箕狀斷陷緩坡帶油氣成藏模式——以歧北斜坡為例

周立宏，韓國猛，牟智全，唐鹿鹿，董素杰

（中國石油大港油田分公司勘探開發(fā)研究院，天津大港 300280）

40多年來，歧口凹陷古近系勘探以復(fù)式油氣聚集帶勘探理論為指導，以二級構(gòu)造帶為背景，以二級大斷層為紐帶，以構(gòu)造找油為主線，形成大斷裂兩側(cè)油氣多層系、長井段疊置發(fā)育的油氣成藏模式，在這一理論模式的指導下取得了一系列的重大勘探成果。而歧北斜坡區(qū)位于歧口凹陷西南緣，南北夾持于濱海斷層、南大港斷層及歧東斷層之間，西為孔店凸起，東至歧口主凹，勘探面積1000 km2（圖1）。長期以來，在歧北斜坡主要以構(gòu)造找油為主，發(fā)現(xiàn)王徐莊油田、周清莊油田及多個含油構(gòu)造，但儲量星點展布，沒有實現(xiàn)含油連片。

2007年以來，斜坡區(qū)成為勘探的主要方向，在巖性地層油氣藏理論的指導下，以歧口凹陷大面積連片三維地震部署為依托，按照整體研究、整體評價的原則，重點開展斜坡區(qū)巖性地層油氣藏勘探，獲得重大突破，歧北中、低斜坡發(fā)現(xiàn)三級儲量近4億噸。

圖1 歧北斜坡區(qū)立體顯示圖

1 斜坡結(jié)構(gòu)

歧北斜坡區(qū)是歧口凹陷南緣具有明顯三階坡折特征的典型多階撓曲斜坡。受基底（孔店凸起、南大港潛山）、同沉積斷層（濱海斷層、南大港斷層、歧東斷層）及地層差異沉降控制，形成由孔店凸起至歧口主凹以三級坡折逐漸過渡的多階撓曲緩坡，并劃分為高、中、低三級斜坡（圖2）。

歧北斜坡區(qū)前新生代基底反轉(zhuǎn)翹傾，古近系構(gòu)造沉降向東依次加強，沙河街組、東營組漸次超覆在斜坡之上，中、低斜坡區(qū)地層及砂體厚度均明顯增大。沙三段沉積期間，古地貌起伏最大，沉降速率差異明顯，斜坡坡折最為發(fā)育。高斜坡區(qū)與孔店－羊三木凸起之間形成侵蝕坡折帶；高、中斜坡區(qū)之間發(fā)育近東西向的撓曲坡折構(gòu)造，坡度大，控沉積作用明顯；中、低斜坡區(qū)之間被近北北西向展布的水下低隆起分割，形成延伸到歧口主凹的撓曲斜坡。沙二段為新的一期沉積旋回的開始，二級坡折控制了湖岸線的變化及地層的超覆沉積邊界，整體地層厚度變化不大。沙一下沉積時期，自西向東水體逐漸加深，地層逐漸加厚，歧北斜坡區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)閮A角相近的簡單斜坡。歧北多階撓曲斜坡的發(fā)育及演化，必將控制砂體的沉積與巖性地層油氣藏的形成［1－2］。

圖2 歧北斜坡地震地質(zhì)解釋結(jié)構(gòu)剖面

2 控砂機制

受斜坡區(qū)構(gòu)造發(fā)育由強變?nèi)醯挠绊?，歧北緩坡區(qū)控砂特點在沙三段、沙二段以及沙一段沉積期間各不相同，形成多個富砂區(qū)帶。相對于高強度短軸輸入的陡坡帶扇三角洲砂體和低強度長軸輸入的遠岸扇砂體［3］，緩坡區(qū)遠源辮狀河三角洲砂體具有埋藏深度淺、厚度大、分布面積廣、儲集性能好的特點。

沙三段沉積期間，東西向斷槽發(fā)育，坡折控砂明顯，以順向辮狀河三角洲－遠岸水下扇體系為主，砂體分異強?？椎辏蛉就蛊鹞镌瓷绑w沿斷槽順坡而下逐步向次凹輸送，隨可容納空間的變化，高斜坡砂體沿斷槽充填，分布范圍局限；中斜坡是主要卸載區(qū)，辮狀河三角洲前緣砂體疊置發(fā)育；低斜坡是物源遠端重力流卸載區(qū)，發(fā)育遠岸水下扇砂體沉積［4］（圖3）?？傮w上看，砂體規(guī)模大，延伸范圍遠，形成厚度差異明顯的多個砂體富集帶，疊置連片分布。正是由于碎屑物質(zhì)搬運過程中在坡折帶的控制下隨沉積介質(zhì)能量的逐漸衰減產(chǎn)生充分的相帶分異沉積，巖石成分中雜基含量少，顆粒分選相對較好，分選系數(shù)平均1.43，利于原生孔隙的保存和中深層儲層的二次改造，儲層孔隙度集中在10%～25%，滲透率范圍（0.1～399）×10－3μm2，儲集性能較好。在辮狀河三角洲沉積微相中，以水下分支河道和河口壩儲集性能最好，主要分布于中斜坡。

圖3 歧北斜坡控砂模式剖面

沙二段沉積期湖盆萎縮，原孔店凸起附近的大部分地區(qū)出露地表，坡折控砂作用明顯減弱，但二級坡折控制古湖岸線展布。受古地形、古水動力控制，環(huán)湖岸線沿淺水高能帶形成了一系列的沿岸灘壩沉積，灘壩砂體受到波浪不斷地淘洗和改造，具有良好儲集性能，平均孔隙度12%～17%，平均滲透率（1～20）×10－3μm2。沿岸灘壩向周邊快速相變?yōu)槟噘|(zhì)沉積，從而形成灘壩巖性圈閉。

沙一段沉積時期，歧口凹陷處于湖盆擴張期，歧北斜坡更加寬緩，發(fā)育多種沉積體系。中高斜坡區(qū)以湖相靜水潮坪碳酸鹽巖為主，湖相白云巖平面分布廣，縱向上多層發(fā)育、橫向上穩(wěn)定分布。白云巖儲集層主要發(fā)育晶間或粒間孔、溶蝕孔隙及裂縫等儲集空間，總體上屬于中孔－低滲儲層，孔隙度一般為5%～15%，平均10%，滲透率一般為（0.1～10）×10－3μm2，不乏優(yōu)質(zhì)儲集層段。中低斜坡以來自北部燕山物源的遠岸水下扇沉積為主，重力流水道砂體交互疊置，砂體自斜坡低部位向高部位減薄尖滅，砂體孔隙度13%～20%；滲透率（1.3～14.4）×10－3μm2，為中孔、低滲型儲層。

通過建立控砂機制，明確了中斜坡沙二段灘壩砂體、沙三段辮狀河三角洲前緣河口壩砂體發(fā)育，中低斜坡沙一下遠岸扇砂體交互疊置，多期、多類型、多旋回儲集體在歧北多階撓曲斜坡不同部位分布疊加，造就了滿坡含砂的沉積格局。

3 油氣成藏機制

歧北多階撓曲斜坡三級坡－折控制了砂體分布，辮狀河三角洲砂體、沿岸灘壩壩砂體及遠岸水下扇在中、低斜坡疊置沉積，形成多個上傾尖滅巖性圈閉帶。歧北次凹發(fā)育沙一下、沙二段及沙三段三套主要的有效烴源巖層系，具有母質(zhì)類型好、有機質(zhì)豐度高、厚度大、分布廣和生油量巨大的特點；其埋深基本處于生油門限深度以下，凹陷主體烴源巖熱演化程度高，已達到生氣階段，豐富的油源奠定了歧北斜坡巖性油氣藏富集的物質(zhì)基礎(chǔ)。通過有效烴源巖與歧北構(gòu)造、油氣藏疊合，發(fā)現(xiàn)中、低斜坡均在有效烴源巖的范圍內(nèi)，油源條件比較好，高壓為油氣聚集提供驅(qū)動條件，長期發(fā)育的緩坡為油氣運移的主要方向，油氣沿砂體、斷層及不整合組成的復(fù)式疏導體系向斜坡區(qū)運聚，構(gòu)造、儲層、油源“三元”耦合，多層系巖性油氣藏大面積疊置連片分布，中、低斜坡油氣最為富集［5］。

歧北高斜坡沙一下沉積時期盆內(nèi)凸起面積小，碎屑物質(zhì)供應(yīng)相對匱乏，大面積發(fā)育湖相碳酸鹽巖沉積，白云巖單層厚度薄，一般在0.8～1.5 m，大面積穩(wěn)定分布。沙一下油頁巖、暗色泥巖區(qū)域性穩(wěn)定發(fā)育，油頁巖厚度10～25 m，暗色泥巖厚度25～120 m，有機質(zhì)類型好、豐度高，是一套優(yōu)質(zhì)的烴源巖。油頁巖及低熟泥巖在演化過程中具有早生早排、集中高效排烴的特點，歧北高斜坡泥頁巖埋深普遍超過2000 m，明顯已具備生成低熟油氣的能力。白云巖、油頁巖與泥巖交互疊置，大面積接觸，源、儲“二元耦合”（圖4），具有自生自儲、早期成藏、持續(xù)充注，大面積低豐度疊合連片成藏的特點。

圖4 歧北斜坡沙一下白云巖與油頁巖“二元耦合”圖

4 油氣成藏期次

綜合利用自生包裹體測溫和包裹體中烴類組成特征，結(jié)合成巖史、流體史和烴源巖熱演化史分析資料，可有效地指明烴類向油藏注入的時間、方向和期次，從而建立烴類的成藏模式［6－8］。

歧北斜坡流體包裹體分析，大部分樣品均表現(xiàn)出來有兩個或多個峰值，說明油氣流體具有多期充注的特征。根據(jù)測定的流體包裹體數(shù)據(jù)，結(jié)合單井埋藏史和熱演化史的研究，歧北斜坡油氣充注有兩期（圖5）：第一期為東營組末期，流體包裹體均一溫度為100～105℃，為液烴包體，主要分布加大邊內(nèi)側(cè)和早期的裂縫中，顏色為褐色及深褐色為主；第二期為館陶末期至現(xiàn)今，包裹體均一溫度為120～140℃和170～180℃，為氣液烴包體，分布在石英加大邊外側(cè)。第二期油氣充注是本區(qū)油氣成藏的主要時期［8］。

圖5 bins6井沙三段包裹體均一溫度分布

包裹體分析證實了歧北斜坡具有“先油后氣”的兩期充注過程。東營組沉積時期沙三段烴源巖成熟并進入生油高峰期，深層形成自生自儲油藏，超壓促使烴類逐漸沿儲層、斷層及不整合形成的復(fù)式疏導體系運移至斜坡區(qū)的較高部位形成旁生側(cè)儲油藏；館陶組沉積末期，沙三段烴源巖大規(guī)模進入生氣門限，原來聚集在圈閉內(nèi)的石油被天然氣所排驅(qū)，由于低斜坡區(qū)斷層活動減弱，縱向運移受阻，在斜坡區(qū)的中低部位聚集形成氣藏（圖6），形成“差異聚集、高油低氣、上油下氣”的油氣分布，既表現(xiàn)在上下疊置的不同層系之間，也表現(xiàn)在不同部位的同一層系之中。

圖6 歧北斜坡區(qū)油藏模式

5 油氣成藏模式

歧北低斜坡區(qū)砂巖厚度大，分布范圍廣，源儲一體，埋深相對較大，形成自生自儲型巖性油氣藏，深部沙二、三段以天然氣藏為主，淺部沙一下以油藏為主。中斜坡區(qū)三角洲前緣砂體和灘壩砂體發(fā)育，儲層物性好，近源充注，油氣垂向及側(cè)向運移形成旁生側(cè)儲的構(gòu)造－巖性油氣藏，含油高度中等，含油面積大，油氣產(chǎn)量高，含油規(guī)模大。高斜坡區(qū)沙三段砂體受溝槽控制，油氣沿不整合及砂體向上遠距離橫向運移成藏，原油性質(zhì)逐漸變差，其含油規(guī)模明顯小于中、低斜坡，但油層埋藏淺，油氣產(chǎn)量高，開發(fā)效果好；沙一下白云巖、泥頁巖“二元耦合”，大面積低豐度連片成藏。歧北緩坡區(qū)多套成藏組合，自西部高斜坡向東部低斜坡含油層系逐漸增多并逐漸向淺層拓展，具有“高油低氣、上油下氣”的分布特點，構(gòu)成歧北斜坡多層系多類型地層巖性油氣藏大面積疊置連片分布，優(yōu)勢相富集的成藏模式。

6 結(jié)論

（1）歧北斜坡區(qū)是具有明顯三階坡折特征的典型多階撓曲緩坡，具有“坡折、古背景、古水動力控砂”的特點，多期、多類型、多旋回儲集體疊置發(fā)育，滿坡含砂。

（2）歧北緩坡區(qū)面積大，斜坡一直處于相對上升狀態(tài)，是油氣運移和聚集的主要指向區(qū)；大斜坡、大砂體與有效烴源巖“三元”耦合，復(fù)式疏導，形成歧北緩坡區(qū)多套成藏組合，中、低斜坡油氣最為富集。

（3）歧北斜坡具有“兩期充注、先油后氣、差異聚集”的油氣成藏機理，形成“高油低氣、上油下氣”的油氣分布格局，構(gòu)成緩坡區(qū)巖性地層油氣藏大面積疊合連片分布，優(yōu)勢相富集的油氣成藏模式。

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