孤北低潜山负反转构造及成藏特征研究

2013-10-27陈旭辉中石化胜利油田分公司地质科学研究院山东东营257015

长江大学学报(自科版) 2013年10期

陈旭辉 (中石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营 257015)

孤北低潜山负反转构造及成藏特征研究

陈旭辉 (中石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营 257015)

孤北低潜山是胜利油田主要的含油气潜山之一。对孤北低潜山负反转构造及成藏特征进行了研究。结果表明，孤北低潜山经历了印支期挤压逆断、燕山期拉张断陷、燕山-喜山早期挤压转拉张的构造演化；孤北低潜山处于渤南、孤北2大生油气洼陷之间，具有充足的气源条件；下古生界风化壳碳酸盐岩储层和上古生界砂岩储层提供了良好的储层条件，而中生界煤系地层及孝妇河段底部分布稳定的暗色泥岩是2套良好的区域性盖层；第1排山和第2排山下古生界地层强烈褶皱,抬升剥蚀，风化壳储层发育，并位于构造高部位，是油气富集的有利区带。

孤北低潜山；反转构造；成藏特征

孤北低潜山位于济阳坳陷的沾化凹陷中部，北以埕南、埕东断层与埕东凸起相连,南以孤北断层与孤岛凸起相隔，西以孤西断层与渤南洼陷相连，向东缓坡过渡至孤北洼陷,勘探面积约200km2。孤北低潜山负反转构造发育在第1排山和第2排山，孤北低潜山负反转构造带上渤古4井、渤古401等多口井在下古生界风化壳储层当中发现了高气油比的油气藏,展示了较大的勘探潜力。下面，笔者对孤北低潜山负反转构造及成藏特征进行研究。

1 构造特征及演化

1.1构造特征

图1 孤北地区下古生界顶面构造图

孤北低潜山西以孤西断层、北以埕南-埕东断层、南以孤北断层为界,向东倾没于孤北洼陷。边界断层由于活动时期长、定型晚,其升降程度的差异决定了潜山产状。在下古生界顶面构造图上(见图1)，整体上为受孤西断层、埕南断层和孤北断层控制形成的南倾鼻状断块构造，主要发育北西向和南北向2组断层，把孤北潜山切割成4排山，内部被一些近东西向断层分割,4排山中第2排山最高。

1.2构造演化

孤北低潜山经历了印支期挤压逆断、燕山期拉张断陷、燕山-喜山早期挤压转拉张的构造演化阶段而基本定型[1]。早在加里东初期, 孤北低潜山与华北地台大体一致,属于稳定地台型的海相沉积,自早寒武系至奥陶系沉积了巨厚的碳酸盐岩。加里东构造晚期-海西构造早期,于奥陶系之后华北地台整体抬升,长期遭受剥蚀。至海西构造运动后期,由于多次海进和海退,造成了石炭系的海陆交互相沉积。华北地台运动形式主要是振荡运动,所以古生代原始沉积地层为较稳定的水平展布(见图2)。

注：Ng为馆陶组；Mz为中生界；Es1、Es2、Es3和Es4分别为沙一段、沙二段、沙三段和沙四段；C-P为石炭-二叠系；Art为太古界；∈-O为寒武-奥陶系；T1+2为早三叠统-中三叠统；Ek为孔店组；K1为早白垩统；J1为早侏罗统；T3为晚三叠统。

印支期扬子板块向北俯冲,与华北板块相碰撞,该时期受北北西向的左旋剪切应力的作用,制约孤北低潜山中古生代构造的形成和演化。在印支中、后期的挤压运动的继续作用下, 孤北低潜山褶皱强裂,发生了抬升、剥蚀、挤压、褶皱和逆断运动,形成了一系列北西走向逆冲断层，最终构成孤西断裂。

燕山期,扬子板块与华北板块的碰撞结束,郯庐断裂带也由中生代早期的左行挤压转为右行剪切拉张,使得印支期挤压逆冲断层发生负反转而成为正断层。喜山期,受郯庐断裂右旋走滑构造运动影响，在区域扭张应力的作用下，形成了一系列北东向、近东西向拉张断层。由于边界大断层继承性活动,最终形成孤北低潜山。

1.3负反转构造分析

孤北低潜山负反转构造发育在第1排山和第2排山，印支期的挤压作用使得下古生界地层强烈褶皱、抬升剥蚀，受喜山期的拉张作用形成负反转构造。其中第1排山的渤古1井钻遇下古生界地层倒转重复，上古生界地层剥蚀严重，后期在拉张力的作用下反转下降沉积了大套中生界地层。第2排山的渤古403井在下古生界钻遇地层重复，并在地震剖面上第2排山的下古生界地层有逆冲现象(见图3)，渤古403井区逆冲现象明显，往南和往北逐渐减弱，并在南部的孤古22井区表现为正断层，这主要是在后期的拉张力作用下发生反转而表现出正断层，从而形成构造高处地层厚、构造低处地层薄的负向结构。这种逆冲断裂对孤北低潜山的油气分布起到了一定的控制作用。

注：Tg2为下古生界的底面；Tg1为上古生界的底面;Tg为中生界的底面；Tr为中生界的顶面；T6为沙三段的底面。

2 成藏条件

2.1气源条件

孤北低潜山处于渤南、孤北2大生油气洼陷之间，渤南洼陷沙河街组沙三段、沙四段油页岩、泥岩等烃源岩直接通过断层和不整合面提供油气源外[2-3]，孤北中生界及上古生界煤系地层均比较发育，也可提供煤成气的气源[4-6]，这3套主要油气源为孤北低潜山油气成藏提供了丰富的物质基础。钻探实践表明，孤北低潜山负反转构造带上渤古4井、渤古401井等多口井在下古生界风化壳储层当中发现了高气油比的油气藏，另外在义132井、孤北古2井、义134井中发现了煤成气和油型气的混合油气藏。

2.2储层条件

1)下古生界风化壳碳酸盐岩储层该储层主要受加里东构造晚期-海西构造早期构造抬升运动的影响，在下古生界顶面生成次生孔、洞，孔、洞发育带的厚度约100～250m，此外后期的断层活动对储层起到了非常强烈的改造作用，使裂缝发育，提高了储层的连通性。

2)上古生界砂岩储层上古生界砂岩储层主要为二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组的石英砂岩，但负反转构造带上石千峰组全部被剥蚀[7]。山西组和下石盒子组为三角洲沉积，其储层主要是三角洲平原分流河道砂岩体和三角洲前缘河口坝砂岩体。岩性组合为中砂岩与细砂岩、粉砂岩互层，砂岩厚度中等，一般为3～7m，砂岩粒度显示为正旋回韵律。上石盒子组-石千峰组下部为曲流河沉积，岩性组合为下部粗-中砂岩、上部细砂岩和粉砂岩，孔隙度为5.0%，渗透率一般为0.62×10-3μm2，最大可达1.41×10-3μm2。整体上，石炭二叠储层埋深大，压实、胶结(主要为石英次生加大)等成岩作用强烈，储层物性较差。原生孔隙不发育，而以次生孔隙为主。孔隙度一般为4%～10%，渗透率为(0.1～70)×10-3μm2。

2.3盖层条件

孤北低潜山二叠系上覆的中生界煤系地层及孝妇河段底部分布稳定的暗色泥岩是2套良好的区域性盖层，特别是中生界的煤系地层为其下伏的油气成藏起到了良好的封盖作用。另外，石炭二叠系内部的煤系地层既可以作为源岩，又可以作为直接盖层。

2.4油气藏类型

孤北低潜山油气藏类型的分布受油气源、运移方式控制，其西部沙河街组生产的油气通过断层、不整合面向中、古生界层系运移，形成不整合、潜山内幕油气藏；东部上古生界生成的气主要沿断层或直接向上扩散，在有效储层中成藏，形成构造-岩性气藏。