沧东凹陷南皮斜坡孔二段沉积特征与油气勘探

周立宏，蒲秀刚，韩文中，陈长伟，张 伟，林常梅，柳 飒

（1.中国石油大港油田公司 勘探开发研究院，天津300280；2.中国石油大港油田公司 勘探事业部，天津300280）

沧东凹陷是大港探区第二大富油气凹陷，经历50余年勘探开发，构造带主体勘探程度高，规模性油气藏的发现越来越难，岩性地层油气藏及非常规油气勘探是当前乃至今后增储上产的重要领域。古近系孔店组第二段（简称“孔二段”，Ek2）是沧东凹陷最重要的烃源岩层，具有烃源岩厚度大、有机质类型好、丰度高、演化程度高的特点［1］，具备岩性地层油气藏及非常规油气大面积聚集的有利条件。新一轮构造研究表明，沧东凹陷发育南皮斜坡、孔东斜坡及孔西斜坡3大斜坡构造［2］。南皮斜坡作为继承性发育的大型缓坡，由于构造条件优越，埋藏适中，源储匹配良好，越来越受到重视。

1 沉积背景

南皮斜坡位于沧东凹陷南部，东为徐黑凸起，西为沧县隆起，南邻东光凸起，是沧东凹陷最重要的斜坡构造单元之一。凹陷呈北东走向，长58 km，宽19km，面积约为1 030km2［3－5］，最大沉积厚度约500m。

构造及古地貌图件均揭示南皮斜坡为继承性发育的斜坡，即现今埋藏最深处与地层厚度中心基本一致，处于南皮斜坡中部，沿kn11井、w14井一带向北东向展布，地层向西、向南及向东呈逐渐减薄的趋势明显（图1）。

沿盆地轴向地震剖面揭示南皮斜坡为一个典型的挠曲斜坡，坡折、坡脚结构明显（图2）。坡折带平面上呈环带状分布，位于y21、kn6、wushen1、wu26等井一带，坡折带以上地层减薄尖灭，坡折带以下地层增厚趋势明显。

2 沉积特征

2.1 主要沉积相类型

古地貌、地震、钻测井、岩心、薄片等资料综合分析表明，南皮斜坡孔二段主要发育辫状河三角洲、远岸水下扇等沉积相类型。高斜坡主要发育辫状河三角洲平原－辫状河三角洲前缘；中斜坡发育辫状河三角洲前缘主体；低斜坡为半深湖沉积，主要发育辫状河三角洲前缘远端－远岸水下扇沉积。

2.1.1 高斜坡沉积特征

高斜坡紧邻东光凸起，以发育辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘近端为主。

图1 南皮斜坡孔二段古地貌图Fig.1 Ancient landform map of Ek2 in the Nanpi slope area

图2 南皮斜坡地震剖面（NE）Fig.2 The seismic profile of the Nanpi slope

岩性组合以厚层灰色中－细砂岩夹红色、灰色泥岩为主。砂地比近50%，砂岩平均单层厚度4.5m，最大单层厚度12m，单层厚度5m以上占总砂岩厚度的56%；红色泥岩占泥岩总厚度22%（以kn8井为例）。

测井曲线以低幅指状为典型特征，夹齿状箱形、齿状钟形。

2.1.2 中斜坡沉积特征

岩性组合以灰色细砂岩夹深灰色泥岩为主。砂地比为52.4%，砂岩平均单层厚度2.9m，最大单层厚度8m，单层厚度5m以上占总砂岩厚度的13.9%；红色泥岩不发育（以kn6井为例）。

该区取心段以发育中－细砂岩为主，沉积现象较为丰富，整体表现为牵引流沉积。岩心多处可见交错层理（图3-A）、粒序层理等，局部地区可见冲刷面；镜下观察显示分选性中等，磨圆度为次尖－次圆状（图3-C），为典型的前缘水下分支河道沉积。另外偶见逆粒序层理细砂岩（图3-B），分选较好，次尖－次圆状（图3-D），为辫状河三角洲前缘远端远砂坝、席状砂沉积（以kn6井为例）。

图3 kn6井孔二段沉积构造与镜下特征Fig.3 Sedimentary structures and microscopic characteristics of Ek2 in Well kn6

测井曲线以齿状箱形、齿状钟形、齿状漏斗形为主。

2.1.3 低斜坡沉积特征

岩性组合以深灰色泥岩夹灰色细砂岩为主。砂地比为38%，砂岩平均单层厚度2.3m，最大单层厚度7m，单层厚度5m以上占总砂岩厚度的24%（以kn26x1井为例）。

该区取心段沉积现象丰富，重力流特色十分明显。kn26x1井是该低斜坡唯一的取心井。深度为3 904.55m处深灰色泥岩中发现泻水构造，其宽度为5～8cm，内充填灰色细砂岩，肉眼观察细砂岩泥质含量较高（图4-A）。深度为3 904.79 m处见粒序层理，从下至上依次发育细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，发育不完整的鲍马序列（图4-B）。深度为3 908.04m处有冲刷面，之下为深灰色泥岩，液化变形构造，之上为块状细砂岩（图4-C）。深度为3 908.07m处见植物炭质块茎，直径＞6cm，为事件性输入。深度为3 908.67m断面见植物炭质块茎，宽度＞6cm（图4-D）。

测井曲线以齿状箱形、齿状钟形为主。

2.2 沉积体系平面展布特征

受徐黑凸起、东光凸起、沧县隆起3个方向物源影响［5］，南皮斜坡孔二段沉积时期发育叶三拔三角洲、乌马营三角洲、灯明寺三角洲以及集北头三角洲4个朵体（图5），其中乌马营三角洲与灯明寺三角洲汇集于w7井、w12井、wushen1井附近，而叶三拨三角洲与乌马营三角洲交互于kn8、kn6、kn26x1井一带。

受坡折带控制，该区沉积相带分异作用明显。高斜坡大部分位于地表暴露区，主要发育辫状河三角洲平原亚相，可识别出分支河道与河道间等微相；中斜坡为浅水沉积，辫状河三角洲前缘是该区的主要沉积相带，占整个斜坡区70%左右；低斜坡区主要为半深湖区沉积环境，发育远岸水下扇砂体，夹薄层的云质岩类。

3 控砂模式

南皮斜坡孔二段具有凸起顺向供砂、侵蚀沟槽输砂、单一坡折控砂的规律。

图4 kn26x1井孔二段典型沉积构造Fig.4 Sedimentary structures of Ek2 in Well kn26x1

图5 南皮斜坡区孔二段沉积体系展布特征Fig.5 The distribution of the sedimentary system of Ek2 in the Nanpi slope area

凸起顺向供砂：孔二段沉积时期，南皮斜坡受徐黑凸起、东光凸起、沧县隆起环绕，三面环山，盆外物源为该区砂体的形成提供了重要的物质基础。砂体顺斜坡走向，逐渐由高斜坡向低斜坡位置输送，波及至低斜坡区。

侵蚀沟槽输砂：受断层控制，沿斜坡走向发育多个下切侵蚀沟谷，形成顺坡的沟槽（图6）。其主要作用之一是引导沉积物的推进方向［6，7］，使得南部东光凸起物源的碎屑物质得以向斜坡中、低部位输送，形成多期叠置发育的区域性分布的辫状河三角洲－远岸水下扇砂体。

单一坡折控砂：南皮斜坡发育单一坡折，坡折带发育区水动力变化较大，同时古地貌起伏变化有利于沉积物卸载；另外，坡折带是低位域发育的重要场所，其下倾方向是可容纳空间形成的重要部位，大量发育低位扇、低位楔［8］。南皮斜坡坡折带有效控制砂体卸载，使坡脚砂体最发育，沿斜坡上倾方向砂体超覆，斜坡下倾方向减薄尖灭（图7）。

图6 南皮斜坡区孔二段沉积模式立体图Fig.6 Stereogram of the sedimentary model of Ek2 in the Nanpi slope area

图7 南皮斜坡孔二段沉积模式剖面图Fig.7 Sedimentary model profile of Ek2 in the Nanpi slope area

4 成藏模式与勘探实践

4.1 成藏模式

南皮斜坡孔二段底界埋深2.8～4.8km，储集物性以及有机质成熟度随着埋藏由浅到深变化较大。同时斜坡构造与砂体相匹配，形成不同类型的油气藏（图8）。

中斜坡圈闭条件好，孔二段早期（Ek2－4）沿斜坡上倾方向形成超覆圈闭，中期—晚期（Ek2－3－Ek2－1）形成岩性圈闭等。该区有机质成熟度较高，处于大量生油阶段［1］，砂地比适中，储集物性好，平均孔隙度为13.4%，最大可达15.2%；平均渗透率为17.9×10－3μm2，最大为41.6×10－3μm2；且处于油气运移的有利指向区：是岩性地层油气藏勘探的重要目标区。

低斜坡主体区位于辫状河三角洲前缘远端及前三角洲沉积环境，有机质保存条件好，同时埋深较大，有利于烃类转化。该区生油岩与砂岩互层式沉积，源储一体，埋藏适中，利于形成大面积连片的致密油藏。

4.2 勘探实践

以沉积模式及油气成藏模式为指导，近年针对南皮斜坡孔二段开展了大量的勘探实践，分领域分别落实了一批有利目标，岩性油藏与致密油藏勘探取得突破性进展。

部署的kn6井首先获得突破，成为沧东凹陷岩性地层油气藏勘探的重要里程碑。相继部署kn7、kn17等井获得工业油气流，展示了良好的勘探前景，已成为大港探区规模增储的重点区带之一。同时，针对孔二段低斜坡区致密相带部署的kn26x1、官东6x1等井经大型压裂改造，均获得日产30t的高产，打破了孔二段近几年最高试油日产量纪录，证实了南皮斜坡致密油的勘探潜力。

5 结论

南皮斜坡是一个继承性发育的缓坡，孔二段受东光凸起、沧县隆起物源及徐黑凸起物源影响，发育叶三拨、乌马营、灯明寺及集北头4个三角洲朵体；受坡折带控制，高斜坡区主要发育辫状河三角洲平原亚相，中斜坡区以辫状河三角洲前缘为主体，低斜坡区主要为半深湖沉积环境，发育远岸水下扇及云质岩类。砂体分布总体具有凸起顺向供砂、侵蚀沟槽输砂、单一坡－折控砂的规律。

图8 南皮斜坡孔二段成藏模式图Fig.8 Hydrocarbon accumulation pattern of Ek2in the Nanpi slope area

南皮斜坡中斜坡区发育三角洲前缘主体，埋藏适中，储集物性好，砂岩与烃源岩匹配，圈闭条件良好，且位于油气运移的有利指向区，是岩性地层油气藏勘探的重点领域；低斜坡区发育优质烃源岩，夹三角洲前缘远端－远岸水下扇砂体及薄层的云质岩类，是致密油勘探的有利地区。

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