蘇北盆地溱潼凹陷古近系戴一段油氣富集規律

邰浩，余文端，臧素華，史夢君，敬曉波，孫偉

（中國石化華東油氣分公司，江蘇 南京 210019）

經歷50 多年的勘探開發，溱潼凹陷已進入中—高勘探程度，油氣發現難度越來越大，為實現該區可持續發展，亟需轉變勘探思路，加強巖性勘探，尋找優質儲量區。古近系戴南組一段（簡稱戴一段）具有埋藏淺、物性好、單井產量高的特點，一直是蘇北盆地最重要的勘探層系[1-4]。溱潼凹陷戴一段已發現探明地質儲量占溱潼凹陷總探明儲量的23%，原油年產量約占溱潼凹陷總產量的30%。前期按照“構造高帶找油”的思路先后發現儲家樓、草舍等一批構造油藏，2010 年以后，開始轉向巖性勘探，雖然發現帥垛和陳家舍油田，但探井成功率僅為20%左右，綜合分析發現戴一段勘探存在2個難題：①戴一段縱向上未直接與有效烴源巖對接，成藏條件苛刻；②戴一段發育扇三角洲沉積，砂體較發育，橫向變化快，有利勘探區帶不明確。目前未對溱潼凹陷戴南組油氣成藏特征開展系統研究，油氣富集規律和有利勘探方向不明確，擬通過開展沉積微相、成藏條件研究，明確油氣富集規律，結合多元化手段，預測有利勘探區帶，以期為下一步油氣勘探部署提供依據。

1 區域地質特征

溱潼凹陷位于蘇北盆地東臺坳陷東南部，處于吳堡低凸起與泰州凸起之間，與高郵凹陷、海安凹陷相鄰，面積近1 200 km2，為一北東東向展布的南斷北超的箕狀斷陷，該凹陷由南往北可劃分為：斷階帶、深凹帶、斜坡帶3個構造單元（圖1）。新生界沉積厚度達6 000 m，自下而上發育的地層為：古近系泰州組、阜寧組、戴南組、三垛組，新近系鹽城組及第四系東臺組。

圖1 溱潼凹陷構造單元劃分Fig.1 Structural unit division of Qintong Sag

溱潼凹陷主要經歷了儀征運動、吳堡運動、真武運動和三垛運動4次構造運動，奠定了凹陷走滑伸展斷坳和走滑伸展斷陷2 個重要發展階段[5]。燕山尾幕的儀征運動時期，區域性不均衡抬升作用使隆起地區下侏羅統—上白堊統巨厚紅色碎屑巖、火山碎屑巖建造遭受強烈剝蝕，初步奠定了區內凹凸相間的格局；吳堡運動時期，進入強烈拉張、快速下降斷坳階段，凹陷早期充填一套沖積河流相的粗碎屑建造，隨后水體不斷加深，交替發育了湖泊三角洲沉積體系；真武運動時期，凹陷進入伸展斷陷發展時期，湖盆整體抬升，斷裂活動、火山活動加強，湖盆分割成箕狀小斷陷盆地；三垛運動使凹陷又一次抬升，垛二段受到侵蝕，凹陷格局基本定型。依據沉積旋回、巖性組合和巖石礦物特征，戴南組分為上、下2 段。上部的戴二段頂部和底部以淺灰色細砂巖、粉砂巖為主，夾棕色、紅色泥巖，上部的戴二段中部以棕色、紅色泥巖為主，夾淺灰色粉砂巖、泥質粉砂巖，斜坡帶基本剝蝕殆盡，僅在深凹帶保存，最厚可達500 m；下部的戴一段呈下粗上細的沉積特征，主要為棕色、灰色砂巖、砂礫巖夾薄層灰色泥巖，分布范圍相對較廣，最厚可達300 m，在斜坡帶遭受局部剝蝕，是區域重要的勘探層系。

2 層系地層格架

2.1 層系界面

三級層序界面是由盆地邊緣的不整合面及與其對應的盆地內部的整合面組成，在盆地范圍內可追蹤對比，受構造活動控制[6]。依據地震、測井及鉆井資料，識別出戴一段2 個層序界面。戴一段底界面（SB30 界面）是吳堡運動不整合面，超覆于阜寧組四段（簡稱阜四段）之上，地震剖面上具明顯變化，界面之上為上超或下超反射，界面之下為削截反射，表現為強反射，連續性好。鉆井揭示SB30 界面上、下巖性、巖相存在突變，界面之下發育阜四段半深湖—深湖相灰黑色泥巖，之上發育戴一段灰色砂礫巖、含礫砂巖、細砂巖，測井曲線表現為突變接觸，為區域上普遍發育的構造沉積間斷面。戴一段頂界面（SB24 界面）是戴一段與戴二段的分界線，界面之下發育灰色、深灰色泥巖，之上發育戴二段灰色細砂巖，自然伽馬、自然電位及聲波時差等測井曲線發生突變（圖2、圖3）。

圖2 溱潼凹陷過C25井地震層序劃分剖面Fig.2 Comparison profile of seismic sequence division cross well C25 in Qintong Sag

圖3 溱潼凹陷L1井沉積相—層序地層柱狀圖Fig.3 Sedimentary facies—sequence stratigraphic column of well L1 in Qintong Sag

2.2 體系域劃分

初始湖泛面和最大湖泛面的識別是體系域劃分的關鍵，低位體系域與湖擴體系域之間的界面為初始湖泛面，測井曲線總體表現為向上變細的正旋回特征。研究區戴南組初始湖泛面處巖性發生明顯突變，由灰色砂礫巖、細砂巖變為灰色泥巖，具有高伽馬（104 API）、高自然電位（76 mV）、低電阻（0.74 Ω·m）、高聲波時差（407 μs/m）的測井曲線特征。湖擴體系域與高位體系域之間的界面為最大湖泛面，測井曲線總體表現為向上變粗的反旋回特征。最大湖泛面處在地震剖面上表現為一套連續—較連續的中強振幅反射，橫向可連續追蹤，由灰色細砂巖、灰色泥巖變為連續的灰色泥巖，具有高伽馬（106 API）、高自然電位（76 mV）、低電阻（1.5 Ω·m）、高聲波時差（460 μs/m）的測井曲線特征（圖3）。

2.3 層序劃分

依據巖心、地震和測井等資料約束下的層序和體系域界面識別，對區內多口鉆井進行層系精細劃分，建立區內層系地層格架。戴一段可劃分為1個三級層序，包含3個體系域：低位體系域、湖擴體系域和高位體系域。受成盆期強烈拉張作用影響，層序格架內各體系域地層分布具“東南厚、西北薄”的特征，沉積中心位于凹陷東南部，斜坡帶局部遭受剝蝕。低位體系域對應戴一段“底塊砂”，砂地比較高，巖性主要為灰色、棕紅色厚層狀砂礫巖、含礫砂巖、細砂巖夾薄層棕紅色、灰色泥巖。地層厚度橫向變化較大，介于0～200 m；湖擴體系域對應戴一段中部，巖性以灰色、灰黑色泥巖為主，夾薄層狀灰色細砂巖、粉砂巖，區內分布穩定，厚度介于0～60 m；高位體系域對應戴一段上部，巖性主要為灰色薄層狀細砂巖及灰色（局部棕色）泥巖，地層厚度介于0～65 m（圖3）。

3 沉積相及儲層特征

3.1 沉積相特征

沉積相控制著儲層的發育和分布，對油氣勘探具有重要的意義[7]。綜合地巖心、地震、測井及分析化驗等資料，認為溱潼凹陷戴一段發育扇三角洲沉積體系，主要由扇三角洲平原等3類亞相和辮狀水道等6類微相組成[8]（圖3、圖4）。

圖4 溱潼凹陷戴一段沉積構造Fig.4 Sedimentary structure of the first member of Dainan Formation in Qintong Sag

扇三角洲平原亞相靠近物源區，主要由辮狀水道微相組成，發育厚層砂礫巖、粗砂巖夾薄層泥巖。常見塊狀層理、沖刷面等沉積構造，水動力條件較強；測井曲線為高幅箱型特征，頂底突變接觸（圖3、圖4）。扇三角洲前緣亞相主要由水下分流河道、水下分流間灣、河口壩、遠砂壩等微相組成。其中，水下分流河道水動力較強，常發育交錯層理、平行層理，主要由淺灰色含礫細砂巖和粉-細砂巖組成，具有向上變細的正粒序特征，測井曲線為中、高幅箱型-鐘型；水下分流間灣以深灰色泥巖夾粉砂巖為主，測井曲線為平直形；河口壩巖性為細砂巖、粉砂巖，具有向上變粗的反粒序特征，表明水體能量逐漸增強的過程，常見波狀層理、交錯層理，測井曲線呈漏斗型或齒化漏斗形；遠砂壩以粉砂巖、泥質粉砂巖為主，泥質含量高，測井曲線呈低幅漏斗形、指形（圖3、圖4）。前扇三角洲亞相遠離物源，水體較深，以灰、灰色黑色泥巖為主，測井曲線為多呈平直形。

3.2 沉積相展布規律

戴一段沉積時期，溱潼凹陷主要發育東南部的泰州凸起和東北部的廣山兩支物源[9-10]。平面上，臨近物源的南部時堰、儲家樓次凹及東北部廣山地區發育扇三角洲平原亞相。隨著物源持續供給，沉積物搬運距離加大，在中部地區發育扇三角洲前緣亞相，而在西南部地區，僅發育局部物源，以湖相泥巖沉積為主（圖5）。

圖5 溱潼凹陷戴一段沉積相圖Fig.5 Sedimentary facies map of the first member of Dainan Formation in Qintong Sag

戴一段沉積體系受構造活動、沉積物供給及古氣候控制。低位體系域時期，湖平面較低，湖盆范圍僅局限分布在深凹帶，扇三角洲朵葉體規模較??；湖擴體系域時期，隨著湖平面的不斷升高，湖盆范圍逐漸擴大，可容空間不斷增大，加上物源的持續供應，扇三角洲前緣一直向北西延伸至外斜坡，發育多支水下分流河道；高位體系域時期，隨著湖平面的下降，湖盆范圍再次縮小，扇三角洲沉積范圍有所減小，外斜坡局部地區處于水上暴露狀態，遭受剝蝕。高位體系域和湖擴體系域砂泥巖互層分布，含砂率適中，展布范圍廣，利于巖性圈閉的形成。

3.3 儲層特征

根據巖心觀察和薄片鑒定結果，戴一段巖性主要發育灰色砂礫巖、含礫中—細砂巖、細砂巖、粉砂巖，泥巖主要為灰—深灰色。緊鄰物源的斷階帶地區主要發育砂礫巖、含礫砂巖，底部砂巖中夾雜棕紅色泥巖，分選性差；斜坡帶由于搬運距離遠，砂巖粒度相對較細，主要發育長石石英砂巖。石英含量介于55 %～67 %，長石含量介于13 %～26 %，巖屑含量介于5%～15%，雜基含量介于5%～10%，膠結物含量介于3%～5%，以方解石為主，砂巖表現為顆粒支撐，以點接觸為主，磨圓度為次棱—次圓，分選中等—好（圖6）。根據巖心實測結果，戴一段孔隙度介于17.91%～34.80%，滲透率介于（88.7～2 901.9）×10-3μm2，屬于中—高孔、中—高滲儲層（圖7）。

圖6 溱潼凹陷戴一段砂巖薄片Fig.6 Thin section of sandstone in the first member of Dainan Formation in Qintong Sag

圖7 溱潼凹陷戴一段儲層實測孔隙度與滲透率直方圖Fig.7 Measured porosity and permeability histogram of the first member of Dainan Formation in Qintong Sag

4 油藏類型及分布規律

根據圈閉成因和形態特征[11]，將溱潼凹陷戴一段分為2 大類5 小類油藏。構造油藏細分為斷鼻油藏和斷塊油藏；復合油藏分為構造-巖性、構造-地層油藏及地層-巖性油藏[12]。

戴一段油藏平面展布具有較強的規律性。從斷階帶到斜坡帶，由于控藏因素不同，發育不同的油藏類型。東南部的斷階帶地區，靠近物源，儲層較發育，臨近油源，由于邊界斷裂的持續活動，垂向輸導條件較好，形成了一系列斷鼻、斷塊油藏，油柱高度和油藏充滿度較高，是溱潼凹陷構造油藏最富集區帶，先后發現儲家樓、洲城、草舍等油田，主要為輕質油，原油密度介于0.83～0.86 g/cm3，黏度介于4～12 mPa·s；在內斜坡帶，戴一段由扇三角洲平原亞相漸變為前緣亞相，儲層多為水下分流河道、河口壩等砂體，砂地比較低，有利于形成巖性油藏，油層較斷階帶減少，但在輸導條件較好地區，油藏充滿程度較高，如帥垛油田[13]，原油主要為中質原油，密度介于0.87～0.89 g/cm3，黏度介于34～71 mPa·s；在外斜坡帶，油氣通過斷層-砂體組合輸導，由于地層的超覆尖滅，加上沉積微相的變化，部分地區砂巖相變為前扇三角洲泥巖，發育地層超覆相關油藏[14]，油層較少，油藏規模較小，原油密度介于0.91～0.92 g/cm3，黏度介于195.54～298.36 mPa·s。

5 成藏富集規律

5.1 近源環凹的構造高帶是油氣富集成藏的主要場所

溱潼凹陷自上而下發育阜四段、阜二段及泰州組3 套烴源巖[15]。其中阜二段時期，蘇北盆地為廣盆沉積，咸化背景下半深—深湖相烴源巖厚度大（200～450 m），分布廣，具有排烴早、時間長、效率高的特點，具備生成規模油氣的物質基礎[16-17]。油源對比表明：溱潼凹陷絕大部分油氣主要來自阜二段烴源巖，僅在斷階帶局部油藏存在混源特征（圖8）。

圖8 溱潼凹陷主要油藏油源分布Fig.8 Oil source distribution map of main reservoirs in Qintong Sag

戴一段油藏主要圍繞生油深凹環帶分布，油氣易通過斷層垂向運移，含油層位多，從戴一段I 亞段到Ⅲ亞段均有成藏，油氣充滿程度高。因此，環凹的構造高帶是油氣運移的指向區，也是油氣富集的有利場所。

5.2 圈閉和主成藏期的良好耦合關系是成藏的關鍵

根據區域應力場與構造演化綜合分析，溱潼凹陷主要發育吳堡和三垛早晚兩期斷層（圖9）。在吳堡運動期，受到近北北西—南南東向的拉張應力作用，區內發育一系列近東西向或北北東向延伸的反向正斷層，大部分向上消失于阜寧組頂面，少部分后期持續活動，控制凹陷的構造格局和油氣分布；在三垛運動期，受持續右旋拉張應力作用，區內發育一系列北東東或近東西向正斷層，大部分為順向正斷層。大部分斷層斷距小，縱向延伸短，僅在阜寧組頂面不整合面之上，控制圈閉形成。局部三垛期斷層向下切穿阜寧組頂面至阜寧組—泰州組，直接溝通了下構造層的油氣，成為重要的導油斷裂。戴一段圈閉主要形成于真武及三垛運動早期，而區內油氣生排烴期在三垛組末期，鹽城組時期達到高峰[17-18]，因此，戴一段圈閉主定型期晚于區域主成藏期，油氣成藏耦合條件較好。

圖9 溱潼凹陷斷層期次劃分Fig.9 Fault period division map of Qintong Sag

5.3 區域走滑斷裂構造帶控制了油氣富集、調整

受郯廬斷裂活動的影響，蘇北盆地發育石港、汊澗、吳堡等多條走滑斷裂帶，控制著盆地構造格局、沉積體系、圈閉形成和油藏分布富集[19-24]。溱潼凹陷先后經歷走滑伸展斷坳和走滑伸展斷陷2個階段，大量發育伸展-走滑構造樣式，反映了其受伸展—走滑應力雙重控制的特點，平面上表現為西部強走滑弱拉張，東部弱走滑強拉張的差異性，縱向上表現為下部地層伸展強走滑弱，上部地層走滑強伸展弱的特點。研究表明：溱潼凹陷主要發育3 條伸展-走滑斷裂帶，自南向北依次是祝莊—草舍—紅莊伸展-走滑斷裂帶、邊城—帥垛—興圩伸展-走滑斷裂帶和茅山—顧莊—殷莊伸展-走滑斷裂帶（圖8）。圍繞這些斷裂帶，平面上可見典型右旋走滑應力場作用下形成的雁列構造、帚狀構造、“入”字形構造組合，縱向上表現為“X”形構造、花狀、似花狀構造。吳堡運動時期，由于區域構伸展作用，阜三段形成大量構造圈閉，與下伏的阜二段烴源巖及上覆的阜四段泥巖蓋層形成良好的成藏組合。三垛運動時期，深凹帶的烴源巖成熟排烴，油氣優先進入阜三段形成原生油藏。晚期，隨著區域構造應力場的變化，走滑作用愈發明顯，伴生的大量次級斷層，是油氣運移特別是垂向運移的重要通道[25]。一些早期的原生油藏遭受破壞，油氣進入戴南組圈閉成藏。目前溱潼凹陷已發現的油田和含油區塊主要分布在這3條伸展-走滑斷裂帶兩側（圖8）。因此，臨近生烴灶的邊城—帥垛—興圩伸展-走滑斷裂帶是尋找戴南組巖性油藏的有利部位。

5.4 有利沉積相帶控制了油氣分布和油藏類型

基準面的旋回變化控制了戴一段儲蓋組合的配置關系[6]。戴一段低位體系域時期，湖平面較低，沉積物供應充足，扇三角洲平原亞相分布較廣，砂體較發育，疊置連片，泥巖隔層不發育，不利于油氣保存，主要發育構造油藏；湖擴體系域時，隨著湖平面逐漸升高，扇三角洲朵體不斷向前推進，在最大湖泛面附近發育較好的區域泥巖蓋層；高位體系域時，斜坡帶扇三角洲前緣地區發育多套砂泥巖互層，是巖性油藏發育的有利儲蓋組合。在外斜坡帶，戴一段各亞段沉積依次疊置在阜寧組頂面之上，發育地層超覆相關油藏?？傊?，平面上，扇三角洲前緣低砂地比地區儲層物性好，是戴一段油藏尤其是巖性油藏發育有利區；縱向上，最大湖泛面附近發育優質儲蓋組合，單砂層厚度適中，易與小斷層形成良好的側向封堵配置關系，成藏條件優越。因此，通過戴一段勘探層段由“底塊砂”轉到“互層段”，有望實現油氣勘探的新突破。

6 有利區帶及勘探實踐

6.1 有利區帶

研究以構造背景、沉積體系和“斷-砂”輸導體系為核心，以戴一段油氣富集規律為依據，開展有利勘探區帶評價。在環凹近源區開展構造精細解釋，重點就儲層發育區的圈閉側向封堵條件進行分析，落實構造、構造-巖性圈閉；在斜坡帶構造高帶和扇三角洲前緣亞相疊合區，開展儲層精細預測，落實巖性目標；在外斜坡帶區域伸展—走滑斷裂帶發育區，開展有利砂體的精細描述和戴一段地層超覆尖滅點的精細刻畫，落實地層超覆尖滅相關圈閉。通過多元、多屬性構造精細解釋和儲層預測，落實俞垛、陳家舍、趙莊3 個有利區帶（圖10），新發現構造、復合圈閉為30.84 km2，圈閉資源量為2 331×104t。

圖10 溱潼凹陷戴一段有利區帶分布Fig.10 Favorable zones distribution map of the first member of Dainan Formation in Qintong Sag

6.2 勘探實踐

2021年，針對趙莊有利區帶開展勘探評價，通過開展老井復查反饋、地震資料精細處理解釋，深化沉積、成藏認識，聚焦戴一段“互層段”，實施的Z101 斜井戴一段測井解釋油層8 層，共36.7m，常規試油獲52.5 t/d 高產油流，打破趙家莊地區50 a 歷經3 輪勘探11 口失利井的被動局面。2022 年，提交控制儲量240×104t，為蘇北老區勘探的高效增儲提供了保障（圖11）。

圖11 趙莊地區戴一段油藏剖面Fig.11 Profile map of oil reservoir in the first member of Dainan Formation of Zhaozhuang area

7 結論

1）溱潼凹陷戴一段發育扇三角洲沉積體系，其中，扇三角洲前緣相帶是巖性油藏發育有利區，縱向上湖擴體系域和高位體系域的砂泥巖互層段為最優儲蓋組合，成藏條件有利。

2）戴一段主要發育2 大類、5 小類油藏，油藏平面分布具有較強的規律性。斷階帶砂體發育，油氣垂向輸導條件好，主要發育構造油藏；斜坡帶位于扇三角洲前緣相帶，發育構造-巖性油藏；外斜坡帶位于扇三角洲遠端，在“斷-砂”復合輸導下，發育地層超覆相關油藏。

3）戴一段油氣富集受構造背景、沉積相帶及區域伸展-走滑斷裂帶共同控制，圈閉定型早于油氣主成藏期，與其形成較好的成藏耦合關系。近源環凹的構造高帶輸導條件較有利，是戴一段油氣富集成藏的主要場所，高位體系域的扇三角洲前緣相帶是巖性油藏發育有利區。3條區域伸展-走滑斷裂帶不僅影響了圈閉的形成，同時控制油氣的富集、調整。

4）在綜合成藏分析的基礎上，開展多元化構造精細解釋和儲層精細預測，新發現俞垛、陳家舍、趙莊3 個有利區帶，落實圈閉資源量為2 331×104t。鉆探發現趙莊整裝構造-巖性油藏，落實了新的高效增儲上產區塊。