濟陽坳陷潛山油氣分布規(guī)律及富集樣式

趙凱 ，蔣有錄 ，胡洪瑾 ，趙京增 ，劉凱

（1.中國石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580；2.中國石化勝利油田分公司濱南采油廠，山東 濱州 256600）

濟陽坳陷相繼發(fā)現(xiàn)義和莊、墾利、埕東、陳家莊等多個潛山油田，共鉆遇潛山探井700余口，累計探明石油地質(zhì)儲量 2.1×108t，展現(xiàn)出良好的潛山勘探潛力［1］。然而，濟陽坳陷潛山油氣藏具有埋藏較深、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成藏要素多變等特征，勘探難度日益增大［2］。前人對典型潛山油氣藏的構(gòu)造演化歷史、潛山內(nèi)幕儲層發(fā)育和潛山圈閉風險評價等方面開展了大量研究［3］，但對濟陽坳陷潛山油氣藏宏觀分布規(guī)律和富集樣式分類的研究較少，而探討該問題有助于選擇有利靶區(qū)并提高潛山油藏的勘探成效。本文立足于濟陽坳陷潛山勘探實踐，從油氣分布規(guī)律入手，對濟陽坳陷潛山油氣富集樣式進行分類研究，并從油氣來源、儲-蓋組合、輸導(dǎo)條件等方面對不同富集樣式的成藏要素進行剖析，明確不同類型潛山油氣成藏的主控因素，以期為濟陽坳陷潛山深化勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

濟陽坳陷位于渤海灣盆地東南部，是一個北斷南超的斷-坳復(fù)合型盆地，面積約25 500 km2，自南而北發(fā)育東營、惠民、沾化、車鎮(zhèn)4個凹陷及眾多次一級的洼陷，各洼（凹）陷被凸起帶所分隔，形成了“凹凸相間”的構(gòu)造格局（見圖1）。

濟陽坳陷潛山內(nèi)幕地層由太古界、古生界和中生界組成，主要儲集空間為次生孔隙、裂縫及溶洞［4］。潛山頂部被新生界超覆，古近系泥巖沉積為區(qū)域性蓋層。潛山油氣主要來源于古近系沙河街組烴源巖，油氣通過油源斷層、不整合和裂縫所組成的有效輸導(dǎo)體系，從烴源巖中發(fā)生側(cè)向或垂向運移，至潛山內(nèi)部儲層中聚集成藏［5］。

圖1 濟陽坳陷構(gòu)造單元與潛山油氣分布

2 潛山油氣分布規(guī)律

受多期構(gòu)造運動的控制，加之受基底斷層產(chǎn)狀、活動期次及活動規(guī)模的影響，濟陽坳陷發(fā)育多組不同走向的潛山帶（見圖1）。其中：北東向潛山帶埋藏相對較深，頂部多被古近系覆蓋，基底斷層停止活動較早，該類潛山帶主要分布在惠民凹陷、車鎮(zhèn)凹陷和東營凹陷；與之相比，北西向潛山帶埋藏較淺，頂部多由新近系所覆蓋，基底斷層十分發(fā)育，活動時間長且劇烈，有利于油氣沿斷層向潛山運移，該類潛山帶主要分布在沾化凹陷。受不同類型潛山帶差異分布的影響，濟陽坳陷潛山油氣在平面和縱向上也具有一定的分布規(guī)律。

2.1 平面分布差異

濟陽坳陷不同凹陷在潛山油氣富集程度上存在很大差異，潛山油氣藏分布于沾化、車鎮(zhèn)和東營凹陷，而在惠民凹陷尚無發(fā)現(xiàn)。其中：沾化凹陷潛山油氣富集程度最高，至今已發(fā)現(xiàn)1.083×108t；車鎮(zhèn)凹陷富集程度次之，已探明 0.603×108t；東營凹陷探明儲量0.323×108t。分析表明，潛山油氣分布差異性與不同地質(zhì)時期的構(gòu)造疊加作用相關(guān)。濟陽坳陷中生代北西向斷層展布特征決定了盆地基底形態(tài)，新生代北東向斷層在此基礎(chǔ)上疊加改造，使得北部的沾化、車鎮(zhèn)凹陷更易形成潛山構(gòu)造，而東營和惠民凹陷潛山構(gòu)造發(fā)育較差，進而在一定程度上控制了潛山油氣藏的平面分布。

從分布部位上來說，濟陽坳陷潛山油藏主要在隆起帶富集，陡坡帶和緩坡帶次之，洼陷帶不富集。以沾化凹陷為例，隆起帶潛山儲量1.047×108t，陡坡帶潛山儲量 0.019×108t，緩坡帶潛山儲量 0.018×108t。 不同凹陷各構(gòu)造帶潛山儲量所占比例有所差異，但趨勢相似。

2.2 縱向分布差異

濟陽坳陷潛山油氣藏主要富集于太古界、古生界和中生界3套地層中。其中：以古生界最為富集，探明儲量約1.624×108t；太古界富集程度次之，探明儲量約0.328×108t；中生界探明儲量相對較低，約為0.173×108t。東營凹陷潛山油氣主要富集于太古界和古生界，沾化凹陷太古界、古生界和中生界均有油氣分布，車鎮(zhèn)凹陷潛山油氣富集于古生界和中生界。自南向北，濟陽坳陷潛山油氣縱向富集層系具有逐漸變淺的規(guī)律。

3 潛山油氣富集樣式

濟陽坳陷北斷南超的構(gòu)造格局將凹陷劃分為隆起帶、陡坡帶、洼陷帶、洼中隆起帶、緩坡帶等不同的結(jié)構(gòu)單元［6］，根據(jù)各地質(zhì)結(jié)構(gòu)單元與潛山油氣藏發(fā)育位置的匹配關(guān)系，結(jié)合已探明潛山油氣分布特征，將濟陽坳陷潛山油氣富集樣式劃分為隆起型、陡坡型和緩坡型3類。其中：隆起型富集樣式根據(jù)隆起帶的級別可劃分為凹間隆起型和洼間隆起型，因為這2種亞類具有相似的潛山成藏特征，本文不再分開討論；緩坡型富集樣式根據(jù)油藏發(fā)育位置和形態(tài)可以進一步劃分為緩坡斷控型和緩坡殘丘型（見圖2）。

圖2 濟陽坳陷潛山油氣富集樣式分類

3.1 隆起型

該類富集樣式發(fā)育于各凹（洼）陷之間的基巖古隆起帶，位于控凹斷裂的上升盤，主要形成風化殼油氣藏和內(nèi)幕油氣藏。這類富集樣式的成藏條件為：油氣來源于古近系烴源巖，多洼供烴；控凹斷層在成藏期活動性強，油氣輸導(dǎo)方式為以斷層為主、不整合面為輔；油氣主要富集在油源斷層附近的優(yōu)質(zhì)儲層中；東營組為區(qū)域性蓋層，普遍受到斷層破壞和抬升剝蝕的影響。

濟陽坳陷大多數(shù)潛山油氣藏均屬于該類富集樣式，包括埕島潛山、墾東潛山、義和莊潛山和孤島潛山等，本文以埕島潛山為例進行剖析（見圖3）。埕島潛山位于濟陽坳陷東北部，被埕北、渤中和黃河口等多個生烴凹陷所環(huán)繞，多層系、多洼陷的油源供給能夠為埕島潛山提供充足的油源條件［7］。埕島地區(qū)發(fā)育埕北斷層、埕北20斷層、埕北30斷層等多條油源斷層，活動時間長且劇烈，油氣主要通過斷層輸導(dǎo)，并富集于油源斷層附近的潛山儲層中［8］。埕島潛山發(fā)育東營組泥巖、中生界碳質(zhì)泥巖和古生界致密碳酸鹽巖等多套蓋層，其中東營組泥巖為區(qū)域性蓋層，受抬升剝蝕作用在局部區(qū)域形成“天窗”，使?jié)撋絻优c館下段的砂礫巖體直接接觸，能夠造成潛山油氣逸散。埕島潛山已探明油氣藏全部分布在發(fā)育良好蓋層的地區(qū)，但在蓋層嚴重剝蝕區(qū)無油氣分布，證明蓋層條件對該類富集樣式具有重要控制作用。

圖3 埕島潛山隆起型富集樣式

3.2 陡坡型

該類富集樣式發(fā)育于古隆起邊緣，且發(fā)育一系列擠壓褶皺，通常形成滑脫潛山構(gòu)造，與斷層組合形成良好的圈閉條件。該類富集樣式的成藏條件為：油氣來源于古近系烴源巖，單洼近源供烴；油氣以側(cè)向運移為主，垂向運移為輔，主要沿斷面和不整合面進入儲層；儲集條件受構(gòu)造作用控制明顯，距離斷層距離越近，儲層發(fā)育越好；區(qū)域性蓋層為上覆穩(wěn)定沉積的沙三—沙四段泥巖。

濟陽坳陷富臺潛山和孤北潛山油氣藏均屬于該類富集樣式，本文以富臺潛山為例進行剖析（見圖4）。富臺潛山位于車鎮(zhèn)凹陷埕南斷裂帶的下降盤，油氣來源于車西洼陷沙河街組烴源巖，為單洼近源供烴［9］。研究區(qū)發(fā)育埕南斷層及一系列次級伴生斷層，與不整合面組成復(fù)雜的輸導(dǎo)系統(tǒng)［10］。富臺潛山油氣主要分布在油氣優(yōu)勢運移路徑上，在遠離運移路徑的地區(qū)富集程度較低。儲層發(fā)育特征也是制約富臺潛山油氣富集程度的重要因素。以車古20井和車古201井為例，兩者具有相似的油氣輸導(dǎo)條件，但車古201井位于斷層附近，縫洞發(fā)育好，油氣富集程度明顯高于因遠離斷層而儲集條件較差的車古20井。由此可見，對于該類富集樣式，有效的輸導(dǎo)體系和儲集條件互為促進、缺一不可。

圖4 富臺潛山陡坡型富集樣式

3.3 緩坡型

該類富集樣式主要發(fā)育于凹陷緩坡帶，是深洼帶與凸起帶的過渡區(qū)域，地勢較緩，構(gòu)造規(guī)模較小，通常位于生烴門限以上。根據(jù)圈閉類型的不同，又可細分為斷控型和殘丘型2個亞類富集樣式。

3.3.1 緩坡殘丘型

緩坡殘丘型富集樣式的特點是：離生烴洼陷相對較遠，遠源供烴；烴源巖生成的油氣首先通過斷層縱向運移，到達不整合面之后通過不整合面進行遠距離的運移，并在不整合面之下的局部高點聚集成藏；在油氣源充足的條件下，當油氣充滿潛山圈閉后，會沿著不整合面繼續(xù)運移至下一個圈閉聚集成藏。

緩坡殘丘型富集樣式以東營凹陷草橋潛山為例（見圖5）。草橋潛山位于東營凹陷南斜坡，油氣來自博興洼陷和牛莊洼陷的沙三、沙四段烴源巖［11］，以側(cè)向遠源運移為主，以不整合面和石村斷層作為主要運移通道。儲層遭多次風化淋濾，形成多期巖溶帶，儲集物性較好。研究表明，由于運移距離較遠，制約草橋潛山油氣成藏的關(guān)鍵問題是油源和有效輸導(dǎo)體系［12］。研究區(qū)草古118井圈閉距離油源最近，優(yōu)先成藏，該圈閉充滿后油氣溢出向二排山的草古1井和三排山的草古100井潛山圈閉繼續(xù)充注。若油源充足，運移方向上所有圈閉都可以充滿。

3.3.2 緩坡斷控型

緩坡斷控型富集樣式的特點是：離生烴洼陷相對較遠，遠源供烴；缺乏直接連通烴源巖與潛山儲層的油源斷層，油氣運移距離長，主要通過砂體-斷層-不整合構(gòu)成的復(fù)合輸導(dǎo)體系進行運移，最終由不整合面向潛山供油成藏；與緩坡殘丘型富集樣式不同的是，反向斷層控制下的局部高點是該類富集樣式油氣聚集的有利地區(qū)。

圖5 草橋潛山緩坡殘丘型富集樣式

車古53潛山位于車鎮(zhèn)凹陷車西地區(qū)南部緩坡帶（見圖6），發(fā)育一系列順向盆傾斷層，形成了曹家莊斷階帶由北向南逐級抬升的構(gòu)造格局。其油氣來自于車西洼陷沙河街組烴源巖［13-17］，油氣通過斷-砂復(fù)合輸導(dǎo)體系，運移至古生界與新生界之間的不整合后，沿不整合面?zhèn)认蜻\移至潛山中聚集成藏。當油氣充滿低位潛山圈閉（車古53井圈閉）后，可沿不整合面溢出并繼續(xù)運移至高位圈閉（車古56井圈閉）聚集成藏。與緩坡殘丘型富集樣式類似，生烴洼陷的供烴能力和有效輸導(dǎo)體系共同決定該類富集樣式潛山油氣的成藏規(guī)模。

圖6 車古53潛山緩坡斷控型富集樣式

4 結(jié)論

1）濟陽坳陷潛山油氣藏主要分布于沾化凹陷、車鎮(zhèn)凹陷和東營凹陷，以隆起帶最為富集，其次為陡坡帶和緩坡帶；縱向上，濟陽坳陷潛山油氣以古生界最為富集，太古界次之，中生界富集程度相對較低；自南向北，油氣縱向富集層系具有逐漸變淺的規(guī)律。

2）濟陽坳陷潛山富集樣式可以概括為隆起型富集樣式、陡坡型富集樣式和緩坡型富集樣式3類。不同樣式潛山油氣富集主控因素存在差異：蓋層條件對隆起型潛山油氣的富集具有重要影響，儲層條件與有效輸導(dǎo)體系的匹配共同控制了陡坡型潛山油氣的富集，油源條件及有效輸導(dǎo)體系的存在共同決定著緩坡型潛山油氣的成藏規(guī)模。

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