束鹿凹陷潜山油气成藏规律及分布

邹先华，陈江贻，闻达 （长江大学地球科学学院，湖北 武汉430100）

潜山油气藏是我国东部断陷盆地中重要的油气藏类型［1］，而国内潜山油气藏的勘探是以冀中坳陷任丘油田的发现为转机。束鹿凹陷位于冀中坳陷南缘，该区潜山主要分布于洼槽潜山带、西斜坡潜山构造带、小刘村潜山构造带和新河凸起潜山构造带（残丘山及内幕）。自1977年勘探以来，已先后发现荆丘、台家庄、南小陈等潜山油藏。而在2011年完钻的晋古19井，首次在变质岩储层中获得油气突破，日产油6.6m3。但就目前勘探开发情况来看，潜山油气藏仍存在一些地质问题需深入探讨，如供油通道和成藏主控因素等。

1 研究区地质概况

束鹿凹陷位于渤海湾盆地冀中坳陷南缘，为古近系基底上发育的“东断西超”的单断箕状凹陷，面积约700km2（图1）。凹陷呈北北东走向，其内部具“两隆三洼”的构造格局，发育有古近系沙河街组一段（Es1）、二段（Es2）、三段（Es3）、石炭－二叠系、奥陶系以及太古宇6套含油气层系［2，3］。潜山地层包括上二叠统下石盒子组、山西组，石炭系太原组、本溪组，奥陶系峰峰组、上马家沟组、下马家沟组、亮甲山组和冶里组，寒武系凤山组、长山组、崮山组、徐庄组、毛庄组、馒头组和府君山组以及中－新元古界和太古宇，岩性包括太古宇的变质岩、中－新元古界的一套未变质或轻微变质的地台型海相富镁碳酸盐岩、下古生界浅海台地相碳酸盐岩和上古生界碎屑岩。受断层影响，其基岩隆升幅度大，潜山基底地层暴露时间长，侵蚀范围广，从而造就了该区古潜山的形成背景。

图1 束鹿凹陷构造单元纲要图

2 石油地质特征

2.1 主力烃源岩

束鹿凹陷潜山油气藏油气主要来源于沙河街组三段下亚段（EsL3）烃源岩，其湖相暗色泥岩和泥灰岩沉积厚度达400～600m。烃源岩有机质丰度较高，总有机碳质量分数为0.48%～7.14%，集中分布于1.0%～2.0%，平均为1.34% ；热解生烃潜量为0.28～17.47mg／g，集中分布于2.0～6.0mg／g，平均为3.87mg／g；氯仿沥青“A”质量分数平均高达0.1717%；而总烃含量平均为790μg／g。EsL3烃源岩在新近系馆陶组（Ng）沉积末期成熟并大量生排烃，门限深度2800m。

2.2 储盖组合

束鹿凹陷太古宇变质岩储层和中－新元古界～下古生界海相碳酸盐岩储层较为发育。太古宇潜山变质岩为漫长的地质历史演化产物，其储集空间类型多样；而海相碳酸岩盐储层主要分布于中元古界蓟县系的雾迷山组、下古生界寒武系的府君山组以及奥陶系的峰峰组和马家沟组，为一套浅海－滨海大陆架相碳酸盐岩沉积。

潜山油气藏本身不具有封盖能力，其盖层主要依靠上覆非渗透性岩层，研究表明，EsL3致密泥岩和Ng泥岩是区内2套重要的盖层。

2.3 圈闭类型与分布

束鹿凹陷潜山圈闭可划分为4种类型：

1）凸起带变质岩潜山 分布于新河凸起、控凹大断层的上升盘，储集层为太古宇变质岩系，岩性以斜长角闪片麻岩、片麻岩等中深成变质岩类为主，上覆地层为新生界沙河街组（Es）和Ng泥岩。

2）凸起带碳酸盐岩潜山 分布于宁晋凸起和新河凸起，为断层凸起上剥蚀残留的古地貌潜山，储集层为中元古界蓟县系雾迷山组浅变质－未变质白云岩及石英砂岩，圈闭盖层由Es和Ng泥岩构成。

3）洼槽中央隆起碳酸盐岩潜山 受继承性活动的二级断层控制，凹陷中心形成低构造隆起，如台家庄、荆丘等地，潜山岩性以寒武系、奥陶系碳酸盐岩为主，上覆盖层为石炭－二叠系泥岩层与Es砂泥岩层。

4）斜坡碳酸盐岩潜山 分布于凹陷斜坡上，为地层不整合面之下的遮挡圈闭，或反向断层上升盘与不整合面组合而成的构造圈闭，潜山岩性为寒武－奥陶系碳酸盐岩，圈闭盖层由Es泥岩构成。

2.4 油气输导体系

束鹿凹陷油气输导体系由断层输导体、砂岩输导体和不整合面输导体构成，其中，不整合面和断层沟通烃源岩与潜山储集层，对油气藏形成起着关键作用。

2.4.1 断层输导体

束鹿凹陷古近系主要发育有北东向、北东东向2组断层，其中北东东向断层对油气藏形成具有明显控制作用，对油气的垂向运移以及形成构造油气藏起着重要作用。古近纪继承性发育的同沉积断层基本断穿基岩，如新河、宁晋、衡水等断层，且由于活动时间长，断开层位深，直接沟通了烃源层和输导－储集层，形成了良好的油气运移通道。而斜坡带北东向雁列式展布的顺向主断层常构成多级台阶，剖面上切割至基岩，由于活动时间较晚且与油气生成时间配套，构成了油气垂向运移通道，为重要的油源断层。

2.4.2 不整合面输导体

束鹿凹陷基底不整合面出露的地层包括上古生界、下古生界、中－新元古界和太古宇。自震旦纪以来多次构造运动，特别是以燕山期和喜山期断块活动为特征的强烈构造运动，导致不整合面下的太古宇变质岩、中－新元古界及下古生界的碳酸盐岩等脆性岩石内部发育了大量的断层和裂缝系统，并接受了后期风化淋滤和溶蚀作用的改造，构成了良好的油气储集层和疏导通道。

3 油气成藏主控因素与成藏模式

3.1 不整合面及断层输导体控制了油气的运移和聚集

斜坡上，成熟烃源岩垂直向下排烃进入不整合面输导体，油气在浮力作用下沿缝洞、输导体中连通性、渗透性最好的通道发生横向运移，逐渐向鼻状构造的轴部汇聚。反向断层的上升盘对接泥岩，形成封闭断层并改变运移路径。根据油气运移过程的分析，在优势运移路径上离烃源区近的圈闭将优先捕集油气并成藏。

凹陷陡坡带，成熟烃源岩侧向排烃进入控凹一级断层所形成的断层输导体，油气沿新河断层输导通道发生垂向运移，运移中向断层凸起面汇聚。在新河凸起、宁晋凸起顶面，油气进入不整面合输导通道并向构造高部位侧向运移和聚集。从油气优势运移路径分析，位于断层凸起面上方的圈闭将优先捕集油气并成藏。

3.2 基底断层发育及其演化控制了潜山圈闭的形成与发育

凹陷西斜坡上的北东向反向断层上升盘对接Es3泥岩，形成上倾方向封堵，如由弯曲断层与单斜地层或平直断层与鼻状构造组合形成平面上的封闭区域，则可形成断块、断鼻型潜山圈闭。

凹陷东侧的新河、宁晋等凸起上，不整合面出露的碳酸盐岩、变质岩遭受风化并形成剥蚀残余山头，后被新近系致密岩层所覆盖和封闭，形成古潜山圈闭。

3.3 基底地层岩性控制了潜山储层的分布

束鹿凹陷西斜坡和新河凸起分布的中－新元古界、寒武－奥陶系碳酸盐岩长期出露地表并遭受风化剥蚀，形成岩溶缝洞型储层，可构成良好的油气储集体。太古宇变质岩经历多期强烈构造，断层、裂缝系统发育，且接受了后期风化淋滤和溶蚀作用的改造，可形成以裂缝为主、溶蚀孔洞为辅的油气储集层。断裂发育的中高级区域变质岩分布区为潜山内幕裂缝性储层发育的有利区带。

3.4 潜山油气成藏模式

3.4.1 深层侧向运聚成藏模式

深层侧向运聚成藏模式是束鹿凹陷潜山油气成藏的主要模式［4，5］，该模式的最大特征是潜山油气藏紧邻Es3的成熟烃源岩，油气源条件优越，以寒武－奥陶系或中－新元古界岩溶缝洞型碳酸盐岩储层为主，E致密泥岩作为盖层。成熟烃源岩垂直向下排烃进入不整合面输导体，油气在浮力作用下沿基底顶面岩向上倾方向运移，汇聚于鼻状构造的轴部。在优势运移路径上，离烃源岩区近的反向断鼻、断块圈闭优先捕集油气并成藏（图2）。

图2 斜坡带潜山油气成藏模式

3.4.2 浅层垂向运聚成藏模式

浅层垂向运聚成藏模式是束鹿凹陷潜山油气成藏的另一种模式［4，5］，其成藏条件较为苛刻。由于油源距离潜山圈闭较远，主要依靠连通性好的一级断层垂向输导。在凹陷陡坡带，成熟烃源岩横向排烃，油气沿新河断层输导通道发生垂向运移到达潜山顶面，后沿岩溶缝洞输导体向上倾方向横向运移，最终在潜山圈闭中聚集成藏（图3）。

图3 东部陡坡带潜山油气成藏模式

4 结论

1）束鹿凹陷潜山油气藏油气主要来源于沙河街组三段下亚段烃源岩，太古宇、中上元古界、下古生界海相碳酸盐岩储层较为发育，不整合面及断层输导体控制了油气的运移和聚集，基底断层发育及演化控制了潜山圈闭的形成，基底岩性控制了潜山储层的分布。

2）束鹿凹陷潜山油气成藏模式主要有2种，西部斜坡带以深层侧向运聚成藏模式为主，东部陡坡带则为浅层垂向运聚成藏模式。

［1］高长海，张新征，查明，等 .冀中坳陷潜山油气藏特征 ［J］.岩性油气藏，2011，23（6）：6～12.

［2］李军，刘丽峰，赵玉合，等 .古潜山油气藏研究综述 ［J］.地球物理学进展，2006，21（3）：879～887.

［3］孔冬艳，沈华，刘景彦，等 .冀中坳陷束鹿凹陷横向调节带成因分析 ［J］.中国地质，2005，32（4）：690～695.

［4］刘华，蒋有录，徐昊清，等 .冀中坳陷新近系油气成藏机理与成藏模式 ［J］.石油学报，2011，32（6）：928～936.

［5］易士威，赵淑芳，范炳达，等 .冀中坳陷中央断裂构造带潜山发育特征及成藏模式 ［J］.石油学报，2010，31（3）：19～27.