沙中構造帶西段成藏主控因素及勘探潛力

陳麗祥，李慧勇，別旭偉，江 濤，石文龍

(中海石油(中國)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

沙中構造帶西段成藏主控因素及勘探潛力

陳麗祥，李慧勇，別旭偉，江 濤，石文龍

(中海石油(中國)天津分公司渤海石油研究院，天津塘沽 300452)

沙中構造帶西段歷經三十多年勘探，雖然有一定的儲量發現，但是儲量規模普遍較小。在對該構造帶整體結構及構造演化特征分析的基礎上，總結了該區油氣成藏主控因素。研究表明：高勘探區的沙中構造帶西段沒有取得商業性突破的主要原因是圈閉條件差及沙河街組儲層發育欠佳，且西次洼與南次洼生烴能力存在差異也是一個重要原因。通過構造對沉積體系影響的研究，認為沙中構造帶西段局部構造轉換帶及北側近物源方向是優質儲層富集的有利部位，且圈閉條件較好，勘探潛力較大，是該區取得突破的最有利區帶。

沙中構造帶；沙河街組；油氣成藏主控因素；構造轉換帶；優質儲層；勘探潛力

1 地質概況

沙中構造帶為沙南凹陷近東西展布的凹內隆起帶，夾持于沙南凹陷西次洼及南次洼之間，根據其成因可將其分為西段和東段(圖1)。20世紀70年代末以來，在沙中構造帶西段兩側共鉆探了7個構造，發現了部分儲量。但是從單個構造來看，普遍油氣豐度低、儲量規模小，且由于受經濟效益的限制，開發生產無法動用。

圖1 沙中構造帶區域位置

從目前沙中構造帶西段整體鉆探情況看，鉆探的構造基本都見到了良好油氣顯示，表明該區應該是油氣的優勢運移方向。從構造及地層發育特征看，沙中構造帶古近系地層發育較全。沙三段沉積期，該構造帶是當時的沉積中心，沉積了較厚的沙三段地層；到沙一、二段沉積時期，由于沙中構造帶構造反轉，形成凹內隆的構造格局，導致沙一、二段地層沉積較薄；東營組沉積期，凹內隆的構造格局繼承性發育，導致沙中構造帶上東營組地層較兩側次洼中沉積的厚度要薄。同時從圈閉條件看，現在所鉆探的構造普遍表現為構造破碎、圈閉幅度陡及面積較小，圈閉條件相對較差。而從儲層發育程度看，該區目的層位主要是沙二段，鉆探的井儲層最厚也僅有50余米，且井上分布比較分散，無法形成較大規模性油氣藏。

2 成藏條件分析

2.1 構造及圈閉特征

沙中構造帶西段為沙南凹陷西部近東西展布的凹內隆起帶，其構造演化相對比較復雜，主要受沙南凹陷北側邊界斷層及沙中斷裂活動期次的共同影響。通過統計兩條斷裂的活動速率發現(圖2)，沙三段沉積期，受近南北向拉張應力的作用，沙南北側邊界斷層強烈活動，凹陷持續下沉，而此時沙中斷裂基本不活動，沙南凹陷西段整體表現為箕狀洼陷形態；而從沙三段末期到東三段沉積期，北側邊界斷層持續活動，但活動速率有所減小，而此時沙中斷裂活動強烈，受斷塊掀斜作用的影響，沙中構造帶開始反轉，到東營組時期基本定型，最終形成洼中隆的構造格局[1]。

圖2 沙中斷層與沙南邊界斷層活動速率統計

受此種構造演化作用的影響，特別是沙三段末期開始的沙中構造帶構造反轉，圈閉主要形成于沙河街組沉積末期，形成期晚，且主要依附于沙中斷裂發育，形成一系列的斷塊、斷鼻等構造圈閉，圈閉破碎，面積相對較小。

2.2 儲蓋組合條件分析

沙中構造帶西段發育了多套儲蓋組合，從目前鉆探情況來看，油氣主要成藏于沙河街組的沙二段地層。

在沙三段沉積時期，沙南凹陷西段整體表現為箕狀洼陷形態，凹陷北側受邊界斷層強烈活動的影響，斷層下降盤沉積可容空間快速增加，從沙壘田凸起上搬運下來的砂體在邊界斷層根部快速堆積，整體表現為近源扇三角洲沉積，沉積體延伸較短。而凹陷南側整體表現為寬緩的斜坡背景，受南側的埕子口凸起和埕北低凸起物源的共同供給，主要發育辮狀河三角洲沉積，沉積體延伸較長。同時通過鉆井揭示，沙三段存在局部的泥巖蓋層，與其下部的砂巖儲層形成良好的局部儲蓋組合。

到沙一、二段沉積時期(圖3)，凹陷北側邊界斷層持續活動，受差異沉降應力控制，沙中構造帶北側地層開始發生反轉，此時沙中構造帶開始抬升，沙中構造帶雛形開始形成，形成水下隆起，來自北側沙壘田凸起的物源受沙中構造帶的遮擋，物源很難向前推進，此時在沙中構造帶上沉積了較薄的沙一、二段地層，儲層也以灘壩砂為主，這是沙中構造帶北側上升盤沙二段儲層發育較差的主要原因。另外，南側物源區在沙二段沉積時期物源供給能力有限，沉積體發育的規模較小，這是造成沙中構造帶南側下降盤沙二段儲層發育不理想的根源[2]。但是受沙一段區域性泥巖蓋層的封堵，沙一段泥巖與沙二段砂巖形成區域性儲蓋組合，沙二段好的砂巖儲層均成藏，因此尋找優質儲層為該區域下一步勘探的關鍵。

圖3 沙南凹陷沙二段沉積相

2.3 烴源巖及運移條件分析

鉆井揭示，沙南凹陷南次洼發育東三段、沙一段和沙三段三套烴源巖，其中，沙一段以Ⅰ型為主，TOC 0.82%～5.32%，平均2.93%；沙三段以Ⅱ1型與Ⅰ型為主(圖4)，TOC 0.57%～6.75%，平均2.72%，綜合評價，沙一段和沙三段為好烴源巖-極好烴源巖。且往洼陷中心烴源巖厚度有增加的趨勢，綜合現有資料，初步計算沙南凹陷南次洼烴源巖資源量(1.5～2.0)×108t。且圍區鉆探的多個構造都已成藏，充分證明了該洼陷較好的生烴能力。

沙中構造帶西段整體具有凹內隆的構造格局，夾持于沙南凹陷西次洼及南次洼之間，具有雙次洼供油的優勢，運移條件良好。兩次洼形成的油氣一部分自身自儲成藏，或是通過切至烴源巖的沙中斷層的溝通，油氣向上運移聚集成藏。但是兩次洼的運移量是有差異的，南次洼比西次洼總體烴源巖厚度要大，因此南次洼具有更大的生烴量及運移量。

3 油氣成藏主控因素及成藏規律分析

3.1 成藏主控因素分析

沙中構造帶位于沙南凹陷西部凹陷的中間，南北兩側被生烴次洼所夾持，具有雙洼供油的優勢，且沙中構造帶整體上又具有較大的圈閉規模，應該具有較大的勘探潛力。但從目前鉆探情況來看，雖然有一定的儲量發現，但是儲量規模普遍較小，沒有發現具有商業規模的油氣田，勘探潛力備受質疑。

圖4 沙三段有機質豐度及類型

通過以上對成藏條件的分析得知，沙中構造帶西段沒有規模成藏的主要因素有三個:一是圈閉條件差；二是主要目的層沙二段的儲層發育程度不理想；三是西次洼與南次洼生烴能力存在一定的差異[3]。

3.2 成藏規律分析

3.2.1 圈閉條件控制了油氣的富集程度

圈閉條件主要包括圈閉規模及圈閉的有效性，從目前鉆探的構造來看，圈閉整體表現為破碎、幅度陡、面積較小的特點。通過統計沙中構造帶西段已鉆與未鉆圈閉的面積來看，面積小于3 km2的圈閉占總數的70%，且圈閉幅度普遍相對較陡，圈閉充滿度有限。而圈閉的有效性取決于目的盤儲層與非目的盤儲層的對接情況，如果是和非目的盤的儲層對接，圈閉的有效性就差，如果是和非目的盤的泥巖對接，圈閉的有效性就高，從目前鉆探的構造來看，目的盤與非目的盤的儲層對接嚴重，圈閉整體側封性較差，影響了油氣的富集程度。因此下步應該重點選擇面積相對較大、幅度適中、側封性理想的構造圈閉鉆探。

3.2.2 儲層的發育程度控制了油氣成藏的規模

通過以上的分析可知，該區主要目的層位為沙二段，受沙中構造帶構造反轉抬升對北側沙壘田凸起物源遮擋影響及南側物源區在沙二段沉積時期物源供給能力有限共同作用，沙中構造帶兩側儲層普遍發育不理想，這直接影響了油氣成藏的規模。例如沙中構造帶南側下降盤鉆探的多個構造，都見到了良好的油氣顯示，且沙河街組好的砂巖儲層均成藏，但是目前鉆探最為成功的曹妃甸14-5構造在沙二段也僅鉆遇50余米的儲層，且分布比較分散，單層平均油層厚度僅為3 m，無法形成規模性的油氣藏。因此下步尋找優質儲層富集塊是取得突破的關鍵。

3.2.3 凹陷次洼的生烴能力控制了油氣富集的最有利部位

鉆井揭示，沙南凹陷西次洼與南次洼均發育東三段、沙一段和沙三段三套烴源巖，都具有較好的生烴能力，但是也存在一定的差異。烴源巖的生烴潛力除了生烴指標優以外，烴源巖的厚度是規模性生烴的保障。通過對研究區構造演化分析可知，沙中構造帶西段在沙三段沉積時期，西次洼與南次洼基本是連成一體的，沉積了相等的沙三段烴源巖厚度；到沙二段至東三段沉積期，由于沙中構造帶構造反轉，此時的沉積中心向南次洼遷移，南次洼沉積了較厚的沙一段及東三段烴源巖。總之南次洼比西次洼具有更厚的烴源巖，生烴潛力更大，在沙河街組自身自儲、近源成藏的模式下，緊鄰南次洼的沙中構造帶南側下降盤的圈閉是油氣富集的最有利部位。

4 有利勘探區帶預測

4.1 沙中構造帶西段局部構造轉換帶

通過分析沙中構造帶主干斷裂的發育生長特點可知，沙中斷裂是分段生長的，在段與段之間形成了多個同向斷層轉換帶[4-7]。在轉換帶部位，由于受相鄰不同斷層塊體抬升量差異的影響，局部形成構造相對較低的低勢區，這些部位成為了北側碎屑物質向南側搬運的優勢通道，預測在其下部是優質儲層富集的最有利部位。同時通過地震相及屬性等多種地球物理分析表明，地震相表現為雜亂、空白、楔形前積特征，均方根振幅屬性也表現為強振幅的異常，預測應該是富砂的有利部位(圖3、圖5)。同時通過圈閉條件的分析可知，局部構造轉換帶部位發育的曹妃甸14-1北、曹妃甸14-2南、曹妃甸15-2構造圈閉(圖6)，面積都在3～6 km2，圈閉面積相對較大，且目的盤儲層基本與非目的盤的泥巖對接，圈閉側封性較好，具有較大的勘探潛力。

4.2 沙中構造帶西段北側斜坡帶

沙中構造帶西段北側斜坡帶由于比較靠近沙壘田凸起的物源，受發育的近源扇三角洲沉積的影響，預測儲層較為發育(圖3、圖5)。同時北側斜坡帶的曹妃甸13-2構造圈閉(圖6)面積為10 km2，圈閉面積較大，且位于西次洼油氣向沙中構造帶上升盤運移的路徑上，具有優先捕獲油氣的良好條件，成藏條件優越，具有較大的勘探潛力。

圖5 沙南凹陷沙二段沉積模式

圖6 沙中構造帶西段沙二段頂地震反射層等T0圖

5 結論

(1)沙中構造帶西段主要目的層沙二段沉積時期，由于受沙中構造帶構造反轉抬升對北側沙壘田凸起物源遮擋影響及南側物源區在沙二段沉積時期物源供給能力有限共同作用，整體儲層發育不理想。但沙中構造帶西段發育多個同向斷層轉換帶，它們為北側沙壘田凸起物源向沙中構造帶南側搬運沉積提供了最有利的通道，在其下部是尋找富砂區的最有利部位。

(2)沙南凹陷西次洼與南次洼均具有較好的生烴能力，但由于沙二段至東三段沉積期，凹陷沉積中心往南遷移，南次洼沉積了較厚的烴源巖厚度，生烴潛力更大，初步計算南次洼烴源巖資源量(1.5～2.0)×108t。

(3)目前已鉆圈閉面積相對小、構造較陡、側封性較差是沒有形成規模性油氣成藏的重要原因。

(4)沙中構造帶西段局部構造轉換帶及北側斜坡帶儲層發育、圈閉條件好且位于油氣運移的優勢指向區，成藏條件較好，勘探潛力較大。

[1] 李宏義,吳克強,劉麗芳,等.沙南凹陷構造演化的“蹺蹺板”效應與油氣評價新認識[J].中國海上油氣,1997,11(3):168-171.

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)06-0022-05

2015-07-13

陳麗祥，工程師，1984年生，2011年畢業于成都理工大學礦產普查與勘探專業，現從事沉積與成藏研究工作。

國家科技重大專項課題“渤海海域大中型油氣田地質特征”(2011ZX05023-006-002)。

TE112.31

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