蔡冬梅石文龍李慧勇王保全郭濤

（1中海油能源發(fā)展采油技術(shù)服務(wù)公司鉆采工程研究院天津300452 2中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司天津300452）

0.引言

沙南凹陷位于渤海西部海域，屬于新生代發(fā)育起來(lái)的北斷南超的箕狀凹陷，該凹陷由東、西2個(gè)次級(jí)洼陷組成。到目前該區(qū)累計(jì)鉆井20余口，發(fā)現(xiàn)三級(jí)石油地質(zhì)儲(chǔ)量?jī)H2千多萬(wàn)噸，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)具有商業(yè)規(guī)模的油氣田，勘探潛力備受質(zhì)疑。筆者通過(guò)對(duì)沙南凹陷西洼的凹陷結(jié)構(gòu)、成藏條件以及已鉆構(gòu)造的成藏特征進(jìn)行了深入研究，總結(jié)出該區(qū)的成藏規(guī)律，明確了有利勘探區(qū)帶，對(duì)該區(qū)下一步的勘探方向的選取具有一定的參考意義。

1.成藏條件分析

1.1 構(gòu)造特征

沙南凹陷整體上為一狹長(zhǎng)型開放性凹陷。在凹陷中間的位置，埕北油田東側(cè)發(fā)育了一條近南北走向的構(gòu)造脊，該構(gòu)造脊把沙南凹陷分為東西兩個(gè)次洼，沙南凹陷西次洼具有北斷南超的構(gòu)造特征，整體上受控于凹陷中間一條東西走向長(zhǎng)期活動(dòng)的拉張性斷層。

從對(duì)該凹陷近50條主要的斷層演化史分析結(jié)果看，沙三上段及東三段為本區(qū)斷層最為活躍的兩個(gè)時(shí)期，前者古斷距約200～1200m，后者古斷距約100～600m。按斷層活動(dòng)延續(xù)時(shí)間及發(fā)育時(shí)期大致可將沙南凹陷西洼的斷層分為三類：第一類是早期斷層，主要發(fā)育在沙中構(gòu)造帶南北兩側(cè)的斜坡區(qū)。第二類是繼承性活動(dòng)斷層，主要發(fā)育在三個(gè)區(qū)域：一是緊鄰南北凸起的邊界大斷層，二是沙中構(gòu)造帶主斷裂，三是發(fā)育在沙南西洼南部斜坡區(qū)，主要是在早期斷層活動(dòng)的基礎(chǔ)上持續(xù)活動(dòng)的大斷層。第三類是晚期斷層，形成時(shí)期為新近系，這類斷層主要分布在沙南西次洼的南部斜坡區(qū)。

沙中構(gòu)造南北兩側(cè)斜坡帶斷層的發(fā)育期次與沙中構(gòu)造帶主斷裂的構(gòu)造活動(dòng)有著密切的聯(lián)系。在沙中構(gòu)造帶主斷層早期斷距最大的地方，在其兩側(cè)拉張應(yīng)力就大，早期斷層發(fā)育就多，尤其是在構(gòu)造帶南側(cè)，早期發(fā)育了較多的正斷層。中期主斷層活動(dòng)性減弱，在其南北兩側(cè)的拉張斷層只有少數(shù)斷層保持較弱的活動(dòng)性，后期，主斷層活動(dòng)性又開始變強(qiáng)，在其兩側(cè)的一部分早期斷層繼承性活動(dòng)，同時(shí)又產(chǎn)生了一些新的東西走向的拉張性斷層。這些發(fā)育在不同區(qū)域的不同類型的斷層控制了沙南凹陷西洼的圈閉的類型以及分布范圍。

1.2 儲(chǔ)蓋組合條件分析

沙南凹陷西洼主要發(fā)育了五套儲(chǔ)蓋組合，目前發(fā)現(xiàn)的油氣主要成藏于沙河街組的沙二段地層。

在沙三時(shí)期，沙南凹陷西洼的凹陷結(jié)構(gòu)為一個(gè)北斷南超的寬緩型箕狀凹陷，凹陷中部的沙中構(gòu)造帶還是一個(gè)較小的水下基底隆起，此時(shí)南側(cè)的埕子口凸起和埕北凸起連在一起形成南部物源供給區(qū)，沙壘田凸起為北側(cè)物源供給，該時(shí)期在南北兩個(gè)斜披帶主要以扇三角洲沉積為主。

在沙二時(shí)期，沙中構(gòu)造帶已經(jīng)基本形成，凹陷中間的主斷層斷距較大，北側(cè)上升盤進(jìn)一步抬升，沿著這條斷裂在沙南凹陷西洼形成一條東西走向的構(gòu)造帶，構(gòu)造帶南北兩側(cè)的斜坡區(qū)距離物源相對(duì)較近，沙壘田凸起、埕子口凸起以及埕北凸起可以提供充足的物源供給，該時(shí)期沙南西洼發(fā)育了大范圍的辮狀河三角洲沉積（圖1），另外，來(lái)自沙壘田凸起的物源可以沿著構(gòu)造帶的斷裂調(diào)節(jié)帶構(gòu)造較低的位置繼續(xù)向南側(cè)搬運(yùn)，使北側(cè)物源的影響向南延伸更遠(yuǎn)，辮狀河三角洲分布的范圍更廣，這樣在凹陷的較深部位也可以形成育良好的儲(chǔ)層條件。

目前沙中構(gòu)造帶鉆井主要分布在上升盤上，鉆井揭示的沙二段儲(chǔ)層都不理想。

1.3 烴源巖條件分析

沙南凹陷發(fā)育東三段、沙一段和沙三段三套烴源巖，沙南凹陷沙河街組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度和類型均不錯(cuò)，總有機(jī)碳含量達(dá)3%～4%，并以Ⅱ1型干酪根類型為主，為好到很好的烴源巖類型，東三有機(jī)碳含量為2.5%，有機(jī)質(zhì)豐度好，烴源巖類型為Ⅰ～Ⅱ1，主要以Ⅱ1型為主，屬于好烴源巖（圖2）。沙南凹陷西洼生烴門限在2500-2800m,平均排烴門限深度約為3000m，沉積中心泥巖厚度達(dá)500m以上。從油源對(duì)比分析結(jié)果來(lái)看，已鉆井揭示的油氣主要來(lái)自沙河街組烴源巖，尤其是沙三段烴源巖，同時(shí)東三段的烴源巖也有一定的貢獻(xiàn)。

總體來(lái)看，沙南凹陷西洼的烴源巖無(wú)論是生烴指標(biāo)還是分布范圍情況都是比較理想的，具有較好的生烴潛力。

2.油氣成藏特征及主控因素分析

2.1 成藏特征

沙南凹陷西洼鉆探主要集中在沙中構(gòu)造帶上，由于該構(gòu)造帶位于沙南凹陷西洼生烴凹陷的中間，南北兩側(cè)被生烴次洼所夾持，同時(shí)沙中構(gòu)造帶整體上又具有較大的圈閉規(guī)模，該構(gòu)造帶被普遍認(rèn)為具有較好的勘探前景，但是這些年來(lái)的鉆探結(jié)果并不理想，累計(jì)鉆井20余口，發(fā)現(xiàn)三級(jí)石油地質(zhì)儲(chǔ)量?jī)H2千多萬(wàn)噸，勘探潛力受到質(zhì)疑。

2.2 成藏主控因素分析

通過(guò)上面的分析可知，影響沙中構(gòu)造帶整體成藏規(guī)模的主要因素有兩個(gè)，一是較低的圈閉充滿度；二是主要目的層沙二段的儲(chǔ)層不發(fā)育。導(dǎo)致圈閉充滿度較低的原因主要可能有三個(gè)：一是凹陷的供烴能力差；二是圈閉的有效性差；三是凹陷具有較好的生排烴能力，但這些圈閉不在油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)路徑上。從上面分析可知，沙南西洼的具有良好的烴源條件，那么影響該構(gòu)造帶充滿度較低的因素就剩圈閉的有效性差和沒(méi)有位于油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)路徑上。

目前沙中構(gòu)造帶上所鉆的構(gòu)造主要集中在東西向主斷裂的上升盤上，圈閉有效性主要取決于上升盤的儲(chǔ)層與下降盤的巖性對(duì)情況，如果是和下降盤的儲(chǔ)層對(duì)接，圈閉的有效性就差，如果是和下降盤的泥巖對(duì)接，圈閉的有效性就高，從對(duì)已鉆幾個(gè)構(gòu)造主要目的層的斷層側(cè)封性分析看結(jié)果看，上下兩盤的儲(chǔ)層基本都是對(duì)接的，整體情況都不理想（圖3）。沙南凹陷西洼具有北斷南超的結(jié)構(gòu)特征，其中南側(cè)洼陷埋深大、烴源巖分布范圍廣，是主要的生烴洼陷，從流體勢(shì)角度分析，南側(cè)這種次洼結(jié)構(gòu)生成的油氣主要是沿斜坡向南側(cè)運(yùn)移的，而沿著沙中構(gòu)造帶主斷層向上升盤運(yùn)移的油氣量是十分有限的。來(lái)自北側(cè)次洼的油氣由于圈閉的有效性差，保存在該區(qū)的量是有限的，大量的油氣是沿著地層產(chǎn)狀繼續(xù)向南側(cè)運(yùn)移。

3.油氣成藏規(guī)律

3.1 凹陷的類型控制了油氣運(yùn)移方向

以往對(duì)烴源巖的分析，主要是針對(duì)烴源巖的生烴指標(biāo)的優(yōu)劣，烴源巖的規(guī)模大小進(jìn)行研究，而忽略了運(yùn)移方向。從流體勢(shì)角度分析，在烴源巖上傾方向?yàn)橛蜌膺\(yùn)移的低勢(shì)區(qū)，理想狀態(tài)下油氣會(huì)從盆地的沉積中心以分隔槽為界向四周斜坡區(qū)運(yùn)移，目前，在環(huán)生烴凹陷的凸起區(qū)一般都能發(fā)現(xiàn)大油田就是很好的證明。盆地的類型決定了烴源巖的產(chǎn)狀，烴源巖的產(chǎn)狀決定了油氣運(yùn)移的方向（圖4），因此，明確了含油氣盆地的類型就明確了含油氣盆地各個(gè)斜坡區(qū)勘探潛力的大小。烴源巖規(guī)模決定了盆地勘探潛力大小，盆地的類型決定了油氣向不同斜坡區(qū)運(yùn)移的數(shù)量，圈閉的位置決定了在哪里能否捕獲到油氣。

沙南凹陷西洼為一個(gè)向南抬升的箕狀凹陷，南側(cè)斜坡區(qū)是油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)指向區(qū)，烴源巖生成的油氣主要沿著烴源巖的產(chǎn)狀向南側(cè)斜坡區(qū)運(yùn)移，因此，南部斜坡區(qū)是沙南凹陷西洼的有利勘探區(qū)帶。在沙中構(gòu)造帶北側(cè)斜坡區(qū)，油氣以北側(cè)次洼沉積中心為界向南北兩側(cè)運(yùn)移，一部分運(yùn)移到沙中構(gòu)造帶，一部分向沙壘田凸起運(yùn)移（圖5）。沙中構(gòu)造帶由于沒(méi)有位于南側(cè)生烴主洼的優(yōu)勢(shì)指向區(qū)，來(lái)自南側(cè)烴源巖貢獻(xiàn)的油氣量十分有限，北側(cè)運(yùn)移到此的油氣又難以保存，因此，在該構(gòu)造帶上雖有油氣發(fā)現(xiàn)，但圈閉充滿度較低，成藏規(guī)模較小。

3.2 儲(chǔ)層的發(fā)育程度控制了油氣成藏的規(guī)模

除了圈閉規(guī)模的大小，儲(chǔ)層的發(fā)育程度也是影響油氣成藏規(guī)模的一個(gè)關(guān)鍵因素，沙中構(gòu)造沒(méi)有形成規(guī)模性的油氣藏，除了圈閉的有效性較差外，儲(chǔ)層不發(fā)育也是原因之一，例如在沙中構(gòu)造帶南側(cè)下降盤曹妃甸15-3構(gòu)造和曹妃甸14-1S南構(gòu)造分別鉆了1口井，雖然這兩口井在古近系油氣顯示非?；钴S，基本是見(jiàn)儲(chǔ)層就有油氣顯示，測(cè)井解釋了多層油層，取樣也取到了油和天然氣，測(cè)試也獲得較高產(chǎn)能，但是沙河街組儲(chǔ)層均以薄互層砂巖為主，儲(chǔ)層橫向分布不穩(wěn)定，導(dǎo)致這兩個(gè)構(gòu)造整體成藏規(guī)模較小。

4.有利勘探區(qū)帶

通過(guò)對(duì)沙南西洼成藏條件的分析和成藏規(guī)律的總結(jié)，認(rèn)為沙南凹陷西次洼的南部斜坡區(qū)以及沙壘田凸起南側(cè)斜坡區(qū)為兩個(gè)比較有利的勘探區(qū)帶（圖8）:

4.1 沙南凹陷西洼南部斜坡帶

沙南西洼的南部斜坡區(qū)為生烴主洼的油氣運(yùn)移優(yōu)勢(shì)指向區(qū)，目前在沙中構(gòu)造帶下降盤鉆探的井在古近系油氣顯示均十分活躍，充分說(shuō)明了洼陷較強(qiáng)供烴能力，另外，該區(qū)距離南側(cè)物源區(qū)較近，尤其是在沙三下時(shí)期，埕北凸起和埕子口凸起連在一起為同一物源區(qū)，發(fā)育扇三角洲沉積，沙二段時(shí)期發(fā)育大范圍的辮狀河三角洲沉積體系，為有利的儲(chǔ)層發(fā)育相帶，東二段時(shí)期又沉積了巨厚的湖相泥巖形成良好的蓋層條件。總之，沙南凹陷西洼南部斜坡區(qū)為油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)指向區(qū)，發(fā)育良好的儲(chǔ)蓋組合條件，具有形成大中型油氣藏的潛力。

另外，由于受北側(cè)沙中構(gòu)造帶主斷裂構(gòu)造應(yīng)力的影響，南側(cè)斜坡區(qū)發(fā)育了多個(gè)繼承性活動(dòng)的斷層，這些斷層可以作為輸導(dǎo)通道為新近系圈閉提供油氣供應(yīng)，在斷層和砂體耦合好的地方聚集成藏。

4.2 沙壘田凸起南側(cè)斜坡帶

沙中構(gòu)造帶上升盤鉆井均揭示了良好的生烴指標(biāo)和厚層的優(yōu)質(zhì)烴源巖，油源對(duì)比結(jié)果表明沙中構(gòu)造帶上升盤的油氣均為近源成藏，表明了北側(cè)洼陷良好的供烴能力，另外，沙壘田凸起南側(cè)斜坡區(qū)已鉆井揭示了該區(qū)具有良好的儲(chǔ)層條件，因此，在沙壘田凸起南側(cè)斜坡區(qū)也是一個(gè)較為有利勘探區(qū)帶。

5.結(jié)論

（1）沙中構(gòu)造帶距離物源區(qū)較遠(yuǎn)，沙二段沉積時(shí)期構(gòu)造位置較高，位于不利儲(chǔ)層發(fā)育相帶，其南北兩側(cè)沙二段發(fā)育辮狀河三角洲沉積體系，沙三段發(fā)育扇三角洲沉積體系，為良好的儲(chǔ)層發(fā)育相帶。

（2）沙南凹陷西洼具有良好的烴源條件，優(yōu)質(zhì)烴源分布范圍廣，生烴指標(biāo)好，具有較好的供烴能力。

（3）圈閉有效性差以及位于南側(cè)主洼非油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)移方向上是沙中構(gòu)造帶失利的主要原因。

（4）沙南凹陷西洼南部斜坡區(qū)位于油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)指向區(qū)，發(fā)育良好的儲(chǔ)層條件，具有較大的勘探潛力。

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