張瑩，劉志峰，郭剛，朱文奇，陳少平，王濤

中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京 100028

秦南凹陷位于渤海海域西北部（圖1），面積約1 600 km2，呈EW 走向，可劃分為西洼、東洼和東南洼等3 個(gè)次一級(jí)洼陷[1-5]。目前已鉆探井32 口，發(fā)現(xiàn)了秦皇島29-2 油田和秦皇島30-1、秦皇島22-3等3 個(gè)含油氣構(gòu)造。秦南凹陷的油氣勘探起于1976年，經(jīng)歷了46 年，可大致劃分為3 個(gè)勘探階段，1976—2008 年為油氣地質(zhì)條件探索階段，在凹陷內(nèi)鉆探了6 口預(yù)探井，6 口評(píng)價(jià)井，揭示了凹陷內(nèi)的生儲(chǔ)蓋組合，并發(fā)現(xiàn)了1 個(gè)含油氣構(gòu)造（秦皇島30-1）。2009—2013 年是主力油氣田發(fā)現(xiàn)階段，鉆探了2 口預(yù)探井，8 口評(píng)價(jià)井，發(fā)現(xiàn)并評(píng)價(jià)了秦皇島29-2 油氣田。2014—2022 年為復(fù)雜油氣藏探索階段，此階段鉆探了8 口預(yù)探井，2 口評(píng)價(jià)井，發(fā)現(xiàn)1 個(gè)含油氣構(gòu)造，但無(wú)海上開(kāi)發(fā)價(jià)值。從勘探歷程可以看出秦南凹陷鉆探了16 口預(yù)探井，只發(fā)現(xiàn)了一個(gè)油氣田，尤其是最近9 年鉆探了7 個(gè)圈閉，無(wú)一商業(yè)發(fā)現(xiàn)。秦南凹陷成藏主控因素是制約目前勘探的瓶頸問(wèn)題。前人針對(duì)秦南凹陷構(gòu)造演化、沉積體系、烴源巖開(kāi)展過(guò)系統(tǒng)研究[6-11]，但是關(guān)于成藏主控因素研究較少，目前主要針對(duì)部分區(qū)帶如秦南凹陷東南緣等[12-14]開(kāi)展過(guò)研究，整體系統(tǒng)地分析整個(gè)秦南凹陷的研究較少。本文在前人研究基礎(chǔ)上，總結(jié)秦南凹陷油氣地質(zhì)特征的研究，明確了該區(qū)良好的勘探潛力及不同儲(chǔ)層組合油氣成藏的主控因素，在此基礎(chǔ)上對(duì)研究區(qū)油氣成藏模式及其分布規(guī)律進(jìn)行了分析，指出了較為有利的勘探區(qū)域。

圖1 秦南凹陷區(qū)域位置圖Fig.1 Regional tectonics of Qinnan Depression

1 區(qū)域地質(zhì)背景

秦南凹陷新生界地層縱向上依次發(fā)育古近系孔店組、沙河街組（沙四段、沙三段、沙二段、沙一段）及東營(yíng)組（東三段、東二段、東一段），新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組以及第四系平原組（圖2）。秦南凹陷內(nèi)發(fā)育NE、NEE 東和NW 向3 組大斷裂，這3 組斷裂控制了凹陷的形成與演化，也控制著烴源巖的展布及油氣的分布[6-8]。受三組斷裂的控制，秦南凹陷內(nèi)發(fā)育東洼、西洼和東南洼共3 個(gè)洼陷，其中東洼受NE 向和NW 向大斷層控制，呈東斷西超的半地塹結(jié)構(gòu)（圖3AA’），凹陷面積為760 km2，其新生界沉積巖最厚可達(dá)9 000 m；東南洼受近EW 向和NW 向兩組斷層控制，被斷層復(fù)雜化，整體呈南斷北超的半地塹結(jié)構(gòu)（圖3BB’），凹陷面積為350 km2，最大沉積巖厚度約為4 500 m。西洼主要受NE 和NW 向斷層控制，NW 向大斷層為凹陷的西北邊界，呈西北斷東南超的半地塹結(jié)構(gòu)（圖3CC’），凹陷面積為490 km2，新生界沉積巖厚約5 500 m。

圖2 秦南凹陷地層柱狀圖Fig.2 Stratigraphic column and sedimentary facies of the Qinnan Depression

秦南凹陷的形成與演化過(guò)程可分為二期裂陷、二次抬升和一期拗陷共5 個(gè)階段。古新世末—始新世為裂陷Ⅰ期，在古新世末—始新世早期控凹大斷層活動(dòng)較弱，斷層上、下盤差異升降幅度小，湖泊開(kāi)始形成，面積小湖水淺，沙四—沙三段下部以沖積扇、淺湖相沉積為主。始新世中期凹陷邊界斷層活動(dòng)強(qiáng)，下降盤湖水變深、面積增大，為強(qiáng)裂陷期，欠補(bǔ)償沉積了沙三段中部厚層半深湖—深湖相泥巖，扇三角洲—濁積砂巖，是主力烴源巖形成期。始新世后期大斷層活動(dòng)減弱，湖水變淺，沉積了沙三段上部三角洲-淺湖相砂泥地層。始新末凹陷抬升，遭受剝蝕，發(fā)生準(zhǔn)平原化，地震剖面上見(jiàn)局部不整合。漸新世為Ⅱ期裂陷，漸新世早期控凹大斷層又開(kāi)始活動(dòng)，下降盤積聚湖水，沉積了沙二段河流-三角洲-濱淺湖砂泥巖，沙一段時(shí)期斷層活動(dòng)加強(qiáng)，湖水面增大，水變深，為大面積淺湖相泥巖夾砂巖沉積。漸新世中期控凹大斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，為強(qiáng)裂陷期，沉積了東三段半深湖—深湖相厚層泥巖，漸新世晚期大斷層活動(dòng)逐漸減弱，湖水又逐步變淺，沉積了東二、東一段淺湖-三角洲-河流相砂泥巖。漸新世末控凹大斷層停止活動(dòng)，凹陷整體抬升，遭受了強(qiáng)烈剝蝕，從而結(jié)束了凹陷的裂陷發(fā)展階段。進(jìn)入新近紀(jì)時(shí)期，控凹大斷層活動(dòng)較弱，在后期稍強(qiáng)，為坳陷發(fā)展階段，此時(shí)凹陷整體沉降，大斷層對(duì)沉積不起控制作用，為區(qū)域性沖積扇、河流-三角洲的砂礫巖、砂泥互層沉積。秦南凹陷的構(gòu)造-沉積演化過(guò)程控制了兩套烴源巖、三套區(qū)域性儲(chǔ)蓋組合的形成。

2 油氣地質(zhì)條件分析

2.1 烴源特征

秦南凹陷經(jīng)歷了兩期裂谷，在強(qiáng)裂陷期形成了沙三段和沙一—東三段兩套主力烴源巖，東三段烴源巖因埋藏深度不夠并未成熟。沙三段沉積中期控凹斷層活動(dòng)強(qiáng)，差異升降幅度大，大斷層下降盤湖水變深，湖盆面積增大，3 個(gè)次洼在此時(shí)期成為一個(gè)統(tǒng)一凹陷，在凹陷周邊沉積一系列的扇三角洲、三角洲，向湖中心逐漸過(guò)渡為淺湖、半深湖—深湖，其中半深湖—深湖相面積為660 km2，是暗色泥巖分布區(qū)，烴源巖厚度為300～600 m，最厚可達(dá)700 m。湖泊藻類是泥巖中有機(jī)質(zhì)的主要來(lái)源，其次是陸源植物碎屑，為一套偏腐泥型的好—優(yōu)質(zhì)烴源巖，以Ⅱ1—Ⅰ型干酪根為主，泥巖中有機(jī)質(zhì)豐度主體集中在2%～4%，生烴潛力（S1+S2）為5～20 mg/g（圖4），沙三段烴源巖埋藏較深，Ro 為0.5%～0.8%，處于低成熟—成熟階段[10-13]。

圖4 秦南凹陷沙三段和沙一段烴源巖有機(jī)地化指標(biāo)Fig.4 The organic geochemical indicators of source rocks in the third and first members of the Paleogene Shahejie Formation of the Qinnan Depression

沙一段烴源巖形成于第Ⅱ期強(qiáng)裂陷早期，控凹斷層活動(dòng)較強(qiáng)，但不是最強(qiáng)時(shí)期，東三段沉積期是秦南凹陷Ⅱ期裂陷斷層活動(dòng)最強(qiáng)、湖水最深的時(shí)期。沙一段沉積期湖盆呈“湖廣水淺”的特征，此時(shí)處于干熱氣候，湖水蒸發(fā)量大，含鹽度較高，利于有機(jī)質(zhì)的保存，是形成沙一段優(yōu)質(zhì)烴源巖的重要原因。沙一段烴源巖無(wú)定型含量更高，以Ⅰ—Ⅱ1型干酪根為主，有機(jī)質(zhì)豐度主要為1.5%～3%，生烴潛力（S1+S2）主要為5～15 mg/g（圖4）。烴源巖厚度約為50～200 m，面積約為700 km2，Ro 為0.5%～0.7%，處于低成熟階段[10-13]。

2.2 儲(chǔ)蓋組合特征

秦南凹陷及鄰近凸起上的儲(chǔ)層主要有火山巖、碳酸鹽巖、碎屑巖3 種類型，縱向上發(fā)育有3 套區(qū)域性穩(wěn)定的泥巖蓋層，依次為沙三段、東二下段及明下段的泥巖，其泥巖單層及累計(jì)厚度均較大，橫向分布穩(wěn)定，與下伏儲(chǔ)層構(gòu)成了3 套區(qū)域性儲(chǔ)蓋組合（圖5），依次是前新生界潛山儲(chǔ)層與上覆沙三段泥巖組成的下組合，沙一段—東三段儲(chǔ)層與東二下段泥巖蓋層組成的中組合，館陶組-明下段儲(chǔ)層與明下段泥巖蓋層組成的上組合。鉆井揭示已發(fā)現(xiàn)的油氣層主要分布在這3 套儲(chǔ)蓋組合中。

（1）潛山下儲(chǔ)蓋組合

基巖潛山儲(chǔ)層的巖石類型主要是中生界中酸性火山噴發(fā)巖和太古界混合花崗巖，這兩種潛山儲(chǔ)層主要分布在東洼與東南洼間的低隆起及鄰近凹陷的凸起上，局部區(qū)分布有下古生界碳酸鹽巖潛山儲(chǔ)層。中生代白堊紀(jì)義縣組火山通道相和侵出相的中酸性火山巖（流紋巖、隱爆角礫巖、粗面巖、安山巖、安山質(zhì)火山角礫巖）是有效儲(chǔ)層，呈中高孔-中低滲特征?？紫抖葹?%～20%，滲透率為(0.1～3) ×10-3μm2，目前已有BZ5、BZ6、BZ13 等井鉆遇此類儲(chǔ)層。太古界變質(zhì)花崗巖、混合花崗巖是本區(qū)較有利的儲(chǔ)層，孔隙度一般為3%～5%，滲透率為(0.01～615)×10-3μm2（平均值為5.58×10-3μm2）。目前已在QHD30-2-A、QHD36-1-A 等探井揭示了此類儲(chǔ)層。在中生界火山巖及太古界混合花崗巖潛山儲(chǔ)層上覆蓋了沙河街組湖相泥巖蓋層，泥巖厚度為30～110 m，橫向分布穩(wěn)定，為油氣富集提供了封蓋條件（圖6）。

圖6 秦南凹陷儲(chǔ)蓋組合連井圖Fig.6 Loggings of multiple wells of reservoir-caprock assemblage in the Qinnan Depression

（2）沙河街-東營(yíng)組中儲(chǔ)蓋組合

中組合的東二下段泥巖平面上穩(wěn)定分布，在凹陷周邊的探井都揭示了該套泥巖，局部地區(qū)東三段與東二段泥巖連續(xù)分布，厚度更大（最厚可達(dá)500 m），蓋層條件更好，全區(qū)分布的東二下段泥巖厚度一般為110～310 m，是一套優(yōu)質(zhì)的區(qū)域性蓋層（圖6），已發(fā)現(xiàn)的秦皇島29-2 億噸級(jí)大油田的主要油氣層就在這套區(qū)域蓋層之下。從全凹陷范圍來(lái)看，東二下段區(qū)域蓋層之下發(fā)育有沙二段、沙一段、東三段的砂巖及生物碎屑灰?guī)r儲(chǔ)層。生物碎屑灰?guī)r形成于沙一段沉積期，只在局部高地展布，累計(jì)厚度為10～25 m 不等，物性好，孔隙度為20%～40%，滲透率為（1～1 500）×10-3μm2，為中高孔-中高滲優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，可形成高產(chǎn)油氣層，秦皇島30-1、秦皇島29-2 構(gòu)造均有碳酸鹽巖儲(chǔ)層的發(fā)育。砂巖儲(chǔ)層形成于凹陷邊緣的扇三角洲和辮狀河三角洲，儲(chǔ)層段含砂率30%～65%，單層砂層厚度一般為7～16 m，孔隙度為18%～22%，滲透率為(100～400) ×10-3μm2，物性也較好，能形成高產(chǎn)油氣層。

（3）館陶組-明下段上儲(chǔ)蓋組合

秦南凹陷中新世是一套正旋回沉積，從館陶組底部到明下段由粗變細(xì)，由沖積扇逐漸演變?yōu)楹恿飨?，再到三角洲，泥巖逐漸增多，蓋層條件變好。其中明下段的儲(chǔ)蓋配置最好，砂巖含量為25%～42%，砂巖單層厚度2～35 m（一般3～8 m），泥巖單層厚度25～150 m，是一套區(qū)域性泥夾砂巖組合，加之埋深較小，成巖后生作用弱，儲(chǔ)層孔隙度為20%～35%，滲透率(100～8 000)×10-3μm2，是一套物性優(yōu)良的區(qū)域性儲(chǔ)蓋組合（圖6）。

2.3 運(yùn)移條件

斷層是秦南凹陷油氣運(yùn)移的重要通道，除控洼大斷層之外，控制構(gòu)造帶和圈閉形成的斷層也是繼承性發(fā)育，這3 類斷層均可作為油氣運(yùn)移通道[14-16]。在烴源巖內(nèi)與斷層接觸的砂體需先將分散的油氣“泵吸”到砂體內(nèi)[17]，發(fā)生初次運(yùn)移，當(dāng)飽和度達(dá)到約10%之后，砂體內(nèi)富集的油氣伴隨著斷層活動(dòng)向上發(fā)生二次油氣運(yùn)移。另外，與烴源巖廣泛接觸的基巖不整合面及不整合面上的砂體也是油氣運(yùn)移的重要通道。秦南凹陷油氣主運(yùn)移-成藏期為5.1 Ma 以來(lái)，經(jīng)油-巖地化指標(biāo)對(duì)比分析，秦南凹陷已發(fā)現(xiàn)的油氣儲(chǔ)量主要來(lái)自沙三段烴源巖的貢獻(xiàn)，其次來(lái)自沙一段烴源巖。

2.4 圈閉類型及保存條件

秦南凹陷及鄰近凸起上發(fā)育多種類型的圈閉[6-9，18-19]，不同部位的主要圈閉類型不同，主要受控凹大斷層、地層產(chǎn)狀及基底高3 個(gè)因素的控制。凹陷陡坡帶受控凹大斷層的影響，在秦南凹陷的東南洼南部、西洼北部陡坡帶大斷層下降盤發(fā)育有構(gòu)造-巖性、斷鼻、斷塊圈閉，如秦皇島29-2 油氣田，缺乏類型好的逆牽引背斜圈閉。在深凹陷帶構(gòu)造圈閉不發(fā)育，但有利于濁積扇等巖性圈閉的形成，秦皇島26-1 構(gòu)造是位于西洼的湖底扇巖性圈閉。在3 個(gè)洼陷的緩坡帶缺乏斷鼻、披覆背斜圈閉，因?yàn)轫樝蚝头聪驍鄬影l(fā)育，形成了秦皇島22-1、秦皇島22-3、秦皇島28-2、秦皇島28-3、秦皇島28-4 等斷塊、斷鼻圈閉，同時(shí)因地層向斜坡上傾方向超覆，形成了秦皇島23-1、秦皇島22-2 等地層-巖性圈閉。在凹內(nèi)低隆起及鄰近凸起上，基底高及上傾超覆地層形成了潛山-披覆背斜圈閉，如秦皇島36-1、秦皇島30-1、秦皇島30-3、秦皇島28-6、秦皇島21-1 等均屬于此類型。秦南凹陷由于位于渤海海域中北部，新近紀(jì)斷層活動(dòng)并不強(qiáng)，加之上、中、下三套區(qū)域蓋層厚度較大，橫向分布穩(wěn)定，油氣藏保存條件好，某種程度上彌補(bǔ)了圈閉的不足，在一些類型較差的圈閉內(nèi)形成油氣聚集。如秦皇島29-2 和秦皇島29-2E 構(gòu)造是東南洼陡坡帶大斷層下降盤的構(gòu)造-巖性圈閉，因東二下段-東三段泥巖蓋層條件優(yōu)越，彌補(bǔ)了圈閉類型的缺陷，形成了億噸級(jí)大油氣田。

3 成藏主控因素分析

3.1 潛山上生下儲(chǔ)成藏主控因素

至目前為止，在秦南凹陷及相鄰?fù)蛊鹕弦雁@探5 個(gè)潛山圈閉，分別是秦皇島28-2、秦皇島30-1、秦皇島30-2、秦皇島35-1 和秦皇島36-1。在已鉆的5 個(gè)潛山圈閉中，在4 個(gè)圈閉中發(fā)現(xiàn)了油氣層，但油氣藏儲(chǔ)量小，沒(méi)有開(kāi)發(fā)價(jià)值，地質(zhì)成功率為80%，商業(yè)成功率為零。鉆探前的目標(biāo)論證及鉆后對(duì)比分析都說(shuō)明，5 個(gè)潛山圈閉均位于凹陷鄰近的凸起或凸起傾沒(méi)端基底高上，四周下傾的古近系湖相泥巖覆蓋在潛山之上，整體潛山圈閉類型好，湖相泥巖分布穩(wěn)定，封蓋條件優(yōu)越；新生界底不整合面及大斷層溝通了潛山圈閉與烴源巖，運(yùn)移路徑順暢；新近紀(jì)晚期斷層活動(dòng)較弱，保存條件也較好。因此綜合分析認(rèn)為5 個(gè)已鉆潛山?jīng)]有發(fā)現(xiàn)商業(yè)油氣田的主要問(wèn)題是潛山儲(chǔ)層條件較差。這5 個(gè)潛山儲(chǔ)層可分為兩類，即中生界火山巖（秦皇島30-1、秦皇島30-2、秦皇島35-1、秦皇島28-2）、古生界的碎屑巖和碳酸鹽巖（秦皇島36-1）。儲(chǔ)層非均質(zhì)性是潛山成藏的主控因素。

秦皇島35-1 潛山圈閉位于秦南凹陷南部石臼坨凸起東傾末端，受秦南凹陷和渤中凹陷雙源供烴，潛山之上覆蓋了150～330 m 的東營(yíng)組泥巖蓋層，潛山頂圈閉面積約40 km2，凹陷與凸起的邊界大斷層是油氣運(yùn)移的良好通道，并且秦南、渤中凹陷沙三段烴源巖超壓普遍發(fā)育，為潛山油氣充注提供了充足動(dòng)力，因此該圈閉的烴源、運(yùn)移、圈閉、蓋層、保存條件均較好。目前在秦皇島35-1 潛山圈閉內(nèi)共鉆探了13 口井，只有6 口井在中生界火山巖內(nèi)獲得了油氣發(fā)現(xiàn)，有效儲(chǔ)層厚度為12～42 m，7 口井測(cè)井解釋為致密層（表1）。其中測(cè)試最高產(chǎn)量的是BZ5 井，日產(chǎn)油近幾百噸，日產(chǎn)氣幾萬(wàn)余方，但整體井控含油面積僅有1 km2左右，儲(chǔ)量較小，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量?jī)H為百萬(wàn)噸，沒(méi)有開(kāi)發(fā)價(jià)值。分析其主要原因是火山巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，橫向變化大，油氣層受巖性控制作用，油氣層均集中在近火山口的火山通道相和侵出相的安山角礫巖內(nèi)，而遠(yuǎn)離火山口的溢流相、爆發(fā)相內(nèi)不發(fā)育安山巖儲(chǔ)層，主要發(fā)育凝灰?guī)r、玄武巖，多為致密層（圖7）?？梢?jiàn)火山巖儲(chǔ)層控制了秦皇島35-1 潛山油氣儲(chǔ)量，而火山巖相帶決定了儲(chǔ)層質(zhì)量，火山巖相帶的精細(xì)分析預(yù)測(cè)是提高該區(qū)潛山探井成功率的關(guān)鍵。

表1 秦皇島35-1 構(gòu)造鉆井巖性及油氣發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of lithology and hydrocarbon discovery in the Qinhuangdao 35-1 Structure

圖7 秦皇島35-1 構(gòu)造中生界巖相分布圖Fig.7 Mesozoic lithofacies distribution of the Qinhuangdao 35-1 Structure

秦皇島36-1 潛山在石臼坨凸起東傾末端，圈閉中、西部主體部位是上古生界二疊系碎屑巖儲(chǔ)層，砂泥巖互層，見(jiàn)炭質(zhì)泥巖、煤層。砂巖見(jiàn)一定顯示，均為差油層、致密層，物性很差，孔隙度小于5%，滲透率(0～1)×10-3μm2，為特低孔、特低滲儲(chǔ)層，測(cè)試結(jié)論多為低產(chǎn)油層、低產(chǎn)油水同層；在構(gòu)造東側(cè)的下部分布有下古生界寒武系風(fēng)化殼碳酸鹽巖儲(chǔ)層，物性較好，測(cè)試獲得高產(chǎn)，日產(chǎn)油上百噸，日產(chǎn)氣近幾萬(wàn)方，但該地層分布范圍小，儲(chǔ)量小，探明石油儲(chǔ)量小，未商業(yè)開(kāi)發(fā)。分析認(rèn)為該潛山圈閉未獲商業(yè)油氣發(fā)現(xiàn)主要原因是高部位儲(chǔ)層差而油氣不富集。

3.2 始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)自生自儲(chǔ)成藏主控因素

始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)是秦南凹陷的主要勘探層系，共鉆探了秦皇島22-1、秦皇島22-2、秦皇島22-3、秦皇島26-1、秦皇島28-3、秦皇島28-4、秦皇島29-2、秦皇島29-2E、秦皇島30-1 等多個(gè)構(gòu)造，包含一個(gè)（包含秦皇島29-2 和秦皇島29-2E 等構(gòu)造）油氣田，3 個(gè)含油氣構(gòu)造，其他構(gòu)造內(nèi)均無(wú)油氣發(fā)現(xiàn)。圈閉的地質(zhì)成功率為36%，商業(yè)成功率為9%，其商業(yè)成功率遠(yuǎn)低于渤海油區(qū)的其他凹陷?？碧綄?shí)踐揭示在已證實(shí)的富生烴凹陷內(nèi)，油氣富集程度與圈閉類型有著重要的關(guān)系，同一類型的圈閉其成藏主控因素具有相似性，下面將分類探索凹陷內(nèi)自生自儲(chǔ)油藏的成藏主控因素。秦皇島29-2 油田是秦南凹陷內(nèi)發(fā)現(xiàn)的唯一億噸級(jí)油氣田，它具有獨(dú)特的油氣成藏條件，秦皇島29-2E 構(gòu)造是一個(gè)構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉，位于秦南凹陷與石臼坨凸起分界大斷層下降盤，其圈閉類型并不好，是一個(gè)順向斷塊，地層沒(méi)有向斷層方向回傾，圈閉內(nèi)東營(yíng)組-沙二段儲(chǔ)層與斷層上升盤中生界地層對(duì)接側(cè)封，并有一段是儲(chǔ)層上傾尖滅在凸起上。由于蓋層條件非常優(yōu)越，儲(chǔ)層之上東二上段-東三段泥巖厚達(dá)110～330 m，覆蓋了整個(gè)圈閉，優(yōu)越的蓋層彌補(bǔ)了圈閉的不足（圖8），秦皇島29-2E 圈閉內(nèi)東三段-沙二段儲(chǔ)層為扇三角洲和湖相碳酸鹽巖混積灘沉積，埋深2 500～3 500 m，物性好，油氣層段實(shí)測(cè)孔隙度主體分布在16%～24%，平均孔隙度19.2%，滲透率主體分布在(400～1 000)×10-3μm2，平均滲透率270×10-3μm2，具有中孔、中滲的物性特征。該圈閉位于東南洼富生烴洼陷內(nèi)，烴源條件優(yōu)越，屬自生自儲(chǔ)式成藏，因其烴源、運(yùn)移、儲(chǔ)層、蓋層條件優(yōu)越，形成了秦南凹陷內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的唯一大油氣田。

圖8 秦皇島29-2E 構(gòu)造油氣成藏模式圖剖面位置見(jiàn)圖1。Fig.8 Hydrocarbon accumulation pattern of the Qinhuangdao 29-2E Structure Locations are shown in Fig.1.

由于秦南凹陷內(nèi)斷層多，活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，決定了斷塊、斷鼻為凹陷中最發(fā)育的圈閉類型。已鉆探的秦皇島22-1、秦皇島22-2、秦皇島22-3、秦皇島28-3、秦皇島28-4 等圈閉均為斷塊、斷鼻構(gòu)造。通過(guò)對(duì)已鉆的斷鼻、斷塊圈閉進(jìn)行系統(tǒng)分析，認(rèn)識(shí)到它們都是由3—7 個(gè)斷塊、斷鼻組成，單個(gè)斷塊、斷鼻面積0.6～4 km2，整個(gè)構(gòu)造面積5～17 km2。鉆井揭示，沙河街-東營(yíng)組儲(chǔ)層發(fā)育（表2），含砂率20%～60%，單層砂巖厚約2～30 m，其上覆東二下段區(qū)域性泥巖蓋層，油氣顯示較多，單井顯示厚度70～270 m，但多數(shù)井飽和度較高儲(chǔ)層較薄，一般為幾米到十幾米不等，只有一口井近40 m（QHD22-3-A），單個(gè)斷塊探明儲(chǔ)量較小。

表2 秦南凹陷沙河街組-東營(yíng)組鉆井巖性及油氣發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics of borehole lithology and hydrocarbon discovery in Shahejie-Dongying Formations in the Qinnan Depression

綜合分析認(rèn)為，斷塊、斷鼻構(gòu)造成藏主控因素是斷層的側(cè)封即圈閉有效性。秦皇島22-3 構(gòu)造的鉆探結(jié)果充分說(shuō)明斷層側(cè)封的重要性。該構(gòu)造位于東洼西北部，為大斷層下降盤的斷塊圈閉，由25 條小斷層切割成10 個(gè)斷塊，儲(chǔ)層是沙二段、東三段扇三角洲砂巖，砂巖單層厚度2～15 m，泥巖單層厚度4～55 m，東二下段的控圈斷層斷距為30～50 m。在砂泥巖互層之上是東二下段區(qū)域性泥巖蓋層，泥巖分布穩(wěn)定，厚度為80～130 m。鉆探的QHD22-3-A 顯示層為105 m，但有效儲(chǔ)層只有37 m。井所在斷塊蓋層之下斷層兩側(cè)砂泥對(duì)接封堵性好，為油層，往下部砂砂對(duì)接增多，側(cè)封條件變差，為水層，見(jiàn)油斑顯示?？梢?jiàn)井所在斷塊油層厚度取決于控圈斷層斷距、泥巖厚度、界巖關(guān)系，即斷層封堵性（圖9），斷層封堵性是決定其是否成藏的關(guān)鍵。

圖9 過(guò)QHD22-3-A 井到東洼油氣運(yùn)移模式圖剖面位置見(jiàn)圖1。Fig.9 Pattern of hydrocarbon migration from Well QHD22-3-A to the eastern depression Locations are shown in Fig.1.

沙河街組-東營(yíng)組自生自儲(chǔ)成藏組合中還有一類重要的圈閉類型是披覆在潛山之上的呈背斜形態(tài)的圈閉，屬于構(gòu)造-巖性圈閉的一種。已鉆的秦皇島30-1、秦皇島30-2 屬于此類圈閉，多位于鄰近秦南凹陷的凸起傾沒(méi)端基底高上。秦皇島30-1、秦皇島30-2 在秦南東洼的東部邊界大斷層上升盤，遼西低凸起的西南傾沒(méi)端，中生界基底高上沉積了沙一段、東三段、東二段地層，背斜形態(tài)好，上覆沙一段、東三段、東二段泥巖蓋層分布穩(wěn)定且厚度大（100～450 m），且靠近東洼和東南洼，油源及運(yùn)移條件好，但圈閉內(nèi)缺儲(chǔ)層，QHD30-2-A 井在基巖潛山面之上古近系為厚層泥巖夾薄砂巖、粉砂巖（單厚0.5～6 m），致使圈閉內(nèi)沒(méi)有油氣富集，而秦皇島30-1 構(gòu)造已鉆4 口井，只有一口井揭示沙一段的10 m生物碎屑灰?guī)r為有效儲(chǔ)層，其他井沙一段均為泥巖。因儲(chǔ)層不發(fā)育，因此油氣不富集。從已鉆井可以看出，始新統(tǒng)-漸新統(tǒng)披覆背斜油氣富集的主控因素是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的發(fā)育程度。

3.3 中新統(tǒng)—上新統(tǒng)下生上儲(chǔ)成藏主控因素

在秦南凹陷及鄰近凸起上以中新統(tǒng)—上新統(tǒng)為主要目的層鉆探了秦皇島21-1、秦皇島28-2、秦皇島28-4、秦皇島30-1N 等4 個(gè)圈閉，其中在秦皇島28-2、秦皇島28-4、秦皇島30-1N 構(gòu)造中發(fā)現(xiàn)了油氣層，油氣層厚幾米，無(wú)開(kāi)發(fā)價(jià)值。根據(jù)已鉆井分析，中新統(tǒng)下部的館陶組為厚層砂巖、砂礫巖夾薄層泥巖，儲(chǔ)層十分發(fā)育，泥巖蓋層薄，而中新統(tǒng)上部的明化鎮(zhèn)組下段是區(qū)域性的河流-三角洲沉積，在秦南凹陷及鄰近凸起上為泥巖夾砂巖，含砂率25%～35%，泥巖單層厚5～65 m，砂巖單層厚1～5 m，儲(chǔ)蓋配置好，是一套區(qū)域性儲(chǔ)蓋組合（圖6）。上述已鉆的4 個(gè)構(gòu)造均是如此。運(yùn)用三維地震資料發(fā)現(xiàn)的斷塊、斷鼻、構(gòu)造層-巖性圈閉可靠，鉆井過(guò)程中在明下段見(jiàn)油氣顯示，但油氣層較薄，油氣層較薄的主要原因是圈閉不在油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)移路徑上，致使已鉆構(gòu)造在明下段油氣不富集。

秦皇島21-1 構(gòu)造位于秦南凹陷西洼控凹大斷層上升盤，明下段斷塊圈閉面積16 km2，鉆井揭示明下段儲(chǔ)蓋條件很好，但只見(jiàn)微弱顯示，沒(méi)有油氣層，主要原因是運(yùn)移條件差，距離油源較遠(yuǎn)，導(dǎo)致該構(gòu)造無(wú)油氣聚集。秦皇島28-4 構(gòu)造位于東洼西南部大斷層上升盤，明下段儲(chǔ)蓋條件好，砂巖單層厚度2～35 m，泥巖單層厚度3～36 m，斷塊圈閉和構(gòu)造-巖性圈閉落實(shí)，緊鄰東洼深凹陷區(qū)，油源豐富，有大斷層溝通烴源巖與圈閉內(nèi)儲(chǔ)層，明下段顯示層十余米，測(cè)井解釋油層幾米，分析油氣不富集的原因主要是大斷層運(yùn)移能力不足。斷層根部缺砂體“中轉(zhuǎn)站”連接烴源巖與斷面，斷面與烴源巖接觸面積較小，不能吸附大量分散的油氣到斷層根部初次聚集。因供給斷層的油源不足，致使明下段內(nèi)油層薄，富集程度低。由此可見(jiàn)，明下段圈閉油氣不富集的主要原因是運(yùn)移條件差。油氣運(yùn)移是秦南凹陷及鄰近凸起館陶組-明下段組合成藏的主控因素（圖10）。

圖10 過(guò)QHD21-1-A 井到東洼的油氣運(yùn)移模式圖剖面位置見(jiàn)圖1。Fig.10 Pattern of hydrocarbon migration from well QHD21-1-A to the eastern depression Locations are shown in Fig.1.

4 勘探方向預(yù)測(cè)

秦南凹陷雖然位于盆地邊緣，但鉆井揭示其東洼和東南洼有很好的烴源條件，沙三段和沙一段兩套主力烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高、類型好，且已成熟，生成了大量油氣（西洼的生油條件還未被鉆井證實(shí)），凹陷內(nèi)儲(chǔ)層發(fā)育、儲(chǔ)蓋組合配置好、類型好且規(guī)模大的構(gòu)造圈閉不多，但中—小型斷鼻、斷塊、潛山圈閉較多，另外，構(gòu)造-巖性、地層-巖性圈閉也較多，雖側(cè)封條件較構(gòu)造圈閉稍差，但優(yōu)質(zhì)蓋層可彌補(bǔ)圈閉的不足，也可形成油氣田。下面將按潛山下組合，沙河街組-東營(yíng)組中組合，館陶組-明化鎮(zhèn)組上組合這3 個(gè)層系預(yù)測(cè)秦南凹陷的勘探前景。

4.1 基巖潛山勘探方向

秦南凹陷內(nèi)東洼與東南洼之間的低隆起帶上發(fā)育潛山圈閉，儲(chǔ)層是中生界火山巖和太古界混合花崗巖，在地震剖面上中生界火山巖中見(jiàn)“丘狀”雜亂反射特征，是近火山通道相和侵出相特征，這兩類相儲(chǔ)層物性較好，太古界混合花崗巖在地震剖面上為“蠕蟲(chóng)狀”雜亂反射特征，基巖斷層發(fā)育，斷層與巖性的耦合決定了潛山儲(chǔ)層物性較好。在中生界火山巖和太古界混合花崗巖儲(chǔ)層之上是沙河街組湖相泥巖，蓋層條件好。繼承性活動(dòng)大斷層溝通了東洼、東南洼內(nèi)烴源巖與潛山圈閉內(nèi)儲(chǔ)層，烴源及運(yùn)移條件優(yōu)越。在東洼與東南洼之間的低隆起上有多個(gè)潛山圈閉未鉆探，是下一步勘探的有利方向。

4.2 沙河街組-東營(yíng)組勘探方向

秦南東洼的西斜坡是以沙河街組-東營(yíng)組為主要勘探層系的有利地區(qū)，此斜坡上順向與反向斷層多，且斷層長(zhǎng)期活動(dòng)，形成數(shù)量較多的斷鼻、斷塊構(gòu)造圈閉，單個(gè)圈閉面積不大（1～4 km2），但連在一起組成斷塊群，若發(fā)現(xiàn)油氣田，可聯(lián)合開(kāi)發(fā)，沙河街組及東營(yíng)組為三角洲-湖相沉積，砂泥互層，儲(chǔ)層發(fā)育，斷層對(duì)面的泥巖與斷塊內(nèi)砂巖儲(chǔ)層對(duì)接，形成封堵，約30%～60%儲(chǔ)層側(cè)封條件較好。東洼是已證實(shí)的富烴凹陷，而斜坡是最有利的油氣運(yùn)移方向，在西斜坡上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)斷塊油藏秦皇島22-3 構(gòu)造，但單個(gè)斷塊儲(chǔ)量較小，還有較多的斷塊、斷鼻圈閉沒(méi)有鉆探，是有利的勘探目標(biāo)。

4.3 館上段-明下段勘探方向

秦南凹陷內(nèi)東洼和東南洼大斷層下降盤館陶組-明化鎮(zhèn)組構(gòu)造-巖性和巖性圈閉是淺層找油的有利部位，繼承性發(fā)育的大斷層溝通了東洼和東南洼內(nèi)成熟的烴源巖，是油氣垂向運(yùn)移的有利通道，館上-明下段為河流-三角洲-淺湖相沉積，砂巖與泥巖不等厚互層，因砂巖橫向變化大，易形成構(gòu)造-巖性和巖性圈閉，沿大斷層縱向運(yùn)移的油氣到達(dá)館上段-明下段后，作橫向運(yùn)移，在具有構(gòu)造背景的圈閉內(nèi)聚集成藏。鄰近大斷層，具有構(gòu)造背景的館上段-明下段巖性、構(gòu)造-巖性圈閉是淺層油氣勘探的有利方向。

5 結(jié)論

（1）秦南凹陷鉆探32 口預(yù)探井，只發(fā)現(xiàn)了一個(gè)油氣田，但生烴條件好，沙三段、沙一段欠補(bǔ)償中-深湖相烴源巖發(fā)育，有機(jī)質(zhì)豐度達(dá)1.5%～4%，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅰ—Ⅱ1型，生烴量大，過(guò)去勘探效果差是因?qū)ζ涑刹刂骺匾蛩卣J(rèn)識(shí)不清。

（2）此凹陷發(fā)育下、中、上三套儲(chǔ)蓋組合，通過(guò)對(duì)已鉆井深入系統(tǒng)分析，認(rèn)為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層、有效圈閉和溝通油源斷層分別是潛山下組合、沙河街-東營(yíng)組中組合、館陶組-明化鎮(zhèn)組上組合油氣成藏的關(guān)鍵控制因素。

（3）研究認(rèn)為秦南凹陷東洼與東南洼間的低隆起是下組合勘探的有利方向，東洼西斜坡是中組合下一步勘探的有利方向，東洼和東南洼大斷層下降盤是上組合勘探的有利方向。