東營南坡沙四下——孔店組油氣成藏規(guī)律研究

曲志鵬 吳明榮 史士龍

（中石化勝利油田分公司 物探研究院，山東 東營 257022）

0 引言

東營凹陷是在渤海灣中新生代裂谷發(fā)育的一個三級構(gòu)造單元，整體具有北斷南超、南緩北陡的特點?？椎晖砥?沙四早期為新生代盆地發(fā)育的裂陷—擴(kuò)張期，該時期盆地處于古熱帶、亞熱帶氣候區(qū)，形成了廣泛分布的紅層沉積。

伴隨著其他層系的勘探，紅層油氣藏的勘探潛力不斷得到證實，探越來越受到人們的重視。通過近幾年的研究，對東營凹陷紅層沉積類型、沉積體系與儲層展布規(guī)律及成藏特點已經(jīng)形成了初步的認(rèn)識。樊深1、金32、梁120井及高94等幾口探井成功后，東營西部紅層勘探呈現(xiàn)多點開花的喜人局面，充分展現(xiàn)了紅層油氣勘探的良好前景；但相繼部署并完鉆的梁121、高941、樊53等多口探井均告失利，紅層勘探面臨著出油點多，平面甩開難的問題，表明本區(qū)紅層油氣成藏的復(fù)雜性，需要更深入的解剖。

1 地質(zhì)概況

東營凹陷新生界地層發(fā)育完全，自下而上發(fā)育孔店組、沙河街組、東營組、館陶組、明化鎮(zhèn)組和第四系平原組。發(fā)育三個較大的不整合，即孔店組／中生界、孔店組／沙河街組、沙河街組東營組／館陶組之間的區(qū)域性不整合。

孔店組沉積早、中期，濟(jì)陽坳陷處于中、新生代盆地過渡的構(gòu)造轉(zhuǎn)型期，盆地構(gòu)造格局受到北西向斷裂體系與北東向斷裂體系的共同影響，具有整體快速沉降的構(gòu)造活動特征，北東向斷裂體系的控盆作用不明顯，沉積體系的發(fā)育主要受到來自魯西隆起物源體系與古地形的控制，以廣泛發(fā)育河流沖積體系為特點；孔店晚期-沙四早期，為沉積凹陷斷陷發(fā)展初期，北西向斷裂基本停止活動，北東向控盆斷裂斷陷活動開始加劇，盆地內(nèi)部分割性加強(qiáng)，差異沉降作用顯著，構(gòu)造格局對沉積體系起到主要的控制作用，發(fā)育了極具特色的洪水-漫湖沉積。

整體上，東營凹陷南斜坡為洼陷向凸起的過渡地區(qū)，具緩坡帶特征。南斜坡以斜坡形式與凸起相連的超、剝單斜帶，以一條較大規(guī)模的盆傾斷層與洼陷帶相連。緩坡帶的邊緣翹起，受到較強(qiáng)烈剝蝕，形成寬窄不一的剝蝕帶。南北向延伸的純化-草橋鼻狀斷裂構(gòu)造帶將南斜坡區(qū)分為西段和東段。

2 沙四下-孔店組紅層儲層沉積特點

2.1 儲層沉積類型

鉆井巖心資料分析表明，沙四下-孔店組紅層主要發(fā)育了兩種沉積類型，即枯水期正常的河流-沖積相沉積和洪水期發(fā)育的漫湖沉積，平面上可劃分出具有不同特點的四個沉積相帶（圖1）∶

圖1 濟(jì)陽坳陷沙四下-孔店組紅層沉積剖面相模式

1）沖積扇相∶發(fā)育于盆地邊緣，巖性以紅色砂泥巖互層為主，砂巖含礫，電測曲線具鐘-箱組合的正旋回特征；

2）河流-漫灘相：條帶狀發(fā)育于沖積扇前緣，緩坡靠近物源一側(cè)，由長期的河流沉積作用與陣發(fā)性洪水事件沉積共同構(gòu)成。巖性主要為紅色泥巖夾薄砂層，電測曲線具有指形特征；

3）準(zhǔn)灘壩相（漫湖砂坪）：發(fā)育于緩坡靠盆地一側(cè)，為上游河流搬運作用及洪水事件沉積經(jīng)湖浪改造形成的濱湖砂質(zhì)淺灘沉積，沉積物分選較好，結(jié)構(gòu)成熟度高，巖性以砂泥巖互層為主，電測曲線具有鐘形、漏斗形特征；

4）鹽湖相：發(fā)育于枯水期浪基面之下，圍繞盆地沉積中心分布，巖性為濱淺湖泥巖與鹽、膏巖互層。

2.2 砂體空間發(fā)育特點

沉積體系類型與發(fā)育特征受到構(gòu)造運動、古地形、物源體系及氣候條件的控制與影響，而砂體的分布與空間發(fā)育特點受控于沉積體系的分布。不同古地理單元發(fā)育了特定的沉積類型，形成了多樣的砂體。東營凹陷沙四下-孔店組紅層主要的砂體類型有洪漫砂坪、洪（沖）積扇及洪水溝道砂體等（圖2）。

圖2 東營凹陷沙四下-孔店組紅層平面沉積相圖

2.2.1 砂體類型

1）漫湖砂坪

漫湖砂坪是在枯水期岸線附近和盆地局部高地等高能環(huán)境中形成的紫紅色、暗紫色粉細(xì)砂巖，夾紫紅色泥巖，具有小型交錯層理，單層厚度1-3米。該類砂體長時期受湖浪改造，成熟度高，是本區(qū)紅層最有利的儲積體。

2）洪水溝道

洪水溝道砂體是季節(jié)性洪水進(jìn)入淺湖后形成的限制性水流沉積，主要為具盆內(nèi)碎屑的遞變層理、塊狀層理、平行層理中粗砂巖和含礫砂巖組成，具底沖刷構(gòu)造及典型的重力流沉積特點，單層厚度一般在0.1-1m。平面上向物源方向與老山或洪積扇毗鄰，向湖盆方向沖刷切割泥坪或混合坪。

3）近源扇體

近岸扇體主要發(fā)育于擴(kuò)張期湖盆的陡岸，常沿邊界斷層呈裙邊狀展布。近岸扇體的規(guī)模普遍較小，單個扇體面積一般不超過10km2。近岸水下扇常呈楔形，直接與湖相泥巖接觸，扇體內(nèi)部多為砂、泥巖不等厚互層，易于形成砂巖側(cè)向尖滅，發(fā)育巖性、構(gòu)造巖性圈閉。扇中辮狀水道砂體是有利的儲集體。

2.2.2 砂體分布特征

研究區(qū)復(fù)雜的物源體系、豐富的沉積類型造成儲集砂體類型的多樣性。受沉積背景的影響，洪水成因的砂體在平面上連片分布，在南部斜坡廣泛發(fā)育。

通過連井對比，進(jìn)一步驗證了前面對沙四下紅層沉積地質(zhì)的認(rèn)識：沙四下紅層在沉積走向剖面上相帶的過渡區(qū)別于孔店組沉積時期形成的河流沖積體系，表現(xiàn)為細(xì)相帶-粗相帶-細(xì)相帶的變化，為典型的洪水漫湖體系沉積特征（圖3）。

圖3 過金32-博10-純26-梁77井連井對比剖面

3 油氣成藏規(guī)律

3.1 油藏類型與特征

東營西部地區(qū)孔店-沙四下紅層已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的油氣藏類型主要有構(gòu)造-斷塊類和構(gòu)造-巖性類，單純受巖性控制的油氣藏尚未發(fā)現(xiàn)。

3.1.1 構(gòu)造斷塊型

純化油田發(fā)現(xiàn)的油藏多屬此類。純化地區(qū)發(fā)育近東西向多組斷裂體系，與其派生的北東向次級斷裂將位于鼻狀構(gòu)造背景的儲集層分割位多個斷塊，形成油氣圈閉。以純26塊為例，北部是純北斷層，斷層落差最大達(dá)500m以上，紅層儲層可直接與沙四段烴源巖對接，是典型的構(gòu)造斷塊油藏（圖4）。

圖4 純26-純42油藏剖面示意圖

3.1.2 構(gòu)造（斷層）-巖性類

構(gòu)造-巖性油氣藏受構(gòu)造和巖性變化雙重因素控制，由斷層在儲層上傾方向形成封堵，儲層在側(cè)向上發(fā)生物性變化甚至尖滅形成。高89-8油藏、梁112-61為典型的斷塊-巖性油藏，橫向上為巖性遮擋，沿斜坡下傾方向有斷層與油源溝通（圖5）。

圖5 梁112-61井有藏剖面示意圖

由上述實例可見，東營西部地區(qū)紅層成藏不僅與宏觀的構(gòu)造背景有關(guān)，同時與深大斷層的溝通存在密切的關(guān)系，其類型則主要為鼻狀構(gòu)造或斜坡背景上的斷塊、斷塊-巖性油氣藏。

3.2 影響紅層成藏的主要因素

3.2.1 構(gòu)造背景對油藏成藏的影響

有利的正向構(gòu)造背景是形成油氣規(guī)模聚集的重要條件。根據(jù)構(gòu)造解釋結(jié)果，東營凹陷西部地區(qū)沙四下發(fā)育三個正向二級構(gòu)造帶：金家-柳橋鼻狀構(gòu)造帶、草橋-純化鼻狀構(gòu)造帶及平房王-小營構(gòu)造帶。這些正向構(gòu)造帶對油氣成藏的作用主要表現(xiàn)在兩個方面∶正向二級構(gòu)造帶形成較早，處于低勢區(qū)，緊臨生油洼陷，是油氣運移的有利指向區(qū)，控制其形成的二、三級斷層是良好的油氣運移通道，有利于捕集油氣；二是正向構(gòu)造帶內(nèi)斷層比較發(fā)育，斷層的切割作用形成對局部構(gòu)造的改造，形成類型豐富的油氣圈閉，為油氣聚集提供更多的儲集場所。

3.2.2 斷層在油氣成藏過程中的作用

斷層在該區(qū)復(fù)式油藏的形成過程中起著重要的作用。斷層不僅控制著斷塊油氣藏的形成和分布,對構(gòu)造油氣藏和構(gòu)造-巖性油氣藏的形成也有重要的影響。研究表明,本區(qū)二、三級大斷層控制著油氣的聚集,四、五級小斷層控制油氣富集。油氣主要聚集在斷層附近的斷塊高部位。具體來說，斷層在油氣成藏中的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）切割構(gòu)造（圈閉）使之復(fù)雜化

東部第三系盆地大多具有分割性強(qiáng)、斷裂構(gòu)造復(fù)雜的特點。斷裂體系對有利構(gòu)造背景的切割不僅導(dǎo)致構(gòu)造的復(fù)雜性，同時這種切割作用對局部構(gòu)造的改造也導(dǎo)致大量有效圈閉的形成。東營西部地區(qū)斷裂體系發(fā)育，以純化-草橋鼻狀構(gòu)造帶為例，北東向發(fā)育的三級斷裂與其派生斷裂將鼻狀構(gòu)造切割為大量的、復(fù)雜的斷塊，斷塊內(nèi)部又有巖性的影響，形成多樣的油氣圈閉。

2）油氣圈閉的側(cè)向遮擋條件

斷層對油氣的遮擋作用與其對背景構(gòu)造的切割作用是相輔相成的。斷層的性質(zhì)、斷裂活動的強(qiáng)度、斷裂活動的地質(zhì)時間以及斷層兩盤地層巖性的配置關(guān)系對斷層的封閉性都有重要的影響。同時，同一條斷層在不同的分段、不同地質(zhì)時間以及對不同時代的地層其封閉能力也存在很大的差異，因此，對斷層封閉性的研究應(yīng)該從圈閉的實際地質(zhì)條件出發(fā)，進(jìn)行客觀的評價。

3）為油氣運移提供通道

在油氣大規(guī)模運移時，相對開啟的斷層是油氣縱向運移最重要的途徑。根據(jù)鉆井揭示，博興洼陷沙四下紅層與其上覆地層形成了較為穩(wěn)定的地層結(jié)構(gòu)，自下而上由沙四下紅層、“藍(lán)灰段”、純下灘壩砂巖發(fā)育段及純上油頁巖發(fā)育段構(gòu)成。“藍(lán)灰段”為一套灰綠色鈣質(zhì)泥巖沉積，是紅層儲層與純上段生油巖之間的主要隔層，厚度一般在150米以內(nèi)。由此可以認(rèn)為，當(dāng)斷層落差大于150米時，對油氣的溝通、輸導(dǎo)是有效的。

據(jù)統(tǒng)計，東營凹陷西部地區(qū)最大斷距超過250米，延伸超過15千米斷層有6條；最大斷距大于150米，延伸距離超過5-15千米斷層有17條。純下段廣泛發(fā)育的灘壩砂巖與紅層儲層本身則是最主要的水平輸導(dǎo)層。

3.2.3 巖性、巖相變化對油氣成藏的影響

沉積相帶的變化決定了地層，特別是儲集砂體的空間分布。陸相盆地多具有近物源、多物源特征，縱、橫向相變迅速。根據(jù)實鉆井分析，紅層儲層有平面上相變頻繁、縱向上與泥巖、鹽膏互層，迭替出現(xiàn)。垂向上、平面上巖性巖相的變化對油氣富集程度都形成了重要的影響，由此，也對紅層儲層描述提出了更高的要求。

4 討論

紅層油氣成藏的復(fù)雜性決定了對紅層成藏規(guī)律的認(rèn)識是一個需要長期深化的課題，需要在不斷的實踐中不斷認(rèn)知。通過近幾年的研究與勘探實踐，對東營凹陷紅層的成藏認(rèn)識得到了不斷地深化，不斷成熟。

一方面，紅層本身不具備生油條件，且位于生油位于生油巖之下，因此，一定斷距的油源斷層是紅層成藏的必要條件，且越向深部對油源斷層斷距的要求越高。近期，對博興洼陷及純北-梁家樓地區(qū)發(fā)育的主要油源斷層進(jìn)行了分段研究，發(fā)現(xiàn)斷層的活動時期、活動強(qiáng)度對斷層上下盤圈閉的形成及圈閉對油氣聚集的有效性有各自不同的影響，一些具體問題尚需更深入的探索。

另一方面，東營凹陷沙四下-孔店組紅層屬洪水漫湖環(huán)境下的沉積產(chǎn)物，特定的沉積環(huán)境決定了紅層儲層空間分布特征。漫湖砂坪砂體是最重要的儲層類型，平面上巖枯水期岸線呈環(huán)帶分布，橫向變化大，對紅層地震儲層預(yù)測提出了更高的要求。

勘探實踐說明，沙四下-孔店紅層必將成為“十二五”期間濟(jì)陽坳陷，乃至整個渤海灣盆地重要的勘探接替層系。隨著地質(zhì)認(rèn)識的不斷提高與勘探技術(shù)的日益成熟，相信陸相紅層油氣勘探的難題將被逐步解決，紅層油氣藏的神秘面紗將被最終揭開。

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