南堡滩海油气成藏主控因素研究

范柏江 刘成林 庞雄奇 张 健

（1.中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；2.中国石油大学（北京）盆地与油藏研究中心，北京 102249；3.冀东油田分公司，河北 唐山 063200）

南堡滩海油气成藏主控因素研究

范柏江1，2刘成林1庞雄奇1，2张 健3

（1.中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；2.中国石油大学（北京）盆地与油藏研究中心，北京 102249；3.冀东油田分公司，河北 唐山 063200）

利用实测镜质体反射率、包裹体分析、岩心观察、镜下判别、断裂研究等手段，研究南堡滩海油气富集的根本原因。结果表明：东营期受火山活动的影响，沙三段主力烃源岩发生大规模生排烃过程；受郯卢断裂带右旋-伸展活动的影响，前古近系灰岩构造裂缝发育，为油气提供了充足的储集空间；受凹陷内下部开启、上部封闭性质断裂的影响，来自沙一段与东三段的油气发生纵向运移并在中浅层聚集。由此可判断，前古近系古潜山油气藏、沙一段透镜体油气藏、东营与馆陶组断层相关类油气藏为重点勘探目标。

主控因素；油气成藏；南堡滩海

南堡凹陷位于渤海湾盆地，北部与燕山相连，南部和东部与渤海相接，西部以涧河为边界，面积1 900 km2，其中滩海面积1 100 km2。

南堡凹陷油气资源丰富，滩海勘探的突破［1-2］，使得凹陷三级地质储量大大增加。而在此之前，滩海的油气潜力未引起重视，针对滩海的研究也较为薄弱。新一轮全国油气资源评价表明，南堡滩海的油气地质储量远大于陆地油气资源量［1，3］，导致这一巨大差异的背后必然是石油地质条件的差异，充分研究南堡滩海地区的油气地质特征，认识其成藏规律，对指导进一步的油气勘探具有重要意义。

1 基本成藏条件

南堡凹陷发育沙三段、沙一段、东三段3套主力源岩［1-3］。滩海地区沙三段发育不全，但林雀次凹、曹妃甸次凹Es34-5深湖相源岩发育，其TOC达到1.5%以上，生烃潜量平均为4.48 mg·g-1；滩海沙一段形成于构造平静的湖相环境，泥岩TOC达到1.2%以上，生烃潜量平均为3.97 mg·g-1。东三段源岩条件稍差。

南堡滩海地区的储层有奥陶系、沙一段、东二段、东一段及馆陶组。除奥陶系外其他层系均为砂岩储集体。沙一段以深湖、半深湖沉积为主，湖底扇中扇与外扇及滑塌扇沉积一些浊积砂透镜体。东营期以来，滩海地区近岸的水下扇、扇三角洲、曲流河、辫状河体系可以形成优良的砂体。

南堡凹陷Es32和Es34覆盖整个滩海，其中Es32泥岩厚度120～250 m，Es34油页岩或碳质泥岩厚度约210 m，单层厚度达到9.0～55.0 m，这2套泥岩是Es3含油气系统的区域盖层。明化镇组泥岩厚度460～780 m，单层厚11.0～35.0 m，可作为区域盖层。

古近纪，受强烈构造活动的影响，滩海地区形成滚动逆牵引、披覆等与古隆起有关的背斜及潜山圈闭。同时，沙一段由于砂体被泥页岩包围，单砂体可自成圈闭。新进纪，在同生断裂基础上，滩海地区次级断裂发育，沿断裂带形成了断块、断背斜、断鼻、低幅度背斜等多种构造圈闭。

2 成藏主控因素

2.1 火山活动控制深层源岩生烃

前人研究表明，火山活动先于或同时于油气的成藏期往往有利于成藏［4］，这在南堡滩海得到了证实。南堡凹陷共发生6个期次的火山活动。其中，东营期火山活动最强烈，火山作用规模最大，原生岩浆的Mg2+质量分数高达0.65～0.75。该区火山岩爆发相只局限于火山喷发中心，整体上以溢流相为主，平面上呈宽阔坡度较缓的盾形体分布，扩大了热作用面积。该时期，火山活动主要集中发育于林雀次凹、曹妃甸次凹的局部或周边地区，其结果是造成该区古地温迅速上升。南堡滩海Ro的突变记录了该次热事件。如NP1井、LPN1井、NP2-3井其东三段Ro均大于0.7%，最大达到1.3%。而本区受火山活动影响较小的南堡4号构造，尽管埋深较大，但东三段源岩Ro基本小于1%。

从热演化历史分析，NP1-5井沙一段现今埋深最大，地温不超过140℃（见图1）。而东营末期，渤海湾地区古地温梯度为3.5～4.5℃·hm-1［5-6］，沙一段古温度应该在105～125℃，但NP1-5井沙一段白云岩盐水包裹体数据（见表1）表明，该时期的温度高达155℃，这同样反映了此期的热异常。NP1-5井4 332.3 m奥陶系灰岩的液烃包裹体峰温也高达153℃，表明其烃类成藏时间大致在27～24 Ma（东营末期）（见图1）。

前人研究亦表明，奥陶系潜山中的油气来源于沙三段源岩，且沙三段源岩经历两期成藏过程［3］。断定沙三段源岩此期生成的油气远多于后期由于时间作用生成的油气。

图1 NP1-5井埋藏史及成藏期次

表1 流体包裹体主频均一温度与充注时间关系

2.2 构造裂缝控制前古近系储集空间

南堡滩海古近系均披覆于奥陶系碳酸盐岩之上，即沙三段底部为一区域不整合。近年来，在南堡1、2号构造的奥陶系中发现了高产油藏。研究发现，其主要的储集空间为张性的构造裂缝。

从渤海湾盆地区域构造演化史分析，古近纪是郯庐断裂带右旋-伸展活动最强烈的时期，郯庐断裂带的右旋-伸展导致渤海湾盆地内部形成一个左旋张扭性质的应力场［7］。在该应力场的影响下，南堡滩海古生界碳酸盐岩（以灰岩为主）NW向张性裂缝发育，由于这类裂缝的形成时期相对于整个剥蚀时期较晚，其充填程度差，因而裂缝的有效性较高（大量充注油气）。

该区构造裂缝发育具有一定的非均质性。从取心情况来看，裂缝以高角度缝为主，缝面常具擦痕，擦痕方向与裂缝倾向夹角一般小于5°，这主要是由于本区受区域力作用较强的缘故。对LNP1井（2号构造）和NP1-5井（1号构造）6块奥陶系灰岩岩心统计发现：岩心表面面积540 cm2，共有裂缝415条，裂缝最大长度为40 cm，裂缝线密度达16条·m-1，裂缝宽度0.1～9 mm，半充填和充填的裂缝（方解石或石英充填）占20%。胶结物为石膏的裂缝，其充填比较严重；胶结物为方解石的则大多为部分充填和未充填。这些部分充填和未充填的构造裂隙可作为储集油气的有效空间。总体上，潜山裂缝以中—小缝为主，开启连通通性较好，具备良好的储集空间。

2.3 断裂控制浅层油气纵向运移

南堡凹陷断裂发育，断裂在空间上构成“Y”型、“X”型2种断裂组合（见图2）。“Y”型主要分布于南堡3号、高尚堡构造；“X”型主要分布于南堡1号、南堡2号构造的浅层。东营末期，滩海深大断层垂向上浅部断面正压力多大于泥岩抗压强度和砂岩的屈服极限［8］，砂岩、泥岩分别处于塑性流动和破碎状态。随埋深的增加，断层从浅部向下封闭性有所增加。但该时期，受郯庐断裂带右旋走滑-伸展运动影响，本区为一左旋张扭应力场，总体上属于伸展变形发育机制，断裂封闭性普遍较差、基本不能封闭油气。尽管沙三段源岩曾大量生烃，但“Y”型通天断裂发育，油气散失。

明化镇以来，滩海地区沙一段及部分东三段源岩进入生油窗，生成大量油气。由于沙一段发育透镜体砂岩，油气充注其中形成了“自生自储”岩性透镜体油气藏。滩海地区很大一部分油气位于浅层的东营组、馆陶组，由此可见，浅层油气必然经历了断裂的垂向疏导，而疏导断裂在浅部又对油气进行了封闭［9-10］。

图2 南堡2号—高尚堡剖面构造样式

3 结束语

南堡滩海油气成藏条件优越，控制油气成藏的主要因素为：火山活动控制深层源岩生烃、构造裂缝控制前古近系储集空间、断裂控制浅层油气纵向运移。根据油气成藏的主控因素可以判定，前古近系古潜山油气藏、沙一段透镜体油气藏、东营与馆陶组断块油气藏为南堡滩海的勘探重点。综合分析认为，南堡1、2号构造为油气成藏主力区。

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Controlling factors of hydrocarbon accumulation in Nanpu beach

Fan Bojiang1，2Liu Chenglin1Pang Xiongqi1，2Zhang Jian3
(1.State Key Laboratory of Petroleum and Resourcse Prospecting,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;2.Research Center of Basin and Reservoir,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;3.Jidong Oilfield Company,PetroChina,Tangshan 063200,China)

This paper uses various analyses,such as vitrinite reflectance,inclusion analysis,core observation,electronic microscope photos and fault reserach,to study the mechanism of hydrocarbon enrichment in Nanpu beach.The result shows that the major Es3source rock generated a large scale of hydrocarbon generation-expulsion process in Dongying period under the control of the volcanic activities.The tectonic fractures of pre-Paleogene limestone,induced by the rotate right-extension activity of Tanlu fault zone,provide enough spaces for hydrocarbon accumulation.The hydrocarbon which generated from the Es1and Ed3reservoirs vertically migrated into the middle-shallow layers under the control of faults with bottom-open and up-close characteristics within depression.Then,it can be concluded that the buried hill reservoir of pre-Paleogene,lenticular reservoir of Es1,and the similar reservoirs related to the faults of Dongying Formation and Guantao Formation can be regarded as major exploration targets.

main controlling factors;hydrocarbon accumulation;Nanpu beach

国家重大专项“油气资源动态评价”（zp_002）；中国石油科技攻关项目“南堡凹陷烃源岩评价与精细油气源对比”（2009-JS-110）

TE122.1

：A

1005-8907（2011）02-162-03

2010-08-11；改回日期：2011-01-09。

范柏江，男，1983年生，在读博士研究生，从事含油气盆地分析研究。电话：（010）89732118，E-mail：632258611@qq.com。

（编辑杨会朋）

范柏江，刘成林，庞雄奇，等.南堡滩海油气成藏主控因素研究［J］.断块油气田，2011，18（2）：162-164. Fan Bojiang，Liu Chenglin，Pang Xiongqi，et al.Controlling factors of hydrocarbon accumulation in Nanpu beach［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2011，18（2）：162-164.