牟敦山，付 广，陈雪晴

东北石油大学地球科学学院，黑龙江 大庆 163318

0 引言

断盖配置是否渗漏对于其能否成藏起到了至关重要的作用，关于这个问题前人曾做过相关的研究和探讨[1-3]，主要方法是依据断盖配置断接厚度(盖层厚度减去断裂断距)与其封油气所需的最小断接厚度的大小进行比较。得出的主要认识为：如果断盖配置断接厚度大于等于其封油气所需的最小断接厚度，则不会渗漏油气；反之则渗漏油气。但缺乏对断盖配置渗漏油气具体部位的相关研究，可参考的同类型文献也很稀少。因此，本文以南堡1号构造为例展开相关的研究工作。前人曾对南堡1号构造的油气成藏做过一定的研究和探讨，主要有：利用地化分析测试资料，研究南堡1号构造中浅层油气来源及沙三段和沙一段-东三段源岩对油气成藏的贡献作用[4-8]；利用储层包裹体均一温度，结合埋藏史和热史恢复研究南堡1号构造油气成藏时期[9-12]；通过油气分布与油气成藏条件之间的关系研究南堡1号构造油气成藏的主控因素及模式[13-19]。这些研究成果对正确认识南堡1号构造油气分布规律及指导油气勘探起到了一定的作用；但这些研究对南堡1号构造中南堡1-1区、南堡1-3区及南堡1-5区北部油气分布在东一段和馆三段以上，而南堡1-5断鼻南部油气仅分布在东一段这一问题缺少研究，仅有的部分研究也仅仅是现象描述[20-23]，而缺少成因分析。这无疑不利于南堡1号构造油气勘探的深入。因此，笔者对南堡1号构造馆三段断盖配置油气渗漏部位及其控藏作用进行了研究，以正确认识其油气分布规律，为油气勘探提供指导。

1 地质背景

1.1 南堡1号构造及其油气分布特征

南堡1号构造位于渤海湾盆地南堡凹陷的西南斜坡带，总体上是一个发育在潜山背景上的披覆构造，呈北东走向，被北东向及近东西向断裂切割而复杂化，断裂平面上呈帚状展布，如图1所示。以F1断裂和F2断裂为界，南堡1号构造可分为3个区：上盘南堡1-1区为断鼻构造区；F1断裂和F2断裂之间所夹的南堡1-3区为断块构造区；F2断裂以南的南堡1-5区为鼻状构造区。南堡1号构造由下至上沉积的地层有古近系的孔店组、沙河街组、东营组，新近系的馆陶组、明化镇组及第四系。目前南堡1号构造已发现的油气主要分布在东一段和馆陶组。油气源对比结果表明，其油气主要来自下伏沙三段或沙一段-东三段源岩，属于下生上储式生储盖组合。虽然南堡1号构造的南1-1区、南堡1-3区和南堡1-5区均发现了油气，但南堡1-1区、南堡1-3区及南堡1-5区北部的油气分布部位和南堡1-5区南部明显不同：前者油气分布在东一段和馆三段以上储层中，而后者油气仅分布在东一段。这除了与东一段和馆三段以上储层及构造是否发育有关外，主要受到馆三段断盖配置是否发育渗漏的影响。因此能否正确认识此问题，应是指导南堡1号构造油气勘探的关键。

Ro.镜质体反射率。图1 南堡1号构造分区、断裂类型及东一段圈闭分布Fig.1 Distribution of tectonic area, fracture type and trap distribution area of Ed1 in Nanpu 1 structure

1.2 馆三段火山岩盖层及其内渗漏断裂发育特征

馆三段火山岩是南堡1号构造东一段油气的盖层，其主要岩性是绿色、灰色玄武岩及玄武质泥岩，并与砾岩、砂砾岩及薄层泥岩等互层，其层数和厚度在横向上变化较大。由钻井和地震资料可得，南堡1号构造馆三段火山岩盖层发育，最大厚度可达到505 m，主要分布在南堡1号构造的西南地区。东南南堡1-1井以北局部地区馆三段火山岩盖层出现次极值区，厚度可达到320 m以上，由此向西、东馆三段火山岩盖层厚度逐渐减少，在南堡1号构造东北部馆三段火山岩盖层达到最小，小于40 m，如图2所示。

由图2可以看出，南堡1号构造馆三段火山岩盖层内发育大量断裂，其主要是北东向和北东东走向，主干断裂规模较大，并伴生多条次级断裂，平均断裂密度为0.28条/km2。断裂延伸长度一般小于10 km，其中规模较大的有F1—F77条断裂，其余断裂规模较小。虽然馆三段火山岩盖层发育多条断裂，但真正对下伏东一段聚集油气起到渗漏作用的应是断穿东一段和馆三段以上地层、且在油气成藏期(明化镇组沉积晚期及之后)活动的断裂，这样的断裂才是渗漏断裂或油源断裂。由图3可以看出，南堡1号构造只有Ⅱ-Ⅲ型和Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型断裂才是渗漏断裂，它们断穿东一段和馆三段以上地层，且在油气成藏期(明化镇组沉积晚期)及之后活动。通过地震资料对南堡凹陷馆三段火山岩盖层内发育断裂的穿层性进行拆分，可知只有F1—F77条断裂才是渗漏断裂。由图1可以看出：F1—F55条渗漏断裂规模较大，延伸距离较远；F6和F72条渗漏断裂规模较小，延伸距离较近。

图2 南堡1号构造馆三段火山岩厚度及其内断裂分布Fig.2 Distribution of volcanic thickness and its internal fault of Ng3 in Nanpu 1 structure

T1--Tg.反射面名；Es2-3.沙河街组二至三段；Es1.沙河街组一段；Ed1.东营组一段；Ed2.东营组二段；Ed3.东营组三段；Ng.馆陶组；Nmx.明化镇组下段；Nms-Q.明化镇组上段—第四系。图3 南堡1号构造断裂类型划分图Fig.3 Division map of fault types in Nanpu 1 structure

2 馆三段断盖配置油气渗漏区确定

由于南堡1号构造馆三段火山岩盖层遭到7条渗漏断裂的破坏，其封油气能力遭到破坏。其破坏程度主要取决于馆三段火山岩盖层断接厚度(即残余厚度，其大小等于盖层厚度减去渗漏断裂断距)大小：如果馆三段火山岩盖层断接厚度大于或等于其封油气所需要的最小断接厚度，那么渗漏断裂在馆三段火山岩盖层内分段生长不连接，不能成为油气穿过馆三段火山岩盖层运移的输导通道，油气不能穿过馆三段火山岩盖层向上渗漏散失；反之，油气将穿过馆三段火山岩盖层向上渗漏散失。由此看出，要确定南堡1号构造馆三段断盖配置油气渗漏区，就必须确定出其封油气所需的最小断接厚度。由于受地震剖面品质的限制，无法直接从地震剖面上识别渗漏断裂在火山盖层内上下分段生长是否连接，只能借助于间接方法。具体方法是：首先统计南堡1号构造已知井点处馆三段火山岩盖层厚度和渗漏断裂断距，计算馆三段火山岩盖层断接厚度，并将其由小至大排列；再统计馆三段火山岩盖层上下油气分布特征，取油气仅分布在馆三段火山岩盖层之下的最小断接厚度作为其封油气所需的最小断接厚度(79～93 m)(图4)；最后统计南堡1号构造7条渗漏断裂断距和对应处馆三段火山岩盖层厚度，计算其断接厚度，并将其标在渗漏断裂上。按照上述正确定出的馆三段火山岩盖层封油气所需的最小断接厚度，便可以得到馆三段断盖配置油气渗漏区(即馆三段火山岩盖层断接厚度小于其封油气所需的最小断接厚度区)(图5)。由图5可以看出，南堡1号构造馆三段断盖配置油气渗漏区主要分布在其北部和东部地区，即南堡1-1区、南堡1-3区西南部和南堡1-5区以东为馆三段断盖配置油气渗漏区，只有南堡1号构造的西南地区为馆三段断盖配置非油气渗漏区。

H.断接厚度。图4 南堡1号构造馆三段火山岩盖层封油气所需最小断接厚度厘定图Fig.4 Determination of sealing oil and gas required the minimum breaking thickness of volcanic cover of Ng3 in Nanpu 1 structure

图5 南堡1号构造馆三段断-盖配置油气渗漏区、渗漏部位与油气分布关系Fig.5 Relationship between fault-cap rock configuration oil and gas leakage zone,leakage site and hydrocarbon distribution in Ng3 of Nanpu 1 structure

3 馆三段断盖配置油气渗漏部位确定

在南堡1号构造北部和东部馆三段断盖配置油气渗漏区内，下伏东一段油气将通过7条渗漏断裂向上运移，但油气并不是沿着这7条渗漏断裂大面积向上运移的，而是主要沿着某些部位向上运移。油气沿渗漏断裂向上运移的部位主要受到断裂产状的控制。通常情况下断裂面凸凹不平，凸面脊处构造位置较高，为油气运移的低势区；而凹面脊处构造位置较低，为油气运移的高势区。油气在沿渗漏断裂向上运移过程中，凹面脊处的油气会向凸面脊汇聚运移，形成油气沿渗漏断裂向上运移的优势通道，即为油气沿渗漏断裂的油气渗漏部位。为了确定南堡1号构造馆三段断盖配置油气渗漏区内7条渗漏断裂的油气渗漏部位，利用三维地震资料追索7条渗漏断裂的断层面空间分布，作其断层面等深图，再根据断层面埋深，由计算其油气势能值，作断层面油气势能值等值线图(图6)。式中：Φ为断层面油气势能值，kJ;z为断层面埋深，m；p为断层面流体压力，MPa，可由ρwz求得，ρw为地层水密度，g/cm3；ρ为油气密度，g/cm3。

(1)

由图6中油气势能等值线值线形状变化特征，便可以确定出7条渗漏断裂的凸面脊部位(即油气渗漏部位)及其分布(图5)。由图5可以看出，南堡1号构造7条渗漏断裂共发育20处油气渗漏部位，其中：有9处油气渗漏部位位于馆三段断盖配置非渗漏区内；11处油气渗漏部位位于馆三段断盖配置渗漏区内，其应是下伏东一段油气向上覆馆三段以上地层中运移的部位。馆三段断盖配置渗漏区内的11处油气渗漏部位中：以F2及分支断裂油气渗漏部位最发育，有3处油气渗漏部位；其次是F1、F6渗漏断裂，发育2处油气渗漏部位；F3、F4、F5、F7断裂各仅发育1处油气渗漏部位。

图6 南堡凹陷F1、F3、F4油气渗漏断裂断面形态及凸面脊分布图Fig.6 Distribution of oil and gas leakage fault section shape and convex ridges of F1, F3, F4 in Nanpu sag

4 断盖配置渗漏部位对油气纵向分布层位的控制作用

由图5中可以看出，南堡1号构造的南堡1-1区、南堡1-3区和南堡1-5区北部油气既可以分布在馆三段火山岩盖层之下的东一段，又可以分布在馆三段火山岩盖层之上的馆三段以上，而南堡1-5断鼻南部油气仅仅分布在馆三段火山岩盖层之下的东一段。这是因为南堡1-1区西南、南堡1-3区西南和南堡1-5区北部位于馆三段断盖配置非油气渗漏区内，下伏东一段已聚集的油气不能通过渗漏断裂的油气渗漏部位向上覆馆三段以上储层中运移，故油气在下伏的南堡1-1区、南堡1-3区和南堡1-5区东一段内侧向运移并聚集成藏(因为其储层和构造发育)(图7)；而南堡1-1区东北、南堡1-3区东北和南堡1-5区南部则位于馆三段断盖配置油气渗漏区内油气渗漏部位及附近，下伏东一段一部分已聚集的油气通过断裂的油气渗漏部位向上覆馆三段及以上的储层中运移，在南堡1-1区、南堡1-3区和南堡1-5区北部馆三段之上侧向运移并聚集成藏(因其储层和构造发育)(图7)，从而形成了下伏东一段和上覆馆三段以上均有油气分布的现象。

5 结论

1)南堡1号构造馆三段火山岩盖层内发育7条渗漏断裂，其断盖配置油气渗漏区主要分布在南堡1号构造北部和东部。

2)南堡1号构造馆三段断盖配置渗漏区主要发育11处油气渗漏部位，其中：F2断裂及分支最发育，发育3处油气渗漏部位；其次是F1、F6断裂，各发育2处油气渗漏部位；F3、F4、F5和F7断裂各仅发育1处油气渗漏部位。

3)南堡1号构造馆三段断盖配置油气渗漏部位分布是造成南堡1-1区、南堡1-3区和南堡1-5区北部油区油气既分布在下伏东一段又分布在上覆馆三段以上，而南堡1-5区南部油区油气仅分布在下伏东一段的根本原因。