沧东凹陷斜坡带孔二段油气富集规律

徐祖新，张义杰，王居峰，刘海涛，姜文亚

(1.中国石油 勘探开发研究院，北京 100083； 2.大港油田 勘探开发研究院，天津 300280)



沧东凹陷斜坡带孔二段油气富集规律

徐祖新1，张义杰1，王居峰1，刘海涛1，姜文亚2

(1.中国石油 勘探开发研究院，北京 100083； 2.大港油田 勘探开发研究院，天津 300280)

摘要：沧东凹陷斜坡带是岩性油藏和致密油藏下一步勘探的主要区带。根据成因特点将孔二段时期广泛分布的斜坡带划分为2类：继承型斜坡和反转型斜坡。在孔二段油气成藏条件分析的基础上，研究了2类斜坡带油气富集规律。结果表明：不同斜坡带具有不同的油气空间分布特征，从斜坡低部位向斜坡高部位，继承型斜坡依次为致密油藏—岩性油藏—构造油藏，反转型斜坡依次为岩性油藏—致密油藏—构造油藏。

关键词：油气成藏模式；油气分布特征；沧东凹陷；孔二段；斜坡带

徐祖新,张义杰,王居峰,等.沧东凹陷斜坡带孔二段油气富集规律[J].西安石油大学学报(自然科学版),2016,31(1):10-16.

XU Zuxin,ZHANG Yijie,WANG Jufeng,et al.Hydrocarbon accumulation law of the second member of Kongdian Formation in the slope zones of Cangdong Sag[J].Journal of Xi'an Shiyou University (Natural Science Edition),2016,31(1):10-16.

引言

沧东凹陷是渤海湾盆地最重要的富油气凹陷之一，经过50多年的勘探开发，构造带主体探明程度高，探明含油气面积占构造带主体面积80%以上，构造圈闭越来越少。研究区斜坡带面积占凹陷总面积的60%～70%，斜坡带岩性油藏是目前勘探的重点领域[1]。近年来，勘探实践也证实斜坡带孔二段致密砂岩具有良好的油气显示，是重要接替领域[2-4]。斜坡带已成为研究区岩性油藏和致密油藏下一步勘探的主要区带。

对沧东凹陷斜坡带油气富集规律和空间分布特征的研究较为少见。渠芳等[5]探讨了研究区孔店凸起主干断层“地震泵”作用对孔二段油气成藏的影响，认为油气主要分布在断层活动强烈处。许恩爱等[6]对孔店组构造、沉积和烃源岩等进行了综合研究，认为其具有2种成藏模式：构造型复式成藏模式和地层岩性型成藏模式。由此可见，前人对孔二段油气富集规律的研究集中在孔店凸起等正向构造单元，斜坡带油气富集规律研究很少，更没有开展过斜坡带常规油与致密油空间分布特征的研究。此外，沧东凹陷斜坡带与国内其他凹陷的斜坡带具有明显不同的特征，凹陷南部为宽缓的继承型斜坡，而凹陷北部则是被孔店凸起和断层复杂化的反转型斜坡。因此，开展该凹陷油气富集规律的研究，不仅可以深化对该凹陷油气分布规律的认识，而且建立的油气空间分布模式对我国其他断陷盆地斜坡带的勘探也有借鉴和指导作用。

1地质背景

沧东凹陷位于渤海湾盆地黄骅坳陷南部，构造上位于孔店凸起以南、沧县隆起以东、徐黑凸起以西，呈北东—南西向展布，勘探面积约1 500 km2。沧东凹陷主要形成于始新世—渐新世早期，现今构造是孔店期及沙河街期构造叠加的结果[7]。构造单元划分为孔店构造带、舍女寺断鼻2个正向构造带和孔东、孔西、南皮3个斜坡构造带(图1)。

沧东凹陷孔店组自下而上划分为孔三段、孔二段和孔一段，其中孔二段为深灰、黑灰色泥页岩夹浅灰色粉细砂岩韵律层，局部夹基性侵入岩。厚度400～600 m，向上泥岩颜色变浅，过渡为孔一段的红色沉积(图1)。孔二段发育巨厚的富有机质暗色泥质岩相沉积，表明其曾经历了一次时间较长的湖泛期，属湖侵体系域沉积。孔二段是研究区主力烃源岩层，也是主力产层。

图1　沧东凹陷构造位置及地层综合柱状图Fig.1　Tectonic location and comprehensive stratigraphic column of Cangdong Sag

2斜坡带特征及成因

2.1斜坡带类型与特征

斜坡带的分类主要考虑构造背景、变形特点以及沉积充填结构[8]。李丕龙[9]对惠民凹陷斜坡带进行了详细分类，将陡坡带分为板式、铲式、马尾式、座墩式和阶梯式，缓坡带划分为宽缓型、窄陡型和双元型，每类斜坡带都具有不同的油气聚集特征。赵红星等[10]按构造特点将斜坡带分为单斜式、断阶式和双元式3类，按照地层沉积特点划分为继承型斜坡、多期型斜坡和反转型斜坡3类。本次研究参考前人的划分方案，并根据斜坡带结构形态，将沧东凹陷斜坡带划分为2类：继承型斜坡和反转型斜坡。又进一步将继承型斜坡划分为单一斜坡和断裂隆升型斜坡，将反转型斜坡划分为单一反转斜坡和旋转掀斜型斜坡(图2)。

图2　沧东凹陷斜坡带类型Fig.2　Types of slope zone in Cangdong Sag

(1)单一斜坡：斜坡构造继承性发育，斜坡结构简单，受单一坡折控制，断裂改造强度小，斜坡构造平缓。

(2)断裂隆升型斜坡：斜坡构造继承性发育，但是受断裂改造作用明显，为发育中部隆升背景的复杂断裂斜坡，斜坡构造平缓。

1897年商务印书馆成立，依靠两部手摇小印机、三台脚踏圆盘机和三部手扳压印机，踏上了关乎印刷、关乎文化的发展征途，此后其虽进军出版业并占有相当之地位，但印刷业务的发展未曾间断。从商务印书馆到商务印书馆上海印刷厂、东方红印刷厂、上海商务印刷厂，直至现在的商务公司，121年的变迁中，有很多值得记忆的年份或是时刻，其中2010年确可称为近期商务公司的一个转折点。正是在这一年，商务公司多年来主攻的书刊印刷业务被纳入其所属上海印刷集团下的青浦印刷基地，主要经营业务则变为柔性版印刷、票据印刷，以及书刊封面装帧的个性化印刷三块内容，如今看来，这恰是商务公司面对新时代、新发展的一次华丽转身。

(3)单一反转型斜坡：斜坡结构单一，无明显坡折，但是后期斜坡带反转，断裂改造弱，斜坡构造陡直。

(4)旋转掀斜型斜坡：孔二段时期为坳陷沉积，孔一上时期受同向断裂改造，形成反转型斜坡，中高斜坡平缓，低斜坡陡直。

2.2斜坡带成因

沧东凹陷斜坡带的形成和分布与凹陷发育过程中基底差异沉降以及继承性大断裂活动均有密切关系，两大主控因素共同影响斜坡构造发育。

沧东凹陷主要形成于始新世—渐新世早期，孔二段时期断陷结构以复式地堑及地垒结构为主，沧东、徐西断层是控制复式地堑的边界断层，限制了孔二段地层的分布。孔一段沉积末期断块翘倾活动开始，并在渐新世沙河街期达到顶峰，使得沧东凹陷地堑结构复杂化。而且，孔一段时期沉降速率较孔二段逐渐增大，在沙河街时期达到最大，斜坡带在沙河街时期基本形成。

沧东凹陷北部呈现对置半地堑及中央复背斜结构，主要是在印支—燕山期中央向斜背景下，古近纪发生两幕构造运动，孔二段时期为坳陷沉积，孔一段末期发生构造反转，形成孔东和孔西2个反转型斜坡，且斜坡陡倾；凹陷南部以堑垒式结构为主，印支—燕山期为挤压逆冲古背斜，古近纪继承性发育，形成宽缓继承性斜坡(图3)。

3斜坡带成藏条件分析

3.1烃源岩特征

孔二段烃源岩生烃门限深度在2 600 m左右，Ro为0.5%～1.1%(图4)。在凹陷沉积中心和南皮的小集—乌马营地区，地层埋深较大，已经进入生油高峰期，而在沉积边缘地带以及舍女寺—孔店低凸起区，地层埋深相对较小，主要处在低成熟阶段。孔二段烃源岩有机质类型主要为Ⅰ-Ⅱ1型，以生油为主。

3.2储集层特征

研究区在孔二段时期为一碟状坳陷湖盆，气候潮湿，广泛发育湖泊沉积体系，大部分地区被水体覆盖。孔二段发育孔店凸起、东光凸起、徐黑凸起、沧县隆起4大物源体系，三角洲砂体沿湖盆边缘呈环带状分布， 古湖盆低斜坡—中心区三角洲前缘席状砂、白云岩等致密储层与暗色泥岩、油页岩呈互层式大面积连片分布[4]。

图3　沧东凹陷新生代构造演化特征Fig.3　Cenozoic tectonic evolution characteristics of Cangdong Sag

图4　沧东凹陷孔二段烃源岩TOC质量分数与Ro叠合图Fig.4　TOC mass fraction and Ro distributions of hydrocarbon source rocks of Ek2 in Cangdong Sag

层位岩性TOC质量分数/%S1+S2/(mg·g-1)沥青“A”质量分数/%总烃质量分数/10-6综合评价Ek2暗色泥岩3.07(195)0.14～9.2319.46(135)0.03～69.910.35(93)0.003～1.4102106.44(89)14.23～10332.44好—很好烃源岩Ek2页岩4.87(28)2.32～8.4136.59(27)1.23～77.550.63(14)0.05～2.793448.43(13)396.36～14278.81很好烃源岩

受沉积相控制，从湖盆中心向湖盆边缘，孔二段储层物性由差变好，储层类型由致密储层过渡为常规储层(图5)。孔二段属于正常偏高压系统，如 N89井压力系数1.31，Z46井压力系数1.26～1.34，高压系统利于溶蚀孔隙的产生。此外，孔二段砂体与烃源岩互层沉积，油气主要通过砂体横向疏导进入砂岩储层。

3.3生储盖组合

研究区孔店组地层纵向上构成完整的生储盖组合，孔二段属内陆湖相沉积，以油页岩、暗色泥岩，夹砂岩为发育特征，平面分布稳定，是凹陷主力烃源岩。研究区储层主要是孔二段所夹薄中厚层砂岩和孔一段广泛发育的砂岩。孔一段末期发育的厚度200～450 m的膏泥岩为良好的区域盖层， 已发现的油气藏大都分布在这套区域盖层之下。其中孔一段、孔二段和孔三段内部又可按沉积旋回细分为若干个小储盖组合，储集性能优越，为油气聚集创造了条件(图1)。

图5　沧东凹陷孔二段储层分布特征Fig.5　Reservoir distribution of Ek2 in Cangdong Sag

4斜坡带油气富集规律

4.1继承型斜坡油气成藏模式

沧东凹陷继承型斜坡带上分布多种类型油气藏，按成因可分为构造油藏、岩性油藏和致密油藏3类，油气藏类型主要受沉积相和成岩作用的双重控制[11]。

前人提出优势输导体系概念，认为油气运移路径一旦形成，如果后续发生运移的油气与原先油气性质和连续油气柱高度基本一致，那么新生成的油气基本沿原先已形成的运移路径流动；油气运移路径具有继承性，运移条件的变化可以改变原先的运移路径，但改变幅度有限[12]。继承型斜坡粗粒沉积一般位于湖盆边缘，烃源岩位于湖盆中心，生油岩和储层构成良好的侧向配置关系，构造油藏、岩性油藏和致密油藏呈带状从外向内顺斜坡走向分布，油气沿着优势运移路径有序分布(图6)。

图6　沧东凹陷孔二段正常型聚集模式Fig.6　Normal hydrocarbon accumulation mode of Ek2 in Cangdong Sag

4.2反转型斜坡油气成藏模式

沧东凹陷在孔一段沉积末期，孔店凸起形成，凹陷北部演化成相向对峙、相互连通的2个半地堑，沉积层从断层旁侧向孔店凸起呈楔状减薄。湖盆中心烃源岩抬升，热成熟度较低，但是抬升到地表遭受剥蚀，储层物性变好，因而斜坡高部位聚集成构造油藏；斜坡中部位沉积物粒度较细、埋深较大、热成熟度较高，构造隆升阶段形成滑塌浊积岩体、三角洲前积体等各类砂体，为致密油的赋存提供场所；斜坡低部位受原始沉积物质的控制，主要是辫状河三角洲前缘沉积，沉积物粒度较粗，砂体发育。由于受构造掀斜作用影响，沿孔店凸起两侧能形成良好的反向砂体尖灭带，聚集成岩性油藏(图7)。

图7　沧东凹陷孔二段反转型聚集模式Fig.7　Reversal hydrocarbon accumulation mode of Ek2 in Cangdong Sag

5结论

(1)研究区斜坡带分为继承型斜坡和反转型斜坡2类，前者细分为单一斜坡和断裂隆升型斜坡，后者细分为单一反转斜坡和旋转掀斜型斜坡。斜坡带的形成与分布主要受基底差异沉降和继承性大断裂活动两大因素共同控制。

(2)孔二段成藏条件优越，为油气富集成藏提供了充足的油气源。致密储层和常规储层呈环带状分布，为不同类型油气聚集提供了场所，纵向上构成多套生储盖组合，平面上常规油藏和致密油藏叠置连片分布。

(3)不同类型斜坡带具有不同的油气空间分布特征：从斜坡低部位向斜坡高部位，继承型斜坡依次分布致密油藏—岩性油藏—构造油藏；反转型斜坡依次分布岩性油藏—致密油藏—构造油藏。

参 考 文 献：

[1]姚芳,卢异,何婉茹.黄骅坳陷南部岩性油气藏有利区带预测[J].特种油气藏,2010,17(1):37-48.

YAO Fang,LU Yi,HE Wanru.Prediction of potential area of lithologic reservoirs in the south of Huanghua Depression[J].Special Oil and Gas Reservoirs,2010,17(1):37-48.

[2]刘国全,贾丽.沧东凹陷致密油形成条件及勘探潜力[J].特种油气藏,2014,21(5):55-59.

LIU Guoquan,JIA Li.The formation conditions and exploration potential of tight oil in Cangdong depression[J].Special Oil and Gas Reservoirs,2014,21(5):55-59.

[3]刘国全,贾丽,李凤霞,等.沧东凹陷致密油岩性识别方法研究[J].特种油气藏,2014,21(3):18-22.

LIU Guoquan,JIA Li,LI Fengxia,et al.Study on the identification methods of tight oil lithology in Cangdong Sag[J].Special Oil and Gas Reservoirs,2014,21(3):18-22.

[4]张绍辉,王敏,王秀萍,等.沧东凹陷孔二段致密油成藏条件研究[J].硅谷,2014,17:188-190.

ZHANG Shaohui,WANG Min,WANG Xiuping,et al.The formation conditions of tight oil in Cangdong Sag[J].Silicon Valley,2014,17:188-190.

[5]渠芳,陈清华,连承波,等.黄骅坳陷南区油气分布规律及其成藏机制[J].石油勘探与开发,2008,35(3):295-299.

QU Fang,CHEN Qinghua,LIAN Chengbo,et al.Distribution and accumulation of the oil and gas in southern Huanghua Depression[J].Petroleum Exploration and Development,2008,35(3):295-299.

[6]许恩爱,李晓良,王庆魁,等.黄骅坳陷孔南地区孔店组油气成藏主控因素及成藏模式[J].断块油气田,2014,21(3):278-281.

XU En'ai,LI Xiaoliang,WANG Qingkui,et al.Main controlling factor and model of Kongdian Formation hydrocarbon accumulation in Kongnan Area of Huanghua Depression[J].Fault-block Oil and Gas Oilfield,2014,21(3):278-281.

[7]高锡兴.黄骅坳陷石油天然气地质[M].北京:石油工业出版社,2004．

[8]李思田,潘元林,陆永潮,等.断陷湖盆隐蔽油藏预测及勘探的关键技术:高精度地震探测基础上的层序地层学研究[J].地球科学(中国地质大学学报),2002,27(5):592-598.

LI Sitian,PAN Yuanlin,LU Yongchao,et al.Key technology of prospecting and exploration of subtle traps in lacustrine fault basins:sequence stratigraphic researches[J].Earth Science(Journal of China University of Geosciences),2002,27(5):592-598.

[9]李丕龙.陆相断陷盆地缓坡带油气运聚规律研究[D].北京:中国科学院,2001.

[10] 赵红星,司继伟,何伟平.陆相断陷盆地斜坡带分类及成藏特征分析[J].长江大学学报(自然科学版),2011,8(3):28-30.

ZHAO Hongxing,SI Jiwei,HE Weiping,et al.Classification of conyinental fault breaking basin and study of reservoir formation[J].Journal of Yangtze University(Natural Science Edition),2011,8(3):28-30.

[11] Ajdukiewicz J M,Lander R H.Sandstone reservoir quality prediction:The state of the art[J].AAPG Bulletin,2010,94(8):1083-1091.

[12] 邱荣华,李连生,张永华,等.泌阳凹陷北部斜坡带油气富集控制因素与勘探技术[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报),2006,28(2):39-41.

QIU Ronghua,LI Liansheng,ZHANG Yonghua,et al.Factors and exploration technology in northern slope of Biyang Sag[J].Journal of Oil and Gas Technology(Journal of Jianghan Petroleum Institute),2006,28(2):39-41.

责任编辑：王辉

DOI：10.3969/j.issn.1673-064X.2016.01.002中图分类号：TE122.1

文章编号：1673-064X(2016)01-0010-07

文献标识码：A

收稿日期：2015-09-14

基金项目：国家重大专项“渤海湾盆地北部油气富集规律与增储领域研究”(编号：2011ZX05006-005)

作者简介：徐祖新(1988-)，男，博士研究生，主要从事非常规油气地质与评价方面的研究。 E-mail：xuzuxin-20081234@163.com

Hydrocarbon Accumulation Law of the Second Memberof Kongdian Formation in the Slope Zones of Cangdong Sag

XU Zuxin1,ZHANG Yijie1,WANG Jufeng1,LIU Haitao1,JIANG Wenya2

(1.Research Institute of Petroleum Exploration & Development,CNPC,Beijing 100083,China;2.Research Institute of Exploration and Development,Dagang Oilfield,Tianjin 300280,China)

Abstract:The slope zones are the main exploration areas for the lithologic reservoirs and tight reservoirs in Cangdong Sag.According to their genetic characteristics,the slope zones widely distributing in the second member of Kongdian Formation can be divided into 2 types: inheritance slope and reverse slope.The hydrocarbon accumulation laws of two types of slope zone are studied based on the analysis of hydrocarbon accumulation conditions.It is shown that the different types of slope zone have different oil and gas spatial distribution characteristics,from the lower part to the higher position of slope,tight reservoir,lithologic reservoir and structural reservoir distribute in turn in the inheritance slopes,and lithologic reservoir,tight reservoir and structural reservoir distribute in turn the inversion slopes.

Key words:hydrocarbon accumulation mode;hydrocarbon distribution characteristic;Cangdong Sag;the second member of Kongdian Formation;slope zone