梯級(jí)堤壩與斜坡帶復(fù)雜斷塊油藏勘探——以泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶王集鼻狀構(gòu)造為例

彭國(guó)力，劉 鵬，李朝勇，李 謳

（中國(guó)石化河南油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南南陽(yáng) 473132）

梯級(jí)堤壩與斜坡帶復(fù)雜斷塊油藏勘探
——以泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶王集鼻狀構(gòu)造為例

彭國(guó)力，劉 鵬，李朝勇，李 謳

（中國(guó)石化河南油田分公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南南陽(yáng) 473132）

王集鼻狀構(gòu)造位于泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶中段，主要油藏類型為斷鼻斷塊油藏和斷層加巖性油藏，古斜坡背景上的鼻狀構(gòu)造是油氣主要聚集區(qū)，斷層是油氣成藏主要控制因素，“梯級(jí)堤壩”是油氣運(yùn)聚主要模式，精細(xì)解釋斷層，落實(shí)斷塊圈閉是主要勘探方法和手段。

斜坡帶；斷層封堵性，梯級(jí)堤壩，斷鼻斷塊油藏

泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶是一個(gè)同生古斜坡，面積約500 km2，在南部?jī)山M邊界大斷裂持續(xù)活動(dòng)形成的張扭應(yīng)力場(chǎng)作用下，在斜坡背景上發(fā)育了多個(gè)被不同走向斷層切割的鼻狀構(gòu)造，形成復(fù)雜的斷鼻、斷塊圈閉。環(huán)繞生油中心的古斜坡及斜坡背景上的鼻狀構(gòu)造、砂體、斷層共同控制著油氣的運(yùn)聚，區(qū)內(nèi)油藏類型以斷鼻、斷塊油藏為主，其次為斷層－巖性和地層不整合油藏。

1 古斜坡帶具有優(yōu)越的石油地質(zhì)條件

1.1 鄰近生油中心，烴源巖豐厚

泌陽(yáng)凹陷沉降與沉積中心一致［1］，凹陷主要斷陷期是古近紀(jì)核桃園組，沉積了一套巨厚的生油巖，主要為灰色泥巖和頁(yè)巖，有機(jī)碳最高達(dá)15%，平均約2%，干酪根主要為Ⅰ型和Ⅱ1型，除凹陷邊緣外，桃園組生油巖全部進(jìn)入了成熟階段［［2］，源巖生烴產(chǎn)率最高可達(dá)698 mg／（g·TOC），一般400 mg／（g·TOC），油源條件好。

1.2 物源眾多、砂體發(fā)育，運(yùn)聚條件良好

山高水深的古地理環(huán)境形成泌陽(yáng)凹陷物源豐富、砂體發(fā)育，具典型陸相伸展斷陷盆地的多物源、快速堆積的特征［2］。北斜坡發(fā)育了侯莊、王集、張廠、古城等一系列三角洲砂體。這些砂體呈收斂狀向凹陷中心延伸，與生油巖縱向上呈互層狀疊置，橫向上呈指狀呈接觸，砂層埋藏淺，膠結(jié)疏松，儲(chǔ)層物性好，不但為油氣向外運(yùn)移提供良好的輸導(dǎo)條件，又是良好的儲(chǔ)集層。

1.3 正向構(gòu)造發(fā)育，與砂體耦合并被斷層切割，為油氣提供良好的聚集場(chǎng)所

受邊界斷裂活動(dòng)控制，凹陷內(nèi)沉積蓋層的不均衡沉降和翹傾抬升，形成眾多規(guī)模不等的鼻狀構(gòu)造（自西向東發(fā)育有古城、付灣、楊樓、王集、新莊、大吳莊等鼻狀構(gòu)造），向深凹區(qū)傾沒(méi)，并被斷層不同程度復(fù)雜化，形成眾多的斷鼻、斷塊和斷層＋巖性圈閉，為油氣聚集提供良好的儲(chǔ)集場(chǎng)所［3］。

1.4 相對(duì)穩(wěn)定的單旋回閉塞凹陷，具有較好的油氣保存條件

泌陽(yáng)凹陷是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定繼承性、單旋回凹陷，勘探目的層為連續(xù)沉積，只是到了新近紀(jì)中晚期，凹陷整體回返上升，古近系地層不同程度遭受剝蝕，形成區(qū)域性的不整合面。而新近紀(jì)末期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)微弱，斷層活動(dòng)基本停止，沉積有200m左右粘土平蓋在古近系之上，形成良好的區(qū)域性蓋層，同時(shí)在淺層和邊緣區(qū)，部分油層遭受剝蝕氧化或水洗，形成稠油封堵。

1.5 成藏要素和成藏作用的時(shí)空耦合關(guān)系良好

首先，斜坡圈閉形成期早于深凹區(qū)有效烴源巖達(dá)到生烴高峰期；其次，斜坡帶砂體發(fā)育，多個(gè)砂體伸入深凹區(qū)烴源巖中，為油氣排出和運(yùn)移提供了極有利的輸導(dǎo)條件，為油氣大規(guī)模從源巖沿砂體向斜坡帶圈閉運(yùn)移聚集、形成油氣藏提供運(yùn)聚條件［4］。

2 構(gòu)造背景上的斷層為成藏主控因素

2.1 斷層控制圈閉的發(fā)生、發(fā)展、類型與展布

泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶為一個(gè)圓弧狀的向凹陷沉積沉降傾斜的古斜坡，其上發(fā)育的鼻狀構(gòu)造也均為向凹陷中心傾伏，來(lái)自北部的砂體也主要表現(xiàn)為由北部向中心延伸，在此背景上，斷層對(duì)圈閉的形成起到了重要的作用。古城鼻狀構(gòu)造的斷層主要為北傾走向北東東的正斷層，基本上是將鼻狀構(gòu)造橫切為多個(gè)斷鼻圈閉；王集地區(qū)發(fā)育北東向和北西向兩組斷層，主斷層北東向順切鼻狀構(gòu)造，次斷層北西向橫切鼻狀構(gòu)造，兩組斷層將該區(qū)切割為多個(gè)斷塊圈閉；新莊地區(qū)西部以北東向?yàn)橹鲾鄬?，東部以北西向?yàn)橹鲾鄬樱瑑山M斷層交匯于鼻狀構(gòu)造軸部，使得斷鼻圈閉多而幅度大。

2.2 斷層控制油氣富集成藏

北部斜坡鼻狀構(gòu)造形成較早，斷層的形成基本上是在廖莊組沉積末期，而油氣的大規(guī)模運(yùn)移又處于廖莊組沉積時(shí)期，斷層形成時(shí)間與油氣大規(guī)模運(yùn)移時(shí)間基本相當(dāng)，因而有利于油氣的運(yùn)移和聚集，而廖莊組沉積末期，區(qū)域性擠壓應(yīng)力作用，導(dǎo)致構(gòu)造回返，使鼻狀構(gòu)造幅度加大并最終定型，并形成“構(gòu)造抽吸”［5］。由于鼻狀構(gòu)造隆起的幅度和規(guī)模差異，特別是斷層與鼻狀構(gòu)造切割關(guān)系不同，其油氣富集程度也存在明顯的差異。如古城鼻狀構(gòu)造規(guī)模較大、隆起幅度較高，主斷層橫切鼻狀構(gòu)造，圈閉以斷鼻為主，所以，該區(qū)油藏高度、含油面積、儲(chǔ)量規(guī)模、儲(chǔ)量豐度也最大；而王集地區(qū)由于主斷層順切鼻狀構(gòu)造，主要圈閉類型為斷塊，次斷層封堵能力較差，所以，油藏高度、儲(chǔ)量豐度都較?。?］。

3 梯級(jí)堤壩運(yùn)聚是主要成藏模式

一條發(fā)源于高山的河流，流過(guò)崇山峻嶺，經(jīng)過(guò)不同高程上的攔河大壩，就形成大小不一、庫(kù)容量不等的水庫(kù)，這些分布在不同高程處的水壩就是梯級(jí)堤壩。

3.1 北東向斷層起“河堤”作用，限制油氣運(yùn)移方向

北部斜坡帶中段的王集新莊地區(qū)構(gòu)造特征為一寬緩的由北北東向南南西傾沒(méi)于深凹區(qū)的鼻狀構(gòu)造。主體部位處在兩組走向北偏東相向而傾斷層夾持的地塹內(nèi)，軸向北東，東南翼地層傾向南東，傾角較大；西北翼地層傾向南西，地層起伏較平緩；該區(qū)斷裂以北北東－北東－北東東走向的正斷層為主，斷層斷距一般較大（100～300m），延伸較長(zhǎng)（5～10 km），這一組正斷層在東部?jī)A向?yàn)楸蔽?，而西部的傾向?yàn)槟蠔|，多條正向正斷層相向順切王集鼻狀構(gòu)造，組合形成鼻狀隆起軸部一個(gè)規(guī)模較大的地塹（圖1）。平面上，這組斷層以鼻狀構(gòu)造的核部為中心呈平行或呈雁行式排列，向南可以伸入到深凹區(qū)生油中心區(qū)，向北延伸至柴莊、新莊地區(qū)，并且走向由北北東向逐漸變?yōu)楸睎|東，斷層間形成類似“胡同”的近平行排列的地塊。

圖1 王集地區(qū)東西向地震剖面

油氣從源巖排出后，先沿候莊砂體側(cè)向向王集鼻狀構(gòu)造軸部運(yùn)移，遇到北東向斷層后，油氣運(yùn)移方向發(fā)生改變，由發(fā)散狀改為向北東方向運(yùn)移，沿?cái)鄬蛹铀傧蛐虑f地區(qū)運(yùn)移，斷層在這里成為油氣側(cè)向運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道，又起“河堤”（類似于河堤控制河水流向）作用，限制油氣運(yùn)移路線。油氣主要沿?cái)鄬咏M成的“胡同”呈平行狀運(yùn)移，當(dāng)遇到適當(dāng)?shù)娜﹂]條件時(shí)，便聚集成藏，形成了王集新莊地區(qū)沿?cái)鄬印昂逼叫袛鄬邮竭\(yùn)聚成藏模式［7］（圖2）。

圖2 王集新莊地區(qū)斷層與油氣運(yùn)移模式

平面上這組斷層以鼻狀構(gòu)造的核部為中心明顯或不明顯地呈雁行式排列，向南可以伸入到深凹區(qū)，向北東方向可以延伸至柴莊、新莊地區(qū)，并且走向由北北東向逐漸變?yōu)楸睎|東向，斷層間形成類似“胡同”的近平行排列的地塊（圖2）。泌陽(yáng)凹陷北部斜坡是一個(gè)沉積－構(gòu)造復(fù)合斜坡，是油氣大規(guī)模運(yùn)移的指向區(qū)，在此背景上發(fā)育的王集－新莊鼻狀構(gòu)造向凹陷中心傾沒(méi)，更有利于油氣的運(yùn)移和聚集，油氣從源巖排出后先沿候莊砂體側(cè)向向王集鼻狀構(gòu)造軸部運(yùn)移，遇到北東向斷層后，油氣運(yùn)移方向發(fā)生改變，由發(fā)散狀改為向北東方向運(yùn)移，沿?cái)鄬蛹铀傧蛐虑f地區(qū)運(yùn)移，斷層在這里成為油氣側(cè)向運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道，又起“河堤”（類似于河堤控制河水流向）作用，限制油氣運(yùn)移路線。油氣主要沿?cái)鄬咏M成的“胡同”呈平行狀運(yùn)移，當(dāng)遇到適當(dāng)?shù)娜﹂]條件時(shí)，便聚集成藏，形成了王集新莊地區(qū)沿?cái)鄬印昂逼叫袛鄬邮竭\(yùn)聚成藏模式［7］（圖2）。

3.2 北西向或近東西向斷層起“攔河壩”截流作用，控制油氣聚集成藏

北西向或近東西向斷層是王集新莊地區(qū)另一組斷層，一般規(guī)模較小，延伸長(zhǎng)度小于2 km，斷距一般小于30 m，傾角較大，多數(shù)為層間斷層。這組斷層發(fā)育于北東向“胡同”塊體內(nèi)，如果說(shuō)北東向斷層對(duì)油氣運(yùn)聚主要起輸導(dǎo)作用，那么北西向和近東西向這組斷層則主要起遮擋作用，當(dāng)油氣進(jìn)入由北東向斷層組成的“胡同”作平行狀運(yùn)移遇到北西向斷層時(shí)，就像攔河壩蓄水一樣，使油氣聚集成藏（圖3）。

3.3 斷層的封堵性決定油藏含油高度

圖3 王集新莊地區(qū)斷層與油藏分布

油藏高度、規(guī)模由斷層的封堵條件決定（就像大壩的高度決定水庫(kù)容量一樣），如果斷層斷距較大，完全錯(cuò)開(kāi)斷層兩面的砂體接觸，一般油藏高度較大，油藏規(guī)模也較大，就像水壩的高度決定蓄水量一樣；當(dāng)斷層規(guī)模較小，局部遮擋條件較差時(shí)，油藏高度和規(guī)模也就較??；當(dāng)油藏達(dá)到一定高度（50～60 m），油氣突破斷層遮擋穿過(guò)斷層運(yùn)移或沿?cái)鄬酉蛏线\(yùn)移聚集成藏，形成一系列沿“胡同”梯級(jí)含油斷塊的壯觀景象，也是造成王集－柴莊－新莊區(qū)塊含油層位逐漸變淺的主要原因（圖4）。

圖4 新莊油田油氣運(yùn)聚剖面

4 結(jié)論

（1）王集新莊地區(qū)位于泌陽(yáng)凹陷北部斜坡帶中段，主要油藏類型為斷鼻斷塊油藏和斷層加巖性油藏，古斜坡背景上的鼻狀構(gòu)造是油氣主要聚集區(qū)，斷層是油氣成藏主要控制因素，“梯級(jí)堤壩”是油氣運(yùn)聚主要模式，在“胡同”斷塊里，只要有圈閉，就可能有油藏。

（2）區(qū)內(nèi)北西向和近東西向小斷層，規(guī)模雖然較小，但在 “梯級(jí)堤壩”油氣運(yùn)聚成藏模式中至關(guān)重要，精細(xì)解釋該組斷層，落實(shí)斷塊圈閉，是該區(qū)勘探主要方法和手段。

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TE112.33

A

1673－8217（2012）03－0015－03

2011－09－28

彭國(guó)力，高級(jí)工程師，1962年生，1985年畢業(yè)于武漢地質(zhì)學(xué)院，現(xiàn)主要從事地質(zhì)綜合研究及勘探戰(zhàn)略規(guī)劃工作。

吳官生