南堡凹陷3号潜山成藏特征探讨

马光华，张红臣，时 阳，钱凤燕，高贺存

（中国石油冀东油田公司，河北唐山063004）

南堡凹陷3号潜山成藏特征探讨

马光华，张红臣，时 阳，钱凤燕，高贺存

（中国石油冀东油田公司，河北唐山063004）

南堡3号潜山位于南堡凹陷的东南部，是南堡油田勘探开发的重要接替区域之一。文章通过对构造、烃源岩、储集层、生储盖组合等方面的分析，认为南堡3号潜山成藏条件优越：具有洼中隆的有利构造背景；潜山油源主要来自下古近系，且烃源岩已不同程度地进入成熟 高成熟阶段；储集空间发育，储层类型主要为裂缝空隙型；潜山发育良好的生储盖组合；烃源岩供给和储集层发育程度是潜山油气富集的关键因素。

烃源岩；寒武系；储集层；成藏特征；主控因素；南堡凹陷；冀东地区

0 引言

古潜山油气藏是中国东部断陷盆地中重要的油气藏类型。南堡凹陷是渤海湾断陷盆地黄骅坳陷的一个小型含油气凹陷，位于黄骅凹陷的北部，北邻燕山褶皱带，南邻沙垒田凸起，西为沧县隆起，发育有多个古潜山［1］。古潜山主要有奥陶系—寒武系碳酸盐岩潜山和太古宙花岗岩潜山［24］。南堡3号潜山目的层系为寒武系及前寒武系。目前冀东油田开发工作主要集中在南堡凹陷。有不少学者对南堡凹陷的油源、富集机制及成藏特征进行过研究［56］。本文将通过对南堡3号潜山构造、烃源岩、储集层的分析，对其油藏成藏特征和主控因素进行探讨。

1 构造特征

1．1 区域构造演化

南堡凹陷基底经历不同程度的变质作用，形成了太古宙变质变形花岗岩类，以奥长花岗岩及云英闪长岩为主体。元古宇由于受燕山海槽沉积控制，形成了滨 浅海沉积，又经过反复沉积抬升，形成巨型的海进 海退旋回。新元古界青白口系顶部为一个重要的间断面，其上覆地层为下寒武统府君山组，其间缺失震旦系。古生界寒武系下统至中统下部馒头组、毛庄组和徐庄组多以碳酸盐岩沉积为主，岩相厚度稳定，且由下往上碳酸盐岩逐渐增多，属陆表海沉积［7-8］。

1．2 区块构造特征

南堡3号潜山被曹妃甸次洼和柳南次洼环绕，具有洼中隆的有利构造背景。潜山圈闭受南堡3号断层和沙垒田1号断层共同控制形成（图1），发育NE向（南堡3号断层）、近EW向2组断层。南堡3号断层为控制南堡3号潜山的主要断层，属于基底老断层，走向NE，倾向NW，区内延伸长度27．5 km，最大断距2．6 km，对南堡3号潜山的形成以及前古近系残留地层的分布起着直接的控制作用。南堡3号潜山呈西高东低、南高北低的断块山，南堡3号潜山走向NE，倾向SE，表现为单斜构造，倾角8°～27°［9-11］。

A井是2011年冀东油田部署的风险探井，位于南堡3号潜山A断块构造高部位，即由南堡3号断层和F1断层夹持的断块（图1）。

2 成藏条件

2．1 油源条件

南堡3号潜山发育有古近系东三段、沙一段和宙花岗岩。寒武系沉积以陆表海的潮上-潮间带沉积为主，寒武系钻遇的岩性主要为褐灰色白云质灰岩和紫红色灰质泥岩。元古宇岩性主要为紫灰色灰质泥岩。太古宙岩石为灰白色花岗岩，岩性致密、坚硬，裂缝较发育（图2）。

图1 南堡3号潜山顶面构造图Fig．1 Overhead view of Nanpu No．3 buried-hill

（2）裂缝发育特征。构造裂缝具有控制和促进岩溶作用发育的特点，可与溶蚀孔洞复合，构成各类缝洞型储层，成为油气储集的主要空间［17］。寒武 奥陶系碳酸盐岩是形成古岩溶的物质基础［18］。从A井钻遇情况分析，寒武系毛庄组顶部40 m白云质灰岩发育溶孔、溶洞及裂缝，是有利的储集空间。寒武系府君山组构造缝、溶蚀缝、压溶缝最为发育，同时发育晶内、晶间微溶孔（图3，图4）。在下古近系覆盖之前，元古宇和太古宙花岗岩分别经历了漫长复杂的构造变形，地层遭遇氧化环境，长期裸露，经溶蚀、风化、淋滤等作用，最终使古潜山形成溶孔、裂缝等连通性较好的次生储集空间。

（3）储层储集类型。碳酸盐岩储集层的发育情况是决定是否含油气及油气产能高低的重要因素［19］。据A井测井解释成果，毛庄组油层段孔隙度范围1．21%～6．1%，平均4．0%。通过FMI综合评价，南堡3号潜山寒武系发育碳酸盐岩裂缝孔洞双重介质储层，以毛庄组、府君山组储集空间最为发育（表2，表3，图5）。

2．3 盖层

上古近系明化镇组下部大套泥岩、馆陶组、东营组泥岩和沙河街组泥岩在区域上大面积分布，可作为良好的盖层。实钻资料证实，A井自上而下发育有多套厚层泥岩，分布于明化镇组、馆陶组、东营组、沙河街组、寒武系徐庄组，它们均可作为下伏储集层的盖层。

主要盖层类型：①古近系泥质岩类盖层；②寒武系碳酸盐岩盖层。古近系泥质岩类盖层的岩石类型沙二三段等3套烃源岩，其主要分布于曹妃甸次洼和林雀—柳南次洼，其中沙河街组烃源岩是南堡3号寒武系潜山油气藏的主力烃源岩。寒武系和奥陶系灰岩生烃能力小，由于抬升作用以及风化剥蚀，寒武系和奥陶系灰岩埋藏浅且达不到成熟生油门限的深度，故潜山本身不具备生油能力［1215］。

南堡3号潜山烃源岩：东三段烃源岩有机质丰度高，w（TOC）＝0．56%～2．09%，平均值1．24%，为中等-好烃源岩；沙一段烃源岩w（TOC）＝0．95%～1．79%，平均值1．36%；沙二三段烃源岩w（TOC）＝0．59%～11．73%，平均值2．53%，均为好烃源岩（表1）。

南堡3号潜山烃源岩干酪根类型：中浅层以Ⅱ2型为主，次为Ⅱ1型干酪根；中深层以Ⅱ1型为主，次为Ⅱ2型干酪根［16］。随着深度的增加，R0不断增大，有机质的成熟度不断增加，且烃源岩已不同程度地进入成熟 高成熟阶段，并大量生烃。

2．2 储集条件

（1）钻遇地层特征。南堡3号潜山残存地层为寒武系，A井进山层位为寒武系徐庄组，往下依次钻遇寒武系毛庄组、馒头组、府君山组、元古宇和太古图4 A井荧光薄片：含油的裂缝和孔隙

表1 南堡3号潜山烃源岩有机质丰度指标Table 1 Organics abundance index of the source rocks in the NO．3 buried-hill

表2 南堡3号潜山储层发育情况Table 2 Reservoir of Nanpu No．3 buried-hill

图2 A井地质综合图Fig．2 Geogram of Well A

图3 A井孔隙、裂缝发育情况Fig．3 Porosity and development of fracture in well A

图5 储层类型综合识别图Fig．5 Diagram for identifying reservoir type

Fig．4 Fluorescence slice of well A主要为褐灰 深灰 灰色泥岩；寒武系碳酸盐岩盖层岩石类型主要为绿灰色 紫红色泥岩、棕 灰色灰质泥岩、灰色灰质页岩。

2．4 生储盖组合

表3 储层类型综合识别分类表Table 3 Chart for identifying reservoir type

2．5 运移条件

据潜山油气成藏条件、地质构造特征以及生储盖时空组合关系，认为南堡凹陷潜山油气运移模式主要为沿断层和不整合面的联合运移模式，断层成为沟通油源与储集层的重要途径［2122］。

图6 南堡3号潜山油气成藏模式图Fig．6 Reservoir model of the No．3 buried-hill

南堡3号潜山出露地层主要为寒武系徐庄组，该套地层为区域隔层，不利于上覆沙河街组烃源岩通过不整合面向潜山圈闭供烃，而南堡3号断层断距大，潜山圈闭可以与下古近系多套烃源层侧向对接，南堡3号断层及派生断层形成的裂缝为油气的运移提供了输导条件，因此顺着断层形成的通道，生成的油气不断运移，形成了南堡3号潜山内幕层状地层油气藏（图6）。

2．6 圈闭特征

圈闭是油气赋存的场所，其形成条件决定着油气藏的基本特征［23］。

南堡3号潜山A断块为由南堡3号断层和F1断层夹持的断块所形成的古潜山断块山。该断块山西侧为南堡3号断层，断距约2 600 m，南侧为F1断层，断距约400 m，寒武系毛庄组顶面构造图显示圈闭面积约9．5 km2，高点埋深－4 800 m，幅度1 200 m。构造圈闭较落实，是下一步油气藏勘探开发的有利区。

3 油气成藏控制因素

油气藏的形成过程，就是在各种成藏因素的有效匹配下，油气从分散到集中的转化过程。主要取决于是否具备良好的生油层、储集层、盖层、运移、圈闭和保存等成藏要素及其优劣程度［24］。

通过对南堡3号潜山油藏特征的研究，认为油气的分布和富集受诸多因素的影响和控制，主要表现为：

吕凌子刷完碗，把自己关进了卧室，生产厂家直到现在也没跟她联系，她想问下莫老板到底怎么回事。莫老板接到电话，嘴里像是嚼着什么东西，含混不清地说：昨天上午我特地派了个人过去，结果白跑一回，让你们把发票复印件拿来，你们根本不当回事！没凭没据的，我怎么向生产厂家反映？

（1）良好的油气供给条件是油气成藏的基础。南堡3号潜山的烃源岩沉积主要为弱还原 还原环境，为烃源岩的生成及保存提供良好的条件。南堡3号潜山东三段及沙河街组的烃源岩已经成熟，并大量生烃、排烃。沙三段烃源岩在大约距今29．3 Ma开始生烃，到距今25．3 Ma开始进入排烃高峰，且由于生油岩侧向与潜山圈闭对接，这为形成新生古储的油气藏提供了充足的油源条件。

（2）良好的储集空间是油气富集的重要因素。该区古潜山储集层主要为寒武系碳酸盐岩和太古宙花岗岩。寒武系碳酸盐岩发育溶蚀孔洞和裂缝，太古宙花岗岩虽岩性致密、坚硬，但裂缝较发育，是主要的储集空间。因此，裂缝和溶蚀孔洞的发育程度决定了古潜山储层的好坏，从而控制着油气藏的形成和油气的富集程度。

4 结论与认识

（1）南堡3号潜山发育丰富的有机质，有机碳含量高，烃源岩厚度大，烃源岩干酪根的类型主要为Ⅱ1、Ⅱ2型，烃源岩已不同程度进入成熟 高成熟阶段，并已大量生烃、排烃，侧向与潜山圈对接，为潜山油藏提供了良好的油源。

（2）潜山最重要的储集层为寒武系碳酸盐岩，虽然碳酸盐岩基质孔隙度低，但由于断裂作用形成的裂缝及后期发育的溶蚀孔洞，形成了裂缝 孔隙型储层，是良好的油气储集场所；潜山上覆有大套泥岩，分布范围广，封盖能力好，是良好的盖层，有利于形成良好的生储盖组合。

（3）南堡3号潜山受2个大断层控制，断层、派生断层及裂缝成为油气运移的良好通道，且圈闭比较落实，成为油气聚集的有利地区。

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The research on reservoir characteristics of the No．3 buried hill in Nanpu sag

MA Guanghua，ZHANG Hongchen，SHI Yang，QIAN Fengyan，GAO Hecun
（Petrochina jidong oilfield company，Tangshan 063004，Hebei，China）

The Nanpu No．3 structure pool is an important prospect substitute for the Nanpu oilfield located in the southeast Nanpu sag．The Nanpu No．3 buried-hill is studied by analyzing a series of data，such as geology，structure，hydrocarbon source rocks，reservoir，source reservoir-cap rock assemblage．The results of the research show that the Nanpu No．3 buried-hill has superior conditions．The buried-hill has favorable uplifted structure in the sag．The oil source of the buried-hill mainly comes from the Lower Tertiary hydrocarbon source rocks which have developed into the mature-post-mature phase to different extent．The reservoir is mainly fracture pore．The buried-hill not only has good reservoir，but also has good source reservoir-cap rock assemblage．The investigation indicates that hydrocarbon source rocks with potential and good reservoir space are key factors for buried-hill reservoir accumulation．This research of accumulation characteristics has important significance in guiding the next step of exploration and development．

Hydrocarbon source rocks；Cambrian；Reservoir；Accumulation characteristics；Key factors；Nanpu sag

P618．130．26

： A

10．6053／j．issn．1001-1412．2014．01．012

2013-05-21； 责任编辑： 王传泰

马光华（1981 ），男，工程师，硕士，2007年毕业于中国海洋大学矿产普查与勘探专业，现在中国石油冀东油田勘探开发研究院从事地质研究工作。通信地址：河北省唐山市新华西道51号，冀东油田勘探开发研究院；邮政编码：063004；E-mail：maguanghua1981＠sina．com