束鹿凹陷西斜坡油藏分布规律及成藏模式

陈朝兵，宗超伦，焦立芳，赵政权，吕宏玖，南凡驰

（1.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安 710065；2.陕西省油气成藏地质学重点实验室，陕西西安 710065；3.中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司第五采油厂，河北辛集 052360）

束鹿凹陷位于冀中坳陷南部，为一典型的东断西超单断箕状凹陷，走向为北北东向[1–3]。 束鹿凹陷的基底为寒武系（Є）–奥陶系（O）海相碳酸盐岩以及石炭系（C）–二叠系（P）海陆交互相沉积岩，地层自下而上分别为沙河街组、东营组及馆陶组[4–6]。束鹿西斜坡位于束鹿凹陷西部，东部与凹陷中洼槽为邻，西部为宁晋凸起。前人对束鹿凹陷西斜坡的油藏富集规律做过大量研究，取得了大量成果[7–12]，黄远鑫[11]认为束鹿凹陷西斜坡主要发育块状残丘潜山、断块潜山和地层楔状体潜山，有效地指导了束鹿西斜坡潜山目标的落实与钻探部署，实现了潜山勘探的新突破；李冬梅[8]对西斜坡中部成藏因素进行了分析，认为中部油气成藏受控于断层与烃源岩的空间配置关系。前人研究多聚焦于束鹿西斜坡的潜山油藏，对西斜坡潜山上部油藏分布及成藏模式的研究相对较少，本文通过对束鹿凹陷西斜坡古近系及新近系油藏成藏条件分析，明确油藏类型及分布规律，建立油藏成藏模式，为后期开发提供指导。

1 地质概况

束鹿凹陷位于冀中坳陷南部，东以新河断裂为界，西为斜坡过渡至宁晋凸起，南至小刘村凸起，北以衡水断裂与深县凹陷相接（图1），面积约700 km2。束鹿凹陷是在前古近系基底上发育的箕状凹陷，具有南北分区、东西分带的构造格局，总体呈北东向狭长分布。从东到西可分为陡坡带、洼槽带和斜坡带，具有“三洼两隆” 的特点，从凹陷形成的过程来看，属于断层控制的继承性凹陷。由北向南发育六个含油气构造带，分别为南小陈、台家庄、西曹固、荆丘、雷家庄、西斜坡构造带。西斜坡构造带位于束鹿斜坡带最西部，东以斜坡内带为界，西邻宁晋凸起，南至小刘村凸起，北到深县凹陷南部断裂，西斜坡所处构造位置较高，是油气最终运移、聚集的有利区域，但勘探评价程度低、剩余资源量大、资源转化率低（表1）。

图1 冀中坳陷南部束鹿凹陷构造位置

表1 束鹿凹陷资源量统计

2 沉积特征

岩性和岩相组合是束鹿凹陷西斜坡古近系及新近系储层发育的基础，沉积相对岩性和岩石结构控制作用明显。束鹿凹陷西斜坡自下向上依次钻遇蓟县系雾迷山组（Jxw）、寒武系（Є）、奥陶系（O）、古近系沙河街组（Es）、东营组（Ed）、新近系馆陶组（Ng）、明化镇组（Nm）以及第四系平原组（Qp）地层，其中沙河街组沙二段（Es2）和沙三段（Es3）为主力含油层系，探明地质储量占总探明地质储量的71.84%，馆陶组、东营组、沙河街组沙一段以及奥陶系探明地质储量合计占28.16%。纵向上，从沙河街组到馆陶组为束鹿凹陷填平补齐的过程，物源主要来自于西部宁晋凸起（图2a），东部新河断层高部位及南部小刘村凸起也提供部分物源，因此，西斜坡区以近源碎屑沉积为主。沙三段沉积期，束鹿凹陷西斜坡以扇三角洲沉积体系为主（图2b），发育碳酸盐质角砾岩和砂岩储层，其中碳酸盐角砾岩储层为超低孔–特低渗储层，受构造和成岩作用改造后，发育一定数量的孔缝，为角砾岩储层提供了储集空间；沙二段–沙一段沉积期，束鹿凹陷西斜坡发育辫状河三角洲沉积体系，斜坡带广布辫状河（水下）分流河道砂体，构成了沙二段–沙一段的主要油气储集体；东营组–馆陶组沉积期，束鹿凹陷内基本被沉积物填平补齐，沉积环境逐渐由辫状河三角洲转化为辫状河沉积，发育心滩、河道充填和泛滥平原等微相，厚层河道含砾砂岩构成了沉积骨架。

图2 束鹿凹陷古近系沉积前古地貌（a）及沉积特征（b）

3 油气成藏条件

3.1 烃源岩特征

受构造及沉积环境的影响，束鹿凹陷内的南、中、北三个洼槽区在沙河街组沉积期处于湖泊沉积环境，水体较深且平静，透光性差，喜氧细菌难以生存，湖泊中沉积的有机质得以较好地保存，形成了厚度较大的烃源岩。纵向上，束鹿凹陷主要发育石炭系–二叠系（C–P）、沙三下亚段（Es3下）和沙一下亚段（Es1下）三套较好的烃源岩（表2），其中沙三下亚段为主力烃源岩，沙一下亚段为次主力烃源岩，石炭系–二叠系为次要烃源岩。沙三下亚段烃源岩的岩性以泥灰岩为主，厚度为50～500 m，有机质丰度高，烃源岩母质类型为Ⅱ1型，为成熟烃源岩，是束鹿凹陷的主力烃源岩，三个洼槽内均发育泥灰岩烃源岩，其中中部洼槽烃源岩厚度最大、分布最广；沙一段沉积早期，束鹿凹陷发生大规模湖泛，形成一套重要的未熟–低熟烃源岩，烃源岩母质类型好，Ⅱ2–Ⅱ1型，为次主力烃源岩。从主力烃源岩成熟度（Ro）分布来看，束鹿凹陷中南部有机质成熟度较高，北部有机质成熟度相对较低。

表2 束鹿凹陷烃源岩综合评价

3.2 储层条件

束鹿凹陷西斜坡储层主要为扇三角洲成因的碳酸盐质角砾岩、辫状河三角洲成因的砂岩，其次为滨浅湖成因的泥灰岩。其中，辫状河三角洲中砂体杂基含量低、分选较好、单个砂体的侧向连续性好，因此，砂体的储集性能相对较好；扇三角洲砂体离物源近、搬运距离短、分选差，储集性能稍差。斜坡带钻探的22口井中19口井在古近系沙河街组见到油气显示，且均发育在辫状河三角洲或扇三角洲砂体中，因此，辫状河三角洲和扇三角洲砂砾岩体构成了束鹿凹陷西斜坡主要的储层，具有分布面积广、砂体叠置厚度大、储集条件整体较好的优势。

3.3 储盖组合与保存条件

受断层发育及沉积旋回的控制，束鹿凹陷储盖配置关系较好，垂向上形成了五套储盖组合，分别是：①奥陶系潜山储盖组合：烃源岩为沙三段泥灰岩和石炭系含煤地层，奥陶系灰岩为储层，二叠系地层为盖层；②沙二段–沙三段储盖组合：属于自生自储组合，沙三段泥灰岩为烃源岩，沙二段–沙三段砂岩为储层，沙一段底部泥岩为盖层；③沙一段储盖组合：沙三段泥灰岩和沙一段泥岩作为烃源岩，沙一段砂岩作为储层，沙一段泥岩作为盖层；④东营组储盖组合：沙三段泥灰岩作为烃源岩，东营组砂泥岩为储层和盖层；⑤馆陶组储盖组合：沙三段泥灰岩作为烃源岩，馆陶组砂泥岩作为储层和盖层（表3）。

表3 束鹿凹陷西斜坡油藏盖储组合

束鹿凹陷油藏的保存主要受古近纪断层活动的影响，断层对于束鹿凹陷西斜坡油气保存具有双重影响：一方面，早期断层产生的次级裂缝使油气向上部运移，破坏了原始油藏保存条件，原始油藏饱和度降低；另一方面，随着断层的不断演化，后期断层封闭性变好，持续的油气供给使得油气在断层面附近聚集成藏，形成断层圈闭。束鹿凹陷经历了古近纪断层的影响后，构造相对稳定，断裂活动性降低。因此，古近系油藏成藏后的保存条件相对较好。

4 油气藏类型与分布规律

通过对已发现油藏的分析，束鹿凹陷西斜坡在构造、沉积、成岩等综合因素影响下，发育岩性、构造、地层和复合等多种类型的油气圈闭。根据圈闭的成因类型，将束鹿凹陷西斜坡油气藏分为四种类型，即岩性油气藏、构造油气藏、地层油气藏和复合油气藏。

由于束鹿凹陷西斜坡主要发育扇三角洲和辫状河三角洲沉积，很少发育烃源岩，因此，烃源岩—输导体系—圈闭的搭配方式制约着斜坡带油气的聚集，西斜坡储集的油气主要是凹陷中部的沙三段泥灰岩生成运移而来。如图3所示，在束鹿凹陷东西方向上，斜坡内带因邻近凹陷中部生油洼槽，油气经过短距离运移优先聚集在斜坡内带而形成构造油气藏，如晋105油藏；内带发育断层和鼻状隆起，为油气的聚集提供了良好的构造背景，加之三角洲砂体厚度较大且横向连续性较好，在起封闭作用的断层和隆起共同作用下形成岩性–构造复合油气藏，如晋7油藏；斜坡外带下伏地层遭受剥蚀，沙河街组地层不整合于下伏地层之上，发育地层油气藏，如晋古16油藏；沙三下亚段广泛分布透镜状的砾岩致密储层，被湖相泥岩或泥灰岩所包围，形成透镜体岩性圈闭，如晋古3油藏。平面上，束鹿凹陷西斜坡的油藏主要分布在斜坡内带的中南部，油藏相对集中连片，主要发育在西曹固构造带（车城油田）、台家庄构造带（台家庄油田）、南部雷家庄构造带（雷家庄油田）以及北部的南小陈构造带（南小陈油田）。

图3 束鹿凹陷油藏分布

5 油气成藏模式

5.1 西斜坡南部油气成藏模式

雷家庄构造带位于束鹿凹陷南部，处于西斜坡、南洼槽和小刘村凸起的交汇处，油藏类型主要为岩性油气藏、构造油气藏、凸起残丘潜山油气藏等类型，但在西斜坡南部主要发育地层油气藏和岩性油气藏（图4），这是由于斜坡南部构造相对简单，发育扇三角洲和冲积扇沉积体系，砂体横向连续性好，易形成砂体侧向岩性尖灭圈闭和地层圈闭。该区油气主要由雷家庄断层沟通烃源运移而来，断层两侧整体为背斜形态，随着与断层距离的增加，构造位置逐渐降低，含油气性也变得差一些。

图4 雷家庄构造带成藏模式

5.2 西斜坡中部油气成藏模式

西斜坡中部为西曹固构造带和台家庄构造带，西曹固构造带位于西斜坡内带的中南部，整体为西高东低的宽缓大型断裂鼻状构造，区内多发育断层，油藏类型主要为构造油气藏、岩性油气藏和构造–岩性复合油气藏，其中以构造油气藏为主，形成多层系的“牙刷状”油气藏（图5），各层的油气分布规模不一，且没有统一的油水界面。油藏主要分布在断层周边和区域构造转换带附近，烃类主要来源于中南洼槽沙三下亚段泥灰岩和沙一段泥岩，油藏具有连片成藏的特征。台家庄构造带位于束鹿凹陷中部，自西向东为“两边抬起，中间下凹”的形态，区内断裂较发育。根据油藏圈闭条件及控油因素，可分为构造油气藏、岩性油气藏及岩性–构造复合油气藏三种类型。台家庄构造位于中、北两个洼槽间，烃源供给相对充足，形成的构造油气藏主要是反向断层控制的断鼻油藏，形成的岩性油气藏主要为沙三下亚段的砾岩油气藏和泥灰岩油气藏（图6）。

图5 西曹固构造带“牙刷状”成藏模式

图6 台家庄构造带成藏模式

5.3 西斜坡北部油气成藏模式

南小陈构造带位于西斜坡北部，介于深县凹陷和束鹿凹陷之间，整体为北东向低幅度鼻状构造。南小陈构造带主要发育构造油气藏和潜山油气藏（图7），长期活动的断层使得来自束鹿凹陷北洼槽和深县凹陷的油气向构造主体运移；潜山油气藏主要分布在西斜坡古隆起背景下的断块山，侧向封堵条件好即可成藏。

图7 南小陈构造带成藏模式

6 结论

（1）束鹿凹陷西斜坡具有较好的油气成藏地质条件，沙三下亚段泥灰岩及沙一段泥岩为优质烃源岩，为西斜坡油藏的形成提供了物质基础；西斜坡紧邻主要物源区——宁晋凸起，接受近源碎屑持续供给，扇三角洲和辫状河三角洲厚层砂体为西斜坡油气的聚集提供了有利场所；受湖盆演化及岸线迁移影响，西斜坡发育多套储盖组合，为油气的聚集成藏提供了基本条件；断层对于西斜坡油气的逸散及保存具有关键作用，早期断层导致原始油藏丰度降低，后期封闭性较高的断层又为油气的二次聚集提供了遮挡和圈闭条件。

（2）束鹿西斜坡主要发育岩性油气藏、构造油气藏、地层油气藏以及复合油气藏等四种类型。斜坡带不同部位发育的油气藏类型也不尽相同，斜坡内带主要发育构造油气藏，斜坡外带以地层油气藏为主；西斜坡南部主要以地层油气藏和岩性油气藏为主，中部以构造油气藏、岩性油气藏和构造–岩性复合油气藏为主，北部则以构造油气藏和古潜山油气藏为主。