華北蠡縣斜坡油氣藏分布、成藏模式及主控因素探討

張　峰，李勝利，黃　杰，劉騰國，崔　剛，任小軍

（1.中國石油華北油田分公司油田開發部，河北任丘062552；2.中國地質大學（北京）能源學院，北京100083）

華北蠡縣斜坡油氣藏分布、成藏模式及主控因素探討

張峰1，李勝利2，黃杰1，劉騰國1，崔剛1，任小軍2

（1.中國石油華北油田分公司油田開發部，河北任丘062552；2.中國地質大學（北京）能源學院，北京100083）

蠡縣斜坡是饒陽凹陷西部的一個構造-沉積斜坡。該斜坡油氣富集，油氣藏類型多樣，油氣成藏機理復雜。以近年來蠡縣斜坡油氣勘探成果為基礎，以油氣成藏理論為指導，分析了其油氣藏的分布規律，探討了其油氣藏的成藏模式與主控因素。結果表明，受斜坡南北分區、東西分帶構造格局的影響，油氣藏在不同區域的分布不同，斜坡南部以淺層油氣藏為主，油氣藏類型相對單一，分布較為集中；斜坡北部以中—深層油氣藏為主，油氣藏類型多樣，分布零散。斜坡北部和中帶隱蔽油氣藏類型多樣，是尋找規模油氣儲量的優選區帶。

隱蔽油氣藏；分布規律；成藏模式；主控因素；蠡縣斜坡

0　引言

蠡縣斜坡位于渤海灣盆地冀中坳陷饒陽凹陷西部，具有北北東走向及西高東低的構造特征。在前新生代基底之上，該斜坡為繼承性發育的構造-沉積斜坡，油氣資源豐富，勘探面積約為2 000 km2，占饒陽凹陷面積的1/3［1］。目前，蠡縣斜坡多個構造有利部位的油氣勘探程度已經較高，共發現了東營組（Ed）、沙一上亞段（Es1上）、沙一下亞段（Es1下）、沙二段（Es2）和沙三段（Es3）共5套含油層系［2］。沿蠡縣斜坡走向靠近油源斷層附近已發現了較多呈“串珠狀”分布的構造油氣藏；同時順斜坡傾向，也陸續找到了許多與鼻狀構造有關的斷層-巖性復合油氣藏。然而，研究區油氣發現主要集中于斜坡的中北部，而斜坡南部勘探收獲較??；另外，斜坡區隱蔽油氣藏的勘探程度較低，僅發現的一些地層油氣藏，絕大多數也都是在鉆探構造圈閉的過程中偶然發現的，且規模較?。?］。國外含油氣盆地勘探實踐的統計結果表明，高勘探程度盆地中，構造油氣藏和隱蔽油氣藏儲量之比約為3∶5［4］，說明構造油氣藏與巖性油氣藏的分布具有一定的“互補性”［5］。從這個意義上來講，蠡縣斜坡區隱蔽油氣藏的勘探潛力還很大。

筆者擬在分析蠡縣斜坡南北構造差異、油氣藏類型與分布規律基礎上，建立蠡縣斜坡南北地區典型的油氣成藏模式，明確油氣成藏的主控因素，進而對該區隱蔽油氣藏的勘探前景進行預測，以期為下一步油氣滾動勘探指明方向。

1　斜坡南北構造差異

蠡縣斜坡構造上位于高陽古背斜東翼，向東逐漸侵沒于任西洼槽（北部）和肅寧洼槽（南部），整體上屬于相對寬緩、低幅的繼承性構造-沉積斜坡。斜坡帶內發育一系列低緩的鼻狀構造帶。

蠡縣斜坡斷層活動相對較弱，北東向和北東東向斷裂系統與北西向繼承性發育的鼻狀構造相互疊置，構成了斜坡帶南北分區、東西分帶的主要構造格局。冀中坳陷饒陽凹陷古近紀發生了多期幕式構造運動，大致經歷了5個構造演化階段［6-8］。沙河街組沉積速率快，導致該凹陷異常地層壓力發育，促使油氣大量生成并總體呈環洼狀分布［9-10］。本文研究的目的層段為上始新統沙三上亞段與下漸新統沙二段與沙一段，以沙一段為主。

在走向上，蠡縣斜坡可以高陽-西柳鼻狀構造帶為界，大致分為南區（單斜區）和北區（平臺區），對應兩大地貌構造單元（圖1），形成了不同的沉積體系，進而發育不同類型的儲集體［11］。蠡縣斜坡又可分為3個帶：內帶、中帶及外帶，不同區帶不僅構造-沉積特征存在差異，且發育不同類型的油氣圈閉［12］。構造格局控制著蠡縣斜坡不同區帶的油氣藏類型與分布規律。在調研前人對蠡縣斜坡油氣藏類型認識［13］的基礎上，筆者根據坡折傾角大小以及斜坡外帶距生油洼槽的距離，并結合基底起伏特征與后期構造發育程度等因素，認為蠡縣斜坡南北兩大區的斜坡類型存在差異，其中北區為構造-沉積斜坡，而南區為寬緩沉積斜坡［14-15］（表1）。

圖1　蠡縣斜坡區域構造分布（據文獻［2］與［3］修改）Fig.1　Structural distribution in Lixian slope

受構造運動和斷裂活動期次的影響，斜坡帶共發育2期斷裂。第一期斷裂發育于始新世末，斷層表現出早盛早衰的演化規律，該期斷層以北西走向為主，與斜坡走向垂直相交。其后的差異壓實作用使地層繼承了早期構造格局，形成了北西走向的低緩鼻狀構造（參見圖1），這些鼻狀構造是油氣運移和聚集的有利區［16］。第二期斷裂發育于漸新世末—全新世初，該期斷裂活動總體控制了斜坡帶古近系的斷裂體系分布格局，在斜坡帶上形成了北東向和北東東向斷裂體系。在這些構造帶上，北東向斷層切割北西向鼻狀構造，兩者相互疊置，構成了蠡縣斜坡北東向斷裂帶與北西向鼻狀構造相疊置的基本構造形態。

表1　饒陽凹陷蠡縣斜坡南北兩大區斜坡類型對比（據文獻［7］修改）Table 1　Comparison of slope types in the south and north of Lixian slope in Raoyang Sag

圖2　蠡縣斜坡油氣藏類型平面分布圖Fig.2　Distribution of hydrocarbon reservoir types in Lixian slope

2　油氣藏類型與分布規律

蠡縣斜坡油氣藏具有數量眾多、類型豐富的特征，油氣富集區主要集中于斜坡中北段［17-18］。從油氣藏類型的平面分布來看，斷鼻型構造油氣藏在蠡縣斜坡占有絕對優勢，砂巖上傾尖滅油氣藏也較發育，地層油氣藏和構造-地層復合油氣藏均較少發育（目前僅發現于斜坡北部的高部位，尤其是潛山周圍），碳酸鹽巖油氣藏也較少發育（局部發現于同口地區）（圖2）。蠡縣斜坡目前已探明的油氣藏大多圍繞蠡縣斜坡的四大鼻狀構造帶分布，說明鼻狀構造帶是油氣運移成藏的主要區帶。鼻狀構造受晚期斷層的改造，最終形成了北東向斷裂帶與北西向鼻狀構造相互疊置的格局，這對油氣具有很好的遮擋和聚集作用。

平面上，蠡縣斜坡油氣藏分布具有兩極分化的特征，南部油氣藏相對比較集中。由于高陽斷層的遮擋作用，油氣藏主要分布于斜坡外帶，呈長條狀緊貼高陽斷層連片分布；大百尺斷層附近呈“串珠狀”分布。北部由于構造運動劇烈，油氣藏呈孤立零散狀分布（圖2）。蠡縣斜坡不同區帶油氣藏類型不同，斜坡南部多發育淺層油氣藏，油氣藏類型相對單一，分布比較集中：外帶多發育構造油氣藏，中帶多發育巖性油氣藏及斷層-巖性復合油氣藏，內帶以巖性油氣藏為主。斜坡北部油氣藏多發育于中—深層，其油氣藏類型更為多樣：外帶主要為構造油氣藏、地層油氣藏、巖性油氣藏及復合油氣藏；中帶以構造油氣藏和斷層-巖性復合油氣藏居多；內帶以巖性油氣藏和斷層-巖性復合油氣藏為主。

3　油氣成藏模式

蠡縣斜坡油氣資源豐富，不同區帶、不同層位其油氣成藏規律和成藏模式存在差異，以下以北部同口－雁翎地區與南部高陽地區的油氣成藏模式為例進行說明。

3.1北部同口－雁翎地區多源供油成藏模式

在蠡縣斜坡北部中帶與內帶的沙二及沙三段等較深層位均發現了豐富的油氣儲量［19］。同口－雁翎地區位于蠡縣斜坡西北邊緣，發育較多鼻狀構造，構成了高陽大斷層北部帚狀體系。儲層方面，由于該區總體位于北部沉積物源區，砂體較發育，在斜坡高部位可形成大量上傾尖滅型砂體，易形成上傾尖滅型圈閉。油源方面，通過原油物性分析和油源對比得知［16，19］，該區存在兩類原油：一類是以沙一下亞段“特殊巖性段”烴源巖生成的未熟—低熟油；另一類是以沙二及沙三段為烴源巖生成的成熟油。同口－雁翎地區沙二及沙三段原油物性兼有兩類原油的特征，存在明顯混源油現象。因此，斜坡北部同口-雁翎地區為多源供油成藏模式（圖3）。

圖3　蠡縣斜坡北部同口－雁翎地區多源成藏模式Fig.3　Multi-source hydrocarbon accumulation models in Tongkou-Yanling area in the north of Lixian slope

沙一下亞段油源主要通過向下排烴進入沙一下亞段底部的砂巖之中，油氣在向斜坡上運移的過程中，主要形成斷鼻型構造油氣藏。北部淀北洼槽沙四段—孔店組油源通過淀北斷層向上運移，在沙二及沙三段聚集形成斷鼻型構造油氣藏、砂體上傾尖滅油氣藏以及不整合遮擋地層油氣藏。由于Y63井下傾方向存在大斷距順向斷層，因而形成順向斷層對接供油成藏模式，沙一下亞段“特殊巖性段”生成的未熟—低熟油側向進入沙三上亞段頂部并與來自淀北洼槽的成熟油混合向斜坡上運移并聚集成藏，形成Y63斷鼻遮擋與砂體尖滅聯合控制的斷層-巖性復合混源油氣藏。這一油氣成藏模式的特征可概括為：多源供油，垂向與側向運移方式，油氣藏類型多樣（參見圖3）。

3.2南部高陽地區淺層平行運聚成藏模式

蠡縣斜坡南部高陽地區是斜坡淺層沙一段的重要油氣聚集區帶。該區靠近斜坡帶長期繼承性發育的主沉積物源區，砂體較發育，同時具有很好的儲蓋組合條件，油氣藏類型以斷鼻型構造油氣藏或斷層-巖性復合油氣藏為主，已發現的油氣藏主要沿高陽及大百尺2條斷層呈“串珠狀”分布。該區沙一下亞段的“特殊巖性段”僅局限發育于斜坡內帶及洼槽之中，其生成的油氣經較長距離側向運移至斜坡帶并聚集成藏。較長距離的側向運移，使油氣中較重組分發生滯留，而使原油密度與黏度均降低。斜坡南部油氣以側向運移為主，在中帶與外帶形成淺層平行運聚成藏模式（圖4）。

由于該區各層砂體均較發育且橫向連通性好，可以成為良好的油氣側向運移通道。洼槽區沙一下亞段淺層油氣通過側向連通砂體以平行整體推進的方式向斜坡帶運移，到達大百尺斷層和高陽斷層附近后聚集成藏，以斷鼻或斷層-巖性復合油氣藏較常見。由于斷鼻型構造油藏內含油層較薄、數量較多，且向下傾方向含油范圍變小，因此常被稱之為“牙刷狀”油藏。

圖4　蠡縣斜坡中南部高陽油田油氣成藏模式Fig.4　Hydrocarbon accumulation models of Gaoyang Oilfield in the middle-south of Lixian slope

4　油氣成藏主控因素

通過對蠡縣斜坡油氣藏類型及成藏模式的分析，筆者認為研究區油氣成藏主要受烴源巖、構造、輸導系統及沉積體系等因素的綜合控制。在油氣成藏過程中，烴源巖控制了油氣藏的分布范圍和富集程度，構造控制了油氣藏的發育部位和類型，輸導系統控制了運移模式與分布層位，進而控制了油氣富集區帶，沉積體系控制了砂體展布，進而控制了油氣藏規模及滾動擴邊方向。

4.1烴源巖控制油氣藏的分布范圍和富集程度

蠡縣斜坡在古近系主要發育2套烴源層，即沙一下亞段和沙三段。沙一下亞段沉積時期是饒陽凹陷古近系湖泊發育的鼎盛時期，形成了一套富有機質頁巖、鮞灰巖、泥質白云巖、暗色泥巖和砂巖組成的“特殊巖性段”烴源巖。其生烴量大，分布面積廣，在斜坡東南部、任西洼槽和肅寧洼槽均較發育；斜坡南部受主沉積物源的干擾，“特殊巖性段”欠發育，生烴潛力有限。由于沙一下亞段埋藏相對較淺，烴源巖熱演化程度比較低，生成的原油為未熟—低熟油，油質較稠，密度較高［19-20］，因此其運移能力比較弱，油氣難以進行長距離運移，而就在附近各圈閉中聚集成藏，于是造成了斜坡北部滿坡含油的油氣富集特征，與勘探揭示的“北富南貧”現象吻合。沙三段烴源巖在斜坡區分布范圍局限，源巖母質類型較差，熱演化程度很高，但生油能力有限，因此其資源量有限。

4.2構造控制油氣藏的發育部位和類型

蠡縣斜坡的大型鼻狀構造，是油氣運移的主要指向區。由于砂體發育帶和左旋應力場產生的北東向及北東東向斷層與鼻狀構造相互疊置，有利于油氣的富集成藏。另外，構造的差異性導致了斜坡南北分區、東西分帶的特征，進而控制了不同類型油氣藏在不同區帶分布的差異性。北部地區的構造相對比較復雜，因此油氣藏類型也多樣，整體以構造及地層油氣藏為主，但也發育巖性與其配合形成的復合型油氣藏；南部構造相對簡單，油氣藏類型單一，相對集中連片分布，主要發育斷鼻型構造油氣藏和各類巖性油氣藏。

4.3輸導系統控制油氣的運移模式與分布層位

油氣輸導系統是含油氣系統中所有運移通道及其相關圍巖的總和，被喻為連接烴源巖和圈閉的“橋梁”和“紐帶”，它們控制著油氣成藏的路徑［21］，其中順向與反向斷層對油氣成藏的控制作用也存在差異［22］。另外，由于沙二段與沙三段地層間為不整合接觸，在北部地區也存在通過不整合面進行油氣運移的模式。相反，在斜坡南部主物源發育區，小斷層多為晚期斷層，在館陶組沉積末期和明化鎮組沉積期比較活躍，且正好與洼槽中的排烴高峰期相配合。因此，在南部地區，沙一下亞段烴源巖生成的油氣可以直接向上排烴，通過連通砂體和晚期斷層向淺層運移，導致南部油氣易于在淺層成藏，可在沙一上亞段及上覆地層聚集成藏，油氣運移以長距離側向運移和垂向運移為主。

4.4沉積體系控制油氣藏的規模及滾動擴邊方向

蠡縣斜坡油氣比較富集的層位為沙一下亞段、沙二段和沙三上亞段，其中沙一下亞段和沙三上亞段油氣更富集。對其砂體發育狀況及展布特征研究發現，沙一下亞段底部砂體和沙三上亞段砂體厚度均較小，但全區分布穩定，儲集能力強。雖然部分區域勘探程度較高，但其發育的巖性油氣藏及地層油氣藏仍是下一步滾動勘探的重點；沙二段以三角洲平原的分流間灣泥質沉積為主，砂體普遍不發育，故雖具有一定的油氣富集，但其規模有限。

由于蠡縣斜坡是一個大型低緩斜坡，同時沙一段沉積期，辮狀河三角洲在斜坡內分布十分穩定，所以壓實與溶解作用以及自生礦物的膠結作用等對同一成因砂體及其微相的影響相似，但不同沉積類型的砂體規模與疊置特征存在差異，這影響了儲集體的規模與連通性。因此，沉積體系控制蠡縣斜坡油氣藏的規模及其展布規律［17］。

5　隱蔽油氣藏勘探方向

蠡縣斜坡南北分區、東西分帶的構造格局，導致不同區帶發育不同類型的圈閉類型，其形成的油氣藏類型也各不相同。斜坡北部位置較高，在湖侵期形成了一定規模的濱淺湖灘壩相砂體，物性較好，具有良好的儲集性能。垂向上，由于幾期大范圍湖泛，導致暗色泥巖直接覆蓋于各類砂體之上，可形成十分有利的自生自儲式生儲蓋組合；平面上，這些砂體多被湖相泥巖包裹，具有形成砂巖透鏡體圈閉的有利條件［23］。在湖退期形成的三角洲相砂體規模相對較小，被分流間灣微相的泥巖包裹，并超覆沉積于局部地形高部位，泥巖對砂體的側向封堵能力較好，易于形成上傾尖滅砂巖圈閉；若砂泥互層并與上傾方向的斷層相互配置，還能形成斷層-巖性復合圈閉。受西南部沉積物源的影響，斜坡南部三角洲相砂體非常發育，其砂地比高，橫向連續性好，但砂體之間常缺乏有效的泥巖隔擋層，不利于巖性圈閉的形成，應側重于尋找局部低幅構造油氣藏或斷層-巖性復合油氣藏。

6　結論

（1）蠡縣斜坡具有南北分區、東西分帶的構造特征，斜坡南部以淺層油氣藏為主，油氣藏類型單一，分布集中。斜坡北部油氣藏多集中發育于中—深層地層，其油氣藏類型較多，但分布比較零散；外帶發育多種類型油氣藏，如構造油氣藏、地層油氣藏、巖性油氣藏以及復合油氣藏；中帶以構造油氣藏和斷層-巖性復合油氣藏居多；內帶以巖性油氣藏和斷層-巖性復合油氣藏為主。

（2）蠡縣斜坡油氣成藏受4個因素控制：烴源巖控制油氣藏宏觀分布范圍與油氣富集程度、構造控制油氣藏發育部位與類型、輸導系統控制油氣運移模式與分布層位、沉積體系控制油氣藏規模大小與滾動擴邊方向。

（3）蠡縣斜坡內帶、中帶與外帶不同部位其油氣藏類型不同，外帶以地層油氣藏和地層-巖性復合油氣藏為主；中帶巖性油氣藏類型多樣，是尋找規模儲量的優選區帶；內帶發育巖性油氣藏，但由于砂體不夠發育，因此油氣藏規模較小。

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（本文編輯：李在光）

Hydrocarbon reservoir distribution，accumulation models and main controlling factors in Lixian slope，North China

Zhang Feng1，Li Shengli2，Huang Jie1，Liu Tengguo1，Cui Gang1，Ren Xiaojun2
（1.Department of Oilfield Development，PetroChina Huabei Oilfield Company，Renqiu 062552，Hebei，China；2.School of Energy Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China）

Lixian slope is a structural-depositional slope in the western Raoyang Sag，and it is an important prolific zone for oil and gas accumulation.However，it has many practical problems，such as the variety of oil reservoir types and complexity of hydrocarbon accumulation mechanism.Based on recent petroleum exploration results in Lixian slope，under the guidance of the theories of petroleum accumulation，this paper analyzed the reservoir distribution rule and discussed the accumulation models and main controlling factors in the study area.Lixian slope can be divided into several blocks in SW direction and several belts in EW direction，in which hydrocarbon reservoirs have different distribution models.There are shallow reservoirs in the south with relatively simple types and focused distribution，while in the north，there are middle-deep buried reservoirs with multiple types and scattered distribution.Based on the hydrocarbon distribution rule in different zones and layers in Lixian slope，the various subtle reservoirs in the north and middle zone are the optimal target in the search of large scale reservoirs.

subtle reservoir；hydrocarbon reservoir distribution；hydrocarbon accumulation model；main controlling factors；Lixian slope

TE112.3

A

1673-8926（2015）05-0189-07

2015-05-24；

2015-07-13

國家自然科學基金“基于單砂體構型與動態先期響應的三角洲儲層流動單元表征方法研究”（編號：41272132）與中國石油股份有限公司重大科技專項子課題“斜坡型富油圈閉相控影響因素研究”（編號：HBYT-YJY-2015-JS-89）聯合資助

張峰（1965-），男，高級工程師，主要從事油氣田滾動勘探與開發方面的研究工作。地址：（062552）河北省任丘市會戰道中國石油華北油田分公司油田開發部。電話：（0317）2724147。E-mail：kfb_zhang@petrochina.com.cn

李勝利（1971-），男，博士，副教授，主要從事儲層沉積學方面的教學和科研工作。電話：（010）82321551。E-mail：slli@cugb.edu.cn。