盆內(nèi)局部物源體系及其油氣勘探意義*
——以渤海海域古近系為例

杜曉峰 加東輝 王啟明 宋章強

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300459)

盆內(nèi)局部物源體系及其油氣勘探意義*
——以渤海海域古近系為例

杜曉峰 加東輝 王啟明 宋章強

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300459)

杜曉峰,加東輝,王啟明，等.盆內(nèi)局部物源體系及其油氣勘探意義——以渤海海域古近系為例[J].中國海上油氣，2017,29(4)：19-27.

DU Xiaofeng,JIA Donghui,WANG Qiming,et al.Local provenance system and its oil and gas exploration significance:a case study of the Paleogene in Bohai sea area[J].China Offshore Oil and Gas,2017,29(4):19-27.

渤海海域古近系廣泛發(fā)育低凸起、凸起傾末端等小型正向構造單元，勘探實踐證明這些局部物源區(qū)周緣是重要的優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育區(qū)。在渤海海域，本文通過對構造活動、湖平面變化、沉積母質(zhì)來源等因素的分析，提出了斷陷湖盆盆內(nèi)局部物源體系的概念。研究表明，局部物源具有隱伏發(fā)育特征，包括層序時間、構造空間和物質(zhì)構成等3類隱伏模式；母巖類型、斷裂活動性、構造樣式等是盆內(nèi)局部物源體系砂體差異富集的主控因素。局部物源體系的精細分析拓展了勘探領域，使遠離大型物源區(qū)、傳統(tǒng)認識缺乏有效儲層的盆內(nèi)局部物源周邊區(qū)得到重新認識，指導了多個大中型油氣田的發(fā)現(xiàn)。局部物源體系具備良好的構造背景、優(yōu)越的供烴條件和合理的儲蓋組合，依托局部物源形成的近源扇三角洲沉積體是巖性地層油氣藏勘探的現(xiàn)實領域。

渤海海域；古近系；盆內(nèi)局部物源體系；隱伏模式；差異富集主控因素；油氣勘探意義

物源是儲集砂體發(fā)育的物質(zhì)基礎，物源區(qū)的規(guī)模、母巖性質(zhì)、古地貌條件從根本上決定了沉積儲層的發(fā)育規(guī)模、分布位置和質(zhì)量[1-3]，因此古物源體系研究是沉積儲層預測的重要內(nèi)容[4-6]。傳統(tǒng)的物源研究主要有兩方面的特點：一是對區(qū)域性物源區(qū)的研究較多，包括盆地邊緣大型古陸、隆起區(qū)、古高地等，這些物源區(qū)可長期持續(xù)為盆地提供長距離搬運到盆地內(nèi)部的遠源沉積物[7]，如渤海灣盆地北部的燕山褶皺帶、東部的膠遼隆起；二是對物源分布的靜態(tài)分析較多[8]。渤海海域是渤海灣盆地演化的最終歸宿，盆地沉降持續(xù)時間更長，早期沉積埋藏更深，致使隆起與凸起所占面積比例遠小于周邊陸區(qū)，小型低凸起和凸起的傾末端相對更為發(fā)育。傳統(tǒng)研究認為，由于遠離盆外物源，且自身供源能力弱，周邊為湖相沉積區(qū)，盆內(nèi)低凸起和傾末端周邊多成為找砂的“禁區(qū)”[9]，嚴重制約了勘探成效。

近年來，石油勘探從凸起區(qū)轉向凹陷區(qū)，從構造型圈閉轉向巖性地層型圈閉，這一發(fā)展對儲層研究的要求越來越高，也更需要開展精細的物源研究，人們開始意識到盆內(nèi)低凸起和傾末端也具有較好的供源能力，周圍也能找到優(yōu)質(zhì)儲層。例如，賴維成等[10]根據(jù)湖平面變化提出了“動態(tài)物源”的概念，探討了物源的供給與分配的動態(tài)過程，從湖平面變化方面來分析物源的形成，但缺少對這類小規(guī)模物源區(qū)分布位置、發(fā)育特征和控砂因素等方面的系統(tǒng)分析，對盆內(nèi)物源的研究技術方法也涉及較少；徐長貴[11]在渤?？碧綄嵺`基礎上，提出了“源-匯時空耦合控砂”原理的基本思想和概念體系，提出了隱蔽性物源的概念，為局部物源概念體系的建立提供了理論依據(jù)；林暢松 等[12]認為地表系統(tǒng)中存在的局部物源對沉積體系的發(fā)育具有重要的控制作用。

本文以渤海海域廣泛分布的低凸起或凸起傾末端及圍區(qū)為研究對象，通過對構造活動、湖平面相對變化、物質(zhì)來源等因素的分析，提出了斷陷湖盆盆內(nèi)局部物源體系的概念，系統(tǒng)總結了其分布位置及發(fā)育類型，并探討了盆內(nèi)局部物源砂體差異富集的控制因素。在此基礎上，建立了盆內(nèi)局部物源體系沉積儲層預測的關鍵技術，對陸相斷陷湖盆中深層的儲層預測和隱蔽油氣藏勘探具有重要的指導作用，同時也深化和完善了陸相斷陷湖盆源-匯系統(tǒng)的研究。

1 渤海海域基本地質(zhì)特征

渤海海域位于渤海灣盆地東部海域，面積約5.6×104km2，是發(fā)育在華北克拉通上的裂陷盆地[13]，可劃分為15個凹陷和13個凸起(圖1)。從古近系盆地結構和充填而言，渤海海域自下而上由3個不同結構的構造層疊置而成，它們分別是：①前古近系盆地基底構造層；②由始新統(tǒng)孔店組—沙三段組成的盆地下部構造層；③由漸新統(tǒng)沙二段—東營組組成的盆地中部構造層。前古近系盆地基底構造層構成了渤海新生界沉積基底，為渤海古近系沉積提供了多樣化的物質(zhì)來源。新生代古近紀，渤海海域的盆地構造演化具有多幕裂陷、多旋回疊加、多成因機制復合的特征，其構造演化可分為孔店組—沙四段沉積期的裂陷Ⅰ幕(55.0～42.0 Ma)、沙三段沉積期的裂陷Ⅱ幕(42.0～38.0 Ma)、漸新世沙一、二段沉積期的盆地裂后沉降拗陷階段(裂陷Ⅲ幕38.0～32.0 Ma)、漸新世東營組沉積期的走滑拉分與幔隆和上、下地殼的非均勻不連續(xù)伸展疊加的再次裂陷階段(裂陷Ⅳ幕，32.0～24.6 Ma)。幕式構造旋回控制了沉積充填類型與特征的旋回性演化。

圖1 渤海海域構造單位劃分(始新世凸起與凹陷分布)Fig .1 Tectonic division of the Bohai sea area(distribution of uplift and depression in the Eocene)

2 盆內(nèi)局部物源體系

2.1 盆內(nèi)局部物源概念

渤海海域屬于典型的陸相斷陷湖盆，受大規(guī)模斷裂活動的影響，水平拉張斷陷與擠壓上升交替出現(xiàn)，特別是發(fā)育NE向的郯廬斷裂帶與NW向的張蓬斷裂2組主要的走滑斷裂體系[14]，多期運動和互相切割，早期的基底發(fā)現(xiàn)掀斜或走滑扭動，形成了多個孤立的低凸起、凸起傾末端(次凸)和凹中隆等相對較低的正向構造單元，與盆內(nèi)大凸起一起構成多種復雜的構造格局[14]。由于盆內(nèi)正向構造單元衰亡是一個逐漸演化的過程，相對古地形較低，在區(qū)域裂陷幕(二級層序界面) 或者次級裂陷幕(三級層序界面)附近，特別是盆地的裂陷間歇期內(nèi)，局部的構造運動對這些正向構造單元進行改造，為物源的形成創(chuàng)造了有利條件。通過對不同次級正向地貌單位的分析，結合其分布位置，提出了“盆內(nèi)局部物源”的概念。

所謂“盆內(nèi)局部物源”，系指現(xiàn)今殘余規(guī)模較小，但能在特定的地質(zhì)條件和特殊的地史時期遭受剝蝕，并能夠形成優(yōu)質(zhì)儲層的盆內(nèi)局部構造區(qū)劃。特殊的地史時期主要對應于區(qū)域裂陷幕及次級裂陷幕之間的間歇期，即層序位置的二級層序界面或三級層序界面附近；特定的地質(zhì)條件是指盆地內(nèi)部或周緣的小型古高地、凸起傾末端、低凸起、凹中低隆等次級正向地貌單元，這些正向古地貌單元在基準面下降期能夠暴露地表接受剝蝕，成為局部物源為沉積區(qū)提供沉積物。

2.2 盆內(nèi)局部物源類型

對于渤海古近系的局部物源區(qū)，按照其所對應的構造單元可以分為3種類型，分別為低凸起型、凸起傾末端型、凹中隆型(圖2)。對于低凸起型的盆內(nèi)局部物源，按其發(fā)育條件又可以劃分為2個亞類，即衰亡型和后期抬升型。其中，衰亡型是指低凸起持續(xù)遭受剝蝕，受湖平面變化影響，低凸起大部分淹沒于水下，只剩下多個山頭出露水面，如遼西低凸起中北段具有明顯的構造分割，基底在構造隆、坳和侵蝕分割上均強烈，發(fā)育繼承性的鏈狀凹間孤島，早期可以提供物源，晚期淹沒于水下；后期抬升型是指低凸起在某個地質(zhì)時期內(nèi)淹沒水下，后期區(qū)域整體抬升遭受剝蝕，如萊北低凸起南部。凸起傾末端型的盆內(nèi)局部物源區(qū)是與盆內(nèi)大凸起相連接或者彼此分割、有成因上聯(lián)系的構造單元，相對凸起而言，地勢較低，在早期可以間歇性淹沒于水下，可以形成局部物源，如427和428構造帶。凹中隆型的盆內(nèi)局部物源區(qū)早期可能為凹陷區(qū)，受后期局部構造運動擠壓隆升，隆升后在較低的水位期，可以作為小物源區(qū)提供物源，如秦皇島30構造區(qū)。渤海始新世主要局部物源區(qū)分布見圖1。

圖2 渤海盆內(nèi)局部物源主要類型Fig .2 Main types of local provenance in Bohai basin

2.3 盆內(nèi)局部物源體系概念

盆內(nèi)局部物源區(qū)以及依托其形成的溝谷坡折、近源沉積扇體構成了完整的“盆內(nèi)局部物源體系”。在實際研究中以物源區(qū)研究為立足點，分析富砂沉積體形成條件與砂體分布的控制因素，強調(diào)剝蝕與沉積動態(tài)響應過程的系統(tǒng)認識，體現(xiàn)了物質(zhì)守恒這一源-匯系統(tǒng)研究的核心思想,即：①物源區(qū)是物質(zhì)來源的基礎，決定了有沒有砂的問題，按照源-匯思想，找到了有效物源區(qū)，就一定能夠找到富砂沉積體；②溝谷、坡折等古地貌因素決定了富砂沉積體分布的問題，決定了到哪里找砂的問題；③在落實以上兩項的基礎上，沉積體刻畫與描述方能具有現(xiàn)實意義。該概念的提出，為渤海中深層儲層預測提供了理論依據(jù)和指導思想，開辟了遠離區(qū)域性物源的眾多凸起/低凸起傾末端、凹中低隆等多種構造單元的儲層預測新領域，突破了傳統(tǒng)認識上的“找砂禁區(qū)”，極大拓展了渤海中深層巖性地層油氣藏的勘探空間。

3 盆內(nèi)局部物源隱伏模式

盆內(nèi)局部物源存在時間短，分布范圍小，現(xiàn)今殘存面貌與原始沉積時期差別大，隱蔽性較強，且物源區(qū)的變化是一個動態(tài)過程，往往受構造和層序時間的控制和影響。通過對渤海海域局部物源的歸納總結，建立了層序時間、構造空間和物質(zhì)構成等3種隱伏模式(圖3)。

圖3 渤海盆內(nèi)局部物源隱伏模式Fig .3 Concealed models of local provenance of Bohai basin

3.1 層序時間隱伏模式

層序時間隱伏模式是指在主裂陷幕或次級裂陷幕的間歇期，構造活動相對穩(wěn)定，物源區(qū)大小隨沉積基準面旋回性而變化[11](圖3a)。在基準面旋回升降的過程中，有效物源區(qū)在一定范圍內(nèi)擴大和收縮，最小物源區(qū)內(nèi)持續(xù)剝蝕，最小物源區(qū)與最大物源區(qū)之間剝蝕與沉積交互作用?，F(xiàn)今的物源區(qū)范圍只是地質(zhì)歷史上某一個特定時期的物源范圍，并不能完全反映地質(zhì)歷史時期物源區(qū)的動態(tài)變化過程，即便是在同一個層序內(nèi)不同的體系域沉積時期，其物源區(qū)的大小也不同。如遼西低凸起中北部，在沙一、二段低水位期湖平面降低，沉積范圍退縮，物源區(qū)擴大；而在高水位期由于沉積范圍擴大，局部小物源的作用減弱或消失。最小物源區(qū)一般出現(xiàn)在某一套沉積層序的最晚期，可認為是現(xiàn)今某一套沉積層序的缺失區(qū)，即傳統(tǒng)認識中的物源區(qū)。最大物源區(qū)對應于基準面旋回的最低位置，實際操作中可用低位期地層超覆線來圈定。

3.2 構造空間隱伏模式

構造空間隱伏模式是指由于受后期構造的不均衡沉降的影響，造成原始剝蝕區(qū)與現(xiàn)今構造高點不對應的現(xiàn)象(圖3b)。局部物源區(qū)一般位于不同凹陷之間，并且斷層活動較為活躍，后期差異構造沉降影響造成古今構造高點不一致的現(xiàn)象，原始物源區(qū)反而位于現(xiàn)今地貌的斜坡區(qū)。如秦南凹陷凹中隆起區(qū)秦皇島30構造，現(xiàn)今構造低位置缺失沙二段，但構造演化恢復發(fā)現(xiàn)早期應為構造高部位，能夠提供物源。因此，對于構造空間隱伏模式的局部物源識別，需要結合精細的層序地層分析和構造演化恢復，才能對物源面貌有清晰的認識。

另外，受郯廬走滑斷裂活動的影響，渤海海域東部發(fā)育走滑型隱伏模式，具體表現(xiàn)為存在物源供給區(qū)與沉積區(qū)不對應的現(xiàn)象[15-16]。走滑型隱伏模式從本質(zhì)上也屬于構造空間隱伏模式，但鑒于前人已做了詳細表述[11]，本文不再贅述。

3.3 物質(zhì)構成隱伏模式

物質(zhì)構成隱伏模式主要包括2種：

1) 先期沉積再剝蝕型。早期研究認為，穩(wěn)定的基底地層是渤海海域形成富砂沉積體的關鍵條件。但近年來勘探實踐中發(fā)現(xiàn)，先期沉積的富砂沉積層在后期的基準面升降過程中同樣能夠短期經(jīng)受剝蝕，由于成巖程度低，甚至未固結成巖，可作為高效的物源區(qū)，在周邊形成一定規(guī)模的富砂沉積體(圖3c)。如萊州灣凹陷墾利10-1構造區(qū)，其北側萊北低凸起在沙三中亞段時期淹沒于水下而接受沉積，沙三上亞段時期區(qū)域抬升，早期的沉積物質(zhì)在后期作為物源區(qū)并遭受風化剝蝕，同時萊北低凸起邊界斷裂在該時期活動性較強[17]，可以為下降盤的墾利10-1構造區(qū)提供碎屑物質(zhì)，并形成了厚層砂體。

2) 碳酸鹽巖供源型。傳統(tǒng)認為，碳酸鹽礦物抗風化能力相對較弱，且粒度較細，不易形成物性較好的碎屑巖儲層，而且較高的碳酸鹽含量亦會造成較強的膠結作用，進一步降低儲層滲透性[18]。筆者認為，在特定的條件下碳酸鹽巖母巖也能夠作為有效物源區(qū)。如渤中29-4地區(qū)，鉆井揭示沙二段為扇三角洲沉積，近源快速沉積的砂巖中含有礫石級別的碳酸鹽巖屑顆粒，為儲層后期的改造作用提供了物質(zhì)基礎，有利于溶蝕作用的發(fā)生，從而形成儲集性能較好的儲集層。

4 盆內(nèi)局部物源體系砂體差異富集的主控因素

4.1 母巖類型

區(qū)域性物源區(qū)往往母巖類型多樣，發(fā)育大型水系，一般能夠保證物源的有效性?？碧綄嵺`證明，局部物源區(qū)的母巖類型對沉積砂體的形成有著重要的影響和控制作用[19]。一般而言，母巖為花崗巖或者變質(zhì)花崗巖，往往經(jīng)過風化和剝蝕后極易形成大規(guī)模的砂體，砂巖的儲層物性也較好；母巖為火成巖也能形成一定規(guī)模的砂體，而泥質(zhì)巖或者碳酸鹽巖地區(qū)一般不容易形成大規(guī)模的富砂扇體。需要指出的是，在某些富含碳酸鹽巖的地區(qū)，其沉積水體往往碳酸鹽巖含量較高，可以與砂巖構成混合沉積或者單獨形成碳酸鹽巖沉積，也可以形成較好的儲層。渤海海域古潛山基巖類型多樣，母巖以變質(zhì)花崗巖最好，酸性火山巖和富砂碎屑巖次之，碳酸鹽巖最差，除了近源堆積和后期強烈溶蝕條件下，很難形成優(yōu)質(zhì)儲層。

4.2 斷裂活動性

區(qū)域物源多表現(xiàn)為物源區(qū)面積大，剝蝕時間長，水系發(fā)育，物源供給能力足，搬運距離較遠，所形成的沉積體規(guī)模大[20]。而對于局部物源而言，現(xiàn)今殘留物源區(qū)范圍較小，剝蝕時間有限，其供源能力和對應扇體的發(fā)育規(guī)模往往受到質(zhì)疑。

在局部物源區(qū)，一般多發(fā)育邊界同沉積斷裂，即使在裂陷間歇期依然發(fā)育局部同沉積構造活動。受斷裂活動影響，根據(jù)剝蝕與沉積的動態(tài)演化關系，剝蝕與沉積作用表現(xiàn)為同步進行(圖4)。

圖4 剝蝕與沉積的動態(tài)演化關系示意圖Fig .4 Schematic of dynamic evolution relationship between denudation and deposition

從圖4可以看出：在t0—t1時間段內(nèi)，對應的物源區(qū)遭受剝蝕，面積縮小，碎屑物質(zhì)在沉積區(qū)內(nèi)堆積；之后，隨著邊界斷裂的同沉積活動，上升盤的物源區(qū)受構造運動影響，持續(xù)抬升到t2時刻，在該時間段內(nèi)，邊抬升邊剝蝕，下降盤沉積區(qū)可容納空間不斷增大，碎屑物質(zhì)沉積在t1面之上；如此重復，持續(xù)抬升遭受剝蝕，并不斷接受沉積。這種動態(tài)演化關系表明，現(xiàn)今殘留的物源區(qū)必然不能代表歷史時期的真正面貌，現(xiàn)今殘留面積小，在歷史時期面積不一定小。局部物源區(qū)的動態(tài)演化及斷裂活動性分析表明，較小面積物源區(qū)不斷抬升，剝蝕能力可在垂向上持續(xù)得到補充保障，下降盤可容納空間能夠持續(xù)增加，砂體能夠不斷匯聚富集，形成多套厚層砂體疊置的關系(圖4)。

4.3 構造樣式

局部物源因其具有近物源、古地形起伏較大和構造活動相對強等特點，沉積層中各種成因的砂、礫巖扇體極為發(fā)育。渤海近幾年勘探實踐表明，局部物源區(qū)圍區(qū)近源扇三角洲砂體發(fā)育，是尋找富砂區(qū)的有利場所，但受邊界斷裂的不均一活動和坡折樣式等差異影響，局部物源形成的近源沉積砂體的橫向分布具有一定的差異性，具有環(huán)物源分布、差異富集的分布規(guī)律[21]。

在陸相斷陷盆地中，控盆邊界斷裂表現(xiàn)為幕式活動，基底及沉積蓋層巖石性質(zhì)和應力屬性的差異導致盆地內(nèi)不同部位在邊界斷裂產(chǎn)狀、次級斷層的發(fā)育及配置關系等方面特征不同，表現(xiàn)出不同的斷裂組合樣式。不同坡折帶樣式控制著不同砂分散體系，影響了可容納空間的變化，并控制了沉積體的發(fā)育位置和規(guī)模。根據(jù)盆地邊界斷裂及相鄰次級斷層的剖面形態(tài)、平面展布和應變機制方面的差異性，渤海海域大型凸起裙邊帶主要發(fā)育單斷陡坡坡折帶、斷階帶、沉積坡折帶、構造轉換帶等類型[13]，同沉積斷裂與沉積砂體的分布密切相關，并表現(xiàn)出相當?shù)膹碗s性。單斷陡坡坡折帶往往長期活動，地層高差大，低勢區(qū)可容納空間大，砂體垂向加積厚度大；斷階式構造樣式區(qū)中沉積類型豐富，期次明顯，受斷層的掉向不同控砂樣式存在差異，砂體主要富集在斷階帶與低勢區(qū)構成的斷槽中；沉積坡折帶主要發(fā)育在大型凸起周邊，以大規(guī)模三角洲沉積為主,往往表現(xiàn)為多期性；構造轉換帶主要發(fā)育走向斜坡型傳遞構造坡折帶,斷層連接處為輸砂的有利方向，低勢區(qū)內(nèi)扇體發(fā)育厚度大。如在秦皇島29-2東油田，西側主要受2條同向正斷層之間的構造轉換帶控制，構造高部位為剝蝕區(qū)，也是主要的物源供給區(qū)，在坡折帶附近主要以撓曲坡折為特征，地形高差大但是逐漸變化，發(fā)育朵葉型扇三角洲，儲層厚度40～100 m;而其東側主要發(fā)育近岸陡坡帶，深大斷裂主要表現(xiàn)為板式陡斷層的特征，因其坡度陡、高差大，近物源沉積物在斷層下降盤快速卸載堆積，形成近岸扇體，厚度可達200 m以上，單層最大厚度可達130 m以上，遠大于西側構造轉換帶控制下形成的儲層厚度。

5 油氣勘探意義

5.1 局部物源體系的精細分析拓展了勘探領域

傳統(tǒng)研究認為，遼西低凸起中北部沙一、二時期出露面積小，且被沙一、二段湖相碳酸鹽巖覆蓋，難以提供有效物源，儲層欠發(fā)育，而西部的燕山帶物源因距離較遠對本區(qū)沉積基本沒有貢獻，因此該地區(qū)因缺乏有效儲層而成了勘探禁區(qū)。近年來，隨著地質(zhì)認識不斷深化和油氣勘探力度的加大，特別是應用局部物源體系的概念，對本區(qū)儲層發(fā)育情況有了新的認識。在遼西低凸起北段，受基準面影響，相對湖平面發(fā)生變化，在沙二段早期低位域時期，低凸起出露水面，并遭受風化剝蝕，成為物源區(qū)；而晚期由于湖泛期而淹沒于水下，接受沉積，形成了較薄的泥巖或湖相碳酸鹽巖，不能提供物源。按照上述認識，與潛山面相比，以初始湖泛面地層突然加厚處為動態(tài)物源最大外邊界，作為識別與刻畫局部物源區(qū)的隱形邊界，在平面上識別出4塊相互孤立的呈北東向展布的“群島”狀隱性物源區(qū)，面積達130 km2，遠大于現(xiàn)存物源區(qū)(圖5)。在此基礎上，通過關鍵地貌單元特征(溝谷、坡折帶組合等)綜合研究，對源-匯系統(tǒng)精細解剖，利用地質(zhì)-地球物理一體化技術，在傳統(tǒng)觀點認為無儲集層的錦州20-3、錦州20-5井區(qū)都發(fā)現(xiàn)了局部物源形成的近源扇體，取得了非常好的勘探成效。 傳統(tǒng)物源分析是對物源分布的靜態(tài)認識，不能精確地反映不同時期物源的變化情況，特別是不能清晰地反映盆內(nèi)低凸起的物源狀況。盆內(nèi)局部物源體系概念的提出及相關地質(zhì)認識的創(chuàng)新，對渤海油田古近系中深部儲層勘探具有重要的指導意義，使一大批遠離大型物源區(qū)、傳統(tǒng)認識缺乏有效儲層發(fā)育的盆內(nèi)局部物源周邊區(qū)得到了解放和重新認識，大大拓展了勘探空間和領域，指導了多個大中型油氣田的發(fā)現(xiàn)。

圖5 遼西低凸起中北部沙一、二段局部物源體系精細分析Fig .5 Accurate analysis based on local provenance system in Es1～2 in central-northern Liaoxi low uplift

5.2 局部物源體系的砂體是隱蔽油氣藏勘探方向

渤海海域古近系盆內(nèi)局部物源體系控制的砂體所處構造和層序位置決定了其具備良好成藏條件，具體表現(xiàn)在：①局部物源主要在低凸起、凸起傾末端和凹中低隆，往往具有繼承性發(fā)育的構造披覆背景，是油氣運聚的有利指向區(qū)；②局部物源體系主要發(fā)育于主裂陷間歇期之后，局部物源近源扇三角洲沉積大多處于主生烴層系內(nèi)部，供烴條件優(yōu)越；③局部物源體系緊鄰區(qū)域裂陷幕(二級層序界面) 或者次級裂陷幕(三級層序界面)，大型不整合面的存在提供了良好的油氣橫向輸導條件；④局部物源體系儲層集中分布，垂向疊加厚度大，粒度粗，雖然埋藏較深，但仍然具有良好的儲集條件，在后期的持續(xù)沉降過程中，局部物源區(qū)逐步淹沒于水下，上覆地層發(fā)育厚層的區(qū)域性泥巖蓋層，形成合理的儲蓋組合。

依托局部物源形成的近源扇三角洲是渤海海域規(guī)模型巖性地層油氣藏勘探的重要領域。近源扇三角洲巖性地層油氣藏主要表現(xiàn)為近源成藏的特點，但在多期幕式構造沉降過程中局部物源區(qū)向周邊沉積區(qū)過渡構造樣式的不同決定了巖性地層油氣藏不同的類型。渤海海域局部物源近源扇三角洲巖性地層油氣藏主要有4種類型：走向斜坡地層超覆型地層油氣藏、先存古地貌地層超覆型地層油氣藏、近源扇三角洲上傾尖滅型巖性油氣藏和近源扇三角洲側向尖滅型巖性油氣藏(圖6)。

1) 走向斜坡地層超覆型地層油氣藏。受拉張與走滑作用雙重控制，渤海很多低凸起區(qū)的邊界斷層往往不是一條，而是多條斷層形成雁行式分布面貌，在不同斷層之間發(fā)育轉換帶。在剝蝕與沉積過程中，近源扇三角洲與下伏地層在上傾方向形成地層超覆接觸關系，從而形成地層型圈閉，上超點附近的頂?shù)装鍡l件決定了圈閉的有效性，上超線的范圍決定了該類油氣藏的總體含油氣面積。這類油氣藏總體地層相對平緩，儲層橫向較為穩(wěn)定，含油氣面積相對較大。

2) 先存古地貌地層超覆型地層油氣藏。在沉積期斷裂活動強度較弱，基底穩(wěn)定的局部物源區(qū)周邊，近源扇三角洲主要表現(xiàn)為與下伏地層相對簡單的多期超覆接觸關系，形成地層型圈閉，并且呈現(xiàn)出圍繞凸起分布的特點。由于構造穩(wěn)定，沉積體期次性特征明顯，不同期次沉積砂體之間往往互不連通，形成不同的油水關系，但垂向上的穩(wěn)定疊置，往往能夠形成較大的儲量規(guī)模。這類油氣藏成藏模式可總結為不整合控運、地層超覆控邊。

3) 近源扇三角洲上傾尖滅型巖性油氣藏。由于近物源，在構造相對穩(wěn)定期，特別是局部物源近消亡期，近源扇三角洲往往形成明顯的進積，各期次具有上傾尖滅的特點，能夠形成在橫向上逐級推進、垂向上不完全疊置的上傾尖滅型巖性圈閉群。這類圈閉往往需要與斷層的活動相配合才能夠成藏，并且表現(xiàn)為含油氣面積較大，橫向上含油砂體互不連通的模式。

圖6 渤海盆內(nèi)局部物源體系巖性地層油氣藏主要類型Fig .6 Main types of lithologic stratigraphic reservoirs of local provenance system in Bohai basin

4) 近源扇三角洲側向尖滅型巖性油氣藏。在相對單一大型邊界斷層的情況下，局部物源區(qū)所提供的粗碎屑物質(zhì)在斷層活動量最大位置下降盤能夠形成厚層的近岸堆積，并且多期疊合位置穩(wěn)定，形成巨厚的儲集體。這類沉積體往往具有楔形的地震反射外形，向前和向側翼方向推進不遠，且直接與湖相泥巖相接觸，沉積砂體易于形成橫向上的側向尖滅，從而形成有效的巖性圈閉或者復合型圈閉。由于直接與湖相泥巖相鄰，更易于近源成藏。這類油氣藏成藏的關鍵因素是巖性側向尖滅的有效性，最大的難度在于側向尖滅線位置的判斷和刻畫。

局部物源近源沉積儲層雖然橫向變化快，但在海上條件下能夠依據(jù)地震信息識別和描述，這是目前渤海最現(xiàn)實的巖性地層油氣藏勘探領域，“十二五”以來，局部物源體系的油氣勘探始終保持較高的成功率，如在遼西帶中北段已經(jīng)發(fā)現(xiàn)錦州20-2N油氣田、錦州20-5氣田、錦州20-3氣田等多個巖性油氣藏，主要為斷層封堵巖性油氣藏類型。

6 結束語

在渤海海域，盆內(nèi)局部物源體系的提出開辟了復雜斷陷湖盆儲層預測的新思路。局部物源具有隱伏發(fā)育特征，包括層序時間、構造空間和物質(zhì)構成等3類隱伏模式；母巖類型、斷裂活動性、構造樣式等是盆內(nèi)局部物源體系砂體差異富集的主控因素。局部物源體系的精細分析拓展了勘探領域，使遠離大型物源區(qū)、傳統(tǒng)認識缺乏有效儲層的盆內(nèi)局部物源周邊區(qū)得到了重新認識，指導了多個大中型油氣田的發(fā)現(xiàn)。局部物源體系具備良好的構造背景、優(yōu)越的供烴條件和合理的儲蓋組合，依托局部物源形成的近源扇三角洲沉積體是巖性地層油氣藏勘探的現(xiàn)實領域。

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(編輯：馮 娜)

Local provenance system and its oil and gas exploration significance：a case study of the Paleogene in Bohai sea area

DU Xiaofeng JIA Donghui WANG Qiming SONG Zhangqiang

(TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300459,China)

Exploration practice has proved that local provenance areas around some small positive structural units, such as low uplift and its end are important high quality reservoir development areas in the Paleogene of Bohai sea area.The concept of local provenance system in basin is proposed in Bohai sea area by analyzing tectonic activity, lake level change and sedimentary parent material.Results show that the local provenances have hidden characteristics including sequence time, tectonic space and material composition.Parent rock type, fault activity and tectonic pattern control the difference of sand body in the basin.The fine analysis of the local provenance system extends exploration field, with which local sources around the area far away from large source area and lack of effective reservoirs with traditional understanding are recognized, guiding the discovery of several large and medium oil and gas fields.The local provenance system has good tectonic setting, superior hydrocarbon supply conditions and reasonable reservoir-seal assemblages.The near source fan delta sedimentary bodies formed by local sources are the real fields of lithostratigraphic exploration.

Bohai sea area; Paleogene; local provenance system in basin; concealed pattern; main control factors of difference enrichments; oil and gas exploration significance

杜曉峰，男，高級工程師，2001年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(武漢)，獲碩士學位，長期從事石油地質(zhì)與勘探工作。地址：天津市濱海新區(qū)海川路2121號渤海石油管理局(郵編：300459)。E-mail：duxf@cnooc.com.cn。

1673-1506(2017)04-0019-09

10.11935/j.issn.1673-1506.2017.04.003

TE121.3

A

2017-03-07

*“十三五”國家科技重大專項“渤海海域勘探新領域及關鍵技術研究(編號：2016ZX05024-003)”部分研究成果。