南堡凹陷中深層巖性油氣藏形成及分布

劉海青，許廷生，李艷梅，孟令箭，吳琳娜

(中油冀東油田分公司，河北 唐山 063004)

引 言

南堡凹陷地處黃驊坳陷東北端，整體格局呈現(xiàn)四洼、五凸、一斜坡的構(gòu)造特點(diǎn)。凹陷內(nèi)發(fā)育8個(gè)正向二級(jí)構(gòu)造帶，形成凹隆相間分布的構(gòu)造格局。南堡凹陷具備豐富的油氣資源、良好的儲(chǔ)集層及多種類型圈閉，可形成多種類型的油氣藏[2]。凹陷油氣主要分布在高柳廟、南堡1號(hào)至南堡5號(hào)等正向二級(jí)構(gòu)造帶中，生油凹陷控制油氣分布，斷裂控制油氣聚集，局部構(gòu)造控制油氣富集。近期的勘探表明，在正向構(gòu)造的圍斜部位，發(fā)育多種類型的巖性油氣藏，巖性油氣藏的勘探已成為冀東油田勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域。通過對(duì)南堡凹陷中深層區(qū)域構(gòu)造背景、沉積背景及優(yōu)勢儲(chǔ)集相帶的研究，分析巖性圈閉成藏條件，指出巖性油藏的分布規(guī)律，為下一步巖性油氣藏勘探指明方向。

1 中深層巖性油氣藏形成條件

南堡凹陷中深層具備形成巖性-地層油氣藏的有利沉積背景，物源供給充足，構(gòu)造、沉積背景控制油氣成藏，優(yōu)勢沉積相帶控制富集高產(chǎn)，南堡凹陷斜坡帶是尋找?guī)r性油氣藏的重要區(qū)帶。

1.1 區(qū)域構(gòu)造背景為巖性地層圈閉的發(fā)育提供了有利的沉積背景

南堡凹陷主要受西南莊、柏各莊、沙北3條邊界斷層控制，緊鄰?fù)蛊?，物源供給充足，同時(shí)中深層經(jīng)歷多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，次級(jí)斷層對(duì)凹陷內(nèi)構(gòu)造進(jìn)行再次改造，地勢起伏不平，凹隆相間，形成一系列斜坡背景，地層分布受地形和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制形成了地層削蝕、地層超覆和上傾尖滅的現(xiàn)象，為巖性地層圈閉發(fā)育提供了有利的構(gòu)造背景。

南堡4號(hào)構(gòu)造為潛山背景上發(fā)育的斷裂構(gòu)造帶，經(jīng)歷多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，發(fā)育4個(gè)大的不整合面，多旋回性的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為中深層巖性圈閉發(fā)育提供了條件。地層分布受到斷陷結(jié)構(gòu)、地層削蝕、地層超覆的控制，這種區(qū)域構(gòu)造背景為巖性地層圈閉的發(fā)育提供了有利的構(gòu)造背景。

高柳斜坡帶受邊界斷層差異活動(dòng)影響，沙河街組沉積時(shí)期沉積中心遷移較為明顯，早期受西南莊斷裂控制明顯，沉積中心位于西南莊斷裂的下降盤，在Es32+3沉積時(shí)期最為明顯，沉積厚度大，最厚達(dá)1 600 m，呈北東向展布，發(fā)育了由西北邊界斷層向東南凹陷內(nèi)進(jìn)積的扇體;Es31沉積末期西南莊斷裂活動(dòng)強(qiáng)度減弱，柏各莊斷裂活動(dòng)加強(qiáng)，沉積中心逐漸向柏各莊斷裂下降盤轉(zhuǎn)移，凹陷變?yōu)楸蔽飨蜓由?，發(fā)育了由北東邊界斷層向洼陷中心進(jìn)積的扇三角洲沉積。高柳地區(qū)古近紀(jì)在縱向上經(jīng)歷了一個(gè)先期沉降、后期掀斜的構(gòu)造演化歷程，為巖性油氣藏形成提供了有利的構(gòu)造背景。

南堡3號(hào)構(gòu)造位于南堡凹陷南部斜坡，南部以緩坡與沙壘田凸起相鄰，具有發(fā)育大型辮狀河三角洲沉積的有利構(gòu)造沉積背景，在斜坡帶坡折之下辮狀河三角洲前緣多期砂體疊置分布。

1.2 多期扇體的疊置為巖性油氣藏的形成提供了有利沉積物

沙河街沉積時(shí)期，邊界斷層活動(dòng)較強(qiáng)，同時(shí)又近物源，沉積物供給充足，北部物源形成的扇三角洲和南部物源的辮狀河三角洲規(guī)模大;東營組時(shí)期，控帶斷層活動(dòng)加劇，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)由邊界斷層遷移到控帶斷層上，扇體的規(guī)模變小，受控帶和控凹斷層活動(dòng)的共同控制，形成了凹陷內(nèi)不同時(shí)期的古地形、古地貌的差異，使得東營組時(shí)期的沉積物供應(yīng)具有明顯的不均一性，有利儲(chǔ)層的發(fā)育范圍由邊界斷層的根部向凹陷內(nèi)轉(zhuǎn)移。

南堡4號(hào)構(gòu)造中深層沙河街、東營時(shí)期主要受北部、北東及東部方向3個(gè)沉積物源體系的控制，其中以北部及北東方向高柳—柏各莊扇三角洲沉積體系控制為主，該沉積體系自沙河街組到東營組繼承性發(fā)育，規(guī)模大，范圍廣。多期扇體的疊置使得儲(chǔ)集砂體縱、橫向疊置分布，形成生油凹陷及構(gòu)造帶主體，為巖性油氣藏的形成提供了有利沉積物(圖1)。

圖1 南堡4號(hào)構(gòu)造Es1段沉積砂體展布

高柳斜坡帶Es3段受來自柏各莊、西南莊物源體系的多期物源的供給，發(fā)育扇三角洲沉積，砂體疊置分布，為巖性油氣藏的形成提供了有利沉積物。

南堡3號(hào)構(gòu)造南部物源沿北東向溝槽向盆內(nèi)注入，形成辮狀河三角洲沉積體系。沿物源方向，砂體向湖盆注入，在坡折之下可容納空間大的地區(qū)，砂體以辮狀河三角洲前緣沉積為主，疊置發(fā)育;垂直物源方向，砂體以側(cè)向加積為主，沿主水道方向發(fā)育(圖2)。

圖2 南堡3號(hào)構(gòu)造Es1段順物源方向砂體充填模式

1.3 優(yōu)勢相帶儲(chǔ)層發(fā)育為中深層巖性油氣藏形成提供良好的儲(chǔ)集條件

儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能總體上受沉積環(huán)境、成巖作用和后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造3大因素的共同制約，其中沉積環(huán)境與沉積條件控制著砂體的發(fā)育程度、空間分布狀況和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，北部物源的優(yōu)勢儲(chǔ)集相帶為扇三角洲前緣水下分流河道和河口壩。各微相的巖性、粒度、分選、填隙物特征及砂體的巖相組合、時(shí)空展布特征各不相同，導(dǎo)致不同微相砂體的物性及儲(chǔ)集性能存在較大差別。南部物源為辮狀河三角洲前緣辮狀水道和河口壩砂體，由于扇體的規(guī)模較小，儲(chǔ)層橫向變化較大。

南堡4號(hào)構(gòu)造Ed2段主要受控于北東方向高柳扇三角洲沉積體系，鉆井取心物性分析發(fā)現(xiàn)不同沉積微相砂體的物性具有明顯差別，水下分流河道砂體的平均孔隙度為17.3%，平均滲透率為27.5×10-3μm2;濁積扇砂體的平均孔隙度為16.8%，平均滲透率為1.9×10-3μm2。水下分流河道砂體物性更好。因此，南堡4號(hào)構(gòu)造北部有利儲(chǔ)集相帶應(yīng)以尋找扇三角洲前緣河道砂體為主。東部扇體為次要物源區(qū)，構(gòu)造主體砂體物性相對(duì)較差。高北地區(qū)Es32+3亞段儲(chǔ)層巖心孔隙度分布范圍為3.5%～26.3%，其中儲(chǔ)層部位巖心有效孔隙度為13.0% ～24.5%，集中分布在14% ～24%，平均為16.5% ～19.6%。空氣滲透率為1×10-3～2 602×10-3μm2，平均為 99 ×10-3～297 ×10-3μm2，為中低孔、中低滲儲(chǔ)層，有利儲(chǔ)集砂體類型為水下分流河道和河口壩。

南堡3號(hào)構(gòu)造Es1段主要受來自南部物源的辮狀河三角洲沉積體系，沉積微相主要為水下分流河道和河口壩，發(fā)育交錯(cuò)層理和遞變韻律層理，鉆井取心物性水下分流河道砂體的平均孔隙度為13.1%，平均滲透率為 186×10-3μm2，砂體物性好。因此，南堡3號(hào)構(gòu)造南部有利儲(chǔ)集相帶應(yīng)以尋找辮狀河三角洲水下分流河道砂體為主。

2 中深層巖性油氣藏分布規(guī)律

南堡凹陷內(nèi)發(fā)育拾場、曹妃甸、林雀和柳南等生烴次洼，油源條件優(yōu)越。經(jīng)歷多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，發(fā)育了4個(gè)大的不整合面，這種多旋回性為中深層發(fā)育巖性圈閉提供條件。物源主要來自南北兩大沉積體系控制，扇三角洲、辮狀河三角洲前緣砂體發(fā)育，深切至沙河街組油源斷層形成了良好的油氣疏導(dǎo)體系，具備形成構(gòu)造-巖性油藏的地質(zhì)條件。

南堡4號(hào)構(gòu)造被曹妃甸生烴次洼和林雀生烴次洼所挾持，油源條件優(yōu)越;經(jīng)歷多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，這種多旋回性為中深層發(fā)育巖性圈閉提供條件;物源主要來自高柳—柏各莊扇三角洲沉積體系控制，扇三角洲前緣砂體發(fā)育，深切至沙河街組油源斷層形成了良好的油氣疏導(dǎo)體系，南堡4號(hào)構(gòu)造具備形成構(gòu)造-巖性油藏的沉積與構(gòu)造背景，是南堡凹陷下步中深層勘探的重點(diǎn)區(qū)帶。

南堡凹陷北部地區(qū)巖性圈閉縱向上主要發(fā)育在沙河街組地層中，高柳地區(qū)Es3段在縱向上經(jīng)歷了構(gòu)造掀斜的演化歷程，為巖性油氣藏形成提供了有利構(gòu)造背景;而沙一段底部壓力降低方向正指向了拾場次洼斜坡帶，說明油氣通過運(yùn)移可為拾場次洼斜坡帶發(fā)育的巖性體提供充足油源。

南堡凹陷南部地區(qū)巖性圈閉主要發(fā)育在南堡3號(hào)構(gòu)造帶上，從構(gòu)造背景來看，南堡3號(hào)構(gòu)造緊鄰曹妃甸次洼，油氣來源充足，同時(shí)受到了多期多物源供給，使得儲(chǔ)集砂體縱、橫向疊置分布生油洼陷及構(gòu)造帶主體。深大斷裂的發(fā)育，有利于形成構(gòu)造-巖性油氣藏和斜坡部位發(fā)育巖性-地層油氣藏。

南堡凹陷4號(hào)構(gòu)造、高北地區(qū)及南堡3號(hào)構(gòu)造具備形成巖性油氣藏的有利條件，是下一步巖性油藏勘探的潛力方向。

3 結(jié)論

(1)南堡凹陷高北地區(qū)沙河街組時(shí)期在縱向上經(jīng)歷了一個(gè)先期沉降、后期掀斜的構(gòu)造演化歷程，為巖性油氣藏形成提供了有利的構(gòu)造背景;南堡4號(hào)構(gòu)造發(fā)育4個(gè)大的不整合面，地層分布受到地層削蝕和地層超覆的控制，為巖性地層圈閉的發(fā)育提供了有利的沉積背景;南堡3號(hào)構(gòu)造南部斜坡受坡折帶影響，具備發(fā)育巖性圈閉的沉積背景。

(2)南堡凹陷發(fā)育來自北部多向物源形成的扇三角洲和南部物源形成的辮狀河三角洲沉積，多期扇體或三角洲沉積的疊置使得儲(chǔ)集砂體縱、橫向疊置分布于構(gòu)造斜坡帶，為巖性油氣藏的形成提供了物源。

(3)北部物源的優(yōu)勢儲(chǔ)集相帶為扇三角洲前緣水下分流河道和河口壩，南部物源為辮狀河三角洲前緣辮狀水道和河口壩砂體，這種優(yōu)勢相帶的存在為中深層巖性油氣藏形成提供良好的儲(chǔ)集條件。

(4)受有利沉積背景、充足的多期沉積物供給和優(yōu)勢儲(chǔ)集砂體的分布影響，高北地區(qū)構(gòu)造掀斜形成的巖性圈閉、4號(hào)構(gòu)造不整合接觸形成的巖性地層圈閉以及南堡3號(hào)構(gòu)造坡折形成的巖性圈閉，是南堡凹陷下一步巖性油氣藏勘探重要的勘探領(lǐng)域。

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