陽信洼陷成藏條件分析

王永斌　李鑫　董冬　張健　劉啟亮　楊靖

【摘 要】陽信洼陷具有四套含油氣系統，從油源、儲層條件與儲蓋組合、油氣藏類型等方面分析了本區的成藏條件。對比沙一段油頁巖、沙三段油頁巖、沙四上亞段暗色泥巖和幔源CO2氣，其中沙四上亞段油源條件最好。發育湖泊沉積和扇三角洲沉積體系，其灘壩砂、濁積砂和扇三角洲前緣砂體是本區良好的儲層條件。具有多種油氣藏類型，其中構造、潛山和構造-巖性圈閉中都已經發現油氣，成藏條件最好。

【關鍵詞】陽信洼陷；成藏條件；成熟油；灘壩砂

0 引言

陽信洼陷位于惠民凹陷北東部，是渤海灣盆地濟陽坳陷惠民凹陷的一個次一級負向構造單元，勘探面積1368km2。目前已發現多種油氣資源，由于本區地質條件復雜，成藏地質條件認識不足，導致近幾年勘探一直徘徊不前。本次通過油氣源、儲蓋組合、油氣藏類型綜合分析，為下一步的油氣勘探指明方向。

1 油氣源條件

陽信洼陷賦存多種油氣源條件，油氣資源豐富：天然氣（幔源CO2氣和沙一段生物氣）和油（沙三段的低熟油和沙四段的成熟油）并存。

1.1 沙一段油頁巖

沙一段時期，湖水水進形成暗色泥巖為主的地層，烴源巖厚度一般20m～140m，分布面積約1200km2。由于沙一段地層的埋深較淺，最深僅1700m左右，目前鉆井揭示僅獲生物氣，未見油流，說明沙一段天然氣是具有一定的勘探價值。預測資源量約450×108m3[1]。

1.2 沙三段油頁巖

沙三段沉積時期，陽信洼陷為深湖相相對穩定沉積階段，沉積以泥巖為主。主要由半深湖—深湖相的灰黑、深灰色油頁巖、泥巖和油泥巖等組成，厚度100-1000m，最大厚度可達1300m，位于洼陷深洼區（陽4東）。沙三段埋深為1300m ～3200m，埋深大于2500m的成熟烴源巖面積約320km2；地化指標綜合評價為一套好的烴源巖，沙三段暗色泥巖生油豐度屬中等偏上，具備一定的生油能力，但并未達到生油最高峰，以生成低熟油為主，預測資源量1.3×108t。[2]

1.3 沙四上亞段暗色泥巖

沙四上亞段沉積時期洼陷劇烈沉降期，發育較厚暗色地層，以油頁巖、油泥巖為主，生油巖母質干酪根類型以Ⅰ型為主，有機質豐度高，向烴類轉化率高；而且地層中溝鞭藻、凝源藻及葡萄球藻豐富，有利于生成大量的油氣。烴源巖厚度一般在100-600m，面積約620km2（指處于成熟窗）。地化指標綜合評價為一套較好—好的成熟烴源巖，陽101井在沙四上亞段獲得成熟油工業油流，預測資源量2.1×108t。由于沙四上亞段是烴源巖發育最成熟的層系，也是勘探中已獲得產能最高的層系，為下步勘探的重點方向。

1.4 幔源CO2氣

非烴氣主要是來源于無機成因的幔源氣，在惠民凹陷存在殼內低速體，下第三系火山活動區，發育一、二級深大斷裂帶是幔源氣的有利通道，目前已在八里泊潛山中見到非烴氣。惠民凹陷北部殼內低速體是幔源CO2氣源。根據深部地震，在其中上地殼中皆存在低速體，其速度為6.1～6.3km/s，是濟陽坳陷中地殼正常速度（6.5km/s）低3～6%，殼內低速體是幔源氣的“中轉站”，幔源氣同時伴隨深大斷裂運移到中上地殼底部的低速異常體之內并儲集其中，同時作為盆地邊緣拆離帶的陽信～陵縣斷裂、林西、白橋斷裂控制的斷裂系統與上地殼低速體相連，殼內低速體富含CO2氣體，沿斷裂帶和火山活動帶向淺層運移，在有利圈閉中聚集成藏。

2 儲層條件分析

2.1 儲層類型

陽信洼陷儲集層主要依靠砂巖儲層，其沙河街地層沉積具有很好的繼承性，發育多種沉積體系，包括湖泊沉積和扇三角洲沉積體系，具有較好的砂泥巖比例，砂巖儲層具有較好的孔滲性，構成洼陷內的主要儲集類型。其中湖泊相砂體主要有灘壩砂和濁積砂，湖泊相灘壩是濱淺湖地帶常見的砂體類型。在斷陷湖盆的斷陷擴張期，湖泊面積大，湖岸地形較為平坦，淺水區所占面積大，灘壩砂體最為發育。研究認為本區沙四上亞段沉積時期，林樊家構造已處于緩慢抬升的階段，根據多口井分析認為，本區南部斜坡帶廣泛發育灘壩砂體，其規模和分布范圍嚴格受湖盆結構和演化階段控制，在本區進一步劃分為灘砂和壩砂相。灘砂巖性主要為粉砂巖與泥巖互層，單砂層厚度較小，一般為1～3m，但砂層數較多。垂向上其韻律以反韻律和復合韻律為主，少見正韻律。沉積構造以波狀交錯層理、小型交錯層理為主。自然電位曲線多呈尖指形。壩砂巖性主要為厚層灰色粉砂巖、灰質粉砂巖與泥巖互層，單砂層厚度較大，一般為3～8m，砂層層數較少。自然電位曲線多呈厚層指狀和不規則鐘形組合，沉積構造主要波狀交錯層理、低角度交錯層理等。

研究區濁積砂主要集中于陽101井區周緣，大多為扇三角洲前緣砂體發生滑塌形成的滑塌濁積巖。巖性為大套深灰色、灰色泥巖夾灰色或褐色粉砂巖，自然電位曲線多呈指形，電阻率曲線多呈尖峰狀，其粒度概率曲線主要表現為不規則兩段式，跳躍組分含量較高，曲線斜率相對較高，分選相對較好，其兩段式的概率圖特征與典型的濁積巖的概率圖有較大的不同，而與三角洲前緣的粒度概率曲線具有相似性，說明本區濁積巖的粒度特征主要繼承了扇三角洲前緣的特征。

根據鉆井統計，沙四上亞段湖泊相砂體孔隙度一般在10-25%左右，最大可達33%以上，滲透率一般為6-100×103um2，具有較好的孔滲性。根據砂體的發育期次及韻律特征，沙四上亞段可分為四個大的砂層組，砂層與泥巖互層沉積，構成了良好的儲蓋組合。

北部陡坡帶主要發育了扇三角洲沉積體系。北部無棣凸起不斷抬升，風化剝蝕成為優勢物源區。洪水夾帶著豐富的碎屑物沿坡而下，就近堆積形成扇體，扇體巖石顆粒較粗。扇體在地震剖面上特征明顯，為內部雜亂的楔形反射，沙三下和沙四上都有扇體發育，形成了規模大小不等、相互迭置的多期次的發散結構。由于斷層的破壞和砂礫巖體發育的繼承性，沙三下和沙四上發育的扇體中間沒有明確的界限。在東西向剖面上，扇體為眼狀的丘形反射。

這些扇體在陽信洼陷邊緣緊靠斷層生長，沿北陡坡呈弧形分布，形成了一個大小不等、形狀各異的扇群。有多個扇體的扇端已延伸到洼陷內部，如最大的扇體為沙5扇體，它的扇端已延伸到在陽101北。扇三角洲相的巖性粗，礫石含量很高，但越到扇體前端，砂巖粒度越細。它與水下沖積扇所處位置相同，但水下沖積扇主要是水下辮狀河道的粗碎屑砂礫沉積，垂向剖面上呈正旋回，沒有扇三角洲前緣河口砂壩的反粒序砂層。

扇三角洲主要儲集體為水下分流河道及河口壩砂體。扇三角洲儲集層巖石類型有砂礫巖和砂巖兩大類。砂礫巖主要集中分布于洼陷的北部，陽501、陽7、陽34、沙5、陽19、沙3等井在沙三、四段都不同程度地鉆遇砂礫巖。總體上，砂礫巖呈自北向南巖性變細、厚度變薄的趨勢。陽34井沙四段發育細礫巖18.5m，砂礫巖411.5m，占地層厚度的97.72%。陽4井發育含礫砂巖14m，礫狀砂巖24.5m，占地層厚度的15.4%。至陽23井僅發育含礫砂巖9m，占地層厚度的3.46%。鏡下鑒定表明北部陡坡帶砂礫巖及砂巖成分中巖屑、長石含量高，顆粒分選差，顆粒結構與礦物成熟度均較低，為物源來自北部無棣凸起的近源沉積。陡坡帶扇三角洲砂礫巖體具有相帶變化快、厚度變化快、巖性變化快的特點，儲層物性差別較大。據統計扇三角洲前緣砂體儲層孔隙度為10.6-21.4%，滲透率為1.99-88.91×10-3μm2，集中分布于5-50×10-3μm2，屬于中孔中滲或中孔低滲儲層。具有較好的孔滲性，是本區良好的儲層類型。

2.2 儲蓋組合

陽縣洼陷具備良好的蓋層條件，其中沙三段油頁巖、沙一段暗色泥巖及油頁巖區域上分布穩定，是區域性良好蓋層。從以上分析可知，該區主要存在五套有效的生、儲、蓋組合：

（1）沙四段自生、自儲、自蓋的生儲蓋組合

（2）沙四段生、儲，上覆沙三段暗色泥巖蓋的生儲蓋組合

（3）沙四段生、沙三段火成巖儲、沙三或沙一段泥巖蓋的生儲蓋組合

（4）洼陷邊緣存在潛山儲、上部新生界地層蓋的生儲蓋組合

（5）沙一段生物灰巖、砂巖為儲層，沙一段半深湖相泥巖為蓋層，該套泥巖區域性分布，是一套良好的區域蓋層。

這五套組合都已經發現油氣流，其中陽101塊油藏屬于沙四段自生、自儲、自蓋的生儲蓋組合，也是目前成藏最有利的生儲蓋組合。

3 油氣藏類型

3.1 氣藏類型

目前，在陽信洼陷已發現了甲烷氣和CO2二種天然氣藏，按照圈閉類型劃分可分為三類氣藏：

（1）古潛山氣藏

八里泊氣田即為古潛山中的殘丘山-斷塊山型CO2氣藏。由于下馬家溝組底部穩定發育的致密灰巖段，將上下兩套滲透層隔開，形成了馬家溝組和冶里-亮甲山組兩套氣水系統。根據測試資料，陽2潛山二氧化碳氣藏為常溫常壓系統，壓力系數為0.91-1.02，地層溫度為93.7-107.4℃。地面天然氣相對密度1.4723-1.5215g/m3，天然氣中CO2含量95.1-99.54%，甲烷含量一般小于3%。底層水礦化度50647-60839mg/l，水型為CaCl2。

（2）構造氣藏

巖漿活動所攜帶的CO2氣進入構造圈閉中，形成規模的二氧化碳氣藏，如陽25、251等井區的沙四段氣藏。

（3）火山披覆構造氣藏

陽信洼陷東部發育火山活動，在火山錐上覆地層發育披覆構造，同時沉積了沙一段的生物礁灰巖。沙一段烴源巖處于未成熟演化過程，產生的生物氣進入圈閉中，形成了沙一段生礁物灰巖氣藏。

3.2 油藏類型

根據圈閉類型，把陽信洼陷的油氣藏劃分為構造油藏、構造-巖性油藏、巖性油藏及與火成巖有關的復式油氣藏等四種類型。

（1）構造油氣藏

構造壓力、巖漿向上拱張等作用可引起儲層變形或變位，此類聚油圈閉便是構造油藏。主要分布在南部惠城鼻狀構造帶與北帶二臺階附近等具有有利的構造背景上，同時也屬于油氣運移的有利指向區。構造油藏保存條件，在很大程度上取決于斷層上下盤相接觸地層的巖石類型，由于這種同向斷層的封閉性較反向斷層差，斷層兩側砂泥巖對接是封堵條件的關鍵，如陽32沙四上油藏。

陽信油田油藏類型主要是構造油藏，儲層巖性為粉砂巖，儲集類型為孔隙型，原油類型為稀油，有效孔隙度22%，含油飽和度60%，地面原油密度0.884g/m3，原油體積系數1.083，粘度低。

（2）巖性油氣藏

這類油藏由于儲層側向尖滅或物性變化形成圈閉聚集石油而成藏。它不受構造因素的控制，與油藏所處位置在沉積時的環境有關，也可以是由于火成巖的封堵，形成巖性油氣藏，如陽29巖性油藏。另外三角洲前緣的滑塌砂體深入烴源巖中，也可以形成濁積砂體的巖性油藏。

（3）構造-巖性油氣藏

儲層的變形或變位作用與巖性的側向變化共同作用形成的聚油圈閉而成藏。如陽101塊沙四上亞段油氣藏分兩個小層， I油層儲層為扇三角洲前緣砂體，II油層為儲層為濁積砂，砂體連通性差，陽101沙四段砂體向東南部洼陷傾覆，形成了在背斜構造背景上巖性尖滅的構造—巖性油氣藏。

（4）與火成巖有關的復式油氣藏

以火山巖為主導，和圍巖組合形成與之有關的構造—巖性圈閉、構造圈閉以及巖性圈閉，為油氣的運移聚集成藏提供有利條件，稱為與火成巖有關的復式油氣藏。陽信洼陷中部沙四段火成巖主要發育侵入巖，其巖性致密，滲透性較差，以地層刺穿方式與圍巖的砂泥巖形成封堵條件，油氣運移過程中容易被截斷，近距離成藏。如陽29井、陽161等油氣藏。沙三段-館陶組（商店構造帶為主）火成巖主要以噴發、溢流相為主，物性相對疏松，儲層非均質性較強，通過小斷層與圍巖中烴源巖溝通，直接成藏。

4 總結

通過上述綜合分析可以看出，陽信洼陷的油氣分布具有：縱向上呈成熟油—低熟油—生物氣的分布規律；平面上多成因油氣疊合連片的特點。洼陷儲層發育，以灘壩砂、濁積砂和扇三角洲前緣砂體最為有利。油氣藏類型多樣以構造、構造-巖性油藏成藏條件最好。通過成藏條件分析，目前沙四上亞段是烴源巖發育最成熟的層系，也是勘探中已獲得產能最高的層系。下步以沙四上亞段成熟油為突破口，繼續深化成藏條件及成藏規律分析，為陽信洼陷的可持續發展奠定基礎。

【參考文獻】

[1]趙衛衛，王軍.惠民凹陷陽信洼陷油氣成藏條件及分布規律[J].西安科技大學學報，2012（04）.

[2]楊顯成，耿春雁.陽信洼陷油氣分布規律及勘探方向[J].油氣地質與采收率，2003，10（6）：24-27.

[責任編輯：楊玉潔]