歧口凹陷埕北断坡不整合与油气藏关系

田伟秀 钟玮 唐璇

摘  要：在油气运聚体系中，不整合起着至关重要的作用，在歧口凹陷埕北断坡，从古近纪初期至新近纪，发生多次湖侵和湖退，地层遭受多期抬升剥蚀，发育多期不整合接触，主要有古近系底界不整合、古近系与新近系之间的不整合等。为了剖析埕北断坡不整合在油气运聚过程中的作用，本文利用对地震、测井、取心等资料，对区内不整合的类型、纵向分层特征以及纵向结构模式进行综合研究。研究表明：不整合具有上、中、下3层结构，根据3层结构中的岩性配置差异，该区不整合存在3种纵向结构模式：其中ACE型与ADE型是构成该区油气运移的重要通道，BCE型输导能力相对前两型较差。不整合面作为主控因素形成多种类型的油气藏，埕北断坡区主要存在超覆不整合油气藏和削截不整合油气藏两类地层油气藏。超覆不整合油气藏主要发育于古近系沙河街组内部，以及新近系的馆陶组底界不整合，而削截不整合油气藏主要发育于中生界顶界不整合。

关键词：不整合;地层油气藏;输导体系;歧口凹陷;埕北断坡

中图分类号：TE122;P618.13    文献标识码：A    文章编号：1007-1903（2019）03-0095-06

Relationship between the Unconformity Structure and Oilgas

Reservoirs on the Chengbei Fault-slope in Qikou Sag

TIAN Weixiu1， ZHONG Wei2， TANG Xuan3

（1. 2nd Oil Production Plant of Dagang Oilfield Company， PetroChina， Tianjing 300280; 2. Dagang Oilfield Company， PetroChina， Tianjing 300280; 3. The Downhole Operation Company of Dagang Oilfield Company PetroChina， Tianjing 300280）

Abstract： In the oil-gas transport and accumulation system， unconformity plays a vital role. On the Chengbei fault-slope of Qikou sag， from Paleogene to Neogene， the events of lake transgression and lake regression have happened frequently to cause strata being uplifted and corroded. Unconformity is developed at the bottom of Paleogene and Neogene Systems. In order to study the role of the unconformity in the oil-gas transport and accumulation system， the seismic data and well data are used to make comprehensive research for type， layer and structure mode of unconformity. Studying results show that the unconformity is constituted by the rock above unconformity， weathered layer and half-weathering layer. According to the configuration differences of the lithology， three-layer structure modes of unconformity are defined， i.e.， ACE， ADE， and BCE， of them the ACE and ADE constitute the migration channel of oil-gas， and the conducting ability of BCE is poorer. The unconformity can form various types of oil and gas reservoirs. There are two types of stratigraphic reservoirs in Chengbei fault-slope： overlying unconformity reservoir and abrupt changeable unconformity reservoir. The former exists in the Shahejie Formation and Guantao Formation; the latter exists in the top of Mesozoic.

Keywords： unconformity; stratigraphic reservoir; transportation systems; Qikou sag; Chengbei fault-slope

0 引言

不整合接觸是地层中保留下来的地层缺失所呈现出的一种不协调的接触关系（何登发，2018）。近年来，多数学者普遍认为不整合不是一个简单的“面”，而是一个与其上覆地层和下伏地层构成的结构体（苏磊，2017）。20世纪后期，随着油气勘探程度的提高，地质学家注意到不整合组构相为油气富集优势组构相，在油气成藏过程中具有至关重要的作用（淡伟宁等，2016）。

近几年来，针对“不整合面是否可作为油气运移通道”的问题，在国内外的一些学者的文献中进行了很多讨论。从本研究的实际工区来看，不能简单的认为不整合面就是油气的运移通道。研究表明，不整合面以下岩层都经过风化剥蚀的改造应该存在风化壳，对于流体应具有渗透性，因此从理论上讲，不整合面可以成为油气运移的通道，但是，由于不整合面被长期深埋之后，会受到多重因素的影响，例如不整合面的产状、不整面上下地层的岩性，以及沉积间断的时间长短等，这些都是影响不整合面是否能成为油气运移通道的因素，因此不整合面的特性和断层一样，也具有双重性，不具有单一性（高长海等，2016）。

1 区域地质概况

埕北断坡位于渤海湾盆地黄骅坳陷歧口凹陷南部，南部为埕宁隆起，由南向北依次发育羊二庄断层、赵北断裂系、张东断层及歧东断层，均为北调断层，走向均为近东西向，从而形成断坡区，赵北断层以南为埕北高斜坡区，以北为埕北中低斜坡区，西部以张北断层与歧南斜坡相隔，东部至矿权边界（图1）。工区南北向约25km，宽约20km，构造面积约400km2。

埕北断坡北部为歧口主凹，为生烃凹陷，因此埕北断坡是油气运移的重要指向区，具有形成了多层系、多类型、连片含油的构造条件，同时具有含油层系多、含油范围广的特点，其高斜坡和中低斜坡均具有较大的勘探潜力。埕北断坡在高斜坡带受古地貌及构造活动控制，发育大面积侵蚀沟槽，南部埕宁隆起物源沿高斜坡带的侵蚀沟槽向斜坡低部位输送碎屑物，形成辫状河三角洲前缘沉积，砂体大面积叠置发育，主河道砂体储层物性好，并且波及范围广，持续延伸到歧口主凹陷区。前人针对该区的获得工业油气流井及失利井进行综合分析，对油气运移路径及其油气运移相对流量进行了定量刻画，明确该工区的油气主要来自埕北低斜坡区，油气沿不整合面与断裂组成的复式运移通道，向斜坡高部位长距离运移，在三角洲水道砂体中聚集成藏。

2 不整合类型与分层特征

2.1 不整合类型

根据不整合在构造带中的位置、不整合之上、下地层岩心及产状的组合关系等特征，在埕北断坡主要发育削截不整合和超覆不整合两种类型（表1）。

在构造抬升期，早期沉积的地层产状呈单倾形态，翘起端遭受剥蚀，再次接受沉积形成为削截不整合（王文楷等，2018）。该类不整合在埕北断坡广泛发育，在古近纪末期，歧口凹陷南部遭受一次抬升剥蚀，古近系在构造抬升作用下发生大范围掀斜，经长期的地表夷平作用，新近系馆陶组以辫状河沉积为主，底砾岩削截于下伏地层之上，形成了馆陶与不同老地层接触的削截不整合。不整合地震相下伏地层呈单倾形态，界面反射清楚、连续;界面上、下地层同相轴反射明显并呈超覆不整合。埕北断坡的超覆不整合多与削截不整合伴生，主要发育在新生界底部超覆界面上。

2.2不整合纵向分层特征

不整合反映了强烈的构造运动，以及地质作用对下伏沉积岩的风化剥蚀改造，不均一的改造作用及后期上覆沉积层的形成使得不整合面具有了多层次结构（麻伟娇等，2017）。本次研究通过对工区钻井资料，岩性资料及地震资料的综合分析，总结出埕北断坡的不整合面在纵向上可分为上、中、下三层结构，每层结构又有着不同岩石类型及各自特征（图2）。

（1）不整合上层

不整合面上层是指位于不整合面与上覆沉积岩之间的岩层，通过对大量录井资料、测井资料以及岩心资料综合分析，在埕北断坡区不整合面上层的岩石类型主要为含砾砂岩（图2A）和水进砂体（图2B）两种。砂砾岩是不整合面上面常见发育的岩石类型，常见于新近系馆陶组（Ng）与古近系东营组（Ed）之间（图3a），它是以河流相沉积河床亚相为主，主要岩性为成分复杂的砾岩，颗粒较粗，分选磨圆较差，测井曲线为高电阻、高电位、低伽马的响应特征，分布连续，厚度适中，孔渗性好，是油气运移的良好通道。

超覆砂体是发生湖侵时，经风化搬运作用形成砂质风化碎屑物质，包括矿物碎屑和岩石碎屑发生沉积的产物（图3b），是一套良好的储层，在本研究区内沙二段（Es2）与沙三段（Es3）之间、沙一段（Es1）与沙三段（Es3）之间不整合多发育水进砂体，厚度在2～25m之间。

（2）不整合中层

不整合中层位于不整合面之下，下伏地层顶部，为风化泥岩层，主要岩性为泥岩，是在物理风化的基础上，经生物化学风化作用改造下形成的细粒残积物（陶士振等，2017）。该层在野外或岩心上常表现为银灰色、灰白色或紫红色，测井曲线表现为低电阻、低电位、高伽马（图2C），总体上由盆缘向盆内斜坡呈逐渐增厚趋势，泥岩层则形成良好的盖层。

（3）不整合下层

不整合下层风化作用不彻底，其粒度相比风化层较粗，厚度根据岩性及地区不同存在較大差异，中层风化泥岩层层越厚，下层岩石越薄，由盆缘或凸起处向盆内斜坡减薄（杨少春等，2018）。埕北断坡不整合下层岩性主要为砂岩（图2E）和泥岩（图2F）两种，厚度最大可达50m，电测曲线往往表现为指状。一方面，下层泥岩能和中层风化层一起作为一套良好的封盖层;另一方面，下层砂岩存在大量的构造裂缝以及风化裂缝，也能在上覆中层的遮挡下形成良好的储层。

3 不整合纵向结构模式与油气成藏关系

由于不整合面的分布具有区域性、时间上存在相对稳定性的特点，它能够横向连接相互独立的砂体，是构成油气长距离侧向运移的重要通道（张娟，2018）。

通过对该工区的油源对比研究，证实了埕北断坡的油气主要来自歧口主凹区。该区尽管砂体较发育，但缺乏从歧口主凹区直接延伸至斜坡区的连通砂体，而断裂主要从纵向上起到沟通油气的作用，因此油气要经过长距离横向运移，至高斜坡区储集下来，不整合面起到了至关重要的作用。对该工区钻井的油层进行统计，绝大多数钻井在不整合面上、下50m范围内，均有油气显示或有工业油气流。进一步证实了不整合面是埕北断坡重要的油气运移通道。通过对大量钻井资料的归纳总结，本研究区共存在3种结构模式。

3.1 ACE型：构成油气运移的重要通道

是该区最为常见的一种类型，从上至下岩性依次为砂砾岩、泥岩和砂岩。其储集层具有厚度大，物性好，输导能力强的特征，该类不整合既能在中间泥岩层的分隔下形成双重运移通道（砂砾岩和砂岩），又能在泥岩层的遮挡下形成地层油气藏（图3）。

例如本研究区南部地区，新近系馆陶组（Ng）底界与古近系沙河街组（Es）底界不整合多以ACE型为主（图3a、图3c）。由于上新近系无生油能力，油气只有通过断层垂向运移，进入不整合砂砾岩才能成为有效的输导体。如图4所示，来自于羊二庄断层下降盘沙河街组的油气，沿上升盘的馆陶底界不整合砂砾岩及砂岩向南运移并在断层遮挡圈闭或不整合圈闭中聚集成藏。

在张东断层地区，含油气或有较好显示的井位，分布较广泛，且均为不整合面以上砂砾岩含油，油气沿不整合及断层横向及纵向运移，在砂体的構造高点聚集，中部地区油气聚集就是典型的实例（图5）。

3.2 ADE型：构成油气运移的重要通道

当ACE型结构中的中层风化泥岩层不发育时就会形成第二种ADE型结构，即上层含砾砂岩直接与下层砂岩接触，该类不整合输导流体的能力较强，若无断层遮挡，难于使油气聚集成藏。工区内该类型的不整合主要发育在沙三段顶部，含油气或油气显示井位分布较为分散，而且不整合面上下均可含油气或油气显示，歧口凹陷区和歧南次洼沙三段和沙一段作为目标区油气供给区，区域构造发育，沙河街组是主要的油气输导层，使得沙三段顶部不整合成为油气运移通道的重要组成部分。

研究表明，研究区内在沙三段顶部不整合形成的油气藏并不多见，油气聚集主要受构造圈闭的控制，这说明在本区不整合对油气输导的贡献大于油气聚集。如东部地区的H4井（图6），在羊二庄断层的导通作用下，下第三系油气进入不整合砂砾岩输导体，并向南部隆起区运移，从而在断层遮挡形成的圈闭中聚集成藏。

3.3 BCE型：形成多种类型的油气藏

从上至下为水进砂体、风化泥岩和砂岩。该类不整合输导能力相对前两者较差，主要在不整合面之上依靠砂岩超覆带形成超覆不整合油气藏，在不整合面之下依靠泥岩层遮挡可形成削截不整合等油气藏。

（1）超覆不整合油气藏

研究区处于歧口凹陷向埕宁隆起过渡部位，总体为一被断层复杂化的斜坡，超覆不整合发育，目前也已发现了多个地层超覆相关的油气藏。超覆不整合形成于水进初期，不整合面上层形成的B段水进砂体孔渗性较好，且该层往往沿不整合上倾方向上超尖灭，具备良好的油气储集条件。例如中部地区的H6井沙二段（Es2）及沙三段（Es3）油气藏（图7），B段水进砂体向南高部位上超，受中间C段泥岩层遮挡而形成的地层超覆油气藏。

（2）削截不整合油气藏

削截不整合由于经过多期的风化剥蚀，油层次生孔隙发育，储层多呈单斜形态，构造相对简单，砂岩上倾尖灭，为油气藏在空间上成带分布打下基础，主要形成地层型油气藏。

研究区削截不整合油气藏主要发育在斜坡高部位，受构造主要影响，不整合E段下层砂岩存在大量的裂缝，能在上覆中层C段泥岩层的遮挡下形成良好的储层。例如研究区中部地区H5井发现的中生界油气藏（图8），东部地区H4井发现的中生界油气藏（图6）等，均为中生界砂体在高部位受古生界沙河街组底界不整合中层C段风化泥岩层所遮挡，形成削截不整合油气藏。

4 结论

（1）埕北断坡区不整合在纵向上具有上、中、下3层结构。由于3层结构中的岩性具有差异性，导致不整合面上、下岩性配置具有多样性，决定了不整合在油气输导体系中的作用。

（2）由于不整合面上、下岩性配置具有多样性，埕北断坡区不整合发育3种纵向结构模式，其中ACE型与ADE型是构成该区油气运移的重要通道，在该研究区内广泛发育，BCE型输导能力相对前两型较差，但在不整合面附近能形成多种类型的油气藏。3种结构模式的确定，为该区下一步刻画油气优势运移通道提供了有力的证据。

（3）埕北断坡主要存在超覆不整合油气藏和削截不整合油气藏两类地层油气藏。超覆不整合油气藏在该研究区主要发育于新生界古近系沙河街组内部，以及新近系的馆陶组底界不整合;而削截不整合油气藏主要发育于中生界顶界不整合，两种类型的不整合油气藏的确定，为该区下一步地层油气藏预探突破提供了指导。

参考文献

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