惠民凹陷曲堤地區(qū)油氣成藏要素及富集規(guī)律研究

封東曉

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京 100083；2.中國石化股份勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257015)

惠民凹陷曲堤地區(qū)油氣成藏要素及富集規(guī)律研究

封東曉1，2

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京 100083；2.中國石化股份勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257015)

曲堤地區(qū)是惠民凹陷南坡油氣最為富集的構(gòu)造帶，但隨著勘探的深入，勘探難度日益加大，勘探方向也不明確，亟需進(jìn)一步梳理油氣成藏要素，總結(jié)成藏規(guī)律，尋找油氣富集部位。本文從油氣藏分布特征研究入手，對(duì)該區(qū)已發(fā)現(xiàn)的油藏進(jìn)行精細(xì)解剖，通過成藏要素的詳細(xì)分析，總結(jié)了油氣運(yùn)聚規(guī)律，明確了油氣富集區(qū)。研究結(jié)果表明，夏口斷層分段啟閉性控制了油氣的注入部位，繼承性構(gòu)造背景決定了油氣的輸導(dǎo)方向，三級(jí)斷層控制油氣分帶，四五級(jí)斷層分割含油條帶，儲(chǔ)層分布及剝蝕線共同控制了鼻狀構(gòu)造高點(diǎn)油氣的富集部位，曲堤?hào)|鼻狀構(gòu)造南部剝蝕區(qū)是油氣可能的富集區(qū)。

成藏要素；運(yùn)聚規(guī)律；富集規(guī)律；曲堤地區(qū)

曲堤地區(qū)位于惠民凹陷南部惠民南坡的東段，是指夏口斷層和曲堤斷層之間的區(qū)域，南北寬約15km，東西向長約33km，勘探面積約500km2，目前已發(fā)現(xiàn)沙四下、沙四上、沙三、沙二及館陶共5套含油層系，共探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量3429.97萬t，建成了曲堤油田，是惠民南坡油氣最為豐富的構(gòu)造帶自1994年鉆探首次獲得工業(yè)油氣流以來，曲堤地區(qū)經(jīng)歷了20今年的勘探歷程，目前已進(jìn)入高勘探程度階段，勘探難度日益加大，亟需明確勘探方向，尋找新的油氣富集區(qū)塊。前人對(duì)曲堤地區(qū)的地層劃分、沉積儲(chǔ)層進(jìn)行過較多研究[1-4]，雖然對(duì)油氣成藏也進(jìn)行過研究[5]，但是不夠深入，尤其是油氣的富集規(guī)律研究很少涉及。為解決目前勘探上面臨的難題，本文從已發(fā)現(xiàn)油氣藏分布特征研究入手，通過精細(xì)油藏解剖、成藏要素系統(tǒng)分析，總結(jié)了油氣運(yùn)聚及富集規(guī)律，預(yù)測了油氣富集區(qū)。期望對(duì)曲堤地區(qū)今后的油氣勘探提供有益的幫助和指導(dǎo)。

1 基本地質(zhì)特征

1.1 構(gòu)造特征

研究區(qū)被北掉的夏口斷層與南掉曲堤斷層所夾持形成了大型地壘構(gòu)造(圖1)，整體構(gòu)造形態(tài)為地層?xùn)|南抬西北傾的扁平鼻狀構(gòu)造，其內(nèi)部被多條斷層切割復(fù)雜化，但整體鼻狀構(gòu)造形態(tài)較完整。從西向東發(fā)育兩個(gè)構(gòu)造單元，分別為曲堤鼻狀構(gòu)造帶和曲堤?hào)|鼻狀構(gòu)造帶曲堤構(gòu)造帶上發(fā)育的斷層主要兩組，一組為北東向展布斷層，一組為北西向斷層，其中北東向斷層為主斷層，北西向斷層為次級(jí)調(diào)節(jié)斷層，它們把曲堤構(gòu)造帶切割形成復(fù)雜小斷塊構(gòu)造，其中曲15斷層、曲104斷層 、曲10斷層和曲9斷層是該區(qū)內(nèi)部發(fā)育的主要斷層，把曲堤構(gòu)造分割成壘-塹-壘構(gòu)造格局(圖1)。

圖1 曲堤地區(qū)T7構(gòu)造圖

1.2 地層特征

地層整體呈東南抬西北傾的特點(diǎn)，區(qū)內(nèi)存在大的區(qū)域不整合，即上第三系館陶組與下第三系之間的不整合。上覆館陶組地層較為平緩，整體是東南抬升，地層傾角2～3°，其下沙河街組及東營組地層受區(qū)域構(gòu)造的影響，向東南抬升幅度增大，沙三段地層傾角約7～8°，沙四上段地層傾角約10～12°，沙四下段地層傾角約10°左右。鉆井揭示，工區(qū)自下而上地層發(fā)育依次為沙河街組沙四下段、沙四上段、沙三段、沙二段、沙一段、東營組、館陶組地層。東營時(shí)期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，下第三系地層普遍遭受不同程度的剝蝕，自北向南館陶組下伏地層依次為東營組、沙一段、沙二段、沙三段，到構(gòu)造高部位的曲斜8井區(qū)沙四上地層全部遭受剝蝕，館陶組直接覆蓋在沙四下地層之上。

2 油氣藏分布特征

曲堤地區(qū)復(fù)雜的斷裂體系、各種成因的砂體及沙四上～東營組各組段的地層剝蝕，幾種因素相互作用形成了以下油藏類型：斷塊區(qū)形成構(gòu)造控藏的層狀斷塊油藏；儲(chǔ)層尖滅帶與構(gòu)造共同控制形成構(gòu)造-巖性油藏；地層剝蝕帶受斷層、地層剝蝕邊界、儲(chǔ)層巖性等三種因素共同控制形成復(fù)合地層油藏。從目前已發(fā)現(xiàn)油藏的分布來看，主要分布在曲堤鼻狀構(gòu)造帶的曲15斷層、曲104斷層、曲10斷層及曲9斷層等三級(jí)斷裂帶上(圖1)，而曲堤?hào)|鼻狀構(gòu)造僅有兩口井鉆遇油氣顯示，目前尚未發(fā)現(xiàn)探明儲(chǔ)量。

曲堤油田目前已發(fā)現(xiàn)各類油藏202個(gè)，從油藏類型、沉積相帶、探明儲(chǔ)量、埋深及分布層位五個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)統(tǒng)計(jì)。據(jù)已發(fā)現(xiàn)油藏的統(tǒng)計(jì)，斷塊油藏及構(gòu)造-巖性油藏約占全部油藏的75%，其中斷塊油藏?cái)?shù)量最多，占到了45%，這與該區(qū)復(fù)雜的斷裂體系密切相關(guān)；地層油藏主要分布在南部的剝蝕區(qū)，雖然目前已發(fā)現(xiàn)的地層油藏只占到總數(shù)的25%，但南部的剝蝕區(qū)勘探程度較低，該類油藏很可能是下一步重要的勘探對(duì)象。由于曲堤構(gòu)造受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的抬升，整體埋藏較淺，油藏一般分布在1000～2800m；從層位的油藏個(gè)數(shù)看，油藏主要分布在沙四上、沙三，分別占到了總個(gè)數(shù)的39%和28%，其次為沙四下、館陶。從探明儲(chǔ)量分布看，沙四上和館陶發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量最多，占到了總探明儲(chǔ)量的45%和30%，其次是沙三段15%，沙四下發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量較少。從油藏分布的沉積相帶看，探明儲(chǔ)量主要集中在沖積扇35%和河流相30%，其次是三角洲相、扇三角洲相。

3 油氣富集主控因素

3.1 油氣成藏要素統(tǒng)計(jì)

為更好地分析曲堤地區(qū)油氣成藏主控因素，對(duì)該區(qū)所有完鉆井從圈閉類型、構(gòu)造部位、斷層特征、輸導(dǎo)類型、與圈閉頂點(diǎn)高程差、圈源距離、錄井顯示及電測解釋等8項(xiàng)因素全面統(tǒng)計(jì)，分析失利探井的落空原因，總結(jié)成藏主控因素。

曲堤地區(qū)完鉆探井19口，其中10口井鉆遇油層，9口井落空，綜合分析認(rèn)為，鉆遇油層的9口井中7口井處于構(gòu)造脊上，只有3口井處于構(gòu)造脊的側(cè)翼，落空井的失利原因有四種，其中3口井(曲斜31、曲2、曲斜17)因?yàn)槲挥诒菭顦?gòu)造的低部位，不處于油氣輸導(dǎo)運(yùn)移優(yōu)勢優(yōu)勢路徑上，因而落空，曲斜21、曲斜16、曲斜17雖然處于鼻狀構(gòu)造脊上，但是主力含油層遭受地層剝蝕，缺乏有效輸導(dǎo)體系而落空，曲斜11、曲3則因?yàn)榍虜鄬拥姆舛滦圆顚?dǎo)致落空，曲19井則沒有鉆遇有效圈閉而落空。綜合分析認(rèn)為，構(gòu)造背景、斷裂、地層剝蝕是控制該區(qū)油氣成藏的主要因素。

3.2 油氣成藏控制因素及富集規(guī)律

曲堤構(gòu)造地層傾角陡，斷層活動(dòng)強(qiáng)，夏口斷層巨大的落差使油氣垂向、側(cè)向輸導(dǎo)均很順暢，目前已在第三系發(fā)現(xiàn)多套含油層系，是新生界油氣聚集的有利指向區(qū)，正確認(rèn)識(shí)其成藏規(guī)律可以進(jìn)一步指導(dǎo)油氣勘探工作。充分考慮到構(gòu)造背景、斷層啟閉性、地層不整合、儲(chǔ)層展布等多種因素，總結(jié)了油氣控制因素及富集規(guī)律。

1)繼承性構(gòu)造背景是油氣運(yùn)移的有利指向。從惠民南坡的油氣分布狀況看，構(gòu)造背景對(duì)油氣的聚集起著明顯的控制作用[6-10]。曲堤地壘為一個(gè)斷層復(fù)雜化的大型鼻狀構(gòu)造，可以分為東西兩個(gè)次級(jí)鼻狀構(gòu)造，其中曲堤鼻狀構(gòu)造對(duì)著北部江家店鼻狀構(gòu)造，曲堤?hào)|鼻狀構(gòu)造對(duì)著北部的瓦屋鼻狀構(gòu)造，油氣運(yùn)聚背景非常有利，來自臨南洼陷的油氣通過夏口斷層，沿著構(gòu)造線的法線方向向高部位運(yùn)移，遇到合適的圈閉就會(huì)聚集成藏。

2)夏口斷層形態(tài)與分段啟閉性控制了油氣的注入部位與輸導(dǎo)方向。夏口斷層平面展布呈“S”型，在扭張等復(fù)雜地質(zhì)因素作用下，斷層的不同部位的伴生斷裂也會(huì)存在差異。滾動(dòng)背斜、鼻狀構(gòu)造的高部位及伴生斷裂多分布在NE走向斷層的下降盤，如雙豐、江家店構(gòu)造，油氣往往容易在這些部位富集。

夏口斷層分段封閉性是決定了油氣向惠民南坡輸導(dǎo)的注入部位[11]，封閉性差的斷層段成為上升盤油氣的注入口[12-13]。夏口斷層現(xiàn)今封閉性及封閉史的研究結(jié)果表明，夏口斷層在曲堤地區(qū)存在兩個(gè)封閉性差的區(qū)段：西部的夏23井區(qū)～夏37井區(qū)及東部的夏37井區(qū)～夏224井區(qū)；其這兩個(gè)封閉性差的區(qū)段正好與曲堤和曲堤?hào)|兩個(gè)鼻狀構(gòu)造相對(duì)，所以油氣通過夏口斷層向曲堤?hào)|西的兩個(gè)鼻狀構(gòu)造運(yùn)移，目前已經(jīng)在西部的曲堤鼻狀構(gòu)造發(fā)現(xiàn)曲堤油田，曲堤?hào)|鼻狀構(gòu)造具有相似的運(yùn)聚條件，應(yīng)該是下一步尋找油氣富集區(qū)塊的有利區(qū)。

3)三級(jí)斷層形成的斷裂帶控制油氣分帶，四五級(jí)斷層分割含油條帶。曲堤地區(qū)發(fā)育多條近北向東走向的三級(jí)斷層，北西向斷層不僅溝通油源，使油氣從臨南洼陷運(yùn)移到曲堤構(gòu)造，而且這些北東走向的三級(jí)斷層控制著油氣的分帶。曲堤油田已發(fā)現(xiàn)油氣主要沿曲15斷層、曲104斷層、曲103斷層及曲9斷層分布(圖2)。

每個(gè)含油條帶上又發(fā)育多個(gè)四、五級(jí)小斷層，使得含油條帶被這些小斷層切割，每個(gè)含油斷塊的破碎程度更高，而且相鄰兩塊的含油性明顯有差異，因此大量發(fā)育的次級(jí)斷層分割各區(qū)塊形成復(fù)雜含油斷塊。例如曲103 含油條帶自西向東被四、五級(jí)斷層切割成了13個(gè)含油斷塊，由于每條斷層的封堵性的差異，各含油斷塊的含油層系、油層厚度均有很大差異(圖3)。

圖4曲堤地區(qū)曲15井-曲斜8井南北向油藏剖面4)不整合控制構(gòu)造高部位油氣富集。在曲堤地壘的高部位，北部洼陷帶生成的油氣首先通過砂體和斷層運(yùn)移至不整合面附近，最后再沿不整合面輸導(dǎo)系統(tǒng)斜側(cè)向運(yùn)移，油氣在不整合下面形成不整合遮擋油氣藏[14-15]。如曲9-6井位于曲堤地壘的曲9斷階帶上，來自臨南洼陷帶的油氣通過砂體和斷層輸導(dǎo)，遇到曲9反向斷層遮擋成藏，油氣同時(shí)還沿著不整合底部的砂體進(jìn)行垂向運(yùn)移，到達(dá)不整合面后，油氣側(cè)向運(yùn)移，在不整合之上形成不整合油氣藏，曲斜8井位于曲堤地壘的高部位，油氣沿著不整合之下的砂體運(yùn)移至不整合面，繼續(xù)側(cè)向運(yùn)移，形成該油藏(圖4)。

5)剝蝕區(qū)內(nèi)儲(chǔ)層的空間變化控制地層油藏油氣分布范圍。曲堤?hào)|鼻狀構(gòu)造北部的曲斜22井在沙一、沙二沙三上見良好油氣顯示，這組地層到南部的曲斜16、曲斜14遭受剝蝕(圖5)，而沙三中、沙三下、沙四上主要發(fā)育泥巖，缺乏儲(chǔ)層，油氣無法有效輸導(dǎo)，因此造成位于曲堤鼻狀構(gòu)造高部位的曲斜16井、曲斜14井的落空。所以有利含油層系儲(chǔ)層最遠(yuǎn)剝蝕尖滅線的位置決定著地層油藏油氣的分布范圍。因此曲堤?hào)|鼻狀構(gòu)造南部沙二、沙三段儲(chǔ)層剝蝕線與斷層形成的復(fù)合地層圈閉帶是油氣可能富集的部位，應(yīng)該引起勘探的重視。

圖4 曲堤地區(qū)曲斜15井-曲斜8井南北向油藏剖面

圖5 曲堤地區(qū)曲斜14井-曲斜22井南北向油藏剖面

4 結(jié)論

1)曲堤地區(qū)油藏類型多樣，主要發(fā)育斷塊油藏、構(gòu)造-巖性油藏及復(fù)合地層油藏，其中復(fù)合地層油藏是下一步主要的勘探對(duì)象。

2)目前已發(fā)現(xiàn)的油藏主要集中在西部的曲堤鼻狀構(gòu)造，主要以斷塊、構(gòu)造-巖性為主，東部的曲堤?hào)|鼻狀構(gòu)造尚未發(fā)現(xiàn)油藏富集區(qū)塊。

3)油氣富集主要受構(gòu)造背景、斷層啟閉性、地層不整合及儲(chǔ)層展布等因素的控制，夏口斷層開啟部位為曲堤構(gòu)造提供油氣注入，油氣主要沿鼻狀構(gòu)造脊輸導(dǎo)運(yùn)移，曲堤?hào)|鼻狀構(gòu)造南部地層剝蝕區(qū)發(fā)育復(fù)合地層圈閉，是可能的油氣富集區(qū)。

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Hydrocarbon accumulation factors and regularity in Qudi area，Huimin Sag

FENG Dong-xiao1,2

(1.School of Energy Resouces，China University of Geoscience (Beijing)，Beijng 100083，China；2.Geological Research Institute of Shengli Oilfield Branch Company.SinoPec,Dongying 257015，China)

Qudi area is the most abundant hydrocarbon structural zone in the south slope of Huimin Sag.With the development of exploration，the difficulties of exploration is increasingly growing and the exploration direction is also not clear.In order to search for hydrocarbon enrichment area and summarize accumulation regularity，the accumulation elements need to be further clarified.Based on study of the oil deposits distribution features and through the oil deposits anatomy and studying the accumulation elements，the hydrocarbon migration and accumulation regularity have been summarized and the hydrocarbon enrichment has been identified.Research shows that the hydrocarbon injecting area is controlled by the concealing and opening in different segment of Xiakou fault，the hydrocarbon zones are controlled by the third-level faults and these zones are divided into blocks by fourth-class and fifth-class faults，hydrocarbon accumulation of the nose structural peak is controlled by the reservoir distribution and denudation lines，denuded zone in the southern of Qudidong nose structure is perhaps the hydrocarbon accumulation area.

accumulation elements；migration and accumulation regularity；enrichment regularity；Qudi area

2014-07-16

國家重大研究計(jì)劃項(xiàng)目“渤海灣盆地精細(xì)勘探關(guān)鍵技術(shù)”資助(編號(hào)：2011ZX05006)；中國石化科技攻關(guān)項(xiàng)目“惠民凹陷油氣成藏要素及富集規(guī)律研究”資助(編號(hào)：P12037)

封東曉(1976-)，男，高級(jí)工程師，博士研究生，主要從事油氣勘探方面的研究工作。E-mail：1308849576@qq.com。

TE111.3

A

1004-4051(2015)01-0096-04