苏北盆地溱潼凹陷西斜坡阜宁组三段油气富集规律

2016-12-17张航国昝灵

长江大学学报(自科版) 2016年35期

关键词：断块烃源斜坡

张航国昝灵

(中石化华东油气分公司油气开发管理部，江苏南京 210019) (中石化华东油气分公司勘探开发研究院，江苏南京 210011)

苏北盆地溱潼凹陷西斜坡阜宁组三段油气富集规律

张航国昝灵

(中石化华东油气分公司油气开发管理部，江苏南京 210019) (中石化华东油气分公司勘探开发研究院，江苏南京 210011)

在烃源条件、储层特征、生储盖组合、成藏配置剖析的基础上，分析了溱潼凹陷西斜坡阜宁组三段(Ef3)油藏分布特征，总结油气富集规律，并提出下一步有利勘探目标。研究表明，有效烃源岩的埋深和体积控制了油气富集程度，由内斜坡向外斜坡，油气充满程度逐步降低，原油成熟度也逐渐降低；长期活动断层控制汇烃范围，阜宁组二段(Ef2)烃源主要生排烃期、Ef3油气成藏期主要在盐城组沉积初期，因此晚期仍强烈活动的Ⅱ、Ⅲ级断层是重要导油断层，Ef3油藏主要围绕上述断层分布；良好的构造背景是油气富集成藏的主要场所，构造高带与走滑构造带交界处是油气的主要富集带。沉积微相控制油藏类型，三角洲前缘近端的水下分流河道发育区，以构造油藏为主。西南斜坡处于三角洲前缘末端，滩坝砂发育，受到晚期北东东向断层切割，易形成砂岩上倾尖灭型油藏。构造-岩性油藏是区内重要的勘探目标。

溱潼凹陷；西斜坡；阜宁组三段；长期活动断层；构造-岩性油藏

图1 溱潼凹陷Ef3油藏分布图

溱潼凹陷构造上属于苏北-南黄海盆地东台坳陷的一个次级构造单元(三级构造单元)，位于东台坳陷区吴堡低凸起与泰州凸起之间，整体呈北东东向展布(图1)。北以吴堡-博镇断裂为界，东南部与泰州凸起以断层相接，西连江都隆起，东接梁垛低凸起，西北部与吴堡低凸起以斜坡相连，东北方向较开阔，过梁垛与白驹凹陷、海安凹陷相连，西南部较狭窄，是凹陷的收敛部位，面积约1200km2。溱潼凹陷自东向西可划分为断阶带、深凹带和斜坡带。经过多年勘探，溱潼凹陷目前已发现帅垛、茅山等17个油田，阜宁组三段(Ef3)提交探明储量近2000×104t。Ef3多发育复杂断块油藏，具有“断块小、构造碎、埋藏深”的特征，随着勘探理念、技术的不断进步，尤其是在近年来加强区带评价的基础上，发现了俞垛-叶甸-华庄、帅垛-茅山等多个千万吨级油气富集带。同时，随着勘探程度不断提高，寻找断块型油藏难度也越来越大，亟需探寻新的勘探目标。笔者在系统总结溱潼凹陷西斜坡Ef3成藏条件基础上，总结油气富集规律，提出有利勘探目标，对于深化苏北盆地Ef3成藏认识和勘探部署具有一定的参考意义。

1 成藏条件分析

1.1 烃源及油源条件

图2 溱潼凹陷Ef2暗色泥岩等厚图

溱潼凹陷发育泰州组二段、阜宁组二段(Ef2)、阜宁组四段(Ef4)烃源岩，其中以Ef2和Ef4为主要烃源层[1]。Ef2烃源岩以灰黑色、黑色泥岩为主，中下部夹薄层泥灰岩，鲕灰岩、生物碎屑灰岩和油页岩，暗色泥岩厚度介于150～400m(图2)。纵向上，以Ef2中、下段泥灰岩段为优质烃源岩。Ef2烃源岩总有机碳质量分数(w(TOC))平均为1.59%；生烃潜量(w(S1+S2))平均为9.05mg/g；氯仿沥青“A”质量分数(w(“A”))平均为0.12%；总烃(ρ(HC))平均为644mg/L，综合评价为好烃源岩。

Ef4烃源岩上部为黑色泥岩夹泥灰岩或薄层灰岩，下部为深灰色含砂质泥岩，优质烃源岩主要分布在上部。暗色泥岩厚度介于100～400m，在斜坡带受到强烈剥蚀。Ef4烃源岩w(TOC)平均为1.30%；w(S1+S2)平均为8.41mg/g；w(“A”)平均为0.08%；ρ(HC)平均为525.1mg/L，综合评价为好烃源岩。

溱潼凹陷Ef3原油伽马蜡烷/C30藿烷介于0.15～0.51(平均0.35)，Pr(姥鲛烷)/Ph(植烷)为0.23～0.9，普遍具有高姥植比、高伽马蜡烷含量特征，形成于咸水的还原环境，与Ef2中、下部优质烃源岩特征相似[2]。Ef3原油成熟度由断阶带、内斜坡至外斜坡逐渐降低，外斜坡带Ef3原油成熟度较低，主要为本地Ef2成熟烃源岩的油源贡献。西部内斜坡Ef3原油成熟度较高，既有本地油源贡献，又有深凹带油源贡献[3，4]。

1.2 储层特征

溱潼凹陷Ef3为三角洲前缘沉积，缺少三角洲平原沉积，物源来自北部的建湖隆起[5]。主要发育三角洲前缘分支河道、河口坝、远砂坝等微相。储层岩性以灰色、灰白色细砂岩和粉砂岩、泥质粉砂岩为主，与灰黑色泥岩等厚-略等厚互层，砂体厚度介于0.8～12.1m(平均3.3m)。纵向上，Ef3可分为4个砂组，Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ砂组砂泥岩互层，Ⅱ砂组为泥岩，夹少量砂岩。

储集类型为孔隙式，储层物性由斜坡带向深凹带逐渐变差，主要受埋深影响[6]。外斜坡Ef3由于埋藏较浅、紧邻物源区，储层物性较好，主要为三角洲水下分流河道和河口坝沉积，储层孔隙度为4.4%～32.3%(平均21.28%)，渗透率为3.34～355.22mD(平均110.01mD)，属于中高孔、高渗储层。内斜坡主要为三角洲前缘河口坝、远砂坝沉积，孔隙度为3.9%～24.4%(平均13.21%)，渗透率为1.1～69.4mD(平均16.85mD)，属于中低孔、低渗储层。

1.3 生储盖组合特征

Ef3主要发育3套生储盖组合[7]。

1)Ef3的Ⅰ砂组的上生下储组合 Ef4中、下部烃源岩生烃潜力一般，且优质烃源岩主要分布在上部，生油门限深度要大于2700m，w(TOC)一般小于1.5%，w(S1+S2)为2～6mg/g，因此，该成藏组合的原生油藏发育较少、且规模小。

2)Ef3的Ⅳ砂组的下生上储组合 Ef2上部烃源岩w(TOC)一般大于1.8%，w(S1+S2)为2～6mg/g，IH(氢指数)为100～400mg/g，形成于偏淡水的沉积环境，为中等-较好烃源岩，且该套烃源为纯泥岩，排烃效率较低，形成的原生油藏规模小，分布局限。

3)Ef2中、下部生Ef3储的组合 Ef2中、下部发育一套优质烃源岩，w(TOC)一般大于1.5%，w(S1+S2)大于6mg/g，IH一般大于400mg/g，伽马蜡烷含量高，且泥岩中富含灰质成分，排烃效率高，但与Ef3储层不直接接触，间隔100m左右泥岩，需要依靠断层沟通。

1.4 成藏配置关系

溱潼凹陷Ef3砂体广泛分布，其夹持在Ef2和Ef4两套主力生油层中，是油气运移的通道和油气富集的主要层位，是最主要的输导层。Ef3砂体控制了油气的横向运移，断层控制了油气纵向运移，断层和砂体形成立体输导体系。吴堡期受NNW-SSE向应力拉伸，形成北东向反向断层[8～10]，主要起油气封挡和横向输导作用。三垛期受NS向应力拉伸，形成北东东向顺向断层，主要起纵向输导作用，控制油气富集带。

Ef3储层流体包裹体均一化温度为80～92℃，呈正态分布，存在一个峰值。根据研究区的地表温度、古地温梯度及流体包裹体资料，结合苏168等井的地层热演化史(图3)分析表明，Ef3油气成藏期主要为盐城组沉积早期，因此Ny沉积时期仍强烈活动的Ⅱ、Ⅲ级断层是重要导油断层。

2 油气富集规律

溱潼凹陷Ef3主要发育2种油藏类型，分别为构造油藏、构造-岩性油藏。其中，构造型油藏可划分为垒堑断块、阶式断块2类。垒堑断块油藏主要分布在西部的茅山油田、仓场油田。阶式断块油藏主要分布在俞垛、华庄、蔡家堡地区。构造-岩性油藏主要分布在西南斜坡南华、曹桥地区(图4)。

2.1 有效的烃源岩埋深和体积控制了油气富集程度

油气藏围绕生油次凹分布，具有明显的源控特征。良好的油源是油气成藏的先决条件，供油区控制着油气在其附近成藏富集。Ef2烃源岩由于埋深大，有机质演化程度高，为油气的富集奠定了良好的物质基础，导致Ef3油气较丰富。内斜坡紧邻时堰、储家楼等主生油凹陷，Ef3油气充满程度高，油柱高度300～500m左右，油层厚度介于17.2～23.3m；外斜坡Ef3储层由于远离生油主凹，油气主要依靠长距离运移、充满程度较低，油柱高度100m左右，油层厚度1.7～7.7m，且油层分布由内斜坡向外斜坡逐渐爬高，由于运移过程中，油气不断被捕获，充满程度从80%逐步降低到30%。

2.2 良好的构造背景是油气富集成藏的主要场所

勘探实践表明，早期形成并长期发育的三级构造带具有低流体势、低应力特征，是油气运移的有利指向区，是油气富集成藏的主要场所。目前研究表明，构造高带在吴堡运动期形成，三垛运动期基本定型，具有早期形成并长期发育的特点。而且同一个断块群中各断块的圈闭形态、地层产状、成藏条件比较相似，油气分布的规律性较强，因此一个断块的突破，往往能带动整个断块群的突破。构造高带与走滑构造带交界处往往油气富集程度高。如帅垛油田分布在祝庄-边城-茅山构造高带与边城-帅垛-台兴走滑构造带交界处。

图4 溱潼西斜坡油藏剖面图

2.3 长期活动断层控制汇烃范围

由于Ef3主力储层主要为砂泥岩薄互层，Ef3与Ef2中、下部优质烃源岩之间发育100～150m厚层泥岩，因此必须依靠后期活动断层垂向沟通Ef2油源。Ef2烃源岩主要生排烃期在Es沉积末期至Ny沉积期，Ef3也具有晚期成藏的特点，因此，切割到Ef2且晚期活动较强烈的断层为重要的导油断层。斜坡带已发现油藏均围绕Ⅱ、Ⅲ级导油断层分布，如茅山、叶甸断层。茅山断层在三垛组二段(Es2)和盐城组一段(Ny1)断距分别为308m和95m，主要在Es沉积期、Ny1沉积期活动，与烃源岩的生排烃期、圈闭形成期配置关系较好，在茅山断层周边已发现帅垛、茅山、蔡家堡等多个油田。因此，寻找Ef3油气富集带要紧紧围绕上述后期活动或者长期活动的Ⅱ、Ⅲ级断层。

图5 曹桥-南华构造Ef3油层对比剖面图

2.4 沉积微相控制油藏类型

Ef3沉积时期，溱潼凹陷西斜坡Ef3主要发育北东向的茅北物源。三角洲前缘近端的水下分流河道发育区，以构造油藏为主，如西边城发育断鼻型油藏，仓场发育顺向断层主控的地堑式油藏，茅山发育顺向正断层控制的地垒型油藏，蔡家堡发育反向正断层控制的阶式断块型油藏。溱潼西南斜坡处于三角洲前缘末端，滩坝砂发育，受到晚期北东东向断层切割(图1)，易形成构造岩性油藏。如曹桥、南华等油藏，表现为处于同一局部构造，相邻两口井含油层位不同，甚至构造低部位含油情况较高部位更好。主要原因在于该带处于三角洲前缘沉积的末端，沉积微相变化造成储层物性变化，使得砂岩上倾方向构成侧向封堵，形成砂岩尖灭型油藏(图5)。该类圈闭在西斜坡广泛分布，岩性圈闭面积14km2(图6)，资源量365×104t，是重要的勘探目标。