蘇北盆地溱潼凹陷西斜坡阜寧組三段油氣富集規律

2016-12-17 02:13:19張航國昝靈

長江大學學報(自科版) 2016年35期

張航國昝靈

(中石化華東油氣分公司油氣開發管理部，江蘇南京 210019) (中石化華東油氣分公司勘探開發研究院，江蘇南京 210011)

張航國昝靈

(中石化華東油氣分公司油氣開發管理部，江蘇南京 210019) (中石化華東油氣分公司勘探開發研究院，江蘇南京 210011)

在烴源條件、儲層特征、生儲蓋組合、成藏配置剖析的基礎上，分析了溱潼凹陷西斜坡阜寧組三段(Ef3)油藏分布特征，總結油氣富集規律，并提出下一步有利勘探目標。研究表明，有效烴源巖的埋深和體積控制了油氣富集程度，由內斜坡向外斜坡，油氣充滿程度逐步降低，原油成熟度也逐漸降低；長期活動斷層控制匯烴范圍，阜寧組二段(Ef2)烴源主要生排烴期、Ef3油氣成藏期主要在鹽城組沉積初期，因此晚期仍強烈活動的Ⅱ、Ⅲ級斷層是重要導油斷層，Ef3油藏主要圍繞上述斷層分布；良好的構造背景是油氣富集成藏的主要場所，構造高帶與走滑構造帶交界處是油氣的主要富集帶。沉積微相控制油藏類型，三角洲前緣近端的水下分流河道發育區，以構造油藏為主。西南斜坡處于三角洲前緣末端，灘壩砂發育，受到晚期北東東向斷層切割，易形成砂巖上傾尖滅型油藏。構造-巖性油藏是區內重要的勘探目標。

溱潼凹陷；西斜坡；阜寧組三段；長期活動斷層；構造-巖性油藏

圖1 溱潼凹陷Ef3油藏分布圖

溱潼凹陷構造上屬于蘇北-南黃海盆地東臺坳陷的一個次級構造單元(三級構造單元)，位于東臺坳陷區吳堡低凸起與泰州凸起之間，整體呈北東東向展布(圖1)。北以吳堡-博鎮斷裂為界，東南部與泰州凸起以斷層相接，西連江都隆起，東接梁垛低凸起，西北部與吳堡低凸起以斜坡相連，東北方向較開闊，過梁垛與白駒凹陷、海安凹陷相連，西南部較狹窄，是凹陷的收斂部位，面積約1200km2。溱潼凹陷自東向西可劃分為斷階帶、深凹帶和斜坡帶。經過多年勘探，溱潼凹陷目前已發現帥垛、茅山等17個油田，阜寧組三段(Ef3)提交探明儲量近2000×104t。Ef3多發育復雜斷塊油藏，具有“斷塊小、構造碎、埋藏深”的特征，隨著勘探理念、技術的不斷進步，尤其是在近年來加強區帶評價的基礎上，發現了俞垛-葉甸-華莊、帥垛-茅山等多個千萬噸級油氣富集帶。同時，隨著勘探程度不斷提高，尋找斷塊型油藏難度也越來越大，亟需探尋新的勘探目標。筆者在系統總結溱潼凹陷西斜坡Ef3成藏條件基礎上，總結油氣富集規律，提出有利勘探目標，對于深化蘇北盆地Ef3成藏認識和勘探部署具有一定的參考意義。

1 成藏條件分析

1.1 烴源及油源條件

圖2 溱潼凹陷Ef2暗色泥巖等厚圖

溱潼凹陷發育泰州組二段、阜寧組二段(Ef2)、阜寧組四段(Ef4)烴源巖，其中以Ef2和Ef4為主要烴源層[1]。Ef2烴源巖以灰黑色、黑色泥巖為主，中下部夾薄層泥灰巖，鮞灰巖、生物碎屑灰巖和油頁巖，暗色泥巖厚度介于150～400m(圖2)。縱向上，以Ef2中、下段泥灰巖段為優質烴源巖。Ef2烴源巖總有機碳質量分數(w(TOC))平均為1.59%；生烴潛量(w(S1+S2))平均為9.05mg/g；氯仿瀝青“A”質量分數(w(“A”))平均為0.12%；總烴(ρ(HC))平均為644mg/L，綜合評價為好烴源巖。

Ef4烴源巖上部為黑色泥巖夾泥灰巖或薄層灰巖，下部為深灰色含砂質泥巖，優質烴源巖主要分布在上部。暗色泥巖厚度介于100～400m，在斜坡帶受到強烈剝蝕。Ef4烴源巖w(TOC)平均為1.30%；w(S1+S2)平均為8.41mg/g；w(“A”)平均為0.08%；ρ(HC)平均為525.1mg/L，綜合評價為好烴源巖。

溱潼凹陷Ef3原油伽馬蠟烷/C30藿烷介于0.15～0.51(平均0.35)，Pr(姥鮫烷)/Ph(植烷)為0.23～0.9，普遍具有高姥植比、高伽馬蠟烷含量特征，形成于咸水的還原環境，與Ef2中、下部優質烴源巖特征相似[2]。Ef3原油成熟度由斷階帶、內斜坡至外斜坡逐漸降低，外斜坡帶Ef3原油成熟度較低，主要為本地Ef2成熟烴源巖的油源貢獻。西部內斜坡Ef3原油成熟度較高，既有本地油源貢獻，又有深凹帶油源貢獻[3，4]。

1.2 儲層特征

溱潼凹陷Ef3為三角洲前緣沉積，缺少三角洲平原沉積，物源來自北部的建湖隆起[5]。主要發育三角洲前緣分支河道、河口壩、遠砂壩等微相。儲層巖性以灰色、灰白色細砂巖和粉砂巖、泥質粉砂巖為主，與灰黑色泥巖等厚-略等厚互層，砂體厚度介于0.8～12.1m(平均3.3m)。縱向上，Ef3可分為4個砂組，Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ砂組砂泥巖互層，Ⅱ砂組為泥巖，夾少量砂巖。

儲集類型為孔隙式，儲層物性由斜坡帶向深凹帶逐漸變差，主要受埋深影響[6]。外斜坡Ef3由于埋藏較淺、緊鄰物源區，儲層物性較好，主要為三角洲水下分流河道和河口壩沉積，儲層孔隙度為4.4%～32.3%(平均21.28%)，滲透率為3.34～355.22mD(平均110.01mD)，屬于中高孔、高滲儲層。內斜坡主要為三角洲前緣河口壩、遠砂壩沉積，孔隙度為3.9%～24.4%(平均13.21%)，滲透率為1.1～69.4mD(平均16.85mD)，屬于中低孔、低滲儲層。

1.3 生儲蓋組合特征

Ef3主要發育3套生儲蓋組合[7]。

1)Ef3的Ⅰ砂組的上生下儲組合 Ef4中、下部烴源巖生烴潛力一般，且優質烴源巖主要分布在上部，生油門限深度要大于2700m，w(TOC)一般小于1.5%，w(S1+S2)為2～6mg/g，因此，該成藏組合的原生油藏發育較少、且規模小。

2)Ef3的Ⅳ砂組的下生上儲組合 Ef2上部烴源巖w(TOC)一般大于1.8%，w(S1+S2)為2～6mg/g，IH(氫指數)為100～400mg/g，形成于偏淡水的沉積環境，為中等-較好烴源巖，且該套烴源為純泥巖，排烴效率較低，形成的原生油藏規模小，分布局限。

3)Ef2中、下部生Ef3儲的組合 Ef2中、下部發育一套優質烴源巖，w(TOC)一般大于1.5%，w(S1+S2)大于6mg/g，IH一般大于400mg/g，伽馬蠟烷含量高，且泥巖中富含灰質成分，排烴效率高，但與Ef3儲層不直接接觸，間隔100m左右泥巖，需要依靠斷層溝通。

1.4 成藏配置關系

溱潼凹陷Ef3砂體廣泛分布，其夾持在Ef2和Ef4兩套主力生油層中，是油氣運移的通道和油氣富集的主要層位，是最主要的輸導層。Ef3砂體控制了油氣的橫向運移，斷層控制了油氣縱向運移，斷層和砂體形成立體輸導體系。吳堡期受NNW-SSE向應力拉伸，形成北東向反向斷層[8～10]，主要起油氣封擋和橫向輸導作用。三垛期受NS向應力拉伸，形成北東東向順向斷層，主要起縱向輸導作用，控制油氣富集帶。

Ef3儲層流體包裹體均一化溫度為80～92℃，呈正態分布，存在一個峰值。根據研究區的地表溫度、古地溫梯度及流體包裹體資料，結合蘇168等井的地層熱演化史(圖3)分析表明，Ef3油氣成藏期主要為鹽城組沉積早期，因此Ny沉積時期仍強烈活動的Ⅱ、Ⅲ級斷層是重要導油斷層。

2 油氣富集規律

溱潼凹陷Ef3主要發育2種油藏類型，分別為構造油藏、構造-巖性油藏。其中，構造型油藏可劃分為壘塹斷塊、階式斷塊2類。壘塹斷塊油藏主要分布在西部的茅山油田、倉場油田。階式斷塊油藏主要分布在俞垛、華莊、蔡家堡地區。構造-巖性油藏主要分布在西南斜坡南華、曹橋地區(圖4)。

2.1 有效的烴源巖埋深和體積控制了油氣富集程度

油氣藏圍繞生油次凹分布，具有明顯的源控特征。良好的油源是油氣成藏的先決條件，供油區控制著油氣在其附近成藏富集。Ef2烴源巖由于埋深大，有機質演化程度高，為油氣的富集奠定了良好的物質基礎，導致Ef3油氣較豐富。內斜坡緊鄰時堰、儲家樓等主生油凹陷，Ef3油氣充滿程度高，油柱高度300～500m左右，油層厚度介于17.2～23.3m；外斜坡Ef3儲層由于遠離生油主凹，油氣主要依靠長距離運移、充滿程度較低，油柱高度100m左右，油層厚度1.7～7.7m，且油層分布由內斜坡向外斜坡逐漸爬高，由于運移過程中，油氣不斷被捕獲，充滿程度從80%逐步降低到30%。

2.2 良好的構造背景是油氣富集成藏的主要場所

勘探實踐表明，早期形成并長期發育的三級構造帶具有低流體勢、低應力特征，是油氣運移的有利指向區，是油氣富集成藏的主要場所。目前研究表明，構造高帶在吳堡運動期形成，三垛運動期基本定型，具有早期形成并長期發育的特點。而且同一個斷塊群中各斷塊的圈閉形態、地層產狀、成藏條件比較相似，油氣分布的規律性較強，因此一個斷塊的突破，往往能帶動整個斷塊群的突破。構造高帶與走滑構造帶交界處往往油氣富集程度高。如帥垛油田分布在祝莊-邊城-茅山構造高帶與邊城-帥垛-臺興走滑構造帶交界處。

圖4 溱潼西斜坡油藏剖面圖

2.3 長期活動斷層控制匯烴范圍

由于Ef3主力儲層主要為砂泥巖薄互層，Ef3與Ef2中、下部優質烴源巖之間發育100～150m厚層泥巖，因此必須依靠后期活動斷層垂向溝通Ef2油源。Ef2烴源巖主要生排烴期在Es沉積末期至Ny沉積期，Ef3也具有晚期成藏的特點，因此，切割到Ef2且晚期活動較強烈的斷層為重要的導油斷層。斜坡帶已發現油藏均圍繞Ⅱ、Ⅲ級導油斷層分布，如茅山、葉甸斷層。茅山斷層在三垛組二段(Es2)和鹽城組一段(Ny1)斷距分別為308m和95m，主要在Es沉積期、Ny1沉積期活動，與烴源巖的生排烴期、圈閉形成期配置關系較好，在茅山斷層周邊已發現帥垛、茅山、蔡家堡等多個油田。因此，尋找Ef3油氣富集帶要緊緊圍繞上述后期活動或者長期活動的Ⅱ、Ⅲ級斷層。

圖5 曹橋-南華構造Ef3油層對比剖面圖

2.4 沉積微相控制油藏類型

Ef3沉積時期，溱潼凹陷西斜坡Ef3主要發育北東向的茅北物源。三角洲前緣近端的水下分流河道發育區，以構造油藏為主，如西邊城發育斷鼻型油藏，倉場發育順向斷層主控的地塹式油藏，茅山發育順向正斷層控制的地壘型油藏，蔡家堡發育反向正斷層控制的階式斷塊型油藏。溱潼西南斜坡處于三角洲前緣末端，灘壩砂發育，受到晚期北東東向斷層切割(圖1)，易形成構造巖性油藏。如曹橋、南華等油藏，表現為處于同一局部構造，相鄰兩口井含油層位不同，甚至構造低部位含油情況較高部位更好。主要原因在于該帶處于三角洲前緣沉積的末端，沉積微相變化造成儲層物性變化，使得砂巖上傾方向構成側向封堵，形成砂巖尖滅型油藏(圖5)。該類圈閉在西斜坡廣泛分布，巖性圈閉面積14km2(圖6)，資源量365×104t，是重要的勘探目標。