大港探區(qū)多層系潛山內(nèi)幕油氣成藏規(guī)律研究

米興奪，汪 津，宋舜堯，鄒磊落，裴眼路，陳 璞

（大港油田勘探開發(fā)研究院，天津 300280）

圖1 大港探區(qū)內(nèi)幕型潛山圈閉分類圖

1964年港1井奧陶系試油獲得工業(yè)油氣流，從而揭開了大港探區(qū)碳酸鹽巖潛山勘探的序幕，相繼針對港西潛山、孔店潛山等構(gòu)造進行了系統(tǒng)的勘探，其中太4 等井獲得工業(yè)油氣流，證實奧陶系灰?guī)r潛山具備形成工業(yè)油氣藏的基本條件[1-3]。受當(dāng)時技術(shù)條件的限制，勘探進入低谷。20世紀80年代以來，潛山勘探向煤層氣及中生界潛山轉(zhuǎn)移，先后發(fā)現(xiàn)了棗園、王官屯等碎屑巖、火山巖潛山油藏。20世紀90年代中后期，發(fā)現(xiàn)了孔西古生中儲型原生油氣藏，明確了古生界原生油氣藏的存在。隨后發(fā)現(xiàn)了千米橋、埕海、烏馬營等潛山氣藏，但埋深超過4 500 m，H2S 含量高11%～15%，拓展勘探、效益增儲難度大。面對嚴峻挑戰(zhàn)，積極轉(zhuǎn)變觀念，將埋藏淺、近油源、多層系含油潛力的中高潛山作為勘探的重點，在港北潛山等實現(xiàn)了突破，但成藏條件復(fù)雜，規(guī)律認識不清，因此研究多層系潛山內(nèi)幕油氣成藏規(guī)律對指導(dǎo)下步勘探具有重要指導(dǎo)意義[4-7]。

1 潛山內(nèi)幕圈閉類型與分布

大港探區(qū)殘留了較厚的中、古生界地層，內(nèi)幕不整合多、構(gòu)造樣式多樣，決定了內(nèi)幕潛山類型更為復(fù)雜多樣。依據(jù)內(nèi)幕殘留地層結(jié)構(gòu)、斷裂與褶皺構(gòu)造疊合特點，可將內(nèi)幕型潛山圈閉劃分為地層型、古地貌+構(gòu)造疊置型、成巖型或巖性三大類型（見圖1）。

Ⅰ.地層型內(nèi)幕潛山，主要受差異剝蝕作用所控制，內(nèi)幕不整合及內(nèi)幕儲蓋組合是潛山圈閉形成的關(guān)鍵，如北大港潛山。

Ⅱ.古地貌+構(gòu)造疊置型內(nèi)幕潛山，該類潛山主要表現(xiàn)出古斷裂褶皺與頂部不整合控山特點，內(nèi)幕結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。包括4 種類型：（1）古殘丘山內(nèi)幕背斜構(gòu)造圈閉，如孔店潛山；（2）潛山內(nèi)幕沖斷褶皺圈閉，如孔西潛山；（3）斷鼻潛山內(nèi)幕褶皺圈閉，如南大港潛山；（4）后成斷鼻內(nèi)幕潛山圈閉，如扣村-羊三木潛山。

Ⅲ.成巖型或巖性內(nèi)幕潛山圈閉。包括2 種類型：（1）古殘丘山內(nèi)幕縫洞儲層成巖型圈閉，如千米橋潛山；（2）內(nèi)幕地層巖性疊合圈閉，如北大港潛山。

大港探區(qū)內(nèi)幕型潛山圈閉的形成主要受幕式構(gòu)造變形、差異剝蝕以及古沉積體系變化共同控制，因此古構(gòu)造、殘留盆地結(jié)構(gòu)是控制內(nèi)幕型潛山圈閉展布的關(guān)鍵因素。

2 潛山內(nèi)幕多層系油氣成藏約束條件

與常規(guī)的風(fēng)化殼潛山相比，內(nèi)幕型潛山油氣藏的“隱蔽性”更強，成藏條件更加苛刻，其中多旋回盆地疊置、印支-燕山期構(gòu)造反轉(zhuǎn)、多期次差異成巖建造、斷控供烴窗口等對潛山內(nèi)幕油氣成藏起到了關(guān)鍵控制作用。

2.1 多旋回盆地疊置，約束潛山內(nèi)幕地層格架及儲蓋組合分布

大港探區(qū)受控于印支期逆沖褶皺、燕山期走滑拉分、喜山期伸展斷陷構(gòu)造運動，斷層和內(nèi)幕不整合發(fā)育，在前古近系構(gòu)造層中已發(fā)現(xiàn)4 個大型區(qū)域不整合和3 個地區(qū)性角度不整合，由此不整合面所限定的多套構(gòu)造層縱向疊置，既造成多層系潛山內(nèi)幕的復(fù)雜化，又為內(nèi)幕儲蓋組合的發(fā)育奠定了有利的條件，形成3大巖類、8 套內(nèi)幕儲蓋組合。

2.2 印支-燕山期構(gòu)造反轉(zhuǎn)約束潛山內(nèi)幕圈閉“反序”分布

大港探區(qū)印支-燕山期構(gòu)造層與喜山期構(gòu)造層反轉(zhuǎn)比較普遍，多數(shù)潛山具有“古高今低”或“古低今高”的特點。在北大港-千米橋等今構(gòu)造斜坡區(qū)蹺蹺板反轉(zhuǎn)更加明顯。中低位序潛山表現(xiàn)出潛山頂部地層老，喀斯特風(fēng)化殼比較發(fā)育，潛山形成相對較早。相反，中高位序潛山殘留地層多，潛山頂部地層新，喀斯特風(fēng)化殼不發(fā)育，潛山形成時期較晚。印支-早燕山階段發(fā)育的逆沖推覆構(gòu)造多見于中、低位序潛山；古坳陷或古向斜反轉(zhuǎn)形成的高位序潛山，前中生界構(gòu)造層結(jié)構(gòu)則較為簡單。

2.3 多期次差異成巖建造約束潛山內(nèi)幕儲層性能

印支-燕山期古斜坡區(qū)地層剝蝕作用較古隆起弱，但印支期沉積間斷和燕山中晚期沉積間斷發(fā)育，潛山內(nèi)幕中生界和上古生界發(fā)育多個地層不整合。而在印支期古向斜區(qū)，地層剝蝕作用弱，中、古生界地層保存完整，潛山內(nèi)幕以平行不整合為主，角度不整合僅見于侏羅系與下白堊統(tǒng)頂部。風(fēng)化淋濾改造僅限于侏羅-白堊系儲層，而石炭-二疊系碎屑巖儲層則以埋藏成巖演化為主。

2.4 斷控供烴窗口約束潛山內(nèi)幕油氣充注方式及油藏類型

大港探區(qū)歧口凹陷區(qū)，基巖斷裂體系“落差大、壓差大、供烴窗口大”，為潛山帶內(nèi)幕多層系油氣聚集奠定了基礎(chǔ)。并且歧口凹陷海域部分，順向鏟式基巖斷裂帶成為埕北斷階潛山群的控山斷層，也使古近系沙三段源巖與中、古生界潛山內(nèi)幕儲層呈階梯狀對接，為內(nèi)幕油氣充注奠定了基礎(chǔ)。

大港探區(qū)滄東凹陷區(qū)，受滄東鏟式斷層活動影響，形成孔店背斜型潛山構(gòu)造帶，前新生界地層主要卷入褶皺為主的變形，基巖斷裂發(fā)育程度較歧口凹陷差。此外，由于中南部中生界-上古生界殘留厚度更大，古近系源巖很難與古生界儲層對接。

3 多層系潛山內(nèi)幕油氣成藏模式

大港探區(qū)內(nèi)幕型潛山油氣富集規(guī)律受古構(gòu)造背景和內(nèi)幕結(jié)構(gòu)共同控制，發(fā)育三種不同的油氣富集成藏模式。

Ⅰ類成藏模式：古隆起掀斜反轉(zhuǎn)，基巖斷裂活動控供烴窗口，遠源內(nèi)幕優(yōu)勢相運聚成藏

該類內(nèi)幕型潛山的成藏特點：（1）上古生界基本剝?nèi)保掳讏捉y(tǒng)紅層直接覆蓋在奧陶系之上，潛山內(nèi)幕儲層相對單一，以奧陶系碳酸鹽巖為主；（2）油氣源相對單一。由于煤系烴源巖被剝蝕，以新生古儲成藏為主，斷控供烴窗口的有效性決定潛山內(nèi)幕油氣資源規(guī)模；（3）奧陶系潛山內(nèi)幕發(fā)育印支-早燕山期逆沖推覆構(gòu)造，主要發(fā)育內(nèi)幕風(fēng)化殼型儲層，也發(fā)育內(nèi)幕裂縫型儲層，優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育程度受逆沖構(gòu)造系統(tǒng)控制（見圖2）。

圖2 I 類成藏模式（以千米橋多層系內(nèi)幕型潛山油氣成藏模式為例）

Ⅱ類成藏模式：古斜坡翹傾反轉(zhuǎn)，斷棱近源雙源混注，多層系差異聚集成藏。

該類內(nèi)幕型潛山的成藏特點：（1）地層由侏羅-白堊系、石炭-二疊系和奧陶-寒武系等構(gòu)成，但侏羅-白堊系和石炭-二疊系地層均殘缺不全；（2）古生界和中生界內(nèi)幕發(fā)育多個地區(qū)性不整合，分割潛山內(nèi)幕儲層，形成多層系內(nèi)幕型潛山；（3）潛山內(nèi)幕儲層近層狀展布，但儲層側(cè)向分布受沉積相、成巖相及地層剝?nèi)鼻闆r控制，橫向變化大；（4）古近紀蹺蹺板反轉(zhuǎn)，基巖斷裂與內(nèi)幕古斷裂切割改造，形成“屋脊?fàn)罨騿蚊嫔健睗撋叫螒B(tài)。

該類潛山上古生界煤系源巖保存完整，同時緊鄰供油斷裂，具備雙源供烴條件（見圖3）。由于供烴窗口大，潛山內(nèi)幕多層系儲層與古近系油氣輸導(dǎo)層對接，凹陷區(qū)古近系油氣可穿越基巖斷裂近距離進入斷棱帶潛山內(nèi)幕，潛山深部的煤成氣也可沿古生界輸導(dǎo)層側(cè)向運聚至斷棱帶，由于不同層系、不同成因類型油氣充注期幾乎相同，因此具有雙源混注成藏特點。

Ⅲ類成藏模式：古向斜反轉(zhuǎn)斷褶，雙源差異分注，內(nèi)幕雙系統(tǒng)成藏（見圖4）。

圖3 Ⅱ類成藏模式（以北大港多層系內(nèi)幕型潛山油氣成藏模式為例）

該類潛山油氣成藏特點：（1）存在明顯的雙源供烴條件，并具“差異分注”成藏的特點。頂部的侏羅系、下白堊統(tǒng)成藏組合以“新生中儲”成藏為主，古近系生成的原油沿基巖斷裂供烴窗口進入潛山，沿中生界內(nèi)幕不整合側(cè)向運移，在不同類型的內(nèi)幕圈閉中形成油藏。中部的石炭-二疊系以“古生古儲”充注成藏為主，天然氣來源于古生界煤系烴源巖；煤系源巖生成的天然氣向下運移，導(dǎo)致奧陶系內(nèi)幕圈閉“上生下儲”近源垂向充注成藏，在奧陶系碳酸鹽巖縫洞儲層中聚集形成天然氣藏；（2）供烴窗口對接位置決定上、中、下成藏組合“分注”成藏特點，當(dāng)供烴窗口靠上，且相對較小時，頂部侏羅系成藏組合形成“新生中儲”油藏，古生界石炭-二疊系和奧陶系均聚集“古生古儲”天然氣。相反，當(dāng)斷控供烴窗口靠下時，潛山內(nèi)幕成藏的分異變化較大，可形成雙源混注油氣藏；（3）不同成藏組合，潛山內(nèi)幕油氣富集高產(chǎn)主控因素不同，頂部侏羅-白堊系成藏組合油氣富集受內(nèi)幕不整合、風(fēng)化淋濾型儲層的發(fā)育程度控制，如棗1508井區(qū)侏羅系初期產(chǎn)量可達百噸以上。相反，古生界內(nèi)幕成藏組合富集高產(chǎn)則主要靠內(nèi)幕高角度裂縫的發(fā)育程度，多期褶皺軸部及內(nèi)幕斷裂兩側(cè)是優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的有利地帶，也是高產(chǎn)區(qū)，如海古101井。

4 結(jié)論

大港探區(qū)多個潛山構(gòu)造帶具有形成多層系潛山內(nèi)幕油氣藏的基本條件，以多層系潛山內(nèi)幕油氣成藏模式為指導(dǎo)，完成探區(qū)24 個潛山整體評價與排隊優(yōu)選，評價面積1 400 km2，評價出I 類潛山5 個（王官屯潛山、烏馬營潛山、埕海潛山、北大港歧北潛山），II 類潛山6 個（扣村潛山、南大港潛山等），III 類潛山13 個（舍女寺潛山、羊二莊潛山等），其中I 類潛山圈閉資源量油 4 700×104t、氣 945×108m3。