阳信洼陷成藏条件分析

王永斌　李鑫　董冬　张健　刘启亮　杨靖

【摘 要】阳信洼陷具有四套含油气系统，从油源、储层条件与储盖组合、油气藏类型等方面分析了本区的成藏条件。对比沙一段油页岩、沙三段油页岩、沙四上亚段暗色泥岩和幔源CO2气，其中沙四上亚段油源条件最好。发育湖泊沉积和扇三角洲沉积体系，其滩坝砂、浊积砂和扇三角洲前缘砂体是本区良好的储层条件。具有多种油气藏类型，其中构造、潜山和构造-岩性圈闭中都已经发现油气，成藏条件最好。

【关键词】阳信洼陷；成藏条件；成熟油；滩坝砂

0 引言

阳信洼陷位于惠民凹陷北东部，是渤海湾盆地济阳坳陷惠民凹陷的一个次一级负向构造单元，勘探面积1368km2。目前已发现多种油气资源，由于本区地质条件复杂，成藏地质条件认识不足，导致近几年勘探一直徘徊不前。本次通过油气源、储盖组合、油气藏类型综合分析，为下一步的油气勘探指明方向。

1 油气源条件

阳信洼陷赋存多种油气源条件，油气资源丰富：天然气（幔源CO2气和沙一段生物气）和油（沙三段的低熟油和沙四段的成熟油）并存。

1.1 沙一段油页岩

沙一段时期，湖水水进形成暗色泥岩为主的地层，烃源岩厚度一般20m～140m，分布面积约1200km2。由于沙一段地层的埋深较浅，最深仅1700m左右，目前钻井揭示仅获生物气，未见油流，说明沙一段天然气是具有一定的勘探价值。预测资源量约450×108m3[1]。

1.2 沙三段油页岩

沙三段沉积时期，阳信洼陷为深湖相相对稳定沉积阶段，沉积以泥岩为主。主要由半深湖—深湖相的灰黑、深灰色油页岩、泥岩和油泥岩等组成，厚度100-1000m，最大厚度可达1300m，位于洼陷深洼区（阳4东）。沙三段埋深为1300m ～3200m，埋深大于2500m的成熟烃源岩面积约320km2；地化指标综合评价为一套好的烃源岩，沙三段暗色泥岩生油丰度属中等偏上，具备一定的生油能力，但并未达到生油最高峰，以生成低熟油为主，预测资源量1.3×108t。[2]

1.3 沙四上亚段暗色泥岩

沙四上亚段沉积时期洼陷剧烈沉降期，发育较厚暗色地层，以油页岩、油泥岩为主，生油岩母质干酪根类型以Ⅰ型为主，有机质丰度高，向烃类转化率高；而且地层中沟鞭藻、凝源藻及葡萄球藻丰富，有利于生成大量的油气。烃源岩厚度一般在100-600m，面积约620km2（指处于成熟窗）。地化指标综合评价为一套较好—好的成熟烃源岩，阳101井在沙四上亚段获得成熟油工业油流，预测资源量2.1×108t。由于沙四上亚段是烃源岩发育最成熟的层系，也是勘探中已获得产能最高的层系，为下步勘探的重点方向。

1.4 幔源CO2气

非烃气主要是来源于无机成因的幔源气，在惠民凹陷存在壳内低速体，下第三系火山活动区，发育一、二级深大断裂带是幔源气的有利通道，目前已在八里泊潜山中见到非烃气。惠民凹陷北部壳内低速体是幔源CO2气源。根据深部地震，在其中上地壳中皆存在低速体，其速度为6.1～6.3km/s，是济阳坳陷中地壳正常速度（6.5km/s）低3～6%，壳内低速体是幔源气的“中转站”，幔源气同时伴随深大断裂运移到中上地壳底部的低速异常体之内并储集其中，同时作为盆地边缘拆离带的阳信～陵县断裂、林西、白桥断裂控制的断裂系统与上地壳低速体相连，壳内低速体富含CO2气体，沿断裂带和火山活动带向浅层运移，在有利圈闭中聚集成藏。

2 储层条件分析

2.1 储层类型

阳信洼陷储集层主要依靠砂岩储层，其沙河街地层沉积具有很好的继承性，发育多种沉积体系，包括湖泊沉积和扇三角洲沉积体系，具有较好的砂泥岩比例，砂岩储层具有较好的孔渗性，构成洼陷内的主要储集类型。其中湖泊相砂体主要有滩坝砂和浊积砂，湖泊相滩坝是滨浅湖地带常见的砂体类型。在断陷湖盆的断陷扩张期，湖泊面积大，湖岸地形较为平坦，浅水区所占面积大，滩坝砂体最为发育。研究认为本区沙四上亚段沉积时期，林樊家构造已处于缓慢抬升的阶段，根据多口井分析认为，本区南部斜坡带广泛发育滩坝砂体，其规模和分布范围严格受湖盆结构和演化阶段控制，在本区进一步划分为滩砂和坝砂相。滩砂岩性主要为粉砂岩与泥岩互层，单砂层厚度较小，一般为1～3m，但砂层数较多。垂向上其韵律以反韵律和复合韵律为主，少见正韵律。沉积构造以波状交错层理、小型交错层理为主。自然电位曲线多呈尖指形。坝砂岩性主要为厚层灰色粉砂岩、灰质粉砂岩与泥岩互层，单砂层厚度较大，一般为3～8m，砂层层数较少。自然电位曲线多呈厚层指状和不规则钟形组合，沉积构造主要波状交错层理、低角度交错层理等。

研究区浊积砂主要集中于阳101井区周缘，大多为扇三角洲前缘砂体发生滑塌形成的滑塌浊积岩。岩性为大套深灰色、灰色泥岩夹灰色或褐色粉砂岩，自然电位曲线多呈指形，电阻率曲线多呈尖峰状，其粒度概率曲线主要表现为不规则两段式，跳跃组分含量较高，曲线斜率相对较高，分选相对较好，其两段式的概率图特征与典型的浊积岩的概率图有较大的不同，而与三角洲前缘的粒度概率曲线具有相似性，说明本区浊积岩的粒度特征主要继承了扇三角洲前缘的特征。

根据钻井统计，沙四上亚段湖泊相砂体孔隙度一般在10-25%左右，最大可达33%以上，渗透率一般为6-100×103um2，具有较好的孔渗性。根据砂体的发育期次及韵律特征，沙四上亚段可分为四个大的砂层组，砂层与泥岩互层沉积，构成了良好的储盖组合。

北部陡坡带主要发育了扇三角洲沉积体系。北部无棣凸起不断抬升，风化剥蚀成为优势物源区。洪水夹带着丰富的碎屑物沿坡而下，就近堆积形成扇体，扇体岩石颗粒较粗。扇体在地震剖面上特征明显，为内部杂乱的楔形反射，沙三下和沙四上都有扇体发育，形成了规模大小不等、相互迭置的多期次的发散结构。由于断层的破坏和砂砾岩体发育的继承性，沙三下和沙四上发育的扇体中间没有明确的界限。在东西向剖面上，扇体为眼状的丘形反射。

这些扇体在阳信洼陷边缘紧靠断层生长，沿北陡坡呈弧形分布，形成了一个大小不等、形状各异的扇群。有多个扇体的扇端已延伸到洼陷内部，如最大的扇体为沙5扇体，它的扇端已延伸到在阳101北。扇三角洲相的岩性粗，砾石含量很高，但越到扇体前端，砂岩粒度越细。它与水下冲积扇所处位置相同，但水下冲积扇主要是水下辫状河道的粗碎屑砂砾沉积，垂向剖面上呈正旋回，没有扇三角洲前缘河口砂坝的反粒序砂层。

扇三角洲主要储集体为水下分流河道及河口坝砂体。扇三角洲储集层岩石类型有砂砾岩和砂岩两大类。砂砾岩主要集中分布于洼陷的北部，阳501、阳7、阳34、沙5、阳19、沙3等井在沙三、四段都不同程度地钻遇砂砾岩。总体上，砂砾岩呈自北向南岩性变细、厚度变薄的趋势。阳34井沙四段发育细砾岩18.5m，砂砾岩411.5m，占地层厚度的97.72%。阳4井发育含砾砂岩14m，砾状砂岩24.5m，占地层厚度的15.4%。至阳23井仅发育含砾砂岩9m，占地层厚度的3.46%。镜下鉴定表明北部陡坡带砂砾岩及砂岩成分中岩屑、长石含量高，颗粒分选差，颗粒结构与矿物成熟度均较低，为物源来自北部无棣凸起的近源沉积。陡坡带扇三角洲砂砾岩体具有相带变化快、厚度变化快、岩性变化快的特点，储层物性差别较大。据统计扇三角洲前缘砂体储层孔隙度为10.6-21.4%，渗透率为1.99-88.91×10-3μm2，集中分布于5-50×10-3μm2，属于中孔中渗或中孔低渗储层。具有较好的孔渗性，是本区良好的储层类型。

2.2 储盖组合

阳县洼陷具备良好的盖层条件，其中沙三段油页岩、沙一段暗色泥岩及油页岩区域上分布稳定，是区域性良好盖层。从以上分析可知，该区主要存在五套有效的生、储、盖组合：

（1）沙四段自生、自储、自盖的生储盖组合

（2）沙四段生、储，上覆沙三段暗色泥岩盖的生储盖组合

（3）沙四段生、沙三段火成岩储、沙三或沙一段泥岩盖的生储盖组合

（4）洼陷边缘存在潜山储、上部新生界地层盖的生储盖组合

（5）沙一段生物灰岩、砂岩为储层，沙一段半深湖相泥岩为盖层，该套泥岩区域性分布，是一套良好的区域盖层。

这五套组合都已经发现油气流，其中阳101块油藏属于沙四段自生、自储、自盖的生储盖组合，也是目前成藏最有利的生储盖组合。

3 油气藏类型

3.1 气藏类型

目前，在阳信洼陷已发现了甲烷气和CO2二种天然气藏，按照圈闭类型划分可分为三类气藏：

（1）古潜山气藏

八里泊气田即为古潜山中的残丘山-断块山型CO2气藏。由于下马家沟组底部稳定发育的致密灰岩段，将上下两套渗透层隔开，形成了马家沟组和冶里-亮甲山组两套气水系统。根据测试资料，阳2潜山二氧化碳气藏为常温常压系统，压力系数为0.91-1.02，地层温度为93.7-107.4℃。地面天然气相对密度1.4723-1.5215g/m3，天然气中CO2含量95.1-99.54%，甲烷含量一般小于3%。底层水矿化度50647-60839mg/l，水型为CaCl2。

（2）构造气藏

岩浆活动所携带的CO2气进入构造圈闭中，形成规模的二氧化碳气藏，如阳25、251等井区的沙四段气藏。

（3）火山披覆构造气藏

阳信洼陷东部发育火山活动，在火山锥上覆地层发育披覆构造，同时沉积了沙一段的生物礁灰岩。沙一段烃源岩处于未成熟演化过程，产生的生物气进入圈闭中，形成了沙一段生礁物灰岩气藏。

3.2 油藏类型

根据圈闭类型，把阳信洼陷的油气藏划分为构造油藏、构造-岩性油藏、岩性油藏及与火成岩有关的复式油气藏等四种类型。

（1）构造油气藏

构造压力、岩浆向上拱张等作用可引起储层变形或变位，此类聚油圈闭便是构造油藏。主要分布在南部惠城鼻状构造带与北带二台阶附近等具有有利的构造背景上，同时也属于油气运移的有利指向区。构造油藏保存条件，在很大程度上取决于断层上下盘相接触地层的岩石类型，由于这种同向断层的封闭性较反向断层差，断层两侧砂泥岩对接是封堵条件的关键，如阳32沙四上油藏。

阳信油田油藏类型主要是构造油藏，储层岩性为粉砂岩，储集类型为孔隙型，原油类型为稀油，有效孔隙度22%，含油饱和度60%，地面原油密度0.884g/m3，原油体积系数1.083，粘度低。

（2）岩性油气藏

这类油藏由于储层侧向尖灭或物性变化形成圈闭聚集石油而成藏。它不受构造因素的控制，与油藏所处位置在沉积时的环境有关，也可以是由于火成岩的封堵，形成岩性油气藏，如阳29岩性油藏。另外三角洲前缘的滑塌砂体深入烃源岩中，也可以形成浊积砂体的岩性油藏。

（3）构造-岩性油气藏

储层的变形或变位作用与岩性的侧向变化共同作用形成的聚油圈闭而成藏。如阳101块沙四上亚段油气藏分两个小层， I油层储层为扇三角洲前缘砂体，II油层为储层为浊积砂，砂体连通性差，阳101沙四段砂体向东南部洼陷倾覆，形成了在背斜构造背景上岩性尖灭的构造—岩性油气藏。

（4）与火成岩有关的复式油气藏

以火山岩为主导，和围岩组合形成与之有关的构造—岩性圈闭、构造圈闭以及岩性圈闭，为油气的运移聚集成藏提供有利条件，称为与火成岩有关的复式油气藏。阳信洼陷中部沙四段火成岩主要发育侵入岩，其岩性致密，渗透性较差，以地层刺穿方式与围岩的砂泥岩形成封堵条件，油气运移过程中容易被截断，近距离成藏。如阳29井、阳161等油气藏。沙三段-馆陶组（商店构造带为主）火成岩主要以喷发、溢流相为主，物性相对疏松，储层非均质性较强，通过小断层与围岩中烃源岩沟通，直接成藏。

4 总结

通过上述综合分析可以看出，阳信洼陷的油气分布具有：纵向上呈成熟油—低熟油—生物气的分布规律；平面上多成因油气叠合连片的特点。洼陷储层发育，以滩坝砂、浊积砂和扇三角洲前缘砂体最为有利。油气藏类型多样以构造、构造-岩性油藏成藏条件最好。通过成藏条件分析，目前沙四上亚段是烃源岩发育最成熟的层系，也是勘探中已获得产能最高的层系。下步以沙四上亚段成熟油为突破口，继续深化成藏条件及成藏规律分析，为阳信洼陷的可持续发展奠定基础。

【参考文献】

[1]赵卫卫，王军.惠民凹陷阳信洼陷油气成藏条件及分布规律[J].西安科技大学学报，2012（04）.

[2]杨显成，耿春雁.阳信洼陷油气分布规律及勘探方向[J].油气地质与采收率，2003，10（6）：24-27.

[责任编辑：杨玉洁]