束鹿凹陷西斜坡中部成藏因素分析

李冬梅，戴明建，于兴河，李胜利

(1.北京温菲尔德石油技术开发有限公司，北京 100191;2.中国地质大学，北京 100083)

束鹿凹陷西斜坡中部成藏因素分析

李冬梅1，戴明建2，于兴河2，李胜利2

(1.北京温菲尔德石油技术开发有限公司，北京 100191;2.中国地质大学，北京 100083)

束鹿凹陷存在多种圈闭类型的油藏，由于岩性复杂、断层发育等因素，导致凹陷内油气成藏规律性差异很大，需要进一步认识成藏主控条件。综合利用地震、钻井、测井、地质及地球化学等资料，研究区内烃源岩分布规律和断层系统的发育特征，进一步总结了断层与烃源岩的空间配置关系对区内油气成藏的控制作用。其中，晋105、晋95、晋93以及晋94断块油气成藏均受控于断层与烃源岩的空间配置关系。研究断层与烃源岩的空间配置关系，对区内可能发育的有利油气区带进行预测，为研究区勘探开发提供了有利的方向。

油藏;圈闭;烃源岩;成藏因素;束鹿凹陷

引 言

束鹿凹陷自1976年钻探以来，相继在西斜坡中部的沙二、沙三段发现了以晋93、晋95、晋94、晋105断块为代表的砂岩油藏，以晋116x井、晋98x井为代表的角砾岩、泥灰岩岩性油藏，是目前束鹿凹陷西斜坡勘探较为成熟的地区，各种勘探开发资料丰富，油藏地质研究成果较多。但是，勘探实践表明，该区油藏圈闭类型众多，成藏与圈闭关系复杂，现有的研究认识难以满足油田进一步勘探开发需求。因此，需要对研究区内油藏的成藏机理进行深入研究和再认识，科学地预测出有利的油气成藏区。根据研究区现有资料及成果，本文重点研究了断层与烃源岩空间配置关系及其对成藏的约束或控制作用，为油气成藏有利区带预测提供科学依据。

1 烃源岩空间分布

束鹿凹陷烃源岩在沙一、沙三段均有发育，厚度达200～600 m，生油高峰期为馆陶组中期—平原组时期。其中，沙一段烃源岩的岩性以灰色泥岩、页岩、泥灰岩、生物灰岩为主，有机碳含量为0.44%，氯仿沥青“A”含量为0.0439%，总烃含量为126 μg/g，生烃能力较差，层位较浅，属于未熟烃源岩，源岩等级为较差;沙三段烃源岩以泥岩、泥灰岩为主，有机碳含量为0.45%，氯仿沥青“A”含量为0.0619%，总烃含量为249 μg/g，生烃能力中等—好，属于成熟烃源岩。其中，泥灰岩的排烃系数为0.4，聚集系数为0.2，氯仿沥青“A”含量为0.18%，部分达到优质烃源岩级别，为研究区主要烃源岩层。研究区内干酪根为Ⅱ型和Ⅲ型，以Ⅲ型为主，生烃门限温度达101℃，区内烃源岩有机质生烃门限深度为 2 800 m［1］。

利用烃源岩的地化分析资料(晋97、晋98、晋116x等井)与电阻率和声波测井响应，建立了烃源岩测井ΔlgR评价模型［2］，对西斜坡的沙河街组主要烃源岩发育进行了测井分析。根据秦建中等人烃源岩划分标准［3］，通过烃源岩测井处理解释对烃源岩质量进行分类评价，对分类厚度进行统计，获得了束鹿凹陷中等—较好烃源岩厚度分布(图1)。

研究表明，研究区沉积主要发生在斜坡形成的沉降过程中，随着斜坡倾角逐渐增大，断层活动明显，沉积后期断裂活动强烈，早、中期以超覆沉积为主，晚期以退覆沉积为主，顶部剥蚀作用较强，泥岩沉积与烃源岩关系密切，其空间分布特征与优质烃源岩大体上一致［4］。研究区斜坡带的烃源岩主要发育于斜坡带中南部，且以中部为主，整体上表现为斜坡底部(斜坡内带)烃源岩沉积厚度大，靠近斜坡顶部(斜坡外带)烃源岩厚度较薄。从方位上看，研究区内的东南部中等—较好烃源岩最厚，生油能力最强，主要分布在3 000 m以下，超过了有机质生烃门限深度，具有良好的生烃能力。

图1 束鹿凹陷西斜坡中等—较好烃源岩分布

2 断层发育特征

地震与钻测井资料的断层解释结果显示，研究区断层全部为拉张性正断层。主要发育顺向断层和逆向断层2种类型，顺向断层断裂面与斜坡倾向一致，逆向断层断裂面与斜坡面接近垂直。断层走向主要为NE—SW，调整断层显示不同的扭转走向，局部近E—W。

研究区主要顺向断层有2条，有逆向断层5～7条。断层长度为0.6～20.0 km，断距为10～150 m，断裂深度受区域构造控制。斜坡内带区断层深度较大，可断裂至烃源岩地层;外带区断层深度较小，最深断至不整合面附近。从整体上分析，研究区断层发育呈现复杂的网状特征，受其控制的断块规模普遍偏小，面积为0.5～11.8 km2。依据地震和测井资料对研究区断层、断块进行参数统计(表1)，显示了研究区断层复杂，规模较小等特点。

为了进一步认识研究区断层发育特征，通过对过井、邻井投影剖面油藏发育与断层发育关系的研究(图2)，认为3条规模较大的断层分别断至烃源岩层，发育于馆陶时期的喜山II幕构造运动时期，活动剧烈，断裂发育，烃源岩达到成熟期。进一步通过油源对比以及油品资料分析，证实研究区油气藏的油气来源主要来自于沙三段烃源岩，油气在生烃高峰期沿着活动的断层垂向上运移，依靠侧向不同岩性对接封堵［5］及顶部封盖，成藏于断块的脊部。如晋95断块油藏，顺向断层与反向断层的上盘派生的补偿断层使得油气运移方向分流，为补偿断层断块油藏的形成提供了条件，如晋93断块﹑晋94断块油藏。

表1 束鹿凹陷中部典型断块断层参数

图2 束鹿西斜坡中部断层与油藏发育特征关系

3 源－断配置成藏分析与有利区带预测

在油气成藏的生、储、盖、运、圈、保6大要素中，各要素的合理配置是形成油气藏特别是大油气藏的关键［6］。其中，烃源岩规模及有机质丰度、成熟度是决定生烃量的关键要素，运移通道是油气成藏的基本条件，在成藏分析中必须加以重点研究。束鹿凹陷西斜坡中部油藏勘探开发的成果表明，油藏分布以反向正断层控油为主，断层断距较小，断层两侧储层发育，圈闭面积小、幅度低，含油宽度窄，纵向上形成多套油层，靠近斜坡外带的顺向断层控油的油藏很少，这主要取决于断层发育区域与烃源岩的丰度关系，馆陶时期发育的断至烃源岩层的断层形成了油气运移的主要通道——油源断层，不同于反向断块在顺向断块上盘钻录井显示油气活跃，但缺少实际的油气层，在油气成藏中主要起到沟通储层与烃源岩的疏导作用。在发育油源断层的厚层烃源岩区域，所形成的油气藏含油面积较大，如晋95断块油藏。

油藏形成受烃源岩和断层空间上的配置关系影响，同时，时间上的配置关系也同样控制了油气藏的形成，与油气沿着油源断层的垂向运移能力、油源充足程度、断层开启与封闭等多种因素有关［7－10］。从研究区地层纵剖面上来看，断层与油藏发育关系显示了断层控油的特征，同时也显示了断层与地层不整合对油气的输导作用。其中，油源断层是主要的疏导层，形成了以沙二、沙三段为主的晋95、晋93、晋94、晋105等多个断块油藏，主要烃源岩发育于研究区中部，充足的油源供给通过油源断层输导在斜坡上倾部位紧邻烃源岩区聚集成藏，形成构造油藏，如晋95、晋105、晋93以及晋94断块油藏。而岩性油气藏(如晋古7、晋116x、晋98x等井)远离烃源岩，缺乏油源断层输导，圈闭成藏效果明显变差(图2、3)。综合分析认为，研究区油气成藏的主控因素是烃源岩分布与油源断层的配置关系。

图3 束鹿西斜坡中部油藏类型分布

根据烃源岩分布与油源断层的配置关系，在沉积层序分析的基础上，结合断层发育特征，分析储层、圈闭的发育情况，指出研究区的有利成藏区为斜坡外带的Es2—Es3地层，其中，内带地区以Es3下为主要成藏区。

4 结论

(1)研究区烃源岩主要发育在斜坡中部的缓坡内带。

(2)斜坡带上发育的顺向、反向断层与烃源岩断层的空间关系决定了油气输导和油气成藏。

(3)油源断层以顺向断层为主，可发育多期次油气运移，反向油源断层易于形成油气圈闭的有效侧向遮挡层，控制了形成油气藏的有利区带的展布。

(4)烃源岩与断层发育的有利配置关系是断层切割烃源岩，其中，断层距离烃源岩生烃中心区域越近越有利于形成油藏。据此可以预测研究区外带和内带多个潜力油藏区域，为研究区油气勘探开发提供了有利钻井目标区。

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Analysis of hydrocarbon accumulation factors in the middle of west slope of Shulu depression

LI Dong － mei1，DAI Ming － jian2，YU Xing － he2，LI Sheng － li2
(1．Winfield Oil Services Ltd．，Beijing100191，China;2．China University of Geosciences，Beijing，100083，China)

Reservoirs with different kinds of traps exist in Shulu depression and the hydrocarbon accumulation patterns differ greatly within the depression due to complicated lithology and well－developed faults，so the major control conditions of the accumulations need further understanding．This paper comprehensively used the seismic，drilling，logging，geologic and geochemical data，investigated the distribution patterns of the source rocks and the development features of fault systems in the study area，and summarized the control function of the spatial configuration between faults and source rocks on the hydrocarbon accumulations in the area．The hydrocarbon accumulations in fault block Jin105，Jin95，Jin93 and Jin94 are all controlled by the spatial configuration between faults and source rocks．The investigation of the spatial configuration between faults and source rocks could predict the potential favorable oil and gas zones and provide guidance for the exploration and development of the study area．

reservoir;trap;hydrocarbon source rock;hydrocarbon accumulation factor;Shulu depression

TE122.3

A

1006－6535(2012)01－0031－03

20110407;改回日期20110426

国家自然科学基金“陆相湖盆斜坡带顺坡流与沿坡流相互作用机理及沉积构型响应”(41072084)

李冬梅(1972－)，女，工程师，1995年毕业于西南石油大学矿产地球物理专业，2010年毕业于中国地质大学(北京)资源勘查工程专业，获博士学位，现主要从事石油地质综合研究工作。

编辑 黄华彪