馬光華，張紅臣，時(shí) 陽(yáng)，錢鳳燕，高賀存

（中國(guó)石油冀東油田公司，河北唐山063004）

南堡凹陷3號(hào)潛山成藏特征探討

馬光華，張紅臣，時(shí) 陽(yáng)，錢鳳燕，高賀存

（中國(guó)石油冀東油田公司，河北唐山063004）

南堡3號(hào)潛山位于南堡凹陷的東南部，是南堡油田勘探開發(fā)的重要接替區(qū)域之一。文章通過(guò)對(duì)構(gòu)造、烴源巖、儲(chǔ)集層、生儲(chǔ)蓋組合等方面的分析，認(rèn)為南堡3號(hào)潛山成藏條件優(yōu)越：具有洼中隆的有利構(gòu)造背景；潛山油源主要來(lái)自下古近系，且烴源巖已不同程度地進(jìn)入成熟 高成熟階段；儲(chǔ)集空間發(fā)育，儲(chǔ)層類型主要為裂縫空隙型；潛山發(fā)育良好的生儲(chǔ)蓋組合；烴源巖供給和儲(chǔ)集層發(fā)育程度是潛山油氣富集的關(guān)鍵因素。

烴源巖；寒武系；儲(chǔ)集層；成藏特征；主控因素；南堡凹陷；冀東地區(qū)

0 引言

古潛山油氣藏是中國(guó)東部斷陷盆地中重要的油氣藏類型。南堡凹陷是渤海灣斷陷盆地黃驊坳陷的一個(gè)小型含油氣凹陷，位于黃驊凹陷的北部，北鄰燕山褶皺帶，南鄰沙壘田凸起，西為滄縣隆起，發(fā)育有多個(gè)古潛山［1］。古潛山主要有奧陶系—寒武系碳酸鹽巖潛山和太古宙花崗巖潛山［24］。南堡3號(hào)潛山目的層系為寒武系及前寒武系。目前冀東油田開發(fā)工作主要集中在南堡凹陷。有不少學(xué)者對(duì)南堡凹陷的油源、富集機(jī)制及成藏特征進(jìn)行過(guò)研究［56］。本文將通過(guò)對(duì)南堡3號(hào)潛山構(gòu)造、烴源巖、儲(chǔ)集層的分析，對(duì)其油藏成藏特征和主控因素進(jìn)行探討。

1 構(gòu)造特征

1．1 區(qū)域構(gòu)造演化

南堡凹陷基底經(jīng)歷不同程度的變質(zhì)作用，形成了太古宙變質(zhì)變形花崗巖類，以?shī)W長(zhǎng)花崗巖及云英閃長(zhǎng)巖為主體。元古宇由于受燕山海槽沉積控制，形成了濱 淺海沉積，又經(jīng)過(guò)反復(fù)沉積抬升，形成巨型的海進(jìn) 海退旋回。新元古界青白口系頂部為一個(gè)重要的間斷面，其上覆地層為下寒武統(tǒng)府君山組，其間缺失震旦系。古生界寒武系下統(tǒng)至中統(tǒng)下部饅頭組、毛莊組和徐莊組多以碳酸鹽巖沉積為主，巖相厚度穩(wěn)定，且由下往上碳酸鹽巖逐漸增多，屬陸表海沉積［7-8］。

1．2 區(qū)塊構(gòu)造特征

南堡3號(hào)潛山被曹妃甸次洼和柳南次洼環(huán)繞，具有洼中隆的有利構(gòu)造背景。潛山圈閉受南堡3號(hào)斷層和沙壘田1號(hào)斷層共同控制形成（圖1），發(fā)育NE向（南堡3號(hào)斷層）、近EW向2組斷層。南堡3號(hào)斷層為控制南堡3號(hào)潛山的主要斷層，屬于基底老斷層，走向NE，傾向NW，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度27．5 km，最大斷距2．6 km，對(duì)南堡3號(hào)潛山的形成以及前古近系殘留地層的分布起著直接的控制作用。南堡3號(hào)潛山呈西高東低、南高北低的斷塊山，南堡3號(hào)潛山走向NE，傾向SE，表現(xiàn)為單斜構(gòu)造，傾角8°～27°［9-11］。

A井是2011年冀東油田部署的風(fēng)險(xiǎn)探井，位于南堡3號(hào)潛山A斷塊構(gòu)造高部位，即由南堡3號(hào)斷層和F1斷層夾持的斷塊（圖1）。

2 成藏條件

2．1 油源條件

南堡3號(hào)潛山發(fā)育有古近系東三段、沙一段和宙花崗巖。寒武系沉積以陸表海的潮上-潮間帶沉積為主，寒武系鉆遇的巖性主要為褐灰色白云質(zhì)灰?guī)r和紫紅色灰質(zhì)泥巖。元古宇巖性主要為紫灰色灰質(zhì)泥巖。太古宙巖石為灰白色花崗巖，巖性致密、堅(jiān)硬，裂縫較發(fā)育（圖2）。

圖1 南堡3號(hào)潛山頂面構(gòu)造圖Fig．1 Overhead view of Nanpu No．3 buried-hill

（2）裂縫發(fā)育特征。構(gòu)造裂縫具有控制和促進(jìn)巖溶作用發(fā)育的特點(diǎn)，可與溶蝕孔洞復(fù)合，構(gòu)成各類縫洞型儲(chǔ)層，成為油氣儲(chǔ)集的主要空間［17］。寒武 奧陶系碳酸鹽巖是形成古巖溶的物質(zhì)基礎(chǔ)［18］。從A井鉆遇情況分析，寒武系毛莊組頂部40 m白云質(zhì)灰?guī)r發(fā)育溶孔、溶洞及裂縫，是有利的儲(chǔ)集空間。寒武系府君山組構(gòu)造縫、溶蝕縫、壓溶縫最為發(fā)育，同時(shí)發(fā)育晶內(nèi)、晶間微溶孔（圖3，圖4）。在下古近系覆蓋之前，元古宇和太古宙花崗巖分別經(jīng)歷了漫長(zhǎng)復(fù)雜的構(gòu)造變形，地層遭遇氧化環(huán)境，長(zhǎng)期裸露，經(jīng)溶蝕、風(fēng)化、淋濾等作用，最終使古潛山形成溶孔、裂縫等連通性較好的次生儲(chǔ)集空間。

（3）儲(chǔ)層儲(chǔ)集類型。碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的發(fā)育情況是決定是否含油氣及油氣產(chǎn)能高低的重要因素［19］。據(jù)A井測(cè)井解釋成果，毛莊組油層段孔隙度范圍1．21%～6．1%，平均4．0%。通過(guò)FMI綜合評(píng)價(jià)，南堡3號(hào)潛山寒武系發(fā)育碳酸鹽巖裂縫孔洞雙重介質(zhì)儲(chǔ)層，以毛莊組、府君山組儲(chǔ)集空間最為發(fā)育（表2，表3，圖5）。

2．3 蓋層

上古近系明化鎮(zhèn)組下部大套泥巖、館陶組、東營(yíng)組泥巖和沙河街組泥巖在區(qū)域上大面積分布，可作為良好的蓋層。實(shí)鉆資料證實(shí)，A井自上而下發(fā)育有多套厚層泥巖，分布于明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營(yíng)組、沙河街組、寒武系徐莊組，它們均可作為下伏儲(chǔ)集層的蓋層。

主要蓋層類型：①古近系泥質(zhì)巖類蓋層；②寒武系碳酸鹽巖蓋層。古近系泥質(zhì)巖類蓋層的巖石類型沙二三段等3套烴源巖，其主要分布于曹妃甸次洼和林雀—柳南次洼，其中沙河街組烴源巖是南堡3號(hào)寒武系潛山油氣藏的主力烴源巖。寒武系和奧陶系灰?guī)r生烴能力小，由于抬升作用以及風(fēng)化剝蝕，寒武系和奧陶系灰?guī)r埋藏淺且達(dá)不到成熟生油門限的深度，故潛山本身不具備生油能力［1215］。

南堡3號(hào)潛山烴源巖：東三段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高，w（TOC）＝0．56%～2．09%，平均值1．24%，為中等-好烴源巖；沙一段烴源巖w（TOC）＝0．95%～1．79%，平均值1．36%；沙二三段烴源巖w（TOC）＝0．59%～11．73%，平均值2．53%，均為好烴源巖（表1）。

南堡3號(hào)潛山烴源巖干酪根類型：中淺層以Ⅱ2型為主，次為Ⅱ1型干酪根；中深層以Ⅱ1型為主，次為Ⅱ2型干酪根［16］。隨著深度的增加，R0不斷增大，有機(jī)質(zhì)的成熟度不斷增加，且烴源巖已不同程度地進(jìn)入成熟 高成熟階段，并大量生烴。

2．2 儲(chǔ)集條件

（1）鉆遇地層特征。南堡3號(hào)潛山殘存地層為寒武系，A井進(jìn)山層位為寒武系徐莊組，往下依次鉆遇寒武系毛莊組、饅頭組、府君山組、元古宇和太古圖4 A井熒光薄片：含油的裂縫和孔隙

表1 南堡3號(hào)潛山烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度指標(biāo)Table 1 Organics abundance index of the source rocks in the NO．3 buried-hill

表2 南堡3號(hào)潛山儲(chǔ)層發(fā)育情況Table 2 Reservoir of Nanpu No．3 buried-hill

圖2 A井地質(zhì)綜合圖Fig．2 Geogram of Well A

圖3 A井孔隙、裂縫發(fā)育情況Fig．3 Porosity and development of fracture in well A

圖5 儲(chǔ)層類型綜合識(shí)別圖Fig．5 Diagram for identifying reservoir type

Fig．4 Fluorescence slice of well A主要為褐灰 深灰 灰色泥巖；寒武系碳酸鹽巖蓋層巖石類型主要為綠灰色 紫紅色泥巖、棕 灰色灰質(zhì)泥巖、灰色灰質(zhì)頁(yè)巖。

2．4 生儲(chǔ)蓋組合

表3 儲(chǔ)層類型綜合識(shí)別分類表Table 3 Chart for identifying reservoir type

2．5 運(yùn)移條件

據(jù)潛山油氣成藏條件、地質(zhì)構(gòu)造特征以及生儲(chǔ)蓋時(shí)空組合關(guān)系，認(rèn)為南堡凹陷潛山油氣運(yùn)移模式主要為沿?cái)鄬雍筒徽厦娴穆?lián)合運(yùn)移模式，斷層成為溝通油源與儲(chǔ)集層的重要途徑［2122］。

圖6 南堡3號(hào)潛山油氣成藏模式圖Fig．6 Reservoir model of the No．3 buried-hill

南堡3號(hào)潛山出露地層主要為寒武系徐莊組，該套地層為區(qū)域隔層，不利于上覆沙河街組烴源巖通過(guò)不整合面向潛山圈閉供烴，而南堡3號(hào)斷層斷距大，潛山圈閉可以與下古近系多套烴源層側(cè)向?qū)?，南?號(hào)斷層及派生斷層形成的裂縫為油氣的運(yùn)移提供了輸導(dǎo)條件，因此順著斷層形成的通道，生成的油氣不斷運(yùn)移，形成了南堡3號(hào)潛山內(nèi)幕層狀地層油氣藏（圖6）。

2．6 圈閉特征

圈閉是油氣賦存的場(chǎng)所，其形成條件決定著油氣藏的基本特征［23］。

南堡3號(hào)潛山A斷塊為由南堡3號(hào)斷層和F1斷層夾持的斷塊所形成的古潛山斷塊山。該斷塊山西側(cè)為南堡3號(hào)斷層，斷距約2 600 m，南側(cè)為F1斷層，斷距約400 m，寒武系毛莊組頂面構(gòu)造圖顯示圈閉面積約9．5 km2，高點(diǎn)埋深－4 800 m，幅度1 200 m。構(gòu)造圈閉較落實(shí)，是下一步油氣藏勘探開發(fā)的有利區(qū)。

3 油氣成藏控制因素

油氣藏的形成過(guò)程，就是在各種成藏因素的有效匹配下，油氣從分散到集中的轉(zhuǎn)化過(guò)程。主要取決于是否具備良好的生油層、儲(chǔ)集層、蓋層、運(yùn)移、圈閉和保存等成藏要素及其優(yōu)劣程度［24］。

通過(guò)對(duì)南堡3號(hào)潛山油藏特征的研究，認(rèn)為油氣的分布和富集受諸多因素的影響和控制，主要表現(xiàn)為：

呂凌子刷完碗，把自己關(guān)進(jìn)了臥室，生產(chǎn)廠家直到現(xiàn)在也沒(méi)跟她聯(lián)系，她想問(wèn)下莫老板到底怎么回事。莫老板接到電話，嘴里像是嚼著什么東西，含混不清地說(shuō)：昨天上午我特地派了個(gè)人過(guò)去，結(jié)果白跑一回，讓你們把發(fā)票復(fù)印件拿來(lái)，你們根本不當(dāng)回事！沒(méi)憑沒(méi)據(jù)的，我怎么向生產(chǎn)廠家反映？

（1）良好的油氣供給條件是油氣成藏的基礎(chǔ)。南堡3號(hào)潛山的烴源巖沉積主要為弱還原 還原環(huán)境，為烴源巖的生成及保存提供良好的條件。南堡3號(hào)潛山東三段及沙河街組的烴源巖已經(jīng)成熟，并大量生烴、排烴。沙三段烴源巖在大約距今29．3 Ma開始生烴，到距今25．3 Ma開始進(jìn)入排烴高峰，且由于生油巖側(cè)向與潛山圈閉對(duì)接，這為形成新生古儲(chǔ)的油氣藏提供了充足的油源條件。

（2）良好的儲(chǔ)集空間是油氣富集的重要因素。該區(qū)古潛山儲(chǔ)集層主要為寒武系碳酸鹽巖和太古宙花崗巖。寒武系碳酸鹽巖發(fā)育溶蝕孔洞和裂縫，太古宙花崗巖雖巖性致密、堅(jiān)硬，但裂縫較發(fā)育，是主要的儲(chǔ)集空間。因此，裂縫和溶蝕孔洞的發(fā)育程度決定了古潛山儲(chǔ)層的好壞，從而控制著油氣藏的形成和油氣的富集程度。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）南堡3號(hào)潛山發(fā)育豐富的有機(jī)質(zhì)，有機(jī)碳含量高，烴源巖厚度大，烴源巖干酪根的類型主要為Ⅱ1、Ⅱ2型，烴源巖已不同程度進(jìn)入成熟 高成熟階段，并已大量生烴、排烴，側(cè)向與潛山圈對(duì)接，為潛山油藏提供了良好的油源。

（2）潛山最重要的儲(chǔ)集層為寒武系碳酸鹽巖，雖然碳酸鹽巖基質(zhì)孔隙度低，但由于斷裂作用形成的裂縫及后期發(fā)育的溶蝕孔洞，形成了裂縫 孔隙型儲(chǔ)層，是良好的油氣儲(chǔ)集場(chǎng)所；潛山上覆有大套泥巖，分布范圍廣，封蓋能力好，是良好的蓋層，有利于形成良好的生儲(chǔ)蓋組合。

（3）南堡3號(hào)潛山受2個(gè)大斷層控制，斷層、派生斷層及裂縫成為油氣運(yùn)移的良好通道，且圈閉比較落實(shí)，成為油氣聚集的有利地區(qū)。

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The research on reservoir characteristics of the No．3 buried hill in Nanpu sag

MA Guanghua，ZHANG Hongchen，SHI Yang，QIAN Fengyan，GAO Hecun
（Petrochina jidong oilfield company，Tangshan 063004，Hebei，China）

The Nanpu No．3 structure pool is an important prospect substitute for the Nanpu oilfield located in the southeast Nanpu sag．The Nanpu No．3 buried-hill is studied by analyzing a series of data，such as geology，structure，hydrocarbon source rocks，reservoir，source reservoir-cap rock assemblage．The results of the research show that the Nanpu No．3 buried-hill has superior conditions．The buried-hill has favorable uplifted structure in the sag．The oil source of the buried-hill mainly comes from the Lower Tertiary hydrocarbon source rocks which have developed into the mature-post-mature phase to different extent．The reservoir is mainly fracture pore．The buried-hill not only has good reservoir，but also has good source reservoir-cap rock assemblage．The investigation indicates that hydrocarbon source rocks with potential and good reservoir space are key factors for buried-hill reservoir accumulation．This research of accumulation characteristics has important significance in guiding the next step of exploration and development．

Hydrocarbon source rocks；Cambrian；Reservoir；Accumulation characteristics；Key factors；Nanpu sag

P618．130．26

： A

10．6053／j．issn．1001-1412．2014．01．012

2013-05-21； 責(zé)任編輯： 王傳泰

馬光華（1981 ），男，工程師，碩士，2007年畢業(yè)于中國(guó)海洋大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)在中國(guó)石油冀東油田勘探開發(fā)研究院從事地質(zhì)研究工作。通信地址：河北省唐山市新華西道51號(hào)，冀東油田勘探開發(fā)研究院；郵政編碼：063004；E-mail：maguanghua1981＠sina．com