郭美潔，時保宏，董雄英，李昊東，何 川

（1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院 西安 710065；2.中國石油大港油田分公司勘探開發(fā)研究院天津 300280）

0 引言

埕海斜坡緊鄰歧口生烴凹陷，具有繼承性古隆起構(gòu)造背景，是油氣運(yùn)移的重要指向區(qū)［1-3］。近年來，在歧口凹陷埕海斜坡油藏的勘探已取得顯著成果，趙東、埕海、劉官莊、羊二莊、友誼等多個油田已成為歧口凹陷油氣勘探的熱點(diǎn)。眾多學(xué)者在該研究區(qū)油氣成藏方面已作了大量研究工作，且取得了豐碩成果。于學(xué)敏等［4］以“富烴源巖生烴理論”為指導(dǎo)，對烴源巖進(jìn)行分級評價，并認(rèn)為岐口生烴凹陷具有“持續(xù)生油，集中生氣”的特征；蒲秀剛等［5］、Bloch 等［6］、趙賢正等［7］認(rèn)為斜坡區(qū)儲層砂體分布具有“物源供砂，溝槽輸砂，坡折控砂，源型聚砂”的內(nèi)在機(jī)制，進(jìn)而指出斜坡區(qū)古近系地層是油氣勘探的有利區(qū)域；高長海等［8-10］在結(jié)合測井曲線組合對比分析和巖心觀察的基礎(chǔ)上，認(rèn)為埕海斜坡油氣運(yùn)移通道主要為斷層和不整合兩大輸導(dǎo)體系，其不僅是油氣運(yùn)移的重要通道，還是油氣聚集的有利場所；蒲秀剛等［11-12］、袁淑琴等［13］應(yīng)用單因素疊合分析的思路，在構(gòu)造—砂體—成藏綜合研究的基礎(chǔ)上，提出了“三元耦合”控藏機(jī)制，即油源，儲集層物性和有效的圈閉是黃驊坳陷油氣控藏的主要因素。

以往研究成果雖然指導(dǎo)了埕海斜坡的勘探開發(fā)并取得了較大進(jìn)展，但隨著勘探程度的不斷深入，發(fā)現(xiàn)不同區(qū)塊其油氣富集程度不同，主要表現(xiàn)為橫向上，斜坡中部可采油藏相對富集，斜坡高部位次之，斜坡低部位最差；縱向上，沙河街組油藏較為富集，明化鎮(zhèn)組、館陶組富集程度較差。這些問題均制約著研究區(qū)未來的油氣勘探進(jìn)展，因此，在埕海斜坡不同區(qū)帶展開油藏差異聚集主控因素研究，是現(xiàn)階段在埕海斜坡擴(kuò)大勘探成果，并尋找剩余油氣資源的重要研究課題。本次研究從構(gòu)造地質(zhì)背景入手，運(yùn)用主控因素富集理論，分析有利沉積相，研究斷裂活動和油氣成藏事件關(guān)系，結(jié)合埕海斜坡不同部位的分異特征，著重研究不同區(qū)塊成藏的主控因素，以期指導(dǎo)下一步的油氣勘探。

1 地質(zhì)概況

埕海斜坡位于渤海灣盆地黃驊坳陷中北部，是北部歧口凹陷向南部埕寧隆起過渡的一個斜坡。北起歧中斷層，南至埕寧隆起邊緣，西部以張北斷層為界與歧南斜坡相鄰，東到大港礦區(qū)邊界，勘探面積約1 200 km2。歧東斷層以北至凹陷中心是埕海斜坡低部位區(qū)，羊二莊斷層以北至歧東斷層以南是斜坡中部，羊二莊斷層以南至埕寧隆起是斜坡高部位區(qū)（圖1a）。研究區(qū)地層自上而下為新近系館陶組，古近系東營組、沙河街組一段（沙一段）、沙河街組二段（沙二段）和沙河街組三段（沙三段）（圖1b）。沙三段與中生界地層呈不整合接觸，該層段為主力烴源巖層，發(fā)育暗色泥巖，以正旋回為主，該層油氣藏主要分布在張東斷層、趙北斷層、羊二莊斷層附近。沙二段處于濱淺湖沉積環(huán)境，巖性以細(xì)砂巖、含礫砂巖為主，受南部埕寧隆起基地抬升影響，砂體具北厚南薄的特征，集中分布在張東斷層和趙北斷層附近。沙一下亞段發(fā)育第二套烴源巖，巖性以油頁巖、泥質(zhì)白云巖、泥質(zhì)砂巖為主，沙一中亞段發(fā)育本區(qū)區(qū)域性蓋層，為大面積泥巖砂巖互層，沙一上亞段巖性以細(xì)砂巖和暗色泥巖為主。東營組處于湖盆萎縮階段，地層呈反旋回特征，巖性為暗色泥巖夾細(xì)砂巖、粉砂巖。新近紀(jì)，渤海灣盆地進(jìn)入坳陷階段，區(qū)域上可分為粗、細(xì)、粗3 段，埕海斜坡區(qū)缺失下部粗段，整體為上粗、下細(xì)，上部巖性為灰色砂礫巖夾灰綠色泥巖，下部巖性為灰綠色泥巖與灰色砂巖互層。埕海三區(qū)油藏主要分布在沙二段地層，埕海一區(qū)和埕海二區(qū)的油藏在各個層段均有分布，斜坡高部位油田主要分布在館陶組和東營組。

2 埕海斜坡油藏形成條件

2.1 油源條件

埕海斜坡北鄰歧口生烴凹陷，發(fā)育沙三段、沙二段、沙一段及東營組4 套泥質(zhì)烴源巖，其中沙三段和沙一段為主力烴源巖，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1型和Ⅱ2型為主，Ⅰ型和Ⅲ型較少。相對而言，沙一段有機(jī)質(zhì)類型最好，沙三段和東營組次之（圖2）。沙一段和沙三段有機(jī)質(zhì)豐度好，沙一段有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)（TOC）平均為1.65%～2.05%，生烴潛量（S1+S2）為196.3～259.5 kg/t；沙三段TOC平均為1.91%，（S1+S2）為105.2 kg/t［14］（表1）。埕海斜坡各層段實(shí)測鏡質(zhì)組反射率（Ro）為0.5%～1.3%（低熟—成熟階段），歧口主凹中心實(shí)測Ro為1.3%～1.9%（高成熟階段）。

表1 黃驊坳陷埕海斜坡古近系地層烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度Table 1 Organic matter abundance of source rocks of Paleogene in Chenghai slope，Huanghua Depression

2.2 儲層特征

研究區(qū)自上而下發(fā)育古近系沙河街組、東營組，新近系館陶組和明化鎮(zhèn)組4 套儲層，本文以沙二段為例研究埕海斜坡儲層物性特征。根據(jù)巖石物性和薄片資料鑒定，通過多因素綜合分析，對沙二段儲層物性進(jìn)行初步評價。

2.2.1 儲層巖石學(xué)特征

埕海地區(qū)沙二段主要受西部羊三木物源和南部埕寧隆起物源控制。根據(jù)埕海斜坡沙二段30 口井165 塊埕海地區(qū)沙二段巖石薄片資料，認(rèn)為該段巖石類型主要為石英砂巖、長石砂巖、巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖等4 種類型［15-17］（圖3）。埕海地區(qū)沙二段碎屑顆粒以細(xì)粒和中細(xì)粒為主，見粉砂。碎屑顆粒分選性好或中等偏好，顆粒磨圓度較好，多為次圓或次尖—次圓狀。顆粒接觸關(guān)系以線、長線為主，局部可見凹凸接觸。膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，部分接觸式膠結(jié)，支撐關(guān)系見方解石支撐、過渡支撐和顆粒支撐。

2.2.2 儲集空間類型

埕海地區(qū)沙二段儲層孔隙類型與歧口凹陷總體一致［18-19］，發(fā)育粒間溶蝕孔、粒內(nèi)溶蝕孔、顆粒鑄膜孔、膠結(jié)物內(nèi)溶蝕孔及構(gòu)造裂縫等5 種類型［20-21］（圖4）。其中以粒間溶蝕孔、粒內(nèi)溶蝕孔、顆粒鑄膜孔3 種孔隙類型最為常見，約占90%，溶蝕巖石組分主要是方解石、長石和巖屑。

2.2.3 儲層縱向展布特征

埕海地區(qū)沙二段巖石物性資料表明，儲集空間類型縱向分布特征受成巖作用影響較大［22-23］（圖5）。2 700 m 之上的地層主要為中高孔高滲帶，屬原生孔隙發(fā)育段；3 000～3 300 m 受溶蝕作用影響，出現(xiàn)中高孔中高滲帶，為第1 個次生孔隙發(fā)育段；3 500～3 700 m 為中孔中低滲儲層，為第2 個次生孔隙發(fā)育段；3 700 m 之下隨埋深增加，孔隙度和滲透率遞減速率較快，多發(fā)育低孔低滲、低孔超低滲儲層。

2.3 油氣運(yùn)移動力條件

鉆井?dāng)?shù)據(jù)顯示，歧口凹陷生烴系統(tǒng)屬于異常高壓系統(tǒng)，而埕寧隆起屬于正常壓力系壓差排烴為油氣運(yùn)移提供了條件［24］。油氣從流體勢高的位置向流體勢低的位置運(yùn)移［13，25］（圖6），且油氣二次運(yùn)移的主要動力是浮力，該區(qū)北低南高的構(gòu)造形態(tài)為油氣的運(yùn)移提供了條件，從而決定了油藏在平面上的分布。

2.4 圈閉形成條件及類型

研究區(qū)圈閉類型主要為斷層-巖性圈閉、巖性圈閉和巖性-地層圈閉［26］（圖7）。在斜坡高部位，古河道砂體和蓋層耦合為巖性圈閉，巖性為主導(dǎo)因素。斜坡高部位發(fā)育辮狀河沉積相，儲層物性好，后期經(jīng)歷湖侵，沉積泥巖蓋層，形成古河道砂體圈閉，分布在劉官莊油田和埕海一區(qū)；湖盆邊緣發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，沉積砂體超覆于不整合面之上，并被泥巖遮蓋，形成地層超覆圈閉，發(fā)育在斜坡高部位劉官莊油田。在斜坡中部，儲層、蓋層和斷層耦合為斷層-巖性圈閉，斷層為主導(dǎo)因素。儲層受構(gòu)造運(yùn)動影響，原本的油氣運(yùn)移通道被斷層封閉遮擋，形成多種類型的斷層-巖性圈閉，如反Y 凹型圈閉，反Y 凸型圈閉，斷階同向型圈閉和斷階反向型圈閉。反Y 凹型圈閉是2 條斷裂穿過地層形成反Y 狀，由于斷層擠壓運(yùn)動，地層在Y字中心呈凹型，油氣沿儲層橫向運(yùn)移，遇到斷層阻斷油氣原本的運(yùn)移路徑，并在斷層下降盤聚集成藏；反Y 凸型圈閉是2條斷裂穿過地層形成反Y 狀，由于斷層擠壓運(yùn)動，地層在Y 字中心呈凸型，油氣沿儲層橫向運(yùn)移，遇到斷層阻斷油氣原本的運(yùn)移路徑，并在斷層下降盤聚集成藏；斷階同向型斷裂組合為階梯狀下降式，儲層傾向與斷面傾向一致，油氣沿開啟的斷層垂直運(yùn)輸，在斷層封閉段聚集成藏，這種情況油藏一般分布在斷層上盤；斷階反向型斷裂組合為階梯狀下降式，儲層傾向與斷面傾向相反，來自歧口凹陷的油氣沿開啟性斷層垂直運(yùn)輸，在斷層封閉段聚集成藏，這種情況油藏一般分布在斷層下盤。研究區(qū)大部分油氣都在斷層-巖性圈閉中得以保存，斷層-巖性圈閉在區(qū)內(nèi)分布最廣，占圈閉總數(shù)的90%以上，在埕海三區(qū)、埕海二區(qū)和埕海一區(qū)均有分布。斜坡低部位接近湖盆中心位置，沉積的泥質(zhì)砂巖層層超覆，形成透鏡狀巖性圈閉，所以斜坡低部位油藏主要分布在儲層條件好的區(qū)塊。

3 斜坡成藏主控因素

埕海斜坡不同構(gòu)造部位成藏分異性很大［27-30］（圖8）。斜坡高部位成藏優(yōu)勢是發(fā)育辮狀河三角洲平原和辮狀河三角洲前緣亞相，儲層條件良好；劣勢是由于斜坡高部位處于正常壓力系統(tǒng)，油氣遠(yuǎn)源運(yùn)輸，從而導(dǎo)致該區(qū)供烴量不足。油氣通過斷層和不整合面，連通砂體運(yùn)移至斜坡高部位并在先天的優(yōu)質(zhì)儲層中保存，多形成地層超覆油藏［31］和古河道砂體巖性油氣藏［32］。斜坡中部近源成藏，為弱高壓系統(tǒng)，供烴量較為充足，發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，相較于斜坡區(qū)其他區(qū)塊，油藏的形成大多受斷層影響。羊二莊斷層、趙北斷層、張東斷層、歧東斷層節(jié)節(jié)下降，為油氣的運(yùn)移提供運(yùn)移通道，同時油氣在遇到斷層的封閉段時，斷層又為油氣聚集提供良好的圈閉條件使油氣得以保存，從而形成斷層-巖性油藏［33］。斜坡低部位源內(nèi)成藏，處于一場高壓系統(tǒng)，是供烴量最充足的區(qū)塊，發(fā)育遠(yuǎn)岸水下扇沉積相，多為透鏡狀巖性油氣藏。

3.1 有利的油源條件為油藏形成提供物質(zhì)基礎(chǔ)

在油源對比方面，埕海斜坡油氣主要來自于歧口主凹和歧南次凹，相同層系的烴源巖地球化學(xué)特征十分類似，油氣分布“源控”特征比較明顯［34］（表2）。歧口凹陷沙一段和沙三段優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育，有機(jī)質(zhì)類型豐富，熱演化程度適中，油氣資源富集，這些特征對油氣成藏具有明顯的控制作用。油氣在平面上的分布受有機(jī)質(zhì)和熱演化程度的影響十分明顯，距離凹陷越近的區(qū)塊有機(jī)碳豐度越高，供烴量越充足；凹陷中心熱演化程度高，凹陷周圍斜坡演化程度適中。橫向上，自北向南原油物性明顯變差（密度和黏度逐漸增加，含蠟量、瀝青+膠質(zhì)以及含硫量、凝固點(diǎn)逐漸降低）；縱向上，原油物性具有密度下輕上重、含蠟量下大上小的特征。

表2 與油源不同距離的區(qū)塊含油氣狀況對比Table 2 Comparison of oil and gas bearing conditions of blocks with different distances from oil sources

3.2 側(cè)向輸導(dǎo)體系是斜坡高部位成藏的主控因素

不整合面?zhèn)认蚴鑼?dǎo)體系和連通砂體側(cè)向疏導(dǎo)體系共同構(gòu)成斜坡高部位主要的油氣疏導(dǎo)體系，為斜坡高部位油氣成藏提供必要條件。

不整合面經(jīng)過長期的風(fēng)化剝蝕和淋濾作用，孔隙度增大，孔隙度之間的連通性有所增強(qiáng)，有利于油氣的運(yùn)移［35-36］。不整合面縱向上發(fā)育3 層結(jié)構(gòu)（不整合面之上的底礫石、中間的風(fēng)化粘土層和下段的半風(fēng)化巖石），為油氣平面上的側(cè)向運(yùn)移提供雙重油氣運(yùn)移通道。斜坡高部位不整合面主要由超覆不整合形成，羊二莊以南Z37-43 井、ZQ37-38井館陶組地層超覆油藏的形成和超覆不整合輸導(dǎo)體系有關(guān)（圖9）。

連通砂體作為運(yùn)移通道在油氣運(yùn)移至斜坡高部位的過程中具有重要作用［37］。新近系館陶組為辮狀河道沉積微相，河道砂巖物性極好，孔隙度普遍在22%以上，滲透率高于300 mD，ZQ33-41 井、L3-16井、ZQ45-50井館陶組古河道砂體巖性油藏的形成也和河道砂體連通性好有關(guān)（圖10）。

3.3 斷層的雙重作用為斜坡中部油氣成藏提供保障

斷層在油氣成藏過程中既有封閉性也有輸導(dǎo)性［38］。斷層的活動性、斷層與有效烴源巖的空間配置關(guān)系、烴源巖的生排烴時期與斷層活動期的匹配關(guān)系均對斷層的疏導(dǎo)性具有一定影響［39-40］。研究區(qū)二級斷層除羊二莊、趙北和扣村斷層外，其他大規(guī)模斷層均斷至沙三段，穿過多套烴源巖。張東—海4 井、羊二莊、趙北、羊二莊南等為主要的控?zé)N斷層［41］。在平面上不同位置的斷層其走向不同，呈“S”型分布。通過對研究區(qū)油氣宏觀分布規(guī)律的分析發(fā)現(xiàn)，油氣主要富集在斷層北東段的兩側(cè)，斷層的展布方向與油氣富集規(guī)律具有良好的相關(guān)性（參見圖1）。在油氣生排烴時期活動的斷層，在垂向上通常具有開啟性，方便深層油氣沿斷裂垂向運(yùn)輸至淺層聚集成藏。當(dāng)斷層已經(jīng)停止活動或者活動較弱時，油氣進(jìn)入生排烴時期，斷層的垂向運(yùn)輸能力較差，油氣通常能夠得到很好地保存。埕海斷階區(qū)發(fā)生3 期大規(guī)模斷層活動（圖11）。第1 期斷層活動強(qiáng)度最大，但沙三段烴源巖油氣的排烴作用尚未發(fā)生，因而這期斷層活動對本區(qū)油氣的運(yùn)聚作用不明顯；第2 期斷層活動時，只有沙三段烴源巖已進(jìn)入排烴階段，規(guī)模較小，斷層活動對油氣運(yùn)移的作用較?。坏? 期的斷層活動與排烴高峰期的烴源巖相匹配，所以該期是本區(qū)最有效的斷層輸導(dǎo)體發(fā)育期。CH35 井、CH40 井、ZH6 井在沙二段，沙三段斷層-巖性油藏的形成與斷層的輸導(dǎo)和封堵作用均有關(guān)（圖12）。

3.4 源內(nèi)儲層是斜坡低部位成藏的關(guān)鍵因素

斜坡低部位位于凹陷內(nèi)，表現(xiàn)為扇三角洲前緣、遠(yuǎn)岸水下扇等沉積相特征，發(fā)育大量滑塌濁積扇和水下扇前緣等孤立砂體，這些砂體自沉積以來就被泥巖在三維空間上分隔包圍，形成透鏡狀砂體。在沉積砂體周圍的烴源巖成熟后，油氣可在毛細(xì)管力作用下由烴源巖直接運(yùn)移至儲層中，形成油氣聚集。但由于砂體與烴源巖接觸面積小，砂體體積有限、且孔滲性較差，不發(fā)生側(cè)向運(yùn)移和聚集，其油氣富集的程度較差，常發(fā)育為透鏡狀巖性油藏［42］。雖然斜坡低部位勘探程度低，但也是今后巖性油氣藏重點(diǎn)勘探區(qū)帶。

4 結(jié)論

（1）埕海斜坡臨近歧口生烴凹陷，共發(fā)育4 套泥質(zhì)烴源巖，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1型和Ⅱ2型為主，有機(jī)質(zhì)豐度好，為油藏形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；沙二段發(fā)育3 個優(yōu)質(zhì)孔隙帶，為油藏形成提供了良好的保存條件，源儲壓差為油氣運(yùn)移提供了動力條件。

（2）地層超覆油藏、古河道砂體巖性油藏主要存在于研究區(qū)斜坡高部位；斷層-巖性油藏，主要存在于斜坡中部埕海斷階帶，占油藏總數(shù)的90% 以上，是區(qū)內(nèi)分布最廣的油藏類型；透鏡狀巖性油氣藏主要分布在斜坡低部位。通過斜坡區(qū)不同構(gòu)造部位分異對比，建立了埕海斜坡斜坡不同部位的油氣成藏模式。

（3）有利的油源條件為油藏的形成提供物質(zhì)基礎(chǔ)，控制油藏的平面分布格局；不整合面、連通砂體側(cè)向輸導(dǎo)體系是斜坡高部位成藏的主控因素；斷層的封閉性和輸導(dǎo)性，使斜坡中部斷層同時具備油氣運(yùn)移通道和斷層圈閉的雙重作用，是斜坡中部位成藏的主控因素；源內(nèi)儲層是斜坡低部位成藏的關(guān)鍵因素。