南堡凹陷高柳地区东营组沉积体系及岩性油气藏成藏模式

2015-07-02刘海青李艳梅吴琳娜张红臣任苗颂

石油地质与工程 2015年1期

关键词：南堡油气藏东营

刘海青，李艳梅，吴琳娜，张红臣，任苗颂，付江

(中国石油冀东油田分公司，河北唐山 063004)

南堡凹陷高柳地区东营组沉积体系及岩性油气藏成藏模式

刘海青，李艳梅，吴琳娜，张红臣，任苗颂，付江

(中国石油冀东油田分公司，河北唐山 063004)

南堡凹陷高柳地区东营期受陆源碎屑供给变化的影响，储层多期叠加，横向变化快，预测难度大。通过对高柳地区东营组物源、沉积体系研究，明确了沉积时期物源方向及沉积体系时空展布特征；在沉积体系研究基础上，构建了不同沉积体系的岩性油气藏成藏模式。研究认为：东营组物源主要来自柏各庄凸起和马头营凸起方向,东营期主要发育了扇三角洲、半深湖-深湖等沉积体系,东营组可分为陡坡带成藏体系和缓坡带成藏体系,油藏类型主要包括上倾尖灭油气藏、超覆不整合及扇根侧向封堵型油气藏,东营组斜坡带油气成藏明显受到沉积特征控制，岩性油气藏是下步勘探的重要领域。

南堡凹陷；高柳地区；东营组；沉积体系；成藏体系

南堡凹陷位于华北板块北部,中-新生代经历了断陷和坳陷两个演化阶段[1]。高柳地区东营组(Ed)发育高南断鼻和柳南断鼻2个正向构造，紧邻林雀生油次洼。东营组沉积期西南庄断裂东段和柏各庄断裂活动剧烈，派生出同向走滑的高柳断层，三者成为控盆断裂和控沉积断裂，导致沉降和沉积中心南移，高柳断层以南东营组发育完整[2-3]。

前人对高柳地区东营组沉积体系进行了一些研究，认为东营组发育扇三角洲、湖泊相等沉积体系，但多局限于某一层系或局部地区，而对高柳地区沉积体系时空展布情况缺乏全面的认识。因此，本文在对研究区各种资料详细分析的基础上，以东营组沉积体系为研究对象，通过对物源及沉积体系的研究，明确物源方向及沉积体系的时空展布特征，针对不同的沉积体系构建成藏模式。

1 高柳地区物源方向分析

1.1 轻重矿物分析

从重矿物和轻矿物组合及含量平面分布特征看，高南地区物源主要来自北部的柏各庄凸起，主物源搬运距离长，搬运距离达数十千米。重矿物以锆石和石榴石为主，锆石和石榴石含量明显偏高，ZTR指数为10～40，岩石类型以长石砂岩为主。该物源轻矿物以长石为主，石英次之，岩屑含量低，成熟系数为0.8～1.2。

1.2 砂分散体系

以高柳地区Ed3上亚段为例。高柳地区Ed3上亚段物源主要来自北部的柏各庄凸起和东部的马头营凸起方向(图1)。柏各庄凸起提供的沉积物主要向南长距离搬运入湖，含砂率0.3～0.5；马头营凸起提供的沉积物主要向南、西南方向短距离搬运入湖，以砂砾岩为主，含砂率0.5～0.8。

图1 高柳地区东三上亚段含砂率

2 沉积体系分析

2.1 单井相分析

对研究区典型井进行单井沉积相划分，主要发育扇三角洲和半深湖沉积相。储集砂体为扇三角洲水下分流河道、河口坝，还发育半深湖的浊积砂体。如高南地区X1井在东营组取心井段见到波状交错层理、水平层理及板状-波状交错层理，分选磨圆好，属于扇三角洲前缘相，有效储集砂体类型为水下分流河道砂体。

2.2 测井相分析

结合岩心、分析化验等资料，通过分析自然电位和自然伽马两种曲线在垂向上的幅度、形态、顶底接触关系及其组合规律等特征，建立了研究区的测井相标志，识别出水下分流河道、河口坝、远砂坝及河道间等6种测井微相。

水下分流河道在研究区分布范围较广，自然伽马曲线呈中-高幅的钟形及复合钟形或箱形。水下分流河道砂体的孔隙度集中分布在19%～24%，渗透率为(85～160)×10-3μm2，具有良好的储油物性，是有利的储集相带。

研究区河口坝岩性一般偏细，多为细砂岩，均为反旋回沉积。自然伽马及自然电位曲线呈典型的漏斗型。储层物性较好，孔隙度集中在18%～23%，渗透率在(80～200)×10-3μm2，也是较为有利的储层。

2.3 沉积体系的时空展布

在研究区沉积体系发育类型的基础上，结合钻井地质资料，对高柳地区东营组沉积时期沉积体系的时空展布规律进行了研究。东营组沉积时期高柳断层活动性加强，下降盘成为主要的沉降中心。沿东侧陡坡带，沉积物含砂率较高，为近源沉积，中部和西侧缓坡带沉积物含砂率较低，为远源沉积。高柳地区Ed3段沉积相类型主要为扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相、半深湖亚相及浊积扇亚相。

高柳地区Ed3下低位期以扇三角洲沉积体系为主，水下分流河道发育；高位期扇三角洲朵体规模增大，特别是东部物源增强，在陡坡带形成大规模扇三角洲沉积体系，中部缓坡带扇三角洲朵体延伸较远，与东部物源交叉形成复杂的扇三角洲沉积体系(图2a)。在柳南缓坡带发育扇三角洲前缘席状砂，也是有利的储集砂体。

Ed3上低位期缓坡带扇三角洲朵体规模持续增大，成为高柳地区主要物源通道，在高南缓坡带发育浊积砂体，东部陡坡带物源有所萎缩(图2b)；高位期物源持续供给，扇三角洲朵体规模变小，前缘席状砂发育，高南缓坡带局部还可见到浊积砂体。

高柳地区Ed2段沉积相类型主要为半深湖亚相、扇三角洲前缘亚相及浊积扇亚相。Ed2沉积时期构造活动减弱，沉降中心南移，水体深度较大，扇体发育规模较小。在扇三角洲前端发育规模不等的浊积砂体。

图2 高柳地区Ed3沉积体系分布

Ed1段沉积特征与Ed2段沉积特征有明显的不同。Ed1段沉积期断陷湖盆处于萎缩末期，以高位域扇三角洲沉积为主，储集砂体非常发育，储集物性有利。

整个东营组沉积时期构成了完整的湖盆扩张-萎缩的充填过程，Ed3段早期湖平面开始上升，造成北部物源退积沉积,晚期湖平面有所下降,同沉积断裂活动增强,扇三角洲沉积范围增大；Ed2段沉积时期，盆地进入全面海侵期,下降盘水体加深,湖相沉积为主；Ed1沉积时期，湖平面开始下降，水体变浅，沉积物供给充足，沉积体系发育。

3 东营组油气成藏模式[4-6]

高柳断层下降盘油源主要来自林雀次洼Ed3-Es1的烃源岩，高柳断裂及其派生的断层可以纵向疏导油气，与砂体侧向疏导油气一起构成了良好的输导体系；东营组发育大套的泥岩盖层，储盖组合有利，成藏条件优越。在构造斜坡带东营组储层沿古地貌环形分布，砂体主要分布在坡折带附近，砂体与断层、不整合面相沟通，储层与上覆泥岩、侧向泥砾岩和泥岩遮挡相匹配形成良好的储盖组合，可以形成上倾尖灭、透镜体、地层超覆、扇根侧向遮挡型油气藏。根据高柳断层下降盘东营组不同沉积体系及断层的活动性差异，研究区可分为两种成藏体系：东北部陡坡带成藏体系和高柳缓坡带成藏体系。

3.1 陡坡带成藏模式

陡坡带砂砾岩扇体因沉积、构造运动、断裂活动等因素的影响而形成多种类型的油气藏[7-8]。

受来自马头营凸起物源的影响，陡坡带发育近物源砂砾岩沉积体系。陡坡带上覆地层东二段发育稳定的厚层泥岩，形成良好的盖层，侧向对接的陡坡带砂砾岩混杂堆积体物性很差，具有形成扇根侧向封堵型岩性油气藏的地质背景，扇中具有较好成藏条件。油气分布主要受扇体物性控制，在各期扇体的扇中高部位砂体富集，因此，研究区陡坡带主要发育扇根侧向封堵型油气藏(图3a)。

3.2 缓坡带成藏模式

在高柳地区缓坡带已有多口井钻遇油气层，油气分布主要受储层的控制，油藏类型主要以上倾尖灭和地层超覆油气藏为主(图3b)。

缓坡带东营组储层沿地层超覆带呈环状分布，对应古地形的沟谷处有利于储层沉积。东营组扇三角洲水下分流河道及河口坝砂体发育，扇体叠置连片，在坡折带附近上倾尖灭分布，侧向与泥岩或不整合面接触，储集砂体物性较好，断层、不整合面与储集砂体为油气垂向及侧向运移提供了良好条件。高柳缓坡带是寻找岩性油气藏的有利区带。