渤海湾盆地缓坡外带成藏特征与勘探潜力分析

汪少勇，黄福喜，宋 涛，吕维宁，刘 策，贾 鹏，范晶晶

(中国石油勘探开发研究院，北京 100083)

0 引 言

渤海湾盆地是发育在古生界基底之上的中、新生界叠合盆地。新生代发育完整的陆内裂谷，受古近系裂陷期幕式拉张影响，湖盆底床起伏大，盆地被分隔成多个小凹陷，形成“多凸多凹”相间排列的格局[1-3]。渤海湾盆地油气资源丰富，无论是石油资源量、探明储量还是石油产量均列全国之首[4]。历经半个多世纪的勘探开发，盆地已进入勘探中—晚期阶段，陆上石油资源累计探明率达56%，如何在高勘探程度区寻找效益储量是当前面临的关键问题。

近3 a来，通过精细地震资料处理解释和精细地质、成藏研究，在渤海湾盆地蠡县斜坡、文安斜坡外带发现了高产的新生界碎屑岩区块，在束鹿西斜坡发现了高产的奥陶系潜山油藏，缓坡外带合计新增三级储量1.4×108t，为东部老探区石油增储上产做出了重要贡献。通过剖析渤海湾盆地中国石油探区缓坡外带的成藏特征，对勘探程度较低的区带和层系进行了重新梳理，并分析了主要缓坡外带的勘探潜力，以期为渤海湾盆地其他探区斜坡高部位浅层源外油气勘探提供借鉴。

1 缓坡外带地质背景

渤海湾盆地富油气凹陷大多具备不对称“箕状”结构，可分为缓坡、深陷区和陡坡3个带[5]。缓坡带地层倾角一般小于15 °，以坡折带为界，可分为高斜坡、中斜坡和低斜坡3段，分别对应于缓坡外带、中带和内带[6]。此次研究的缓坡外带是指坡折带之上延伸至凸起的构造部位，主要分布于盆地或凸起(隆起)边缘，一般与正向构造带和超覆剥蚀带对应(图1)，渤海湾盆地缓坡外带地层埋藏较浅，一般小于2 600 m。由于紧邻物源区，新生界主要发育辫状河三角洲平原相砂砾岩，处于早成岩作用阶段，储集空间以原生粒间孔为主，储层物性较好[7-9]。下伏的中生界潜山岩性包括火山岩、火山碎屑岩和砂岩，古生界潜山主要为海相碳酸盐岩。渤海湾盆地缓坡外带处于凹陷区成熟烃源岩分布范围之外，油气主要为源外侧向运聚成藏，部分来源于邻近的低熟烃源岩，形成构造、地层和潜山油气藏。渤海湾盆地油藏一般具有“小而富”的特征，具备正常压力系统，原油受运移、生物降解和低熟烃源岩等因素的影响，常表现为高密度和低含蜡量的特征。

图1 渤海湾盆地富油凹陷斜坡区油气成藏模式

2 缓坡外带成藏特征

2.1 充足的油源

渤海湾盆地富油气凹陷在强裂陷期形成的深湖—半深湖沉积物含有丰富的富氢有机质，以Ⅱ型干酪根为主，在湖盆最大扩张期形成厚度较大的烃源岩[4]。受盆地裂陷作用控制，沉降中心由陆向海迁移，烃源岩发育层系和含油气层系均呈由陆向海逐渐变新的趋势[10]。中国石油探区主要位于渤海湾盆地西部和北部，包括辽河，冀中和黄骅三大坳陷，纵向上发育石炭系—二叠系、孔二段、沙四段、沙三段、沙一段及东营组下段6套烃源岩层系。其中，沙三段烃源岩厚度最大，分布范围最广，是盆地的主要烃源岩(图2)[11-12]，石炭系—二叠系为海陆交互相煤系烃源岩，其余层系烃源岩为淡水—微咸水湖相，以灰色、深灰色和灰黑色泥岩为主夹油页岩和泥灰岩。

图2 渤海湾盆地典型斜坡外带源-储组合配置

辽河、冀中、黄骅坳陷典型斜坡外带供烃洼陷的烃源岩累计厚度普遍大于150 m，有机碳含量为0.8%～4.7%，镜质体反射率为0.5%～1.7%，处于成熟—高成熟阶段。洼陷生烃中心与缓坡外带距离近，如沧东凹陷与对应的孔西斜坡外带距离仅为4～8 km，埕北斜坡外带与对应的歧口凹陷距离较远，但最远距离不超过25 km。凹陷内生烃强度普遍大于500×104t/km2，在缓坡外带已发现规模储量的前提下，证明富油气凹陷能生成充足的烃类向缓坡外带运移聚集(表1)。

2.2 多种类型储层及储盖组合

缓坡外带纵向上发育新生界碎屑岩储层和中生界—前寒武系潜山2类储层(图2)。新生界碎屑岩主要为冲积扇—辫状河三角洲沉积，砂体搬运距离短；有利储层相带为辫状河河道砂体，以单层或多层砂叠置为主，泥岩隔层厚度一般为2～4 m，砂体累计厚度为40～100 m；砂体单层厚度为10～15 m，宽度为500～1 000 m，长度为1～3 km，由于河道频繁交叉叠置呈面状分布。中生界—前寒武系潜山岩性为海陆沉积叠置形成的海相碳酸盐岩、海陆交互相碎屑岩、火山岩，通过差异风化淋滤形成多类型次生溶蚀孔隙，储集空间类型多样[13-14]。根据已发现斜坡外带油藏的测井解释结果统计，新生界碎屑岩储层孔隙度普遍大于10%，渗透率在10 mD以上；潜山储层孔隙度为2%～15%，渗透率普遍在10 mD以下，大体趋势上，潜山储层物性由碎屑岩向火山岩和碳酸盐岩逐渐变差(图3)。

表1 渤海湾盆地典型缓坡外带供烃洼陷烃源岩指标统计

图3 渤海湾盆地典型缓坡外带储层物性统计

根据源储配置关系，缓坡外带主要发育2种储盖组合：沙一段、沙三段、中生界、奥陶系为区域盖层，明化镇组、东营组、沙四段和孔店组等地层为局部盖层，烃源岩主要分布在沙一段、沙三段和沙四段。由于缓坡外带处于烃源岩分布范围之外，因此，主要发育前中生界源下组合和新生界源上组合，沙三段、沙四段源内组合不发育。

2.3 多类型油藏

富油气凹陷缓坡外带处于油气运移有利指向区，洼陷区生成的油气沿鼻状构造脊、二级油源断裂、不整合面及优质砂体形成高效运移通道，由低斜坡向高斜坡运移，形成多层系、多类型油气藏[15-19](图4)。由图4可知：①构造型油藏以断块、断背斜油藏为主，以孔西斜坡孔二段油藏、港北斜坡馆陶组油藏和束鹿西斜坡沙二段油藏为代表；油气通过不整合面、连通的河道或滩坝砂体等横向运移至缓坡外带浅层后，沿断裂垂向运移，在构造圈闭中聚集成藏。②岩性油藏以砂岩上倾尖灭型为主，包括孔西斜坡孔二段、束鹿西斜坡馆陶组等。③地层型油藏包括不整合遮挡、地层超覆和潜山油藏，以港北斜坡沙三段油藏、文安斜坡沙一段—沙三段油藏、束鹿西斜坡奥陶系潜山油藏为代表；油气通过砂体-断层-砂体接力输导，在运移路径上被非渗透层遮挡聚集成藏；横向上从缓坡内带向缓坡外带油层分布广，纵向上含油层位由老到新多层系分布。

以束鹿西斜坡为例，缓坡外带新生界地层不整合于下古生界碳酸盐岩之上。不整合面之下的奥陶系灰岩和寒武系白云岩受风化淋滤和差异剥蚀，广泛发育溶孔和裂缝，形成有效储层[20-26]。沙三段生成的油气通过基底不整合面向中奥陶统峰峰组、马家沟组运移，在充满低部位奥陶系潜山圈闭后，通过反向断层向高部位寒武系潜山运移，在东营组和沙一段泥岩的封盖下，形成旁生-古储-新盖的多种类型潜山油藏。油气充满潜山圈闭后，沿晚期构造活动形成的断裂纵向运移，依次进入沙河街组、东营组和馆陶组，形成砂体上倾尖灭岩性油藏和不整合地层油藏。束鹿凹陷沙三段累计厚度为300～1 500 m的巨厚泥灰岩正处于生油高峰期，氯仿沥青“A”含量平均为0.17%，总烃含量平均为790 mg/L，生油潜量(S1+S2)平均为3.87 mg/g，累计生烃量达到12.0×108t，为缓坡外带油气运移和聚集提供了充足油源。

图4 渤海湾盆地典型斜坡外带油藏类型

3 缓坡外带成藏模式

根据已发现的缓坡外带油藏特征，渤海湾盆地缓坡外带发育2种油气成藏模式。一种是凹陷边缘缓坡油气成藏模式，这种缓坡外带位于盆地内凹(坳陷)一侧，与盆地内凸起或边缘隆起相邻，富油气凹陷深陷带生成的烃类向缓坡高部位运移，运移方式以砂体-断层-砂体接力疏导为主，运移距离较大，一般在10 km以上，油层呈广覆式带状分布；典型的代表有束鹿西斜坡、文安斜坡、蠡县斜坡和埕北斜坡(图5a)；油藏类型包括断块构造油藏、地层超覆岩性油藏、砂体上倾尖灭油藏、风化壳潜山油藏。另一种是坳内凸起周缘缓坡油气成藏模式，这种缓坡外带位于凹陷内凸起(潜山)周缘，凸起两侧双向供烃，油气主要通过不整合面和断裂侧向、垂向运移，油层厚度大，立体含油；典型的代表是港北斜坡；油藏类型包括地层油气藏、上倾尖灭岩性油气藏、多层状潜山内幕油藏等(图5b)。

4 典型缓坡外带勘探潜力及下步勘探建议

4.1 勘探潜力

渤海湾盆地“十一五”以前的油气勘探以斜坡高部位的构造油藏为主，随着富油气凹陷“满凹含油”理论的提出和发展，油气勘探对象逐渐向凹陷深部转移，近10 a来，增储重点领域主要为断裂坡折带之下低位域(斜坡中带、内带)的岩性油藏。传统观点认为斜坡高部位源储配置差，远离油源，通过构造、砂体、油源“三元耦合”形成的油藏多为次生油藏，规模小，含油饱和度低。然而，近2 a的勘探实践证实，通过老区精细挖潜和目标精细刻画，仍能在缓坡外带发现效益储量。

根据缓坡外带成藏特征，对渤海湾盆地中国石油探区缓坡外带进行梳理，辽河西部凹陷缓坡外带勘探程度较高，资源探明率达66%，而冀中坳陷的文安斜坡外带、蠡县斜坡外带、束鹿西斜坡，黄骅坳陷的港北斜坡外带、孔西斜坡外带、埕北斜坡外带勘探程度较低，有利圈闭总面积达392 km2，通过容积法估算6个缓坡外带50%概率的地质资源量为4.3×108t(表2)。根据圈闭面积、埋藏深度、储层厚度和物性进行地质条件综合排序，确定各缓坡外带勘探潜力。结果表明，文安斜坡东营组、沙三段构造-岩性油藏和中生界、古生界潜山油藏圈闭总面积为90 km2，埋藏深度小于3 000 m，地质资源量约为1.2×108t，勘探潜力最好；束鹿西斜坡、港北斜坡外带、蠡县斜坡外带构造-岩性和潜山油藏的总地质资源量均超过5 000×104t，也具有较大勘探潜力(表2)。

图5 渤海湾盆地典型缓坡外带油气成藏模式

表2 渤海湾盆地典型缓坡外带勘探潜力综合排序

从分布层系上看，构造岩性油藏地质资源量为2.3×108t，主要分布在各斜坡的馆陶组、东营组、沙二段、沙三段和孔二段；潜山油藏地质资源量为2.0×108t，主要分布在石炭系—二叠系、奥陶系、寒武系和前寒武系。

4.2 下步勘探建议

根据斜坡外带潜力分析结果，提出以下2点勘探建议：一是开展富油气凹陷精细研究，结合当前的勘探进展，通过老井资料复查，重新认识斜坡外带的沉积、储层、构造和成藏特征，从生烃—运移—聚集含油气系统的角度，开展整体研究，对盆地内勘探低的斜坡外带进行区带优选和目标排队，实施岩性-地层油藏、潜山油藏多层系立体勘探；二是做好地震资料的精细挖潜，加强地震处理解释攻关，最大限度提高地震资料品质，进而提高潜山、岩性地层、微幅构造等圈闭的落实精度。

5 结 论

(1)渤海湾盆地富油凹陷缓坡外带烃源岩累计厚度普遍大于150 m，以Ⅱ型干酪根为主，Ro为0.4%～1.7%，处于成熟—高成熟阶段，且生烃中心与缓坡外带距离不超过25 km，生烃强度普遍大于500×104t/km2，缓坡外带油源充足。

(2)缓坡外带纵向上发育新生界碎屑岩和古生界—前寒武系潜山两大类储层，沙一段、沙三段、石炭系—二叠系既是主要烃源岩层系也为区域盖层，主要形成新生界源上、前中生界源下2套储盖组合，可形成构造、地层、岩性等多种类型油藏，发育凹陷边缘缓坡油气成藏模式和坳内凸起周缘缓坡2种油气成藏模式。

(3)估算斜坡外带50%概率的地质资源量为4.3×108t。其中，文安斜坡发育奥陶系、寒武系潜山内幕油藏和东营组、沙三段构造-岩性油藏，资源量约1.2×108t；束鹿西斜坡、港北斜坡、蠡县斜坡地质资源量5 000×104t。从分布层系上看，构造岩性油藏资源量为2.3×108t，主要分布在各斜坡的馆陶组、东营组、沙二段、沙三段和孔二段；潜山油藏地质资源量为2.0×108t，主要分布在石炭系—二叠系、奥陶系、寒武系和前寒武系。