苏北盆地海安凹陷曲塘次凹阜三段成藏条件分析

周 韬

(中国石化华东油气分公司勘探开发研究院，江苏南京 210011)

苏北盆地海安凹陷曲塘次凹阜三段成藏条件分析

周 韬

(中国石化华东油气分公司勘探开发研究院，江苏南京 210011)

苏北盆地海安凹陷曲塘次凹阜三段油藏的油源主要来自于阜二段烃源岩，研究区内阜二段有效烃源岩发育厚度较大，有机质丰度高、类型好，达到了成熟的演化阶段，属于好的生油岩，为研究区阜三段油藏提供了充足的油源。研究区阜三段砂岩发育，属于中孔低渗储层，储集性能较好；阜四段湖相泥岩是研究区阜三段油藏的区域性盖层，封盖性能良好，利于阜三段油气的保存；阜三段油气的运移通道主要是下切至阜二段的断层以及微裂缝，阜二段烃源岩生成的油气在异常压力的驱动下，向上运移至阜三段的储集层成藏。

苏北盆地；海安凹陷；曲塘地区；阜三段；成藏条件

海安凹陷属于东台坳陷的次一级构造单元，处于苏北盆地的东南部地区(图1)。曲塘次凹位于海安凹陷南部，地震及钻井资料证实是一个新近系发育的次凹，古近系沉积较薄。吴堡运动的强烈抬升使得曲塘次凹斜坡带的阜宁组地层遭受剥蚀，而凹陷内的阜宁组地层保存较好[1-2]。由于阜三段夹持在阜二段、阜四段之间，并且地层在曲塘次凹的近深凹区保存较好，具备良好的生储盖条件。随着勘探开发工作的展开，阜三段油藏已经成为曲塘地区主力产油层。

图1 苏北盆地海安凹陷南部曲塘次凹构造位置

1 油源条件

海安凹陷的勘探工作揭示本区发育阜二段、阜四段、泰二段三套优质烃源岩。通过研究区阜三段原油分析认为，海安凹陷曲塘地区阜三段油气主要来自阜二段烃源岩[3]，研究区位于曲塘次凹的生烃中心，从油源条件分析处于非常优越的位置。

1.1 有机质丰度

曲塘次凹阜二段的岩性主要为深灰、灰黑色泥岩，凹陷内沉积厚度达到420 m以上，生油物质基础非常好，其中有机碳含量为0.66%～3.01%，平均为2.23%；生烃潜量(S1+S2)为2.04～22.66 mg/g，平均值为12.97 mg/g；氢指数(IH)为140～740 mg/g，平均值为422 mg/g；氯仿沥青“A”含量为0.09%～0.25%，平均为0.15%(图2)。从勘探实践来看，阜二段烃源岩品质在三套烃源岩中是最好的。

1.2 有机质类型

烃源岩的生烃能力与有机质类型密切相关。通过大量新钻井烃源岩岩心、岩屑热解的结果分析，主力烃源岩阜二段烃源岩有机质类型以Ⅰ型为主(图3)。阜二段烃源岩有机质显微组分以矿物沥青基质为主，含量为78.01%(图4)，属于优质烃源岩。

1.3 有机质成熟度

目前将镜质体反射率Ro作为反映有机质成熟度的主要指标。一般将镜质体反射率Ro为 0.5%～1.2%作为成熟阶段[4-6]。海安凹陷南部实测反射率随深度演化趋势表明，海安凹陷南部的烃源岩埋深达到2 500 m以下的均已成熟(图5)。通过分析认为，研究区阜二段烃源岩成熟的区域达到60%以上，为曲塘次凹的油气成藏提供了丰富的油源。

图2 海安凹陷南部洋1井有机地化剖面

图3 海安凹陷南部阜宁组烃源岩Tmax-IH交会图

图4 海安凹陷南部阜宁组烃源岩有机显微组分组成

图5 海安凹陷南部Ro与深度关系

2 储集条件

油气在储层中聚集成藏，储层为油气聚集提供聚集空间，因此储层的储集条件是油气成藏的一个重要因素。

2.1 砂岩分布

曲塘地区阜三段沉积受古地形控制，整体物源来自北部建湖隆起，砂体具有深凹发育、斜坡减薄特征，在内斜坡带形成上倾尖灭。阜三段沉积为砂泥岩不等厚互层，岩性以灰色、灰黑色泥岩与灰白色薄层砂岩为主。研究区的阜三段地层具有四分性，可分为一亚段、二亚段(中部泥岩段)、三亚段、四亚段(以泥质粉砂岩为主)。阜三段一亚段、三亚段的砂岩相对发育，阜三段油藏纵向上主要分布在这两套储层之中。阜三段的砂层累积厚度为21～31 m，单层砂岩厚度为1.3～5 m，平面上的砂岩分布较为稳定。

2.2 储层岩石学特征

曲塘次凹阜三段砂岩储层发育小型交错层理，见大量的泥岩条带、生物扰动以及炭屑，岩性主要是粉砂岩和细砂岩。岩石成分以石英为主，含量为70%～75%，长石含量为20%～22%,岩屑含量小于5%。黏土含量较高，普遍在10%～16%。黏土矿物中的伊/蒙混层含量最高，高岭石和绿泥石其次，伊利石含量最少。

阜三段的碎屑颗粒主要由石英和长石组成，有少量的火成岩岩屑和微量的云母，没有发现变质岩屑和沉积岩屑。

对张5井、张2-1井的5个砂岩样品的粒度参数分析(表1)表明，阜三段砂岩储层分选以及磨圆比较好，反映出长距离的搬运、远源沉积特征。

表1 曲塘次凹阜三段砂岩粒度参数

2.3 储层物性特征

曲塘次凹阜三段储层的孔隙主要为原生粒间孔、粒内溶孔以及铸模孔。

通过研究区11口井的阜三段取心段的物性统计分析，以及孔隙度分布结果分析(图6)，阜三段砂岩储层孔隙度在16%以上的达到了70.88%，孔隙度低于14%的储层占2.78%，平均值为18.2%。从渗透率分布结果分析，阜三段的平均渗透率为6.5×10-3μm2，渗透率小于5×10-3μm2的储层占63.8%，大于25×10-3μm2的只有12.5%。通过上述分析表明，阜三段储层为中孔低渗储层。

2.4 储层成岩作用及控制因素

根据矿物的先后析出关系，建立了研究区阜三段成岩序列。从Ro值和伊/蒙混层比来看，阜三段储层目前已经达到中成岩阶段A期，压实作用主要发生在埋深2 000 m以下地层。曲塘地区阜三段储层成岩作用主要包括机械压实作用、胶结作用、交代作用以及溶蚀作用。其中阜三段砂岩储层溶蚀作用非常明显，溶蚀作用主要发育在粒度较粗的细砂岩中，大量的斜长石发生了溶蚀，粒间蜂窝状溶孔以及铸模孔发育。

图6 曲塘地区阜三段孔隙度及渗透率分布

3 封盖保存条件

研究区阜宁组是一套相对封闭的体系，纵向上阜三段夹持在阜二、阜四段两套烃源岩之间；曲塘次凹阜四段泥岩是阜宁组油气藏的区域性盖层，阜四段泥岩盖层厚度大，在曲塘次凹分布稳定，厚度普遍大于100 m，封闭性好。阜四段泥岩作为阜三段一亚段油藏的盖层，同时阜三段二亚段以泥岩为主，厚度为50 m左右，全区分布稳定，作为阜三段三亚段油藏的盖层。

通过上述生、储、盖及保存条件的分析认为，海安凹陷南部曲塘次凹具备良好的生储盖配置，可形成两套良好的储盖组合：阜二段生-阜三段三亚段储-阜三段二亚段盖，阜二段生-阜三段一亚段储-阜四段盖。

4 运聚条件及成藏分析

通过烃源岩热演化史研究，在38 Ma时研究区内阜二段烃源岩为低成熟，开始生烃，此过程持续到三垛运动之后，在20 Ma(Ny1初期)达到成熟阶段。根据苏258井阜三段流体包裹体测温结果，均一温度均为95℃左右，表明阜三段油藏主要成藏期为盐城组沉积时期。综上所述，海安凹陷南部曲塘次凹生、排烃期与阜三段圈闭形成期时空匹配关系较好，有利于形成阜三段油气藏。

研究区张2-1井阜二段烃源岩的生标特征、正构烷烃碳数分布特征呈双峰态前峰型，主峰碳是nC22，nC31，奇偶优势不明显，Ph具有优势；β-胡萝卜烷含量较高；三环萜烷含量较低，C20，C21，C23三环萜烷呈山峰型分布；伽马蜡烷含量一般，Ts含量低于Tm；ααα20RC27、C28、C29甾烷呈“V”字型分布，ααα20R C27甾烷含量低于ααα20RC29甾烷含量，这与阜三段的原油相似。通过对该区张2井、张4B井、曲101-1HF井开展油源对比分析，认为曲塘阜三段油藏的油气主要来源于阜二段烃源岩(图7)。

曲塘次凹阜三段油藏主要分布于生烃洼陷，成熟烃源岩分布范围控制油气展布，在陡坡带及深凹-斜坡的有利部位成藏。在有利成藏部位，油气富集与沉积微相关系密切。阜三段一亚段油藏由于近50 m的中部泥岩段的存在，无法满凹含油，油气沿断层运移，在高部位物性较好、盖层保存条件好的区域成藏，因此以构造-物性控油为主，存在边水。阜三段三亚段油气则以垂向近源运移为主，油气通过微裂缝、断层疏导，具有连片含油趋势，离凹陷生烃灶越近、储层物性越好，则油气越易富集，主要为物性控藏。

图7 海安凹陷原油与阜二段烃源岩萜烷类化合物指纹对比

总体而言，研究区阜三段油气运移通道主要有断裂、微裂缝系统以及叠覆互层砂体， 运移的动力主要是浮力和异常压力。

5 结论

(1)曲塘次凹阜二段烃源岩厚度大、有机质丰度高、类型好。阜三段油藏的油气主要来自阜二段烃源岩，并且阜二段的生、排烃期与阜三段圈闭形成期时空匹配关系较好，为阜三段油气藏提供了丰富的油源。

(2)曲塘地区阜三段沉积受古地形控制，整体物源来自北部建湖隆起，砂体具有深凹发育、斜坡减薄特征，在内斜坡带形成上倾尖灭。曲塘次凹阜三段地层具有四分性，阜三段一亚段和三亚段砂岩相对发育，为中孔低渗储层。

(3)曲塘地区阜宁组是一套相对封闭的体系，纵向上阜三段夹持在阜二、阜四段两套烃源岩之间；阜四段、阜三段二亚段发育厚层泥岩，形成了两套良好的储盖组合：阜二段生-阜三段三亚段储-阜三段二亚段盖，阜二段生-阜三段一亚段储-阜四段盖。

(4)曲塘次凹阜三段油藏主要分布于生烃洼陷，成熟烃源岩分布范围控制油气展布，在陡坡带及深凹-斜坡的有利部位成藏。阜三段一亚段油藏由于近50 m的中部泥岩段的存在，油气沿断层运移，在高部位物性较好、盖层保存条件好的区域成藏，因此以构造-物性控油为主，存在边水。阜三段三亚段则以垂向近源运移为主，油气通过微裂缝、断层疏导，具有连片含油趋势，离凹陷生烃灶越近、储层物性越好，则油气越易富集，主要为物性控藏。

[1] 苏浙皖闽油气区石油地质志编写组.中国石油地质志(卷8)-苏浙皖闽油气区[M].北京:石油工业出版社,1992：136-138.

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编辑：党俊芳

1673-8217(2017)03-0015-04

2016-10-26

周韬，硕士，工程师，1983年生，2009年毕业于中国地质大学(武汉)矿产普查与勘探专业，现主要从事石油地质科研工作。

中国石化科技项目“苏北海安凹陷隐蔽油气藏成藏规律及目标评价”( P13097)。

TE112.31

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