淺析八面河地區(qū)孔店組成藏主控因素

黃中歌

（中國(guó)石化勝利油田分公司清河采油廠，山東 壽光262714）

八面河地區(qū)孔店組成藏條件良好，但是由于勘探程度較低，前人對(duì)孔店組成藏主控因素研究較少，油氣成藏控制因素和油氣分布特征不夠明確，制約了該區(qū)孔店組的進(jìn)一步勘探。近年來(lái)，隨著勘探技術(shù)水平的提高，不斷加大孔店組的勘探力度，取得了較好的效果。以孔店組基本地質(zhì)特征為研究對(duì)象，綜合系統(tǒng)分析成藏地質(zhì)條件，解剖已知油藏，研究成藏主要控制因素和油氣富集規(guī)律，明確成藏有利區(qū)，可為下步勘探指明方向。

1 基本地質(zhì)特征

1.1 構(gòu)造特征

八面河地區(qū)隸屬東營(yíng)凹陷南斜坡東段，處于凹陷邊緣，構(gòu)造抬升和地層剝蝕較為強(qiáng)烈，自寒武紀(jì)以來(lái)經(jīng)歷了加里東、海西、印支、燕山、喜山等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。加里東和海西期的褶皺和震蕩運(yùn)動(dòng)階段表現(xiàn)為臺(tái)地整體抬升剝蝕，造成志留－泥盆、三疊系的大面積缺失。印支期的擠壓褶皺運(yùn)動(dòng)階段產(chǎn)生北西向逆沖斷裂帶及伴生的褶皺隆起帶，造成古生界的地層缺失及中生界與古生界之間的角度不整合，形成了八面河地區(qū)潛山構(gòu)造雛形。白堊紀(jì)末期的燕山運(yùn)動(dòng)為構(gòu)造反轉(zhuǎn)階段，出現(xiàn)火山噴發(fā)，褶皺上升，并遭受剝蝕，形成孔店組與中生界之間的區(qū)域性不整合，地表出露中生代火山巖及砂泥巖、古生代碳酸鹽地層，成為第三紀(jì)湖盆沉積基底，燕山末期的拉張作用，南面廣饒凸起初具雛形，使東營(yíng)凹陷南斜坡基底構(gòu)造表現(xiàn)為南高北低的平緩斜坡。喜山期的濟(jì)陽(yáng)運(yùn)動(dòng)和東營(yíng)運(yùn)動(dòng)為斷陷發(fā)育階段，由盆地裂陷初期、盆地裂陷鼎盛期、盆地裂陷衰退期形成裂陷旋回。

區(qū)內(nèi)斷層形成時(shí)期主要為燕山期和濟(jì)陽(yáng)運(yùn)動(dòng)期，燕山期斷層在平面上以北東向?yàn)橹?，斷層活?dòng)強(qiáng)烈，斷距大，其中八面河斷層延伸長(zhǎng)度約35 k m，控制了孔店組地層沉積及鼻狀構(gòu)造帶的隆起。濟(jì)陽(yáng)運(yùn)動(dòng)期發(fā)育大量北東向、東西向斷層，多為四級(jí)斷層，規(guī)模小、延伸長(zhǎng)度1 k m～4k m，眾多斷裂使斜坡進(jìn)一步被切割，多期的構(gòu)造旋回演化將單一的斜坡構(gòu)造復(fù)雜化，形成目前的構(gòu)造格局和地層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，由北至南將八面河地區(qū)劃分為北部斜坡帶、中部鼻狀斷裂構(gòu)造帶、南部斜坡帶三個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元（見(jiàn)圖1）。

圖1 八面河孔店組底部構(gòu)造立體可視化圖

1.2 地層特征

東營(yíng)凹陷南斜坡整體表現(xiàn)為南高北低的緩坡特征，下第三系地層由北往南逐漸減薄，孔三段地層整體缺失，孔二段地層在王家崗?fù)?6井以南缺失。八面河地區(qū)位于王家崗南部，整體缺失孔三段、孔二段地層，僅存孔一段地層，由北向南超覆在中（古 ）生界之上。

孔一段地層形成時(shí)期，東營(yíng)凹陷為一淺水湖盆，八面河地區(qū)位于湖盆的邊緣水上地區(qū)，形成三個(gè)紅色泥巖夾砂質(zhì)泥巖和粉砂巖夾紅色泥巖的旋回。孔一段地層在草43－草17井一線以南缺失（見(jiàn)圖2），其中北部地區(qū)（北部斜坡帶－沙子嶺北）地層最厚，厚度在600 m～1 200 m之間；鼻狀斷裂帶至南斜坡東段地層厚度在300 m～500 m之間；南部斜坡帶西段地層厚度最薄，一般小于200 m。總體上，孔一段沉積時(shí)期，地層由北往南地層厚度逐漸減薄，自下而上地層往南逐層超覆。受基底古地貌起伏影響，在潛山帶周緣地層厚度變化較大，孔店組底部填平補(bǔ)齊現(xiàn)象明顯，隆凹相間的格局為地層及巖性圈閉的形成提供了有利條件。

圖2 八面河地區(qū)孔一段地層厚度等值線圖

1.3 沉積及儲(chǔ)層特征

1.3.1 沉積特征

八面河地區(qū)孔一段沉積時(shí)期處于盆地初始裂陷期，氣候干旱－半干旱，具有魯西、草橋－廣饒、新角7－郭井子、沙子嶺等中、古生界潛山基底背景，物源供給較充分，形成沖積扇—泛濫平原的沉積組合。

沖積扇扇根巖性總體較粗，往扇端逐漸變細(xì)，主要為礫巖、砂礫巖、含礫砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖以及紅色、灰色泥巖等，沉積物中石英和長(zhǎng)石含量低，巖屑含量高，分選磨圓差、結(jié)構(gòu)成熟度和礦物成熟度都較低。其中扇根主要發(fā)育泥石流及沖積水道沉積，泥石流沉積表現(xiàn)為礫、砂、泥混雜，粒級(jí)大小相差懸殊，分選及磨圓極差，為雜基支撐礫巖，有時(shí)可見(jiàn)不清楚的遞變層理，一般層理不發(fā)育或不清楚而呈塊狀，如草斜12井1 757.5 m處即為泥石流沉積（見(jiàn)圖3 A）；沖積水道沉積主要由灰色、灰綠色、雜色細(xì)－中礫石和粗砂組成，分選較差，層理不發(fā)育，多呈塊狀，如草斜12井1 751.7 m處（見(jiàn)圖3 C），有時(shí)可見(jiàn)到明顯的沖刷構(gòu)造，呈上凹狀，如草斜12井1 747 m處（見(jiàn)圖3 B）。扇根自然電位幅度大，整體呈反旋回特征，常見(jiàn)漏斗狀、倒梯形狀。

沖積扇扇中主要發(fā)育辮狀河道沉積，巖性主要為粉砂巖、細(xì)砂巖、礫狀砂巖、礫巖與棕色、紫色泥巖互層，與扇根沉積比較，砂巖及礫巖比率增加，在砂巖和礫狀砂巖中出現(xiàn)由辮狀河流作用形成的不明顯的平行層理和交錯(cuò)層理，如草斜12井的1 757.5 m（見(jiàn)圖3 D），沉積物分選性相對(duì)于扇根有所變好，但總體仍較差。扇中沉積自然電位幅度中－高，呈正旋回特征。

圖3 八面河地區(qū)草斜12井沖積扇沉積特征

扇端沉積主要由席狀砂和漫流沉積組成。巖性主要為灰綠色、紫紅、棕紅砂巖、含礫泥巖、泥巖，主要發(fā)育塊狀層理及水平層理。扇端沉積自然電位幅度低，席狀砂多為指狀、微型箱狀。

泛濫平原以紅色泥巖、粉砂巖為主，夾有灰質(zhì)泥巖，自然電位為低幅直線型，感應(yīng)電導(dǎo)率以低電導(dǎo)為特征。

八面河地區(qū)在南部及西南多個(gè)潛山凸起基底背景下形成多個(gè)物源入口，發(fā)育多個(gè)沖積扇，形成沖積扇群，共同控制八面河地區(qū)孔店組沉積，沖積扇扇根發(fā)育于草橋潛山及郭井子－新角7潛山周緣，扇中分布范圍較廣，集中分布于八面河鼻狀斷裂帶的面120－斜6－面孔2－面1井一線以南，扇端分布于北部斜坡帶的廣北2－斜6－角斜19井一線以南，廣北地區(qū)廣6塊以北－沙子嶺北部地區(qū)以泛濫平原沉積為主?？v向上，孔一下、中亞段扇體分布范圍較廣，孔一上亞段扇體變?。ㄒ?jiàn)圖4）。

圖4 八面河－王家崗地區(qū)孔一下亞段沉積相圖

1.3.2 儲(chǔ)層特征

受古地貌及沉積影響，孔一段整體砂體較發(fā)育，縱向上孔一下、孔一中以沖積扇辮狀河道形成的厚層砂體為主、連續(xù)性較好，孔一上段以席狀砂形成的薄層砂體為主。受物源和洼隆相間的基底格局影響，平面上鼻狀斷裂帶上面120區(qū)、草斜12井區(qū)、新角7潛山兩側(cè)儲(chǔ)層較發(fā)育，其它地區(qū)較差，北部地區(qū)最差（見(jiàn)圖5）。

圖5 八面河－王家崗地區(qū)孔一下亞段砂巖等厚圖

八面河地區(qū)孔一段儲(chǔ)層儲(chǔ)集物性由淺層到深層呈逐漸降低的趨勢(shì)，并且在中深層局部發(fā)育孔隙度和滲透率較高的次生孔隙帶。淺層高孔隙度儲(chǔ)層以原生孔隙為主，長(zhǎng)石溶解孔隙較為發(fā)育，壓實(shí)弱－中等，膠結(jié)弱，低孔隙度儲(chǔ)層壓實(shí)弱－中等，膠結(jié)致密，主要發(fā)育少量原生孔隙和構(gòu)造裂縫；中深層高孔隙度儲(chǔ)層以次生孔隙為主，主要為長(zhǎng)石和石英溶解孔隙，可見(jiàn)少量原生孔隙，壓實(shí)強(qiáng)烈，膠結(jié)中等－強(qiáng)，低孔隙度儲(chǔ)層壓實(shí)強(qiáng)烈，膠結(jié)致密，主要發(fā)育少量溶蝕孔隙。

1.4 圈閉特征

八面河地區(qū)斷層發(fā)育，多為近東西向或北東向正斷層，受應(yīng)力場(chǎng)的變化和基底隆起的影響，斷層集中分布在鼻狀隆起之上，呈雁列式分布，與隆起的鼻狀構(gòu)造背景形成豐富的構(gòu)造圈閉。八面河鼻狀斷裂以反向斷層切割的屋脊斷塊為主，是八面河地區(qū)構(gòu)造圈閉最密集的構(gòu)造帶；北部斜坡帶位構(gòu)造簡(jiǎn)單，為一單斜坡，內(nèi)部發(fā)育兩組不同方向的斷裂系統(tǒng)，其北東向的弧形或近東西向正斷層，與北東向地層組合形成斷鼻；南部斜坡帶以一低洼槽帶與鼻狀斷裂帶相隔，為一北西傾單斜，斷層多為近東西向斷層，少量北東向斷層，局部地區(qū)形成斷層圈閉。

受古地形控制，八面河地區(qū)整體表現(xiàn)為一具有鼻狀隆起的向東南抬升的斜坡，同時(shí)具有新角7－郭井子等潛山背景，孔店組地層超覆在下伏中古生界地層上，形成超覆地層圈閉。同時(shí)，由于東營(yíng)運(yùn)動(dòng)影響，下第三系地層整體抬升，由西北向東南至廣饒凸起，地層遭受削蝕的強(qiáng)度不斷加大，殘留地層為孔店組地層，后接受館陶組沉積，在八面河南部斜坡帶較高部位形成削蝕地層圈閉。

八面河地區(qū)孔店組孔一段為沖積扇－泛濫平原沉積，沖積扇沉積區(qū)發(fā)育辮狀河河道、席狀砂等，其中席狀砂等具有上傾尖滅特征的砂體可形成巖性類(lèi)圈閉。

本區(qū)地層超覆明顯，斷裂復(fù)雜、各類(lèi)砂體發(fā)育，由于地層、斷層、巖性等因素的綜合作用，可形成豐富的地層－巖性、構(gòu)造－巖性等復(fù)合圈閉。

2 油氣成藏特征

2.1 油氣成藏條件

八面河地區(qū)孔一段不具備生油條件，但東營(yíng)凹陷在古近紀(jì)湖盆擴(kuò)張期形成了以沙三段、沙四段和孔二段為主力烴源巖的多套生油層系，八面河地區(qū)處在生油氣條件極為優(yōu)越的東營(yíng)凹陷東南部，西北為牛莊洼陷，北部為廣利洼陷，呈兩面鄰?fù)葜畡?shì)，具有良好的油氣來(lái)源。

八面河地區(qū)孔一段為沖積扇—泛濫平原沉積，辮狀河及席狀砂體發(fā)育，儲(chǔ)集體主要為粉砂巖，鉆井、錄井及測(cè)井資料顯示，全區(qū)孔一段砂體較發(fā)育，呈條帶狀近東西向展布，八面河鼻狀斷裂帶砂巖最發(fā)育，砂巖厚度一般在30 m以上，最大厚度可達(dá)60 m以上，八面河地區(qū)南部斜坡帶和北部斜坡帶砂巖厚度一般在10 m～20 m之間。普遍發(fā)育的砂體為油氣的聚集提供了豐富的載體。

孔店組上覆地層沙四下亞段全區(qū)穩(wěn)定發(fā)育，巖性以紅色泥巖為主，泥巖含量在70% ～95% 之間，厚度幾十米，是一個(gè)區(qū)域性穩(wěn)定分布的蓋層。在孔店組內(nèi)部，受氣候周期性變化影響，干旱時(shí)期泥巖廣泛且穩(wěn)定分布，為孔店組提供了 良好的蓋層，形成良好的儲(chǔ)蓋組合。

八面河地區(qū)孔店組圈閉類(lèi)型多、數(shù)量多，且具有明顯成帶分布特征。北部斜坡帶以斷鼻圈閉及巖性－構(gòu)造圈閉為主；鼻狀斷裂帶發(fā)育斷鼻、斷塊群，同時(shí)分布有巖性－構(gòu)造圈閉和構(gòu)造－巖性－地層等復(fù)合圈閉；南部斜坡帶則主要發(fā)育以地層因素為主的地層圈閉及部分巖性－構(gòu)造圈閉。豐富的圈閉類(lèi)型為八面河油田孔店組油氣成藏提供了充足的空間。

牛莊生油洼陷周?chē)l(fā)育多條順向大斷層，使下降盤(pán)沙四段烴源巖和孔店組烴源巖與上升盤(pán)孔店組儲(chǔ)層對(duì)接，有利于油氣沿儲(chǔ)層和不整合面向八面河等斜坡運(yùn)移?？椎杲M與下伏中、古生界之間存在角度不整合面，油氣可沿不整合面長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)移。同時(shí)，八面河地區(qū)斷層極為發(fā)育，規(guī)模較大的八面河斷層為反傾基底斷層，具有形成早、切割深、活動(dòng)時(shí)期長(zhǎng)等特點(diǎn)，該斷層之上發(fā)育一系列次級(jí)斷層，對(duì)油氣的垂向運(yùn)移非常有利。

2.2 油氣成藏模式

八面河地區(qū)不具備生油條件，已鉆探證實(shí)洼陷中心油氣運(yùn)移至本區(qū)，油氣如何有效運(yùn)移進(jìn)入圈閉并有效保存是成藏的關(guān)鍵。由于本區(qū)距離油源較遠(yuǎn)，單一的運(yùn)移通道無(wú)法形成有效溝通，而八面河地區(qū)廣泛發(fā)育的斷裂、砂體和不整合面等多種類(lèi)型輸導(dǎo)層，為油氣運(yùn)移構(gòu)筑了復(fù)雜的立體網(wǎng)絡(luò)通道，不整合面、構(gòu)造脊、斷裂及砂體的有效組合成為本區(qū)孔店組運(yùn)移的有效路徑。按照油氣運(yùn)移結(jié)合圈閉類(lèi)型進(jìn)行分析，解剖八面河地區(qū)孔店組的成藏模式，八面河地區(qū)主要存在不整合面運(yùn)移成藏—斷、超式油藏及斷層縱向運(yùn)移成藏—構(gòu)造、巖性油藏兩類(lèi)典型成藏模式。

不整合面運(yùn)移成藏—斷、超式油藏以孔店組底部不整合面之上的砂體為主要油氣運(yùn)移通道和儲(chǔ)集層，圈閉上傾方向以地層超覆或斷層遮擋后形成的斷、超覆式復(fù)合油藏。一般形成于孔一段底部地層超覆明顯、儲(chǔ)層發(fā)育的區(qū)域，如面120－ 草斜12井區(qū)、新角7潛山兩側(cè)，該區(qū)臨近西南及南部物源，孔店組底部充填式沉積，辨狀河道發(fā)育，地層超覆明顯，油氣沿不整合面之上的砂體往高部位運(yùn)移，遇地層超覆或者斷層遮擋在圈閉內(nèi)聚集成藏，形成構(gòu)造－巖性類(lèi)（草斜12）或者地層超覆－巖性類(lèi)復(fù)合油藏（面120－5－ 斜5）（見(jiàn)圖6）。

圖6 斷、超式成藏模式示意圖

斷層縱向運(yùn)移成藏—構(gòu)造、巖性油藏主要形成于斷裂發(fā)育的區(qū)域，次級(jí)斷層可讓不同沉積期的儲(chǔ)集層形成對(duì)接，有利于油氣的垂向運(yùn)移。當(dāng)油氣沿底部不整合面或中上部砂體往高部位運(yùn)移至斷層時(shí)，油氣沿?cái)鄬涌v向運(yùn)移后順有效砂體往高部位進(jìn)入圈閉內(nèi)聚集成藏（面14－1－ 斜71）（見(jiàn)圖7）。

圖7 面14區(qū)油氣運(yùn)移成藏模式圖

2.3 油氣分布特征

構(gòu)造背景決定油氣相對(duì)聚集區(qū)域，東營(yíng)凹陷南斜坡可分為鼻狀構(gòu)造帶和洼陷斜坡帶兩大部分，而鼻狀構(gòu)造帶是油氣運(yùn)移的首要指向區(qū)，為油氣聚集的最有利地區(qū)，構(gòu)造背景下的局部圈閉容易形成油氣藏，大構(gòu)造背景上形成的斷塊油氣最為富集。東營(yíng)凹陷南斜坡發(fā)育金家、柳橋、純化－草橋、王家崗、八面河等五大鼻狀構(gòu)造帶，目前孔店組發(fā)現(xiàn)的含油氣區(qū)主要位于上述構(gòu)造帶上。

東營(yíng)南斜坡斷層發(fā)育，主要分為三級(jí)，其中一、二級(jí)斷層向下多斷至中生界和古生界，向上可延伸至沙河街組，為主要的控油斷層，控制孔店組油藏在區(qū)域上的分布；三級(jí)斷層展布規(guī)律差，為區(qū)塊內(nèi)的主要封擋斷層，控制單砂體的含油性。斷層對(duì)油氣富集的控制作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是斷裂組合，復(fù)雜的斷裂組合有利于成藏，簡(jiǎn)單的斷裂組合相對(duì)不利于成藏；二是斷層產(chǎn)狀，反向斷鼻、斷塊圈閉更有利于油氣富集，順向斷塊富集程度較差。因此，從斷層發(fā)育程度而言，八面河鼻狀斷裂帶油氣相對(duì)于其它地區(qū)更富集。

斷層在不同時(shí)期、不同層段的封閉性差異，使絕大多數(shù)油氣沿?cái)鄬痈患?，縱向上含油氣井段長(zhǎng)，多套油藏呈疊瓦狀分布；橫向上沿主控?cái)鄬映蕳l帶狀展布；有些斷塊曾經(jīng)富集油氣，但由于后期構(gòu)造破壞油氣散失。同時(shí)斷層活動(dòng)時(shí)期不同，對(duì)油氣運(yùn)聚的作用也不同。斷層晚期活動(dòng)可能對(duì)早先形成的油藏起破壞作用，同時(shí)也為油藏后期調(diào)整再次聚集創(chuàng)造了條件。油氣運(yùn)移很大程度上取決于運(yùn)移時(shí)期斷層的活動(dòng)強(qiáng)度。若油氣運(yùn)移期斷層的活動(dòng)由弱變強(qiáng)，則油氣主要分布于孔店組頂部；若油氣運(yùn)移期斷層的活動(dòng)由強(qiáng)變?nèi)?，則油氣主要分布于下部。斷層和不整合面的發(fā)育程度決定了油氣運(yùn)移渠道的暢通性，本區(qū)孔店組油氣主要沿不整合面運(yùn)移，遇斷至不整合面的斷層可進(jìn)行縱向上的二次運(yùn)移，而八面河斷層運(yùn)移期的活動(dòng)由強(qiáng)變?nèi)?，因此油藏主要分布在孔一段中、下部，縱向上由下往上富集程度逐漸變差。

3 結(jié)論

牛莊洼陷為本區(qū)提供油氣來(lái)源，洼隆相間的基底古地貌特征為八面河地區(qū)孔店組的沉積和油氣運(yùn)移成藏提供了便利條件，大量發(fā)育的辮狀河砂體及席狀砂體為油氣的聚集提供了豐富的載體，南高北低的構(gòu)造格局、復(fù)雜的斷裂系統(tǒng)有利于圈閉的形成，鼻狀背景、孔店組底部不整合面和豐富的斷裂有效組合為八面河地區(qū)孔店組的主要控藏因素。八面河斷層對(duì)油氣形成有效遮擋，八面河鼻狀斷裂帶為成藏最有利區(qū)，北部斜坡帶次之。

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