迈陈凹陷陆区油气运聚条件研究

刘喜欢，江 凡，杨芝文，成 为

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院，江苏 扬州 225009)

迈陈凹陷构造上位于北部湾盆地南部坳陷中部，凹陷呈北东向展布，北边以流沙凸起为界与乌石凹陷相邻，南边以临高-灯楼凸起为界与福山凹陷相望，西边接海头北凹陷，东边为徐闻凸起(图1)。

迈陈凹陷所处的北部湾盆地在新生代经历了神狐、珠琼、南海及东沙四期构造运动，凹陷在构造上表现为南断北超的复式半地堑特征[1-3]，且以涠洲组底部为界，发育上、下两套断裂体系。新生代由下至上依次充填沉积了三套岩相地层[4-6]：第一部分为古近系陆相沉积，包括长流组(E1ch)、流沙港组(E2l)、涠洲组(E3w)；第二部分为新近系滨、浅海相沉积，包括下洋组(N1x)、角尾组(N1j)、灯楼角组(N1d)和望楼港组(N2w) ；第三部分为第四系(Q)灰黄色砂层及灰色黏土 。 新生界沉积地层总厚度约2 000～8 000 m。凹陷以流沙港组二段(E2l2)至三段(E2l3)上部湖相暗色泥岩为主力烃源层系，发育流沙港组上生下储型和涠洲组下生上储型两套主要储盖组合，其中，流沙港组以E2l2稳定泥岩为盖层，E2l3砂岩为储层，涠洲组则是以涠二段(E3w2)内部泥岩相对发育段为盖层，以涠三段(E3w3)和E3w2砂岩为主要储层。

图1 北部湾盆地构造区划

迈陈凹陷东缘的陆上区域先后实施了重力、电法、二维地震和三维地震，已钻探井和评价井9口，先后发现多个含油气构造，证实了迈陈陆区良好的勘探潜力。但在进入“十三五”以来，勘探处于停滞不前的阶段，一方面原因是油价低而钻井成本较高导致钻井投入减少，另一方面原因是对于流沙港组的储层和涠洲组的油气运聚等控藏关键因素的研究还不够深入，导致勘探方向不够明确。因此，有必要开展油气输导和汇聚条件研究，分析指出有利区带及勘探方向，对推动迈陈凹陷勘探进程具有重要意义。

1 油气输导条件

区内流沙港组输导体系主要由骨架砂体和断层组成，涠洲组输导体系除骨架砂体和断层以外，涠洲组与下伏流沙港组之间不整合面也可以作为输导层。

1.1 砂体输导

按照骨架砂体与烃源岩的接触关系，区内油气初次运移可划分为垂向和侧向两种方式。相比而言，岩性侧变型中烃源岩只能部分排烃，由于侧向面积要小于垂向接触面积，因此垂向接触型较岩性侧变接触型能够更好的使相邻源岩中的油气排出。

表1 迈陈凹陷流沙港组烃源岩-输导层接触类型

受沉积相带和储层埋深的影响，迈陈凹陷北部斜坡带流三段中上部和涠洲组底部汲烃砂岩储层物性好于南部断裂带和深凹带。结合砂体预测结果及流沙港组成熟烃源岩范围对有效汲烃砂岩进行了圈定。流三段汲烃砂岩以三角洲前缘分流河道砂及湖相滩坝砂沉积为主，在流二段成熟烃源岩范围内，以XWX1井和XWX6井所处的东西两侧总体较为发育，而中部相对较差，纵向上中部Ⅱ亚段(E2l32)汲烃砂岩(图2b)较上部Ⅰ亚段(E2l31)更为发育(图2a)。涠三段底部(E3w34)总体以扇三角洲-滨浅湖沉积为主，砂岩较发育，有利于油气横向运移，且中西部砂体规模和连通性好于东部。

图2 迈陈凹陷陆区E2l31、E2l32有效汲烃砂岩分布

1.2 断层输导

区内能沟通流沙港组油气向涠洲组运移的油源断层是涠洲组油气来源的重要通道，迈陈凹陷已发现的油气大多集中在油源断层附近。区内油源断层主要有三种：①“长期活动型”，即裂陷期持续活动断层；②“两期活动相接型”，即涠洲组与流沙港组断层断面相连通，在中内坡较为发育；③下切至烃源岩的涠洲期活动断层。

断层往上切穿的层位决定了油气纵向上能到达的层位，从涠洲组主要目的层段油源断裂分布来看(图3、图4)，涠三段下部油源断裂明显较涠三段上部-涠二段更为发育，且延伸距离更长，因此，在涠三段下部有泥岩隔层发育的地区成藏有利，在勘探上应加以重视。

图3 迈陈陆区涠三段上部-涠二段油源断裂分布

图4 迈陈陆区涠三段下部油源断裂分布

1.3 不整合面输导

迈陈凹陷发育有中生界下伏基底、长流组与中生界之间、流沙港组与下伏长流组之间、涠洲组与下伏流沙港组之间及下洋组与涠洲组之间等多个不整合。区内XWX8井在涠洲组底部发现油层，且流二段顶部泥岩见有明显的风化特征，表明油气可以通过不整合面直接上排。涠洲组与下伏流沙港组之间不整合面对油气输导起着重要作用。迈陈凹陷不同位置上，不整合表现出平超不整合和平行不整合两种类型。平行型不整合以不整合面之上、下地层基本上成平行状态为特征，主要分布在斜坡带，是主要的表现形式；平超不整合以不整合面之下地层基本上成平行状态，之上地层逐层超覆为特征，在内坡-深凹带及外坡带可见。

1.4 油气输导模式

砂体、断层及不整合三种不同类型的输导层，受沉积体系类型、构造抬升和断裂组合及断裂活动差异等因素的影响，不同层位、不同构造带输导组合存在差异[7-10]。

涠洲组油气是流二段烃源岩通过不整合面或者下切到流沙港组烃源岩的断层“上排”进入地层中的。油气运移样式取决于断层样式以及与连接砂层的组合样式。斜坡带发育两种输导模式：树枝状和堑垒阶梯式；断裂带也存在两种方式：“T”型输导模式和顺向阶梯输导模式。(图5)

流三段的油气主要来自其直接上覆的流二段烃源岩，油气从流二段向下运移到流三段，构成上生下储的运移特征，进入流三段的油气则在流三段砂体中通过断层和砂体进行横向运移，其运移规模受到砂体控制，运移路径受输导断层断距和构造脊控制。流三段在斜坡带总体上以发育反向断层为主，局部地区发育顺向断层，油气输导以反向阶梯输导模式为主(图5)，局部存在垒堑式阶梯输导体系，断裂带还存在顺向阶梯式输导模式。

图5 迈陈凹陷油气输导模式

2 油气汇聚条件

2.1 断面形态与油气汇聚

如果不考虑断层带排替压力的变化，可根据断面构造图来推测油气运移的优势路径走向。通常断面外凸区，是汇聚型流体势区域，具有油气运移优势通道，易成为油气富集区；断面内凹区，是发散型流体势区域，无优势运移通道，无油气聚集；断面平直区，为平行型流体势区域，优势运移通道不明显，油气富集程度相对较低[11-13]。

迈陈凹陷具有上下两套断裂体系，本次研究分别对两套构造层的主要断层断面几何形态进行了分析，并指出油气通过断层运移的优势聚集方向。其中下部流沙港组断裂体系优势运聚部位：迈①、迈②-1和迈②-3断层的西段、迈③-1和迈④断层的东段及迈⑤断层中部；上部断裂体系优势运聚位置：迈①、涠11和迈⑤等断层的西段、涠4、涠8等断层的中段、涠5、涠9等断层的东段(图6)。

图6 迈陈陆区主要断层断面形态与油气运聚方向

2.2 盖层与油气运聚

油气通过油源断层垂向输导过程中，在区域盖层或局部盖层之下容易富集成藏，或沿着盖层底面在横向上向高部位调整；油气通过断层侧向运移过程中，当断层断距较大，完全错开盖层时，油气向对盘新的层位调整运移，当断距未错开盖层且目的层储层完全与泥岩对接时，则容易形成富集油藏。

区内XWX2井以南及XWX6井以西的中内坡-深凹带区域，流二段区域盖层厚度100～300 m，普遍超过断层断距或与断距相当，有利于油气在流二段盖层之下侧向运移。在其它区域，盖层厚度小于断层断距，油气易穿过断层向涠三段调整运移。涠二段盖层在XWX2井以南泥岩含量相对较高，断层断距大多小于泥岩发育段，有利于油气在盖层之下运移；而XWX2井以北的外坡带盖层变薄且砂岩含量增加，油气更易于穿过断层向涠二段上部及更浅层调整。

从盖层底面形态来看(图7)，区内流二段和涠二段底面在斜坡带发育2～3个北西-南东向构造脊，断裂带发育1～2个构造脊，构造脊是油气运聚的有利指向区，在内坡-深凹区构造脊总体不明显。

2.3 断-砂组合与油气运聚

断层组合样式控制了断层与砂体的组合关系。区内断裂复杂，可以识别出背形负花状构造、多米诺式翘倾断块、垒堑式翘倾断块、阶梯式断阶、牵引式断阶、分开式断阶等六种断层组合样式，在转化带部位还发育单斜负花状组合样式。平面上则发育平行式、平行交织状、入字形及扫帚状等组合样式。

运移断层与砂体组成反向断层样式，有利于油气在砂体中的运聚成藏。背形负花状构造两侧调节断层向花心部位集中进行油气运聚；多米诺式翘倾、垒堑式及单斜负花状构造受断层封堵影响主要向上倾方向单侧运移油气。其中背形负花状构造供油面积相对较大，最有利于油气运聚。

2.4 上下构造叠置关系与油气运聚

迈陈凹陷上下两套断裂系统及沉积充填存在较大差异，后期断裂对早期构造既有继承性也有改造性，导致在不同部位上下构造叠合关系存在差异，进而影响油气的运聚[14-18]。依据上下构造的特点和叠加效应，将迈陈凹陷划分出“上凸下凸”、“上凸下凹”、“上凸下抬”、“上凹下凸”、“上凹下抬”、“上抬下抬”等多种叠合类型。

对于流沙港组上生下储或自生自储型成藏组合，抬升型有利于油气沿砂岩输导层向上倾方向运移；凸起型则有利于两侧油气在凸起部位汇聚；下凹型则使油气向两侧分散运移。因此凸起型最有利于油气的汇聚，上抬型在断层遮挡部位也可以成藏。

对于涠洲组下生上储型成藏组合，除了本身的构造形态外，下部流沙港组构造背景对其成藏起着重要作用。总体上以“下凸型”对上覆断块体的运聚最为有利；“上凸下凸”或“上抬下凸型”都有利于油气成藏，如XW6块油藏带呈现“上凸下凸”叠合特征，其涠洲组富集成藏与上下良好的构造叠置关系密不可分。

“下凹上凸”叠置关系不利于油气向涠洲组中上部层系汇聚。但对于涠洲组下部地层而言，油气既可以通过断层，也可以通过不整合面直接上排至底部砂岩中，再向高部位汇聚，因此涠洲组下部地层在“下凹上凸”叠置关系下同样可以汇集成藏，如XW8块，其上下呈现“下凹上凸”型模式，该块在涠洲组中部见显示未能成藏，但底部发现了油层。

南部断裂带西部和东部分别存在“上凸下凸型”叠置关系。西部目前已钻探的XWX3井在涠洲组发现油气层，证实了“上凸下凸型”叠置区是油气汇聚的有利区。

结合上下构造层在平面(图7)及剖面上的叠置关系来看，区内斜坡带在西部XW2高带、中部XW1东高带、东部XW6高带和断裂带XW3高带具有上凸下凸的叠置关系，是多层系油气汇聚有利区。

图7 迈陈陆区流二段及涠二段盖层底面油气优势运移方向

3 下步勘探方向

综合以上对油气输导及汇聚条件的研究表明，区内不同区带勘探层系及类型应有所侧重：

斜坡带内坡-深凹区勘探层系应以流三段、涠三段中下部为主，勘探类型既有构造型，也有岩性和地层超覆型。内坡-深凹区构造脊不明显，断层断距普遍小于区域盖层厚度，流三段油气运聚较涠洲组更为有利，同时该区除构造圈闭外，流三段上部发育三角洲前缘河道砂、湖相滩坝砂，还可能发育滑塌砂体，砂体与烃源岩直接接触，可以形成岩性油气藏，同时对于涠三段底部，流二段油气可以直接向涠三段运移，输导有利，且除了构造圈闭外，超覆现象较发育，因此也是形成地层超覆油气藏的重点区域。

斜坡带中内坡区域勘探层系应以流三段、涠三段、涠二段为主，勘探类型以构造为主。该区油源断裂发育，且发育“上凸下凸型”构造脊，有利于油气向涠洲组运聚成藏。外坡带具有埋藏浅、构造高带发育的优势，但由于距离成熟烃源岩较远且盖层薄、保存条件较差，成藏存在风险。

断裂带勘探层系应以涠洲组为主，勘探类型既有构造型，也有岩性型。该区流沙港组埋深普遍超过 4 000 m，物性差，且断面陡峭，圈闭不发育；涠洲组断层输导有利，发育构造背景，同时除断块构造外，南部物源在断裂带下降盘堆积形成扇体，可以形成岩性圈闭。XW3块涠洲组就属于扇根封挡型的岩性油气藏。

4 结论

(1)迈陈凹陷斜坡带流三段汲烃砂岩以XWX1和XWX6所处的东西两侧总体较为发育；涠三段底部汲烃砂岩较流三段发育，且中西部砂体规模和连通性好于东部。

(2)区内发育三种油源断层，涠三段下部油气输导较中上部更为有利，泥岩隔层发育的地区，勘探上应加以重视。

(3)迈陈凹陷斜坡带、断裂带发育树枝状、垒堑式、“T”型、顺向阶梯式、反向阶梯式五种油气输导模式。

(4)背形负花状构造样式最有利于油气的运聚。流二段和涠二段盖层底面在斜坡带发育2～3个北西-南东向构造脊，断裂带发育1～2个构造脊，是油气运聚的有利指向区，内坡-深凹区构造脊总体不明显。

(5)对于涠洲组中上部而言，具有“下凸”构造背景及发育油源断层的地区最有利于油气汇聚；但对于涠洲组底部地层，“下凹上凸”型叠置关系同样可以汇聚成藏。

(6)不同区带勘探层系及类型应有所侧重。斜坡带内坡-深凹区勘探层系应以流三段、涠三段中下部为主，勘探类型既有构造型，也有岩性和地层超覆型油气藏；中内坡勘探层系应以流三段、涠三段、涠二段为主，勘探类型以构造型为主；断裂带勘探层系应以涠洲组为主，勘探类型既有构造型，也有岩性型油气藏。