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临南洼陷沙三段隐蔽油藏形成与分布的差异性

2014-09-10孙远锋

长江大学学报(自科版) 2014年10期
关键词:洼陷三角洲前缘

孙远锋

(中石化胜利油田分公司地质科学研究院,山东 东营 257000)

临南洼陷是惠民凹陷的主要生烃洼陷,已发现临盘、商河、玉皇庙、临南和曲堤5个油气田,累计探明石油地质储量3.3×108t,其中岩性类油藏仅占15%,说明隐蔽油藏具有较大的勘探潜力。临南洼陷沙三段(Es3)是主力烃源岩发育层段,该层系油藏类型丰富,是当前的主要勘探目的层系。为此,笔者临南洼陷Es3隐蔽油藏形成与分布的差异性进行了研究,旨在为该地区的油气勘探提供指导。

1 Es3层序地层演化规律

图1 临南洼陷Es3沉积体系与主要断裂匹配关系图

图2 临南洼陷Es3层序地层剖面图

Es3沉积时期,围绕临南洼陷发育4大三角洲物源体系,即西北部的盘河三角洲、西南部的双丰三角洲、东南部的江家店-瓦屋三角洲和北部的基山三角洲(见图1)。除基山三角洲仅在沙三中亚段发育外,其余三角洲体系均在Es3继承性发育。4大物源体系在时空展布规律上差异明显,进而控制了砂体类型发育的多样性。

2 不同沉积模式的控砂机制

根据古地形坡度的不同,该地区的4大三角洲沉积体系可归纳为同沉积断坡和稳定缓坡2种沉积模式。

1)同沉积断坡 该沉积模式主要表现在以临商断裂和夏口断裂为主导的同沉积断层下降盘,由断层的幕式活动引发幕式沉降,从而形成陡坡断崖,并产生可容空间,沉积物主要在断层下降盘卸载,上升盘多为过路通道。此时湖岸线多在断层附近波动,水体相对稳定,水动力条件较弱,沉积方式以河控为主。该模式下的砂体类型主要为三角洲前缘亚相的水下分流河道、河口坝及远砂坝砂体,且多在同沉积断裂带前方的次级断坡之下发育滑塌浊积岩。图1中盘河三角洲和江家店-瓦屋三角洲属于该沉积模式。

2)稳定缓坡模式 该沉积模式主要发育在洼陷西南部,该地区古地形为一大型开阔缓坡,坡度0.5~10°左右,与同沉积断坡最显著的区别是湖岸线受沉积坡折控制,坡度缓,浅水范围广,三角洲平原向前缘过渡相带宽度大、范围广。随着水平面的升降,湖岸线波动频繁,受河流和波浪双重作用控制,水动力条件较强。例如,双丰三角洲的优势砂体类型以平原亚相的河道砂体为主,前缘亚相多被波浪所改造,以成分成熟度和结构成熟度较高的席状砂体残留为特点,河口坝砂体不发育。

此外,基山三角洲的沉积特点介于上述2种沉积模式之间,其以临商断裂带为界,断裂带以北为稳定缓坡,主要发育三角洲平原亚相的河道砂体。断裂带以南则发育多个同沉积断坡。受此控制,砂体类型以三角洲前缘亚相河口坝砂体和滑塌浊积岩为主。

3 断裂控制作用的差异性

临南洼陷在第三纪右旋张扭应力场[4-7]的作用下,形成以北东-近东西向为主的断裂构造格局,发育大量延伸距离远、活动期长、强度大的二、三级断裂,并在二、三级断裂的走向转折端派生出大量呈雁列分布的次级断层,这些断层对圈闭形成及油气运移具有重要控制作用。

1)断裂规模决定隐蔽圈闭的类型 断层与砂体二者相匹配可形成多种隐蔽圈闭类型,具体形成何种类型的圈闭,与断层规模(包括断距、延伸距离)和砂体规模(厚度、延伸方向)的耦合密切相关,断层规模越大,其切割、遮挡砂体的能力越强。三角洲前缘朵叶状砂体在向前推进过程中,侧向上受到河道的摆动作用,砂体交错叠置,互不连通,而向物源方向一侧砂体连通性好。此时若受垂直于物源方向的大断层切割可形成上倾方向受断层遮挡、侧向砂体尖灭的构造-岩性圈闭。临南洼陷发育的三级断裂带均具备上述条件,如双丰三角洲由西南向东北推进,与近东西向的营子街断层匹配,在其下降盘形成该类型圈闭;江家店-瓦屋三角洲由东南向西北推进,与北东东向的玉皇庙断层匹配,在其下降盘亦形成该类型圈闭;盘河三角洲自西北向东南推进,前缘砂体推进至夏103井区,受孟寺断层切割,在其上升盘形成该类型圈闭。基山三角洲沿临商结合部洼槽向南推进,东、西两翼砂体分别向盘河构造和商河构造上倾尖灭,受东西向展布的断层切割形成阶梯状分布的构造-岩性圈闭。当断层规模较小时,不能对厚度较大的前缘砂体形成有效遮挡。河道砂体则不然,其纵向上表现为砂泥互层、厚度薄和多层叠置,横向上表现为变化快、互不连通,因受小型低级序断层切割遮挡而形成岩性-构造圈闭。该类型圈闭主要在河道砂体较为发育的洼陷缓坡带分布。另外,断层同沉积作用下形成的古地形洼地是浊积砂体发育的最佳部位。

2)断裂的活动性决定油气运移的主要方向 二、三级断裂切割深度大,且沟通源储,其在油气生排烃期内活动与否决定了油气的主要运移方向。洼陷北部的临商断裂带活动时期持续至馆陶期以后,与成藏期(馆陶组)匹配关系好,为油气向浅部运移提供了通道,纵向上与浅部层系砂体组合构成多个油气输导网,并形成多个含油层系,如盘河地区的Es3至馆陶组均已发现油藏。与之相反,在洼陷南部缓坡带发育的营子街、玉皇庙断层及大多数四级断层的活动时期均在Es1之前便停止活动,在成藏期可视为静止,其垂向输导能力较差,油气以沿骨架砂体呈侧向运移为主。目前临南油田所发现的油藏主要集中在沙三段内部,也印证了上述观点。

4 隐蔽油藏的分布规律

分析多样的砂体类型与各级别断层的配置关系,发现该地区发育的隐蔽油藏类型主要包括以下类型:

1)不受断层控制的浊积岩、席状砂岩性油藏 浊积岩油藏主要分布在洼陷带的临邑、营子街和江家店北部3个深洼区,以S547、J5和X94井为代表,席状砂油藏分布在缓坡带的营子街断层上升盘,以J503井为代表。

2)受大型二、三级断层控制的断层切前缘砂体构造-岩性油藏 主要沿营子街、玉皇庙断层下降盘和孟寺断层上升盘及临商断阶带分布,以JX2、S641井为代表。

3)受派生小断层切割三角洲平原河道砂体形成的岩性-构造油藏 主要在缓坡带双丰至营子街之间一带发育,以J401井为代表。

5 结论

1)临南洼陷沙三段具有多旋回、多物源的沉积特点,发育了多种隐蔽砂体类型。纵向上,浊积岩主要分布在C2、C3层序中,三角洲砂体主要分布在C1、C4层序中;横向上,受控于沉积模式的不同,各物源体系的优势砂体类型有所差异。

2)双丰三角洲以平原亚相河道砂体和前缘亚相席状砂体为主,江家店瓦屋和盘河三角洲以前缘亚相河口坝和水下分流河道砂体为主,基山三角洲介于二者之间。

3)受不同级别断层切割遮挡的控制,形成了浊积岩和席状砂岩性油藏、断层切前缘砂体构造-岩性油藏及断层切河道砂体岩性-构造油藏3种隐蔽油藏类型。其中,浊积岩油藏主要分布在洼陷带的3个深洼区,席状砂油藏分布在洼陷缓坡带的双丰体系中;断层切前缘砂体油藏主要沿三级断裂带分布;断层切河道砂体油藏受低级序断层控制,主要在缓坡带发育。上述油藏类型已被钻井所揭示,是该研究区隐蔽油气藏勘探的重点增储领域。

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