华北蠡县斜坡油气藏分布、成藏模式及主控因素探讨

张　峰，李胜利，黄　杰，刘腾国，崔　刚，任小军

（1.中国石油华北油田分公司油田开发部，河北任丘062552；2.中国地质大学（北京）能源学院，北京100083）

华北蠡县斜坡油气藏分布、成藏模式及主控因素探讨

张峰1，李胜利2，黄杰1，刘腾国1，崔刚1，任小军2

（1.中国石油华北油田分公司油田开发部，河北任丘062552；2.中国地质大学（北京）能源学院，北京100083）

蠡县斜坡是饶阳凹陷西部的一个构造-沉积斜坡。该斜坡油气富集，油气藏类型多样，油气成藏机理复杂。以近年来蠡县斜坡油气勘探成果为基础，以油气成藏理论为指导，分析了其油气藏的分布规律，探讨了其油气藏的成藏模式与主控因素。结果表明，受斜坡南北分区、东西分带构造格局的影响，油气藏在不同区域的分布不同，斜坡南部以浅层油气藏为主，油气藏类型相对单一，分布较为集中；斜坡北部以中—深层油气藏为主，油气藏类型多样，分布零散。斜坡北部和中带隐蔽油气藏类型多样，是寻找规模油气储量的优选区带。

隐蔽油气藏；分布规律；成藏模式；主控因素；蠡县斜坡

0　引言

蠡县斜坡位于渤海湾盆地冀中坳陷饶阳凹陷西部，具有北北东走向及西高东低的构造特征。在前新生代基底之上，该斜坡为继承性发育的构造-沉积斜坡，油气资源丰富，勘探面积约为2 000 km2，占饶阳凹陷面积的1/3［1］。目前，蠡县斜坡多个构造有利部位的油气勘探程度已经较高，共发现了东营组（Ed）、沙一上亚段（Es1上）、沙一下亚段（Es1下）、沙二段（Es2）和沙三段（Es3）共5套含油层系［2］。沿蠡县斜坡走向靠近油源断层附近已发现了较多呈“串珠状”分布的构造油气藏；同时顺斜坡倾向，也陆续找到了许多与鼻状构造有关的断层-岩性复合油气藏。然而，研究区油气发现主要集中于斜坡的中北部，而斜坡南部勘探收获较小；另外，斜坡区隐蔽油气藏的勘探程度较低，仅发现的一些地层油气藏，绝大多数也都是在钻探构造圈闭的过程中偶然发现的，且规模较小［3］。国外含油气盆地勘探实践的统计结果表明，高勘探程度盆地中，构造油气藏和隐蔽油气藏储量之比约为3∶5［4］，说明构造油气藏与岩性油气藏的分布具有一定的“互补性”［5］。从这个意义上来讲，蠡县斜坡区隐蔽油气藏的勘探潜力还很大。

笔者拟在分析蠡县斜坡南北构造差异、油气藏类型与分布规律基础上，建立蠡县斜坡南北地区典型的油气成藏模式，明确油气成藏的主控因素，进而对该区隐蔽油气藏的勘探前景进行预测，以期为下一步油气滚动勘探指明方向。

1　斜坡南北构造差异

蠡县斜坡构造上位于高阳古背斜东翼，向东逐渐侵没于任西洼槽（北部）和肃宁洼槽（南部），整体上属于相对宽缓、低幅的继承性构造-沉积斜坡。斜坡带内发育一系列低缓的鼻状构造带。

蠡县斜坡断层活动相对较弱，北东向和北东东向断裂系统与北西向继承性发育的鼻状构造相互叠置，构成了斜坡带南北分区、东西分带的主要构造格局。冀中坳陷饶阳凹陷古近纪发生了多期幕式构造运动，大致经历了5个构造演化阶段［6-8］。沙河街组沉积速率快，导致该凹陷异常地层压力发育，促使油气大量生成并总体呈环洼状分布［9-10］。本文研究的目的层段为上始新统沙三上亚段与下渐新统沙二段与沙一段，以沙一段为主。

在走向上，蠡县斜坡可以高阳-西柳鼻状构造带为界，大致分为南区（单斜区）和北区（平台区），对应两大地貌构造单元（图1），形成了不同的沉积体系，进而发育不同类型的储集体［11］。蠡县斜坡又可分为3个带：内带、中带及外带，不同区带不仅构造-沉积特征存在差异，且发育不同类型的油气圈闭［12］。构造格局控制着蠡县斜坡不同区带的油气藏类型与分布规律。在调研前人对蠡县斜坡油气藏类型认识［13］的基础上，笔者根据坡折倾角大小以及斜坡外带距生油洼槽的距离，并结合基底起伏特征与后期构造发育程度等因素，认为蠡县斜坡南北两大区的斜坡类型存在差异，其中北区为构造-沉积斜坡，而南区为宽缓沉积斜坡［14-15］（表1）。

图1　蠡县斜坡区域构造分布（据文献［2］与［3］修改）Fig.1　Structural distribution in Lixian slope

受构造运动和断裂活动期次的影响，斜坡带共发育2期断裂。第一期断裂发育于始新世末，断层表现出早盛早衰的演化规律，该期断层以北西走向为主，与斜坡走向垂直相交。其后的差异压实作用使地层继承了早期构造格局，形成了北西走向的低缓鼻状构造（参见图1），这些鼻状构造是油气运移和聚集的有利区［16］。第二期断裂发育于渐新世末—全新世初，该期断裂活动总体控制了斜坡带古近系的断裂体系分布格局，在斜坡带上形成了北东向和北东东向断裂体系。在这些构造带上，北东向断层切割北西向鼻状构造，两者相互叠置，构成了蠡县斜坡北东向断裂带与北西向鼻状构造相叠置的基本构造形态。

表1　饶阳凹陷蠡县斜坡南北两大区斜坡类型对比（据文献［7］修改）Table 1　Comparison of slope types in the south and north of Lixian slope in Raoyang Sag

图2　蠡县斜坡油气藏类型平面分布图Fig.2　Distribution of hydrocarbon reservoir types in Lixian slope

2　油气藏类型与分布规律

蠡县斜坡油气藏具有数量众多、类型丰富的特征，油气富集区主要集中于斜坡中北段［17-18］。从油气藏类型的平面分布来看，断鼻型构造油气藏在蠡县斜坡占有绝对优势，砂岩上倾尖灭油气藏也较发育，地层油气藏和构造-地层复合油气藏均较少发育（目前仅发现于斜坡北部的高部位，尤其是潜山周围），碳酸盐岩油气藏也较少发育（局部发现于同口地区）（图2）。蠡县斜坡目前已探明的油气藏大多围绕蠡县斜坡的四大鼻状构造带分布，说明鼻状构造带是油气运移成藏的主要区带。鼻状构造受晚期断层的改造，最终形成了北东向断裂带与北西向鼻状构造相互叠置的格局，这对油气具有很好的遮挡和聚集作用。

平面上，蠡县斜坡油气藏分布具有两极分化的特征，南部油气藏相对比较集中。由于高阳断层的遮挡作用，油气藏主要分布于斜坡外带，呈长条状紧贴高阳断层连片分布；大百尺断层附近呈“串珠状”分布。北部由于构造运动剧烈，油气藏呈孤立零散状分布（图2）。蠡县斜坡不同区带油气藏类型不同，斜坡南部多发育浅层油气藏，油气藏类型相对单一，分布比较集中：外带多发育构造油气藏，中带多发育岩性油气藏及断层-岩性复合油气藏，内带以岩性油气藏为主。斜坡北部油气藏多发育于中—深层，其油气藏类型更为多样：外带主要为构造油气藏、地层油气藏、岩性油气藏及复合油气藏；中带以构造油气藏和断层-岩性复合油气藏居多；内带以岩性油气藏和断层-岩性复合油气藏为主。

3　油气成藏模式

蠡县斜坡油气资源丰富，不同区带、不同层位其油气成藏规律和成藏模式存在差异，以下以北部同口－雁翎地区与南部高阳地区的油气成藏模式为例进行说明。

3.1北部同口－雁翎地区多源供油成藏模式

在蠡县斜坡北部中带与内带的沙二及沙三段等较深层位均发现了丰富的油气储量［19］。同口－雁翎地区位于蠡县斜坡西北边缘，发育较多鼻状构造，构成了高阳大断层北部帚状体系。储层方面，由于该区总体位于北部沉积物源区，砂体较发育，在斜坡高部位可形成大量上倾尖灭型砂体，易形成上倾尖灭型圈闭。油源方面，通过原油物性分析和油源对比得知［16，19］，该区存在两类原油：一类是以沙一下亚段“特殊岩性段”烃源岩生成的未熟—低熟油；另一类是以沙二及沙三段为烃源岩生成的成熟油。同口－雁翎地区沙二及沙三段原油物性兼有两类原油的特征，存在明显混源油现象。因此，斜坡北部同口-雁翎地区为多源供油成藏模式（图3）。

图3　蠡县斜坡北部同口－雁翎地区多源成藏模式Fig.3　Multi-source hydrocarbon accumulation models in Tongkou-Yanling area in the north of Lixian slope

沙一下亚段油源主要通过向下排烃进入沙一下亚段底部的砂岩之中，油气在向斜坡上运移的过程中，主要形成断鼻型构造油气藏。北部淀北洼槽沙四段—孔店组油源通过淀北断层向上运移，在沙二及沙三段聚集形成断鼻型构造油气藏、砂体上倾尖灭油气藏以及不整合遮挡地层油气藏。由于Y63井下倾方向存在大断距顺向断层，因而形成顺向断层对接供油成藏模式，沙一下亚段“特殊岩性段”生成的未熟—低熟油侧向进入沙三上亚段顶部并与来自淀北洼槽的成熟油混合向斜坡上运移并聚集成藏，形成Y63断鼻遮挡与砂体尖灭联合控制的断层-岩性复合混源油气藏。这一油气成藏模式的特征可概括为：多源供油，垂向与侧向运移方式，油气藏类型多样（参见图3）。

3.2南部高阳地区浅层平行运聚成藏模式

蠡县斜坡南部高阳地区是斜坡浅层沙一段的重要油气聚集区带。该区靠近斜坡带长期继承性发育的主沉积物源区，砂体较发育，同时具有很好的储盖组合条件，油气藏类型以断鼻型构造油气藏或断层-岩性复合油气藏为主，已发现的油气藏主要沿高阳及大百尺2条断层呈“串珠状”分布。该区沙一下亚段的“特殊岩性段”仅局限发育于斜坡内带及洼槽之中，其生成的油气经较长距离侧向运移至斜坡带并聚集成藏。较长距离的侧向运移，使油气中较重组分发生滞留，而使原油密度与黏度均降低。斜坡南部油气以侧向运移为主，在中带与外带形成浅层平行运聚成藏模式（图4）。

由于该区各层砂体均较发育且横向连通性好，可以成为良好的油气侧向运移通道。洼槽区沙一下亚段浅层油气通过侧向连通砂体以平行整体推进的方式向斜坡带运移，到达大百尺断层和高阳断层附近后聚集成藏，以断鼻或断层-岩性复合油气藏较常见。由于断鼻型构造油藏内含油层较薄、数量较多，且向下倾方向含油范围变小，因此常被称之为“牙刷状”油藏。

图4　蠡县斜坡中南部高阳油田油气成藏模式Fig.4　Hydrocarbon accumulation models of Gaoyang Oilfield in the middle-south of Lixian slope

4　油气成藏主控因素

通过对蠡县斜坡油气藏类型及成藏模式的分析，笔者认为研究区油气成藏主要受烃源岩、构造、输导系统及沉积体系等因素的综合控制。在油气成藏过程中，烃源岩控制了油气藏的分布范围和富集程度，构造控制了油气藏的发育部位和类型，输导系统控制了运移模式与分布层位，进而控制了油气富集区带，沉积体系控制了砂体展布，进而控制了油气藏规模及滚动扩边方向。

4.1烃源岩控制油气藏的分布范围和富集程度

蠡县斜坡在古近系主要发育2套烃源层，即沙一下亚段和沙三段。沙一下亚段沉积时期是饶阳凹陷古近系湖泊发育的鼎盛时期，形成了一套富有机质页岩、鮞灰岩、泥质白云岩、暗色泥岩和砂岩组成的“特殊岩性段”烃源岩。其生烃量大，分布面积广，在斜坡东南部、任西洼槽和肃宁洼槽均较发育；斜坡南部受主沉积物源的干扰，“特殊岩性段”欠发育，生烃潜力有限。由于沙一下亚段埋藏相对较浅，烃源岩热演化程度比较低，生成的原油为未熟—低熟油，油质较稠，密度较高［19-20］，因此其运移能力比较弱，油气难以进行长距离运移，而就在附近各圈闭中聚集成藏，于是造成了斜坡北部满坡含油的油气富集特征，与勘探揭示的“北富南贫”现象吻合。沙三段烃源岩在斜坡区分布范围局限，源岩母质类型较差，热演化程度很高，但生油能力有限，因此其资源量有限。

4.2构造控制油气藏的发育部位和类型

蠡县斜坡的大型鼻状构造，是油气运移的主要指向区。由于砂体发育带和左旋应力场产生的北东向及北东东向断层与鼻状构造相互叠置，有利于油气的富集成藏。另外，构造的差异性导致了斜坡南北分区、东西分带的特征，进而控制了不同类型油气藏在不同区带分布的差异性。北部地区的构造相对比较复杂，因此油气藏类型也多样，整体以构造及地层油气藏为主，但也发育岩性与其配合形成的复合型油气藏；南部构造相对简单，油气藏类型单一，相对集中连片分布，主要发育断鼻型构造油气藏和各类岩性油气藏。

4.3输导系统控制油气的运移模式与分布层位

油气输导系统是含油气系统中所有运移通道及其相关围岩的总和，被喻为连接烃源岩和圈闭的“桥梁”和“纽带”，它们控制着油气成藏的路径［21］，其中顺向与反向断层对油气成藏的控制作用也存在差异［22］。另外，由于沙二段与沙三段地层间为不整合接触，在北部地区也存在通过不整合面进行油气运移的模式。相反，在斜坡南部主物源发育区，小断层多为晚期断层，在馆陶组沉积末期和明化镇组沉积期比较活跃，且正好与洼槽中的排烃高峰期相配合。因此，在南部地区，沙一下亚段烃源岩生成的油气可以直接向上排烃，通过连通砂体和晚期断层向浅层运移，导致南部油气易于在浅层成藏，可在沙一上亚段及上覆地层聚集成藏，油气运移以长距离侧向运移和垂向运移为主。

4.4沉积体系控制油气藏的规模及滚动扩边方向

蠡县斜坡油气比较富集的层位为沙一下亚段、沙二段和沙三上亚段，其中沙一下亚段和沙三上亚段油气更富集。对其砂体发育状况及展布特征研究发现，沙一下亚段底部砂体和沙三上亚段砂体厚度均较小，但全区分布稳定，储集能力强。虽然部分区域勘探程度较高，但其发育的岩性油气藏及地层油气藏仍是下一步滚动勘探的重点；沙二段以三角洲平原的分流间湾泥质沉积为主，砂体普遍不发育，故虽具有一定的油气富集，但其规模有限。

由于蠡县斜坡是一个大型低缓斜坡，同时沙一段沉积期，辫状河三角洲在斜坡内分布十分稳定，所以压实与溶解作用以及自生矿物的胶结作用等对同一成因砂体及其微相的影响相似，但不同沉积类型的砂体规模与叠置特征存在差异，这影响了储集体的规模与连通性。因此，沉积体系控制蠡县斜坡油气藏的规模及其展布规律［17］。

5　隐蔽油气藏勘探方向

蠡县斜坡南北分区、东西分带的构造格局，导致不同区带发育不同类型的圈闭类型，其形成的油气藏类型也各不相同。斜坡北部位置较高，在湖侵期形成了一定规模的滨浅湖滩坝相砂体，物性较好，具有良好的储集性能。垂向上，由于几期大范围湖泛，导致暗色泥岩直接覆盖于各类砂体之上，可形成十分有利的自生自储式生储盖组合；平面上，这些砂体多被湖相泥岩包裹，具有形成砂岩透镜体圈闭的有利条件［23］。在湖退期形成的三角洲相砂体规模相对较小，被分流间湾微相的泥岩包裹，并超覆沉积于局部地形高部位，泥岩对砂体的侧向封堵能力较好，易于形成上倾尖灭砂岩圈闭；若砂泥互层并与上倾方向的断层相互配置，还能形成断层-岩性复合圈闭。受西南部沉积物源的影响，斜坡南部三角洲相砂体非常发育，其砂地比高，横向连续性好，但砂体之间常缺乏有效的泥岩隔挡层，不利于岩性圈闭的形成，应侧重于寻找局部低幅构造油气藏或断层-岩性复合油气藏。

6　结论

（1）蠡县斜坡具有南北分区、东西分带的构造特征，斜坡南部以浅层油气藏为主，油气藏类型单一，分布集中。斜坡北部油气藏多集中发育于中—深层地层，其油气藏类型较多，但分布比较零散；外带发育多种类型油气藏，如构造油气藏、地层油气藏、岩性油气藏以及复合油气藏；中带以构造油气藏和断层-岩性复合油气藏居多；内带以岩性油气藏和断层-岩性复合油气藏为主。

（2）蠡县斜坡油气成藏受4个因素控制：烃源岩控制油气藏宏观分布范围与油气富集程度、构造控制油气藏发育部位与类型、输导系统控制油气运移模式与分布层位、沉积体系控制油气藏规模大小与滚动扩边方向。

（3）蠡县斜坡内带、中带与外带不同部位其油气藏类型不同，外带以地层油气藏和地层-岩性复合油气藏为主；中带岩性油气藏类型多样，是寻找规模储量的优选区带；内带发育岩性油气藏，但由于砂体不够发育，因此油气藏规模较小。

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（本文编辑：李在光）

Hydrocarbon reservoir distribution，accumulation models and main controlling factors in Lixian slope，North China

Zhang Feng1，Li Shengli2，Huang Jie1，Liu Tengguo1，Cui Gang1，Ren Xiaojun2
（1.Department of Oilfield Development，PetroChina Huabei Oilfield Company，Renqiu 062552，Hebei，China；2.School of Energy Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China）

Lixian slope is a structural-depositional slope in the western Raoyang Sag，and it is an important prolific zone for oil and gas accumulation.However，it has many practical problems，such as the variety of oil reservoir types and complexity of hydrocarbon accumulation mechanism.Based on recent petroleum exploration results in Lixian slope，under the guidance of the theories of petroleum accumulation，this paper analyzed the reservoir distribution rule and discussed the accumulation models and main controlling factors in the study area.Lixian slope can be divided into several blocks in SW direction and several belts in EW direction，in which hydrocarbon reservoirs have different distribution models.There are shallow reservoirs in the south with relatively simple types and focused distribution，while in the north，there are middle-deep buried reservoirs with multiple types and scattered distribution.Based on the hydrocarbon distribution rule in different zones and layers in Lixian slope，the various subtle reservoirs in the north and middle zone are the optimal target in the search of large scale reservoirs.

subtle reservoir；hydrocarbon reservoir distribution；hydrocarbon accumulation model；main controlling factors；Lixian slope

TE112.3

A

1673-8926（2015）05-0189-07

2015-05-24；

2015-07-13

国家自然科学基金“基于单砂体构型与动态先期响应的三角洲储层流动单元表征方法研究”（编号：41272132）与中国石油股份有限公司重大科技专项子课题“斜坡型富油圈闭相控影响因素研究”（编号：HBYT-YJY-2015-JS-89）联合资助

张峰（1965-），男，高级工程师，主要从事油气田滚动勘探与开发方面的研究工作。地址：（062552）河北省任丘市会战道中国石油华北油田分公司油田开发部。电话：（0317）2724147。E-mail：kfb_zhang@petrochina.com.cn

李胜利（1971-），男，博士，副教授，主要从事储层沉积学方面的教学和科研工作。电话：（010）82321551。E-mail：slli@cugb.edu.cn。