断陷盆地继承性斜坡断砂耦合控藏机制----以沧东凹陷南皮斜坡孔二段为例

刘子藏, 周育文, 杨 朋, 邵徽发, 牟连刚, 林 伶, 袁雪花

(中国石油大港油田分公司 勘探开发研究院,天津 300280)

南皮斜坡位于渤海湾盆地沧东凹陷南缘，整体为一个继承性斜坡。近年来，针对斜坡区岩性油藏，从地质整体特征、沉积特征、控砂特点等方面进行了较为深入的研究，构建了继承型斜坡成藏理论，总体认为在孔店组第二段(简称“孔二段”, Ek2)有效生油岩范围内，中低斜坡常规油与致密油叠加连片，满凹连片分布“连续型”油气。在斜坡成藏理论指导下，实施南皮斜坡中、低斜坡区岩性油藏及致密油勘探，均取得重要突破，发现亿吨级规模储量区[1-2]。本文在前人研究的基础上，通过综合开展斜坡演化与断裂特征、斜坡控砂与砂体展布特征、断砂耦合特征与油气成藏意义、断砂耦合控藏机制等方面的研究，构建断陷盆地继承性斜坡走滑型断砂耦合控藏模式，为拓展斜坡勘探提供指导。

1 断裂特征

南皮斜坡整体为一个继承性发育斜坡，具有高、中、低三分性横向连续变化[1]。斜坡区断裂分为走滑断裂、同沉积断裂及继承性断裂3类，凹陷中部沿WS1井-W7井北东向高角度走滑断裂孔二段沉积期发育向南分叉，沿走向上的产状在不同部位变化较大，断开层位从基底至孔一段底界，孔二段沉积期该断裂存在走滑活动，至孔一段沉积早期结束；走滑断裂东侧近东西向同沉积断裂平面上呈雁行排列，具有调节断层的特点；W10井西缘2条掉向相反的北东向断裂孔二段沉积期就已存在，至孔一段沉积期持续活动[3-4]。

总体分析南皮斜坡结构特征认为，该斜坡内幕为走滑型古地貌斜坡，斜坡类型与相邻孔东、孔西的断控差异斜坡有明显差别，为在孔店组沉积时期拗陷背景上继承性发育的大型宽缓斜坡构造。斜坡整体向北、向东倾覆，坡度小，坡折结构不明显，具备明显的东西结构分带特征，基底走滑构造控制斜坡东西两区，叠加西侧北东向走滑断裂系和东部近东西向伸展帚状断裂系两类断裂系统(图1)。

南皮斜坡为中生代地层经燕山期运动改造后形成古地貌基础上再经喜马拉雅期构造运动演化形成，分为古地貌形成与今构造形成两大阶段。其中古地貌形成阶段经历了晚侏罗世-早白垩世的初次深埋、白垩纪中期燕山期构造反转形成褶皱背斜、白垩纪晚期-古新世时期剥蚀形成洼槽古地貌3个时期。现今构造历经了3期构造演化，早期为在侵蚀型古地貌基础上，孔二段、孔三段沉积期形成拗陷；孔一段、沙河街组沉积期差异断陷，以古走滑构造带为界，东部断陷改造，西部持续斜坡演化，古生界煤系烃源岩第二次深埋；明化镇组沉积期张扭拗陷，基底走滑形成两大帚状断裂系，西部稳定，东部差异断陷，烃源岩持续深埋，新生代盆地整体表现为早拗晚断演化特征(图2)。

由于斜坡形成演化期内发育上冲、走滑、伸展等多类型断裂系统，古地貌与不同断裂系统叠加改造，控制高斜坡与中低斜坡呈现出南北分段差异演化特征。髙斜坡为燕山期伸展走滑背景，古背斜区遭受剥蚀，孔店组早期拗陷沉积，后期徐西断裂单向伸展形成东高西低斜坡，中新生界伸展断裂系持续活动，走滑断层具备伸展特征，后期断裂改造形成复杂断块圈闭；中斜坡为燕山期上冲推覆背景下简单斜坡，产状宽缓，孔店组早期拗陷沉积，后期伸展形成宽缓斜坡。

2 砂体展布特征

南皮斜坡位于沧东凹陷南缘，孔二段沉积时期主物源区为沧县隆起、东光凸起、徐黑凸起区,总体具有凸起顺向供砂、侵蚀沟槽输砂、单一坡折控砂的规律，以发育辫状河三角洲-远岸水下扇沉积为主。受坡折带控制，该区沉积相带分异作用明显。其中髙斜坡大部分位于地表暴露区，主要发育辫状河三角洲平原亚相，可识别出分支河道与河道间等微相；中斜坡为浅水沉积，辫状河三角洲前缘是该区的主要沉积相带，占整个斜坡区70%左右；低斜坡区主要为半深湖沉积环境，发育远岸水下扇砂体，夹薄层的云质岩类[5]。

本次研究针对斜坡内幕差异开展精细研究，认为斜坡古地貌西陡东缓，形成2类砂体区：一类是西部沟槽带砂体区，受盆内古地貌控制，整体表现为“沟槽输砂，洼槽聚砂”特征，砂体沿沟槽延伸范围广，为长轴物源砂体沿盆缘缓坡输入，洼槽区砂体厚度大，储层分选较好，物性好，是南皮斜坡优势储集相带；另一类是东部缓坡区，砂体分散呈扇状分布，为短轴近源砂体，砂体分布范围小，砂层厚度薄，储层分选较差，物性差(图3)。

3 断砂耦合特征

由于斜坡呈现南北分段差异演化的特征，西部沟槽带砂体区髙斜坡与中斜坡呈现不同的控砂特征(图4)，其中高斜坡为断裂控砂，断砂耦合控制圈闭类型；中斜坡为古地貌控砂，走滑断层起到分割砂体作用，边界断层控制的帚状断裂系与沟槽砂体断砂耦合形成岩性圈闭、构造岩性圈闭带。

髙斜坡中新生界伸展-走滑断裂持续活动生成古沟槽，形成断槽控砂特征，沿走滑断裂带为砂体厚值区。断砂耦合表现为走滑断层根部砂岩厚度大，向外砂体尖灭，形成构造圈闭与构造-岩性圈闭。由于高斜坡更靠近物源区，砂岩厚度更大，整体上圈闭以构造圈闭为主，局部发育构造-岩性圈闭。

中斜坡上冲推覆体形成古水下低凸起背景，走滑断层孔二段时期持续活动，控制形成东西两支水道砂体沉积，走滑断层两侧沟槽区为砂岩厚值区。断砂耦合表现为2种类型，一种是走滑断层所控制的砂岩薄值区，砂岩泥质含量高，储层致密，不利成藏；另一种是沟槽区近南北向输送砂体带与晚期近东西向断裂匹配形成的构造-岩性圈闭带，主要分布在gd22-孔南26X1井区(图5)。

4 斜坡控藏机制

前人研究认为，南皮斜坡区孔二段烃源岩条件控制油藏平面分布，沉积储层发育特征控制油藏空间分布，疏导体系控制油藏富集程度及保存条件，相互匹配发育构造油藏、岩性油藏和致密油3类油藏，总体认为生油层系单一，孔二段有效烃源岩控制油气分布[6-10]。

南皮斜坡区发育孔二段泥页岩源岩、古生界煤系源岩，由于2套源岩垂向时空距离较远，前人主要针对“新生新储”、“古生古储”2种成藏类型的成藏匹配关系展开研究，而对于“古生新储”类型的成藏要素匹配较少涉及。

南皮斜坡下伏地层为中生界-古生界，发育石炭-二叠系本溪组、太原组与山西组3套煤系烃源岩，该区有机质丰度较高，生气强度大，生气时间晚，有利于天然气藏的后期保存[11]。YG1井二叠系气层段包裹体分析测定烃类伴生盐水包裹体均一温度为130～139℃，荧光薄片显示石英次生加大边特征(图6)，结合埋藏史分析认为煤系烃源岩成藏系统主成藏期为沙一段沉积时期至明化镇组沉积时期。

高斜坡沙一段沉积时期，煤系地层第二次深埋，孔二段时期控制砂体沉积展布的伸展走滑断裂持续活动沟通源岩，断砂耦合形成古生中储、古生新储成藏系统，主干断层与砂体组合共同控制油气疏导、早断晚衰的次生断层与砂体耦合控制油气聚集。主干断裂切至石炭-二叠系煤系烃源岩，为主要供烃断裂。除走滑断裂外，大部分断裂在沙河街-东营组沉积时期为主活动期(图7)，油源断裂活动期与主成藏期匹配关系好，利于古生新储成藏。WS1-YG2井区走滑断层分段转换带的近东西向断裂系主要为沙河街组早期活动而后期不活动，与煤系烃源岩二次生烃期匹配关系好，且圈闭保存条件好，可形成古生新储油藏，是勘探有利靶区。

中斜坡新生界走滑断层西侧斜坡以古地貌控制为主，断裂活动弱，以孔二段自生自储为主。走滑断层东侧靠近徐西断裂发育乌马营伸展断裂系，断裂体系发育，也具备形成古生新储油藏条件。

通过对髙斜坡区断裂体系、沉积特征、断砂耦合特征的综合研究，认为高、中、低斜坡成藏主控因素具有明显差别。其中髙斜坡具备断砂耦合控藏特征，控制成藏的关键因素为煤系烃源岩供烃断层与断块圈闭构造；中斜坡为自生自储相带控藏特征，控制成藏的主要因素为砂体优势相带与2套烃源岩的分布。按照高、中、低斜坡断裂特征与砂体相带匹配关系，将南皮斜坡划分为3种类型油藏(图8)：高斜坡为煤系油源断裂与断槽砂体“断砂耦合”形成“古生新储”、“古生中储”源上构造-岩性油气藏；中斜坡油源断裂不发育，沟槽带砂体与源岩近源匹配形成岩性油藏；低斜坡为孔二段源储一体的页岩油藏。

5 勘探发现

通过研究，并以沧东凹陷南皮斜坡为例，深入研究了断陷盆地继承性斜坡断砂耦合控藏机制，明确古构造背景控制继承性斜坡内幕构造差异演化，发育双源控烃成藏系统，油源断裂与优势相储层匹配，“断砂耦合”可形成“古生新储”、“新生新储”等多类型油气藏富集。

前期，在孔二段单一油源控制认识的指导下，南皮中斜坡岩性油藏勘探已取得规模发现[12]。近期，通过应用“断砂耦合”、“优势相富集”等控藏理论，认为髙斜坡位于古生界煤系烃源岩系统生气高峰区，且走滑伸展断裂系统持续发育，沟通古生界煤系烃源岩，后期断裂改造形成多个圈闭群，具备走滑型断砂耦合控藏特征，控制成藏的关键因素为煤系烃源岩供烃断层与断块圈闭构造，对油气聚集有利。在南皮高斜坡孔二段ying101X1井获得高产油气，证实南皮斜坡“古生新储”型油藏具备勘探潜力，可作为斜坡区拓展勘探的重点方向。

6 结 论

a.继承性斜坡断裂系统具有持续性发育的特点，主干断层贯穿深层烃源岩层系与浅层储集岩层系，断砂耦合共同控制油气疏导，早断晚衰的次生断层与砂泥组合耦合控制油气聚集。

b.存在多套烃源岩层系的继承性斜坡高、中、低斜坡区发育3类断砂耦合成藏区：高斜坡的单一烃源运移成藏区、中斜坡的双源充注成藏区、低斜坡的源内页岩油气成藏区。

c.存在多套烃源岩层系的继承性斜坡高斜坡区，下伏古老烃源岩层系多次生排烃与持续活动断裂系统断砂耦合成藏，建议通过精细评价断砂耦合运聚系统，实现“古生新储”油气藏勘探突破。