渤中凹陷斜坡类型与新近系油气成藏特征*

王德英 薛永安 于海波 黄江波 张宏国 史盼盼 周园园

(中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300459)

陆相断陷盆地斜坡区主要指从深部洼陷带向凸起区的缓慢过渡带，其分布面积占凹陷总面积的50%～70%，是油气运移的主要指向区，一直是勘探的重要领域[1-4]。近年来已相继在渤海海域临近陆区的辽河坳陷西斜坡、济阳坳陷东营南斜坡、岐口凹陷斜坡、冀中坳陷文安和蠡县斜坡等获得大规模发现，地质储量超15×108t油当量[5-6]，但多集中在古近系，特别是沙河街组。渤海海域渤中凹陷为渤海湾盆地最富烃洼陷，资源量近50×108t，是最主要的储量发现区。由于渤中凹陷埋深大，50余年的勘探主要以潜山和浅层为主，已发现很多大油田，储量发现主要以浅层为主，如蓬莱19-3、秦皇岛32-6、秦皇岛33-1南、曹妃甸11-1、南堡35-2等，浅层储量约占总发现储量的80%，但这些浅层油气主要分布在凸起区、陡坡带(图1)，而且无论是深层还是浅层，大面积的斜坡带勘探成效都不很理想。

图1 环渤中地区洼中隆起型汇聚脊与浅层油田分布Fig.1 Convergence ridge and shallow oilfield distribution of mid-sag uplift type in Bozhong region

随着浅层勘探向洼陷的不断深入，认识到不同斜坡带的成藏特征、油气规模差异很大。而渤中凹陷受NWW向、NNE向两组大型走滑断裂及其多期、多应力、多方向叠加的影响[7-10]，斜坡区的结构类型并非典型的陆相伸展断陷斜坡，其结构变化快且复杂，早期为多个独立的次洼，晚期为渤海湾盆地的沉积沉降中心而形成统一的洼陷，因此不同时期的斜坡类型、分布差异很大，需要进行明确。另外，斜坡带的类型划分也一直是陆相断陷盆地的主要内容，如李丕龙[5]根据斜坡带形态和构造特征划分出宽缓型、窄陡型和双元型，赵贤正 等[6]依据断裂活动强度及斜坡产状划分出挠曲坡折型、平缓台坡型、宽缓断阶型、窄陡断阶型、掀斜翘倾型，但这些划分方案大部分是针对深层控砂控藏机制进行研究的[11-13]，很难满足浅层油气富集控制的研究。薛永安 等[14-16]提出了深层汇聚脊对浅层油气富集的控制，并有效指导了勘探实践。本文主要以渤中凹陷为研究对象，以汇聚脊特征及其与斜坡的关系进行斜坡类型划分与特征分析，并在此基础上探讨其对浅层油气富集的控制作用，以期指导该地区下一步的勘探实践。

1 斜坡类型划分及分布特征

本文对渤中凹陷斜坡类型的划分主要是基于浅层油气成藏在源-汇-聚的主要控制因素，首先按照次洼供烃的差异，以次洼为单元划分了4个一级斜坡区；然后依据汇聚脊的发育特征以及斜坡本身的结构产状，以一级斜坡区为单元划分出了14个二级斜坡(图1、2)。

图2 渤中凹陷斜坡类型分布纲要Fig.2 Outline of slope type distribution in Bozhong sag

1.1 次洼发育特征

基于已钻井及大三维地震资料，基本明确了渤中凹陷的洼陷结构与地层充填特征，即渤中凹陷具多洼多隆结构，不同时期次洼范围、厚度差异大(图3)。研究表明，整体上渤中凹陷与渤海湾盆地具有同样的发育、发展、充填历史，盆地演化具有多旋回性，大致经历了3个构造演化旋回和5个构造演化阶段，发育了4套主力烃源岩[17-20]；但又有其特殊性，即渤中凹陷为渤海湾盆地的晚期沉积沉降中心，不同时期次洼发育特征差异性显著。

沙四段和孔店组沉积期为初始断陷期，发育一套重要烃源岩层，但沉积范围较局限，海域仅在莱州湾凹陷、青东凹陷、黄河口凹陷与辽中凹陷发育；渤中凹陷基本未沉积此套地层，只在西南次洼、渤东洼陷东缘有沉积(图4a—c)。沙三段沉积期为广泛断陷期，形成一套巨厚半深湖—深湖相暗色泥岩，是主要烃源岩发育段；渤中凹陷区以凸起或低凸起相隔，发育渤中主洼、渤中西次洼、渤中西南次洼与渤东凹陷，除了渤东凹陷外，其他3个次洼晚期沟通(图3a)。沙一、二段沉积期为裂后热沉降拗陷阶段，4个次洼连通，面积扩大，其中沙一段以泥岩夹油页岩、白云岩、生物灰岩为特征，是一套重要的烃源岩层。东营组沉积期盆地再次强烈断陷，渤中凹陷也成为渤海湾盆地的断陷沉降中心，广泛发育深湖相泥岩，成就渤海独特的一套烃源岩层，而且全渤中地区分布，但仍受到NNE和NW向展布的低凸起、洼中隆起分割，保持渤中主洼、渤中西次洼、渤中西南次洼与渤东凹陷的次洼结构(图1、3b)。馆陶组至明下段沉积期为第二裂后热沉降阶段，盆地整体以渤中凹陷为中心呈向心式广覆充填(图4d、e)，形成晚期有利储盖组合。明上段沉积期以来的构造再活动阶段，以断层为代表的构造活动明显变强烈，伴随郯庐断裂的右旋走滑运动，断裂发育，成为油气垂向运移的有利通道[13,15-16,21]。

图3 渤中凹陷地层厚度图Fig.3 Isopach map of Bozhong sag

图4 渤中凹陷地震剖面(剖面位置见图1)Fig.4 Seismic profiles of Bozhong sag(see Fig.1 for location)

因此，从源的角度，按照次洼分布特征，将渤中凹陷斜坡划分为4个一级斜坡区，即渤东凹陷斜坡区、渤中主洼斜坡区、西南次洼斜坡区和西次洼斜坡区。

1.2 汇聚脊发育特征

勘探实践表明,深层汇聚脊、基底形态、斜坡产状等共同控制了浅层的油气富集[5,8,15-16]。受多期、多应力、多方向构造叠加的影响，渤中凹陷发育不同时期的多走向构造脊[17-18,20](图1、4)，可形成控制浅层油气富集的汇聚脊[15]。渤海海域油气成藏期晚，主要在5 Ma之后[17-18,20]，此时的构造脊基本定型，新生界底面的形态图基本可以代表洼中隆起型汇聚脊的发育位置。大三维地震资料解释落实渤中凹陷的构造脊主要为NE、NW、NNE、SN、EW等5组(图1)，不同地区构造脊的发育程度、方向存在很大差异，有单方向、多方向的，也有顺向、横切斜坡及横向顺向交叉的，更有不发育汇聚脊的,它们直接影响着油气的运聚方向和能力。

因此，从运聚的角度，按照汇聚脊轴向与斜坡倾向的关系，将渤中凹陷一级斜坡区划分出横向、顺向、横向交叉、顺向交叉、无脊等5类(表1)。同时，斜坡产状与规模、基底沉积作用、构造活动强弱程度、斜坡产状形态也是控制油气运移聚集的重要因素[2,5-6,15]，按照斜坡产状、基底沉积作用、断裂活动强弱程度又进一步划分为宽缓、窄陡、宽缓断阶、窄陡断阶、挠曲坡折等5类。最终渤中凹陷共划分出了14个二级斜坡(表1)。

2 不同斜坡区新近系油气成藏特征

渤海海域早期勘探主要在近源低凸起富集成藏理论认识指导下，发现了锦州9-3、锦州20-2、绥中36-1等油田。90年代中后期随着渤海海域油气地质条件认识的深入，勘探目的层系重点转向以浅层为主，首先在高凸起区发现了秦皇岛32-6、曹妃甸11油田群、蓬莱19-3等大型稠油油藏。之后在中转站理论的指导下[14]，在陡坡带勘探发现了渤中25-1南、曹妃甸6-4、垦利10-1等一系列浅层优质油田。近期，在汇聚脊理论认识的指导下进一步向洼中浅层迈进[15]，在洼中古隆起区发现了曹妃甸12-6、渤中29-6、渤中36-1等一系列大中型轻质油田。斜坡区的油气更容易在深层聚集，但是按照汇聚脊控浅层油气富集的认识，斜坡区深层汇聚脊发育部位若发育浅层通脊断裂就可以形成商业性油气富集。通过对渤中地区浅层已钻失利构造、含油气构造、油田成藏特征与汇聚脊、斜坡类型的解剖，进一步表明斜坡区的油气也可以在浅层大规模成藏，只是不同类型斜坡的浅层成藏模式、成藏特征差异性较大(表1)。

2.1 以顺向脊为主的斜坡区成藏特征

以顺向脊为主的斜坡区运移条件好，油气容易在高凸起大规模聚集成藏。在斜坡区一般难以形成大规模油气商业性聚集，但是在晚期切脊横向断裂发育的地区(如断阶带)也会有较小规模的商业发现。环渤中地区顺向构造脊规模大，一般都从洼陷区延伸到凸起区，而顺向构造脊的最高部位受地层产状、边界大断裂等因素的控制，容易形成高凸起型汇聚脊，而且浅层一般对应背斜或者断裂遮挡半背斜圈闭，汇聚条件极其优越，一般有大规模油气成藏(图1、表1)。相应的，由于此类构造脊导致凸起区大规模成藏，其斜坡部位大规模成藏就很难，因为斜坡成藏的关键要素是截留聚集能力。分析认为，顺向脊断阶斜坡部位可有一定规模的商业聚集，但是整体规模不大，主要是因为断阶处容易发育沉积砂体，形成砂体型汇聚脊，而且断阶处一般发育晚期通源断裂，油气进一步垂向运移能力强，但其规模主要取决于断阶部位的侧向封堵条件。一般而言，规模大的断裂为扭性断裂，容易封堵，窄陡斜坡相较于宽缓斜坡封堵条件更好。另外，在切脊断裂附近的高部位也可形成一系列小规模的油藏群。

2.2 以横向脊为主的斜坡区成藏特征

以横向脊为主的斜坡区浅层可以大规模成藏。除了渤东凹陷外，渤中凹陷大部分斜坡区的横向构造脊都处于成熟烃源岩范围内，形成洼中隆起型汇聚脊，晚期通脊断裂发育，油气可以在浅层大规模聚集。渤海海域由于多期、多应力、多方向断裂发育，形成的构造脊多为交叉脊，油气在不同方向汇聚脊交叉部位单构造聚集成藏，整体上横向构造脊一般会形成一个中小油气田群，而且具有成排成带的分布特征(图1、表1)。

3 勘探实践

3.1 顺向脊斜坡勘探实践

早期勘探在渤中凹陷周边凸起区发现了一系列浅层大油田，总结这些大油田的成藏模式可以看出，油田都位于大型汇聚脊的高部位(图1)，而且这些汇聚脊都为顺向脊，延伸到洼陷内与成熟烃源岩大面积接触，如蓬莱19-3、秦皇岛32-6、南堡35-2、曹妃甸11-12油田群、蓬莱9-1、蓬莱20-2、蓬莱20-3、渤中29-1等。按照顺向脊成藏模式勘探，近期不但在顺向脊高部位发现浅层秦皇岛33-1南亿吨级极浅水三角洲岩性油气藏[16，22-24]，在斜坡区勘探也获得了一系列中小型发现，如钻探的龙口19-1、龙口19-1北、龙口9-2等。

受郯庐断裂东支影响，渤南低凸起东段北斜坡形成了龙口19-1/1北、龙口19-1西等一系列浅层断块圈闭，紧邻渤中与渤东凹陷，深层近南北向大型顺向汇聚脊发育，深入到渤中主洼、渤东凹陷内，深、浅层汇聚脊叠合程度高，成藏条件优越，汇聚脊高部位形成蓬莱19-3大油田(图5)。南北向大型顺向汇聚脊又被近东西向持续发育的大断裂切割，形成多个反向断层遮挡圈闭，反向断层断距大，油气遮挡条件好，易于成藏。在大断层旁边部署了3口井，都获得了油气发现，LK19-1N-1d井在馆陶组测试取得高产轻质油气流，有望形成中型中—轻质油田。

图5 龙口19构造区三维可视化Fig.5 Three-dimensional visualization of Longkou 19 structure area

3.2 横向汇聚脊勘探实践

按照横向汇聚脊斜坡成藏模式，在斜坡早期勘探失利的地方重新上钻获得了一系列重要发现，如渤中8-4、曹妃甸12-6、曹妃甸6-1、曹妃甸6-2、渤中13-1南等中型轻质油田。

渤中13-1南构造位于渤中凹陷西次洼斜坡带上，是1999年发现的一个较大型的浅层构造，当年及后续钻探了BZ13-1S-1、CFD24-1-1等几口探井，都没有获得油气发现。运用新的三维地震显示技术，发现该区发育多个横向汇聚脊(图6a)，包括渤中19-6、渤中13-1、渤中13-1南。渤中13-1南汇聚脊虽然相对于渤中19-6、渤中13-1低，而且整体平缓，但其北部汇聚脊特征明显，可以汇聚油气。特别是渤中13-1南浅层构造脊与深部汇聚脊叠合，而渤中13-1汇聚脊浅层圈闭不发育，整体向渤中13-1南抬升。这样，渤中13-1南浅层在深部存在2个优势油气汇聚脊，成藏有利。在成功部署渤中13-1S-2d钻探井后，发现了渤中13-1南浅层中型油田。分析认为，渤中13-1南构造早期的钻探井均远离该深层构造脊，导致钻探失利(图6b)。

图6 渤中13-1南构造区油气汇聚脊特征Fig.6 Characteristics of oil and gas convergence ridge in BZ13-1S structure area

4 结论

1) 考虑浅层油气成藏在源-汇-聚的主控因素，将渤中凹陷按次洼划分出渤东凹陷斜坡区、渤中主洼斜坡区、西南次洼斜坡区、西次洼斜坡区等4个一级斜坡区，进一步结合汇聚脊发育特点划分为横向、顺向、横向交叉、顺向交叉、无脊等5类，并参考斜坡产状、基底沉积作用、断裂活动强弱等进一步划分为宽缓、窄陡、宽缓断阶、窄陡断阶、挠曲坡折等5类，最终在渤中凹陷识别出14个二级斜坡类型。

2) 探讨了渤中凹陷不同类型斜坡区浅层油气富集成藏特征，结果表明：顺向脊斜坡区运移条件好，油气在高凸起大规模聚集成藏，而斜坡区难以大规模成藏，但是在切脊断裂强发育区可以形成中小型商业性聚集；横向脊宽缓斜坡区是浅层油气富集的主要部位，具有多个交叉脊成排成带油气富集的特征。