廟西南凸起勘探發(fā)現(xiàn)與油氣成藏條件分析

王 昕，高坤順，王玉秀，劉丹丹，張海義

(中海油天津分公司，天津 塘沽 300452)

1 區(qū)域地質(zhì)特征及勘探概況

圖1 廟南地區(qū)構(gòu)造格架示意圖

廟西南地區(qū)位于渤海灣盆地東側(cè)邊界處，緊鄰膠遼隆起，也是郯廬走滑斷裂穿越的區(qū)域，這種獨特的構(gòu)造應(yīng)力特點形成了廟南地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)［1］，在約4 500 km2范圍內(nèi)包括了多個二級構(gòu)造單元(圖1)，總體為凸凹相間的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

在廟西南部地區(qū)開展較為全面系統(tǒng)的研究較少。該區(qū)目前是二維地震覆蓋區(qū)，二維測網(wǎng)密度為1 km×1 km。鄰近地區(qū)的在館陶組有較大油田發(fā)現(xiàn)，該油田和廟西南凸起有一些層間走滑斷層相隔，顯示了廟西南凸起良好的勘探潛力。近期主要針對該區(qū)基本地質(zhì)特點、新近系的沉積相、油氣運移條件及廟西南洼的生烴潛力等關(guān)鍵因素做了重點分析，尋求這一空白區(qū)的勘探突破。

區(qū)內(nèi)不同的構(gòu)造單元發(fā)育的地層也有明顯差異。廟西北凹是廟西南凸起的重要油源區(qū)之一，已經(jīng)證實廟西北凹的東營組和沙一、二段具備一定的生排烴能力。其古近系地層包括東營組，沙一、二段和較薄的沙三段地層，基底為中生界地層。廟西南凹也具備一定的生烴能力，但和廟西北凹地層有較大差別。其第三系底界一直以來都是一個研究難點，主要是凹陷面積小，地震反射結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)育有多期明顯地層角度不整合面，單純依據(jù)地震反射特征識別難度較大，而且缺少鉆探資料。最近研究中結(jié)合臨區(qū)已鉆地層、地震反射特征類比、不整合面識別，結(jié)合道集速度界面分析等多方面綜合考慮，認為該區(qū)古近系地層有較薄的東營組+沙河街組、較厚的沙四+孔店組(推測沉積中心區(qū)殘留厚度超過500 m)。結(jié)合萊州灣洼陷［2］的鉆探情況和近年一些區(qū)域的研究結(jié)果［3］，認為該區(qū)沙四 +孔店組地層可能具備一定的生烴能力。

結(jié)合鄰近的廟西北凸的構(gòu)造演化特征［4］及地層發(fā)育狀況，利用現(xiàn)有的地震資料和2031井鉆探結(jié)果分析認為，廟西南凸起區(qū)自淺至深地層依次為:明化鎮(zhèn)組地層(厚度約為450 m)、館陶組地層(相當(dāng)于臨區(qū)中上部，厚度約為310 m)、東營組地層(厚度約為20 m)，隨后進入基底的元古界地層(鉆井揭示厚度約為300 m)。油氣成藏主要在館陶組地層中，該井在館陶組發(fā)現(xiàn)較好油氣顯示，鉆至1 000 m，發(fā)現(xiàn)明顯氣測異常，組分齊全，氣測值最高達到10%，錄井油氣顯示C—D級，熒光面積最高達到60%，錄井油氣顯示井段累計厚度達81 m/21層，為典型的低阻油氣層，測井解釋油層26 m，差油層6.5 m，油水同層9.0 m;館陶組進行了DST測試，求產(chǎn)方式是泵抽，日產(chǎn)油為29.04 m3/d。原油密度為0.971 g/cm3(20℃)，黏度為1 706 mPa·s(50℃)，有望成為一個中型稠油油田(圖2)。該井的鉆探有望打開該區(qū)的勘探局面，下面就圈閉特征、油源與油氣運聚模式及主力油氣層段地層沉積特征進行闡述。

圖2 廟西南凸起明化鎮(zhèn)組底界構(gòu)造

2 圈閉發(fā)育特征

廟西南凸起區(qū)新近系圈閉的形成與該區(qū)基底的形態(tài)、晚期斷裂的發(fā)育有著密切的關(guān)系。廟西南凸起形成與演化主要受2組斷裂控制，一組是近東西向的二級斷裂，該斷裂帶是廟西南凸起和廟西南凹的分界。另一組是近南北向的二級斷裂，對廟西南凸起潛山形態(tài)有較大影響。一條斷層位于廟西南凸起的東陡坡帶處，該斷裂帶是廟西東次洼和廟西南凸起的分界，另一條斷層位于凸起中部，也是203圈閉的遮擋斷層之一，對基底有明顯切割，斷距最大處可達500 m，使現(xiàn)今的廟西南凸起的基地表現(xiàn)出北東向展布的兩排山的構(gòu)造面貌。廟西南凸起北側(cè)主要以緩坡的形式傾沒于廟西北洼和渤東凹陷內(nèi)，形成東南陡西北緩的單斷崖山的基底構(gòu)造面貌。基底表層巖性主要為中上元古界地層。第三系地層沉積以來，繼承了基底的構(gòu)造概貌，表現(xiàn)為東南斷、西北超的結(jié)構(gòu)特點。進一步經(jīng)歷了喜山構(gòu)造運動II幕，凸起東側(cè)和南側(cè)2條二級斷裂的持續(xù)活動，以及走滑斷層逐漸消失和其應(yīng)力場方向轉(zhuǎn)變的共同影響，現(xiàn)今的地貌特征逐步形成，在凸起區(qū)發(fā)育了大量北東向次級斷裂，這些斷層對新近系地層的產(chǎn)狀有明顯的改造作用，這些作用力共同作用下，形成了新近系的4個繼承潛山形態(tài)高構(gòu)造高點。這些構(gòu)造高點和二級斷裂共同控制形成了4個中—大型斷塊、斷鼻構(gòu)造圈閉(圖2)，新近系累計圈閉面積超過100 km2，圈閉幅度為80～120 m，極具勘探價值。

3 沉積與儲蓋組合特征

新近系是該區(qū)下步勘探的重點。廟西南凸起這2條邊界斷層長期活動，控制了該區(qū)上第三系地層的沉積，表現(xiàn)出明顯的同沉積的特點。古近系沙河街組地層沉積時期，該區(qū)仍然暴露于地表，直到東二段地層沉積時期，和整個渤海灣盆地其他地區(qū)一樣，接受了地層沉積，到東營組地層沉積末期，新近系地層沉積早期，該區(qū)再次出露水面，遭受剝蝕。新近系館陶組地層沉積早期，廟西南凸起仍有部分區(qū)域出露水面，直到館陶組地層沉積中后期，該凸起才再次沉于水下，沉積了館陶組中上部地層，表現(xiàn)為在凸起傾沒端，地震剖面上館陶組地層逐步上超沉積的特點。

從區(qū)域研究來看，該區(qū)的明下段、館陶組已經(jīng)進入了極淺水三角洲沉積區(qū)(圖3)。前人研究認為，該區(qū)明下段為極淺水三角洲沉積［5］，2031井明下段砂巖含量為27.4%，也符合這樣的觀點。2031井館陶組砂巖含量為28%，砂巖的單層厚度多小于5 m，錄井泥巖為灰綠色和黃褐色的泥巖，泥巖含量超過70%，館陶組最大泥巖連續(xù)沉積厚度多超過20 m。這和其他地區(qū)館陶組的沉積特點明顯不同，初步研究表明也進入淺水三角洲沉積區(qū)。主要證據(jù)包括:①在鄰近的井鉆探取心見到明顯的小型波狀層理，多為中—細砂巖，分選為中等—好;②測井曲線明顯見較高頻率的正、反旋回沉積組合;③從區(qū)域砂巖百分含量的統(tǒng)計來看，該區(qū)館陶組地層沉積主要受北部燕山物源的影響，砂巖含量和顆粒粒徑由北向廟南地區(qū)逐步減小，廟南地區(qū)砂巖百分含量基本低于40%，局部最小已經(jīng)接近20%。整體來看，該區(qū)和鄰近油田都位于極淺水三角洲沉積區(qū)，油田鉆探證實館陶組儲層橫向變化較快，部分井館陶組中上部砂巖單層厚度較薄(小于5 m);部分井在館陶組頂部見到單層厚度大于15 m的砂巖儲層，同時單層大于5 m的儲層也有所增加。綜上所述該區(qū)新近系館陶組具有良好的儲蓋組合，尋找極淺水三角洲沉積區(qū)的河道發(fā)育區(qū)是該區(qū)下步研究的重點，這需要在三維的基礎(chǔ)上，展開古地貌的精細刻畫及砂體精細描述工作。

圖3 館陶組砂巖含量百分比等值線

4 油源及油氣運移模式

從油源對比結(jié)果來看，2031井館陶組的油氣主要來源于渤東凹陷或廟西北洼沙河街組。首先通過和廟西北洼典型東營組油源油樣的對比來看，有著明顯的差別。2031井館陶組油樣有相對較高的伽瑪蠟烷和高的4－甲基甾烷含量，而典型的東營組烴源巖的伽馬蠟烷和4－甲基甾烷含量則明顯低于典型沙河街組油樣［6］。其次臨區(qū)油田典型廟西南洼的低成熟度油氣特征也比較明顯［7］，表現(xiàn)出:①m/z217譜圖上C27、C29重排甾烷含量很低，且為C27＜C29的“√”型;②m/z191譜圖中，Tm峰值明顯低于Ts峰。而廟西南凸起館陶組油氣的成熟度明顯高于臨區(qū)油田油的成熟度，且甾烷的含量優(yōu)勢也不同，2031井館陶組油樣的m/z217譜圖中為C27＞C29的反“√”型，重排甾烷的含量相對較高。在廟西南凸起館陶組油樣質(zhì)譜中，在渤海灣盆地具有明顯層位指示意義的4－甲基甾烷含量明顯較高于鄰近油田的含量，這幾項明顯的差別，說明廟西北凸起油樣和鄰近油田的油樣來自不同的烴源巖，廟西南凹對2031井館陶組油貢獻很小;③廟西南凸起2031井油樣的色質(zhì)譜特征和已經(jīng)證實的來源于渤東凹陷典型沙河街組成熟烴源巖的油樣的對比來看，其色質(zhì)譜圖的形態(tài)很相近，Tm/Ts的相對含量、4－甲基甾烷、伽馬蠟烷及重排甾烷的含量也非常接近，這也證實了廟西南凸起聚集成藏的油氣主要來自渤東或廟西北洼沙河街組。同時渤東凹陷典型沙河街組油樣的色質(zhì)譜中伽馬蠟烷的含量略高于203館陶組油氣，預(yù)示著203構(gòu)造的油氣有混入東營組烴源巖生成油氣的可能性(圖4)。

特定的油源和沉積特點，決定了該區(qū)的油氣運聚模式。該區(qū)館陶組主要是極淺水三角洲沉積，具有較好連續(xù)性的儲層主要以分流河道微相為主，其他微相的儲層橫向變化明顯，所以這種沉積特點的館陶組儲層不能作為油氣長距離橫向運移的主要通道。該區(qū)的這種沉積特點決定了其油氣運聚模式為階梯式橫向運聚，即在廟西南凸起傾沒端，渤東凹陷或廟西北凹沙河街組中成熟油氣主要沿著第三系底界的不整合面橫向運移至凸起上，在凸起上晚期活動的斷層進一步做樹枝狀的垂向運移和再分配，最終在凸起區(qū)的新近系聚集成藏。

5 結(jié)論

(1)蓬萊20－3構(gòu)造的成藏，說明廟西北凸起具有良好的油氣供給和保存條件，對凸起區(qū)其他新近系圈閉的勘探有較好的指導(dǎo)意義，該區(qū)的其他新近系圈閉具有良好的勘探潛力，尋找油氣富集區(qū)是下步工作的關(guān)鍵。

(2)尋找儲層發(fā)育區(qū)，揭示高豐度含油區(qū)。油氣集中分布在館陶組，與鄰區(qū)油田油氣分布特征一致，尋找淺水三角洲的河道發(fā)育區(qū)，是油氣富集的關(guān)鍵。

圖4 2031區(qū)井油源對比色質(zhì)譜

(3)斷層晚期活動強烈，且切入第三系底界不整合面的斷裂區(qū)是油氣比較容易成藏的區(qū)域，進一步進行砂體和斷層的良好匹配，尋找構(gòu)造－巖性復(fù)合油氣藏是該區(qū)另外一個勘探潛力點。

(4)研究潛在生烴層系，尋找新的勘探潛力區(qū)。廟西南洼的生烴潛力研究是該區(qū)下步擴展勘探需要進一步研究的關(guān)鍵問題。目前的研究表明蓬萊203的油源不能完全排除廟西南凹的貢獻，且鄰近的億噸級油田的油氣表現(xiàn)出近距離、低熟的特點，已經(jīng)證實了廟西南凹生烴，且有一定規(guī)模成藏，特別是沙四—孔店地層的生烴潛力需要進一步分析。

［1］萬桂梅，湯良杰，周心懷，等.郯廬斷裂帶在渤海海域渤東地區(qū)的構(gòu)造特征［J］.石油學(xué)報，2009，30(3):342－346.

［2］龐雄奇，郭永華，姜福杰，等.渤海海域優(yōu)質(zhì)烴源巖及其分布預(yù)測［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2009，30(4):393－397.

［3］孫錫文，等.渤南地區(qū)裂解型油氣藏成因探討［J］.特種油氣藏，2004，11(4):35 －38.

［4］龔再升，蔡東升，張功成.郯廬斷裂對渤海海域東部油氣成藏的控制作用［J］.石油學(xué)報，2007，28(4):1－10.

［5］朱偉林，李建平，周心懷，等.渤海新近系淺水三角洲沉積體系與大型油氣田勘探［J］.沉積學(xué)報，2008，26(4):575－582.

［6］黃正吉，李友.渤海灣盆地渤中坳陷東營組烴源巖的烴源前景［J］.中國海上油氣，2002，16(2):118－124.

［7］郭永華，周心懷，凌艷璽，等.渤海海域蓬萊19—3油田油氣成藏特征新認識［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2011，32(3):327 －332.