蘇北盆地海安凹陷曲塘次凹阜三段成藏條件分析

周 韜

(中國石化華東油氣分公司勘探開發研究院，江蘇南京 210011)

蘇北盆地海安凹陷曲塘次凹阜三段成藏條件分析

周 韜

(中國石化華東油氣分公司勘探開發研究院，江蘇南京 210011)

蘇北盆地海安凹陷曲塘次凹阜三段油藏的油源主要來自于阜二段烴源巖，研究區內阜二段有效烴源巖發育厚度較大，有機質豐度高、類型好，達到了成熟的演化階段，屬于好的生油巖，為研究區阜三段油藏提供了充足的油源。研究區阜三段砂巖發育，屬于中孔低滲儲層，儲集性能較好；阜四段湖相泥巖是研究區阜三段油藏的區域性蓋層，封蓋性能良好，利于阜三段油氣的保存；阜三段油氣的運移通道主要是下切至阜二段的斷層以及微裂縫，阜二段烴源巖生成的油氣在異常壓力的驅動下，向上運移至阜三段的儲集層成藏。

蘇北盆地；海安凹陷；曲塘地區；阜三段；成藏條件

海安凹陷屬于東臺坳陷的次一級構造單元，處于蘇北盆地的東南部地區(圖1)。曲塘次凹位于海安凹陷南部，地震及鉆井資料證實是一個新近系發育的次凹，古近系沉積較薄。吳堡運動的強烈抬升使得曲塘次凹斜坡帶的阜寧組地層遭受剝蝕，而凹陷內的阜寧組地層保存較好[1-2]。由于阜三段夾持在阜二段、阜四段之間，并且地層在曲塘次凹的近深凹區保存較好，具備良好的生儲蓋條件。隨著勘探開發工作的展開，阜三段油藏已經成為曲塘地區主力產油層。

圖1 蘇北盆地海安凹陷南部曲塘次凹構造位置

1 油源條件

海安凹陷的勘探工作揭示本區發育阜二段、阜四段、泰二段三套優質烴源巖。通過研究區阜三段原油分析認為，海安凹陷曲塘地區阜三段油氣主要來自阜二段烴源巖[3]，研究區位于曲塘次凹的生烴中心，從油源條件分析處于非常優越的位置。

1.1 有機質豐度

曲塘次凹阜二段的巖性主要為深灰、灰黑色泥巖，凹陷內沉積厚度達到420 m以上，生油物質基礎非常好，其中有機碳含量為0.66%～3.01%，平均為2.23%；生烴潛量(S1+S2)為2.04～22.66 mg/g，平均值為12.97 mg/g；氫指數(IH)為140～740 mg/g，平均值為422 mg/g；氯仿瀝青“A”含量為0.09%～0.25%，平均為0.15%(圖2)。從勘探實踐來看，阜二段烴源巖品質在三套烴源巖中是最好的。

1.2 有機質類型

烴源巖的生烴能力與有機質類型密切相關。通過大量新鉆井烴源巖巖心、巖屑熱解的結果分析，主力烴源巖阜二段烴源巖有機質類型以Ⅰ型為主(圖3)。阜二段烴源巖有機質顯微組分以礦物瀝青基質為主，含量為78.01%(圖4)，屬于優質烴源巖。

1.3 有機質成熟度

目前將鏡質體反射率Ro作為反映有機質成熟度的主要指標。一般將鏡質體反射率Ro為 0.5%～1.2%作為成熟階段[4-6]。海安凹陷南部實測反射率隨深度演化趨勢表明，海安凹陷南部的烴源巖埋深達到2 500 m以下的均已成熟(圖5)。通過分析認為，研究區阜二段烴源巖成熟的區域達到60%以上，為曲塘次凹的油氣成藏提供了豐富的油源。

圖2 海安凹陷南部洋1井有機地化剖面

圖3 海安凹陷南部阜寧組烴源巖Tmax-IH交會圖

圖4 海安凹陷南部阜寧組烴源巖有機顯微組分組成

圖5 海安凹陷南部Ro與深度關系

2 儲集條件

油氣在儲層中聚集成藏，儲層為油氣聚集提供聚集空間，因此儲層的儲集條件是油氣成藏的一個重要因素。

2.1 砂巖分布

曲塘地區阜三段沉積受古地形控制，整體物源來自北部建湖隆起，砂體具有深凹發育、斜坡減薄特征，在內斜坡帶形成上傾尖滅。阜三段沉積為砂泥巖不等厚互層，巖性以灰色、灰黑色泥巖與灰白色薄層砂巖為主。研究區的阜三段地層具有四分性，可分為一亞段、二亞段(中部泥巖段)、三亞段、四亞段(以泥質粉砂巖為主)。阜三段一亞段、三亞段的砂巖相對發育，阜三段油藏縱向上主要分布在這兩套儲層之中。阜三段的砂層累積厚度為21～31 m，單層砂巖厚度為1.3～5 m，平面上的砂巖分布較為穩定。

2.2 儲層巖石學特征

曲塘次凹阜三段砂巖儲層發育小型交錯層理，見大量的泥巖條帶、生物擾動以及炭屑，巖性主要是粉砂巖和細砂巖。巖石成分以石英為主，含量為70%～75%，長石含量為20%～22%,巖屑含量小于5%。黏土含量較高，普遍在10%～16%。黏土礦物中的伊/蒙混層含量最高，高嶺石和綠泥石其次，伊利石含量最少。

阜三段的碎屑顆粒主要由石英和長石組成，有少量的火成巖巖屑和微量的云母，沒有發現變質巖屑和沉積巖屑。

對張5井、張2-1井的5個砂巖樣品的粒度參數分析(表1)表明，阜三段砂巖儲層分選以及磨圓比較好，反映出長距離的搬運、遠源沉積特征。

表1 曲塘次凹阜三段砂巖粒度參數

2.3 儲層物性特征

曲塘次凹阜三段儲層的孔隙主要為原生粒間孔、粒內溶孔以及鑄?？?。

通過研究區11口井的阜三段取心段的物性統計分析，以及孔隙度分布結果分析(圖6)，阜三段砂巖儲層孔隙度在16%以上的達到了70.88%，孔隙度低于14%的儲層占2.78%，平均值為18.2%。從滲透率分布結果分析，阜三段的平均滲透率為6.5×10-3μm2，滲透率小于5×10-3μm2的儲層占63.8%，大于25×10-3μm2的只有12.5%。通過上述分析表明，阜三段儲層為中孔低滲儲層。

2.4 儲層成巖作用及控制因素

根據礦物的先后析出關系，建立了研究區阜三段成巖序列。從Ro值和伊/蒙混層比來看，阜三段儲層目前已經達到中成巖階段A期，壓實作用主要發生在埋深2 000 m以下地層。曲塘地區阜三段儲層成巖作用主要包括機械壓實作用、膠結作用、交代作用以及溶蝕作用。其中阜三段砂巖儲層溶蝕作用非常明顯，溶蝕作用主要發育在粒度較粗的細砂巖中，大量的斜長石發生了溶蝕，粒間蜂窩狀溶孔以及鑄?？装l育。

圖6 曲塘地區阜三段孔隙度及滲透率分布

3 封蓋保存條件

研究區阜寧組是一套相對封閉的體系，縱向上阜三段夾持在阜二、阜四段兩套烴源巖之間；曲塘次凹阜四段泥巖是阜寧組油氣藏的區域性蓋層，阜四段泥巖蓋層厚度大，在曲塘次凹分布穩定，厚度普遍大于100 m，封閉性好。阜四段泥巖作為阜三段一亞段油藏的蓋層，同時阜三段二亞段以泥巖為主，厚度為50 m左右，全區分布穩定，作為阜三段三亞段油藏的蓋層。

通過上述生、儲、蓋及保存條件的分析認為，海安凹陷南部曲塘次凹具備良好的生儲蓋配置，可形成兩套良好的儲蓋組合：阜二段生-阜三段三亞段儲-阜三段二亞段蓋，阜二段生-阜三段一亞段儲-阜四段蓋。

4 運聚條件及成藏分析

通過烴源巖熱演化史研究，在38 Ma時研究區內阜二段烴源巖為低成熟，開始生烴，此過程持續到三垛運動之后，在20 Ma(Ny1初期)達到成熟階段。根據蘇258井阜三段流體包裹體測溫結果，均一溫度均為95℃左右，表明阜三段油藏主要成藏期為鹽城組沉積時期。綜上所述，海安凹陷南部曲塘次凹生、排烴期與阜三段圈閉形成期時空匹配關系較好，有利于形成阜三段油氣藏。

研究區張2-1井阜二段烴源巖的生標特征、正構烷烴碳數分布特征呈雙峰態前峰型，主峰碳是nC22，nC31，奇偶優勢不明顯，Ph具有優勢；β-胡蘿卜烷含量較高；三環萜烷含量較低，C20，C21，C23三環萜烷呈山峰型分布；伽馬蠟烷含量一般，Ts含量低于Tm；ααα20RC27、C28、C29甾烷呈“V”字型分布，ααα20R C27甾烷含量低于ααα20RC29甾烷含量，這與阜三段的原油相似。通過對該區張2井、張4B井、曲101-1HF井開展油源對比分析，認為曲塘阜三段油藏的油氣主要來源于阜二段烴源巖(圖7)。

曲塘次凹阜三段油藏主要分布于生烴洼陷，成熟烴源巖分布范圍控制油氣展布，在陡坡帶及深凹-斜坡的有利部位成藏。在有利成藏部位，油氣富集與沉積微相關系密切。阜三段一亞段油藏由于近50 m的中部泥巖段的存在，無法滿凹含油，油氣沿斷層運移，在高部位物性較好、蓋層保存條件好的區域成藏，因此以構造-物性控油為主，存在邊水。阜三段三亞段油氣則以垂向近源運移為主，油氣通過微裂縫、斷層疏導，具有連片含油趨勢，離凹陷生烴灶越近、儲層物性越好，則油氣越易富集，主要為物性控藏。

圖7 海安凹陷原油與阜二段烴源巖萜烷類化合物指紋對比

總體而言，研究區阜三段油氣運移通道主要有斷裂、微裂縫系統以及疊覆互層砂體， 運移的動力主要是浮力和異常壓力。

5 結論

(1)曲塘次凹阜二段烴源巖厚度大、有機質豐度高、類型好。阜三段油藏的油氣主要來自阜二段烴源巖，并且阜二段的生、排烴期與阜三段圈閉形成期時空匹配關系較好，為阜三段油氣藏提供了豐富的油源。

(2)曲塘地區阜三段沉積受古地形控制，整體物源來自北部建湖隆起，砂體具有深凹發育、斜坡減薄特征，在內斜坡帶形成上傾尖滅。曲塘次凹阜三段地層具有四分性，阜三段一亞段和三亞段砂巖相對發育，為中孔低滲儲層。

(3)曲塘地區阜寧組是一套相對封閉的體系，縱向上阜三段夾持在阜二、阜四段兩套烴源巖之間；阜四段、阜三段二亞段發育厚層泥巖，形成了兩套良好的儲蓋組合：阜二段生-阜三段三亞段儲-阜三段二亞段蓋，阜二段生-阜三段一亞段儲-阜四段蓋。

(4)曲塘次凹阜三段油藏主要分布于生烴洼陷，成熟烴源巖分布范圍控制油氣展布，在陡坡帶及深凹-斜坡的有利部位成藏。阜三段一亞段油藏由于近50 m的中部泥巖段的存在，油氣沿斷層運移，在高部位物性較好、蓋層保存條件好的區域成藏，因此以構造-物性控油為主，存在邊水。阜三段三亞段則以垂向近源運移為主，油氣通過微裂縫、斷層疏導，具有連片含油趨勢，離凹陷生烴灶越近、儲層物性越好，則油氣越易富集，主要為物性控藏。

[1] 蘇浙皖閩油氣區石油地質志編寫組.中國石油地質志(卷8)-蘇浙皖閩油氣區[M].北京:石油工業出版社,1992：136-138.

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編輯：黨俊芳

1673-8217(2017)03-0015-04

2016-10-26

周韜，碩士，工程師，1983年生，2009年畢業于中國地質大學(武漢)礦產普查與勘探專業，現主要從事石油地質科研工作。

中國石化科技項目“蘇北海安凹陷隱蔽油氣藏成藏規律及目標評價”( P13097)。

TE112.31

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