惠民凹陷南部斜坡帶油氣成藏控制因素分析

高 陽

(中國石化勝利油田分公司 勘探開發研究院，山東 東營 257015)

惠民凹陷南部斜坡帶古近系富含油氣，截止到2021年已探明石油地質儲量近1 800×104t，但目前發現的油氣主要集中在曲堤鼻狀構造和錢官屯鼻狀構造兩個正向構造帶，下一步油氣勘探方向不明確。21世紀初，南部斜坡帶是惠民凹陷油氣勘探的熱點地區，大量學者對惠民凹陷南斜坡的構造格局、資源潛力、地層及沉積充填、油氣充注期次和油氣運移規律開展了研究，查清了惠民凹陷南部斜坡帶油氣成藏條件，發現了曲堤油田和錢官屯油田[1-11]。但南部斜坡帶的油氣成藏主控因素還缺乏系統研究，導致油氣分布規律認識不清，下一步油氣勘探方向不明確。為查清惠民凹陷南部斜坡帶油氣成藏控制因素，筆者統計研究區已發現所有油氣藏的成藏要素，尋找其成藏的共性，然后對比失利井成藏要素，查清油氣成藏控制因素，并在此基礎上分析主要成藏要素對油氣成藏的控制作用，用于預測有利勘探方向。

1 區域地質概況

惠民凹陷位于渤海灣盆地濟陽坳陷西南部，包括滋鎮洼陷、陽信洼陷、臨南洼陷、里則鎮洼陷、中央隆起帶和南部斜坡帶6個次級構造單元[1,12](圖1)，其中南部斜坡帶北以夏口斷層為界與臨南洼陷相鄰，南以齊廣斷層為界與魯西南隆起相接，東以白橋斷層為界與里則鎮洼陷相隔，勘探面積約1 300 km2。

圖1 惠民凹陷構造綱要

惠民凹陷南部斜坡帶構造演化與渤海灣盆地一致，經歷了古生代地臺、中生代坳陷-斷陷、古近紀斷陷、新近紀坳陷4個演化階段[13,14]，古生界到新生界地層保留較全。其中新生代沉積了古近系沙河街組(Es)、東營組(Ed)、新近系館陶組(Ng)、明化鎮組(Nm)和第四系(Q)，為一套厚度1 000～4 000 m的河流、湖泊相沉積物，已發現的油藏主要分布在沙四段、沙三段、沙二段及館陶組4套含油層系中。

惠民凹陷南部斜坡帶緊鄰生油的臨南洼陷，發育錢官屯鼻狀構造、曲堤東鼻狀構造、曲堤鼻狀構造和仁風潛山帶4個大型正向構造，古近系發育以魯西南隆起為物源的沖積扇、扇三角洲砂體，油氣成藏條件優越。

2 油氣藏成藏要素統計

惠民凹陷南部斜坡帶已發現的油藏集中分布在曲堤鼻狀構造帶和錢官屯鼻狀構造帶，對這兩個地區所有探井鉆探圈閉的成藏要素進行統計，統計項目包括：圈閉類型、圈閉所處構造背景、斷層性質、斷層SGR指數、探井鉆遇層與圈閉頂點高程差、油氣源-目標圈閉距離7項，并對比分析失利井成藏要素，根據統計和對比結果，總結成藏控制因素。

2.1 錢官屯地區

錢官屯地區鉆遇沙三段、沙四段的探井共有21口，其中Q18井鉆探目標為地層圈閉，因圈閉不落實，全井未見油氣顯示。其余20口井鉆探目標都是構造圈閉，其中7口井鉆遇油層，3口井鉆遇油水同層，10口井失利未見油氣顯示。

統計發現，鉆遇油層和油水同層的井具有共性，即油藏類型都是構造油藏，油藏所處圈閉位置都位于構造脊部，是油氣運移的有利部位，油氣輸導方式為斷層-砂體復合輸導，且距離油源不超過10 km，控制圈閉的斷層側向封堵性好，斷層SGR大于60%(圖2(a))，但油藏含油高度小，目前發現的油藏含油高度都小于60 m。

圖2 錢官屯地區探井成藏要素雷達圖

失利井失利的原因有2種，其中5口井位于鼻狀構造的側翼，偏離油氣輸導運移優勢路徑，因而落空；5口井油源與圈閉之間的距離超過10 km，因距離油氣源遠而失利(圖2(b))。

2.2 曲堤地區

曲堤地區鉆遇沙三、沙四探井25口，其中Q11和Qx28井因圈閉不落實而失利。其余井有8口鉆遇油層、2口鉆遇油水同層，13口井見油氣顯示。

曲堤地區8口井鉆遇油層的井所在的圈閉具有以下特點：①發育油藏的圈閉都是構造圈閉(斷塊圈閉、斷鼻圈閉)，其中5口鉆遇油層的井位于構造脊，處于油氣運聚的有利路徑，還有3口井處于構造脊的側翼和鞍部；②發育油層的斷塊圈閉控圈斷層的側向封堵性好，油層段斷層的SGR大于60%；③油氣運聚的方式都是斷層-砂體復合輸導；④圈閉與油源的距離不超過7 km，油氣運移距離較短。與錢官屯地區相比，曲堤地區在構造脊側翼和鞍部都發現油藏，證實曲堤地區油源條件較好(圖3(a))。

13口井在沙三段、沙四段未見油氣顯示。綜合分析認為，其落空原因有兩個：①鉆探的圈閉不在油氣運移的路徑上，油氣運聚條件不利；②鉆探圈閉與油源距離遠，油氣未運移到鉆探圈閉(圖3(b))。

圖3 曲堤地區探井成藏要素雷達圖

綜上可知，油氣的運移方向和運移路徑對惠民凹陷南部斜坡帶油氣成藏具有控制作用，目前已發現的油氣藏都位于油氣運移的有利方向上，斷層-砂體組成的復合輸導體系是油氣運移的主要路徑，控制了油氣的分布。要預測油氣有利分布區，需要進一步明確油氣運移方向和運移路徑對油氣成藏的影響。

3 油氣運移對油氣成藏的影響

3.1 成藏期構造格局控制油氣運移方向

通常情況下，在有效烴源灶內油氣運移的動力為源儲壓差和浮力，在有效烴源灶外油氣運移的動力主要為浮力?；菝衲喜啃逼聨Р话l育烴源巖，前人通過油氣源對比認為，南部斜坡帶發現的油氣主要來自臨南洼陷[15]，由于處于有效烴源灶外，由于缺乏異常高壓[16]，油氣運移的主要動力為浮力，油氣在浮力作用下沿著構造法線方向運移，因此油氣運移方向受構造條件控制，要預測油氣運移方向，就需要查清油氣成藏期時的古構造條件。

通過盆地模擬分析認為，臨南洼陷主力烴源巖為沙三下亞段的半深湖-深湖相油頁巖、泥質灰巖和灰質泥巖，這套烴源巖在39～34 Ma進入生烴門限，24～17 Ma期間受東營運動影響，地層整體抬升，烴源巖停止生烴，直到14～12 Ma，隨著上覆新近系的沉積，才進入生油高峰，目前洼陷大部分地區的烴源巖處于生油高峰，深洼區埋深較大的烴源巖開始生成凝析油氣[17]。

為準確厘定油氣成藏期次，進一步開展流體包裹體系統分析。首先根據包裹體宿主礦物成巖次序初步判定包裹體生成次序，然后結合熒光觀察，判斷包裹體內流體的成熟度，再利用顯微測溫測量包裹體均一溫度，將與烴類包裹體或含烴鹽水包裹體同期的鹽水包裹體的均一溫度投影到埋藏史圖中，獲取包裹體捕獲時間，從而確定油氣充注期次。通過分析認為，南部斜坡帶的油氣發育兩期充注，分別為館陶組沉積期(17～10.8 Ma)和明化鎮組沉積以來(10.8 Ma至今)，且以后一期充注為主。新近紀以來，研究區所處的濟陽坳陷整體進入坳陷沉降階段，地層厚度變化不大[18]，因此現今的構造格局能夠代表成藏期時的構造格局。

從沙四段頂面構造圖和已發現的油氣藏分布狀況看，構造背景對源外油氣的運聚有明顯的控制作用。目前發現的興隆寺油田、雙豐油田、曲堤油田、瓦屋油田、錢官屯油田都處于構造脊部，位于浮力驅動下油氣運移的優勢方向。其中曲堤構造是一個被斷層復雜化的大型鼻狀構造，該構造與北部江家店鼻狀構造相鄰，油氣在沿著江家店鼻狀構造到曲堤鼻狀構造運移，形成江家店油田和曲堤油田。錢官屯構造也是一個在古構造背景下繼承性發育的寬緩鼻狀構造，該構造與北部的雙豐鼻狀構造相鄰，油氣沿著雙豐鼻狀構造向錢官屯構造運移，形成雙豐油田和錢官屯油田。

利用構造條件分析，可以預測油氣運移的方向。通過分析發現，南部斜坡帶東部發育的曲堤東鼻狀構造，與北部的瓦屋鼻狀構造相鄰，這與江家店-曲堤油田、雙豐-錢官屯油田的構造背景類似，推測瓦屋鼻狀構造-曲堤東鼻狀構造處于油氣運移有利方向，是下一步勘探的重要方向(圖4)。

圖4 惠民凹陷南部斜坡帶沙四段頂面構造圖與油氣分布

3.2 斷砂匹配關系控制油氣運移路徑

成藏要素統計發現，惠民凹陷南部斜坡帶油氣藏的運聚方式主要為斷-砂復合輸導，但受斷層活動性差異、砂體展布差異的影響，不同構造帶油氣運移的路徑和方式有明顯差別，導致油氣在空間上的富集位置出現差異。

在錢官屯鼻狀構造帶，油氣經雙豐鼻狀構造運移至夏口斷層。新近紀(油氣成藏期)以來，夏口斷層西段活動性較弱[19]，斷層垂向輸導能力弱，夏口斷層下降盤的雙豐鼻狀構造含油的沙三段與夏口斷層上升盤的錢官屯地區沙四段對接，易形成側向輸導。

在錢官屯構造帶內部發育的次級斷裂，在新近紀活動性弱，油氣進入錢官屯地區后垂向運移不發育，油氣主要沿沙四段橫向連通性好的河流-扇三角洲相砂體運移，當遇到斷層時，由于斷層缺乏垂向運移能力，油氣也需要依靠斷層兩盤對接的砂體運移，形成側向運移模式(圖5)。在該模式控制下，錢官屯地區含油層系少，油氣集中分布在沙四段，沙三段及以淺層系未見油氣顯示。同樣在該模式下，由于斷層垂向活動較弱、活動時期短、斷距小，地層傾角小，油氣可以沿斷裂-砂體組成的輸導路徑進行長距離側向運移，油氣運移路徑較長。

圖5 錢官屯地區側向輸導模式

在曲堤鼻狀構造帶，油氣經江家店鼻狀構造運移至夏口斷層，由于夏口斷層中段在油氣成藏期活動性較強[19-20]，油氣通過夏口斷層大量運移至上升盤的曲堤鼻狀構造帶。曲堤鼻狀構造帶內發育的Q9、Q10、QX104等主要控圈斷層在新近紀(油氣成藏期)活動性也強，油氣易沿著斷層發育垂向運移，這些斷層與曲堤地區沙四段、沙三段、沙二段和館陶組發育的河流、三角洲砂體共同組成了階梯狀輸導路徑，油氣發生垂向和側向的雙重運移。受斷層活動性強、油氣垂向運移的影響，沿著油氣運移方向，由北向南油藏的含油層系逐漸上浮，曲堤地區多層系含油。在距離夏口斷層最近的QX104塊，主力含油層系為沙四段，向南的Q10塊主力含油層系變為沙三段、沙二段，最南部的QX8塊主力含油層系為沙三段和館陶組(圖6)。

圖6 曲堤地區階梯輸導模式

通過研究預測，曲堤東地區亞發育與曲堤地區類似的階梯狀輸導模式。油氣經瓦屋鼻狀構造至夏口斷層東段，夏口斷層東段在新近紀活動向強，曲堤東鼻狀構造內發育的主要控圈斷層與夏口斷層東段活動性相似，且曲堤東鼻狀構造沙四段、沙三段發育橫向連通性好的河流、三角洲砂體，油氣在曲堤東鼻狀構造運移過程中可能發育垂向和側向輸導，形成階梯狀輸導模式，多層系含油。

4 結 論

(1)通過統計已發現油氣藏成藏要素，尋找其成藏的共性，然后對比失利井成藏要素特征，發現油氣的運移方向、運移路徑和運移距離對惠民凹陷南部斜坡帶油氣成藏具有控制作用。

(2)進一步分析油氣運移方向和運移路徑的對油氣成藏的影響，認為成藏期構造格局控制油氣運移方向，斷砂匹配關系控制油氣運移路徑。通過分析，惠民凹陷南部斜坡帶發育側向輸導模式和階梯輸導模式兩種油氣運移模式。

(3)通過運移方向和運移路徑分析，預測曲堤東地區構造背景有利，處于油氣運移的主要方向，并根據斷砂匹配關系預測曲堤東地區發育階梯狀輸導模式，可能多層系含油，是下一步油氣勘探的重要方向。