陳麗祥，李慧勇，別旭偉，江 濤，石文龍

(中海石油(中國)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

沙中構(gòu)造帶西段成藏主控因素及勘探潛力

陳麗祥，李慧勇，別旭偉，江 濤，石文龍

(中海石油(中國)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

沙中構(gòu)造帶西段歷經(jīng)三十多年勘探，雖然有一定的儲量發(fā)現(xiàn)，但是儲量規(guī)模普遍較小。在對該構(gòu)造帶整體結(jié)構(gòu)及構(gòu)造演化特征分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)了該區(qū)油氣成藏主控因素。研究表明：高勘探區(qū)的沙中構(gòu)造帶西段沒有取得商業(yè)性突破的主要原因是圈閉條件差及沙河街組儲層發(fā)育欠佳，且西次洼與南次洼生烴能力存在差異也是一個重要原因。通過構(gòu)造對沉積體系影響的研究，認為沙中構(gòu)造帶西段局部構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶及北側(cè)近物源方向是優(yōu)質(zhì)儲層富集的有利部位，且圈閉條件較好，勘探潛力較大，是該區(qū)取得突破的最有利區(qū)帶。

沙中構(gòu)造帶；沙河街組；油氣成藏主控因素；構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶；優(yōu)質(zhì)儲層；勘探潛力

1 地質(zhì)概況

沙中構(gòu)造帶為沙南凹陷近東西展布的凹內(nèi)隆起帶，夾持于沙南凹陷西次洼及南次洼之間，根據(jù)其成因可將其分為西段和東段(圖1)。20世紀70年代末以來，在沙中構(gòu)造帶西段兩側(cè)共鉆探了7個構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)了部分儲量。但是從單個構(gòu)造來看，普遍油氣豐度低、儲量規(guī)模小，且由于受經(jīng)濟效益的限制，開發(fā)生產(chǎn)無法動用。

圖1 沙中構(gòu)造帶區(qū)域位置

從目前沙中構(gòu)造帶西段整體鉆探情況看，鉆探的構(gòu)造基本都見到了良好油氣顯示，表明該區(qū)應(yīng)該是油氣的優(yōu)勢運移方向。從構(gòu)造及地層發(fā)育特征看，沙中構(gòu)造帶古近系地層發(fā)育較全。沙三段沉積期，該構(gòu)造帶是當時的沉積中心，沉積了較厚的沙三段地層；到沙一、二段沉積時期，由于沙中構(gòu)造帶構(gòu)造反轉(zhuǎn)，形成凹內(nèi)隆的構(gòu)造格局，導致沙一、二段地層沉積較??；東營組沉積期，凹內(nèi)隆的構(gòu)造格局繼承性發(fā)育，導致沙中構(gòu)造帶上東營組地層較兩側(cè)次洼中沉積的厚度要薄。同時從圈閉條件看，現(xiàn)在所鉆探的構(gòu)造普遍表現(xiàn)為構(gòu)造破碎、圈閉幅度陡及面積較小，圈閉條件相對較差。而從儲層發(fā)育程度看，該區(qū)目的層位主要是沙二段，鉆探的井儲層最厚也僅有50余米，且井上分布比較分散，無法形成較大規(guī)模性油氣藏。

2 成藏條件分析

2.1 構(gòu)造及圈閉特征

沙中構(gòu)造帶西段為沙南凹陷西部近東西展布的凹內(nèi)隆起帶，其構(gòu)造演化相對比較復雜，主要受沙南凹陷北側(cè)邊界斷層及沙中斷裂活動期次的共同影響。通過統(tǒng)計兩條斷裂的活動速率發(fā)現(xiàn)(圖2)，沙三段沉積期，受近南北向拉張應(yīng)力的作用，沙南北側(cè)邊界斷層強烈活動，凹陷持續(xù)下沉，而此時沙中斷裂基本不活動，沙南凹陷西段整體表現(xiàn)為箕狀洼陷形態(tài)；而從沙三段末期到東三段沉積期，北側(cè)邊界斷層持續(xù)活動，但活動速率有所減小，而此時沙中斷裂活動強烈，受斷塊掀斜作用的影響，沙中構(gòu)造帶開始反轉(zhuǎn)，到東營組時期基本定型，最終形成洼中隆的構(gòu)造格局[1]。

圖2 沙中斷層與沙南邊界斷層活動速率統(tǒng)計

受此種構(gòu)造演化作用的影響，特別是沙三段末期開始的沙中構(gòu)造帶構(gòu)造反轉(zhuǎn)，圈閉主要形成于沙河街組沉積末期，形成期晚，且主要依附于沙中斷裂發(fā)育，形成一系列的斷塊、斷鼻等構(gòu)造圈閉，圈閉破碎，面積相對較小。

2.2 儲蓋組合條件分析

沙中構(gòu)造帶西段發(fā)育了多套儲蓋組合，從目前鉆探情況來看，油氣主要成藏于沙河街組的沙二段地層。

在沙三段沉積時期，沙南凹陷西段整體表現(xiàn)為箕狀洼陷形態(tài)，凹陷北側(cè)受邊界斷層強烈活動的影響，斷層下降盤沉積可容空間快速增加，從沙壘田凸起上搬運下來的砂體在邊界斷層根部快速堆積，整體表現(xiàn)為近源扇三角洲沉積，沉積體延伸較短。而凹陷南側(cè)整體表現(xiàn)為寬緩的斜坡背景，受南側(cè)的埕子口凸起和埕北低凸起物源的共同供給，主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積，沉積體延伸較長。同時通過鉆井揭示，沙三段存在局部的泥巖蓋層，與其下部的砂巖儲層形成良好的局部儲蓋組合。

到沙一、二段沉積時期(圖3)，凹陷北側(cè)邊界斷層持續(xù)活動，受差異沉降應(yīng)力控制，沙中構(gòu)造帶北側(cè)地層開始發(fā)生反轉(zhuǎn)，此時沙中構(gòu)造帶開始抬升，沙中構(gòu)造帶雛形開始形成，形成水下隆起，來自北側(cè)沙壘田凸起的物源受沙中構(gòu)造帶的遮擋，物源很難向前推進，此時在沙中構(gòu)造帶上沉積了較薄的沙一、二段地層，儲層也以灘壩砂為主，這是沙中構(gòu)造帶北側(cè)上升盤沙二段儲層發(fā)育較差的主要原因。另外，南側(cè)物源區(qū)在沙二段沉積時期物源供給能力有限，沉積體發(fā)育的規(guī)模較小，這是造成沙中構(gòu)造帶南側(cè)下降盤沙二段儲層發(fā)育不理想的根源[2]。但是受沙一段區(qū)域性泥巖蓋層的封堵，沙一段泥巖與沙二段砂巖形成區(qū)域性儲蓋組合，沙二段好的砂巖儲層均成藏，因此尋找優(yōu)質(zhì)儲層為該區(qū)域下一步勘探的關(guān)鍵。

圖3 沙南凹陷沙二段沉積相

2.3 烴源巖及運移條件分析

鉆井揭示，沙南凹陷南次洼發(fā)育東三段、沙一段和沙三段三套烴源巖，其中，沙一段以Ⅰ型為主，TOC 0.82%～5.32%，平均2.93%；沙三段以Ⅱ1型與Ⅰ型為主(圖4)，TOC 0.57%～6.75%，平均2.72%，綜合評價，沙一段和沙三段為好烴源巖-極好烴源巖。且往洼陷中心烴源巖厚度有增加的趨勢，綜合現(xiàn)有資料，初步計算沙南凹陷南次洼烴源巖資源量(1.5～2.0)×108t。且圍區(qū)鉆探的多個構(gòu)造都已成藏，充分證明了該洼陷較好的生烴能力。

沙中構(gòu)造帶西段整體具有凹內(nèi)隆的構(gòu)造格局，夾持于沙南凹陷西次洼及南次洼之間，具有雙次洼供油的優(yōu)勢，運移條件良好。兩次洼形成的油氣一部分自身自儲成藏，或是通過切至烴源巖的沙中斷層的溝通，油氣向上運移聚集成藏。但是兩次洼的運移量是有差異的，南次洼比西次洼總體烴源巖厚度要大，因此南次洼具有更大的生烴量及運移量。

3 油氣成藏主控因素及成藏規(guī)律分析

3.1 成藏主控因素分析

沙中構(gòu)造帶位于沙南凹陷西部凹陷的中間，南北兩側(cè)被生烴次洼所夾持，具有雙洼供油的優(yōu)勢，且沙中構(gòu)造帶整體上又具有較大的圈閉規(guī)模，應(yīng)該具有較大的勘探潛力。但從目前鉆探情況來看，雖然有一定的儲量發(fā)現(xiàn)，但是儲量規(guī)模普遍較小，沒有發(fā)現(xiàn)具有商業(yè)規(guī)模的油氣田，勘探潛力備受質(zhì)疑。

圖4 沙三段有機質(zhì)豐度及類型

通過以上對成藏條件的分析得知，沙中構(gòu)造帶西段沒有規(guī)模成藏的主要因素有三個:一是圈閉條件差；二是主要目的層沙二段的儲層發(fā)育程度不理想；三是西次洼與南次洼生烴能力存在一定的差異[3]。

3.2 成藏規(guī)律分析

3.2.1 圈閉條件控制了油氣的富集程度

圈閉條件主要包括圈閉規(guī)模及圈閉的有效性，從目前鉆探的構(gòu)造來看，圈閉整體表現(xiàn)為破碎、幅度陡、面積較小的特點。通過統(tǒng)計沙中構(gòu)造帶西段已鉆與未鉆圈閉的面積來看，面積小于3 km2的圈閉占總數(shù)的70%，且圈閉幅度普遍相對較陡，圈閉充滿度有限。而圈閉的有效性取決于目的盤儲層與非目的盤儲層的對接情況，如果是和非目的盤的儲層對接，圈閉的有效性就差，如果是和非目的盤的泥巖對接，圈閉的有效性就高，從目前鉆探的構(gòu)造來看，目的盤與非目的盤的儲層對接嚴重，圈閉整體側(cè)封性較差，影響了油氣的富集程度。因此下步應(yīng)該重點選擇面積相對較大、幅度適中、側(cè)封性理想的構(gòu)造圈閉鉆探。

3.2.2 儲層的發(fā)育程度控制了油氣成藏的規(guī)模

通過以上的分析可知，該區(qū)主要目的層位為沙二段，受沙中構(gòu)造帶構(gòu)造反轉(zhuǎn)抬升對北側(cè)沙壘田凸起物源遮擋影響及南側(cè)物源區(qū)在沙二段沉積時期物源供給能力有限共同作用，沙中構(gòu)造帶兩側(cè)儲層普遍發(fā)育不理想，這直接影響了油氣成藏的規(guī)模。例如沙中構(gòu)造帶南側(cè)下降盤鉆探的多個構(gòu)造，都見到了良好的油氣顯示，且沙河街組好的砂巖儲層均成藏，但是目前鉆探最為成功的曹妃甸14-5構(gòu)造在沙二段也僅鉆遇50余米的儲層，且分布比較分散，單層平均油層厚度僅為3 m，無法形成規(guī)模性的油氣藏。因此下步尋找優(yōu)質(zhì)儲層富集塊是取得突破的關(guān)鍵。

3.2.3 凹陷次洼的生烴能力控制了油氣富集的最有利部位

鉆井揭示，沙南凹陷西次洼與南次洼均發(fā)育東三段、沙一段和沙三段三套烴源巖，都具有較好的生烴能力，但是也存在一定的差異。烴源巖的生烴潛力除了生烴指標優(yōu)以外，烴源巖的厚度是規(guī)模性生烴的保障。通過對研究區(qū)構(gòu)造演化分析可知，沙中構(gòu)造帶西段在沙三段沉積時期，西次洼與南次洼基本是連成一體的，沉積了相等的沙三段烴源巖厚度；到沙二段至東三段沉積期，由于沙中構(gòu)造帶構(gòu)造反轉(zhuǎn)，此時的沉積中心向南次洼遷移，南次洼沉積了較厚的沙一段及東三段烴源巖?？傊洗瓮荼任鞔瓮菥哂懈竦臒N源巖，生烴潛力更大，在沙河街組自身自儲、近源成藏的模式下，緊鄰南次洼的沙中構(gòu)造帶南側(cè)下降盤的圈閉是油氣富集的最有利部位。

4 有利勘探區(qū)帶預測

4.1 沙中構(gòu)造帶西段局部構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶

通過分析沙中構(gòu)造帶主干斷裂的發(fā)育生長特點可知，沙中斷裂是分段生長的，在段與段之間形成了多個同向斷層轉(zhuǎn)換帶[4-7]。在轉(zhuǎn)換帶部位，由于受相鄰不同斷層塊體抬升量差異的影響，局部形成構(gòu)造相對較低的低勢區(qū)，這些部位成為了北側(cè)碎屑物質(zhì)向南側(cè)搬運的優(yōu)勢通道，預測在其下部是優(yōu)質(zhì)儲層富集的最有利部位。同時通過地震相及屬性等多種地球物理分析表明，地震相表現(xiàn)為雜亂、空白、楔形前積特征，均方根振幅屬性也表現(xiàn)為強振幅的異常，預測應(yīng)該是富砂的有利部位(圖3、圖5)。同時通過圈閉條件的分析可知，局部構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶部位發(fā)育的曹妃甸14-1北、曹妃甸14-2南、曹妃甸15-2構(gòu)造圈閉(圖6)，面積都在3～6 km2，圈閉面積相對較大，且目的盤儲層基本與非目的盤的泥巖對接，圈閉側(cè)封性較好，具有較大的勘探潛力。

4.2 沙中構(gòu)造帶西段北側(cè)斜坡帶

沙中構(gòu)造帶西段北側(cè)斜坡帶由于比較靠近沙壘田凸起的物源，受發(fā)育的近源扇三角洲沉積的影響，預測儲層較為發(fā)育(圖3、圖5)。同時北側(cè)斜坡帶的曹妃甸13-2構(gòu)造圈閉(圖6)面積為10 km2，圈閉面積較大，且位于西次洼油氣向沙中構(gòu)造帶上升盤運移的路徑上，具有優(yōu)先捕獲油氣的良好條件，成藏條件優(yōu)越，具有較大的勘探潛力。

圖5 沙南凹陷沙二段沉積模式

圖6 沙中構(gòu)造帶西段沙二段頂?shù)卣鸱瓷鋵拥萒0圖

5 結(jié)論

(1)沙中構(gòu)造帶西段主要目的層沙二段沉積時期，由于受沙中構(gòu)造帶構(gòu)造反轉(zhuǎn)抬升對北側(cè)沙壘田凸起物源遮擋影響及南側(cè)物源區(qū)在沙二段沉積時期物源供給能力有限共同作用，整體儲層發(fā)育不理想。但沙中構(gòu)造帶西段發(fā)育多個同向斷層轉(zhuǎn)換帶，它們?yōu)楸眰?cè)沙壘田凸起物源向沙中構(gòu)造帶南側(cè)搬運沉積提供了最有利的通道，在其下部是尋找富砂區(qū)的最有利部位。

(2)沙南凹陷西次洼與南次洼均具有較好的生烴能力，但由于沙二段至東三段沉積期，凹陷沉積中心往南遷移，南次洼沉積了較厚的烴源巖厚度，生烴潛力更大，初步計算南次洼烴源巖資源量(1.5～2.0)×108t。

(3)目前已鉆圈閉面積相對小、構(gòu)造較陡、側(cè)封性較差是沒有形成規(guī)模性油氣成藏的重要原因。

(4)沙中構(gòu)造帶西段局部構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶及北側(cè)斜坡帶儲層發(fā)育、圈閉條件好且位于油氣運移的優(yōu)勢指向區(qū)，成藏條件較好，勘探潛力較大。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)06-0022-05

2015-07-13

陳麗祥，工程師，1984年生，2011年畢業(yè)于成都理工大學礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)從事沉積與成藏研究工作。

國家科技重大專項課題“渤海海域大中型油氣田地質(zhì)特征”(2011ZX05023-006-002)。

TE112.31

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