王金旗

（中國(guó)石化河南油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南南陽(yáng) 473132）

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

南陽(yáng)凹陷所在的南襄盆地位于秦嶺褶皺帶和揚(yáng)子板塊北緣斷裂帶的結(jié)合部，是燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)晚期發(fā)育起來(lái)的以古近系為主的中、新生代陸相含油氣斷陷盆地，經(jīng)歷了斷陷和拗陷兩個(gè)發(fā)育時(shí)期，凹陷沉積蓋層主要為新生界。新近系和第四系地層最大厚度為970 m，與古近系不整合接觸；古近系地層最大厚度為4 800 m，與基底變質(zhì)巖系呈不整合接觸。古近系地層自下而上形成玉皇頂–大倉(cāng)房組、核桃園組、廖莊組三個(gè)階段的完整沉積旋回。位于旋回中部的核桃園組（尤其核二、三段）是凹陷的主要含油目的層，最大厚度約2 400 m。核桃園組沉積時(shí)期，沉降中心位于北東向邊界斷層一側(cè)，發(fā)育有牛三門、東莊兩個(gè)沉積中心[1]。

研究區(qū)位于南陽(yáng)凹陷魏崗北–馬莊鼻狀構(gòu)造以東、唐河低凸起以西，北以楊5井－金8井－南46井一線為界，南到新野邊界斷層，主體包含兩大鼻狀構(gòu)造帶和牛三門生油次凹，區(qū)內(nèi)張店油田和魏崗油田投入開(kāi)發(fā)多年，勘探面積約為300 km2（圖1）。

2 油氣輸導(dǎo)條件

輸導(dǎo)條件是控制北部斜坡帶油氣富集的關(guān)鍵因素。對(duì)南陽(yáng)凹陷東部地區(qū)斜坡帶上的復(fù)雜斷塊區(qū)而言，油氣的輸導(dǎo)條件主要取決于砂體的連通狀況、斷層作用和勢(shì)能狀態(tài)；油氣的輸導(dǎo)首先表現(xiàn)為沿構(gòu)造脊輸導(dǎo)，即斷層和砂巖儲(chǔ)集體構(gòu)成的復(fù)合型輸導(dǎo)體系，其類型可進(jìn)一步細(xì)分為砂體+斷層階梯式運(yùn)移輸導(dǎo)體系、砂體側(cè)向+斷層垂向運(yùn)移輸導(dǎo)體系和砂體+斷層優(yōu)勢(shì)通道側(cè)向運(yùn)移輸導(dǎo)體系。

2.1 砂體展布

南陽(yáng)凹陷東部地區(qū)受區(qū)域構(gòu)造背景及古構(gòu)造地貌控制，北部斜坡帶發(fā)育的金華–張店復(fù)合三角洲砂體自北東向南延伸，砂體穩(wěn)定發(fā)育[2]，分布廣泛（圖2），在金1井－金8井－龍13井一帶以湖灣相隔，向南至魏崗一帶常復(fù)合在一起。

三角洲沉積砂體多呈指狀或朵狀體深入湖盆，主體方向延伸10 km，側(cè)向延伸2 km，主體面積達(dá)19 km2，主要構(gòu)成魏崗、張店油田的儲(chǔ)層，水下分流河道的砂體單層厚度大，物性好，與構(gòu)造圈閉的配置關(guān)系好，油氣富集程度高[1]。主要含油層段儲(chǔ)、蓋組合為間互式，砂泥巖層厚度適當(dāng)。但核二段、核三段骨架砂體分布不均勻，指狀厚層的高孔滲砂體可能是重要的油氣運(yùn)移通道。油氣富集區(qū)往往對(duì)應(yīng)著砂體展布方向，而不同物源砂體之間儲(chǔ)層連通性差，物性差，油氣富集程度低。

張店–白秋復(fù)雜斷塊區(qū)具“近源、層厚”特點(diǎn)（圖2），如南99井核二Ⅲ亞段砂巖厚度達(dá)72 m，含砂率為49.3%，平均孔隙度為21.4%，滲透率一般為 157×10-3μm2～621×10-3μm2；而魏崗復(fù)雜斷塊區(qū)具“遠(yuǎn)源、層薄”特點(diǎn)，處在三角洲前緣末端的魏崗Ⅰ斷塊魏10井核二Ⅲ亞段砂巖累計(jì)厚度達(dá)240 m，平均孔隙度為 11.5%，滲透率為 26×10-3μ m2～229×10-3μm2。因此，北部砂體發(fā)育規(guī)模和物性差異是造成復(fù)雜斷塊區(qū)儲(chǔ)量豐度、產(chǎn)能差異的重要原因。

圖1 南陽(yáng)凹陷構(gòu)造格局及研究區(qū)位置

圖2 南陽(yáng)凹陷魏21井－南26井核二段沉積微相聯(lián)井剖面（近東西向）

2.2 斷層作用

南陽(yáng)凹陷斷裂極為發(fā)育，主導(dǎo)控制著凹陷的沉積作用、構(gòu)造發(fā)育及構(gòu)造展布格局。北東東向、北東向、近東西向三組斷裂斷距較大，延伸較長(zhǎng)，相互交切魏崗、張店鼻狀構(gòu)造根部，形成一系列有利的斷鼻（斷塊）圈閉，控制了油氣的生成、聚集和分布[3]。由過(guò)魏崗、張店鼻狀構(gòu)造主體的地震剖面可知，除邊界控制的斷層外，共有不同時(shí)期切穿核三Ⅰ亞段–核二Ⅱ亞段烴源巖的斷層38條，斷層的斷距一般為 30 ～100 m，延伸長(zhǎng)度為 3 ～15 km。這些不同產(chǎn)狀、不同大小的斷裂控制著研究區(qū)油氣的宏觀分布。

斷層在地質(zhì)時(shí)期起通道作用還是遮擋作用，與斷層活動(dòng)時(shí)期、斷層靜止期兩側(cè)巖層的物性、拼接方式及地層壓力等因素有關(guān)。在油氣大量運(yùn)移聚集之前就已停止活動(dòng)的斷層，一般都具有較好的封堵性，油氣在斷層附近聚集形成油氣藏；反之，斷層封閉性差，油氣運(yùn)移至斷層附近，沿著斷層運(yùn)移至另一盤，造成同一生烴層系生成的油氣向不同的儲(chǔ)集層輸送和聚集，或同一儲(chǔ)集層接合、聚集了多套烴源巖生成的油氣，出現(xiàn)“一源多層”或“一層多源”的現(xiàn)象[4]。

位于魏崗地區(qū)的魏崗一號(hào)斷層（F12），為一走向北北東、傾向南西西、長(zhǎng)度7.1 km、最大斷距可達(dá)500 m的正斷層，對(duì)核桃園組地層的沉積有一定的控制作用（圖3）。該斷層主活動(dòng)期在核三段早期，核一段晚期活動(dòng)明顯減弱，在廖莊組沉積末期基本不活動(dòng)；而主力烴源巖（Eh3～Eh2）在核一段沉積末期才開(kāi)始成熟，因而，該斷層的活動(dòng)期明顯早于古近系烴源巖的主生排烴期，加之?dāng)嗑啻髮?duì)油氣的封堵作用遠(yuǎn)強(qiáng)于通道作用，使之成為早期成烴旋回（Eh1～El）的油氣運(yùn)移通道，并沿魏崗鼻狀構(gòu)造脊穿過(guò)斷層向高部位運(yùn)移；新近紀(jì)，斷層活動(dòng)停止，因而對(duì)晚期成烴旋回(El～Q)生成的油氣主要起封堵作用，油氣主要聚集在魏崗、張店鼻狀構(gòu)造鄰近的不同斷塊內(nèi)。

圖3 魏崗一號(hào)斷層（F12）平面展布及地震剖面

3 成藏主控因素

魏崗、張店斷裂鼻狀構(gòu)造或受古隆起控制，或?yàn)橥练e差異壓實(shí)作用形成，這些構(gòu)造帶發(fā)育早且具有繼承性，最后定型時(shí)間為廖莊組沉積末期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成時(shí)間早于南陽(yáng)凹陷大量排烴期(核一段至廖莊組沉積末期)，加之這幾個(gè)構(gòu)造帶均處于生油區(qū)，因此，圈閉發(fā)育與油氣生排烴高峰期時(shí)間匹配良好[4]。

3.1 成藏關(guān)鍵期

通過(guò)烴源巖生烴史、流體包裹體及壓力、流體勢(shì)演化史模擬、圈閉形成史分析可知，南陽(yáng)凹陷主力烴源巖層是核二Ⅲ段和核三Ⅰ段，烴類活動(dòng)具有旋回性、多期次的特點(diǎn)（圖4）。油氣成藏過(guò)程表明，油藏普遍存在三期油氣充注和兩期油氣成藏，核三段烴源巖在核一段中末期達(dá)到生排烴高峰，核二Ⅲ亞段烴源巖在廖莊組末期達(dá)到生排烴高峰，從整體上看廖莊組是整個(gè)凹陷的生、排烴高峰期。主成藏期相當(dāng)于廖莊組末期開(kāi)始的構(gòu)造抬升后至新近紀(jì)再沉積期，成藏期長(zhǎng)達(dá)15.3 Ma～26.8 Ma。油氣的成藏作用大體經(jīng)歷了早期側(cè)向運(yùn)移與斷層垂向輸導(dǎo)淺層成藏和晚期側(cè)向運(yùn)移斷層封閉成藏。早期生成的原油主要來(lái)自核三段和核二Ⅲ亞段烴源巖，包括低成熟、成熟型原油；晚期生成的原油以成熟型為主，也包括由核二Ⅰ、Ⅱ亞段烴源巖生成的低成熟型原油。

3.2 成藏主控因素

3.2.1 構(gòu)造對(duì)油氣富集起著主導(dǎo)作用

對(duì)油藏解剖發(fā)現(xiàn)，構(gòu)造對(duì)魏崗、張店油田的油氣富集的控制作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是斷層作為油藏的遮擋物與鼻狀構(gòu)造相配合，形成各類油藏；二是兩條斷層相交或數(shù)條斷層相接構(gòu)成斷層圈閉，使油氣富集[3]。從流體勢(shì)的平面特征看，長(zhǎng)期繼承性的古隆起形成了以匯聚流為主的流體勢(shì)等值線形態(tài)，使得來(lái)自牛三門次凹的原油從不同方向指向該構(gòu)造部位的低勢(shì)區(qū)匯聚。加上魏崗隆起區(qū)埋深相對(duì)較淺，良好的孔滲條件也為油氣運(yùn)聚提供了通道，所以，魏崗、張店油田成為南陽(yáng)凹陷最大的油田[4]。

3.2.2 油藏含油范圍和油藏高度受斷層封閉性控制

通過(guò)對(duì)斷層封閉要素與成藏相關(guān)性量化研究認(rèn)為，影響斷層封閉性的主控因素是斷層規(guī)模、泥巖涂抹系數(shù)、對(duì)置盤砂地比以及斷層傾角等，低序級(jí)斷層和早期斷層具有良好的封閉性。通過(guò)典型油藏解剖和成藏特征分析，斷層控藏具有多重性，油氣分布受斷塊控制，即斷層控藏和側(cè)向封堵[4]。油氣運(yùn)移主要為沿?cái)鄬拥碾A梯狀運(yùn)移和穿斷層沿儲(chǔ)集層的串層側(cè)向運(yùn)移，兩種運(yùn)移交替進(jìn)行，從深層運(yùn)移至淺層。油氣聚集于被斷層不斷分隔的塊斷單元中，由南向北的斷塊含油層位不斷減少。油藏特征普遍表現(xiàn)為“含油高度小、含油寬度窄”的特點(diǎn)。

近年來(lái)的勘探成果表明，魏崗、張店鼻狀構(gòu)造與砂體的展布具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即鼻狀構(gòu)造的軸向與砂體的軸向基本重合或斜交，兩翼處于砂體側(cè)緣部位。北西向或北東向的斷層切割砂體，上傾方向受到斷層遮擋，側(cè)緣方向形成巖性尖滅，兩因素相結(jié)合形成了斷層–巖性油氣藏。在鼻狀構(gòu)造主體部位的高斷塊鉆探多能見(jiàn)到較厚的油層，而到其翼部的低部位一般含油情況變差。說(shuō)明鼻狀構(gòu)造不僅給油氣聚集提供了有利場(chǎng)所，而且對(duì)油氣的富集起著良好的控制作用（圖5）。

圖4 南陽(yáng)凹陷油氣充注史分布

圖5 魏崗油田南北向剖面及主要區(qū)塊含油高度剖面

4 勘探潛力分析

南陽(yáng)凹陷魏崗、張店鼻狀構(gòu)造的繼承性發(fā)育十分有利于油氣運(yùn)聚，是有利勘探方向。受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和成烴旋回的影響，有機(jī)質(zhì)熱演化經(jīng)歷了早期成烴與晚期成烴旋回。特別是廖莊組沉積末期，同期發(fā)生的差異抬升構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致油氣大規(guī)模運(yùn)移，形成現(xiàn)今東部地區(qū)斜坡帶眾多、與斷層有關(guān)的油氣藏。斜坡帶發(fā)育的各種斷鼻（斷塊）都被證實(shí)是有利的油氣聚集帶。

4.1 晚期成烴旋回

晚期成烴旋回主要發(fā)生在廖莊組末期開(kāi)始的構(gòu)造抬升期至新近紀(jì)再沉積期。由于凹陷處于拗陷期，地層差異抬升作用增加鼻狀構(gòu)造與烴源巖勢(shì)能差，油氣構(gòu)造脊首先向北運(yùn)移，部分油氣沿砂體穿斷層側(cè)向運(yùn)移。這一時(shí)期，主要斷層活動(dòng)基本停止，生成的烴類主要聚集在斜坡帶內(nèi)側(cè)及中央凹陷帶周緣的砂體中，容易形成異常高壓。因此，在鼻狀構(gòu)造傾沒(méi)端及兩翼發(fā)育的碎屑巖重力流砂體及灘壩砂體是研究區(qū)內(nèi)部隱蔽油氣藏的重要目標(biāo)。如張店鼻狀構(gòu)造帶西翼部署的張9-1井，初期日產(chǎn)油10.5 t，已累產(chǎn)原油397.2 t，證明在鼻狀構(gòu)造帶兩翼的斷層–巖性油藏中存在較大油氣潛力。在魏崗油田Ⅴ斷塊以北地區(qū)，雖然有北掉斷層遮擋作用影響，但距含油區(qū)較近，遮擋作用最弱，成藏可能性最大，如在Ⅵ、Ⅷ1等斷塊的核三段已發(fā)現(xiàn)了多個(gè)油藏。近期研究表明，南72井周緣斷塊群油氣運(yùn)聚條件最為優(yōu)越，核三段應(yīng)是油氣勘探的有利層系。

4.2 早期成烴旋回

早期成烴旋回主要發(fā)生在核一段中末期–廖莊組沉積期，是核三段生成的低成熟–成熟油充注期。在這一時(shí)期，由斷層+砂巖儲(chǔ)集體構(gòu)成的復(fù)合型輸導(dǎo)體系中的油氣開(kāi)始就近進(jìn)入金華–張店砂體并聚集于鄰近的圈閉中，通過(guò)構(gòu)造脊效應(yīng)和斷層面，沿鼻狀構(gòu)造軸部向北運(yùn)移，部分油氣沿砂體穿斷層側(cè)向運(yùn)移，或沿?cái)鄬映孰A梯狀運(yùn)移，因此，在斷層斷開(kāi)的層位都能形成油氣聚集，油藏具有井段長(zhǎng)、油層多而集中、含油帶窄等特點(diǎn)。魏崗油田5個(gè)核三段烴源巖樣品中僅1個(gè)樣品與核二段原油沉積環(huán)境相似，反映出核二段原油主要來(lái)自核二段烴源巖。魏 315井（核三Ⅱ亞段）原油樣品的伽馬蠟烷指數(shù)高達(dá)1.26，說(shuō)明原油可能來(lái)自南部同型烴源巖，反映了魏崗油田原油與生油巖物源輸入的一致性。因此，在早期成烴旋回中晚期，部分?jǐn)嗔讶栽诨顒?dòng)，為這部分烴類進(jìn)入核三段儲(chǔ)層提供了條件，繼承性發(fā)育的古隆起或差異壓實(shí)形成的鼻狀構(gòu)造更有利于油氣運(yùn)聚，已發(fā)現(xiàn)油藏主要集中在魏崗、張店鼻狀構(gòu)造軸部高部位[5-8]。綜合研究認(rèn)為，在油氣運(yùn)移流線密集的路徑上，主要尋找斷層封閉的斷鼻（斷塊）油藏和斷層–巖性油藏。

5 結(jié)論

（1）南陽(yáng)凹陷主力烴源巖層是核二Ⅲ亞段和核三Ⅰ亞段，烴類活動(dòng)具有旋回性、多期次的特點(diǎn)。主成藏期相當(dāng)于廖莊組末期開(kāi)始的構(gòu)造抬升后至新近紀(jì)再沉積期，成藏期長(zhǎng)達(dá)15.32 Ma～6.8 Ma。

（2）研究區(qū)斷層＋砂巖儲(chǔ)集體構(gòu)成復(fù)合型輸導(dǎo)體系，油氣主要沿構(gòu)造脊向北運(yùn)移，沿?cái)嗔鸦騼?chǔ)集巖向上運(yùn)移并在圈閉中聚集成藏。

（3）含油圈閉一般在鼻狀構(gòu)造背景條件下形成，往往被斷層分割而復(fù)雜化，而斷塊（斷鼻）則成為一個(gè)基本的含油氣單元。受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和成烴旋回的影響，油氣藏平面上和縱向上分布呈規(guī)律性的變化特征。

[1] 程學(xué)峰．南陽(yáng)凹陷核桃園組油氣成藏規(guī)律研究與勘探潛力分析[D]．北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2008.

[2] 韓濤，彭仕宓，石金華，等. 南陽(yáng)凹陷東部核二段儲(chǔ)層沉積相研究[J]．油氣地質(zhì)與采收率，2006，13（6）：33–36.

[3] 田納新，吳官生，李鋒，等．南襄盆地南陽(yáng)凹陷構(gòu)造特征與油氣分布[J]．石油天然氣學(xué)報(bào)，2008，30（6）：51–55.

[4] 張本書(shū)，張帆，盧靖，等．南陽(yáng)凹陷白秋地區(qū)油氣成藏控制因素分析[J]．石油地質(zhì)與工程，2012，26（5）：9–12.

[5] 菜佳，王華，羅家群. 基于層序地層格架的南陽(yáng)凹陷油氣成藏模式[J]．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（3）：67–75.

[6] 郭彥麗，曲天紅，顧玉君，等．南陽(yáng)凹陷白秋地區(qū)儲(chǔ)層“四性”關(guān)系及低阻成因研究[J]．石油地質(zhì)與工程，2014，28（3）：47–49，53.

[7] 吳愛(ài)紅，白麗，田新，等．白秋地區(qū)低阻油層成因分析與識(shí)別方法[J]．石油地質(zhì)與工程，2014，28（5）：53–55，59.

[8] 肖學(xué)，王振奇，于群達(dá)，等．南陽(yáng)凹陷魏崗油田北部地區(qū)滑塌濁積巖發(fā)育特征[J]. 石油地質(zhì)與工程，2015，29（1）：32–34.