東營(yíng)凹陷新近系館陶組油氣成藏條件分析

王 偉

（中國(guó)石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營(yíng) 257015）

東營(yíng)凹陷新近系館陶組油氣成藏條件分析

王 偉

（中國(guó)石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營(yíng) 257015）

勝利油區(qū)新近系河流相廣泛發(fā)育，儲(chǔ)藏了豐富的油氣資源。通過(guò)對(duì)比分析東營(yíng)凹陷和沾化凹陷館陶組地層的沉積、構(gòu)造背景、油氣生成和運(yùn)聚條件，探討了兩個(gè)凹陷館陶組油氣成藏潛力的差異，認(rèn)為受盆地構(gòu)造沉降影響，沾化凹陷可容空間變化較東營(yíng)凹陷大，從而造成沾化凹陷館陶組水體較深、地層較厚，砂體非均質(zhì)性強(qiáng)。由于古近系時(shí)期沾化凹陷斷裂系統(tǒng)發(fā)育較東營(yíng)凹陷弱，成藏圈閉相對(duì)較少，大部分的油氣通過(guò)砂體、不整合面、斷層以網(wǎng)毯的方式運(yùn)聚到館陶組地層中，從而形成了凹陷內(nèi)館陶組大型油氣藏。最后預(yù)測(cè)了東營(yíng)凹陷館陶組有利勘探區(qū)帶。

河流相；網(wǎng)毯式成藏；新近系；東營(yíng)凹陷；巖性圈閉

隨著油氣田開(kāi)發(fā)的不斷深入，濟(jì)陽(yáng)凹陷整體的勘探程度已經(jīng)較高。新近系館陶組的資源量占整個(gè)濟(jì)陽(yáng)凹陷資源量的25%左右［1］，其中沾化凹陷占探明地質(zhì)儲(chǔ)量的2／3，但在東營(yíng)凹陷中，只占探明地質(zhì)儲(chǔ)量的8%左右。從絕對(duì)的量［2］上來(lái)看，沾化凹陷新近系館陶組的探明地質(zhì)儲(chǔ)量是東營(yíng)凹陷的6倍多。東營(yíng)凹陷東部地區(qū)勘探程度相對(duì)較低，特別是館陶組地層的油氣勘探一直沒(méi)有大的突破，而臨近的沾化凹陷中的孤東、孤島、埕東油田館陶組均為主力產(chǎn)油層。筆者試圖通過(guò)分析對(duì)比兩個(gè)凹陷沉積、構(gòu)造和油氣成藏條件探討東營(yíng)凹陷館陶組的油氣成藏潛力，為油區(qū)勘探提供借鑒。

1 沉積特征

河流相廣泛發(fā)育在我國(guó)中－新生代陸相含油氣盆地中，特別是湖盆萎縮，進(jìn)入沖積平原發(fā)育階段，以河流相沉積為主。古近系沉積后，地殼上升遭受剝蝕，喜山運(yùn)動(dòng)?xùn)|營(yíng)期二幕，濟(jì)陽(yáng)坳陷館陶組整體下降接受沉積。

館陶組地層下粗上細(xì)，上下二分。館陶組沉積早期，濟(jì)陽(yáng)坳陷北高南低，北部的埕寧隆起為高山區(qū)，南部的魯西隆起略低，中部的義和莊、陳家莊、濱縣、青坨子等地為低山丘陵區(qū)。受區(qū)域構(gòu)造沉降影響，濟(jì)陽(yáng)坳陷大部分地區(qū)發(fā)育河流相沉積。坳陷內(nèi)的物源主要來(lái)自埕寧隆起和濰北山區(qū)［3－7］，北部地區(qū)的沾化凹陷主要發(fā)育山麓－洪積相，義和莊凸起至青城凸起附近由于位置相對(duì)較高不發(fā)育。東營(yíng)凹陷西北側(cè)的墾東－青坨子凸起也提供部分物源［5］，發(fā)育沖積扇沉積。此外沾化凹陷和東營(yíng)凹陷的深洼地帶有部分季節(jié)性的淺湖存在，凹陷內(nèi)的開(kāi)闊地帶發(fā)育沖積平原，河流廣布（圖1A）。

圖1 濟(jì)陽(yáng)坳陷館陶組沉積模式

館陶組沉積末期，隨著構(gòu)造持續(xù)沉降，可容空間變小，水體變淺，東營(yíng)凹陷中部的低山丘陵變?yōu)槠降?，廣泛接受河流沉積。山前沖積帶范圍縮小，河流展布范圍擴(kuò)大，地形高差變小，丘陵區(qū)被河流和河漫灘沉積覆蓋。由館下段的網(wǎng)狀河、辯狀河逐漸演變成區(qū)域上的曲流河，河道范圍寬廣，橫向延伸范圍大，但主河道不明顯，水深也較淺（圖1B）。此時(shí)東營(yíng)凹陷已經(jīng)沒(méi)有湖泊的存在。但沾化凹陷由于構(gòu)造沉降幅度較大，此時(shí)水體仍較深［8］，甚至在局部依然發(fā)育淺湖沉積［9］。

從整個(gè)濟(jì)陽(yáng)坳陷看，凹陷區(qū)地層厚度較大，凸起處較薄。沾化凹陷東北部地層厚度達(dá)1 000 m以上，是濟(jì)陽(yáng)坳陷館陶組的沉降和沉積中心［2－7］，西南部館陶組地層較薄，向凹陷東北方向逐漸變厚，孤東－埕北一帶最厚可達(dá)1 000 m以上，顯示該帶為主要的物源方向。同時(shí)，由于沾化凹陷是該時(shí)期的沉積和沉降中心，加之其靠近物源區(qū)，造成凹陷內(nèi)的館陶組沉積地層較東營(yíng)凹陷厚。

地層沉積厚度的差異可能是影響油氣成藏的因素之一，較厚的地層可以形成更有效的儲(chǔ)蓋組合，也更有利于油氣的運(yùn)移和保存。部分取心井河道砂體巖心的物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表明，東營(yíng)凹陷和沾化凹陷館陶組相同深度段（1 100～1 500 m）儲(chǔ)層物性（表1）大致相同。這表明雖然兩個(gè)凹陷館陶組沉積物源有所區(qū)別，但由于埋深相近，儲(chǔ)層物性參數(shù)類(lèi)似。沉積的影響主要體現(xiàn)在凹陷內(nèi)地層厚度和在可容空間影響下沉積相帶的差異。

表1 勝利油區(qū)各區(qū)塊館陶組河道砂體儲(chǔ)層物性參數(shù)

2 構(gòu)造演化和發(fā)育特征

濟(jì)陽(yáng)凹陷是燕山運(yùn)動(dòng)以來(lái)形成和發(fā)展起來(lái)的箕狀斷塊盆地［3－11］，由于一直處于張扭性壓力場(chǎng)中，在差異陷落作用下，凹陷陡?jìng)?cè)和凸起分割的邊界斷層異?；钴S，基底落差大，大部分?jǐn)鄬又列陆的┢诓磐Ｖ够顒?dòng)。

由于印支期燕山運(yùn)動(dòng)抬起成山，濟(jì)陽(yáng)坳陷古生界－中生界地層遭受剝蝕。新近系構(gòu)造是在古生界－中生界古地形高點(diǎn)、潛山背景上發(fā)育起來(lái)的超覆于老地層之上的披覆構(gòu)造。館陶組沉積時(shí)期，渤海灣進(jìn)入坳陷階段，一些地區(qū)有基性巖漿噴發(fā)［2，6］。

沾化凹陷構(gòu)造演化經(jīng)歷了從早中生代至晚中生代的反傾塊斷、古近系盆傾斷陷和新近系整體坳陷3個(gè)發(fā)展階段。強(qiáng)烈拉張運(yùn)動(dòng)作用下，古近系斷層開(kāi)始活動(dòng)，凹陷進(jìn)入斷陷期。東營(yíng)組沉積末期，抬升作用使得潛山頂部重新暴露剝蝕，新近系斷層活動(dòng)減弱，進(jìn)入坳陷下沉階段，館陶組超覆沉積于潛山之上。沾化凹陷新近系構(gòu)造帶缺乏大型斷裂伴生構(gòu)造帶，多分布在凹陷邊緣，潛山披覆構(gòu)造分布在凹陷內(nèi)部至邊緣部位，規(guī)模較大。如孤島油田館陶組新近系潛山披覆構(gòu)造位于孤北和孤南洼陷之間，下部為古生界－中生界潛山帶。

開(kāi)闊的東營(yíng)凹陷是斷陷期濟(jì)陽(yáng)坳陷內(nèi)拉張量最大的盆地，造成了凹陷以大型古近系－新近系構(gòu)造帶為主的特征，構(gòu)造帶分布在凹陷內(nèi)部，潛山披覆構(gòu)造分布在凹陷邊緣，規(guī)模較小。從斷裂發(fā)育程度來(lái)講，東營(yíng)凹陷斷裂系統(tǒng)復(fù)雜，基底和古近系的斷裂至新近系仍有大規(guī)模的發(fā)育［10］，導(dǎo)致館陶組時(shí)期的油氣成藏環(huán)境被破壞；而沾化凹陷新近系構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，加之地層沉積厚度大，對(duì)來(lái)自下覆地層和自生油氣能夠形成有效的遮擋成藏。因此對(duì)于東營(yíng)凹陷來(lái)講，勘探的重點(diǎn)應(yīng)該是在摸清沉積背景之上的巖性油氣藏。

此外，濟(jì)陽(yáng)坳陷構(gòu)造演化的差異性導(dǎo)致了內(nèi)部各凹陷的沉降和沉積歷史的差異，古近系－新近系沉積早期，沾化凹陷的構(gòu)造沉降量遠(yuǎn)大于東營(yíng)凹陷［2，6］。這就造成了前者的可容空間變化速率較后者大，從而間接影響凹陷內(nèi)沉積相特別是河道砂體的展布。從理論上來(lái)講，沾化凹陷的館陶組河道疊置程度要較東營(yíng)凹陷小，儲(chǔ)層非均質(zhì)性更強(qiáng)一些，但同時(shí)也造就了其更好的油氣截留性能和網(wǎng)毯式成藏的特征。

3 油氣運(yùn)聚和成藏

濟(jì)陽(yáng)坳陷共有6套烴源巖系［2］：上古生界的石炭－二疊系、中生界和古近系的孔店組－沙四下亞段、沙四上亞段、沙三段、沙一段。在東營(yíng)凹陷內(nèi)主要是沙四上亞段和沙三段兩套有效油源巖。沾化凹陷存在沙四上、沙三下－沙三中、沙一段三套優(yōu)質(zhì)烴源巖，構(gòu)成了“一源多藏”和“多源一藏”復(fù)式生烴系統(tǒng)［3－11］。

油氣的運(yùn)聚同地層水的分布有一定的聯(lián)系［4－11］，燕山運(yùn)動(dòng)二幕使地臺(tái)背景解體，大規(guī)模的火山噴發(fā)和火山巖充填加速了第三系煤系地層的熱演化，而后經(jīng)過(guò)喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)作用，區(qū)域隆起、沉積間斷。東營(yíng)組沉積后經(jīng)歷了一千多萬(wàn)年的沉積間斷后，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)趨緩，湖盆下降與整個(gè)渤海灣地區(qū)連為一體，古近系形成的斷陷湖盆擴(kuò)大為坳陷湖盆，結(jié)束了凸凹相見(jiàn)的構(gòu)造格局，新近系館陶組地層為統(tǒng)一的含水巖系［2］。館陶組含水巖層的地層水基本全為CaCl2型水，只在坳陷南北邊緣地區(qū)出現(xiàn)NaHCO3型水（南部金家地區(qū)，北部義北、埕東、孤東）。館陶組地層水總礦化度較低，東營(yíng)凹陷10～20 g／L，沾化凹陷10～30 g／L，高礦化度地層水分布區(qū)均為地下水滯留區(qū)，由于地下水由四周向此匯集，必然把分散的油氣帶來(lái)在適宜條件下聚集形成油氣藏，總體來(lái)說(shuō)從凹陷邊緣到中心礦化度逐漸升高。

由于兩個(gè)凹陷有著類(lèi)似的區(qū)域沉積和構(gòu)造熱演化背景，烴源巖的差異并不是造成館陶組地層在不同地區(qū)富集程度不一的主要原因，因此油氣生成之后的運(yùn)移和聚集是主要的影響因素。而影響油氣運(yùn)聚的主要條件是斷裂系統(tǒng)、儲(chǔ)層和圈閉，前已述及，特殊的沉積背景使得沾化凹陷的砂體非均質(zhì)性更強(qiáng)，從而可以截留從下覆地層逸散來(lái)的油氣；而由于其古近系構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)東營(yíng)凹陷弱，下部地層有效的斷塊圈閉較東營(yíng)凹陷也少，造成了來(lái)自下部烴源巖的油氣更有可能沿著斷層或者運(yùn)移通道進(jìn)入到館陶組地層中（圖2A）。這也可以解釋東營(yíng)凹陷古近系的探明儲(chǔ)量占資源量的比例較沾化凹陷大的現(xiàn)象，顯然下部地層中儲(chǔ)存的油氣多了，上部地層中的油氣自然就少（圖2B）。

油氣生成、運(yùn)移和構(gòu)造帶在空間和時(shí)間上形成良好的配置關(guān)系，是油氣富集的主要因素。沾化凹陷內(nèi)的古近系烴源巖生成的油氣通過(guò)向斷層、斷層間的連通砂體和不整合面進(jìn)行階梯式橫向運(yùn)移和側(cè)向運(yùn)移，進(jìn)入館陶組成藏（圖2A）。在斷層不發(fā)育的部位，烴源巖生成的油氣以沿砂體和不整合面的上傾方向側(cè)向運(yùn)移為主，然后再沿?cái)鄬哟瓜蜻\(yùn)移至館陶組儲(chǔ)層。這個(gè)垂向充注可能不是一次完成的，而是隨著斷層的活動(dòng)逐漸上升，也可能先通過(guò)斷層進(jìn)行垂向運(yùn)移進(jìn)入砂體后再側(cè)向運(yùn)移向四周擴(kuò)散或垂向運(yùn)移進(jìn)入圈閉成藏。晚期生成的油氣則可能直接沿大斷層直接運(yùn)移至館陶組儲(chǔ)層砂層中，進(jìn)而運(yùn)移至高部位匯聚成藏，具有典型的網(wǎng)毯匯聚特征。

圖2 沾化凹陷（A）和東營(yíng)凹陷（B）油氣成藏模式

油氣沿著斷裂、地層層面、斷層面、不整合面由洼陷中心向邊緣運(yùn)移。大斷層是油氣運(yùn)移的主要通道，特別是靠近凸起部位，發(fā)育新近系潛山披覆構(gòu)造，為有利的油氣聚集帶。新近系潛山披覆構(gòu)造，如孤島、埕東、義東、孤東等地區(qū)，凸起周?chē)谐渥愕挠蜌鈦?lái)源和長(zhǎng)期活動(dòng)的斷層，是油氣聚集的有利地帶。

4 討論

墾東－青坨子地區(qū)位于東營(yíng)凹陷和沾化凹陷鄰接部位，目前東營(yíng)凹陷大部分地區(qū)認(rèn)識(shí)程度較高，只有東部邊緣的青西－青南和青東地區(qū)是凹陷內(nèi)勘探程度較低的地區(qū)，至今已鉆探探井十余口，除青5、青6見(jiàn)油氣顯示，永21獲工業(yè)氣流外，其他井均落空，多年的勘探該區(qū)一直沒(méi)有大的進(jìn)展。沾化凹陷內(nèi)的墾東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)館上段河道砂構(gòu)造－巖性油藏。

墾東－青坨子地區(qū)有與孤島潛山批覆構(gòu)造相類(lèi)似的構(gòu)造背景，其基底為中、古生界地層組成的潛山凸起，館陶組地層批覆在潛山凸起之上。周邊緊鄰富林、青東、青南等生油洼陷，成藏條件較為優(yōu)越，勘探前景廣闊，從目前認(rèn)識(shí)來(lái)看，該區(qū)應(yīng)具有一定規(guī)模的儲(chǔ)量，可能發(fā)育披覆油藏、超覆油藏、巖性－構(gòu)造油藏和巖性油氣藏，其中墾東凸起已經(jīng)由先期勘探證實(shí)為“網(wǎng)毯成藏”的油氣藏。而青6井鉆遇館陶組3.6 m油水同層，錄井解釋2層4 m油斑粗砂巖，這表明青坨子地區(qū)館陶組也具有一定的勘探潛力。

由于東營(yíng)凹陷古近系發(fā)育的油氣逃逸天窗不像沾化凹陷那么多，未被古近系地層截留的生油凹陷中的油氣可以沿斜坡帶不整合面、斷層運(yùn)移，在凸起高部位遇到淺層斷裂進(jìn)入上部?jī)?chǔ)層的有利部位聚集，形成巖性油氣藏和構(gòu)造－巖性油氣藏。由于天然氣的逸散能力較油強(qiáng)，東營(yíng)凹陷館陶組可能存在大量的巖性氣藏。

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編輯：吳官生

TE112.3

A

1673－8217（2012）03－0028－04

2011－10－10；改回日期：2011－11－23

王偉，碩士，工程師，1981年生，2003年大學(xué)畢業(yè)，現(xiàn)主要從事地質(zhì)研究和油氣藏勘探開(kāi)發(fā)工作。

中國(guó)石化勝利油田分公司科研項(xiàng)目“陸相斷陷盆地油氣成藏機(jī)理與評(píng)價(jià)方法研究”（06370502000045）。