陽信洼陷成藏條件分析

王永斌　李鑫　董冬　張健　劉啟亮　楊靖

【摘 要】陽信洼陷具有四套含油氣系統(tǒng)，從油源、儲層條件與儲蓋組合、油氣藏類型等方面分析了本區(qū)的成藏條件。對比沙一段油頁巖、沙三段油頁巖、沙四上亞段暗色泥巖和幔源CO2氣，其中沙四上亞段油源條件最好。發(fā)育湖泊沉積和扇三角洲沉積體系，其灘壩砂、濁積砂和扇三角洲前緣砂體是本區(qū)良好的儲層條件。具有多種油氣藏類型，其中構(gòu)造、潛山和構(gòu)造-巖性圈閉中都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)油氣，成藏條件最好。

【關(guān)鍵詞】陽信洼陷；成藏條件；成熟油；灘壩砂

0 引言

陽信洼陷位于惠民凹陷北東部，是渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷惠民凹陷的一個次一級負(fù)向構(gòu)造單元，勘探面積1368km2。目前已發(fā)現(xiàn)多種油氣資源，由于本區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，成藏地質(zhì)條件認(rèn)識不足，導(dǎo)致近幾年勘探一直徘徊不前。本次通過油氣源、儲蓋組合、油氣藏類型綜合分析，為下一步的油氣勘探指明方向。

1 油氣源條件

陽信洼陷賦存多種油氣源條件，油氣資源豐富：天然氣（幔源CO2氣和沙一段生物氣）和油（沙三段的低熟油和沙四段的成熟油）并存。

1.1 沙一段油頁巖

沙一段時期，湖水水進(jìn)形成暗色泥巖為主的地層，烴源巖厚度一般20m～140m，分布面積約1200km2。由于沙一段地層的埋深較淺，最深僅1700m左右，目前鉆井揭示僅獲生物氣，未見油流，說明沙一段天然氣是具有一定的勘探價值。預(yù)測資源量約450×108m3[1]。

1.2 沙三段油頁巖

沙三段沉積時期，陽信洼陷為深湖相相對穩(wěn)定沉積階段，沉積以泥巖為主。主要由半深湖—深湖相的灰黑、深灰色油頁巖、泥巖和油泥巖等組成，厚度100-1000m，最大厚度可達(dá)1300m，位于洼陷深洼區(qū)（陽4東）。沙三段埋深為1300m ～3200m，埋深大于2500m的成熟烴源巖面積約320km2；地化指標(biāo)綜合評價為一套好的烴源巖，沙三段暗色泥巖生油豐度屬中等偏上，具備一定的生油能力，但并未達(dá)到生油最高峰，以生成低熟油為主，預(yù)測資源量1.3×108t。[2]

1.3 沙四上亞段暗色泥巖

沙四上亞段沉積時期洼陷劇烈沉降期，發(fā)育較厚暗色地層，以油頁巖、油泥巖為主，生油巖母質(zhì)干酪根類型以Ⅰ型為主，有機質(zhì)豐度高，向烴類轉(zhuǎn)化率高；而且地層中溝鞭藻、凝源藻及葡萄球藻豐富，有利于生成大量的油氣。烴源巖厚度一般在100-600m，面積約620km2（指處于成熟窗）。地化指標(biāo)綜合評價為一套較好—好的成熟烴源巖，陽101井在沙四上亞段獲得成熟油工業(yè)油流，預(yù)測資源量2.1×108t。由于沙四上亞段是烴源巖發(fā)育最成熟的層系，也是勘探中已獲得產(chǎn)能最高的層系，為下步勘探的重點方向。

1.4 幔源CO2氣

非烴氣主要是來源于無機成因的幔源氣，在惠民凹陷存在殼內(nèi)低速體，下第三系火山活動區(qū)，發(fā)育一、二級深大斷裂帶是幔源氣的有利通道，目前已在八里泊潛山中見到非烴氣。惠民凹陷北部殼內(nèi)低速體是幔源CO2氣源。根據(jù)深部地震，在其中上地殼中皆存在低速體，其速度為6.1～6.3km/s，是濟(jì)陽坳陷中地殼正常速度（6.5km/s）低3～6%，殼內(nèi)低速體是幔源氣的“中轉(zhuǎn)站”，幔源氣同時伴隨深大斷裂運移到中上地殼底部的低速異常體之內(nèi)并儲集其中，同時作為盆地邊緣拆離帶的陽信～陵縣斷裂、林西、白橋斷裂控制的斷裂系統(tǒng)與上地殼低速體相連，殼內(nèi)低速體富含CO2氣體，沿斷裂帶和火山活動帶向淺層運移，在有利圈閉中聚集成藏。

2 儲層條件分析

2.1 儲層類型

陽信洼陷儲集層主要依靠砂巖儲層，其沙河街地層沉積具有很好的繼承性，發(fā)育多種沉積體系，包括湖泊沉積和扇三角洲沉積體系，具有較好的砂泥巖比例，砂巖儲層具有較好的孔滲性，構(gòu)成洼陷內(nèi)的主要儲集類型。其中湖泊相砂體主要有灘壩砂和濁積砂，湖泊相灘壩是濱淺湖地帶常見的砂體類型。在斷陷湖盆的斷陷擴張期，湖泊面積大，湖岸地形較為平坦，淺水區(qū)所占面積大，灘壩砂體最為發(fā)育。研究認(rèn)為本區(qū)沙四上亞段沉積時期，林樊家構(gòu)造已處于緩慢抬升的階段，根據(jù)多口井分析認(rèn)為，本區(qū)南部斜坡帶廣泛發(fā)育灘壩砂體，其規(guī)模和分布范圍嚴(yán)格受湖盆結(jié)構(gòu)和演化階段控制，在本區(qū)進(jìn)一步劃分為灘砂和壩砂相。灘砂巖性主要為粉砂巖與泥巖互層，單砂層厚度較小，一般為1～3m，但砂層數(shù)較多。垂向上其韻律以反韻律和復(fù)合韻律為主，少見正韻律。沉積構(gòu)造以波狀交錯層理、小型交錯層理為主。自然電位曲線多呈尖指形。壩砂巖性主要為厚層灰色粉砂巖、灰質(zhì)粉砂巖與泥巖互層，單砂層厚度較大，一般為3～8m，砂層層數(shù)較少。自然電位曲線多呈厚層指狀和不規(guī)則鐘形組合，沉積構(gòu)造主要波狀交錯層理、低角度交錯層理等。

研究區(qū)濁積砂主要集中于陽101井區(qū)周緣，大多為扇三角洲前緣砂體發(fā)生滑塌形成的滑塌濁積巖。巖性為大套深灰色、灰色泥巖夾灰色或褐色粉砂巖，自然電位曲線多呈指形，電阻率曲線多呈尖峰狀，其粒度概率曲線主要表現(xiàn)為不規(guī)則兩段式，跳躍組分含量較高，曲線斜率相對較高，分選相對較好，其兩段式的概率圖特征與典型的濁積巖的概率圖有較大的不同，而與三角洲前緣的粒度概率曲線具有相似性，說明本區(qū)濁積巖的粒度特征主要繼承了扇三角洲前緣的特征。

根據(jù)鉆井統(tǒng)計，沙四上亞段湖泊相砂體孔隙度一般在10-25%左右，最大可達(dá)33%以上，滲透率一般為6-100×103um2，具有較好的孔滲性。根據(jù)砂體的發(fā)育期次及韻律特征，沙四上亞段可分為四個大的砂層組，砂層與泥巖互層沉積，構(gòu)成了良好的儲蓋組合。

北部陡坡帶主要發(fā)育了扇三角洲沉積體系。北部無棣凸起不斷抬升，風(fēng)化剝蝕成為優(yōu)勢物源區(qū)。洪水夾帶著豐富的碎屑物沿坡而下，就近堆積形成扇體，扇體巖石顆粒較粗。扇體在地震剖面上特征明顯，為內(nèi)部雜亂的楔形反射，沙三下和沙四上都有扇體發(fā)育，形成了規(guī)模大小不等、相互迭置的多期次的發(fā)散結(jié)構(gòu)。由于斷層的破壞和砂礫巖體發(fā)育的繼承性，沙三下和沙四上發(fā)育的扇體中間沒有明確的界限。在東西向剖面上，扇體為眼狀的丘形反射。

這些扇體在陽信洼陷邊緣緊靠斷層生長，沿北陡坡呈弧形分布，形成了一個大小不等、形狀各異的扇群。有多個扇體的扇端已延伸到洼陷內(nèi)部，如最大的扇體為沙5扇體，它的扇端已延伸到在陽101北。扇三角洲相的巖性粗，礫石含量很高，但越到扇體前端，砂巖粒度越細(xì)。它與水下沖積扇所處位置相同，但水下沖積扇主要是水下辮狀河道的粗碎屑砂礫沉積，垂向剖面上呈正旋回，沒有扇三角洲前緣河口砂壩的反粒序砂層。

扇三角洲主要儲集體為水下分流河道及河口壩砂體。扇三角洲儲集層巖石類型有砂礫巖和砂巖兩大類。砂礫巖主要集中分布于洼陷的北部，陽501、陽7、陽34、沙5、陽19、沙3等井在沙三、四段都不同程度地鉆遇砂礫巖。總體上，砂礫巖呈自北向南巖性變細(xì)、厚度變薄的趨勢。陽34井沙四段發(fā)育細(xì)礫巖18.5m，砂礫巖411.5m，占地層厚度的97.72%。陽4井發(fā)育含礫砂巖14m，礫狀砂巖24.5m，占地層厚度的15.4%。至陽23井僅發(fā)育含礫砂巖9m，占地層厚度的3.46%。鏡下鑒定表明北部陡坡帶砂礫巖及砂巖成分中巖屑、長石含量高，顆粒分選差，顆粒結(jié)構(gòu)與礦物成熟度均較低，為物源來自北部無棣凸起的近源沉積。陡坡帶扇三角洲砂礫巖體具有相帶變化快、厚度變化快、巖性變化快的特點，儲層物性差別較大。據(jù)統(tǒng)計扇三角洲前緣砂體儲層孔隙度為10.6-21.4%，滲透率為1.99-88.91×10-3μm2，集中分布于5-50×10-3μm2，屬于中孔中滲或中孔低滲儲層。具有較好的孔滲性，是本區(qū)良好的儲層類型。

2.2 儲蓋組合

陽縣洼陷具備良好的蓋層條件，其中沙三段油頁巖、沙一段暗色泥巖及油頁巖區(qū)域上分布穩(wěn)定，是區(qū)域性良好蓋層。從以上分析可知，該區(qū)主要存在五套有效的生、儲、蓋組合：

（1）沙四段自生、自儲、自蓋的生儲蓋組合

（2）沙四段生、儲，上覆沙三段暗色泥巖蓋的生儲蓋組合

（3）沙四段生、沙三段火成巖儲、沙三或沙一段泥巖蓋的生儲蓋組合

（4）洼陷邊緣存在潛山儲、上部新生界地層蓋的生儲蓋組合

（5）沙一段生物灰?guī)r、砂巖為儲層，沙一段半深湖相泥巖為蓋層，該套泥巖區(qū)域性分布，是一套良好的區(qū)域蓋層。

這五套組合都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)油氣流，其中陽101塊油藏屬于沙四段自生、自儲、自蓋的生儲蓋組合，也是目前成藏最有利的生儲蓋組合。

3 油氣藏類型

3.1 氣藏類型

目前，在陽信洼陷已發(fā)現(xiàn)了甲烷氣和CO2二種天然氣藏，按照圈閉類型劃分可分為三類氣藏：

（1）古潛山氣藏

八里泊氣田即為古潛山中的殘丘山-斷塊山型CO2氣藏。由于下馬家溝組底部穩(wěn)定發(fā)育的致密灰?guī)r段，將上下兩套滲透層隔開，形成了馬家溝組和冶里-亮甲山組兩套氣水系統(tǒng)。根據(jù)測試資料，陽2潛山二氧化碳?xì)獠貫槌爻合到y(tǒng)，壓力系數(shù)為0.91-1.02，地層溫度為93.7-107.4℃。地面天然氣相對密度1.4723-1.5215g/m3，天然氣中CO2含量95.1-99.54%，甲烷含量一般小于3%。底層水礦化度50647-60839mg/l，水型為CaCl2。

（2）構(gòu)造氣藏

巖漿活動所攜帶的CO2氣進(jìn)入構(gòu)造圈閉中，形成規(guī)模的二氧化碳?xì)獠兀珀?5、251等井區(qū)的沙四段氣藏。

（3）火山披覆構(gòu)造氣藏

陽信洼陷東部發(fā)育火山活動，在火山錐上覆地層發(fā)育披覆構(gòu)造，同時沉積了沙一段的生物礁灰?guī)r。沙一段烴源巖處于未成熟演化過程，產(chǎn)生的生物氣進(jìn)入圈閉中，形成了沙一段生礁物灰?guī)r氣藏。

3.2 油藏類型

根據(jù)圈閉類型，把陽信洼陷的油氣藏劃分為構(gòu)造油藏、構(gòu)造-巖性油藏、巖性油藏及與火成巖有關(guān)的復(fù)式油氣藏等四種類型。

（1）構(gòu)造油氣藏

構(gòu)造壓力、巖漿向上拱張等作用可引起儲層變形或變位，此類聚油圈閉便是構(gòu)造油藏。主要分布在南部惠城鼻狀構(gòu)造帶與北帶二臺階附近等具有有利的構(gòu)造背景上，同時也屬于油氣運移的有利指向區(qū)。構(gòu)造油藏保存條件，在很大程度上取決于斷層上下盤相接觸地層的巖石類型，由于這種同向斷層的封閉性較反向斷層差，斷層兩側(cè)砂泥巖對接是封堵條件的關(guān)鍵，如陽32沙四上油藏。

陽信油田油藏類型主要是構(gòu)造油藏，儲層巖性為粉砂巖，儲集類型為孔隙型，原油類型為稀油，有效孔隙度22%，含油飽和度60%，地面原油密度0.884g/m3，原油體積系數(shù)1.083，粘度低。

（2）巖性油氣藏

這類油藏由于儲層側(cè)向尖滅或物性變化形成圈閉聚集石油而成藏。它不受構(gòu)造因素的控制，與油藏所處位置在沉積時的環(huán)境有關(guān)，也可以是由于火成巖的封堵，形成巖性油氣藏，如陽29巖性油藏。另外三角洲前緣的滑塌砂體深入烴源巖中，也可以形成濁積砂體的巖性油藏。

（3）構(gòu)造-巖性油氣藏

儲層的變形或變位作用與巖性的側(cè)向變化共同作用形成的聚油圈閉而成藏。如陽101塊沙四上亞段油氣藏分兩個小層， I油層儲層為扇三角洲前緣砂體，II油層為儲層為濁積砂，砂體連通性差，陽101沙四段砂體向東南部洼陷傾覆，形成了在背斜構(gòu)造背景上巖性尖滅的構(gòu)造—巖性油氣藏。

（4）與火成巖有關(guān)的復(fù)式油氣藏

以火山巖為主導(dǎo)，和圍巖組合形成與之有關(guān)的構(gòu)造—巖性圈閉、構(gòu)造圈閉以及巖性圈閉，為油氣的運移聚集成藏提供有利條件，稱為與火成巖有關(guān)的復(fù)式油氣藏。陽信洼陷中部沙四段火成巖主要發(fā)育侵入巖，其巖性致密，滲透性較差，以地層刺穿方式與圍巖的砂泥巖形成封堵條件，油氣運移過程中容易被截斷，近距離成藏。如陽29井、陽161等油氣藏。沙三段-館陶組（商店構(gòu)造帶為主）火成巖主要以噴發(fā)、溢流相為主，物性相對疏松，儲層非均質(zhì)性較強，通過小斷層與圍巖中烴源巖溝通，直接成藏。

4 總結(jié)

通過上述綜合分析可以看出，陽信洼陷的油氣分布具有：縱向上呈成熟油—低熟油—生物氣的分布規(guī)律；平面上多成因油氣疊合連片的特點。洼陷儲層發(fā)育，以灘壩砂、濁積砂和扇三角洲前緣砂體最為有利。油氣藏類型多樣以構(gòu)造、構(gòu)造-巖性油藏成藏條件最好。通過成藏條件分析，目前沙四上亞段是烴源巖發(fā)育最成熟的層系，也是勘探中已獲得產(chǎn)能最高的層系。下步以沙四上亞段成熟油為突破口，繼續(xù)深化成藏條件及成藏規(guī)律分析，為陽信洼陷的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙衛(wèi)衛(wèi)，王軍.惠民凹陷陽信洼陷油氣成藏條件及分布規(guī)律[J].西安科技大學(xué)學(xué)報，2012（04）.

[2]楊顯成，耿春雁.陽信洼陷油氣分布規(guī)律及勘探方向[J].油氣地質(zhì)與采收率，2003，10（6）：24-27.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]