惠民凹陷南部斜坡带油气成藏控制因素分析

高 阳

(中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院，山东 东营 257015)

惠民凹陷南部斜坡带古近系富含油气，截止到2021年已探明石油地质储量近1 800×104t，但目前发现的油气主要集中在曲堤鼻状构造和钱官屯鼻状构造两个正向构造带，下一步油气勘探方向不明确。21世纪初，南部斜坡带是惠民凹陷油气勘探的热点地区，大量学者对惠民凹陷南斜坡的构造格局、资源潜力、地层及沉积充填、油气充注期次和油气运移规律开展了研究，查清了惠民凹陷南部斜坡带油气成藏条件，发现了曲堤油田和钱官屯油田[1-11]。但南部斜坡带的油气成藏主控因素还缺乏系统研究，导致油气分布规律认识不清，下一步油气勘探方向不明确。为查清惠民凹陷南部斜坡带油气成藏控制因素，笔者统计研究区已发现所有油气藏的成藏要素，寻找其成藏的共性，然后对比失利井成藏要素，查清油气成藏控制因素，并在此基础上分析主要成藏要素对油气成藏的控制作用，用于预测有利勘探方向。

惠民凹陷位于渤海湾盆地济阳坳陷西南部，包括滋镇洼陷、阳信洼陷、临南洼陷、里则镇洼陷、中央隆起带和南部斜坡带6个次级构造单元[1,12](图1)，其中南部斜坡带北以夏口断层为界与临南洼陷相邻，南以齐广断层为界与鲁西南隆起相接，东以白桥断层为界与里则镇洼陷相隔，勘探面积约1 300 km2。

图1 惠民凹陷构造纲要

惠民凹陷南部斜坡带构造演化与渤海湾盆地一致，经历了古生代地台、中生代坳陷-断陷、古近纪断陷、新近纪坳陷4个演化阶段[13,14]，古生界到新生界地层保留较全。其中新生代沉积了古近系沙河街组(Es)、东营组(Ed)、新近系馆陶组(Ng)、明化镇组(Nm)和第四系(Q)，为一套厚度1 000～4 000 m的河流、湖泊相沉积物，已发现的油藏主要分布在沙四段、沙三段、沙二段及馆陶组4套含油层系中。

惠民凹陷南部斜坡带紧邻生油的临南洼陷，发育钱官屯鼻状构造、曲堤东鼻状构造、曲堤鼻状构造和仁风潜山带4个大型正向构造，古近系发育以鲁西南隆起为物源的冲积扇、扇三角洲砂体，油气成藏条件优越。

惠民凹陷南部斜坡带已发现的油藏集中分布在曲堤鼻状构造带和钱官屯鼻状构造带，对这两个地区所有探井钻探圈闭的成藏要素进行统计，统计项目包括：圈闭类型、圈闭所处构造背景、断层性质、断层SGR指数、探井钻遇层与圈闭顶点高程差、油气源-目标圈闭距离7项，并对比分析失利井成藏要素，根据统计和对比结果，总结成藏控制因素。

2.1 钱官屯地区

钱官屯地区钻遇沙三段、沙四段的探井共有21口，其中Q18井钻探目标为地层圈闭，因圈闭不落实，全井未见油气显示。其余20口井钻探目标都是构造圈闭，其中7口井钻遇油层，3口井钻遇油水同层，10口井失利未见油气显示。

统计发现，钻遇油层和油水同层的井具有共性，即油藏类型都是构造油藏，油藏所处圈闭位置都位于构造脊部，是油气运移的有利部位，油气输导方式为断层-砂体复合输导，且距离油源不超过10 km，控制圈闭的断层侧向封堵性好，断层SGR大于60%(图2(a))，但油藏含油高度小，目前发现的油藏含油高度都小于60 m。

图2 钱官屯地区探井成藏要素雷达图

失利井失利的原因有2种，其中5口井位于鼻状构造的侧翼，偏离油气输导运移优势路径，因而落空；
5口井油源与圈闭之间的距离超过10 km，因距离油气源远而失利(图2(b))。

2.2 曲堤地区

曲堤地区钻遇沙三、沙四探井25口，其中Q11和Qx28井因圈闭不落实而失利。其余井有8口钻遇油层、2口钻遇油水同层，13口井见油气显示。

曲堤地区8口井钻遇油层的井所在的圈闭具有以下特点：①发育油藏的圈闭都是构造圈闭(断块圈闭、断鼻圈闭)，其中5口钻遇油层的井位于构造脊，处于油气运聚的有利路径，还有3口井处于构造脊的侧翼和鞍部；
②发育油层的断块圈闭控圈断层的侧向封堵性好，油层段断层的SGR大于60%；
③油气运聚的方式都是断层-砂体复合输导；
④圈闭与油源的距离不超过7 km，油气运移距离较短。与钱官屯地区相比，曲堤地区在构造脊侧翼和鞍部都发现油藏，证实曲堤地区油源条件较好(图3(a))。

13口井在沙三段、沙四段未见油气显示。综合分析认为，其落空原因有两个：①钻探的圈闭不在油气运移的路径上，油气运聚条件不利；
②钻探圈闭与油源距离远，油气未运移到钻探圈闭(图3(b))。

图3 曲堤地区探井成藏要素雷达图

综上可知，油气的运移方向和运移路径对惠民凹陷南部斜坡带油气成藏具有控制作用，目前已发现的油气藏都位于油气运移的有利方向上，断层-砂体组成的复合输导体系是油气运移的主要路径，控制了油气的分布。要预测油气有利分布区，需要进一步明确油气运移方向和运移路径对油气成藏的影响。

3.1 成藏期构造格局控制油气运移方向

通常情况下，在有效烃源灶内油气运移的动力为源储压差和浮力，在有效烃源灶外油气运移的动力主要为浮力。惠民南部斜坡带不发育烃源岩，前人通过油气源对比认为，南部斜坡带发现的油气主要来自临南洼陷[15]，由于处于有效烃源灶外，由于缺乏异常高压[16]，油气运移的主要动力为浮力，油气在浮力作用下沿着构造法线方向运移，因此油气运移方向受构造条件控制，要预测油气运移方向，就需要查清油气成藏期时的古构造条件。

通过盆地模拟分析认为，临南洼陷主力烃源岩为沙三下亚段的半深湖-深湖相油页岩、泥质灰岩和灰质泥岩，这套烃源岩在39～34 Ma进入生烃门限，24～17 Ma期间受东营运动影响，地层整体抬升，烃源岩停止生烃，直到14～12 Ma，随着上覆新近系的沉积，才进入生油高峰，目前洼陷大部分地区的烃源岩处于生油高峰，深洼区埋深较大的烃源岩开始生成凝析油气[17]。

为准确厘定油气成藏期次，进一步开展流体包裹体系统分析。首先根据包裹体宿主矿物成岩次序初步判定包裹体生成次序，然后结合荧光观察，判断包裹体内流体的成熟度，再利用显微测温测量包裹体均一温度，将与烃类包裹体或含烃盐水包裹体同期的盐水包裹体的均一温度投影到埋藏史图中，获取包裹体捕获时间，从而确定油气充注期次。通过分析认为，南部斜坡带的油气发育两期充注，分别为馆陶组沉积期(17～10.8 Ma)和明化镇组沉积以来(10.8 Ma至今)，且以后一期充注为主。新近纪以来，研究区所处的济阳坳陷整体进入坳陷沉降阶段，地层厚度变化不大[18]，因此现今的构造格局能够代表成藏期时的构造格局。

从沙四段顶面构造图和已发现的油气藏分布状况看，构造背景对源外油气的运聚有明显的控制作用。目前发现的兴隆寺油田、双丰油田、曲堤油田、瓦屋油田、钱官屯油田都处于构造脊部，位于浮力驱动下油气运移的优势方向。其中曲堤构造是一个被断层复杂化的大型鼻状构造，该构造与北部江家店鼻状构造相邻，油气在沿着江家店鼻状构造到曲堤鼻状构造运移，形成江家店油田和曲堤油田。钱官屯构造也是一个在古构造背景下继承性发育的宽缓鼻状构造，该构造与北部的双丰鼻状构造相邻，油气沿着双丰鼻状构造向钱官屯构造运移，形成双丰油田和钱官屯油田。

利用构造条件分析，可以预测油气运移的方向。通过分析发现，南部斜坡带东部发育的曲堤东鼻状构造，与北部的瓦屋鼻状构造相邻，这与江家店-曲堤油田、双丰-钱官屯油田的构造背景类似，推测瓦屋鼻状构造-曲堤东鼻状构造处于油气运移有利方向，是下一步勘探的重要方向(图4)。

图4 惠民凹陷南部斜坡带沙四段顶面构造图与油气分布

3.2 断砂匹配关系控制油气运移路径

成藏要素统计发现，惠民凹陷南部斜坡带油气藏的运聚方式主要为断-砂复合输导，但受断层活动性差异、砂体展布差异的影响，不同构造带油气运移的路径和方式有明显差别，导致油气在空间上的富集位置出现差异。

在钱官屯鼻状构造带，油气经双丰鼻状构造运移至夏口断层。新近纪(油气成藏期)以来，夏口断层西段活动性较弱[19]，断层垂向输导能力弱，夏口断层下降盘的双丰鼻状构造含油的沙三段与夏口断层上升盘的钱官屯地区沙四段对接，易形成侧向输导。

在钱官屯构造带内部发育的次级断裂，在新近纪活动性弱，油气进入钱官屯地区后垂向运移不发育，油气主要沿沙四段横向连通性好的河流-扇三角洲相砂体运移，当遇到断层时，由于断层缺乏垂向运移能力，油气也需要依靠断层两盘对接的砂体运移，形成侧向运移模式(图5)。在该模式控制下，钱官屯地区含油层系少，油气集中分布在沙四段，沙三段及以浅层系未见油气显示。同样在该模式下，由于断层垂向活动较弱、活动时期短、断距小，地层倾角小，油气可以沿断裂-砂体组成的输导路径进行长距离侧向运移，油气运移路径较长。

图5 钱官屯地区侧向输导模式

在曲堤鼻状构造带，油气经江家店鼻状构造运移至夏口断层，由于夏口断层中段在油气成藏期活动性较强[19-20]，油气通过夏口断层大量运移至上升盘的曲堤鼻状构造带。曲堤鼻状构造带内发育的Q9、Q10、QX104等主要控圈断层在新近纪(油气成藏期)活动性也强，油气易沿着断层发育垂向运移，这些断层与曲堤地区沙四段、沙三段、沙二段和馆陶组发育的河流、三角洲砂体共同组成了阶梯状输导路径，油气发生垂向和侧向的双重运移。受断层活动性强、油气垂向运移的影响，沿着油气运移方向，由北向南油藏的含油层系逐渐上浮，曲堤地区多层系含油。在距离夏口断层最近的QX104块，主力含油层系为沙四段，向南的Q10块主力含油层系变为沙三段、沙二段，最南部的QX8块主力含油层系为沙三段和馆陶组(图6)。

图6 曲堤地区阶梯输导模式

通过研究预测，曲堤东地区亚发育与曲堤地区类似的阶梯状输导模式。油气经瓦屋鼻状构造至夏口断层东段，夏口断层东段在新近纪活动向强，曲堤东鼻状构造内发育的主要控圈断层与夏口断层东段活动性相似，且曲堤东鼻状构造沙四段、沙三段发育横向连通性好的河流、三角洲砂体，油气在曲堤东鼻状构造运移过程中可能发育垂向和侧向输导，形成阶梯状输导模式，多层系含油。

(1)通过统计已发现油气藏成藏要素，寻找其成藏的共性，然后对比失利井成藏要素特征，发现油气的运移方向、运移路径和运移距离对惠民凹陷南部斜坡带油气成藏具有控制作用。

(2)进一步分析油气运移方向和运移路径的对油气成藏的影响，认为成藏期构造格局控制油气运移方向，断砂匹配关系控制油气运移路径。通过分析，惠民凹陷南部斜坡带发育侧向输导模式和阶梯输导模式两种油气运移模式。

(3)通过运移方向和运移路径分析，预测曲堤东地区构造背景有利，处于油气运移的主要方向，并根据断砂匹配关系预测曲堤东地区发育阶梯状输导模式，可能多层系含油，是下一步油气勘探的重要方向。

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