蘇北盆地海安凹陷曲塘次凹阜三段成藏條件分析

周 韜

(中國(guó)石化華東油氣分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，江蘇南京 210011)

蘇北盆地海安凹陷曲塘次凹阜三段成藏條件分析

周 韜

(中國(guó)石化華東油氣分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，江蘇南京 210011)

蘇北盆地海安凹陷曲塘次凹阜三段油藏的油源主要來(lái)自于阜二段烴源巖，研究區(qū)內(nèi)阜二段有效烴源巖發(fā)育厚度較大，有機(jī)質(zhì)豐度高、類(lèi)型好，達(dá)到了成熟的演化階段，屬于好的生油巖，為研究區(qū)阜三段油藏提供了充足的油源。研究區(qū)阜三段砂巖發(fā)育，屬于中孔低滲儲(chǔ)層，儲(chǔ)集性能較好；阜四段湖相泥巖是研究區(qū)阜三段油藏的區(qū)域性蓋層，封蓋性能良好，利于阜三段油氣的保存；阜三段油氣的運(yùn)移通道主要是下切至阜二段的斷層以及微裂縫，阜二段烴源巖生成的油氣在異常壓力的驅(qū)動(dòng)下，向上運(yùn)移至阜三段的儲(chǔ)集層成藏。

蘇北盆地；海安凹陷；曲塘地區(qū)；阜三段；成藏條件

海安凹陷屬于東臺(tái)坳陷的次一級(jí)構(gòu)造單元，處于蘇北盆地的東南部地區(qū)(圖1)。曲塘次凹位于海安凹陷南部，地震及鉆井資料證實(shí)是一個(gè)新近系發(fā)育的次凹，古近系沉積較薄。吳堡運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈抬升使得曲塘次凹斜坡帶的阜寧組地層遭受剝蝕，而凹陷內(nèi)的阜寧組地層保存較好[1-2]。由于阜三段夾持在阜二段、阜四段之間，并且地層在曲塘次凹的近深凹區(qū)保存較好，具備良好的生儲(chǔ)蓋條件。隨著勘探開(kāi)發(fā)工作的展開(kāi)，阜三段油藏已經(jīng)成為曲塘地區(qū)主力產(chǎn)油層。

圖1 蘇北盆地海安凹陷南部曲塘次凹構(gòu)造位置

1 油源條件

海安凹陷的勘探工作揭示本區(qū)發(fā)育阜二段、阜四段、泰二段三套優(yōu)質(zhì)烴源巖。通過(guò)研究區(qū)阜三段原油分析認(rèn)為，海安凹陷曲塘地區(qū)阜三段油氣主要來(lái)自阜二段烴源巖[3]，研究區(qū)位于曲塘次凹的生烴中心，從油源條件分析處于非常優(yōu)越的位置。

1.1 有機(jī)質(zhì)豐度

曲塘次凹阜二段的巖性主要為深灰、灰黑色泥巖，凹陷內(nèi)沉積厚度達(dá)到420 m以上，生油物質(zhì)基礎(chǔ)非常好，其中有機(jī)碳含量為0.66%～3.01%，平均為2.23%；生烴潛量(S1+S2)為2.04～22.66 mg/g，平均值為12.97 mg/g；氫指數(shù)(IH)為140～740 mg/g，平均值為422 mg/g；氯仿瀝青“A”含量為0.09%～0.25%，平均為0.15%(圖2)。從勘探實(shí)踐來(lái)看，阜二段烴源巖品質(zhì)在三套烴源巖中是最好的。

1.2 有機(jī)質(zhì)類(lèi)型

烴源巖的生烴能力與有機(jī)質(zhì)類(lèi)型密切相關(guān)。通過(guò)大量新鉆井烴源巖巖心、巖屑熱解的結(jié)果分析，主力烴源巖阜二段烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅰ型為主(圖3)。阜二段烴源巖有機(jī)質(zhì)顯微組分以礦物瀝青基質(zhì)為主，含量為78.01%(圖4)，屬于優(yōu)質(zhì)烴源巖。

1.3 有機(jī)質(zhì)成熟度

目前將鏡質(zhì)體反射率Ro作為反映有機(jī)質(zhì)成熟度的主要指標(biāo)。一般將鏡質(zhì)體反射率Ro為 0.5%～1.2%作為成熟階段[4-6]。海安凹陷南部實(shí)測(cè)反射率隨深度演化趨勢(shì)表明，海安凹陷南部的烴源巖埋深達(dá)到2 500 m以下的均已成熟(圖5)。通過(guò)分析認(rèn)為，研究區(qū)阜二段烴源巖成熟的區(qū)域達(dá)到60%以上，為曲塘次凹的油氣成藏提供了豐富的油源。

圖2 海安凹陷南部洋1井有機(jī)地化剖面

圖3 海安凹陷南部阜寧組烴源巖Tmax-IH交會(huì)圖

圖4 海安凹陷南部阜寧組烴源巖有機(jī)顯微組分組成

圖5 海安凹陷南部Ro與深度關(guān)系

2 儲(chǔ)集條件

油氣在儲(chǔ)層中聚集成藏，儲(chǔ)層為油氣聚集提供聚集空間，因此儲(chǔ)層的儲(chǔ)集條件是油氣成藏的一個(gè)重要因素。

2.1 砂巖分布

曲塘地區(qū)阜三段沉積受古地形控制，整體物源來(lái)自北部建湖隆起，砂體具有深凹發(fā)育、斜坡減薄特征，在內(nèi)斜坡帶形成上傾尖滅。阜三段沉積為砂泥巖不等厚互層，巖性以灰色、灰黑色泥巖與灰白色薄層砂巖為主。研究區(qū)的阜三段地層具有四分性，可分為一亞段、二亞段(中部泥巖段)、三亞段、四亞段(以泥質(zhì)粉砂巖為主)。阜三段一亞段、三亞段的砂巖相對(duì)發(fā)育，阜三段油藏縱向上主要分布在這兩套儲(chǔ)層之中。阜三段的砂層累積厚度為21～31 m，單層砂巖厚度為1.3～5 m，平面上的砂巖分布較為穩(wěn)定。

2.2 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

曲塘次凹阜三段砂巖儲(chǔ)層發(fā)育小型交錯(cuò)層理，見(jiàn)大量的泥巖條帶、生物擾動(dòng)以及炭屑，巖性主要是粉砂巖和細(xì)砂巖。巖石成分以石英為主，含量為70%～75%，長(zhǎng)石含量為20%～22%,巖屑含量小于5%。黏土含量較高，普遍在10%～16%。黏土礦物中的伊/蒙混層含量最高，高嶺石和綠泥石其次，伊利石含量最少。

阜三段的碎屑顆粒主要由石英和長(zhǎng)石組成，有少量的火成巖巖屑和微量的云母，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)變質(zhì)巖屑和沉積巖屑。

對(duì)張5井、張2-1井的5個(gè)砂巖樣品的粒度參數(shù)分析(表1)表明，阜三段砂巖儲(chǔ)層分選以及磨圓比較好，反映出長(zhǎng)距離的搬運(yùn)、遠(yuǎn)源沉積特征。

表1 曲塘次凹阜三段砂巖粒度參數(shù)

2.3 儲(chǔ)層物性特征

曲塘次凹阜三段儲(chǔ)層的孔隙主要為原生粒間孔、粒內(nèi)溶孔以及鑄模孔。

通過(guò)研究區(qū)11口井的阜三段取心段的物性統(tǒng)計(jì)分析，以及孔隙度分布結(jié)果分析(圖6)，阜三段砂巖儲(chǔ)層孔隙度在16%以上的達(dá)到了70.88%，孔隙度低于14%的儲(chǔ)層占2.78%，平均值為18.2%。從滲透率分布結(jié)果分析，阜三段的平均滲透率為6.5×10-3μm2，滲透率小于5×10-3μm2的儲(chǔ)層占63.8%，大于25×10-3μm2的只有12.5%。通過(guò)上述分析表明，阜三段儲(chǔ)層為中孔低滲儲(chǔ)層。

2.4 儲(chǔ)層成巖作用及控制因素

根據(jù)礦物的先后析出關(guān)系，建立了研究區(qū)阜三段成巖序列。從Ro值和伊/蒙混層比來(lái)看，阜三段儲(chǔ)層目前已經(jīng)達(dá)到中成巖階段A期，壓實(shí)作用主要發(fā)生在埋深2 000 m以下地層。曲塘地區(qū)阜三段儲(chǔ)層成巖作用主要包括機(jī)械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用以及溶蝕作用。其中阜三段砂巖儲(chǔ)層溶蝕作用非常明顯，溶蝕作用主要發(fā)育在粒度較粗的細(xì)砂巖中，大量的斜長(zhǎng)石發(fā)生了溶蝕，粒間蜂窩狀溶孔以及鑄?？装l(fā)育。

圖6 曲塘地區(qū)阜三段孔隙度及滲透率分布

3 封蓋保存條件

研究區(qū)阜寧組是一套相對(duì)封閉的體系，縱向上阜三段夾持在阜二、阜四段兩套烴源巖之間；曲塘次凹阜四段泥巖是阜寧組油氣藏的區(qū)域性蓋層，阜四段泥巖蓋層厚度大，在曲塘次凹分布穩(wěn)定，厚度普遍大于100 m，封閉性好。阜四段泥巖作為阜三段一亞段油藏的蓋層，同時(shí)阜三段二亞段以泥巖為主，厚度為50 m左右，全區(qū)分布穩(wěn)定，作為阜三段三亞段油藏的蓋層。

通過(guò)上述生、儲(chǔ)、蓋及保存條件的分析認(rèn)為，海安凹陷南部曲塘次凹具備良好的生儲(chǔ)蓋配置，可形成兩套良好的儲(chǔ)蓋組合：阜二段生-阜三段三亞段儲(chǔ)-阜三段二亞段蓋，阜二段生-阜三段一亞段儲(chǔ)-阜四段蓋。

4 運(yùn)聚條件及成藏分析

通過(guò)烴源巖熱演化史研究，在38 Ma時(shí)研究區(qū)內(nèi)阜二段烴源巖為低成熟，開(kāi)始生烴，此過(guò)程持續(xù)到三垛運(yùn)動(dòng)之后，在20 Ma(Ny1初期)達(dá)到成熟階段。根據(jù)蘇258井阜三段流體包裹體測(cè)溫結(jié)果，均一溫度均為95℃左右，表明阜三段油藏主要成藏期為鹽城組沉積時(shí)期。綜上所述，海安凹陷南部曲塘次凹生、排烴期與阜三段圈閉形成期時(shí)空匹配關(guān)系較好，有利于形成阜三段油氣藏。

研究區(qū)張2-1井阜二段烴源巖的生標(biāo)特征、正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布特征呈雙峰態(tài)前峰型，主峰碳是nC22，nC31，奇偶優(yōu)勢(shì)不明顯，Ph具有優(yōu)勢(shì)；β-胡蘿卜烷含量較高；三環(huán)萜烷含量較低，C20，C21，C23三環(huán)萜烷呈山峰型分布；伽馬蠟烷含量一般，Ts含量低于Tm；ααα20RC27、C28、C29甾烷呈“V”字型分布，ααα20R C27甾烷含量低于ααα20RC29甾烷含量，這與阜三段的原油相似。通過(guò)對(duì)該區(qū)張2井、張4B井、曲101-1HF井開(kāi)展油源對(duì)比分析，認(rèn)為曲塘阜三段油藏的油氣主要來(lái)源于阜二段烴源巖(圖7)。

曲塘次凹阜三段油藏主要分布于生烴洼陷，成熟烴源巖分布范圍控制油氣展布，在陡坡帶及深凹-斜坡的有利部位成藏。在有利成藏部位，油氣富集與沉積微相關(guān)系密切。阜三段一亞段油藏由于近50 m的中部泥巖段的存在，無(wú)法滿凹含油，油氣沿?cái)鄬舆\(yùn)移，在高部位物性較好、蓋層保存條件好的區(qū)域成藏，因此以構(gòu)造-物性控油為主，存在邊水。阜三段三亞段油氣則以垂向近源運(yùn)移為主，油氣通過(guò)微裂縫、斷層疏導(dǎo)，具有連片含油趨勢(shì)，離凹陷生烴灶越近、儲(chǔ)層物性越好，則油氣越易富集，主要為物性控藏。

圖7 海安凹陷原油與阜二段烴源巖萜烷類(lèi)化合物指紋對(duì)比

總體而言，研究區(qū)阜三段油氣運(yùn)移通道主要有斷裂、微裂縫系統(tǒng)以及疊覆互層砂體， 運(yùn)移的動(dòng)力主要是浮力和異常壓力。

5 結(jié)論

(1)曲塘次凹阜二段烴源巖厚度大、有機(jī)質(zhì)豐度高、類(lèi)型好。阜三段油藏的油氣主要來(lái)自阜二段烴源巖，并且阜二段的生、排烴期與阜三段圈閉形成期時(shí)空匹配關(guān)系較好，為阜三段油氣藏提供了豐富的油源。

(2)曲塘地區(qū)阜三段沉積受古地形控制，整體物源來(lái)自北部建湖隆起，砂體具有深凹發(fā)育、斜坡減薄特征，在內(nèi)斜坡帶形成上傾尖滅。曲塘次凹阜三段地層具有四分性，阜三段一亞段和三亞段砂巖相對(duì)發(fā)育，為中孔低滲儲(chǔ)層。

(3)曲塘地區(qū)阜寧組是一套相對(duì)封閉的體系，縱向上阜三段夾持在阜二、阜四段兩套烴源巖之間；阜四段、阜三段二亞段發(fā)育厚層泥巖，形成了兩套良好的儲(chǔ)蓋組合：阜二段生-阜三段三亞段儲(chǔ)-阜三段二亞段蓋，阜二段生-阜三段一亞段儲(chǔ)-阜四段蓋。

(4)曲塘次凹阜三段油藏主要分布于生烴洼陷，成熟烴源巖分布范圍控制油氣展布，在陡坡帶及深凹-斜坡的有利部位成藏。阜三段一亞段油藏由于近50 m的中部泥巖段的存在，油氣沿?cái)鄬舆\(yùn)移，在高部位物性較好、蓋層保存條件好的區(qū)域成藏，因此以構(gòu)造-物性控油為主，存在邊水。阜三段三亞段則以垂向近源運(yùn)移為主，油氣通過(guò)微裂縫、斷層疏導(dǎo)，具有連片含油趨勢(shì)，離凹陷生烴灶越近、儲(chǔ)層物性越好，則油氣越易富集，主要為物性控藏。

[1] 蘇浙皖閩油氣區(qū)石油地質(zhì)志編寫(xiě)組.中國(guó)石油地質(zhì)志(卷8)-蘇浙皖閩油氣區(qū)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1992：136-138.

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編輯：黨俊芳

1673-8217(2017)03-0015-04

2016-10-26

周韜，碩士，工程師，1983年生，2009年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)科研工作。

中國(guó)石化科技項(xiàng)目“蘇北海安凹陷隱蔽油氣藏成藏規(guī)律及目標(biāo)評(píng)價(jià)”( P13097)。

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