周心懷

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院）

渤中28－2南油田成藏模式及其勘探意義＊

周心懷

（中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院）

渤中28－2南油田是黃河口凹陷一個探明儲量超過5 000萬t的淺層明下段整裝優(yōu)質(zhì)油田，原油具有高凝固點、高含蠟量、中等膠質(zhì)與瀝青質(zhì)和低含硫量等特點。成藏分析表明，渤中28－2南油田原油成熟度高，油氣主要來自構(gòu)造圍區(qū)沙三段烴源巖，沙一段—沙二段烴源巖有少量貢獻；溝通烴源巖的走滑調(diào)節(jié)斷裂是渤中28－2南油田油氣高效縱向輸導(dǎo)通道，該油田成藏期為距今2．6 Ma以來，具有油氣持續(xù)快速充注富集成藏的特點。渤中28－2南油田獨特的油氣富集模式對于拓展渤海南部新近系淺層構(gòu)造－巖性油氣藏勘探、復(fù)雜斷塊勘探和類似的新生代裂谷盆地戰(zhàn)略選區(qū)具有一定的參考意義。

渤中28－2南油田 淺層明下段 成藏分析 油氣富集模式 勘探意義

1 地質(zhì)背景

渤中28－2南構(gòu)造處于渤南南部黃河口凹陷沿NNE向展布的郯廬走滑帶西支北部（圖1），淺層為“Y”字型斷塊構(gòu)造，深層呈半背斜。新構(gòu)造運動期（5．1 Ma以來）右旋走滑運動形成了渤中28—渤中34區(qū)凹中反轉(zhuǎn)構(gòu)造，呈現(xiàn)“塹、壘”相間的構(gòu)造特征，將黃河口凹陷分為東、西2個次洼（圖1）。黃河口凹陷構(gòu)造沉積演化與整個渤中坳陷同步，新構(gòu)造運動期快速沉積埋藏是該區(qū)以及整個渤中坳陷不同于渤海灣盆地其他構(gòu)造單元的重要特征，而渤中28—渤中34區(qū)又是黃河口地區(qū)的沉積中心，新構(gòu)造運動期形成了獨特的新近系淺水三角洲沉積［1－3］。

圖1 渤中28－2南油田區(qū)域位置圖

渤中28區(qū)油氣勘探始于20世紀(jì)80年代。1982年，渤中28－2南圍區(qū)以古近系為勘探目的層鉆探了BZ28－2－1井，僅在東營組發(fā)現(xiàn)了少量油氣層；2006年，以渤中28－2南構(gòu)造區(qū)淺層明下段圈閉為主要目的層鉆探了S1井，鉆遇明下段油氣層87．3 m，發(fā)現(xiàn)了渤中28－2南整裝優(yōu)質(zhì)油田，累計探明儲量超過5 000萬t。

渤中28－2南油田淺層明下段油藏具有多套油水系統(tǒng)，油藏類型為巖性－構(gòu)造油氣藏、構(gòu)造油藏和巖性油氣藏，正常溫壓系統(tǒng)；原油具有高凝固點、高含蠟量、中等膠質(zhì)與瀝青質(zhì)和低含硫量等特點。因此，深入分析渤中28－2南整裝優(yōu)質(zhì)油田成藏特征，對于深化圍區(qū)勘探及類似地質(zhì)背景的新區(qū)勘探具有一定的參考意義。

2 渤中28－2南油田成藏分析

2．1 原油成熟度特征

渤中28－2南油田原油C29ββ／（αα＋ββ）甾烷比值介于0．44～0．49之間，平均值為0．47；C2920S／（20S＋20R）甾烷比值介于0．42～0．44之間，平均值為0．43；這2個成熟度參數(shù)值整體變化區(qū)間較小，且沒有達到平衡值。根據(jù)C2920S／（20S＋20R）甾烷比值與鏡質(zhì)體反射率之間的關(guān)系，推斷該油田原油為烴源巖生烴高峰期的產(chǎn)物，其成熟度與鄰區(qū)渤中34－1油田原油相當(dāng)（渤中34－1油田原油C29ββ／（αα＋ββ）甾烷比值介于0．49～0．50之間，平均值為0．49；C2920S／（20S＋20R）甾烷比值介于0．43～0．45之間，平均值為0．44）。

2．2 烴源巖生物標(biāo)志化合物特征

黃河口凹陷主要發(fā)育沙三段、沙一段—沙二段和東三段3套主力烴源巖［4］，這3套烴源巖的有機質(zhì)類型均以ⅡA—ⅡB型為主。沙三段和東三段烴源巖有機碳含量平均值分別達2．99%和2．00%，為好烴源巖；沙一段—沙二段烴源巖有機碳含量平均值為0．88%，為中等—好烴源巖。

黃河口凹陷烴源巖生物標(biāo)志化合物特征與環(huán)渤中凹陷烴源巖生物標(biāo)志化合物特征［5］基本一致。對于黃河口凹陷，沙一段—沙二段烴源巖具有相對較高的伽馬蠟烷和低到中等含量的4－甲基甾烷，沙三段為高4－甲基甾烷、低伽馬蠟烷的生物標(biāo)志化合物組合特征（圖2、3）；沙一段—沙二段烴源巖的伽馬蠟烷／C30藿烷值分布范圍廣，為0．07～0．53；4－甲基甾烷／∑C29甾烷值分布區(qū)間為0．10～0．35，多數(shù)都小于0．25；沙三段烴源巖伽馬蠟烷／C30藿烷值分布在0．05～0．15，多數(shù)都小于0．10；4－甲基甾烷／∑C29甾烷值分布區(qū)間為0．09～0．57，變化范圍大。此外，黃河口凹陷東三段烴源巖整體表現(xiàn)為低4－甲基甾烷指數(shù)和低伽馬蠟烷指數(shù)，且變化范圍?。▓D3）。

圖2 黃河口凹陷沙一段—沙二段、沙三段烴源巖甾、萜烷分布圖

圖3 黃河口凹陷烴源巖伽馬蠟烷指數(shù)、4－甲基甾烷指數(shù)分布圖

渤中28－2南油田3個原油樣品的伽馬蠟烷指數(shù)、4－甲基甾烷指數(shù)分別為0．11、0．30（E1井），0．13、0．31（S1井），0．12、0．34（S4井），其指數(shù)變化范圍較小，說明有一定成因相似性；但是這3個原油樣品伽馬蠟烷指數(shù)與4－甲基甾烷指數(shù)均分布在圖3中大于0．1和大于0．25的區(qū)域內(nèi)，與典型沙三段及沙一段—沙二段烴源巖生物標(biāo)志化合物分布有一定差異，表明該油藏可能為多油氣來源，沙三段和沙一段—沙二段成熟烴源巖都有一定貢獻，且由于原油生物標(biāo)志化合物組合更接近沙三段烴源巖分布區(qū)，因而整體上應(yīng)以沙三段烴源巖為主。

2．3 油氣運移特征

研究表明，郯廬斷裂帶調(diào)節(jié)斷層－砂體耦合控制了渤海海域油氣運移路徑，如遼東灣地區(qū)斷層－砂體耦合高效輸導(dǎo)對錦州25－1南［6］、金縣1－1［7］等億噸級油田的形成起到了重要作用。斷裂垂向輸導(dǎo)是黃河口地區(qū)油氣運移的普遍特征，該地區(qū)斷裂優(yōu)勢運移通道具有3個特點［8］：①分布在主斷層活動強烈的區(qū)域；②晚期斷層仍處于活動期；③斷層溝通深層輸導(dǎo)層且存在一定構(gòu)造背景。綜合分析油氣顯示、油氣層厚度、原油成熟度及生物標(biāo)志化合物組合特征能較好地刻畫渤中28－2南油田油氣充注方向。

油氣顯示、富集程度揭示渤中28－2南構(gòu)造油氣主要來自垂向充注。渤中28－2南和南部的渤中34構(gòu)造脊在深層為2個構(gòu)造脊，在淺層連為一個統(tǒng)一的構(gòu)造脊，整體具有向北抬升的趨勢［9］。渤中34—渤中28區(qū)由南至北新近系錄井油氣顯示深度、井段以及油氣層累計厚度具有一定規(guī)律性（圖4），渤中34區(qū)2、5、3D井井區(qū)的新近系油氣顯示頂面深度平均為689．3 m，淺于渤中28區(qū)S1、E1井井區(qū)的868．0 m，而其底面深度大于渤中28區(qū)。此外，渤中28區(qū)S1、E1井油氣層厚度大于渤中34區(qū)各井，但渤中34區(qū)油氣顯示累計井段平均為1 200 m，大于渤中28區(qū)的788 m，表明渤中34區(qū)烴類縱向運移比渤中28區(qū)更為活躍，因此渤中28區(qū)油氣不是在“階梯式”運移模式下由南向北運移，而是近源垂向運聚成藏。

圖4 渤中34—渤中28區(qū)探井油氣顯示深度及油氣層厚度對比

原油成熟度高表明渤中28－2南油田油氣來自鄰區(qū)高成熟度烴源巖。渤中28－2南油田主體區(qū)S1、E1井的原油與渤中34－1油田2、3D、5井的原油成熟度相似（圖5），不具有油氣經(jīng)過橫向長距離運移之后的油氣成熟度差異分布特征。渤中28－2南構(gòu)造低部位S4井1 542．5 m處砂體厚2．1 m，與其他砂體連通性差，封閉性較好，該砂體油樣成熟度略低于構(gòu)造高部位，代表了早期較低成熟度油氣的充注。

圖5 渤中28－2南油田及鄰井油藏C29ββ／（αα＋ββ）與C29 20S／（20S＋20R）甾烷比值交會圖

渤中28－2南與渤中34－1油田原油生物標(biāo)志化合物組合特征也表明這2個油田的油氣來源有一定差異，從北至南生物標(biāo)志化合物組合特征表現(xiàn)為：渤中28－2南油田E1—S4井區(qū)原油的4－甲基甾烷指數(shù)高于渤中34－1油田3D—5井區(qū)，渤中28－2南油田E1—S4井區(qū)原油的伽馬蠟烷指數(shù)低于南部渤中34－1油田3D—5井區(qū)（圖6），表明靠近洼陷中心的渤中34－1油藏比渤中28－2南油藏有相對多的晚期沙一段—沙二段成熟烴源巖生成的油氣的注入。

圖6 渤中28－2南—渤中34區(qū)原油生物標(biāo)志化合物組合特征對比圖（由北至南）

此外，渤中28－2南油田S1井淺層明下段油藏的原油由于蒸發(fā)分餾作用導(dǎo)致殘留油石蠟度隨埋深減小而下降，但芳香度增加，油氣損失了輕組分，具有明顯的垂向運移特點；渤中28－2南構(gòu)造古近系存在大型斷鼻構(gòu)造，S2井在東營組鉆遇1．9 m油層，沙河街組砂體發(fā)育，砂體單層厚度達21．8 m，測井解釋有11．1 m差油層，證實了深層圈閉、砂體組合形成的油氣“中轉(zhuǎn)站”對淺層油氣成藏具有重要作用［10］。

2．4 成藏特征

黃河口地區(qū)主要油氣藏表現(xiàn)為晚期成藏，油氣充注發(fā)生在明下段沉積期以后［4］。根據(jù)鹽水包裹體均一溫度，結(jié)合埋藏史與熱史分析，渤中28－2南構(gòu)造油氣成藏時間在1～14 Ma［11］。S3井1 218．0～1 380．0 m淺層明下段實測地層溫度為55～60℃，1 373．0～1 380．0 m鹽水包裹體均一溫度為55～87℃，鹽水包裹體溫度遠大于實測地層溫度（圖7），說明S3井油藏是在距今很短的時間內(nèi)快速成藏。與S3井類似，渤中28－2南油田其他井淺層明下段鹽水包裹體均一溫度都大于原始地層溫度，表明在油田范圍內(nèi)原油都是快速充注成藏。

此外，渤中28－2南油田S3井1 373．0～1 380．0 m鹽水包裹體均一溫度23個樣品點中，在60～70℃有6個樣品點，70～80℃有8個樣品點，80～87℃有8個樣品點，均一溫度分布包絡(luò)曲線呈單峰型特征（圖7）。在流體快速充注的情況下，這種單峰型分布特征反映的是流體的持續(xù)充注，而不是反映油藏僅有一個主成藏期。渤中28－2南油藏低部位的S3井巖石抽提物和烴類包裹體成熟度與S4井原油成熟度相近，小于S1、E1井原油成熟度（圖5），表明這些原油是在不同時期充注匯聚，反映了油氣有多期充注過程。當(dāng)然，由于油、氣的運移和聚集是一個帶幕式特征的連續(xù)過程，加之油源的不穩(wěn)定和輸導(dǎo)通道的非均質(zhì)性，僅依據(jù)流體包裹體分析確定油氣藏成藏期次還存在一定難度［12］。

圖7 渤中28－2南油田S3井儲層鹽水包裹體均一溫度與油氣充注史

總體而言，渤中28－2南油田是在較短地質(zhì)時間內(nèi)持續(xù)快速充注富集成藏，成藏期為距今2．6 Ma以來。渤中28－2南構(gòu)造位于郯廬走滑帶西支，整體為晚期凹中反轉(zhuǎn)形成的大型圈閉群，構(gòu)造區(qū)處于來自黃河口地區(qū)西北向物源的淺水三角洲朵葉上，構(gòu)造區(qū)砂體連片分布，砂體面積大，儲集物性好，有利于形成規(guī)模型油氣藏。根據(jù)前文分析，渤中28－2南油田為“近源匯聚、垂向運移、快速充注”富集成藏模式（圖8）：①溝通烴源巖的走滑調(diào)節(jié)斷裂是油氣高效垂向輸導(dǎo)通道；②油氣晚期快速、持續(xù)充注是形成淺層優(yōu)質(zhì)油藏的物質(zhì)基礎(chǔ)；③淺層淺水三角洲儲蓋組合是晚期強烈活動斷裂帶油氣富集的獨特優(yōu)勢。

圖8 渤中28－2南油田油氣富集成藏模式

3 勘探意義

渤中28－2南整裝優(yōu)質(zhì)油田的發(fā)現(xiàn)帶來了黃河口地區(qū)明下段油氣勘探新高峰，“近源匯聚、垂向運移、快速充注”富集模式對類似地質(zhì)條件的勘探新區(qū)有一定參考意義。

首先，走滑調(diào)節(jié)斷層的垂向高效油氣輸導(dǎo)作用拓展了渤海南部地區(qū)的勘探領(lǐng)域，對淺層構(gòu)造－巖性圈閉有積極作用。渤中28－2南油田獲得突破之后，又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了渤中26－3、渤中29－5等構(gòu)造－巖性油氣藏。渤中26－3油田6井區(qū)為巖性上傾尖滅油氣藏，處于向渤中25－1南油田抬升的大斜坡低部位，與6井區(qū)淺層溝通的張性斷層高效油氣輸導(dǎo)為巖性砂體的成藏創(chuàng)造了條件；與之類似，斷裂油氣運移條件是渤中29－5構(gòu)造鉆前最大風(fēng)險，但鉆探結(jié)果揭示該構(gòu)造不僅成藏，而且是高豐度的構(gòu)造－巖性油氣藏，走滑調(diào)節(jié)斷層的垂向高效率油氣輸導(dǎo)是油氣富集的主要原因。

其次，斷塊型圈閉油氣勘探應(yīng)重視斷裂（輸導(dǎo)系統(tǒng)）－砂體（儲集層）的配置關(guān)系研究。渤中28－2南構(gòu)造北塊上升盤E2井未見油氣顯示，主要原因是上升盤地層向北傾斜、向南抬升，南部油源斷層與儲集層形成“倒灌”配置組合，不利于油氣注入。BZ33－1－2井失利與E2井有類似的地質(zhì)原因。鄰井BZ33－1－1井在古近系鉆遇油層23．1 m，古近系砂體發(fā)育，能為控洼的F1斷裂下降盤淺層圈閉形成有效的油氣輸導(dǎo)“中轉(zhuǎn)站”（圖9）；而BZ33－1－2井位于F1斷裂上升盤，地層北傾，不利于F1斷裂輸導(dǎo)的油氣注入儲集層，處于低部位的F2斷裂不控制洼陷沉積，未能直接溝通西南次洼烴源巖，導(dǎo)致油氣輸導(dǎo)能力有限，同時BZ33－1－2井北部F2與F3斷層之間形成了地壘構(gòu)造，來自北部的油氣受地壘圈閉阻隔而優(yōu)先在F2—F3斷裂間的地壘圈閉成藏（圖9）。因此，南部油源斷層F1的“倒灌”和北部地壘造成的油氣輸導(dǎo)阻隔共同導(dǎo)致了BZ33－1－2井鉆探失利。結(jié)合渤中28—渤中34區(qū)構(gòu)造帶成藏富集特征，凹陷區(qū)伸展作用形成的“花狀”或“似花狀”構(gòu)造縱向輸導(dǎo)系統(tǒng)更有利于下降盤圈閉油氣富集，在多個花狀構(gòu)造之間地壘塊往往油氣較為富集。

圖9 過BZ33－1－2井南北向地震剖面

第三，油氣快速充注成藏為類似的新生代裂谷盆地戰(zhàn)略選區(qū)提供了新的勘探思路。根據(jù)研究，油氣生成、運移和聚集是一個幕式的、同時也是連續(xù)的分異過程，成藏過程可以在20～30 Ma中完成，單個油氣藏可以在地質(zhì)上瞬時的1～10 Ma中形成［12－13］。渤中28－2南整裝優(yōu)質(zhì)油田為2．6 Ma（甚至更近）以來形成的，這表明一個新生的裂谷盆地如果有好的烴源巖分布，完全有時間窗形成規(guī)模性優(yōu)質(zhì)油氣藏，乃至油氣田群。

4 結(jié)論

（1）渤中28－2南油田原油主要來自構(gòu)造圍區(qū)沙三段烴源巖，沙一段—沙二段烴源巖有少量貢獻；溝通烴源巖的走滑調(diào)節(jié)斷裂是油氣高效縱向輸導(dǎo)通道，油氣沿斷裂運移，持續(xù)快速充注富集成藏，成藏期為距今2．6 Ma以來。

（2）油氣沿走滑調(diào)節(jié)斷層的垂向高效運移拓展了渤海南部新近系淺層構(gòu)造－巖性油氣藏勘探領(lǐng)域，斷裂（輸導(dǎo)系統(tǒng)）－砂體（儲集層）的配置關(guān)系控制著斷塊圈閉的油氣富集，油氣快速充注成藏模式為類似的新生代裂谷盆地戰(zhàn)略選區(qū)提供了新的勘探思路。

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（編輯：周雯雯）

The accumulation model of BZ28－2S oilfield and its exploration significance

Zhou Xinhuai
（Bohai Oilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452）

As an un compartmentalized and excellent shallow N1mloilfield located in Huanghekou sag，BZ28－2S has more than 50 million tons of proven oil reserves，and is characterized by high solidification point，high wax，medium gum and asphaltine and low sulfur．Base on an analysis of hydrocarbon accumulation，it is believed that oil in BZ28－2S is high in maturity and mainly derived from adjacent E2s3source rock， with E3s1and E3s2source rocks minor in contribution．In BZ28－2S oilfield，the adjusting strike－slip faults connected to source rocks are effective vertical pathways of hydrocarbon migration；and hydrocarbon was charged continuously and enriched rapidly since 2．6 Ma．This unique accumulation model in BZ28－2S oilfield may be an important reference for expanding exploration of structural－lithologic accumulations and complex fault blocks in shallow Neogene in the southern Bohai bay and selecting strategic exploration areas in similar Cenozoic rift basins．

BZ28－2S oilfield；shallow N1ml；accumulation analysis；hydrocarbon enrich model；exploration significance

＊國家科技重大專項“渤海海域大中型油氣田精細解剖與油氣富集模式研究（編號：2011ZX05023－006－002）”部分研究成果。

周心懷，男，高級工程師，現(xiàn)任中海石油（中國）有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院地質(zhì)總師，主要從事石油地質(zhì)綜合研究工作。E－mail：zhouxh3＠cnooc．com．cn。

2012－02－15 改回日期：2012－03－23