歧口凹陷埕北斷坡不整合與油氣藏關(guān)系

田偉秀 鐘瑋 唐璇

摘? 要：在油氣運(yùn)聚體系中，不整合起著至關(guān)重要的作用，在歧口凹陷埕北斷坡，從古近紀(jì)初期至新近紀(jì)，發(fā)生多次湖侵和湖退，地層遭受多期抬升剝蝕，發(fā)育多期不整合接觸，主要有古近系底界不整合、古近系與新近系之間的不整合等。為了剖析埕北斷坡不整合在油氣運(yùn)聚過(guò)程中的作用，本文利用對(duì)地震、測(cè)井、取心等資料，對(duì)區(qū)內(nèi)不整合的類(lèi)型、縱向分層特征以及縱向結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行綜合研究。研究表明：不整合具有上、中、下3層結(jié)構(gòu)，根據(jù)3層結(jié)構(gòu)中的巖性配置差異，該區(qū)不整合存在3種縱向結(jié)構(gòu)模式：其中ACE型與ADE型是構(gòu)成該區(qū)油氣運(yùn)移的重要通道，BCE型輸導(dǎo)能力相對(duì)前兩型較差。不整合面作為主控因素形成多種類(lèi)型的油氣藏，埕北斷坡區(qū)主要存在超覆不整合油氣藏和削截不整合油氣藏兩類(lèi)地層油氣藏。超覆不整合油氣藏主要發(fā)育于古近系沙河街組內(nèi)部，以及新近系的館陶組底界不整合，而削截不整合油氣藏主要發(fā)育于中生界頂界不整合。

關(guān)鍵詞：不整合;地層油氣藏;輸導(dǎo)體系;歧口凹陷;埕北斷坡

中圖分類(lèi)號(hào)：TE122;P618.13? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1007-1903（2019）03-0095-06

Relationship between the Unconformity Structure and Oilgas

Reservoirs on the Chengbei Fault-slope in Qikou Sag

TIAN Weixiu1， ZHONG Wei2， TANG Xuan3

（1. 2nd Oil Production Plant of Dagang Oilfield Company， PetroChina， Tianjing 300280; 2. Dagang Oilfield Company， PetroChina， Tianjing 300280; 3. The Downhole Operation Company of Dagang Oilfield Company PetroChina， Tianjing 300280）

Abstract： In the oil-gas transport and accumulation system， unconformity plays a vital role. On the Chengbei fault-slope of Qikou sag， from Paleogene to Neogene， the events of lake transgression and lake regression have happened frequently to cause strata being uplifted and corroded. Unconformity is developed at the bottom of Paleogene and Neogene Systems. In order to study the role of the unconformity in the oil-gas transport and accumulation system， the seismic data and well data are used to make comprehensive research for type， layer and structure mode of unconformity. Studying results show that the unconformity is constituted by the rock above unconformity， weathered layer and half-weathering layer. According to the configuration differences of the lithology， three-layer structure modes of unconformity are defined， i.e.， ACE， ADE， and BCE， of them the ACE and ADE constitute the migration channel of oil-gas， and the conducting ability of BCE is poorer. The unconformity can form various types of oil and gas reservoirs. There are two types of stratigraphic reservoirs in Chengbei fault-slope： overlying unconformity reservoir and abrupt changeable unconformity reservoir. The former exists in the Shahejie Formation and Guantao Formation; the latter exists in the top of Mesozoic.

Keywords： unconformity; stratigraphic reservoir; transportation systems; Qikou sag; Chengbei fault-slope

0 引言

不整合接觸是地層中保留下來(lái)的地層缺失所呈現(xiàn)出的一種不協(xié)調(diào)的接觸關(guān)系（何登發(fā)，2018）。近年來(lái)，多數(shù)學(xué)者普遍認(rèn)為不整合不是一個(gè)簡(jiǎn)單的“面”，而是一個(gè)與其上覆地層和下伏地層構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體（蘇磊，2017）。20世紀(jì)后期，隨著油氣勘探程度的提高，地質(zhì)學(xué)家注意到不整合組構(gòu)相為油氣富集優(yōu)勢(shì)組構(gòu)相，在油氣成藏過(guò)程中具有至關(guān)重要的作用（淡偉寧等，2016）。

近幾年來(lái)，針對(duì)“不整合面是否可作為油氣運(yùn)移通道”的問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)外的一些學(xué)者的文獻(xiàn)中進(jìn)行了很多討論。從本研究的實(shí)際工區(qū)來(lái)看，不能簡(jiǎn)單的認(rèn)為不整合面就是油氣的運(yùn)移通道。研究表明，不整合面以下巖層都經(jīng)過(guò)風(fēng)化剝蝕的改造應(yīng)該存在風(fēng)化殼，對(duì)于流體應(yīng)具有滲透性，因此從理論上講，不整合面可以成為油氣運(yùn)移的通道，但是，由于不整合面被長(zhǎng)期深埋之后，會(huì)受到多重因素的影響，例如不整合面的產(chǎn)狀、不整面上下地層的巖性，以及沉積間斷的時(shí)間長(zhǎng)短等，這些都是影響不整合面是否能成為油氣運(yùn)移通道的因素，因此不整合面的特性和斷層一樣，也具有雙重性，不具有單一性（高長(zhǎng)海等，2016）。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

埕北斷坡位于渤海灣盆地黃驊坳陷歧口凹陷南部，南部為埕寧隆起，由南向北依次發(fā)育羊二莊斷層、趙北斷裂系、張東斷層及歧東斷層，均為北調(diào)斷層，走向均為近東西向，從而形成斷坡區(qū)，趙北斷層以南為埕北高斜坡區(qū)，以北為埕北中低斜坡區(qū)，西部以張北斷層與歧南斜坡相隔，東部至礦權(quán)邊界（圖1）。工區(qū)南北向約25km，寬約20km，構(gòu)造面積約400km2。

埕北斷坡北部為歧口主凹，為生烴凹陷，因此埕北斷坡是油氣運(yùn)移的重要指向區(qū)，具有形成了多層系、多類(lèi)型、連片含油的構(gòu)造條件，同時(shí)具有含油層系多、含油范圍廣的特點(diǎn)，其高斜坡和中低斜坡均具有較大的勘探潛力。埕北斷坡在高斜坡帶受古地貌及構(gòu)造活動(dòng)控制，發(fā)育大面積侵蝕溝槽，南部埕寧隆起物源沿高斜坡帶的侵蝕溝槽向斜坡低部位輸送碎屑物，形成辮狀河三角洲前緣沉積，砂體大面積疊置發(fā)育，主河道砂體儲(chǔ)層物性好，并且波及范圍廣，持續(xù)延伸到歧口主凹陷區(qū)。前人針對(duì)該區(qū)的獲得工業(yè)油氣流井及失利井進(jìn)行綜合分析，對(duì)油氣運(yùn)移路徑及其油氣運(yùn)移相對(duì)流量進(jìn)行了定量刻畫(huà)，明確該工區(qū)的油氣主要來(lái)自埕北低斜坡區(qū)，油氣沿不整合面與斷裂組成的復(fù)式運(yùn)移通道，向斜坡高部位長(zhǎng)距離運(yùn)移，在三角洲水道砂體中聚集成藏。

2 不整合類(lèi)型與分層特征

2.1 不整合類(lèi)型

根據(jù)不整合在構(gòu)造帶中的位置、不整合之上、下地層巖心及產(chǎn)狀的組合關(guān)系等特征，在埕北斷坡主要發(fā)育削截不整合和超覆不整合兩種類(lèi)型（表1）。

在構(gòu)造抬升期，早期沉積的地層產(chǎn)狀呈單傾形態(tài)，翹起端遭受剝蝕，再次接受沉積形成為削截不整合（王文楷等，2018）。該類(lèi)不整合在埕北斷坡廣泛發(fā)育，在古近紀(jì)末期，歧口凹陷南部遭受一次抬升剝蝕，古近系在構(gòu)造抬升作用下發(fā)生大范圍掀斜，經(jīng)長(zhǎng)期的地表夷平作用，新近系館陶組以辮狀河沉積為主，底礫巖削截于下伏地層之上，形成了館陶與不同老地層接觸的削截不整合。不整合地震相下伏地層呈單傾形態(tài)，界面反射清楚、連續(xù);界面上、下地層同相軸反射明顯并呈超覆不整合。埕北斷坡的超覆不整合多與削截不整合伴生，主要發(fā)育在新生界底部超覆界面上。

2.2不整合縱向分層特征

不整合反映了強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，以及地質(zhì)作用對(duì)下伏沉積巖的風(fēng)化剝蝕改造，不均一的改造作用及后期上覆沉積層的形成使得不整合面具有了多層次結(jié)構(gòu)（麻偉嬌等，2017）。本次研究通過(guò)對(duì)工區(qū)鉆井資料，巖性資料及地震資料的綜合分析，總結(jié)出埕北斷坡的不整合面在縱向上可分為上、中、下三層結(jié)構(gòu)，每層結(jié)構(gòu)又有著不同巖石類(lèi)型及各自特征（圖2）。

（1）不整合上層

不整合面上層是指位于不整合面與上覆沉積巖之間的巖層，通過(guò)對(duì)大量錄井資料、測(cè)井資料以及巖心資料綜合分析，在埕北斷坡區(qū)不整合面上層的巖石類(lèi)型主要為含礫砂巖（圖2A）和水進(jìn)砂體（圖2B）兩種。砂礫巖是不整合面上面常見(jiàn)發(fā)育的巖石類(lèi)型，常見(jiàn)于新近系館陶組（Ng）與古近系東營(yíng)組（Ed）之間（圖3a），它是以河流相沉積河床亞相為主，主要巖性為成分復(fù)雜的礫巖，顆粒較粗，分選磨圓較差，測(cè)井曲線為高電阻、高電位、低伽馬的響應(yīng)特征，分布連續(xù)，厚度適中，孔滲性好，是油氣運(yùn)移的良好通道。

超覆砂體是發(fā)生湖侵時(shí)，經(jīng)風(fēng)化搬運(yùn)作用形成砂質(zhì)風(fēng)化碎屑物質(zhì)，包括礦物碎屑和巖石碎屑發(fā)生沉積的產(chǎn)物（圖3b），是一套良好的儲(chǔ)層，在本研究區(qū)內(nèi)沙二段（Es2）與沙三段（Es3）之間、沙一段（Es1）與沙三段（Es3）之間不整合多發(fā)育水進(jìn)砂體，厚度在2～25m之間。

（2）不整合中層

不整合中層位于不整合面之下，下伏地層頂部，為風(fēng)化泥巖層，主要巖性為泥巖，是在物理風(fēng)化的基礎(chǔ)上，經(jīng)生物化學(xué)風(fēng)化作用改造下形成的細(xì)粒殘積物（陶士振等，2017）。該層在野外或巖心上常表現(xiàn)為銀灰色、灰白色或紫紅色，測(cè)井曲線表現(xiàn)為低電阻、低電位、高伽馬（圖2C），總體上由盆緣向盆內(nèi)斜坡呈逐漸增厚趨勢(shì)，泥巖層則形成良好的蓋層。

（3）不整合下層

不整合下層風(fēng)化作用不徹底，其粒度相比風(fēng)化層較粗，厚度根據(jù)巖性及地區(qū)不同存在較大差異，中層風(fēng)化泥巖層層越厚，下層巖石越薄，由盆緣或凸起處向盆內(nèi)斜坡減薄（楊少春等，2018）。埕北斷坡不整合下層巖性主要為砂巖（圖2E）和泥巖（圖2F）兩種，厚度最大可達(dá)50m，電測(cè)曲線往往表現(xiàn)為指狀。一方面，下層泥巖能和中層風(fēng)化層一起作為一套良好的封蓋層;另一方面，下層砂巖存在大量的構(gòu)造裂縫以及風(fēng)化裂縫，也能在上覆中層的遮擋下形成良好的儲(chǔ)層。

3 不整合縱向結(jié)構(gòu)模式與油氣成藏關(guān)系

由于不整合面的分布具有區(qū)域性、時(shí)間上存在相對(duì)穩(wěn)定性的特點(diǎn)，它能夠橫向連接相互獨(dú)立的砂體，是構(gòu)成油氣長(zhǎng)距離側(cè)向運(yùn)移的重要通道（張娟，2018）。

通過(guò)對(duì)該工區(qū)的油源對(duì)比研究，證實(shí)了埕北斷坡的油氣主要來(lái)自歧口主凹區(qū)。該區(qū)盡管砂體較發(fā)育，但缺乏從歧口主凹區(qū)直接延伸至斜坡區(qū)的連通砂體，而斷裂主要從縱向上起到溝通油氣的作用，因此油氣要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離橫向運(yùn)移，至高斜坡區(qū)儲(chǔ)集下來(lái)，不整合面起到了至關(guān)重要的作用。對(duì)該工區(qū)鉆井的油層進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，絕大多數(shù)鉆井在不整合面上、下50m范圍內(nèi)，均有油氣顯示或有工業(yè)油氣流。進(jìn)一步證實(shí)了不整合面是埕北斷坡重要的油氣運(yùn)移通道。通過(guò)對(duì)大量鉆井資料的歸納總結(jié)，本研究區(qū)共存在3種結(jié)構(gòu)模式。

3.1 ACE型：構(gòu)成油氣運(yùn)移的重要通道

是該區(qū)最為常見(jiàn)的一種類(lèi)型，從上至下巖性依次為砂礫巖、泥巖和砂巖。其儲(chǔ)集層具有厚度大，物性好，輸導(dǎo)能力強(qiáng)的特征，該類(lèi)不整合既能在中間泥巖層的分隔下形成雙重運(yùn)移通道（砂礫巖和砂巖），又能在泥巖層的遮擋下形成地層油氣藏（圖3）。

例如本研究區(qū)南部地區(qū)，新近系館陶組（Ng）底界與古近系沙河街組（Es）底界不整合多以ACE型為主（圖3a、圖3c）。由于上新近系無(wú)生油能力，油氣只有通過(guò)斷層垂向運(yùn)移，進(jìn)入不整合砂礫巖才能成為有效的輸導(dǎo)體。如圖4所示，來(lái)自于羊二莊斷層下降盤(pán)沙河街組的油氣，沿上升盤(pán)的館陶底界不整合砂礫巖及砂巖向南運(yùn)移并在斷層遮擋圈閉或不整合圈閉中聚集成藏。

在張東斷層地區(qū)，含油氣或有較好顯示的井位，分布較廣泛，且均為不整合面以上砂礫巖含油，油氣沿不整合及斷層橫向及縱向運(yùn)移，在砂體的構(gòu)造高點(diǎn)聚集，中部地區(qū)油氣聚集就是典型的實(shí)例（圖5）。

3.2 ADE型：構(gòu)成油氣運(yùn)移的重要通道

當(dāng)ACE型結(jié)構(gòu)中的中層風(fēng)化泥巖層不發(fā)育時(shí)就會(huì)形成第二種ADE型結(jié)構(gòu)，即上層含礫砂巖直接與下層砂巖接觸，該類(lèi)不整合輸導(dǎo)流體的能力較強(qiáng)，若無(wú)斷層遮擋，難于使油氣聚集成藏。工區(qū)內(nèi)該類(lèi)型的不整合主要發(fā)育在沙三段頂部，含油氣或油氣顯示井位分布較為分散，而且不整合面上下均可含油氣或油氣顯示，歧口凹陷區(qū)和歧南次洼沙三段和沙一段作為目標(biāo)區(qū)油氣供給區(qū)，區(qū)域構(gòu)造發(fā)育，沙河街組是主要的油氣輸導(dǎo)層，使得沙三段頂部不整合成為油氣運(yùn)移通道的重要組成部分。

研究表明，研究區(qū)內(nèi)在沙三段頂部不整合形成的油氣藏并不多見(jiàn)，油氣聚集主要受構(gòu)造圈閉的控制，這說(shuō)明在本區(qū)不整合對(duì)油氣輸導(dǎo)的貢獻(xiàn)大于油氣聚集。如東部地區(qū)的H4井（圖6），在羊二莊斷層的導(dǎo)通作用下，下第三系油氣進(jìn)入不整合砂礫巖輸導(dǎo)體，并向南部隆起區(qū)運(yùn)移，從而在斷層遮擋形成的圈閉中聚集成藏。

3.3 BCE型：形成多種類(lèi)型的油氣藏

從上至下為水進(jìn)砂體、風(fēng)化泥巖和砂巖。該類(lèi)不整合輸導(dǎo)能力相對(duì)前兩者較差，主要在不整合面之上依靠砂巖超覆帶形成超覆不整合油氣藏，在不整合面之下依靠泥巖層遮擋可形成削截不整合等油氣藏。

（1）超覆不整合油氣藏

研究區(qū)處于歧口凹陷向埕寧隆起過(guò)渡部位，總體為一被斷層復(fù)雜化的斜坡，超覆不整合發(fā)育，目前也已發(fā)現(xiàn)了多個(gè)地層超覆相關(guān)的油氣藏。超覆不整合形成于水進(jìn)初期，不整合面上層形成的B段水進(jìn)砂體孔滲性較好，且該層往往沿不整合上傾方向上超尖滅，具備良好的油氣儲(chǔ)集條件。例如中部地區(qū)的H6井沙二段（Es2）及沙三段（Es3）油氣藏（圖7），B段水進(jìn)砂體向南高部位上超，受中間C段泥巖層遮擋而形成的地層超覆油氣藏。

（2）削截不整合油氣藏

削截不整合由于經(jīng)過(guò)多期的風(fēng)化剝蝕，油層次生孔隙發(fā)育，儲(chǔ)層多呈單斜形態(tài)，構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，砂巖上傾尖滅，為油氣藏在空間上成帶分布打下基礎(chǔ)，主要形成地層型油氣藏。

研究區(qū)削截不整合油氣藏主要發(fā)育在斜坡高部位，受構(gòu)造主要影響，不整合E段下層砂巖存在大量的裂縫，能在上覆中層C段泥巖層的遮擋下形成良好的儲(chǔ)層。例如研究區(qū)中部地區(qū)H5井發(fā)現(xiàn)的中生界油氣藏（圖8），東部地區(qū)H4井發(fā)現(xiàn)的中生界油氣藏（圖6）等，均為中生界砂體在高部位受古生界沙河街組底界不整合中層C段風(fēng)化泥巖層所遮擋，形成削截不整合油氣藏。

4 結(jié)論

（1）埕北斷坡區(qū)不整合在縱向上具有上、中、下3層結(jié)構(gòu)。由于3層結(jié)構(gòu)中的巖性具有差異性，導(dǎo)致不整合面上、下巖性配置具有多樣性，決定了不整合在油氣輸導(dǎo)體系中的作用。

（2）由于不整合面上、下巖性配置具有多樣性，埕北斷坡區(qū)不整合發(fā)育3種縱向結(jié)構(gòu)模式，其中ACE型與ADE型是構(gòu)成該區(qū)油氣運(yùn)移的重要通道，在該研究區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，BCE型輸導(dǎo)能力相對(duì)前兩型較差，但在不整合面附近能形成多種類(lèi)型的油氣藏。3種結(jié)構(gòu)模式的確定，為該區(qū)下一步刻畫(huà)油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道提供了有力的證據(jù)。

（3）埕北斷坡主要存在超覆不整合油氣藏和削截不整合油氣藏兩類(lèi)地層油氣藏。超覆不整合油氣藏在該研究區(qū)主要發(fā)育于新生界古近系沙河街組內(nèi)部，以及新近系的館陶組底界不整合;而削截不整合油氣藏主要發(fā)育于中生界頂界不整合，兩種類(lèi)型的不整合油氣藏的確定，為該區(qū)下一步地層油氣藏預(yù)探突破提供了指導(dǎo)。

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