沙中构造带西段成藏主控因素及勘探潜力

2015-07-02陈丽祥李慧勇别旭伟石文龙

石油地质与工程 2015年6期

关键词：西段物源烃源

陈丽祥，李慧勇，别旭伟，江涛，石文龙

(中海石油(中国)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

沙中构造带西段成藏主控因素及勘探潜力

陈丽祥，李慧勇，别旭伟，江涛，石文龙

(中海石油(中国)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

沙中构造带西段历经三十多年勘探，虽然有一定的储量发现，但是储量规模普遍较小。在对该构造带整体结构及构造演化特征分析的基础上，总结了该区油气成藏主控因素。研究表明：高勘探区的沙中构造带西段没有取得商业性突破的主要原因是圈闭条件差及沙河街组储层发育欠佳，且西次洼与南次洼生烃能力存在差异也是一个重要原因。通过构造对沉积体系影响的研究，认为沙中构造带西段局部构造转换带及北侧近物源方向是优质储层富集的有利部位，且圈闭条件较好，勘探潜力较大，是该区取得突破的最有利区带。

沙中构造带；沙河街组；油气成藏主控因素；构造转换带；优质储层；勘探潜力

1 地质概况

沙中构造带为沙南凹陷近东西展布的凹内隆起带，夹持于沙南凹陷西次洼及南次洼之间，根据其成因可将其分为西段和东段(图1)。20世纪70年代末以来，在沙中构造带西段两侧共钻探了7个构造，发现了部分储量。但是从单个构造来看，普遍油气丰度低、储量规模小，且由于受经济效益的限制，开发生产无法动用。

图1 沙中构造带区域位置

从目前沙中构造带西段整体钻探情况看，钻探的构造基本都见到了良好油气显示，表明该区应该是油气的优势运移方向。从构造及地层发育特征看，沙中构造带古近系地层发育较全。沙三段沉积期，该构造带是当时的沉积中心，沉积了较厚的沙三段地层；到沙一、二段沉积时期，由于沙中构造带构造反转，形成凹内隆的构造格局，导致沙一、二段地层沉积较薄；东营组沉积期，凹内隆的构造格局继承性发育，导致沙中构造带上东营组地层较两侧次洼中沉积的厚度要薄。同时从圈闭条件看，现在所钻探的构造普遍表现为构造破碎、圈闭幅度陡及面积较小，圈闭条件相对较差。而从储层发育程度看，该区目的层位主要是沙二段，钻探的井储层最厚也仅有50余米，且井上分布比较分散，无法形成较大规模性油气藏。

2 成藏条件分析

2.1 构造及圈闭特征

沙中构造带西段为沙南凹陷西部近东西展布的凹内隆起带，其构造演化相对比较复杂，主要受沙南凹陷北侧边界断层及沙中断裂活动期次的共同影响。通过统计两条断裂的活动速率发现(图2)，沙三段沉积期，受近南北向拉张应力的作用，沙南北侧边界断层强烈活动，凹陷持续下沉，而此时沙中断裂基本不活动，沙南凹陷西段整体表现为箕状洼陷形态；而从沙三段末期到东三段沉积期，北侧边界断层持续活动，但活动速率有所减小，而此时沙中断裂活动强烈，受断块掀斜作用的影响，沙中构造带开始反转，到东营组时期基本定型，最终形成洼中隆的构造格局[1]。

图2 沙中断层与沙南边界断层活动速率统计

受此种构造演化作用的影响，特别是沙三段末期开始的沙中构造带构造反转，圈闭主要形成于沙河街组沉积末期，形成期晚，且主要依附于沙中断裂发育，形成一系列的断块、断鼻等构造圈闭，圈闭破碎，面积相对较小。

2.2 储盖组合条件分析

沙中构造带西段发育了多套储盖组合，从目前钻探情况来看，油气主要成藏于沙河街组的沙二段地层。

在沙三段沉积时期，沙南凹陷西段整体表现为箕状洼陷形态，凹陷北侧受边界断层强烈活动的影响，断层下降盘沉积可容空间快速增加，从沙垒田凸起上搬运下来的砂体在边界断层根部快速堆积，整体表现为近源扇三角洲沉积，沉积体延伸较短。而凹陷南侧整体表现为宽缓的斜坡背景，受南侧的埕子口凸起和埕北低凸起物源的共同供给，主要发育辫状河三角洲沉积，沉积体延伸较长。同时通过钻井揭示，沙三段存在局部的泥岩盖层，与其下部的砂岩储层形成良好的局部储盖组合。

到沙一、二段沉积时期(图3)，凹陷北侧边界断层持续活动，受差异沉降应力控制，沙中构造带北侧地层开始发生反转，此时沙中构造带开始抬升，沙中构造带雏形开始形成，形成水下隆起，来自北侧沙垒田凸起的物源受沙中构造带的遮挡，物源很难向前推进，此时在沙中构造带上沉积了较薄的沙一、二段地层，储层也以滩坝砂为主，这是沙中构造带北侧上升盘沙二段储层发育较差的主要原因。另外，南侧物源区在沙二段沉积时期物源供给能力有限，沉积体发育的规模较小，这是造成沙中构造带南侧下降盘沙二段储层发育不理想的根源[2]。但是受沙一段区域性泥岩盖层的封堵，沙一段泥岩与沙二段砂岩形成区域性储盖组合，沙二段好的砂岩储层均成藏，因此寻找优质储层为该区域下一步勘探的关键。

图3 沙南凹陷沙二段沉积相

2.3 烃源岩及运移条件分析

钻井揭示，沙南凹陷南次洼发育东三段、沙一段和沙三段三套烃源岩，其中，沙一段以Ⅰ型为主，TOC 0.82%～5.32%，平均2.93%；沙三段以Ⅱ1型与Ⅰ型为主(图4)，TOC 0.57%～6.75%，平均2.72%，综合评价，沙一段和沙三段为好烃源岩-极好烃源岩。且往洼陷中心烃源岩厚度有增加的趋势，综合现有资料，初步计算沙南凹陷南次洼烃源岩资源量(1.5～2.0)×108t。且围区钻探的多个构造都已成藏，充分证明了该洼陷较好的生烃能力。

沙中构造带西段整体具有凹内隆的构造格局，夹持于沙南凹陷西次洼及南次洼之间，具有双次洼供油的优势，运移条件良好。两次洼形成的油气一部分自身自储成藏，或是通过切至烃源岩的沙中断层的沟通，油气向上运移聚集成藏。但是两次洼的运移量是有差异的，南次洼比西次洼总体烃源岩厚度要大，因此南次洼具有更大的生烃量及运移量。

3 油气成藏主控因素及成藏规律分析

3.1 成藏主控因素分析

沙中构造带位于沙南凹陷西部凹陷的中间，南北两侧被生烃次洼所夹持，具有双洼供油的优势，且沙中构造带整体上又具有较大的圈闭规模，应该具有较大的勘探潜力。但从目前钻探情况来看，虽然有一定的储量发现，但是储量规模普遍较小，没有发现具有商业规模的油气田，勘探潜力备受质疑。

图4 沙三段有机质丰度及类型

通过以上对成藏条件的分析得知，沙中构造带西段没有规模成藏的主要因素有三个:一是圈闭条件差；二是主要目的层沙二段的储层发育程度不理想；三是西次洼与南次洼生烃能力存在一定的差异[3]。

3.2 成藏规律分析

3.2.1 圈闭条件控制了油气的富集程度

圈闭条件主要包括圈闭规模及圈闭的有效性，从目前钻探的构造来看，圈闭整体表现为破碎、幅度陡、面积较小的特点。通过统计沙中构造带西段已钻与未钻圈闭的面积来看，面积小于3 km2的圈闭占总数的70%，且圈闭幅度普遍相对较陡，圈闭充满度有限。而圈闭的有效性取决于目的盘储层与非目的盘储层的对接情况，如果是和非目的盘的储层对接，圈闭的有效性就差，如果是和非目的盘的泥岩对接，圈闭的有效性就高，从目前钻探的构造来看，目的盘与非目的盘的储层对接严重，圈闭整体侧封性较差，影响了油气的富集程度。因此下步应该重点选择面积相对较大、幅度适中、侧封性理想的构造圈闭钻探。

3.2.2 储层的发育程度控制了油气成藏的规模

通过以上的分析可知，该区主要目的层位为沙二段，受沙中构造带构造反转抬升对北侧沙垒田凸起物源遮挡影响及南侧物源区在沙二段沉积时期物源供给能力有限共同作用，沙中构造带两侧储层普遍发育不理想，这直接影响了油气成藏的规模。例如沙中构造带南侧下降盘钻探的多个构造，都见到了良好的油气显示，且沙河街组好的砂岩储层均成藏，但是目前钻探最为成功的曹妃甸14-5构造在沙二段也仅钻遇50余米的储层，且分布比较分散，单层平均油层厚度仅为3 m，无法形成规模性的油气藏。因此下步寻找优质储层富集块是取得突破的关键。

3.2.3 凹陷次洼的生烃能力控制了油气富集的最有利部位

钻井揭示，沙南凹陷西次洼与南次洼均发育东三段、沙一段和沙三段三套烃源岩，都具有较好的生烃能力，但是也存在一定的差异。烃源岩的生烃潜力除了生烃指标优以外，烃源岩的厚度是规模性生烃的保障。通过对研究区构造演化分析可知，沙中构造带西段在沙三段沉积时期，西次洼与南次洼基本是连成一体的，沉积了相等的沙三段烃源岩厚度；到沙二段至东三段沉积期，由于沙中构造带构造反转，此时的沉积中心向南次洼迁移，南次洼沉积了较厚的沙一段及东三段烃源岩。总之南次洼比西次洼具有更厚的烃源岩，生烃潜力更大，在沙河街组自身自储、近源成藏的模式下，紧邻南次洼的沙中构造带南侧下降盘的圈闭是油气富集的最有利部位。

4 有利勘探区带预测

4.1 沙中构造带西段局部构造转换带

通过分析沙中构造带主干断裂的发育生长特点可知，沙中断裂是分段生长的，在段与段之间形成了多个同向断层转换带[4-7]。在转换带部位，由于受相邻不同断层块体抬升量差异的影响，局部形成构造相对较低的低势区，这些部位成为了北侧碎屑物质向南侧搬运的优势通道，预测在其下部是优质储层富集的最有利部位。同时通过地震相及属性等多种地球物理分析表明，地震相表现为杂乱、空白、楔形前积特征，均方根振幅属性也表现为强振幅的异常，预测应该是富砂的有利部位(图3、图5)。同时通过圈闭条件的分析可知，局部构造转换带部位发育的曹妃甸14-1北、曹妃甸14-2南、曹妃甸15-2构造圈闭(图6)，面积都在3～6 km2，圈闭面积相对较大，且目的盘储层基本与非目的盘的泥岩对接，圈闭侧封性较好，具有较大的勘探潜力。

4.2 沙中构造带西段北侧斜坡带

沙中构造带西段北侧斜坡带由于比较靠近沙垒田凸起的物源，受发育的近源扇三角洲沉积的影响，预测储层较为发育(图3、图5)。同时北侧斜坡带的曹妃甸13-2构造圈闭(图6)面积为10 km2，圈闭面积较大，且位于西次洼油气向沙中构造带上升盘运移的路径上，具有优先捕获油气的良好条件，成藏条件优越，具有较大的勘探潜力。

图5 沙南凹陷沙二段沉积模式

图6 沙中构造带西段沙二段顶地震反射层等T0图

5 结论

(1)沙中构造带西段主要目的层沙二段沉积时期，由于受沙中构造带构造反转抬升对北侧沙垒田凸起物源遮挡影响及南侧物源区在沙二段沉积时期物源供给能力有限共同作用，整体储层发育不理想。但沙中构造带西段发育多个同向断层转换带，它们为北侧沙垒田凸起物源向沙中构造带南侧搬运沉积提供了最有利的通道，在其下部是寻找富砂区的最有利部位。

(2)沙南凹陷西次洼与南次洼均具有较好的生烃能力，但由于沙二段至东三段沉积期，凹陷沉积中心往南迁移，南次洼沉积了较厚的烃源岩厚度，生烃潜力更大，初步计算南次洼烃源岩资源量(1.5～2.0)×108t。

(3)目前已钻圈闭面积相对小、构造较陡、侧封性较差是没有形成规模性油气成藏的重要原因。

(4)沙中构造带西段局部构造转换带及北侧斜坡带储层发育、圈闭条件好且位于油气运移的优势指向区，成藏条件较好，勘探潜力较大。

[1] 李宏义,吴克强,刘丽芳,等.沙南凹陷构造演化的“跷跷板”效应与油气评价新认识[J].中国海上油气,1997,11(3):168-171.

[2] 祝彦贺,刘丽芳,吴克强,等.渤海湾盆地沙南凹陷曹妃甸14-5区沙河街组砂体成因分析[J].海洋石油,2010,30(4):7-14.

[3] 朱伟林,米立军,龚再升,等.渤海海域油气成藏与勘探[M].北京：科学出版社，2009：1-3．

[4] 陈发景，贾庆素，张洪年.传递带及其在砂体发育中的作用[J].石油与天然气地质，2004,25(2)：144-148.

[5] 胡望水,胡芳,李瑞生,等.东海盆地西湖凹陷平湖斜坡区坡折带发育及特征研究[J].石油地质与工程，2010,〗24(3)：1-4.

[6] 章学刚,杨飞,况昊,等.白家海凸起-阜北斜坡区三工河组一段古地貌研究[J].石油地质与工程，2011,25(6)：19 -22.

[7] 潘建国,谭开俊,杨志东,等.准噶尔盆地侏罗系岩性油气藏成藏条件及控制因素[J].石油地质与工程，2007,21(1)：1-4.

编辑：吴官生

1673-8217(2015)06-0022-05