海安凹陷新街?jǐn)嗔褞С刹貤l件及成藏模式

張 乾

(中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

海安凹陷位于蘇北盆地東臺坳陷東南部，是晚白堊世發(fā)育起來的箕狀斷陷，面積約3 200 km2。新街次凹位于海安凹陷東南部，主要受北部新街?jǐn)鄬雍湍喜勘绷钄鄬庸餐刂?，包括北部深凹帶及南部斜坡?圖1)，該區(qū)地層自下而上依次發(fā)育上白堊統(tǒng)泰州組(K2t)，古近系古新統(tǒng)阜寧組(E1f)、始新統(tǒng)戴南組(E2d)和三垛組(E2s)，新近系鹽城組(Ny)及第四系東臺組(Qd)。其中，主力烴源層為泰州組二段(K2t2)和阜寧組二段(E1f2)，主要儲集層為泰州組一段(K2t1)、阜寧組三段(E1f3)及三垛組一段(E2s1)底塊砂。近年來，利用新街高精度三維地震資料，在南部斜坡帶相繼發(fā)現(xiàn)了TX19、T7、TX5等多個(gè)含油斷塊，勘探程度相對較高，但新街北地區(qū)之前僅有二維測線，勘探程度非常低，沒有系統(tǒng)的針對新街?jǐn)嗔褞Ъ跋陆当P深凹帶進(jìn)行過研究。本文依托近期部署的新街北三維地震資料，通過對烴源潛力、沉積相砂體展布、儲蓋組合、新街?jǐn)鄬訑嗔烟卣鞯瘸刹貤l件研究，明確成藏模式，為下步勘探提供依據(jù)。

1 烴源條件

新街次凹發(fā)育K2t2、E1f2兩套優(yōu)質(zhì)烴源巖，其中K2t2烴源品質(zhì)最好，但有機(jī)質(zhì)豐度分布在縱向上存在差異，K2t2中上部幾乎不存在好生油巖，而底部“六尖峰”段(電阻率曲線特征呈六個(gè)尖峰)灰質(zhì)泥巖TOC、氯仿瀝青“A”、生烴潛量平均值分別為2.32%，0.146 1%，13.52 mg/g，總體水平為“極好-好”生油巖[1]，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ型為主。整個(gè)新街次凹K2t2烴源巖已達(dá)到成熟階段(圖1)，SM值在0.3～0.4。

E1f2烴源巖分布范圍廣泛，中下部巖性主要為深灰色泥巖、灰質(zhì)泥巖，其TOC、氯仿瀝青“A”、生烴潛量平均值分別為1.96%、0.249 8%、13.26 mg/g，為“好-極好”生油巖，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1型為主，有機(jī)質(zhì)豐度明顯高于上部泥巖段。根據(jù)相鄰海中斷隆和富安次凹實(shí)測資料，E1f2中下部泥巖的R0值0.5%～1.0%，呈低成熟-成熟特征，成熟烴源巖門限深度為2 800 m[2]，因此，成熟烴源巖主要圍繞新街次凹北部新街?jǐn)嗔褞陆当P深凹中心分布，而斜坡帶成熟度低，成熟烴源巖分布范圍有限(圖1)。

圖1 新街次凹泰二段與阜二段成熟烴源巖分布范圍

2 沉積相類型及特征

2.1 K2t1沉積微相類型及平面展布

根據(jù)新街地區(qū)鉆井取心巖心相及測井相分析，研究區(qū)K2t1識別出三類沉積亞相和五類主要沉積微相類型，其中K2t13和K2t12為辮狀河三角洲沉積體系，K2t11為正常三角洲沉積體系，具體可分為辮狀河道、水下分流河道、水下分流間灣、河口壩、遠(yuǎn)砂壩等沉積微相。K2t13和K2t12河道砂體巖性主要為含礫砂巖、不等礫砂巖、細(xì)砂巖；沉積構(gòu)造主要有交錯(cuò)層理、平行層理、底部沖刷面；自然電位曲線呈箱型、鐘型特征；粒度曲線以二段式和三段式為主；單砂體具有典型的向上變細(xì)的正韻律結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，縱向多期河道疊加，形成辮狀河道復(fù)合體。K2t11水下分流河道砂體巖性以細(xì)砂巖和粉砂巖為主；發(fā)育小型交錯(cuò)層理和波狀層理；單砂體薄，自然電位曲線呈指狀特征，具下粗上細(xì)的反韻律結(jié)構(gòu),底部可見沖刷面；K2t11水下分流河道砂體最顯著特征是沉積平面穩(wěn)定性差，擺動頻繁，砂體橫向變化快。河口壩砂體局部可見，多由中-細(xì)粒砂巖組成下細(xì)上粗的反韻律結(jié)構(gòu)，可見平行層理和小型交錯(cuò)層理(圖2)。

在沉積相分析的基礎(chǔ)上，分別繪制了K2t1三個(gè)亞段的砂巖百分含量圖。K2t13沉積期，物源來自西北方向，砂體呈帶狀展布，主要發(fā)育辮狀河道微相類型，主河道位于TX14-A19-B5-BX3井一線，砂厚15 m，砂巖百分含量達(dá)60%，砂體逐漸向兩側(cè)變??；至A15-TX19-T7-B7井一線地層超覆尖滅，TX19井以東地區(qū)不存在K2t13地層；K2t12沉積期，以三角洲前緣水下分流河道砂體沉積為主，物源來自西北方向，砂體呈朵葉狀展布，向西南、東南兩個(gè)方向延伸，河道砂體位于A23-TX18-B7井一線，砂厚10～15 m，砂巖百分含量60%以上，向東迅速減薄尖滅，研究區(qū)位于砂體主河道位置，砂體較厚；K2t11沉積期，以三角洲前緣水下分流河道砂體沉積為主，物源來自西北方向，砂體呈條帶狀展布，砂巖厚度變化較快，砂體主要沿兩個(gè)條帶展布，一條是沿T15-B7井方向，另一條是沿TX14-B4-B1-4-BX2井方向，砂厚10～20 m，砂巖百分含量15%～30%，研究區(qū)主要位于東邊河道側(cè)翼，砂厚5～15 m，砂巖百分含量10%～20%(圖3)。

圖2 TX15井K2t11與K2t12巖心相分析

圖3 新街地區(qū)K2t13、K2t12、K2t11砂巖百分含量

2.2 E1f3沉積微相類型及平面展布

海安凹陷E1f3屬于三角洲相沉積，沉積微相有水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩、分流河道間灣等微相類型。三角洲砂體在平面上由北西向東南呈朵葉狀分布，物源來自北西方向。由北西向東南順物源方向，凹陷內(nèi)三角洲沉積體系呈現(xiàn)出由三角洲前緣亞相的水下分流河道、水下分流河道—河口壩疊加、河口壩、遠(yuǎn)砂壩逐漸演化為前三角洲—半深湖亞相趨勢。

研究區(qū)主要位于三角洲前緣的前端位置，主要發(fā)育河口壩沉積微相，巖石類型以粉砂巖、細(xì)砂巖為主，單砂體厚度1～3 m，垂向上呈下細(xì)上粗、向上變厚的反粒序韻律結(jié)構(gòu)，層理構(gòu)造有交錯(cuò)層理、平行層理，可見波狀層理和透鏡狀層理及生物擾動構(gòu)造；概率粒度曲線為一跳一懸夾過渡帶的三段式；自然電位曲線呈頂部漸變的箱形或鐘形，砂體厚度5～15 m，砂巖百分含量5%～15%。

2.3 E2s1下部沉積類型及平面展布

E2s1初期，湖水退后沉積了一套典型的河道砂體，表現(xiàn)為含泥礫的砂巖，顆粒較粗、成熟度低，能量大。新街地區(qū)沉積厚度在30～60 m，主要物源來自于東南方向，展現(xiàn)出兩個(gè)河道方向，研究區(qū)主要位于北邊河道主體部位，砂巖厚度30～60 m，砂巖百分含量大于30%。

3 生儲蓋組合

研究區(qū)位于新街次凹深凹帶，具備K2t2與E1f2兩套成熟烴源巖，可形成三套有利儲蓋組合，其中K2t儲蓋組合為本區(qū)主要勘探層系，其余兩套儲蓋組合為次要勘探層系(圖4)。

(1)泰州組上生下儲儲蓋組合：K2t2泥巖(生)-K2t1砂巖(儲)-K2t2泥巖(蓋)組合：研究區(qū)K2t1砂體以三角洲前緣水下分支河道沉積為主，實(shí)鉆揭示K2t1砂巖厚度20～25 m。據(jù)該區(qū)實(shí)測物性資料分析，K2t1砂巖孔隙度平均16.4%，滲透率平均50.4×10-3μm2，屬中孔-低滲儲層。K2t2泥巖厚度穩(wěn)定，是良好的區(qū)域蓋層，同時(shí)K2t2也是極好生油層，與下覆K2t1砂巖儲層相鄰，在上部異常超壓下，油氣向下高效排烴并聚集成藏，是新街地區(qū)重點(diǎn)勘探的生儲蓋組合。

(2)阜寧組下生上儲儲蓋組合：E1f2泥巖(生)-E1f3砂巖(儲)-E1f4+3泥巖(蓋)組合：研究區(qū)E1f3儲層為三角洲前緣砂體，提供良好的儲集空間，新街北地區(qū)揭示的砂巖厚度5.5～14 m，砂巖集中分布在E1f3中上部。E1f4為深湖-半深湖亞相沉積，具有較好的封蓋能力，分布范圍廣，是良好的區(qū)域蓋層。但是，受吳堡運(yùn)動影響強(qiáng)烈，斜坡地區(qū)的E1f4普遍剝蝕嚴(yán)重，殘留地層較薄，深凹帶則保存完整，厚度100～300 m。

(3)三垛組下生上儲儲蓋組合：E1f2泥巖(生)-E2s1底塊砂巖(儲)-E2s1下部泥巖(蓋)組合：研究區(qū)E2s1底塊砂巖為河道砂體沉積，單層厚度大，砂巖發(fā)育，物性好，是一套極有利儲層，而E2s蓋層厚度可達(dá)650 m，且分布穩(wěn)定，為有利區(qū)域蓋層。目前江蘇探區(qū)已在A9、TX10井E2s1底塊砂中見油氣顯示。

圖4 新街北地區(qū)生儲蓋關(guān)系

4 構(gòu)造特征及與油氣聚集的關(guān)系

形成次凹和凹中隆的決定因素是控凹斷層在扭張作用下雁列展布、分段生長。新街?jǐn)鄬釉谄矫嫔媳憩F(xiàn)為左行右階雁列排布、分段發(fā)育的特征，其西段的生長指數(shù)從西往東分別為1.4～2.4～1.2，東段的生長指數(shù)從西往東分別為2.8～2.9～2.4，表明新街?jǐn)鄬硬⒉皇峭暾囊粭l斷層，而是分段發(fā)育(圖1)。地震剖面(圖5)顯示新街?jǐn)鄬泳哂猩暇徬露傅臄嗝娣瓷涮卣?，存在早晚兩期斷層，早期產(chǎn)狀陡，走滑特征明顯，其東段和西段的剖面特征不一致：西部新街?jǐn)鄬訛棰偬枖鄬?，具單條斷層的特征，至中部②號斷層出現(xiàn)，但是規(guī)模較小，控凹斷層仍為①號斷層，從中部向東，②號斷層規(guī)模逐漸變大，①號斷層逐漸變小并交在②號斷層之上，再往東①號斷層交在②號斷層之上消失，②號斷層成為控凹斷層。據(jù)此認(rèn)為新街?jǐn)鄬邮且粭l具有左行右階雁列展布、分段發(fā)育特點(diǎn)的斷裂帶，這種斷層形成了新街北地區(qū)T40反射層構(gòu)造圖顯示的由兩條邊界大斷層控制、兩個(gè)深凹中心和一個(gè)凹中隆的構(gòu)造格局。

圖5 新街北三維過新街?jǐn)鄬硬煌恢弥鱾?cè)線地震剖面

4.1 新街?jǐn)嗔褞θ﹂]的控制

構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶是一類在構(gòu)造變形中為保持區(qū)域上縮短量或伸展量守恒而產(chǎn)生的調(diào)節(jié)構(gòu)造，常被應(yīng)用于走滑區(qū)和伸展區(qū)的構(gòu)造研究中[3-4]。構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的形成與斷裂的相互作用密切相關(guān)，斷裂通過硬連接(直接連接)或軟連接(轉(zhuǎn)換帶)方式發(fā)生連鎖作用，導(dǎo)致構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶內(nèi)一般都是局部強(qiáng)應(yīng)變帶，變形相對復(fù)雜，對砂體富集、油氣運(yùn)移和圈閉形成過程具有重要的控制作用[5-6]。新街?jǐn)嗔褞Ь邆錁?gòu)造轉(zhuǎn)換帶特征，由兩條走滑斷層首尾相接組成，平面上以左行右階雁列排布，在兩條斷層下降盤疊置部位，產(chǎn)生構(gòu)造高帶，并形成逐級下掉的斷塊圈閉，圈閉規(guī)模相對較大，面積4.4 km2。平面上，在兩條斷層弧形部位，上升盤地層由于受走滑斷層影響，受擠壓作用形成一系列斷鼻圈閉，圈閉形態(tài)較好。

4.2 新街?jǐn)嗔褞τ蜌膺\(yùn)聚的控制

研究區(qū)油氣運(yùn)移模式主要有兩種：①受新街?jǐn)嗔训挠绊?，新街次凹形成兩個(gè)深凹中心，生成的油氣可以沿著翹傾的地層向北側(cè)運(yùn)移至兩條斷層相連接的構(gòu)造轉(zhuǎn)換高帶，經(jīng)斷裂帶垂向調(diào)整后聚集成藏，同時(shí)也可向南部斜坡方向側(cè)向運(yùn)移成藏；②新街地區(qū)E1f2中下部優(yōu)質(zhì)烴源巖之上發(fā)育大套泥巖隔層，油氣必須依靠油源斷層垂向輸導(dǎo)才能進(jìn)入上覆各套儲層，且E1f2油氣大量生排烴期為鹽城期，而新街?jǐn)鄬訛殚L期活動斷層，與成藏配置有利，具備良好的垂向輸導(dǎo)能力，起到油源斷層的作用，油氣可以沿?cái)鄬影l(fā)生垂向運(yùn)移在E1f3及E2s1儲層內(nèi)聚集成藏，在油氣運(yùn)移過程中，走滑斷層所形成的斷鼻、斷塊圈閉均可以成為油氣聚集的有利場所。

5 油氣成藏模式

結(jié)合研究區(qū)三套生儲蓋組合、新街?jǐn)嗔褞?gòu)造及其控藏特征，形成陡坡斷階帶成藏模式：新街?jǐn)鄬泳o鄰生油次凹，油氣充足，長期活動油源斷層具有優(yōu)越縱向調(diào)節(jié)油氣能力，深凹帶E1f2成熟烴源巖生成的油氣可以沿油源斷層運(yùn)移至E1f3及E2s底部砂巖儲層中聚集成藏，受新街?jǐn)嗔褞Э刂瓶尚纬蓴鄩K、斷鼻構(gòu)造油藏，而K2t1油藏是深凹帶K2t2烴源巖生成油氣下排到K2t1砂巖儲層中，再以K2t1砂巖為輸導(dǎo)層側(cè)向運(yùn)移，經(jīng)過新街?jǐn)嗔褞Т瓜蛘{(diào)整后聚集成藏(圖6)。

圖6 新街?jǐn)嗔褞в蜌獬刹啬Ｊ?/p>

6 結(jié)論

(1)海安凹陷新街次凹發(fā)育泰二段、阜二段兩套優(yōu)質(zhì)烴源巖，泰二段底部六尖峰段烴源品質(zhì)最好，整個(gè)新街次凹均已成熟；阜二段中下部烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較好，但演化程度相對較低，成熟烴源巖主要圍繞新街次凹北部新街?jǐn)嗔褞陆当P深凹中心分布，成熟烴源巖分布范圍有限。

(2)K2t1識別出三類沉積亞相和五類沉積微相類型，主要發(fā)育分流河道砂體；E1f3發(fā)育三角洲前緣亞相前端沉積，主要砂體類型為河口壩；E2s1為典型的河道砂體沉積。

(3)研究區(qū)可形成三套生儲蓋組合，即K2t2泥巖(生)-K2t1砂巖(儲)-K2t2泥巖(蓋)組合；E1f2泥巖(生)-E1f3砂巖(儲)-E1f4+3泥巖(蓋)組合；E1f2泥巖(生)-E2s1底塊砂巖(儲)-E2s1下部泥巖(蓋)組合，其中泰州組生儲蓋組合為最有利勘探層系。

(4)新街?jǐn)鄬邮怯蓛蓷l邊界大斷層組成，具有左行右階雁列展布、分段發(fā)育的特點(diǎn)，具備形成構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的條件，形成的斷塊圈閉主要位于兩條斷層下降盤首尾相接的位置，斷層上升盤弧形部位也形成了一系列斷鼻圈閉，受新街?jǐn)鄬涌刂菩纬蓛煞N油氣運(yùn)移模式。