济阳坳陷垦东地区油气运聚规律再认识

杨贵丽，郑荣才，赵约翰，王志英，谢传金，武云云，王　婵

（1.成都理工大学沉积地质研究院，四川成都610059；2.中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营257015）

济阳坳陷垦东地区油气运聚规律再认识

杨贵丽1，2，郑荣才1，赵约翰2，王志英2，谢传金2，武云云2，王婵2

（1.成都理工大学沉积地质研究院，四川成都610059；2.中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营257015）

近期济阳坳陷垦东地区发现新的含油层系和油藏类型，须对油气运聚规律重新认识。利用地震、地质及钻井资料，对垦东地区不同含油层系的主要油气运移通道和优势运移路径进行研究，认为研究区新近系和古近系为2套相对独立的油气运聚子系统。上部油气运聚子系统为构造活动期双通道式运移，走滑断裂带和骨架砂体是油气横向运移的主要通道，具有断—砂输导型和砂—断输导型2种油气输导方式；下部油气运聚子系统为构造平静期单通道式缓慢运移，不整合面是油气横向运移的有效通道，油气以断层—不整合面输导为主。研究区上、下2套油气运聚子系统具有不同的油气运聚规律，据此建立垦东地区“二层台”式油气运聚模式。

“二层台”式断—砂输导 砂—断输导不整合面输导 油气运聚规律 垦东地区 济阳坳陷

垦东地区位于黄河入海口附近的滩浅海地区，是滩海地区重要的储量与产能阵地；目前已发现新滩和新北2个油田，其主力含油层系为新近系馆上段和明化镇组。前人对垦东地区新近系油气藏分布规律进行了大量研究［1-9］，但未对控制研究区油气分布规律的原因进行深入探讨。近年来针对垦东地区新层系和新类型油气藏的勘探取得了重要发现，古近系沙河街组和东营组地层超覆油气藏、东营组和馆下段构造油气藏均获得高产工业油气流，表明垦东地区是一个多层系立体含油的复式油气聚集带。在油气勘探不断取得新突破的同时，针对新层系、新类型油气藏部署的多口评价井相继钻探失利，油气成藏规律认识不清成为制约研究区勘探部署的关键问题。为明确垦东地区油气成藏规律，笔者从分析研究区主力供烃凹陷的宏观油气运聚规律入手，结合钻井油气显示情况，对研究区不同含油层系的油气运聚规律进行研究，明确各层系的油气优势运移路径；在此基础上，多层系综合分析，建立垦东地区“二层台”式油气运聚模式。研究成果对垦东地区油气勘探目标评价，尤其对其古近系的油气勘探具有重要的指导意义。

1　新近系双通道式运移

垦东地区新近系油气非常富集，油气藏分布广泛，在垦东凸起主体、东部斜坡带和北部断阶带均有发现（图1），不同构造带的油气藏发育规律与富集程度存在较大差异［2-3］。其中，北部断阶带和东部斜坡带的油气富集程度高，含油井段长、含油层数多，自馆下段至明化镇组均有发育，油气藏类型以岩性-构造油气藏和构造-岩性油气藏为主，且油气藏分布与断层密切相关；凸起主体的油气藏在平面上呈南北向条带状展布，油气藏类型为具有构造背景的岩性油气藏，其含油层段单一，主要分布于馆上段底部的6和7砂组。研究区不同构造带油气分布规律与富集程度的差异与油气运移通道和运移方式密切相关。

油源对比结果表明，垦东地区新近系油气藏中聚集的油气主要来源于北部黄河口凹陷沙河街组烃源岩生成的油气［5-6］。黄河口凹陷具有晚期生烃、快速充注的成藏特征，新构造运动与大规模生、排烃期相匹配，油气在地震泵效应下沿油源断裂带发生大规模纵向运移，油源断裂带附近的各类圈闭优先捕获油气成藏，形成了渤中25-1、渤中34-1等多个以新近系为主力含油层系的亿吨级大型油气田［10-12］。油气大规模运移至新近系后，由凹陷带向周围凸起带进行远距离横向运移，具有断—砂输导型和砂—断输导型2种运移方式（图1）。

图1　黄河口凹陷—垦东地区新近系油气分布及优势运移路径Fig.1　Neogene oiland gas distribution and their priormigration pathsofHuanghekou sag，Kendongarea

1.1断—砂输导型

断—砂输导型油气运移方式是油气通过近南北走向的大型走滑断裂带进行远距离横向运移，并通过与之相交的次级断层进行分流后，进入与断层相接的砂体内进行短距离运移并聚集成藏。垦东凸起东界郯庐断裂带营潍段西支断裂带和西界垦东断裂带是2条近南北走向的走滑断裂带，新构造运动时期走滑构造运动活跃［11-12］，主走滑断裂带旁侧伴生大量与之相交的近东西向、北西西向和北东向次级断层，形成梳状、帚状和马尾状等平面构造样式，2条主走滑断裂带是垦东地区重要的油气输导通道，与伴生次级断层共同构成断裂输导网［13］。油气在断裂输导网中进行运移的过程中，进入与断层伴生的岩性-构造或构造-岩性圈闭中聚集成藏，在不同级别的输导断层附近均形成了富集高产的油气藏，如垦东30块馆陶组岩性-构造油气藏、垦东12块馆上段—明化镇组岩性-构造油气藏以及垦东70块馆上段—明化镇组构造-岩性油气藏等（图2）。

1.2砂—断输导型

砂—断输导型油气运移方式是油气通过馆下段骨架砂体构成的毯状仓储层进行远距离横向运移［14-15］，然后通过与之相通的下切河道砂体及小、微断层进行短距离纵向运移后聚集成藏。垦东凸起具有东西向沟梁相间、南北向沟梁呈带状展布，整体呈南高北低、西高东低的构造面貌。油气在仓储层内横向运移的优势运移路径受构造形态控制，具有沿构造脊自北向南呈条带状运移的特征。

图2　垦东地区垦东70井—垦东30井近南北向油藏剖面Fig.2　Nearly north-south reservoir profileofWell Kendong70-Well Kendong30 of Kendongarea

油气在馆下段毯状仓储层内进行横向运移的过程中，可通过2种方式再次发生纵向运移；一是断至馆下段仓储层的晚期小、微断层［16-17］，二是后期河道下切作用造成的上覆河道砂体与馆下段骨架砂体桥接。油气可通过这2种分流通道从仓储层进入馆上段底部河道砂体聚集成藏。由于构造背景对仓储层优势运移路径的控制作用，馆上段油藏同样具有沿构造脊呈南北向条带状展布的特征（图1），且纵向上主要分布于馆上段底部的6—7砂组，含油井段局限，油藏丰度低（图3）。

综上所述，新近系油气成藏具有双通道式运移特征。主要通过大型走滑断裂带进行远距离横向运移的断—砂输导型为油气运移的快速通道，形成的油气藏明显受断层控制，油气富集程度高；主要通过馆下段仓储层进行横向运移的砂—断输导型油气运移速度较前者缓慢，形成的油气藏受构造背景控制，油气富集程度比断—砂输导型差。

图3　垦东地区垦东36井—垦东19井近南北向油藏剖面Fig.3　Nearly north-south reservoir profile ofWell Kendong36-Well Kendong19 of Kendong area

2　古近系单通道式运移

垦东地区古近系由北、东、南3个方向向垦东凸起层层超覆，具有围绕凸起呈帽沿状展布的特征，形成一系列地层超覆圈闭。目前垦东地区发现的古近系油气藏主要分布于垦东凸起北部斜坡带，含油层系包括沙三段、沙一段以及东营组，主力含油层系为沙三段，油气藏类型主要为地层超覆油气藏，其次为断鼻构造油气藏。北部斜坡带古近系多口探井仅在古近系底部的不整合面之上30m井段内钻遇油气显示，表明古近系与中生界之间的不整合面是油气运移的有效通道。

不整合面是油气输导的重要通道之一，其对油气的输导能力主要受不整合面的性质、类型、上下的岩性和物性条件等多种因素影响［18-21］。前古近系潜山顶部遭受长时间风化淋滤作用，具有一定的渗透性，油气从烃源岩排出后沿油源断层垂向短距离运移或穿过断层后进入潜山顶部不整合进行横向运移［22］。垦东地区中生界顶部岩性复杂多变，发育火成岩类的玄武岩、安山岩、凝灰岩和闪长岩等，沉积岩类的细砾岩、砂砾岩、硬砂岩、凝灰质砂岩、泥质砂岩和泥岩等多种岩性，且平面分布变化快、规律性差，以安山岩和砂砾岩的分布范围最广。分析研究区中生界顶部各类岩性的物性条件发现，砂砾岩的物性条件相对较好，孔隙度可达18.7%，渗透率最高可达100×10-3μm2，可以横向输导油气；而安山岩、闪长岩等火成岩的孔隙度大多小于5%，渗透率小于1×10-3μm2，不能有效输导油气。受不整合面的构造形态、结构、上下岩石类型及风化壳物性条件等多种因素的影响，不整合面的油气运移路径较为曲折，且直线运移距离较短。根据研究区不整合面之上30m井段内古近系含油气情况，可以反映其优势运移路径（图4）。由于不整合面对油气的输导能力有限［22-24］，形成的油气藏规模较小且分布局限，目前仅在距黄河口凹陷较近的垦东北部地区发现古近系地层超覆油气藏。油气在沿不整合面进行横向运移过程中，遇到开启性较强的次级断层可进行短距离纵向运移，形成古近系断鼻、断块构造油气藏，因此垦东北部地区断层附近具有纵向多层系油气成藏的特征。

图4　垦东北部地区古近系底部不整合面之上30m井段内见油气显示砂体厚度Fig.4　Isopachmap of the sand bodywith oiland gas shows within 30m above the Eogene bottom unconformity in the north region of Kendong area

3　油气运聚模式

根据黄河口凹陷—垦东地区的宏观油气运聚规律，发现垦东地区新近系和古近系分别属于2套相对独立的油气运聚子系统。新近系是以走滑断裂带和毯状仓储层作为油气远距离横向运移通道的上部油气运聚子系统，而古近系是以不整合面作为油气横向运移通道的下部油气运聚子系统，因此垦东地区具有上、下2层自成体系的“二层台”式油气运聚模式。

研究区上、下2套油气运聚子系统受不同地质因素控制，遵循不同的油气运聚规律。郯庐断裂在新近纪以来曾发生右旋走滑［11，25-26］，在构造活动期，油气沿油源断层发生瞬态幕式快速运移［27-28］，上部油气运聚子系统主导垦东地区新近系的油气运聚成藏，存在断—砂输导型和砂—断输导型2种油气运移方式。而下部油气运聚子系统则主要在构造平静期对油气成藏起控制作用，构造平静期断层不再是油气运移的绝对优势通道，油气在流体势的作用下沿渗透性输导通道进行稳态连续缓慢运移［27-28］，垦东北部地区古近系与中生界之间的角度不整合面与黄河口凹陷的有效烃源岩直接侧向对接，成为油气横向运移的有效通道，遇到开启性强的断层即发生短距离纵向运移，使上、下2套油气运聚子系统发生“直梯式”贯通（图5）。

图5　垦东地区油气运聚成藏模式Fig.5　Oiland gasmigration and accumulationmodelofKendongarea

4　结论

垦东地区以黄河口凹陷为主要油源区，油气成藏受黄河口凹陷的宏观油气运聚规律控制，在油气进行远距离二次运移过程中，受自身地质条件的控制具有独特的油气运聚规律。其新近系和古近系油气成藏分别受控于上、下2套相对独立的油气运聚子系统，具有“二层台”式油气运聚模式。在构造活动期，油气经生烃凹陷周缘的油源断裂快速运移至新近系后，继续沿近南北向走滑断裂带和馆下段毯状仓储层进行远距离横向运移，形成新近系构造-岩性和岩性-构造油气藏；在构造平静期，除走滑断裂带之外，不整合面成为油气横向运移的有效通道，控制形成地层油气藏和断鼻构造油气藏，二者在断层处可发生“直梯式”纵向贯通。研究区2套油气运聚子系统的主要输导通道和优势运移路径不同，新近系为断—砂输导型和砂—断输导型并存的双通道式运移，前者的优势运移路径受走滑断裂带和与之相交的次级断层控制，后者主要受馆下段毯状仓储层的顶面构造形态控制；古近系为断层—不整合面输导型的单通道式运移，优势运移路径受不整合面上下岩性、物性条件及不整合面构造形态控制。油气运聚方式的差异控制垦东地区新近系和古近系具有不同的油气藏类型及油气分布规律，在油气勘探过程中须制定不同的探井部署思路，优先钻探位于油气优势运移路径的圈闭。

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编辑邹潋滟

New understanding of petroleum m igration and accumulation law in Kendong area，Jiyang depression

YangGuili1，2，Zheng Rongcai1，Zhao Yuehan2，Wang Zhiying2，Xie Chuanjin2，Wu Yunyun2，Wang Chan2

（1.InstituteofSedimentary Geology，Chengdu University ofTechnology，Chengdu City，Sichuan Province，610059，China；2.Geoscience Research Institute，ShengliOilfield Company，SINOPEC，Dongying City，Shandong Province，257015，China）

With the new oil-bearing formationsand typesof reservoir found in Kendongarea in recentyears，it isnecessary to reconsider the petroleum migration and accumulation law accordingly.Themain and prioritymigration pathway of differentoil-bearing formationswere studied by using seismic data，geological data and new well logging data of the area.It is shown that thereare two differentpetroleummigration and accumulation sub-systems in the Neogene and the Paleogene respectively.For the Neogene system，theoiland gasmigrated laterally through two paths thatwere strike slip faultsand sandstone framework during the tectonic active period，and the paths were named as fault-sandstone system and sandstonefaultssystem respectively.For the Paleogene system，theoiland gasmigrated slowly through the single path thatwas theunconformity for hydrocarbon transporting laterally during the tectonic stable period，and the pathwasnamed as fault-unconformity system.The petroleum migration and accumulationmodelof“two-story platforms”wasbuiltaccording to the differencesof themigrationmedium and their priority pathway between twooiland gasbearing formations.

“two-story platforms”model；fault-sandstone carrier；sandstone-fault carrier；unconformity carrier；hydrocarbonmigration and accumulation law；Kendong area；Jiyang depression

TE111.1

A

1009-9603（2015）03-0010-06

2015-03-30。

杨贵丽（1981—），女，山东沂水人，高级工程师，在读博士研究生，从事石油地质综合研究与勘探部署工作。联系电话：（0546）8715330，E-mail：yangguili776.slyt@sinopec.com。

国家科技重大专项“济阳坳陷油气富集机制与增储领域”（2011ZX05006-003），中国石化科技攻关项目“胜利滩海北西向构造带古近系油气成藏规律”（P13018）。