河套盆地納林湖構造帶油氣富集主控因素分析

劉 慧，韓 晟，馮娜娜，張 潔，王 晴，武 函，周然然,吳雅威

（中國石油華北油田分公司勘探開發研究院,河北 062552）

河套盆地地處華北地區內蒙古自治區中部的鄂爾多斯高原和陰山山地之間［1］,是在伊盟古陸裂解沉降的基礎上發育起來的中、新生代斷陷盆地,基底為早太古界—元古界變質巖系,沉積蓋層為白堊系、古近系、新近系、第四系,沉積巖總厚度3 000～16 000 m［2］。臨河坳陷位于河套盆地西南部,屬于河套盆地一級構造單元,經歷多期構造演化階段,現今整體具有“南北分段、東西分帶”的特征［3］。納林湖構造帶位于臨河坳陷中南部,構造帶長55 km,寬42 km,勘探面積3000 km2（圖1）。該構造帶勘探程度較低,目前共有探井5 口,其中3 口井已獲工業油流,展現出該區帶較大的勘探潛力。但在該區帶成功井和失利井共存,也說明了該區帶油氣分布的復雜性,為了進一步提高勘探成功率,需要對油藏進行精細分析,總結規律,以此指導下一步的勘探。

圖1 河套盆地構造單元劃分

1 油氣成藏條件

1.1 烴源巖條件

臨河坳陷主要發育兩套烴源巖,包括漸新統臨河組和下白堊統固陽組［4］。通過油源對比研究分析,納林湖目前已發現的油氣均來自于臨河組的生油巖。因此本次只討論臨河組的烴源巖條件。

漸新統臨河組巖性以（深）灰色泥巖、云質泥巖和含膏泥巖為主,有機質豐度整體較高,烴源巖有機質豐度平均值約1.4%、生烴潛量平均值超過6 mg/g,總烴平均值遠超0.05%,屬于中—好烴源巖。目前研究認為烴源巖分布由西向東逐漸減薄,生烴中心位于西部的淖西洼槽帶（圖2）

圖2 納林湖構造帶漸新統烴源巖厚度分布

1.2 儲層條件

本區主要目的層段為漸新統臨河組,始新統烏拉特組以及白堊系固陽組。臨河組和烏拉特組儲層巖性以細粒、中粒長石石英砂巖為主,分選好—中等；孔隙類型以粒間孔為主；平均孔隙度17%,平均滲透率177.24×10-3μm2。固陽組主要為礫巖和砂礫巖,分選差,磨圓度次棱—次圓狀,平均孔隙度14%,滲透率31.7×10-3μm2,為中孔低滲儲層。鏡下薄片顯示,在臨河組和固陽組中均保存有較大的粒間孔（圖3）,反映了弱壓實的成巖特征,推測與該地區新近紀以來快速深埋及晚期反轉抬升的埋藏過程相關。

圖3 巖心電鏡照片

1.3 構造特征與圈閉類型

納林湖構造帶位于臨河坳陷中部,是受北東向斷層控制形成的大型正向構造,整體為北東走向,向南抬升,東西向表現為壘塹相間結構,整體構造呈“兩洼夾一壘”的結構特征［5］。以納林湖斷層為界,下降盤表現為被多條斷層復雜化的大型鼻狀構造帶；上升盤表現為受納林湖和圖布斷層共同控制的斷壘,平面上呈北東走向,斷壘東部為斷槽區,發育一些反向斷階（圖4）。該地區主要發育構造及巖性圈閉,以斷塊圈閉為主。

圖4 納林湖構造帶斷裂綱要

該構造帶斷塊規模相對較小,地層整體呈現出西傾東斜的特征,有利于油氣向東側聚集。納林湖斷層兩盤新近系厚度差明顯大于圖布斷層兩盤地層厚度差,反映了新近紀以來兩條斷層的活動速率差,前者活動強烈故可作為良好的油源斷層,溝通西側深洼陷區烴源巖；后者活動性相對較弱,可作為有效的遮擋斷層。

受走滑伸展作用影響,主斷層附近普遍伴生負花狀構造,其對該地區圈閉的封閉性存在不利影響。油氣沿納林湖斷裂向上運移過程中,遇活動性負花狀構造將使運聚動力分散減弱,故而上升盤較下降盤油藏規模相對要小。

2 油藏類型

通過對已鉆井的油源對比分析,納林湖構造帶主要有兩種成藏模式：一是自生自儲型,白堊系固陽組、古近系臨河組烴源巖達到成熟并生烴后,優先進入鄰近的砂巖儲集層,鄰近泥巖層段可起到一定的阻擋作用,作為局部蓋層,形成自生自儲式儲蓋組合；二是下生上儲型,納林湖構造帶晚期構造活動劇烈,來自深凹的油氣可沿晚期斷裂進行運移,在新近系五原組蓋層條件限制下,可在古近系臨河組砂巖儲層內聚集成藏,形成下生上儲式儲蓋組合（圖5）。

圖5 納林湖構造帶油藏模式

對于自生自儲型油藏,主要存在于納林湖斷層下降盤,油氣沿儲集層運移的動力是控制成藏的主要因素。盆地兩套主力烴源巖生烴時間晚,早期油源相對不足。同時,工區斷裂較為發育且活動頻繁,生烴作用形成的壓力受其影響難以累積。因此,從目前鉆探結果來看,地層孔隙流體壓力普遍表現為常壓。而成藏過程具有晚期深埋晚期成藏特征,在這種情況下,成藏動力不足導致油氣多就近成藏。因此,對于納林湖下降盤的一系列圈閉而言,靠近洼槽區的圈閉才是有利的勘探方向。

對于下生上儲型油藏,主要存在于納林湖斷壘帶,保存條件是控制成藏的主要因素。納林湖斷層上升盤緊鄰生油洼槽,納林湖斷層晚期斷裂活動使得斷層輸導性能較強,油氣優先通過斷層向上運移,是油氣運移的有利指向；但新近紀以來斷層活動以走滑為主,垂向位移較小,表現為弱活動特征。因此,成藏期斷層輸導性能不佳,同時受中淺層厚層泥巖遮擋,油氣垂向運移能力受限,上涌高度較小,因此油藏整體幅度較小。與此同時,受晚期斷裂活動影響,斷壘帶上走滑改造作用較強,部分花狀構造斷穿白堊系,使得保存條件變差。因此,對于斷壘上的小型斷塊油藏,斷裂活動較弱,蓋層厚度更大的圈閉才最有可能富集油氣。

3 典型失利井分析

由于S5 井在古近系已獲高產油流,說明S5 斷壘帶兩側斷裂與深層油源溝通。在S5 井南側高部位部署了J14X 井,旨在擴大油藏發現范圍,然而該井未見油氣顯示。因此,重點對該井失利原因進行分析。

首先,該地區地層壓力主要表現為常壓特征,說明烴源巖生烴過程難以累積出明顯生烴增壓,故而油氣沿斷層向上運移往往會消耗較大比例的運移動力,導致側向充注動力相對較小。推測J14X井相對位置更高,運移動力消耗更大,同時受生烴過程差異的影響,油氣進入儲集層的充注動力相對較弱。

其次,斷壘帶漸新統湖泊相沉積砂體發育差,儲層連通性不佳,不利于油氣的側向運移。同時,S5 斷壘帶斷層發育,J14X 井與S5 井之間很可能存在未揭示的斷層將油氣遮擋。

4 油氣富集主控因素

4.1 源儲配置關系有利于油氣富集

臨河坳陷經歷了早拗晚斷的演化過程,早白堊世烴源巖分布范圍廣,與砂體形成了良好的源儲配置關系,是油氣能夠富集的關鍵。

對于下生上儲式源儲配置關系而言,以納林湖斷壘帶上斷塊油藏最為典型,臨河組儲層側向與下降盤烴源巖直接對接,有利于烴源巖直接向斷壘帶儲集層供烴。同時,由于區域上晚期存在差異反轉,使得納林湖斷壘帶晚期相對位置升高,形成了有利的勢差,驅使油氣向邊緣相厚層砂礫巖運移,并受邊界斷裂遮擋成藏。

對于自生自儲式源儲配置關系而言,以納林湖斷層下降盤較為典型。這種配置關系中,砂巖儲集體直接疊置于兩套優質烴源巖之上,具有“近水樓臺”的成藏優勢。同時,受納林湖斷層控制,形成斷鼻型油藏。

4.2 晚期弱構造有利于油氣富集

納林湖斷裂為中央斷壘帶主要的油源斷裂之一,該斷裂強烈活動期主要集中于新近紀［6］,該斷裂控制的斷塊圈閉形成時間較晚,故S5井油藏具有邊生烴邊形成圈閉的特點。到第四紀,斷裂活動性弱,對圈閉起到良好的封擋作用。

4.3 晚期反轉有利于油氣富集

晚期盆地局部反轉程度與其油氣產量存在明顯的正相關關系,油氣充注過程受到了反轉抬升過程的影響［6］。晚期強反轉帶與周圍形成明顯的海拔高程差,烴源巖最大埋深可達8 000 m 左右,油藏基本發育在3 000～6 000 m 的埋深范圍內,近2 000 m高程差所產生浮力以及深部位可能存在的生烴增壓為油氣運移提供了充足的動力；并且晚期強反轉地區斷裂相對開啟、砂體構造縫發育,具有良好的運移通道,有助于油氣不斷向高部位調整,因此認為晚期強反轉有利于油氣富集。

5 結論

（1）納林湖構造帶被納林湖斷層與圖布斷層分割,形成呈“兩洼夾一壘”的結構特征,在納林湖斷層下降盤斷鼻帶及斷壘復雜斷塊,是有利圈閉類型,在區塊東部地區,還有發育巖性圈閉的可能。

（2）整個河套盆地屬于晚期強斷陷深埋型盆地,成巖作用較弱,納林湖構造帶從臨河組到固陽組儲層物性都較好,鉆井揭示,5 500 m 以下依然有有效儲層,勘探條件有利。

（3）該區帶油藏類型以自生自儲、下生上儲為主,良好的源儲配置關系,晚期弱構造及晚期地層反轉控制了油氣的富集。