南皮斜坡孔二段油气分布规律及主控因素分析

李宏军，李会慎，曾建宏，王 莉，陈满斗

(中油大港油田分公司，天津 300280)



南皮斜坡孔二段油气分布规律及主控因素分析

李宏军，李会慎，曾建宏，王 莉，陈满斗

(中油大港油田分公司，天津 300280)

南皮斜坡是渤海湾盆地沧东凹陷南部的大型继承性斜坡。以地层岩性油气藏勘探理论为指导，开展斜坡控砂机理和油气成藏规律研究。研究认为，该区高斜坡发育常规砂岩储层构造及岩性油藏；中斜坡发育低孔、低渗储层岩性油藏；前端及古湖盆中心形成致密油藏，3类油藏顺序分布，叠合连片。以此认识为指导，实现了该区岩性油气藏勘探突破与规模增储。

南皮斜坡；岩性油藏；致密油；主控因素

引 言

沧东凹陷以往按照构造找油思路，中央隆起带发现多个油田和含油构造，构造带主体已全面投入开发，勘探重点逐渐向斜坡区岩性油藏转移。近年来，沧东凹陷借鉴歧口凹陷整体研究、整体评价、整体部署的成功做法，以超前部署实施的1 760 km2三维地震数据体为基础，开展综合地质研究与区带评价工作，优选南皮斜坡实施预探，一举打开了斜坡区岩性地层油气藏勘探的新局面。经过3 a的勘探，南皮斜坡孔二段已实现了规模增储，发现了多种油藏类型，深入分析其成藏特征与分布规律，揭示其成因机制和控制因素，对该区深化勘探、实现持续规模增储具有重要的指导意义。

1 地质概况

南皮斜坡位于沧东凹陷南段，夹持于沧东断裂与徐西断裂之间，为一燕山期构造反转背景下，古近系继承发育的宽缓挠曲斜坡构造，勘探面积为600 km2。该区孔二段按照以往的构造油藏思路勘探，发现了叶三拨、小集、段六拨、乌马营出油气点，钻井油气显示普遍，但探明程度较低，已发现储量规模小，油气平面分布零散，未形成一定油藏规模，油气分布规律与油气成藏主控因素不清，自2005年以来，勘探工作基本处于停滞状态。2011年，在沧东凹陷整体研究、整体评价的基础上，优选南皮斜坡，按照岩性地层油藏思路部署的突破井KN6井首探成功，相继部署实施的GD6、KN26x1、GX1x1、GX3等多口探井获高产油流，证实该区孔二段岩性地层油藏具有较大的勘探潜力。

2 主要油气藏类型及特征

南皮斜坡作为沧东凹陷一个重要的构造单元，油气分布总体上符合沧东凹陷宏观油气分布规律，源控特征明显[1]，但又具有局部区域特色。按油藏所在的圈闭类型划分，南皮斜坡主要存在构造和岩性2种油气藏，进一步可细分为5种油藏类型(图1)：断块油藏、背斜油藏、岩性-构造油藏、构造-岩性油藏及上倾尖灭岩性油藏[2]；按照储集层类型划分，可分为常规油与致密油2类。

2.1 构造油藏

南皮斜坡主要发育断块与背斜2种构造油藏类型。南皮斜坡东带夹持于孔东断层与徐西断层之间，受一系列近东西向的斜切断层切割，在高斜坡区沿着徐西断裂根部形成一系列断鼻构造，后期受北东向小断层切割，形成复杂断块，孔二段油气通过这些断层向上运移，进入圈闭聚集形成断块油藏(图1a)；乌马营地区受古近系断层影响，孔二段地层局部发生挠曲变形，形成背斜圈闭，油气沿断裂或者层内垂直向上运移至孔二段地层顶部，聚集形成背斜油藏(图1b)。

图1 南皮斜坡主要油藏类型

2.2 岩性油藏

南皮斜坡西带为简单斜坡构造，东带受东西向断裂切割改造，形成斜坡背景上的堑垒相间的宏观构造形态。孔二段沉积时期，来自周边5个物源区的砂体与斜坡构造相匹配，形成了五大岩性圈闭发育带，砂体自湖盆边缘向湖盆中心逐渐减薄尖灭，构造-岩性、岩性-构造圈闭发育，形成岩性-构造油藏(图1c)及构造-岩性油藏(图1d)；孔一上段沉积时期，沧东凹陷湖盆中心发生构造反转形成中央隆起带，受其影响，低斜坡孔二段地层及辫状河三角洲前缘砂体也随之反转，形成上倾尖灭岩性圈闭，从而形成上倾尖灭岩性油藏(图1e)。南皮斜坡岩性油藏埋深为2 200～3 800 m，油藏幅度达1 000～1 200 m，具有含油井段长、油层厚度大、充满程度高、油层分布稳定的特点，有效生油范围内砂体接近满含油，油层超越构造圈闭大面积分布，储层分布与供储关系是控藏的关键因素。

2.3 致密油

南皮低斜坡和主凹区泥页岩、白云岩及致密砂岩储层发育。泥页岩呈深灰—灰黑色，富含发强烈黄色荧光的结构藻或层状藻类和碎屑类质体，丛粒藻含量为20%～90%，具有很强的生烃能力，Ⅰ型干酪根含量高达69%，已达到好—很好烃源岩的级别，储集空间以纳米孔隙、自生矿物微粒粒间孔以及低角度裂缝、层理缝为主。白云岩主要以浅黄褐色—黄褐色泥晶、微晶白云岩为主，结晶程度较好，储集空间以晶间微孔、重结晶孔、裂缝和晶洞为主，孔隙度一般小于10%，渗透率一般小于0.1×10-3μm2[3]。致密砂岩储层一般以粉砂质泥岩、泥质—钙质粉砂岩为主，其次为(泥质—钙质)极细—细砂岩，分选一般较差，储集空间以纳米孔、粒内微孔、粒间溶蚀孔、裂缝等为主，覆压孔隙度平均为7%，覆压渗透率平均为0.01×10-3μm2。3类储集层相互叠置，泥页岩生成的油直接就地储存，或者向源岩上下的致密砂岩和白云岩中就近运移聚集，从而形成源储一体，自生、自储、自盖的致密油。

3 油气分布规律及主控因素

3.1 继承性斜坡构造发育，控制孔二段地层展布和圈闭类型

南皮地区夹持在沧县隆起和徐杨桥—黑龙村潜山构造带之间，是在古生界构造反转的基础上，古近系继承性发育形成的斜坡构造。斜坡构造北低南高，北段断裂持续活动，沉降速度快，沉积了较厚的孔二段地层；南段断裂规模较小，正向构造不发育，孔二段地层由湖盆中心向沧县隆起抬升减薄剥蚀，形成大型斜坡。南皮斜坡中部发育一个NE走向、具走滑性质的基底断裂系，控制孔店组早期地层沉积，以北东向走滑断层为界，南皮斜坡分为东西2部分[4]。西侧构造形态简单，为一受古地貌控制的简单斜坡构造，发育较深沟道，是南部主要物源输入、输送通道，控制斜坡砂体富集，高斜坡主要发育构造岩性圈闭，中低斜坡以岩性圈闭为主；东部斜坡受EW走向断裂控制，SN方向呈堑垒相间结构，控制了孔二段地层和砂体分布，地垒区砂体富集，形成构造-岩性圈闭。

3.2 辫状河三角洲砂体发育，与大型斜坡构造良好匹配

南皮斜坡高部位下切侵蚀沟谷及顺坡沟槽发育，碎屑物质顺槽向斜坡中、低部位输送，形成多期叠置发育的辫状河三角洲砂体，具有“凸起顺向供砂、侵蚀沟槽输砂、单一坡折控砂、斜坡中高部位富砂”的控砂机制。南皮斜坡东带较陡，受埕宁隆起物源及徐西断裂控制，发育集北头、王官屯辫状河三角洲沉积体系，主要为短轴物源，延伸短、展布宽；西带坡缓、延伸远，受西部沧县物源和东光物源控制，发育叶三拨、乌马营、灯明寺辫状河三角洲沉积体系，主要为长轴物源，厚度大、延伸长、规模大。辫状河三角洲砂体与大型斜坡构造良好匹配，为岩性油气藏形成提供了有利条件(图2)。辫状河三角洲砂体前端细粒沉积大面积分布，压实作用与胶结作用共同控制形成致密储集层，也为致密油形成提供了有利条件。

图2 南皮斜坡孔二段沉积体系

3.3 常规储层与致密储层并存，控制油气满凹分布

南皮斜坡孔二段主要发育3类储层。高斜坡位于辫状河三角洲前缘主砂体带，主要为常规砂岩储层，镜下鉴定为中—细粒长石砂岩，石英含量高达60%，发育残留原生粒间孔和微裂隙，以中孔、低渗为主。低斜坡位于三角洲砂体前端，邻近古湖盆中心，主要以泥页岩、白云岩和致密砂岩储层为主，渗透率为0.07×10-3～0.50×10-3μm2，微缝与基质孔隙普遍含油。中斜坡位于前两者之间，以过渡岩类为主，主要为泥质细粉砂岩致密储层，核磁孔隙度为8%～10%，颗粒分选较好，风化中等，泥质与菱形微晶白云石均匀分布粒间，可见方解石微晶，裂缝内见蓝色荧光。受3类储集层分布范围控制，于辫状河三角洲主体发育常规油藏，前端及古湖盆中心形成致密油，两者叠合连片，具有满凹含油的有利条件。

3.4 生油层系单一，有效烃源岩控制油气分布

南皮地区烃源岩主要发育在孔二段、沙三段。沙三段烃源岩热演化程度较低，成熟烃源岩分布面积小，只能作为辅助烃源层[5]；孔二段发育了一套黑色、深灰色泥岩及灰褐色油页岩(图3)，主要分布在南皮低斜坡，油页岩厚度大，分布广，是沧东凹陷的主力供烃层，具有“有机质类型好、埋藏深度大、演化程度高、生烃强度大”等特点。该区生油层较为单一，断裂不发育，因而有效烃源岩控制了油气分布范围，在高部位有效烃源岩区外，只能通过断层、疏导层侧向短距离运聚形成构造-岩性油藏，中斜坡通过自生自储、旁生侧储等形式形成地层岩性油藏；低斜坡和主凹区位于优质烃源岩发育区，致密储层夹持于油页岩层间，源储一体形成致密油。

图3 南皮凹陷孔二段总烃源岩等厚图

3.5 构造、沉积储层、烃源岩三元耦合，控制油气分布与成藏

南皮斜坡构造背景控制沉积体系展布与沉积相类型，沉积体系与有效烃源岩范围控制油气分布，构造、沉积储层、烃源岩三元耦合联合控藏[6]，形成了高斜坡辫状河三角洲主体常规砂岩储层构造-岩性油藏；中斜坡辫状河三角洲前缘低孔、低渗储层岩性油藏，以及前端及古湖盆中心致密油。3类油藏顺序分布，叠合连片，形成了南皮斜坡连片含油的成藏特点。高斜坡砂体广泛分布，物性较好，油藏类型主要受构造控制，该区位于有效烃源岩边部，原油主要通过侧向短距离运聚成藏，从而在高斜坡形成常规砂岩构造-岩性油藏，通常可通过自身能量获得工业油流。中斜坡砂体以细—粉砂岩为主，受斜坡构造控制，多期砂体叠置形成岩性尖灭带，与暗色泥岩呈互层式分布，原油通过自生自储、旁生侧储等形式充注形成低孔、低渗砂岩储层为代表的地层岩性油藏，这类油藏通过大型压裂等手段可实现高产。低斜坡位于主凹区，薄层泥页岩和白云岩类致密储层夹持于油页岩之间，源储一体形成致密油，且含有较高的脆性矿物，采用水平井钻探和体积压裂改造才可获得商业油气流(图4)。

4 勘探方向分析

南皮斜坡不同勘探部位、不同类型油藏，勘探对策也有较大的不同[7]。针对高、中斜坡，西带斜坡构造简单，主要以构造岩性和地层岩性油藏勘探为主，可通过大型压裂提高单井产量，具备整体勘探、规模效益增储的潜力；东带为断裂斜坡构造，高、中斜坡主要以构造和构造-岩性油藏勘探为主，辫状河三角洲砂体与断裂斜坡背景相匹配形成断块、断鼻等，是勘探的主要对象。针对低斜坡和主凹区，处于优质烃源岩发育区，致密储层大面积连片分布，具有较大的资源潜力；与常规油气藏相比，致密油整体上具有资源丰度低、储集层品质差、非均质性强、隐蔽性强等特点，因此在开展“七性”关系研究的基础上，筛选相对优质油气层，落实勘探“甜点区”，采用水平井钻探和体积压裂改造等技术提高单井产量，实现致密油的有效开发动用。

图4 南皮斜坡常规油及致密油分布模式

5 结 论

(1) 南皮斜坡继承性发育，控制了孔二段地层分布和沉积体系展布范围，受走滑断裂控制，东西两带斜坡形态不同，造成了东西两坡以及斜坡的不同部位形成了不同圈闭类型，为不同油藏类型的形成了提供了空间。

(2) 南皮斜坡辫状河三角洲砂体满坡分布，与大型斜坡构造良好匹配，为岩性油气藏形成提供了有利条件；辫状河三角洲砂体前端和主凹区细粒沉积发育，形成致密储集层，具备致密油形成的有利条件。

(3) 南皮斜坡生油层单一，孔二段是该区主力烃源岩层，分布范围广，生烃强度大，早生早排特征明显；孔二段有效烃源岩分布控制了油气的平面分布，尤其是优质烃源岩圈闭充满程度高，油气富集。

(4) 南皮斜坡不同勘探部位、不同类型油藏所采用的勘探对策不同。高、中斜坡以常规油藏勘探为主，是实施整体勘探、实现规模效益增储的有利区带；低斜坡和主凹区致密储层与优质烃源岩源储一体，资源潜力大，是致密油勘探、实现资源有序接替的现实勘探战场。

[1] 李绍光，吴涛.中国石油地质志：卷四[M].北京：石油工业出版社，1987：290-299.

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[6] 蒲秀刚，柳飒，周建生，等.“三元耦合”控藏机制与勘探有利区分析——以渤海湾盆地歧口凹陷古近系岩性地层油气藏为例[J].石油实验地质，2008，30(6)：575-584.

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编辑 林树龙

20140617；改回日期：20141226

中国石油天然气股份公司重大科技专项“大港油区大油田勘探开发关键技术研究”(2014E-06)

李宏军(1973-)，男，高级工程师，1997年毕业于中国地质大学(武汉)应用地球物理专业，现主要从事勘探战略规划研究。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.01.012

TE122.2

A

1006-6535(2015)01-0056-05