束鹿凹陷潜山油气成藏主控因素及其成藏模式 *

丹君，范柱国，杨淑华，韩 冰，于 璐， 王永君，王德良，韩天宝，王 帅，魏一冰

(1.昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093；2.中国石油东方地球物理公司研究院 地质研究中心，河北 涿州 072750；3.中国石油东方地球物理公司研究院 库尔勒分院，新疆 库尔勒 841000)

0 引言

潜山油气藏是我国东部断陷盆地中重要的油气藏类型[1-3]，冀中坳陷任丘油田的发现是国内寻找潜山油气藏的重要转机。束鹿凹陷位于冀中坳陷南缘，潜山主要分布于洼槽潜山带、西斜坡潜山构造带、小刘村潜山构造带和新河凸起潜山构造带(残丘山及内幕)[4-6]。自1977年以来，已先后发现荆丘、台家庄、南小陈等潜山油藏。于2011年完钻的JG19井，在变质岩储层中获得了油气勘探突破，日产油6.6 m3。但2014年钻探的JG17井、JG20井和Shu7井均告失败，足以反映潜山油气藏的复杂性。潜山油气藏仍存在一些地质问题需要深入探究，如供油通道和成藏主控因素等。本次研究在分析束鹿凹陷凸起带潜山油气藏构造特征、储集空间、油气来源和运移方向及油气运移通道的基础上，建立了潜山油气成藏模式，以期为凸起带潜山油气勘探提供参考。

近年来，油田公司围绕束鹿凹陷西部斜坡带潜山相关的油气成藏、油藏类型展开了系统研究，确定了束鹿凹陷西部斜坡外带潜山圈闭构造带的巨大勘探潜力，发现了单井效益高的潜山油藏。2017年钻探的JG21x井在奥陶系灰岩试油获得71.9 m3/d的工业油流，随后钻探的JG22x、JG23x井相继获得高产油流，至此打开了冀中坳陷南部潜山勘探新局面。

1 区域地质背景

束鹿凹陷位于冀中坳陷南缘，为前新生界基底上发育的“东断西超”的单断箕状凹陷[7-9](见图1)。20世纪70年代末投入勘探以来，发现的主要含油层系有新近系、古近系、石炭-二叠系、奥陶系，在太古界潜山层段有部分井见到了油气或获得了工业油气流[10-12]。凸起带东侧紧邻生油气洼陷，为潜山油气藏的形成创造了充足的油源条件。

图1 束鹿凹陷北西向三维地震剖面

2 成藏主控因素

2.1 洼槽带潜山油气成藏主控因素

洼中隆潜山的控藏关键为储层纵向发育深度，而储层发育厚度决定了油气充注的高度。该区带潜山油源条件十分充足，潜山地层和沙三下段的烃源岩被荆丘断裂和台家庄断裂导通，油气沿这两条断裂垂向运移至潜山，形成了良好的油气成藏条件。其上覆的石炭-二叠地层底部发育的铝土质泥岩可以为潜山提供良好的区域性盖层，而沙三下段发育的烃源岩直接覆盖于石炭-二叠地层之上，为盖层的可靠性提供了又一保障。

洼槽区的潜山地层作为洼槽中的较高部位，是该区带潜山地层油气运移和聚集的最终场所，圈闭成藏的可能性很高。奥陶系发育海相碳酸盐岩沉积，是该潜山油藏的主要产层。其中峰峰组地层岩性以深灰色、灰褐色白云岩夹灰色泥质云岩为主，上马家沟组的岩性以褐色白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩为主[13-14]。储层发育一些溶蚀孔洞，晶间微孔，台家庄潜山平均有效孔隙度为6.6%；荆丘潜山孔隙度为6.05%，岩心有效孔洞缝面孔率小，表现为低孔低渗的储集特征。潜山裂缝比较发育，为孔隙裂缝性储层，其中上马家沟组和峰峰组的地层最发育，共计81条，占裂缝总数的81%，为本区的主要储层(见图2)。据对钻井JG1、JG1-1井的统计，台家庄潜山在4 250 m以上储地比为31.29%，以下储地比为6.97%，该潜山具有统一油水界面，亦为4 250 m；荆丘潜山亦具有统一油水界面，为4 830 m，油柱高度230 m。因此，该区带储层发育厚度决定了潜山油气充注的高度。

图2 岩性构造特征

2.2 斜坡带潜山油气成藏主控因素

斜坡带潜山油气成藏主要受不整合面上的西北构造脊和北东向断裂复合控制，结合其优越的盖层条件，经过初次油气运移后沿不整合面向两套地层运移，最终向上在第三系地层汇聚，向下在潜山地层成藏。束鹿凹陷Tg地震反射层不整合面上的4个脊状构造对成藏起到了关键作用，其内部均发育四五个小的构造脊，沿宁晋凸起向上收敛，是重要的油气运移通道。此外，潜山地层和不整合面通道由一组顺向断裂相连，同样形成了优良的导油通道。在连片数据体上通过精细解释，识别出大量潜山内幕断层；老井精细标定也证实，束鹿西斜坡发育冲蚀沟槽，沟脊相对形成封闭潜山，第三系地层充填沟槽内，形成侧向封堵。因此，往往发育断距不大的断层受后期冲蚀作用后发育横向遮挡的断鼻潜山圈闭。不整合面发育的构造脊一方面是油气运移的优势通道，又是圈闭发育的有利区带，断层发育所提供的侧向封堵条件是斜坡带潜山油气成藏的主要控制因素。

2.3 凸起带潜山油气成藏主控因素

凸起带潜山受其成藏模式的差异及分布区带不同的影响，其成藏的主控因素也有所差异。从新河凸起的以往潜山钻探实践分析，洼边隆断垒山潜山和侵蚀残丘山控藏主要因素为潜山顶面的盖层条件。这两类潜山顶均被馆陶组底部砂砾岩覆盖，其盖层条件较差。对于宁晋凸起，发育的残丘潜山油气横向运移是成藏的基础，由于宁晋凸起远离束鹿凹陷生烃洼槽，油气能长距离运移至此是该类潜山成藏的重要条件；此外，该区带残丘山上伏地层为馆陶组地层，以河流相砾岩沉积为主，物性较好，盖层条件相对较差，而盖层条件亦是该类潜山成藏的关键。因此，位于优势运移通道重要指向和盖层发育较好的凸起区带是油气成藏的有利区带。对于潜山内幕控藏关键因素为储盖组合的有效性，以新河断层北部He5井潜山内幕圈闭为例，油气可沿断面运移，特别是烃源与五台群、甘陶河群内幕储层直接接触，可直接向其内幕圈闭供油。控藏关键因素在于潜山内幕储盖组合是否有效，该潜山内幕储盖组合是以五台群和甘陶群不整合面上下的变质岩内幕裂缝带为储层、以上下致密层为封盖层组成的储盖组合。

3 成藏模式

潜山油气藏在洼槽构造带、斜坡构造带以及凸起构造带均有分布。不同构造带其构造发育演化特征及地层沉积展布特征不同，因此其油气成藏特征及其主控因素也不同。本文对潜山油气成藏进行了分区分带分类研究与总结。

3.1 洼槽带潜山油气成藏模式

束鹿凹陷整体上受继承性活动的二级断层控制，凹陷的中心区域形成低构造隆起(台家庄、荆丘等地)，潜山岩性以寒武系、奥陶系碳酸盐岩为主，上覆盖层为石炭-二叠系泥岩层与沙三段砂泥岩层[15]。储层与沙三下亚段直接对接捕获油气形成断块潜山油藏(见图3)。

图3 断块潜山成藏模式

3.2 斜坡带潜山油气成藏模式

斜坡带主要发育有3种成藏模式(见图4)：①新生侧运-古储新盖的顶超削截楔状潜山成藏模式(J7井)；②新生侧运-古储新盖新堵的断阶断块潜山成藏模式(JG6井)；③新生侧运-古储新盖新堵的断槽冲蚀潜山成藏模式(JG14-1x井)。其中斜坡中内带的断阶断块山盖层一般为沙河街组地层，岩性较细，封盖条件较好，成藏条件优越。对于断槽冲蚀潜山成藏模式是由于断层诱导产生冲蚀沟槽而形成的潜山圈闭，断槽冲蚀沉积滞留的砾岩体，当砾岩体致密时，亦可成藏(JG14-1x井)。

图4 斜坡带潜山油气成藏模式

3.3 凸起带潜山油气成藏模式

根据其圈闭类型及其成藏特征，主要分为3种成藏模式(见图5)：①凹边隆断垒山成藏模式；②变质岩地层不整合层状内幕山成藏模式；③侵蚀残丘山成藏模式。发育在新河凸起的凹边隆断垒山成藏模式油气沿新河断层直接进入潜山，成藏条件较为优越，并且在新河凸起南段钻探的JG19井已获得突破。变质岩地层不整合层状内幕山成藏模式是凸起的基岩内幕发育地层不整合面存在裂缝发育段，具备形成层状裂缝内幕山圈闭条件。侵蚀残丘山成藏模式在新河凸起带是油气沿新河断层垂向运移至潜山地层，在宁晋凸起带该成藏模式是油气沿束鹿西斜坡基底不整合面运移至宁晋凸起带进入潜山地层，再沿不整合面向潜山高部位聚集，离烃源区近且运移通道具有优势的圈闭将优先捕集油气并成藏。

图5 凸起带潜山油气成藏模式

4 结论

a.束鹿凹陷内洼槽带潜山成藏由荆丘断裂和台家庄断裂作为油气运移通道，以石炭-二叠和沙三下段地层为盖层，形成断块潜山成藏模式；斜坡带内西北向构造脊和北东向断裂为油气运移的通道和侧向封堵条件，形成新生侧运-古储新盖的顶超削截楔状潜山成藏模式、新生侧运-古储新盖新堵的断阶断块潜山成藏模式、新生侧运-古储新盖新堵的断槽冲蚀潜山成藏模式；凸起带上覆盖层潜山内幕储盖组合是否有效为能否成藏的关键，主要为凹边隆断垒山成藏模式、变质岩地层不整合层状内幕山成藏模式、侵蚀残丘山成藏模式。

b.成藏条件最为有利的研究区为洼槽带的洼中隆潜山，具有优越的油源条件、运聚条件和盖层条件；其次为斜坡带，该区带主要发育断层控山断块圈闭和沟槽控山断槽山圈闭，致密砾岩充填断槽可以起到很好的横向遮挡作用。由于离烃源岩较远，油源条件对凸起带潜山成藏有至关重要的作用，且上覆地层主要为馆陶组底部砂砾岩，盖层条件差，凸起带成藏相对于其他区带不利。