南堡凹陷高柳地区成藏组合调研分析

高钦秋

摘要：本文通过分析前人研究成果，通过总结分析发现，高柳地区油气资源丰富，生储盖组合条件较好，拾场次凹为本地区提供了良好的油气来源，沙三二亚段扇三角洲砂岩为本地区最重要的储层，沙三一亚段底部泥岩、沙三二亚段底部湖相泥岩为区域性盖层，馆陶组泥岩为局部盖层，本地区断层为油气的输送提供了良好的运移通道。综合分析，靠近柏各庄断层的沙三二亚段储层为油气储集的最有利部位。

关键词：烃源岩;盖层;储集层;高柳地区

南堡凹陷位于渤海灣盆地黄骅坳陷之北，其北部与燕山相连，南部和东部与渤海相接，西部与津冀边界的涧河为边，整个构造可以划分为老爷庙构造、北堡构造、高柳构造等多个二级构造带，地质条件复杂，油气储量丰富。

目前，经过多年滚动勘探与开发，陆陆续续发现了很多大型油田，但在勘探实践中发现该地区地质条件复杂，勘探难度大。本文以高柳地区为研究区域，重点分析该地区生储盖组合条件，以期为该地区勘探提供一定借鉴。高柳地区是位于南堡凹陷的东北端，是南堡凹陷内一个受边界断层控制的陆相湖盆，沉积构造特征复杂，由高尚堡构造、柳赞构造和拾场次凹共三个构造单元构成。该地区油气资源丰富，构造复杂，勘探难度大。

一、烃源岩

南堡凹陷是一个典型的陆相淡水湖泊沉积盆地，形成了半深湖深湖相暗色泥岩和油页岩等优质烃源岩，自下而上发育沙三段、沙一段、东三段套烃源岩，油气资源丰富[2]。本地区主要存在两个生油中心，一个是拾场次凹，另一个是柳南次凹。拾场次凹在高柳地区在西北角，受柏各庄断层影响，在沙三段时期强烈沉降，形成了以深湖和半深湖泥岩为主的优质烃源岩，拾场次凹的古近系沙三段、沙一段和东三段三套，分布有大量的有效烃源岩，是本地区最重要的油气来源，在为高柳构造带提供油气来源。柳南次凹在高柳地区南部，受柏各庄断层和高柳断层的共同影响，烃源岩主要位于沙一段和东三段。

根据前人研究，拾场次凹和柳南次凹沙三五亚段烃源岩，东营馆陶时期达到成烃高峰期，东三段开始排烃，明化镇时期为主要排烃期;沙一段—东三段烃源岩，东三段开始排烃，东二段-明化镇时期为主力排烃期[2]。武鲁亚的研究发现，该地区沙三四亚段烃源岩TOC含量高，有机质类型为以II1112型为主，并含有大量的I型有机质，镜质体反射率Ro）介于0.54%-1.2%之间，为优质烃源岩，生烃潜力巨大，油气丰富[3]。

沙三段沉积时期，地层埋深较大约为2900～3000m，温度较高，此时该烃源岩进入生烃门限。在东营组和馆陶组沉积时期，埋深进一步加大，地层温度进一步升高，此时烃源岩生烃达到高峰期，根据前人的研究成果认为，该地区沙三段烃源岩开始排烃的时期为东三段，随着埋深加大温度升高，明化镇组成为主要排烃期，岩性以深灰色、灰黑色泥岩、油页岩为主，属于半深湖-深湖沉积体系，发育Ⅰ型和Ⅱ型干酪根，生烃潜力巨大[2]。

二、储层

本地区沉积时位于凹陷沉积中心，沙河街组厚度较大，东营组地层缺失厚度较薄，东营组由于受到侵蚀和淋滤等作用的影响厚度较薄部分地区缺失。马头营凸起为本地区提供了充足物源，沉积了厚层砂岩，形成了扇三角洲、近岸水下扇和近源、陡坡冲积扇，沉积了大量砂体，形成了良好的储集体。

根据康海涛等人[1]的研究，沙三五亚段为本地区的初始裂陷期，断层强烈下降，产状较陡;沙三四～沙三一亚段为持续裂陷期，构造抬升几首剥蚀，断层活动强烈，;沙三一～东营组时期裂陷逐渐萎缩，西南庄断层和柏各庄断层活动减弱，但是高柳断层却活动强烈。

夏迪[4]结合大量岩心资料、测井资料，并阅读前人研究成果，对高柳地区沙三段各时期沉积及砂体展布特征进行了研究，对该地区沉积演变进行了揭示。通过研究发现，沙三五和沙三四时期该地区湖盆处于初始扩张阶段，水体较浅，砂体主要分布在北部、东北部靠近栢各庄断层底部。沙三三时期湖盆扩张强度变大，断层活动性变强，砂体面积变大延伸至湖盆中心，形成范围较大的扇三角洲沙三二～沙三一时期湖盆沉降变慢，扇三角洲继续增大扩张，但是对于储层有力的砂体主要分布在靠近断层附近。

王友净[5]对高尚堡深层北区沙三段二、三亚段沉积特征与砂体结构进行了详细研究。根据研究，低可容纳空间下和高可容纳空间下，砂体的形态不同。在低可容纳空间下，易发育连通性好的片状砂体;在高可容纳空间下砂体，侧向相变快，砂体不连片。

赵颖等[6]针对高柳地区沙河街组储层进行了地化研究，通过分析，该地区沙河街组储层主要为低孔、低渗—特低渗储层，储层孔隙度在3%—18%之间，渗透率较低。在3250—3800东营组不整合面附近存在一淋滤通道，次生孔隙发育。

根据前人研究，经过总结分析可以得出：（1）由于沙三五亚段断层产状较陡，整体上以湖泊相为主，在水进体系域柳西地区主要是深湖亚相和半深湖亚相，柳中地区则为浅湖亚相，物源主要来自于东部的马头营凸起，但由于构造活动较弱，物源供给不足，仅在柳东地发育小型近岸水下扇，扇体规模较小随着湖平面的相对下降，深湖，半深湖亚相范围有所减小，小型扇三角洲的规模有所增大。整体上这一时期相对湖平面较高，湖底较平坦，发生湖侵，沉积大套泥岩。（2）沙三四～沙三一亚段，由于柏各庄和西南断层活动强烈，扇三角洲不断向湖盆中心推进，由于物源的不断注入，在这个时期扇三角洲不断发育，扇体规模较大，在靠近断层附近，近岸水下扇发育。此时，扇三角洲和近岸水下扇成为研究区最重要的储层。（3）该地区沙河街组储层物性一般，在东营组附近有一淋滤面可以作为油气运输的通道。

三、盖层

盖层可以阻挡油气的垂向运移，对于油藏的形成至关重要。盖层的好坏直接影响油气在储集层中的聚集和保存，良好的盖层具有较高的排替压力，油气难以通过其运移，能起到良好的封闭作用，常见的盖层有泥岩、页岩、蒸发岩和致密灰岩.

针对研究区的盖层，不同的学者研究的结果，大致相同。刘彦君[2]通过研究认为，研究区经历了多次沉积旋回，每期旋回中的湖扩体系域湖相泥岩和高水位体系域三角洲平原相的泥岩段都是很好的区域及局部性盖层。李振鹏[7]认为烃源岩和盖层在可容空间较大、可容空间形成速率较高时，容易形成，该地区沙二及沙一段发育的细粒泥岩可以作为良好的盖层。张敬艺[8]通过研究发现，沙三二亚段顶部发育一套稳定的深湖相泥岩，泥岩厚度150-200米左右，对沙三三亚段油气藏的形成和保存起到区域盖层的作用。范雪松认为除了沙三二亚段之外，沙三四亚段同样为湖泛期，有利于盖层的发育。

根据前人研究，经过总结分析可以得出：研究区经历了多次沉积旋回，每次沉积旋回均会形成部分泥岩，但具有遮挡油气运移的良好盖层，主要是分布在沙三一亚段底部、沙三二亚段底部和馆陶租。不同地区，由于构造作用，沉积中心发生迁移，导致泥岩盖层在不同区带厚度不均。

四、生储盖组合特征

高柳地区沙河街组构造活动可以分为四个阶段，分别为初始裂陷期、快速裂陷期、裂陷萎缩期、坳陷期，分别对应沙三五亚段、沙三四～沙三一亚段、沙一段—东营组和馆陶组。快速裂陷期比较长，断层活动强烈，断层通过性好，油气可以在断层中上下运移，有利于将深部烃源岩形成的油气运移到浅层。

通过分析研究区沙河街组共发育三套生储盖组合。上部生储盖组合以沙三一亚段底部泥岩为区域性盖层，沙三二亚段扇三角洲为主要储集层，油气主要来源于拾场次洼沙烃源岩，属于下生上储型[9];下部生储盖组合以沙三二亚段底部湖相泥岩为区域性盖层，该区域盖层厚度大，盖层封闭性好，拾场次洼内沙三四亚段的油页岩为主要源岩层，沙三三亚段扇三角洲前缘砂体为主要储集层，该储集层砂体粒度较粗，储层物性好，两套生储盖组合主要以断裂作为垂向输导，砂体作为侧向输导;第三套生储盖组合为柳西地区，以馆陶组泥岩为局部盖层，沙一段为储层，油气主要来源于柳南次凹，油气沿高柳断层进入柳赞地区背斜构造，形成含油气构造，此种油气储量少，部分油气容易沿断层向上散失掉。

五、油气预测分析

综合烃源岩、储集层和盖层等信息，本地区主要含油气区应位于靠近柏各庄断层附近的三角洲前缘砂体中，由于储集物性较好，有拾场次凹烃源岩提供充足的油气供应，沙三一亚段可以作为良好的盖层，生储盖组合良好。因此，建议在本地区勘探重點方向应为靠近柏各庄断层附近的沙三二亚段储层。

参考文献：

[1]康海涛，王宏语，樊太亮，等.南堡凹陷高柳地区沙三段构造-层序地层特征[J]岩性油气藏，2015，27（6）：31-32.

[2]刘彦君. 南堡凹陷柳赞区块岩性-地层油气藏预测研究[D].中国地质大学（北京）2008，21-22.

[3].武鲁亚.南堡凹陷高柳地区深层油气成藏条件及主控因素.第八届中国含油气系统与油气藏学术会议.2015

[4]夏迪. 高柳地区沙三段沉积相平面展布特征.[J]勘探开发，2017，1（5）：118.

本文受泰山学院青年教师科研基金项目资助（QN-01-202004）