一种古潜山成藏有利区带的评价方法与流程

本发明属于古潜山成藏评价研究技术领域，具体涉及一种古潜山成藏有利区带的评价方法。

背景技术：

古潜山是指被埋藏于新生代盖层之下的基底具正向构造的基岩块体，经历过地壳上升隆起并遭受剥蚀和地壳下降并被埋藏两个阶段。目前，对古潜山的研究是综合运用岩心、录井、测井和地震等多学科资料，进行单井常规测井和成像资料的对比标定，对古潜山岩性进行识别，并根据储层成像测井响应特征，将储层自上而下分为残积带、风化壳、缝洞裂缝带、内幕斜交高角度裂缝带和致密结晶带，重点对储层裂缝发育区和裂缝发育方向进行描述和预测。通过分析古潜山的油源、储集空间、盖层、油气输导等油气成藏的有利条件，总结古潜山油气的成藏模式。针对古潜山的成因类型、形成演化、油气输导体系的研究很多,并进行了古潜山不同类型的划分。根据古潜山油藏产出位置划分为潜山顶、潜山坡、潜山内幕三种类型；根据古潜山油气藏形成的输导条件，将古潜山油气运移输导体系分为4种类型，分别为断裂型、不整合型、内幕溶蚀层型和复合型输导体系。依据古潜山流体压力场、流体化学场及流体运移通道等特征的综合研究，将古潜山分为三种运聚动力学类型，分别为不整合连通-开放型潜山(ⅰ型)、断层通道-半开放/半封闭型潜山(ⅱ型)和封闭型潜山(ⅲ型)。古潜山受凹陷结构和基底古地形控制，分为中央隆起型、断阶型、斜坡型三种类型油气聚集带。

随着油气勘探的不断深入，“源控论”的勘探思路经历了较为显著的发展和演变。对油气藏的形成和分布起制约作用的烃源岩，是生烃凹陷中厚度不一定很大，但有机质丰度很高，通常类型也较好，并且已经成熟的优质烃源岩。优质烃源岩层通过断层、不整合与古潜山储层直接接触，油气经供油窗口直接进入古潜山成藏。古潜山较低的压力系数则是油气就近向古潜山运聚的动力。古潜山成藏要素(生、储、盖)在空间上有机统一，成藏作用(圈、运、保)在时间上良好匹配。古潜山圈闭的形成时间早，相应的优质烃源岩埋藏深度大、有机质丰度高、生烃窗口跨度大、生排烃期长、热演化程度高，为古潜山成藏提供了油气源保障。在断层、不整合面近源输导下，古潜山油气成藏要素在时间和空间上具有很好的配置关系。随着古潜山内幕地层与供油窗口大小控制古潜山的含油气幅度等成藏认识的发展，以及二次三维地震采集处理解释一体化技术与古潜山内幕精确成像技术、欠平衡钻井与高效测试等技术的进步，埋藏深度不再是制约古潜山勘探的短板，古潜山内幕地层的识别与储层的裂缝预测也更加准确。

公布号为cn104234707a的专利申请公开了一种潜山油气藏的成藏概率确定方法，其是根据烃源岩的控油气特征确定研究区在烃源岩单因素控制下的油气成藏概率；根据古隆起的控油气特征确定研究区在古隆起单因素控制下的油气成藏概率；根据断裂带的控油气特征确定研究区在断裂带单因素控制下的油气成藏概率；根据区域盖层的控油气特征确定研究区在区域盖层单因素控制下的油气成藏概率；根据以上四种单因素控制下的油气成藏概率确定研究区潜山油气藏的成藏概率。该潜山油气藏的预测方法是对各个单因素分别进行了油气成藏概率评价，没有进行多因素动态的、综合的研究，对古潜山成藏评价的有效性有待验证。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种古潜山成藏有利区带的评价方法，从而解决现有古潜山成藏评价方法的有效性差的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种古潜山成藏有利区带的评价方法，包括以下步骤：

1)分析地层岩性特征，结合实测有机碳含量的数据统计结果，确定优质烃源岩在盆地的发育区带和所处的地层层位；

2)根据优质烃源岩生排烃特征，确定优质烃源岩在盆地的发育区带和所处的地层层位主排烃门限深度；

3)根据地震剖面、钻井、测井资料解析得出区域地震时间剖面构造解释图，用速度公式进行时深转化得到深度地质剖面，确定盆地现今存在的古潜山构造特征；

4)依据步骤3)确定盆地现今存在的古潜山构造特征，利用平衡剖面恢复原理编制盆地不同时期构造演化剖面；

5)根据盆地不同时期构造演化剖面，寻找在优质烃源岩主排烃门限深度范围内的古潜山的层位，确定含优质烃源岩的层位与古潜山侧向接触的层位厚度；根据盆地内地层地质年龄资料，确定各个层位沉积时的持续时间；

6)将步骤5)确定的层位厚度和对应层位沉积时的持续时间进行乘积，作为古潜山成藏评价参数；根据古潜山成藏评价参数进行古潜山有利区带评价。

本发明的基于古潜山成藏概率的评价方法，是根据古潜山在不同的构造演化时期，结合优质烃源岩主排烃门限深度，研究古潜山与优质烃源岩的有效接触面积和时间段，来评价古潜山成藏概率大小，从而进行盆地古潜山的优选评价。

一般将有机碳含量(toc)≥1.0％的烃源岩称为优质烃源岩。

步骤1)中，所述分析地层岩性特征是根据钻井、测井资料和沉积学资料，分析盆地发育的地层岩性特征，结合东濮凹陷实测toc数据统计结果，确定优质烃源岩在盆地的发育区带和所处的地层层位。

步骤2)中，优质烃源岩主排烃门限深度是指烃源岩随着埋深的加大、温度的升高逐渐成熟，当源岩热演化程度达到成熟阶段，即发生大量排烃。经典的烃源岩生烃属性认为当0.7％<ro<1.3％时，源岩进入成熟度阶段并发生排烃作用。但该标准统计的范围过宽，在具体的应用过程中，仅用ro值确定的深度范围过宽。

对已明确的优质烃源岩层系，连续采集不同埋深的样品(样品密度大于100米2块)进行岩石热解和氯仿沥青“a”含量分析，统计可溶烃与有机碳含量比值(s1*100/toc)、生烃潜量与有机碳含量比值((s1+s2)*100/toc)、氯仿沥青“a”含量与有机碳含量比值(a％*100/toc)共三个参数与样品深度的关系，三个参数达到最大值对应的样品深度即为优质烃源岩的主排烃深度。

步骤3)中，根据地震资料和钻测井资料解析得到盆地区域地震时间剖面，用速度公式将地震时间剖面转化为深度地质剖面。

步骤4)中，根据平衡剖面恢复原理编制盆地不同时期构造演化剖面。该步骤是根据不整合面和生长地层的变形时间、能干岩性长度的线平衡、软弱岩层剖面面积平衡、断层位移或收缩量的应变平衡等，来进行平衡剖面恢复。

步骤6)中，根据古潜山成藏评价参数的大小进行盆地古潜山优选排序，确定有利区带。

根据不同时期构造演化剖面，在优质烃源岩主排烃门限深度范围内，寻找发育的古潜山分别命名为a1、a2、a3…；分别统计每个古潜山在不同时期与优质烃源岩地层侧向对接的厚度(h)，乘以该时期地层沉积的持续时间(t)，得到的值累加之和为(ma)，如：ma1＝h1*t1+h2*t2+h3*t3…；ma2＝h1＇*t1+h2＇*t2+h3＇*t3…；ma3＝h1＇＇*t1+h2＇＇*t2+h3＇＇*t3…；最后根据每个古潜山ma值从大到小进行排序，ma值越大反映该古潜山成藏概率越高，确定出有利区带序列。

本发明的一种古潜山成藏有利区带的评价方法，能够反映优质烃源岩与古潜山构造演化时期的接触供烃过程，对盆地古潜山有利区带的评价有效性更为可靠，提高了评价结果的准确性。

附图说明

图1为本发明的评价方法的技术方案流程框图；

图2为区域地震时间剖面解释方案(以东濮凹陷大剖面5为例)；

图3为区域深度地质剖面构造解释图(以东濮凹陷大剖面5为例)；

图4为东濮凹陷大剖面5现今剖面；

图5为东濮凹陷大剖面5馆陶组沉积前剖面；

图6为东濮凹陷大剖面5东营组沉积前剖面；

图7为东濮凹陷大剖面5沙一段沉积前剖面；

图8为东濮凹陷大剖面5沙二上沉积前剖面；

图9为东濮凹陷大剖面5沙二下沉积前剖面；

图10为东濮凹陷大剖面5沙三上段沉积前剖面；

图11为东濮凹陷大剖面5沙三中段沉积前剖面；

图12为东濮凹陷大剖面5沙三下段沉积前剖面；

图13为东濮凹陷大剖面5沙四段沉积前剖面；

图14为东濮凹陷大剖面5现今剖面与优质烃源岩接触的古潜山；

图15为东濮凹陷大剖面5馆陶组沉积前剖面与优质烃源岩接触的古潜山；

图16为东濮凹陷大剖面5东营组沉积前剖面与优质烃源岩接触的古潜山；

图17为东濮凹陷大剖面5沙一段沉积前剖面与优质烃源岩接触的古潜山。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

实施例

东濮凹陷是在中、古生界基底上发育起来的新生代高频震荡咸化断陷湖盆，在凹陷的形成过程中沉积了巨厚的以古近系为主的碎屑岩地层。盆地内部基本缺失侏罗纪、白垩纪地层，古近系直接覆盖在中、下三叠统及更老的地层之上，而下古生界、上古生界及三叠系中、下统等反映的沉积特征与华北其它地区类似。东濮凹陷古近纪发育一系列nne向正断层，整体上可以分为兰聊断裂带、黄河—文西—观城断裂带和长垣—石家集—宋庙断裂带，形成了三条古潜山构造带，由于断裂的继承性活动，控制了沙河街组沉积，在洼内沉积了很厚的生油层，为古潜山提供了储油的有利条件。

本发明的古潜山成藏有利区带的评价方法具体实施例，流程框图如图1所示，采用以下步骤：

1)根据钻井、测井资料和沉积学资料，分析东濮凹陷盆地发育的地层岩性特征，结合东濮凹陷实测toc数据统计结果，确定优质烃源岩在东濮凹陷北部层位主要为沙三段中亚段5-9沙组、沙三段下亚段、沙四段上亚段，在南部层位主要为沙三段下亚段、沙四段上亚段。

在东濮凹陷北部含盐区优质烃源岩分布最广，其次就是北部盐湖附近的无盐区，南部淡水区优质烃源岩分布最少。受构造演化和沉积环境的控制，不同层位优质烃源岩发育略有差异。沙四段上亚段优质烃源岩在北部含盐区及盐湖周边的无盐区分布相对较广，南部淡水区优质烃源岩分布极少；沙三段下亚段优质烃源岩分布与沙四段上亚段相似，同样在北部含盐区和含盐区周边分布较广，与沙四段上亚段相比优质烃源岩分布有所减少；沙三段中亚段5-9砂层组优质烃源岩在北部含盐区与沙四段上亚段、沙三段下亚段相比，沉积的优质烃源岩相对较少，南部淡水区和北部无盐区优质烃源岩分布较低。

2)根据东濮凹陷优质烃源岩生排烃特征，确定优质烃源岩在盆地的发育区带和所处的地层层位主排烃门限深度范围在2750-4250米；

分别选取了东濮凹陷北部含盐区、北部无盐区和南部淡水区三种环境条件下形成的不同有机质丰度的低成熟6个烃源岩样品，进行东濮凹陷热压模拟实验。在北部含盐区选取了卫18-5井和卫146井的两个有机碳含量(toc)分别在4.45％和3.29％的样品，有机质类型主要为ⅰ型；在北部无盐区选取了胡7-18井和桥38-6井的两个有机碳含量(toc)分别在2.88％和2.92％，有机质类型分别为ⅰ型和ⅱ1型；在南部淡水区选取了春9井和新8井两口井的样品，有机碳含量(toc)分别为1.05％和0.39％，有机质类型分别为ⅱ1型ⅲ型。结果显示不同类型烃源岩在300℃时已经开始生烃，但生烃产率相对较低，随着模拟温度的不断升高，在380℃左右达到生烃高峰，不同有机质丰度和类型的烃源岩最高生烃产率表现出规律性的分布。

烃源岩排烃效率主要是进行生烃量和残留烃量的研究，通过计算获得排烃量的大小，并进行排烃效率的计算。由东濮凹陷热模拟实验所获得的数据，通过计算得到了东濮凹陷不同温度阶段单位岩石总产油率数据，根据统计结果，在烃源岩达到成熟的条件下，对有机碳含量(toc)与单位岩石总烃最高产率进行数据拟合，从而获得单位岩石最大排烃量与有机碳含量(toc)之间关系的数据模型：y＝9.4672x-3.0197。

对已明确的优质烃源岩层系，统计可溶烃与有机碳含量比值(s1*100/toc)、生烃潜量与有机碳含量比值((s1+s2)*100/toc)、氯仿沥青“a”含量与有机碳含量比值(a％*100/toc)共三个参数与样品深度的关系，三个参数达到最大值对应的样品深度范围在2750-4250米。

3)利用东濮凹陷地震资料、钻井、测井资料，解析得出以如图2所示的盆地区域地震大剖面5地震解释图为例，剖面从东到西经过兰聊断层、濮城断层、卫东断层、卫西断层、观城断层、宋庙断层等。盆地古近纪地层厚度为东厚西薄，兰聊断层为铲式，地层整体为东倾，发育很全，古近系依次向西超覆减薄，并削截在不整合面馆陶组之下，可见残留的东营组向西超覆尖灭在中央古凸起之上。用速度公式进行时深转换得到如图3所示深度地质剖面，确定盆地现今存在的古潜山包括断块构造的龙古3底部古潜山、观5西底部古潜山和卫17底部古潜山，断背斜构造的明209底部古潜山和云12底部古潜山；

4)以大剖面5为例根据时深转换得到的深度地质剖面，运用平衡剖面恢复原理编制过大剖面5的盆地不同时期构造演化剖面(如图4-图13所示)，在沙四段沉积前剖面可以看出，古潜山都不发育；在沙三段下亚段沉积前剖面可以看出，由于兰聊断层的活动导致龙古3底部古潜山开始形成；在沙三段上亚段沉积前剖面可以看出，由于濮城断层、卫东断层、卫西断层、观城断层的强烈活动，形成了云12底部古潜山、卫17底部古潜山、明209底部古潜山；在沙二段下亚段沉积前剖面可以看出，由于宋庙断层的活动形成了观5西底部古潜山，早期形成的古潜山继承性发育。从沙二段沉积期之后，控制古潜山的二、三级断层活动减弱，浅层四、五级次级断层大量发育，但是对早期形成的古潜山的改造作用很小。

5)以大剖面5为例根据东濮凹陷盆地不同时期的构造演化剖面，寻找主排烃门限深度在2750-4250米范围内与优质烃源岩的层位(沙三段中亚段5-9沙组、沙三段下亚段、沙四段上亚段)接触的古潜山，算出各个时期优质烃源岩与古潜山侧向接触范围内的层位厚度(如图14-图17所示)：大剖面5现今剖面上卫17底部古潜山是沙三中5-9、沙三下、沙四上与中生界、石炭-二叠系接触厚度约1000m；大剖面5馆陶组沉积前剖面上云12底部古潜山是沙三下、沙四上与石炭-二叠系接触厚度约700m，龙古3底部古潜山是沙三中5-9、沙三下、沙四上与前寒武系接触厚度约1100m；大剖面5东营组沉积前剖面上云12底部古潜山是沙三下与石炭-二叠系接触厚度约200m，龙古3底部古潜山是沙三下、沙四上与前寒武系接触厚度约400m；沙二上及之前沉积时期，埋深在2750-4250米深度范围内，无沙三中5-9、沙三下、沙四上烃源岩与古潜山接触；

6)根据盆地内地层地质年龄资料，算出各个层位沉积时的持续时间，具体如表1所示；

表1东濮凹陷古近系各组段的地质年龄

7)将步骤5)确定的各个时期烃源岩与古潜山接触的层位厚度与对应层位沉积时的持续时间进行乘积，得出的值作为古潜山成藏评价参数：卫17底部古潜山在馆陶组-至今时期，接触厚度和持续时间乘积总和为17000；云12底部古潜山在东营组时期，接触厚度和持续时间乘积总和为11200；龙古3底部古潜山在东营组时期，接触厚度和持续时间乘积总和为17600；云12底部古潜山在沙一时期，接触厚度和持续时间乘积总和为400；龙古3底部古潜山在沙一时期，接触厚度和持续时间乘积总和为800；

8)根据每个古潜山成藏评价参数从大到小进行排序，值越大反映该古潜山成藏概率越高，进行盆地古潜山优选排序，最后优选出有利区带。

步骤8)中，所得东濮凹陷古潜山成藏评价参数对比如表2所示。

表2东濮凹陷古潜山成藏评价参数对比

根据不同时期构造演化剖面，在优质烃源岩主排烃门限深度2750-4250米范围内寻找发育的古潜山(表2)，分别统计每个古潜山在不同时期与优质烃源岩地层侧向对接的厚度，乘以该时期地层沉积的持续时间，得到的值进行累加做为该古潜山成藏评价参数，最后根据每个古潜山参数值从大到小进行排序，值越大反映该古潜山成藏概率越高，确定出有利区带序列从大到小依次为：董1底部古潜山(31400)、胡59底部古潜山(30000)、前1底部古潜山(25150)、文250底部古潜山(23300)、龙古3底部古潜山(18400)、卫17底部古潜山(17000)、老爷庙古潜山(16400)、云12底部古潜山(11600)。