歧口凹陷张东地区沙河街组油气成藏条件与主控因素研究

赵勇刚，李忠梅，于长华，董晓伟，邢兴，郭秋霞

(中国石油大港油田公司勘探开发研究院，天津 300280）

歧口凹陷张东地区沙河街组油气成藏条件与主控因素研究

赵勇刚，李忠梅，于长华，董晓伟，邢兴，郭秋霞

(中国石油大港油田公司勘探开发研究院，天津 300280）

歧口凹陷张东地区油气勘探工作开展较晚，通过基础地质研究认为张东地区油气成藏条件优越。砂岩输导层、断层和不整合面三大输导体在研究区不同的构造位置相互交叉、叠置、连通构成了复杂多变的输导体系，进而控制了研究区油气聚集部位与油气藏的分布，而不同的沉积相带直接影响到储层物性的好坏，对油气富集高产具有决定作用。

油气成藏条件;沙河街组;张东地区;歧口凹陷

张东地区位于黄骅坳陷中区歧口凹陷南缘的埕海断坡区，处于歧口凹陷向埕宁隆起过渡的斜坡带上，西以张北断层为界，东接张东东构造带，北起歧东构造，南至羊二庄油田，包括陆地与滩海区两部分，勘探面积约120 km2(图1）。张东构造是在前第三系基岩潜山背景上长期继承性发展的大型背斜构造，总体上呈“南东高、北西低”的构造格局。该背斜被EW向张东断层分割为南、北两个断鼻圈闭，断鼻内部发育一组NEE向、EW向次级断层［1］。张东地区紧邻歧口生油凹陷，油气资源充沛，构造圈闭形成早，数量多，是大港油田滩海区重点勘探目标［2］。自始新世以来，该区先后沉积了古近系沙河街组、东营组，新近系馆陶组、明化镇组和第四系平原组，主力含油层系为古近系沙河街组。由于受古构造背景的控制，该区沙河街组由北向南超覆，形成多个大型构造—岩性圈闭，目前在张东和张东东等多个圈闭中已经发现油气藏并形成储量规模，证实该区是构造—岩性油气藏勘探的有利地区。

图1 埕海断坡区构造纲要图Fig.1 Structure outline map of Chenghai ramp

1 油气成藏条件研究

1.1 紧邻歧口生烃凹陷，油源充沛

张东地区紧邻黄骅坳陷中最大的生油气凹陷歧口凹陷，该凹陷在多期湖侵体系域中发育了沙三段、沙二段、沙一段及东营组多套生油层系，暗色泥岩最大累计厚度达3 500 m以上［3］。烃源岩地球化学特征研究表明，歧口凹陷沙一、二段的烃源岩有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ型干酪根，各层烃源岩有机质丰度较高:有机碳的质量分数均在1.0%以上，氯仿沥青“A”大于0.1%，总烃的质量分数在700μg/g以上，尤以沙一段最高，沙二段相对较低(表1）。

实测Ro数据反映在凹陷边缘斜坡区沙一段下部和沙二段烃源岩的热演化阶段已经达到低熟—成熟阶段(Ro为0.5% ～1.4%）。另外，沙河街组除了发育暗色泥质烃源岩外，沙一段还发育低熟～成熟的油页岩，油页岩厚度一般在10～30 m之间，具有优越的生烃能力，这些都为与之毗邻的张东地区形成大规模的油气聚集提供了良好的物质基础。

表1 歧口凹陷分层系有机质丰度参数Tab.1 Organic matter abundance parameter of different formation in Qikou Depression

1.2 多沉积体系形成多期次多类型储层

张东地区沙河街组主要发育以南部埕宁隆起物源为主的辫状河三角洲及碳酸盐岩台地等多类型沉积体系。通过古地貌、岩石薄片、砂岩百分含量和地震相等分析，发现沙三、沙二段沉积时期，辫状河三角洲砂体自 zhuh11x1井、zhuh12井、chh6井、chh1井4个近南北向展布的河道入湖(图2、图3），向北部的湖盆方向延伸，三角洲发育规模大，横向和纵向的延伸远。张东地区主要为辫状河三角洲前缘水下分流河道和河口坝沉积。

图2 Es3沉积体系分布图Fig.2 The distribution of Es3sedimentary system

图3 Es2沉积体系分布图Fig.3 The distribution of Es2sedimentary system

沙一段由于受到湖侵影响，缺乏陆源碎屑沉积，除发育辫状河三角洲沉积外，在研究区西部广泛发育碳酸盐岩台地沉积，主要岩性为粒屑灰岩、白云岩和白云质灰岩(图4）。

图4 Es1沉积体系分布图Fig.4 The distribution of Es1sedimentary system

通过物性资料反映，张东地区沙河街组储层物性变化较大，如张东地区沙二段实测砂岩孔隙度为11.81% ～20.63%，渗透率为(0.61 ～ 714.06） ×10－3μm2;沙一段白云岩孔隙度 4.2% ～16.09%，渗透率(0.14 ～1 380） ×10－3μm2，总体属于以中孔隙度、低～特低渗透率储层为主。

这些纵横向相互交叉叠置的砂体，成岩作用较弱，具有较好的物性条件，为张东地区的油气聚集创造了良好的储集空间。

1.3 良好的生—储—盖组合

张东地区沙河街组是在多期次湖侵体系域中沉积形成的，各体系域分布有一定规律性，可以形成良好的生、储、盖组合。

漫长的沉积过程中，在湖平面低位期，张东地区主要发育辫状河三角洲前缘水道沉积，储层物性好，距油源近，封堵条件好，可以形成地层油气藏和岩性油气藏;随着湖平面的上升，三角洲退积，张东地区主要发育辫状河三角洲前缘席状砂和远岸水下扇，在湖侵冲刷作用下，细粒物质被带走，在层序界面上可以形成孔、渗性较好的砂岩储层，所夹薄层泥岩可作为局部盖层;湖侵晚期，广大湖域成为深水区，形成具有封堵能力的大套泥岩段，对于下伏的三角洲席状砂、河口坝以及分流水道则成为区域性良好的盖层(图5）。

图5 张东地区QD3－1～CHH8井层序剖面图Fig.5 The sequence section from QD3－1 to CHH8 wells across Zhangdong area

1.4 丰富的圈闭类型

张东地区是在前第三系基岩潜山背景上长期继承性发展的大型背斜构造，受斜坡及断阶背景控制，广泛发育的辫状河前缘砂体与生油岩直接接触，形成多种圈闭类型，主要包括构造圈闭、岩性圈闭以及构造—岩性圈闭。

1.4.1 构造圈闭

受早期发育、继承性活动的羊二庄断裂、赵北断层以及次一级断层控制，在其断层两侧形成一系列断鼻、断块构造，并且具有继承性发育的特点。如ZHH5井及其东侧的断鼻群位于羊二庄断层的下降盘，圈闭上倾方向为羊二庄断层，两侧被羊二庄断层的次级断层遮挡，形成断块圈闭;而ZHC1井及其周围的圈闭为断鼻背景上的断块构造圈闭。

1.4.2 岩性圈闭

形成岩性圈闭的主要沉积体包括三角洲分流河道砂体、三角洲前缘滑塌浊积体、河道砂体以及岩性上倾尖灭等。张东地区古近系沙河街组岩性圈闭主要分布在张东—张东东构造之间的斜坡区及H4井断层下降盘的断控斜坡部位，该部位发育多个低位体系域扇体，它们超覆于下覆地层之上，形成多个相互叠置的岩性体;

1.4.3 构造—岩性圈闭

构造—岩性圈闭主要分布在张东断坡区，是在构造背景上发育的岩性圈闭，古近系沙二、沙三段发育的水下河道和河口坝沉积，储层横向变化大，如ZHH15井背斜圈闭位于张东断层和ZHH15井南部次级断层的夹持部位，圈闭幅度较低，储层受岩性变化的控制较强，易形成构造—岩性圈闭。

1.5 多种类型疏导体系

埕海断坡区是前古近系发育起来的继承性斜坡带，其节节北掉的断阶结构决定了该区是油气运移的主要指向。张东地区位于断阶区的低部位，主要存在砂岩输导层、断层、不整合面三大输导体，因受盆地构造演化、沉积成岩过程、流体活动等诸多因素的影响，多种类型输导体在三维空间上相互交叉、叠置、连通构成了复杂多变的输导体系，进而控制了油 气运移指向与成藏［4］(图6）。

图6 张东地区复式油气成藏模式Fig.6 Complex petroleum accumulation model of Zhangdong area

2 油气成藏与富集主控因素分析

综合以上分析，张东地区具有良好的成藏条件，但近几年埕海地区的勘探实践发现该区油气藏分布比较复杂，油气运聚规律难以掌握，成藏主控因素在不同区域、不同构造部位存在一定差异。通过地震、地质、地化综合研究，认为张东地区油气成藏与富集的主控因素有以下几点。

2.1 优势运移方向控制油气富集区

通过对埕海地区流体势研究表明，张东地区处于流体势较低部位，即自高流体势的歧口凹陷向南、南西方向的张东地区流体势能变低;通过对埕海地区剩余压力研究表明，张东地区无异常流体压力，超压主要位于张东以北地区，压差排烃为油气运移提供了动力条件［5］;通过对原油流体性质综合分析，从歧口凹陷—断阶区—埕海高斜坡一线是油气运移优势方向，平面上原油性质由北向南具有明显变差的特点，即张东地区的原油性质好于南端的赵东、埕海斜坡地区，比如张东地区的ZHH6井沙河街组原油密度为0.841 8 g/cm3，南部的CHH6井原油密度为0.953 6 g/cm3;而含蜡量正好相反，自北向南明显变低，说明油源来自北部的歧口凹陷。由此可见，歧口主凹生成的油气正是沿优势运移方向顺构造脊长距离运移至张东地区再至高斜坡区聚集成藏的。

2.2 构造与岩性双重控制油气聚集部位

受构造与岩性双重控制，张东地区主要存在断层、不整合面、砂岩输导层三大输导体系，三种输导体系不仅是油气运移的路径，也是控制油气聚集部位的重要因素。

断层既能作为油气运移的通道，也能对油气起遮挡封闭作用，因此，断层的两侧是油气聚集的有利部位。张东地区受张东断层、歧东断层以及赵北断层等北东向大断层的控制，区内发育大量近北东方向或近东西方向的次级断层及小断层，正是由于这些断层与南北向构造脊的有利匹配，使得歧口凹陷生成的油气在向断坡区运移的过程中沿砂体和不整合面输导层进行侧向运移，在遇到断层遮挡面时进行垂向运移，因此断层两边的断鼻构造断块圈闭成为油气聚集的良好场所，如ZHC1井就是为断鼻背景上的断块—岩性油藏。

砂岩既可以作为油气的输导体，又可以作为油气的储集空间，特别是发育程度高，连通性好的砂岩，往往是油气运移的输导层。如在张东下降盘的ZHH19、QK17－1－1等井距离很远，这些井的油层位置既没有断层连通也没有不整合面存在，其彼此之间的油气运移主要通过渗透性砂岩，因此该区油气藏的分布与渗透性砂岩的分布具有很好的相关性(图7）。

2.3 优势相砂体控制油气分布

张东地区沙河街组主要发育以南部埕宁隆起物源为主的辫状河三角洲及碳酸盐岩台地等多类型沉积体系。对于张东地区来说，辫状河三角洲前缘水下分流河道和河口坝砂体是该区油气富集的优势储集相区。如ZH5井区出油层段为分流水道和河口坝，该类砂体靠近物源，埋藏较浅，成岩作用弱，具有砂层厚度大、砂泥分异好、砂岩成熟度高、储层物性好的特点，有利于油气的聚集成藏。

图7 ZH28x2～QK17－1－1井沙一下段砂体对比Fig.7 Comparison of Es1X sand body cross ZH28x2 to QK17－1－1

3 结论

(1）张东地区油气成藏条件优越。空间上毗邻歧口生烃凹陷，继承性发育的断坡背景是油气运移的主要指向，长期发育的歧东和张东断层以及不整合面为油气运移提供了优势运移通道，与研究区多套储盖组合和多种类型圈闭匹配，使得张东地区成为油气富集成藏的有利地区。

(2）张东地区存在的砂岩输导层、断层和不整合面三大输导体在研究区不同的构造位置相互交叉、叠置、连通构成了复杂多变的输导体系，进而控制了研究区油气聚集部位与油气藏的分布，而不同的沉积相带直接影响到储层物性的好坏，对油气富集高产具有决定作用。

(3）张东断阶区的构造背景决定了该区存在不同的油气疏导体和丰富的油气藏类型，也为研究区形成纵向上相互叠置、平面上叠加连片的复式油气藏提供了有利场所。

［1］大港油田科技丛书编委会.第三系石油地质特征［M］.北京:石油工业出版社，1999:120－150.

［2］王光奇，李三忠，周立宏，等.张东断层成因机制及其与油气成藏关系［J］.石油勘探与开发，2002，29(6）:38－42.

［3］周立宏，肖敦清，蒲秀刚，等.陆相断陷湖盆复式叠合油气成藏与优势相富集新模式［J］.岩性油气藏，2010，22(1）:7－11.

［4］袁淑琴，丁新林，苏俊青，等.大港油田滩海区埕北断阶带油气成藏条件研究［J］.石油天然气学报(江汉石油学院学报），2004，26(增刊）:8－10.

［5］王利.通王断裂带沙河街组油气成藏主控因素研究［J］.海洋石油，2010，30(1）:14－20.

Study on the conditions and controlling factors of petroleum accumulation in Shahejie Formation of Zhangdong area of Qikou Depression

ZHAO Yonggang，LI Zhongmei，YU Changhua，DONG Xiaowei，XING Xing，GUO Qiuxia
(Exploration and Development Research Institute of CNPC Dagang Oil Field Company，Tianjin 300280，China）

Petroleum exploration of Zhangdong area started relatively late，and basic geological studies suggested that the conditions of petroleum accumulation of Zhangdong area were superior.There are three petroleum migration transportation systems including sandstone translocation layers，faults and unconformities.Cross-cutting，overriding，connecting of above mentioned 3 transportation systems in different structural locations in the study area has constituted a complex transportation system，and then control the petroleum accumulation and the distribution of reservoir.Different sedimentary facies control the reservoir properties directly and have a decisive role on petroleum accumulation and productivity.

conditions of petroleum accumulation;Shahejie Formation;Zhangdong Area;Qikou Depression

TE122.3

A

10.3969/j.issn.1008－2336.2011.04.054

1008－2336(2011）04－0054－05

2011－06－16;改回日期:2011－07－06

赵勇刚，男，1983年生，工程师，硕士，石油地质专业，现主要从事油气成藏方面的研究。E-mail:zyghebei@126.com。