滄東凹陷斜坡帶孔二段油氣富集規(guī)律

徐祖新，張義杰，王居峰，劉海濤，姜文亞

(1.中國石油 勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 2.大港油田 勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

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滄東凹陷斜坡帶孔二段油氣富集規(guī)律

徐祖新1，張義杰1，王居峰1，劉海濤1，姜文亞2

(1.中國石油 勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 2.大港油田 勘探開發(fā)研究院，天津 300280)

摘要：滄東凹陷斜坡帶是巖性油藏和致密油藏下一步勘探的主要區(qū)帶。根據(jù)成因特點將孔二段時期廣泛分布的斜坡帶劃分為2類：繼承型斜坡和反轉(zhuǎn)型斜坡。在孔二段油氣成藏條件分析的基礎(chǔ)上，研究了2類斜坡帶油氣富集規(guī)律。結(jié)果表明：不同斜坡帶具有不同的油氣空間分布特征，從斜坡低部位向斜坡高部位，繼承型斜坡依次為致密油藏—巖性油藏—構(gòu)造油藏，反轉(zhuǎn)型斜坡依次為巖性油藏—致密油藏—構(gòu)造油藏。

關(guān)鍵詞：油氣成藏模式；油氣分布特征；滄東凹陷；孔二段；斜坡帶

徐祖新,張義杰,王居峰,等.滄東凹陷斜坡帶孔二段油氣富集規(guī)律[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016,31(1):10-16.

XU Zuxin,ZHANG Yijie,WANG Jufeng,et al.Hydrocarbon accumulation law of the second member of Kongdian Formation in the slope zones of Cangdong Sag[J].Journal of Xi'an Shiyou University (Natural Science Edition),2016,31(1):10-16.

引言

滄東凹陷是渤海灣盆地最重要的富油氣凹陷之一，經(jīng)過50多年的勘探開發(fā)，構(gòu)造帶主體探明程度高，探明含油氣面積占構(gòu)造帶主體面積80%以上，構(gòu)造圈閉越來越少。研究區(qū)斜坡帶面積占凹陷總面積的60%～70%，斜坡帶巖性油藏是目前勘探的重點領(lǐng)域[1]。近年來，勘探實踐也證實斜坡帶孔二段致密砂巖具有良好的油氣顯示，是重要接替領(lǐng)域[2-4]。斜坡帶已成為研究區(qū)巖性油藏和致密油藏下一步勘探的主要區(qū)帶。

對滄東凹陷斜坡帶油氣富集規(guī)律和空間分布特征的研究較為少見。渠芳等[5]探討了研究區(qū)孔店凸起主干斷層“地震泵”作用對孔二段油氣成藏的影響，認(rèn)為油氣主要分布在斷層活動強(qiáng)烈處。許恩愛等[6]對孔店組構(gòu)造、沉積和烴源巖等進(jìn)行了綜合研究，認(rèn)為其具有2種成藏模式：構(gòu)造型復(fù)式成藏模式和地層巖性型成藏模式。由此可見，前人對孔二段油氣富集規(guī)律的研究集中在孔店凸起等正向構(gòu)造單元，斜坡帶油氣富集規(guī)律研究很少，更沒有開展過斜坡帶常規(guī)油與致密油空間分布特征的研究。此外，滄東凹陷斜坡帶與國內(nèi)其他凹陷的斜坡帶具有明顯不同的特征，凹陷南部為寬緩的繼承型斜坡，而凹陷北部則是被孔店凸起和斷層復(fù)雜化的反轉(zhuǎn)型斜坡。因此，開展該凹陷油氣富集規(guī)律的研究，不僅可以深化對該凹陷油氣分布規(guī)律的認(rèn)識，而且建立的油氣空間分布模式對我國其他斷陷盆地斜坡帶的勘探也有借鑒和指導(dǎo)作用。

1地質(zhì)背景

滄東凹陷位于渤海灣盆地黃驊坳陷南部，構(gòu)造上位于孔店凸起以南、滄縣隆起以東、徐黑凸起以西，呈北東—南西向展布，勘探面積約1 500 km2。滄東凹陷主要形成于始新世—漸新世早期，現(xiàn)今構(gòu)造是孔店期及沙河街期構(gòu)造疊加的結(jié)果[7]。構(gòu)造單元劃分為孔店構(gòu)造帶、舍女寺斷鼻2個正向構(gòu)造帶和孔東、孔西、南皮3個斜坡構(gòu)造帶(圖1)。

滄東凹陷孔店組自下而上劃分為孔三段、孔二段和孔一段，其中孔二段為深灰、黑灰色泥頁巖夾淺灰色粉細(xì)砂巖韻律層，局部夾基性侵入巖。厚度400～600 m，向上泥巖顏色變淺，過渡為孔一段的紅色沉積(圖1)?？锥伟l(fā)育巨厚的富有機(jī)質(zhì)暗色泥質(zhì)巖相沉積，表明其曾經(jīng)歷了一次時間較長的湖泛期，屬湖侵體系域沉積?？锥问茄芯繀^(qū)主力烴源巖層，也是主力產(chǎn)層。

圖1　滄東凹陷構(gòu)造位置及地層綜合柱狀圖Fig.1　Tectonic location and comprehensive stratigraphic column of Cangdong Sag

2斜坡帶特征及成因

2.1斜坡帶類型與特征

斜坡帶的分類主要考慮構(gòu)造背景、變形特點以及沉積充填結(jié)構(gòu)[8]。李丕龍[9]對惠民凹陷斜坡帶進(jìn)行了詳細(xì)分類，將陡坡帶分為板式、鏟式、馬尾式、座墩式和階梯式，緩坡帶劃分為寬緩型、窄陡型和雙元型，每類斜坡帶都具有不同的油氣聚集特征。趙紅星等[10]按構(gòu)造特點將斜坡帶分為單斜式、斷階式和雙元式3類，按照地層沉積特點劃分為繼承型斜坡、多期型斜坡和反轉(zhuǎn)型斜坡3類。本次研究參考前人的劃分方案，并根據(jù)斜坡帶結(jié)構(gòu)形態(tài)，將滄東凹陷斜坡帶劃分為2類：繼承型斜坡和反轉(zhuǎn)型斜坡。又進(jìn)一步將繼承型斜坡劃分為單一斜坡和斷裂隆升型斜坡，將反轉(zhuǎn)型斜坡劃分為單一反轉(zhuǎn)斜坡和旋轉(zhuǎn)掀斜型斜坡(圖2)。

圖2　滄東凹陷斜坡帶類型Fig.2　Types of slope zone in Cangdong Sag

(1)單一斜坡：斜坡構(gòu)造繼承性發(fā)育，斜坡結(jié)構(gòu)簡單，受單一坡折控制，斷裂改造強(qiáng)度小，斜坡構(gòu)造平緩。

(2)斷裂隆升型斜坡：斜坡構(gòu)造繼承性發(fā)育，但是受斷裂改造作用明顯，為發(fā)育中部隆升背景的復(fù)雜斷裂斜坡，斜坡構(gòu)造平緩。

1897年商務(wù)印書館成立，依靠兩部手搖小印機(jī)、三臺腳踏圓盤機(jī)和三部手扳壓印機(jī)，踏上了關(guān)乎印刷、關(guān)乎文化的發(fā)展征途，此后其雖進(jìn)軍出版業(yè)并占有相當(dāng)之地位，但印刷業(yè)務(wù)的發(fā)展未曾間斷。從商務(wù)印書館到商務(wù)印書館上海印刷廠、東方紅印刷廠、上海商務(wù)印刷廠，直至現(xiàn)在的商務(wù)公司，121年的變遷中，有很多值得記憶的年份或是時刻，其中2010年確可稱為近期商務(wù)公司的一個轉(zhuǎn)折點。正是在這一年，商務(wù)公司多年來主攻的書刊印刷業(yè)務(wù)被納入其所屬上海印刷集團(tuán)下的青浦印刷基地，主要經(jīng)營業(yè)務(wù)則變?yōu)槿嵝园嬗∷?、票?jù)印刷，以及書刊封面裝幀的個性化印刷三塊內(nèi)容，如今看來，這恰是商務(wù)公司面對新時代、新發(fā)展的一次華麗轉(zhuǎn)身。

(3)單一反轉(zhuǎn)型斜坡：斜坡結(jié)構(gòu)單一，無明顯坡折，但是后期斜坡帶反轉(zhuǎn)，斷裂改造弱，斜坡構(gòu)造陡直。

(4)旋轉(zhuǎn)掀斜型斜坡：孔二段時期為坳陷沉積，孔一上時期受同向斷裂改造，形成反轉(zhuǎn)型斜坡，中高斜坡平緩，低斜坡陡直。

2.2斜坡帶成因

滄東凹陷斜坡帶的形成和分布與凹陷發(fā)育過程中基底差異沉降以及繼承性大斷裂活動均有密切關(guān)系，兩大主控因素共同影響斜坡構(gòu)造發(fā)育。

滄東凹陷主要形成于始新世—漸新世早期，孔二段時期斷陷結(jié)構(gòu)以復(fù)式地塹及地壘結(jié)構(gòu)為主，滄東、徐西斷層是控制復(fù)式地塹的邊界斷層，限制了孔二段地層的分布?？滓欢纬练e末期斷塊翹傾活動開始，并在漸新世沙河街期達(dá)到頂峰，使得滄東凹陷地塹結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。而且，孔一段時期沉降速率較孔二段逐漸增大，在沙河街時期達(dá)到最大，斜坡帶在沙河街時期基本形成。

滄東凹陷北部呈現(xiàn)對置半地塹及中央復(fù)背斜結(jié)構(gòu)，主要是在印支—燕山期中央向斜背景下，古近紀(jì)發(fā)生兩幕構(gòu)造運動，孔二段時期為坳陷沉積，孔一段末期發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，形成孔東和孔西2個反轉(zhuǎn)型斜坡，且斜坡陡傾；凹陷南部以塹壘式結(jié)構(gòu)為主，印支—燕山期為擠壓逆沖古背斜，古近紀(jì)繼承性發(fā)育，形成寬緩繼承性斜坡(圖3)。

3斜坡帶成藏條件分析

3.1烴源巖特征

孔二段烴源巖生烴門限深度在2 600 m左右，Ro為0.5%～1.1%(圖4)。在凹陷沉積中心和南皮的小集—烏馬營地區(qū)，地層埋深較大，已經(jīng)進(jìn)入生油高峰期，而在沉積邊緣地帶以及舍女寺—孔店低凸起區(qū)，地層埋深相對較小，主要處在低成熟階段?？锥螣N源巖有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅰ-Ⅱ1型，以生油為主。

3.2儲集層特征

研究區(qū)在孔二段時期為一碟狀坳陷湖盆，氣候潮濕，廣泛發(fā)育湖泊沉積體系，大部分地區(qū)被水體覆蓋?？锥伟l(fā)育孔店凸起、東光凸起、徐黑凸起、滄縣隆起4大物源體系，三角洲砂體沿湖盆邊緣呈環(huán)帶狀分布， 古湖盆低斜坡—中心區(qū)三角洲前緣席狀砂、白云巖等致密儲層與暗色泥巖、油頁巖呈互層式大面積連片分布[4]。

圖3　滄東凹陷新生代構(gòu)造演化特征Fig.3　Cenozoic tectonic evolution characteristics of Cangdong Sag

圖4　滄東凹陷孔二段烴源巖TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)與Ro疊合圖Fig.4　TOC mass fraction and Ro distributions of hydrocarbon source rocks of Ek2 in Cangdong Sag

層位巖性TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%S1+S2/(mg·g-1)瀝青“A”質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%總烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)/10-6綜合評價Ek2暗色泥巖3.07(195)0.14～9.2319.46(135)0.03～69.910.35(93)0.003～1.4102106.44(89)14.23～10332.44好—很好烴源巖Ek2頁巖4.87(28)2.32～8.4136.59(27)1.23～77.550.63(14)0.05～2.793448.43(13)396.36～14278.81很好烴源巖

受沉積相控制，從湖盆中心向湖盆邊緣，孔二段儲層物性由差變好，儲層類型由致密儲層過渡為常規(guī)儲層(圖5)?？锥螌儆谡Ｆ邏合到y(tǒng)，如 N89井壓力系數(shù)1.31，Z46井壓力系數(shù)1.26～1.34，高壓系統(tǒng)利于溶蝕孔隙的產(chǎn)生。此外，孔二段砂體與烴源巖互層沉積，油氣主要通過砂體橫向疏導(dǎo)進(jìn)入砂巖儲層。

3.3生儲蓋組合

研究區(qū)孔店組地層縱向上構(gòu)成完整的生儲蓋組合，孔二段屬內(nèi)陸湖相沉積，以油頁巖、暗色泥巖，夾砂巖為發(fā)育特征，平面分布穩(wěn)定，是凹陷主力烴源巖。研究區(qū)儲層主要是孔二段所夾薄中厚層砂巖和孔一段廣泛發(fā)育的砂巖?？滓欢文┢诎l(fā)育的厚度200～450 m的膏泥巖為良好的區(qū)域蓋層， 已發(fā)現(xiàn)的油氣藏大都分布在這套區(qū)域蓋層之下。其中孔一段、孔二段和孔三段內(nèi)部又可按沉積旋回細(xì)分為若干個小儲蓋組合，儲集性能優(yōu)越，為油氣聚集創(chuàng)造了條件(圖1)。

圖5　滄東凹陷孔二段儲層分布特征Fig.5　Reservoir distribution of Ek2 in Cangdong Sag

4斜坡帶油氣富集規(guī)律

4.1繼承型斜坡油氣成藏模式

滄東凹陷繼承型斜坡帶上分布多種類型油氣藏，按成因可分為構(gòu)造油藏、巖性油藏和致密油藏3類，油氣藏類型主要受沉積相和成巖作用的雙重控制[11]。

前人提出優(yōu)勢輸導(dǎo)體系概念，認(rèn)為油氣運移路徑一旦形成，如果后續(xù)發(fā)生運移的油氣與原先油氣性質(zhì)和連續(xù)油氣柱高度基本一致，那么新生成的油氣基本沿原先已形成的運移路徑流動；油氣運移路徑具有繼承性，運移條件的變化可以改變原先的運移路徑，但改變幅度有限[12]。繼承型斜坡粗粒沉積一般位于湖盆邊緣，烴源巖位于湖盆中心，生油巖和儲層構(gòu)成良好的側(cè)向配置關(guān)系，構(gòu)造油藏、巖性油藏和致密油藏呈帶狀從外向內(nèi)順斜坡走向分布，油氣沿著優(yōu)勢運移路徑有序分布(圖6)。

圖6　滄東凹陷孔二段正常型聚集模式Fig.6　Normal hydrocarbon accumulation mode of Ek2 in Cangdong Sag

4.2反轉(zhuǎn)型斜坡油氣成藏模式

滄東凹陷在孔一段沉積末期，孔店凸起形成，凹陷北部演化成相向?qū)χ?、相互連通的2個半地塹，沉積層從斷層旁側(cè)向孔店凸起呈楔狀減薄。湖盆中心烴源巖抬升，熱成熟度較低，但是抬升到地表遭受剝蝕，儲層物性變好，因而斜坡高部位聚集成構(gòu)造油藏；斜坡中部位沉積物粒度較細(xì)、埋深較大、熱成熟度較高，構(gòu)造隆升階段形成滑塌濁積巖體、三角洲前積體等各類砂體，為致密油的賦存提供場所；斜坡低部位受原始沉積物質(zhì)的控制，主要是辮狀河三角洲前緣沉積，沉積物粒度較粗，砂體發(fā)育。由于受構(gòu)造掀斜作用影響，沿孔店凸起兩側(cè)能形成良好的反向砂體尖滅帶，聚集成巖性油藏(圖7)。

圖7　滄東凹陷孔二段反轉(zhuǎn)型聚集模式Fig.7　Reversal hydrocarbon accumulation mode of Ek2 in Cangdong Sag

5結(jié)論

(1)研究區(qū)斜坡帶分為繼承型斜坡和反轉(zhuǎn)型斜坡2類，前者細(xì)分為單一斜坡和斷裂隆升型斜坡，后者細(xì)分為單一反轉(zhuǎn)斜坡和旋轉(zhuǎn)掀斜型斜坡。斜坡帶的形成與分布主要受基底差異沉降和繼承性大斷裂活動兩大因素共同控制。

(2)孔二段成藏條件優(yōu)越，為油氣富集成藏提供了充足的油氣源。致密儲層和常規(guī)儲層呈環(huán)帶狀分布，為不同類型油氣聚集提供了場所，縱向上構(gòu)成多套生儲蓋組合，平面上常規(guī)油藏和致密油藏疊置連片分布。

(3)不同類型斜坡帶具有不同的油氣空間分布特征：從斜坡低部位向斜坡高部位，繼承型斜坡依次分布致密油藏—巖性油藏—構(gòu)造油藏；反轉(zhuǎn)型斜坡依次分布巖性油藏—致密油藏—構(gòu)造油藏。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1]姚芳,盧異,何婉茹.黃驊坳陷南部巖性油氣藏有利區(qū)帶預(yù)測[J].特種油氣藏,2010,17(1):37-48.

YAO Fang,LU Yi,HE Wanru.Prediction of potential area of lithologic reservoirs in the south of Huanghua Depression[J].Special Oil and Gas Reservoirs,2010,17(1):37-48.

[2]劉國全,賈麗.滄東凹陷致密油形成條件及勘探潛力[J].特種油氣藏,2014,21(5):55-59.

LIU Guoquan,JIA Li.The formation conditions and exploration potential of tight oil in Cangdong depression[J].Special Oil and Gas Reservoirs,2014,21(5):55-59.

[3]劉國全,賈麗,李鳳霞,等.滄東凹陷致密油巖性識別方法研究[J].特種油氣藏,2014,21(3):18-22.

LIU Guoquan,JIA Li,LI Fengxia,et al.Study on the identification methods of tight oil lithology in Cangdong Sag[J].Special Oil and Gas Reservoirs,2014,21(3):18-22.

[4]張紹輝,王敏,王秀萍,等.滄東凹陷孔二段致密油成藏條件研究[J].硅谷,2014,17:188-190.

ZHANG Shaohui,WANG Min,WANG Xiuping,et al.The formation conditions of tight oil in Cangdong Sag[J].Silicon Valley,2014,17:188-190.

[5]渠芳,陳清華,連承波,等.黃驊坳陷南區(qū)油氣分布規(guī)律及其成藏機(jī)制[J].石油勘探與開發(fā),2008,35(3):295-299.

QU Fang,CHEN Qinghua,LIAN Chengbo,et al.Distribution and accumulation of the oil and gas in southern Huanghua Depression[J].Petroleum Exploration and Development,2008,35(3):295-299.

[6]許恩愛,李曉良,王慶魁,等.黃驊坳陷孔南地區(qū)孔店組油氣成藏主控因素及成藏模式[J].斷塊油氣田,2014,21(3):278-281.

XU En'ai,LI Xiaoliang,WANG Qingkui,et al.Main controlling factor and model of Kongdian Formation hydrocarbon accumulation in Kongnan Area of Huanghua Depression[J].Fault-block Oil and Gas Oilfield,2014,21(3):278-281.

[7]高錫興.黃驊坳陷石油天然氣地質(zhì)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2004．

[8]李思田,潘元林,陸永潮,等.斷陷湖盆隱蔽油藏預(yù)測及勘探的關(guān)鍵技術(shù):高精度地震探測基礎(chǔ)上的層序地層學(xué)研究[J].地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報),2002,27(5):592-598.

LI Sitian,PAN Yuanlin,LU Yongchao,et al.Key technology of prospecting and exploration of subtle traps in lacustrine fault basins:sequence stratigraphic researches[J].Earth Science(Journal of China University of Geosciences),2002,27(5):592-598.

[9]李丕龍.陸相斷陷盆地緩坡帶油氣運聚規(guī)律研究[D].北京:中國科學(xué)院,2001.

[10] 趙紅星,司繼偉,何偉平.陸相斷陷盆地斜坡帶分類及成藏特征分析[J].長江大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2011,8(3):28-30.

ZHAO Hongxing,SI Jiwei,HE Weiping,et al.Classification of conyinental fault breaking basin and study of reservoir formation[J].Journal of Yangtze University(Natural Science Edition),2011,8(3):28-30.

[11] Ajdukiewicz J M,Lander R H.Sandstone reservoir quality prediction:The state of the art[J].AAPG Bulletin,2010,94(8):1083-1091.

[12] 邱榮華,李連生,張永華,等.泌陽凹陷北部斜坡帶油氣富集控制因素與勘探技術(shù)[J].石油天然氣學(xué)報(江漢石油學(xué)院學(xué)報),2006,28(2):39-41.

QIU Ronghua,LI Liansheng,ZHANG Yonghua,et al.Factors and exploration technology in northern slope of Biyang Sag[J].Journal of Oil and Gas Technology(Journal of Jianghan Petroleum Institute),2006,28(2):39-41.

責(zé)任編輯：王輝

DOI：10.3969/j.issn.1673-064X.2016.01.002中圖分類號：TE122.1

文章編號：1673-064X(2016)01-0010-07

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

收稿日期：2015-09-14

基金項目：國家重大專項“渤海灣盆地北部油氣富集規(guī)律與增儲領(lǐng)域研究”(編號：2011ZX05006-005)

作者簡介：徐祖新(1988-)，男，博士研究生，主要從事非常規(guī)油氣地質(zhì)與評價方面的研究。 E-mail：xuzuxin-20081234@163.com

Hydrocarbon Accumulation Law of the Second Memberof Kongdian Formation in the Slope Zones of Cangdong Sag

XU Zuxin1,ZHANG Yijie1,WANG Jufeng1,LIU Haitao1,JIANG Wenya2

(1.Research Institute of Petroleum Exploration & Development,CNPC,Beijing 100083,China;2.Research Institute of Exploration and Development,Dagang Oilfield,Tianjin 300280,China)

Abstract:The slope zones are the main exploration areas for the lithologic reservoirs and tight reservoirs in Cangdong Sag.According to their genetic characteristics,the slope zones widely distributing in the second member of Kongdian Formation can be divided into 2 types: inheritance slope and reverse slope.The hydrocarbon accumulation laws of two types of slope zone are studied based on the analysis of hydrocarbon accumulation conditions.It is shown that the different types of slope zone have different oil and gas spatial distribution characteristics,from the lower part to the higher position of slope,tight reservoir,lithologic reservoir and structural reservoir distribute in turn in the inheritance slopes,and lithologic reservoir,tight reservoir and structural reservoir distribute in turn the inversion slopes.

Key words:hydrocarbon accumulation mode;hydrocarbon distribution characteristic;Cangdong Sag;the second member of Kongdian Formation;slope zone