夏東領，尹 偉，李 治

(1.中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.中國石油大學，北京 102220；3.北京能源之星科技有限公司，北京 100085)

泌陽凹陷是在東秦嶺褶皺帶上形成的一個中、新生代箕狀扇形斷陷盆地[1]，面積1 000 km2。凹陷的形成和發(fā)展受控于南部的唐河—栗園斷裂和東緣的栗園—泌陽斷裂[2]，沉積最厚處位于2組斷裂的交會處。沉積地層主要為新生界，最大厚度達8 000 m，主要勘探目的層系為古近系核桃園組，以較深湖相的泥巖、砂巖及白云巖沉積為主。根據(jù)凹陷的古構造特征和現(xiàn)今構造格局，自南向北可劃分為3個帶(圖1)，即南部陡坡帶、中部深凹帶和北部斜坡帶[3]。

圖1 南襄盆地泌陽凹陷構造綱要

泌陽凹陷南部陡坡帶緊鄰生油中心，油源豐富。靠近邊界大斷裂下降盤一側發(fā)育多個鼻狀構造和背斜構造，是油氣運移的主要指向區(qū)。南部物源砂礫巖體在陡坡帶復合連片呈裙邊狀展布，為油氣藏形成提供了良好的儲層條件。該區(qū)帶已發(fā)現(xiàn)雙河、趙凹、下二門等油田。近年來，油氣勘探再次向南部陡坡帶展開，在栗園地區(qū)淺層系(核桃園組核二段、核一段及廖莊組)發(fā)現(xiàn)了稠油藏，在梨樹凹地區(qū)核三段及核二段發(fā)現(xiàn)了巖性油藏，在陡坡邊緣帶發(fā)現(xiàn)了基巖油氣藏，充分說明南部陡坡帶仍具有較大的勘探潛力。為此，在前人相關研究成果的基礎上[4-14]，通過對該區(qū)主力烴源巖生排烴史分析、已發(fā)現(xiàn)油氣藏的油源對比及油氣成藏期次、構造演化史分析，剖析其油氣動態(tài)成藏過程，指出油氣聚集成藏的有利位置，明確下一步勘探方向。

1 生烴史及油源分析

泌陽凹陷主要發(fā)育2套主力烴源巖;核三下亞段和核三上亞段。核桃園組烴源巖埋藏史與成熟演化史恢復結果表明;深凹區(qū)核三下亞段烴源巖在核三段沉積末期進入成熟門限，在核二段沉積末期(36 Ma)已全部進入生油窗，在核一段沉積末期(29 Ma)達到生排烴高峰，在廖莊組沉積中期(18 Ma)有部分烴源巖開始進入高成熟演化階段；核三上亞段烴源巖在核二段沉積初期進入成熟門限，在廖莊組沉積末期開始進入成油高峰階段[4]。

前人在原油地球化學特征及油源對比方面做過比較系統(tǒng)的研究工作。王春江[15]通過系統(tǒng)油源對比，認為南部陡坡帶雙河、趙凹及下二門地區(qū)核三段原油具有自生自儲特征，核三下亞段原油成熟度高，具有“伽馬蠟烷相對豐度高、三環(huán)萜烷相對豐度高及孕甾烷相對豐度高”的三高特征，來源于凹陷核三下亞段烴源巖；核三上亞段原油成熟度低，具有“伽馬蠟烷相對豐度低、三環(huán)萜烷相對豐度低及孕甾烷相對豐度低”的三低特征，來源于凹陷核三上亞段烴源巖。林社卿等[5]通過對雙河油田烴源巖地球化學特征及油源的對比研究，也得出了相同結論。在綜合歸納前人油源對比研究成果的基礎上，重點對南部陡坡帶基巖及栗園地區(qū)淺層系已發(fā)現(xiàn)油氣藏的油源進行系統(tǒng)分析(圖2)，結果表明;基巖及栗園地區(qū)淺層系油氣藏的油氣來源于核三下亞段烴源巖；下二門地區(qū)淺層系油氣藏的油氣主要來源于核三上亞段烴源巖。

2 油氣成藏期次分析

鑒于目前各種成藏期次確定方法的優(yōu)缺點，本文采用宏觀與微觀、定性與定量相結合的分析方法，開展油氣成藏期次綜合分析。

2.1 圈閉形成時間法

泌陽凹陷南部陡坡帶主要發(fā)育砂巖上傾尖滅、斷鼻及背斜圈閉[16]。沉積及構造發(fā)育史研究表明，核三段沉積末期，雙河、趙凹等鼻狀構造初具雛形，至核一段沉積末形成了現(xiàn)今西北部為單斜抬起、東南部為鼻狀構造的形態(tài)。在此期間，因凹陷北部抬升幅度漸趨增強，沉積時北西向下傾的平氏、栗園等扇三角洲砂體前緣逐漸轉變?yōu)樯蟽A，形成了多層幅度不等、面積不等的砂巖上傾尖滅圈閉[16]；同時凹陷東緣泌陽—栗園邊界斷裂的強烈活動也引起上盤構造變形，形成下二門滾動背斜[17]。廖莊組沉積末期，大規(guī)模的差異構造抬升使早期形成的砂巖上傾尖滅圈閉幅度急劇增大，下二門背斜隆起幅度增大，同時在南部陡坡帶栗園等地區(qū)形成小型反轉構造。據(jù)此推斷，凹陷油氣最早成藏時間為核三段沉積末期，大規(guī)模油氣成藏應發(fā)生在廖莊沉積末構造抬升期或其之后。

圖2 南襄盆地泌陽凹陷南部陡坡帶烴源巖、原油的甾萜烷分布對比

2.2 生排烴史分析法

根據(jù)主力烴源巖生排烴史分析，深凹區(qū)核三下亞段烴源巖在核三段沉積末期開始生烴，至核一段沉積末期達到生排烴高峰；核三上亞段烴源巖在核一段沉積末期開始生烴，至廖莊組沉積末期達到生排烴高峰。結合油源對比結果，認為南部陡坡帶在核一段沉積之前可能存在小規(guī)模的油氣成藏，其大規(guī)模的油氣成藏可能發(fā)生在核一段沉積末期—廖莊組沉積期(漸新世晚期)及廖莊組沉積末差異抬升期(中新世—上新世早期)。

2.3 流體包裹體分析法

根據(jù)包裹體內液態(tài)烴顏色、膠結物期次及均一化溫度資料，將包裹體分為早、中、晚3 期(表1)。早期與中期、中期與晚期之間的均一化溫度差均為10 ℃左右，說明中、晚期成藏是在構造抬升背景下進行的[4]。結合單井熱史、埋藏史模擬結果，認為南部陡坡帶存在3期成藏(圖3);早期油氣成藏發(fā)生在核二段沉積末期—核一段沉積末期，成藏規(guī)模較?。恢衅谟蜌獬刹匕l(fā)生在廖莊組沉積末構造抬升期，是形成大規(guī)模油氣藏的主要時期；晚期油氣成藏主要發(fā)生在新近系鳳凰鎮(zhèn)組沉積末期[18]。

表1 南襄盆地泌陽凹陷南部陡坡帶烴類包裹體特征

圖3 南襄盆地泌陽凹陷下21 井埋藏史及包裹體均一化溫度分布

綜合上述分析結果，認為南部陡坡帶存在以下3個成藏期次;核二段沉積末期—核一段沉積末期、廖莊組沉積末構造抬升期以及新近系鳳凰鎮(zhèn)組沉積末期。

3 構造演化史分析

泌陽凹陷新生代構造演化經(jīng)歷了斷陷期、反轉期和反轉期后三大發(fā)展階段[19]。古近紀快速和穩(wěn)定斷陷期，在北東—南西向伸展應力場的作用下，兼具左旋走滑性質的南部邊界唐河—栗園斷裂強烈活動[20]，形成與邊界斷裂呈銳角關系的同沉積構造，如雙河、安棚鼻狀構造等。這些局部構造自核三上亞段沉積時開始顯現(xiàn)出背斜或鼻狀構造雛形，此后構造幅度進一步加大(圖4)。

古近紀低速斷陷期，在北西—南東向伸展應力場的作用下，兼具右旋走滑性質的東部邊界泌陽—栗園斷裂開始強烈活動，引起上盤構造變形，形成下二門滾動背斜。

圖4 南襄盆地泌陽凹陷構造演化史剖面位置見圖1。

古近系廖莊組沉積末期，區(qū)域性的隆升作用使構造應力場發(fā)生轉變，由伸展轉為擠壓。南部陡坡帶在北西—南東向擠壓應力場的作用下，進一步加劇了早期構造的隆起幅度，同時沿邊界斷裂形成一系列后期反轉構造，如栗園、梨樹凹、老高店鼻狀構造等。與前述同沉積構造相比，此類構造規(guī)模較小，且主要發(fā)育在核二段以上地層[16]。

泌陽凹陷的多期構造運動造就了南部陡坡帶多種類型的局部構造，是油氣運移的最有利指向區(qū)?？碧綄嵺`表明，上述局部構造是油氣富集的主要部位。

4 油氣成藏過程分析

油氣成藏過程取決于凹陷內主力烴源巖大量生排烴期及其后的構造演化歷史。根據(jù)生烴史及油源對比、油氣成藏期次和構造演化史的綜合分析，認為泌陽凹陷南部陡坡帶經(jīng)歷了3期油氣充注成藏過程(圖5)。

圖5 南襄盆地泌陽凹陷南部陡坡帶油氣成藏過程

4.1 第一期小規(guī)模油氣充注成藏

核二段沉積期—核一段沉積末期，核三下亞段烴源巖開始生油、排烴并逐漸達到生排烴高峰階段，為此時油氣成藏提供了一定規(guī)模的烴類。受南部邊界斷裂活動影響，雙河鼻狀構造、安棚鼻狀構造及下二門背斜已經(jīng)初具規(guī)模，與之相關的砂巖上傾尖滅圈閉及低幅度背斜圈閉形成，為油氣聚集成藏提供了有利的構造背景及聚集空間。油氣以砂體為輸導體向構造高部位側向運移聚集，形成了早期的小規(guī)模古油藏。另外，該時期南部邊界唐河—栗園斷裂活動逐漸減弱[20]，為基巖油氣藏的形成提供了圈閉條件，推測該時期可能是基巖油氣藏的成藏期，這也與前述基巖油氣藏油氣來源于核三下亞段烴源巖的認識相吻合。

4.2 第二期大規(guī)模油氣充注成藏

廖莊組沉積末期，核三上亞段烴源巖及核三下亞段烴源巖均處于大量生排烴階段。受盆地構造運動影響，泌陽凹陷發(fā)生大規(guī)模的向北抬升的掀斜運動，差異構造抬升使早期圈閉幅度急劇增加并定型，為油氣大規(guī)模聚集成藏提供了大量儲集空間；同時也導致了鼻狀或背斜構造與源巖區(qū)之間勢能差的急劇增加，大量油氣在強大勢能差的作用下以砂體為輸導體系向陡坡帶圈閉運移聚集成藏。該期油氣充注是南部陡坡帶核三段原生油氣藏的主要成藏期，同時也奠定了晚期油氣藏調整的基礎。

4.3 第三期淺層次生油氣充注成藏

新近系鳳凰鎮(zhèn)組沉積末期，晚喜馬拉雅期構造運動導致泌陽凹陷大規(guī)模斷裂活動，形成多條北東、北東東向張性斷裂，這些斷裂一般規(guī)模較大，向下切入核三下亞段，使部分早、中期原生油氣藏遭受破壞與調整，大量油氣沿斷層向上運移，遇遮擋在核二段、核一段甚至廖莊組聚集形成次生油氣藏[18]。該時期東部邊界斷裂的活動也直接導致了古油藏的破壞與調整，栗園地區(qū)地面露頭油苗就是一個佐證。油氣在沿斷層垂向運移的同時，深凹區(qū)生成的高成熟油氣也沿砂體側向運移進行補給，從而促使了南部陡坡帶下二門、栗園等地區(qū)現(xiàn)今淺層次生油氣藏的形成。

泌陽凹陷南部陡坡帶的油氣成藏受構造形成演化的控制，區(qū)帶上發(fā)育的一系列鼻狀構造、背斜和斷鼻成為油氣的富集區(qū)。目前，南部陡坡帶規(guī)模較大的隆起構造均已發(fā)現(xiàn)油田，而規(guī)模較小的栗園、梨樹凹和老高店等鼻狀構造也逐漸引起重視，這些構造多是反轉期形成的反轉構造，規(guī)模較小且主要發(fā)育在淺層系，是次生油氣藏發(fā)育的有利場所。近期在栗園構造淺層系發(fā)現(xiàn)大套稠油藏，油氣勘探已經(jīng)取得新突破。另外，大型隆起構造翼部發(fā)育的巖性圈閉及基巖裂縫型圈閉，也是下一步油氣勘探值得重視的目標。

5 結論

受烴源巖演化和構造演化歷史的控制，泌陽凹陷南部陡坡帶經(jīng)歷了3期油氣充注成藏過程;核二段沉積期—核一段沉積末期，油氣小規(guī)模充注，形成早期小規(guī)模古油藏；廖莊組沉積末構造抬升期，油氣大規(guī)模充注，形成中期南部陡坡油氣聚集帶，是南部陡坡帶核三段原生油氣藏的主要成藏期；新近系鳳凰鎮(zhèn)組沉積末期，部分早、中期古油藏遭受破壞與調整，是形成淺層次生油氣藏的時期。

構造形成演化控制了泌陽凹陷南部陡坡帶的油氣成藏與分布，總體而言，早、中期(核二段沉積期—廖莊組沉積末期)隆起背景控制南部陡坡帶的油氣富集，晚期(新近系鳳凰鎮(zhèn)組沉積末期)構造調整決定了南部陡坡帶的油氣分布。

泌陽凹陷南部陡坡帶油氣資源豐富，淺層系發(fā)育的小規(guī)模隆起構造、大型隆起構造翼部發(fā)育的巖性圈閉及基巖裂縫型圈閉，是下一步油氣勘探的有利目標。

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