘探目的，確定增儲(chǔ)領(lǐng)域和突破領(lǐng)域的區(qū)帶經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在研究不同類(lèi)型油藏開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)參數(shù)取值特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)增儲(chǔ)領(lǐng)域，著重開(kāi)展產(chǎn)能變化特征研究，分析勘探層單元產(chǎn)能頻率分布特征及遞減規(guī)律，探索以概率的方式表達(dá)經(jīng)濟(jì)可行性，建立層單元商業(yè)油流標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)突破領(lǐng)域，研究不同類(lèi)型油藏儲(chǔ)量豐度頻率分布特征，分析勘探層單元新增儲(chǔ)量規(guī)模變化特征、產(chǎn)能頻率分布特征、采油速度及遞減規(guī)律，建立最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，從東營(yíng)凹陷193個(gè)“勘探層單元”中的41個(gè)剩余資源其資源規(guī)模大、剩余資源豐度高的勘探層單元中，再次篩選出33個(gè)平衡油價(jià)小于70＄/bbl的“勘探層單元”（表2）。

技術(shù)適用性分析主要包括地質(zhì)認(rèn)識(shí)可靠性評(píng)價(jià)和物探技術(shù)適應(yīng)性評(píng)價(jià)。通過(guò)“十二五”以來(lái)探井鉆探效果分析和不同類(lèi)型區(qū)帶典型解剖，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)集層因素、圈閉因素、輸導(dǎo)因素及構(gòu)造部位低是造成探井失利的主要原因。這里面有地震資料品質(zhì)原因，有沉積儲(chǔ)集層發(fā)育規(guī)律、油氣成藏及富集規(guī)律認(rèn)識(shí)的原因，也有地球物理技術(shù)預(yù)測(cè)方法的原因。物探技術(shù)適應(yīng)性評(píng)價(jià)方面，通過(guò)調(diào)研常用地球物理技術(shù)（儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、超剝邊界刻畫(huà)、復(fù)雜斷裂刻畫(huà)、地層流體檢測(cè)技術(shù)）的適用條件，包括地質(zhì)意義、識(shí)別精度、實(shí)鉆吻合率等，建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)勘探技術(shù)適應(yīng)性定量化評(píng)價(jià)?；诳碧綄訂卧募夹g(shù)適用性分析，對(duì)篩選出來(lái)的33個(gè)有效益的“勘探層單元”進(jìn)一步開(kāi)展優(yōu)選，確認(rèn)了26個(gè)最優(yōu)的“勘探層單元”。

3.3 勘探成效

2019年，對(duì)優(yōu)選出的26個(gè)“勘探層單元”中22個(gè)開(kāi)展了鉆探，部署探井40口，完鉆19口，工業(yè)油流率58 %，較2017年和2018年的新生界工業(yè)油流率提高14個(gè)百分點(diǎn)以上（2017年40 %，2018年44 %），層單元主要包括濱縣凸起周緣Es4（上），濱縣凸起周緣Es2，小營(yíng)-純化構(gòu)造帶Es4（上），勝坨斷裂帶Es4（上），牛莊洼陷帶Es3（中），陳官莊-王家崗斷裂帶Es4（上），利津斷裂帶Es4（上）等；新增石油地質(zhì)探明、控制、預(yù)測(cè)等三級(jí)儲(chǔ)量5 424 × 104 t，取得了較好的勘探效益。例如，利津斷裂帶Es4（上）層單元，為砂礫巖體復(fù)合油藏型，勘探單元面積211 km2，剩余資源量1 865 × 104 t，平衡油價(jià)低于50＄/bbl，技術(shù)適用性評(píng)價(jià)較好。2019年，完鉆探井6口，3口獲工業(yè)油流（利斜939、坨斜206、坨斜208），利斜854井沙四上亞段綜合解釋油層7層20.9 m，待試油，新增利斜939塊控制儲(chǔ)量945 × 104 t（圖9）。另外，勘探層單元研究在濟(jì)陽(yáng)坳陷推廣應(yīng)用也取得了很好的效果，2019探井實(shí)施率為51.9 %，儲(chǔ)量貢獻(xiàn)率為56.5 %（2018年分別為32.0 %，47.7 %），說(shuō)明選區(qū)準(zhǔn)確性提高，勘探成效大幅提升。

圖9

圖9   東營(yíng)凹陷北帶利津斷裂帶沙四上亞段勘探成果

a.東營(yíng)凹陷沙四上亞段勘探層單元分布； b.北帶利津斷裂帶沙四上亞段勘探層單元

Fig.9   Exploration results in the upper fourth member of Shahejie Formation in Lijin fault zone in the north structural zone of Dongying Sag

4 結(jié)論

1） 勘探層單元是基于當(dāng)前地質(zhì)規(guī)律認(rèn)識(shí)與勘探精細(xì)程度的成藏-地質(zhì)評(píng)價(jià)方法，主要研究包括層單元界定與劃分、層單元剩余資源潛力評(píng)價(jià)、層單元油氣成藏規(guī)律分析和成藏模式、層單元優(yōu)選與分類(lèi)評(píng)價(jià)及勘探部署等5方面的內(nèi)容。

2） “勘探層單元”繼承了系統(tǒng)論的思想，是勘探區(qū)帶研究中的相控論和帶控論的延伸和發(fā)展。它提出了一個(gè)將油氣系統(tǒng)、油氣聚集區(qū)帶、油氣藏多個(gè)層次相統(tǒng)一的綜合研究體系。其研究方法論體現(xiàn)了整體與個(gè)體的統(tǒng)一、系統(tǒng)性與差異性的統(tǒng)一、系統(tǒng)研究與精細(xì)表征的統(tǒng)一、預(yù)測(cè)性與實(shí)效性的統(tǒng)一。

3） 依據(jù)勘探層單元的研究思路，將東營(yíng)凹陷12套含油氣層系劃分為9套勘探層、193個(gè)勘探層單元，在綜合考慮成藏過(guò)程和成藏特征的差異性及相似性的基礎(chǔ)之上，將勘探層單元總結(jié)為20種類(lèi)型，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)認(rèn)識(shí)與部署思路的精細(xì)化和立體化。

4） 開(kāi)展基于“勘探層單元”的剩余資源精細(xì)劈分和勘探目標(biāo)效益評(píng)價(jià)，明確了東營(yíng)凹陷古近系4 大領(lǐng)域 22個(gè)最優(yōu)勘探層單元，為近中期增儲(chǔ)和突破的重要方向，為“十三五”高效勘探提供依據(jù)。