滄東凹陷南皮斜坡孔二段沉積特征與油氣勘探

周立宏，蒲秀剛，韓文中，陳長偉，張 偉，林常梅，柳 颯

（1.中國石油大港油田公司 勘探開發(fā)研究院，天津300280；2.中國石油大港油田公司 勘探事業(yè)部，天津300280）

滄東凹陷是大港探區(qū)第二大富油氣凹陷，經(jīng)歷50余年勘探開發(fā)，構(gòu)造帶主體勘探程度高，規(guī)模性油氣藏的發(fā)現(xiàn)越來越難，巖性地層油氣藏及非常規(guī)油氣勘探是當(dāng)前乃至今后增儲上產(chǎn)的重要領(lǐng)域。古近系孔店組第二段（簡稱“孔二段”，Ek2）是滄東凹陷最重要的烴源巖層，具有烴源巖厚度大、有機(jī)質(zhì)類型好、豐度高、演化程度高的特點(diǎn)［1］，具備巖性地層油氣藏及非常規(guī)油氣大面積聚集的有利條件。新一輪構(gòu)造研究表明，滄東凹陷發(fā)育南皮斜坡、孔東斜坡及孔西斜坡3大斜坡構(gòu)造［2］。南皮斜坡作為繼承性發(fā)育的大型緩坡，由于構(gòu)造條件優(yōu)越，埋藏適中，源儲匹配良好，越來越受到重視。

1 沉積背景

南皮斜坡位于滄東凹陷南部，東為徐黑凸起，西為滄縣隆起，南鄰東光凸起，是滄東凹陷最重要的斜坡構(gòu)造單元之一。凹陷呈北東走向，長58 km，寬19km，面積約為1 030km2［3－5］，最大沉積厚度約500m。

構(gòu)造及古地貌圖件均揭示南皮斜坡為繼承性發(fā)育的斜坡，即現(xiàn)今埋藏最深處與地層厚度中心基本一致，處于南皮斜坡中部，沿kn11井、w14井一帶向北東向展布，地層向西、向南及向東呈逐漸減薄的趨勢明顯（圖1）。

沿盆地軸向地震剖面揭示南皮斜坡為一個(gè)典型的撓曲斜坡，坡折、坡腳結(jié)構(gòu)明顯（圖2）。坡折帶平面上呈環(huán)帶狀分布，位于y21、kn6、wushen1、wu26等井一帶，坡折帶以上地層減薄尖滅，坡折帶以下地層增厚趨勢明顯。

2 沉積特征

2.1 主要沉積相類型

古地貌、地震、鉆測井、巖心、薄片等資料綜合分析表明，南皮斜坡孔二段主要發(fā)育辮狀河三角洲、遠(yuǎn)岸水下扇等沉積相類型。高斜坡主要發(fā)育辮狀河三角洲平原－辮狀河三角洲前緣；中斜坡發(fā)育辮狀河三角洲前緣主體；低斜坡為半深湖沉積，主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣遠(yuǎn)端－遠(yuǎn)岸水下扇沉積。

2.1.1 高斜坡沉積特征

高斜坡緊鄰東光凸起，以發(fā)育辮狀河三角洲平原、辮狀河三角洲前緣近端為主。

圖1 南皮斜坡孔二段古地貌圖Fig.1 Ancient landform map of Ek2 in the Nanpi slope area

圖2 南皮斜坡地震剖面（NE）Fig.2 The seismic profile of the Nanpi slope

巖性組合以厚層灰色中－細(xì)砂巖夾紅色、灰色泥巖為主。砂地比近50%，砂巖平均單層厚度4.5m，最大單層厚度12m，單層厚度5m以上占總砂巖厚度的56%；紅色泥巖占泥巖總厚度22%（以kn8井為例）。

測井曲線以低幅指狀為典型特征，夾齒狀箱形、齒狀鐘形。

2.1.2 中斜坡沉積特征

巖性組合以灰色細(xì)砂巖夾深灰色泥巖為主。砂地比為52.4%，砂巖平均單層厚度2.9m，最大單層厚度8m，單層厚度5m以上占總砂巖厚度的13.9%；紅色泥巖不發(fā)育（以kn6井為例）。

該區(qū)取心段以發(fā)育中－細(xì)砂巖為主，沉積現(xiàn)象較為豐富，整體表現(xiàn)為牽引流沉積。巖心多處可見交錯層理（圖3-A）、粒序?qū)永淼?，局部地區(qū)可見沖刷面；鏡下觀察顯示分選性中等，磨圓度為次尖－次圓狀（圖3-C），為典型的前緣水下分支河道沉積。另外偶見逆粒序?qū)永砑?xì)砂巖（圖3-B），分選較好，次尖－次圓狀（圖3-D），為辮狀河三角洲前緣遠(yuǎn)端遠(yuǎn)砂壩、席狀砂沉積（以kn6井為例）。

圖3 kn6井孔二段沉積構(gòu)造與鏡下特征Fig.3 Sedimentary structures and microscopic characteristics of Ek2 in Well kn6

測井曲線以齒狀箱形、齒狀鐘形、齒狀漏斗形為主。

2.1.3 低斜坡沉積特征

巖性組合以深灰色泥巖夾灰色細(xì)砂巖為主。砂地比為38%，砂巖平均單層厚度2.3m，最大單層厚度7m，單層厚度5m以上占總砂巖厚度的24%（以kn26x1井為例）。

該區(qū)取心段沉積現(xiàn)象豐富，重力流特色十分明顯。kn26x1井是該低斜坡唯一的取心井。深度為3 904.55m處深灰色泥巖中發(fā)現(xiàn)瀉水構(gòu)造，其寬度為5～8cm，內(nèi)充填灰色細(xì)砂巖，肉眼觀察細(xì)砂巖泥質(zhì)含量較高（圖4-A）。深度為3 904.79 m處見粒序?qū)永?，從下至上依次發(fā)育細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，發(fā)育不完整的鮑馬序列（圖4-B）。深度為3 908.04m處有沖刷面，之下為深灰色泥巖，液化變形構(gòu)造，之上為塊狀細(xì)砂巖（圖4-C）。深度為3 908.07m處見植物炭質(zhì)塊莖，直徑＞6cm，為事件性輸入。深度為3 908.67m斷面見植物炭質(zhì)塊莖，寬度＞6cm（圖4-D）。

測井曲線以齒狀箱形、齒狀鐘形為主。

2.2 沉積體系平面展布特征

受徐黑凸起、東光凸起、滄縣隆起3個(gè)方向物源影響［5］，南皮斜坡孔二段沉積時(shí)期發(fā)育葉三拔三角洲、烏馬營三角洲、燈明寺三角洲以及集北頭三角洲4個(gè)朵體（圖5），其中烏馬營三角洲與燈明寺三角洲匯集于w7井、w12井、wushen1井附近，而葉三撥三角洲與烏馬營三角洲交互于kn8、kn6、kn26x1井一帶。

受坡折帶控制，該區(qū)沉積相帶分異作用明顯。高斜坡大部分位于地表暴露區(qū)，主要發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相，可識別出分支河道與河道間等微相；中斜坡為淺水沉積，辮狀河三角洲前緣是該區(qū)的主要沉積相帶，占整個(gè)斜坡區(qū)70%左右；低斜坡區(qū)主要為半深湖區(qū)沉積環(huán)境，發(fā)育遠(yuǎn)岸水下扇砂體，夾薄層的云質(zhì)巖類。

3 控砂模式

南皮斜坡孔二段具有凸起順向供砂、侵蝕溝槽輸砂、單一坡折控砂的規(guī)律。

圖4 kn26x1井孔二段典型沉積構(gòu)造Fig.4 Sedimentary structures of Ek2 in Well kn26x1

圖5 南皮斜坡區(qū)孔二段沉積體系展布特征Fig.5 The distribution of the sedimentary system of Ek2 in the Nanpi slope area

凸起順向供砂：孔二段沉積時(shí)期，南皮斜坡受徐黑凸起、東光凸起、滄縣隆起環(huán)繞，三面環(huán)山，盆外物源為該區(qū)砂體的形成提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。砂體順斜坡走向，逐漸由高斜坡向低斜坡位置輸送，波及至低斜坡區(qū)。

侵蝕溝槽輸砂：受斷層控制，沿斜坡走向發(fā)育多個(gè)下切侵蝕溝谷，形成順坡的溝槽（圖6）。其主要作用之一是引導(dǎo)沉積物的推進(jìn)方向［6，7］，使得南部東光凸起物源的碎屑物質(zhì)得以向斜坡中、低部位輸送，形成多期疊置發(fā)育的區(qū)域性分布的辮狀河三角洲－遠(yuǎn)岸水下扇砂體。

單一坡折控砂：南皮斜坡發(fā)育單一坡折，坡折帶發(fā)育區(qū)水動力變化較大，同時(shí)古地貌起伏變化有利于沉積物卸載；另外，坡折帶是低位域發(fā)育的重要場所，其下傾方向是可容納空間形成的重要部位，大量發(fā)育低位扇、低位楔［8］。南皮斜坡坡折帶有效控制砂體卸載，使坡腳砂體最發(fā)育，沿斜坡上傾方向砂體超覆，斜坡下傾方向減薄尖滅（圖7）。

圖6 南皮斜坡區(qū)孔二段沉積模式立體圖Fig.6 Stereogram of the sedimentary model of Ek2 in the Nanpi slope area

圖7 南皮斜坡孔二段沉積模式剖面圖Fig.7 Sedimentary model profile of Ek2 in the Nanpi slope area

4 成藏模式與勘探實(shí)踐

4.1 成藏模式

南皮斜坡孔二段底界埋深2.8～4.8km，儲集物性以及有機(jī)質(zhì)成熟度隨著埋藏由淺到深變化較大。同時(shí)斜坡構(gòu)造與砂體相匹配，形成不同類型的油氣藏（圖8）。

中斜坡圈閉條件好，孔二段早期（Ek2－4）沿斜坡上傾方向形成超覆圈閉，中期—晚期（Ek2－3－Ek2－1）形成巖性圈閉等。該區(qū)有機(jī)質(zhì)成熟度較高，處于大量生油階段［1］，砂地比適中，儲集物性好，平均孔隙度為13.4%，最大可達(dá)15.2%；平均滲透率為17.9×10－3μm2，最大為41.6×10－3μm2；且處于油氣運(yùn)移的有利指向區(qū)：是巖性地層油氣藏勘探的重要目標(biāo)區(qū)。

低斜坡主體區(qū)位于辮狀河三角洲前緣遠(yuǎn)端及前三角洲沉積環(huán)境，有機(jī)質(zhì)保存條件好，同時(shí)埋深較大，有利于烴類轉(zhuǎn)化。該區(qū)生油巖與砂巖互層式沉積，源儲一體，埋藏適中，利于形成大面積連片的致密油藏。

4.2 勘探實(shí)踐

以沉積模式及油氣成藏模式為指導(dǎo)，近年針對南皮斜坡孔二段開展了大量的勘探實(shí)踐，分領(lǐng)域分別落實(shí)了一批有利目標(biāo)，巖性油藏與致密油藏勘探取得突破性進(jìn)展。

部署的kn6井首先獲得突破，成為滄東凹陷巖性地層油氣藏勘探的重要里程碑。相繼部署kn7、kn17等井獲得工業(yè)油氣流，展示了良好的勘探前景，已成為大港探區(qū)規(guī)模增儲的重點(diǎn)區(qū)帶之一。同時(shí)，針對孔二段低斜坡區(qū)致密相帶部署的kn26x1、官東6x1等井經(jīng)大型壓裂改造，均獲得日產(chǎn)30t的高產(chǎn)，打破了孔二段近幾年最高試油日產(chǎn)量紀(jì)錄，證實(shí)了南皮斜坡致密油的勘探潛力。

5 結(jié)論

南皮斜坡是一個(gè)繼承性發(fā)育的緩坡，孔二段受東光凸起、滄縣隆起物源及徐黑凸起物源影響，發(fā)育葉三撥、烏馬營、燈明寺及集北頭4個(gè)三角洲朵體；受坡折帶控制，高斜坡區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相，中斜坡區(qū)以辮狀河三角洲前緣為主體，低斜坡區(qū)主要為半深湖沉積環(huán)境，發(fā)育遠(yuǎn)岸水下扇及云質(zhì)巖類。砂體分布總體具有凸起順向供砂、侵蝕溝槽輸砂、單一坡－折控砂的規(guī)律。

圖8 南皮斜坡孔二段成藏模式圖Fig.8 Hydrocarbon accumulation pattern of Ek2in the Nanpi slope area

南皮斜坡中斜坡區(qū)發(fā)育三角洲前緣主體，埋藏適中，儲集物性好，砂巖與烴源巖匹配，圈閉條件良好，且位于油氣運(yùn)移的有利指向區(qū)，是巖性地層油氣藏勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域；低斜坡區(qū)發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖，夾三角洲前緣遠(yuǎn)端－遠(yuǎn)岸水下扇砂體及薄層的云質(zhì)巖類，是致密油勘探的有利地區(qū)。

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