渤海海域黄河口凹陷油气成藏条件及其分布特征

发布时间：2020-03-30

　　摘要：利用最新高分辨率三维地震资料、测井录井等资料，结合岩心观察信息，从烃源岩、储集层、生储盖组合、圈闭类型和输导体系5个方面对黄河口凹陷油气成藏条件进行了系统分析。研究表明，黄河口凹陷烃源岩在整个凹陷普遍发育，共有3套烃源岩，其中沙河街组三段和东营组三段是主力烃源岩;主要的储集层是新生界碎屑岩储层和基岩储层;生储盖层组合模式有下生中储上盖式、上生下储上盖式和自生自储式;圈闭类型以断块圈闭为主;输导系统以断裂的垂向疏导为主;新构造运动对黄河口凹陷的影响是新近系油气聚集的优越条件，晚期断裂活动对已形成油气藏起到保存和二次分配的作用。油气藏分布在平面上主要环绕生油洼陷呈环带状分布于洼陷周边的构造带中，古近系油气主要围绕东部次洼呈环带状分布，新近系主要呈“T”字形分布，从古近系到新近系油气有由周边向中间、由南向北聚集的特征。

　　关键词：油气成藏条件;分布特征;黄河口凹陷;渤海海域

　　0引言

　　渤海海域黄河口凹陷是一个富生烃凹陷，同时也是油气富集区，经历了30多年的勘探历程，已在该凹陷内已发现了B25-l、B25-1S、B34-

　　2/4、B29-4、B28-1、B28-2S、K3-2等多个大中型油气田以及B29-l、B25-2、B29-5、B34-3和B33-1等含油气构造圈闭。尽管黄河口凹陷地质条件复杂多变，但前人仍然开展了许多有益的工作，包括断裂与构造演化2”、沉积与储层预测1、烃源岩特征与发育机制[-等等。但对于该凹陷内油气成藏条件与分布规律的系统研究涉及甚少，尚无公开文献报道。伴随着黄河口凹陷油气勘探开发研究力度的不断深入，陆续有新的油气田被发现，但发现大规模油气藏的难度也越来越大，因此，开展黄河口凹陷油气成藏条件及分布特征工作是十分必要和重要的。作者在前人的研究工作基础之上，充分利用高分辨率三维地震资料，从烃源岩特征、储层条件、储盖组合模式、圈闭特征和输导体系等方面对黄河口凹陷油气成藏条件进行系统分析和综合研究，总结了油气分布规律。为进一步评价黄河口凹陷油气勘探前景具有十分重要而现实的意义。

　　1区域地质概况

　　黄河口凹陷位于渤海海域渤中坳陷南部，北部为渤南低凸起，东部为庙西凹陷，东南部为莱北低凸起，南部为显东-青坨子凸起，西部是埋北凸起，凹陷总面积约3300km，基底最大埋深约7000m，其中古近系地层最大厚度约3500m古近纪至现今构造面貌总体表现为西深东浅、北陡南缓、凹中有隆，总体上为北断南超的箕状凹陷。二级构造单元可划分西北次洼、西南次洼、中央隆起带、东部次洼、西北陡坡带、西南缓坡带、东北缓坡带和东南缓坡带等(图l)。作为渤海湾盆地的组成部分，黄河口凹陷在构造演化上具有典型的断-场叠置的特征，可划分为古近纪裂陷期形成的半地堑和新近纪裂后期形成的坳陷，二者之间为区域性不整合m。沙三段、沙一段+二段和东营组下段烃源岩形成于古近系裂陷期的深湖一半深湖的沉积环境“。黄河口凹陷基底最大埋深约7000m，古近系、新近系发育齐全，古近系厚3500m[]。

　　2.2储集层条件

　　2.2.1新生界碎屑岩类储集体

　　黄河口凹陷勘探实践证明油气储集层有沙河街组三段、沙河街组一段+二段、东营组三段、东二下段、馆陶组及明化镇组下段，其中主要为沙河街组三段、沙河街组一段+二段、东营组二段和明化镇下段。虽然馆陶组砂岩分布很广，砂地比较大，岩性主要为细砂岩和粉砂岩，但由于黄河口凹陷新近系断裂非常发育，使得馆陶组砂体主要起输导油气运移的作用。黄河口凹陷储层的孔隙度和渗透率随着埋藏深度增加，呈减小的趋势。古近系沙河街组三段储集性能明显好于沙河街组一段+二段，为高孔一高渗储层，沙河街组一段+二段为高孑L一低渗储层;东营组一段为低一中孑L隙度、低一特低渗透率储层;东营组二段为高～特高孔隙度、高一特高渗储层;东营组三段为中一低孔隙度、低一特低渗透率储层。新近系储层物性很好，明化镇组主要为高一特高孑L隙度、中一高渗透率储层，孔隙度范围为20%～46%，渗透率变化范围27×10～～13152.6×10m;馆陶组储层为高一特高孔隙度、高一特高渗储层，储层物性较好，孔隙度24%～32%，渗透率变化范围较大，为10×10～一12029×10～m(图2)。

　　黄河口凹陷新生界砂体发育，主要包括三角洲平原分流河道、河口坝、远砂坝、砂质滩坝等砂体，它们和生油凹陷直接接触形成储一源匹配，十分有利于油气藏的形成，如B28—2S油田东营组油藏、B34—1油田沙河街组油藏和B25—1s及B34—1油田明化镇组下段和馆陶组油藏等。储层类型是砂岩基质孔隙和裂缝，主要是由成岩作用、断裂作用以及淋滤溶蚀作用形成的次生孔缝，可分中微观缝、宏观缝和溶孔、溶洞，其中，基质孔隙主要为少量溶蚀孔、粒内溶孔。储层在纵向上分为裂缝发育带、次裂缝发育带。储层的岩性主要为细砂岩和粉砂岩。

　　2.2.2潜山基岩类储集体在黄河口凹陷中，尽管新生界碎屑岩类储集体占主要地位，但基岩类储集层也是不可忽视的。在地质学范畴，基岩是指前寒武纪的结品变质岩系，而在石油地质学范畴，基岩除包括结晶变质岩系外，还包括火成岩和沉积岩，其地质时代包括前寒武纪、古生代和中生代”。黄河口凹陷潜山基岩类储集体根据岩性的不同，又可细分为太古宇一古元古界变质花岗岩储集体、中生界安山岩和火山碎屑岩储集体、古生界碳酸盐岩储集体。由于黄河口凹陷的深部位(烃源岩)与古潜山高部位(储集体)直接侧向接触，对油气的聚集十分有利。B26-2油田太古宇潜山混合花岗岩是结晶基底，经历多期构造变动及岩浆热液蚀变和风化淋滤作用，形成缝洞储集体。测井解释其储层孔隙度分布范围2.1%~9.7%，平均为5.6%;渗透率为0.1×103-157.2×103um2，平均值为48.3×103unm2。太古宇潜山储层的渗透能力主要依赖于裂缝，裂缝相当发育且连续性好，裂缝中有90%以上的属宽缝-特宽缝，有46.9%的裂缝被完全充填，其他见不同程度的充填，还可见少量未充填孔洞。包围潜山带的古近系生油岩生成的油气，通过大断层面或不整合面进人太古宇缝洞储集空间并聚集成藏，形成了B26-2油田潜山油气藏。

　　B28-1是一典型的断块型潜山油气田，主要储层为古生界奥陶系及寒武系碳酸盐岩，岩性以白云岩及白云质石灰岩为主，裂缝和溶蚀孔隙较为发育，测井解释孔隙度分布范围1.1%13.5%，平均为7.7%;渗透率为0.07×l0230.1×103um3，平均值为70.5×l0um²。B28-1-1井位于B28-1的南侧，钻遇中生界安山岩，若心观察和镜下鉴定发现，网状裂缝发育，一般宽0.02~0.03mm，可为油气的储集提供了良好的空间。

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　　2.3生储盖组合模式

　　黄河口凹陷构造沉积演化与整个渤中坳陷同步，特别是新构造运动期(5.1Ma以来)快速沉积埋藏(>200m/Ma)是该区以及整个渤中坳陷不同于渤海湾盆地其他构造单元的重要特征之一1]，目前，黄河口凹陷新近纪油气主要分布在明化镇组下段，明化镇组上段和馆陶组泥岩作为新近纪油藏的优质盖层;古近纪油气主要分布在东营组二段和沙河街组二段及三段，东营组一段和三段、沙河街组一段的泥岩沉积段是古近纪油藏区域优质盖层;古近纪沙河街组三段巨厚的泥岩层作为前第三纪潜山油气藏的重要区域盖层。明化镇组、东营组和沙河街组区域性储盖组合的良好配置关系是黄河口凹陷油气富集的主控因素之一(图3)。

　　低凸起部位，该处油源为沙河街组三段高成熟的烃源岩，储层主要包括太古宇潜山变质花岗岩，中生界安山岩和火山碎屑岩储集体，新生界沙河街组三段烃源岩生成的油气沿断裂、孔缝和疏导砂体垂向和侧向运移至古潜山中聚集，形成以B26-2油田为代表的上生下储上盖式组合模式。

　　2.3.3自生自储式组合模式黄河口凹陷经历了古新世-渐新世早期(孔店组-沙河街组沉积期，55~32.8Ma)和渐新世中晚期至上新世早期(东营组一明化镇组下段沉积期，32.8~5.lMa)的两个裂陷-拗陷旋回及上新世晚期(明化镇组上段-平原组沉积期，5.1~0

　　Ma)以来的新构造运动再活动期，以冲积扇一辫状河平原沉积、半深湖-深湖相沉积以及辫状河三角洲平原和扇三角洲前缘沉积为主，形成了复杂多变的沉积-沉降体系，垂向上各个层位相互叠置交错，构成了黄河口凹陷自生自储式的组合模式，B34-6油田就是此类成藏组合模式的典型代表。

　　充注时间，纵向上从沙河街组三段到明化镇组下段储层都有分布，其中以沙河街组三段和沙河街组二段以及明化镇组下段最为发育，东营组次之。

　　2.5输导运移系统

　　输导体是地质体内相互连通且渗透性较强的孔、洞、缝构成的可供流体活动的空间。断裂作为油气运移输导体通常以垂向疏导为主，同时也是油气发生聚集的重要控制因素6-17);砂体作为输导体主要以侧向疏导为主;不整合面在油气运移的过程中也起到了重要的作用。这些输导体组合起来，有效地连接了烃源岩和圈闭，共同构成了油气运移的输导运移系统。渤海海域断裂的分布、演化以及活动性研究对研究渤海海域晚期油气的输导与保存有重大意义，目前，本凹陷油气分布主要以浅层明化镇组下段为主，但是烃源岩则分布在古近系沙河街组沙三段、沙一段+二段和东营组下段，因此断裂，特别是通源断裂成为黄河口凹陷油气由烃源层运移到明化镇组下段的主要通道;这些在黄河口凹陷大量发育的通源断裂将彼此不相互接触和时空差距较大的烃源岩和储盖有机地联系起来，使该区发育大量浅层油气藏，包括B25-1S、B34-l和B35-2等油田明化镇组下段油气藏(图5)。

　　3油气分布特征

　　黄河口凹陷油气分布严格受生油洼陷的限制，在平面上，以生油洼陷为中心，环绕生油洼陷呈环带状分布于洼陷周边的正向构造带中，很像一横着的“品”字。目前已发现的油气田和含油气圈

　　2.4圈闭类型

　　郯庐断裂在古近纪的伸展作用和新近纪的走滑作用下形成多种类型的圈闭，在黄河口凹陷主要为伸展、走滑断裂叠合作用形成的圈闭，包括断块、断鼻、断背斜、半背斜、断层-地层复合圈闭等5种类型(图4)。这些圈闭以同沉积构造圈闭居多，因此，圈闭所形成的时间早于油气的闭主要分布于被大型活动断裂带分割的4个次级构造带上，即：西北陡坡带、中央隆起带、东北陡坡带和东南缓坡带。西北陡坡油气富集带的B25-1、B26-3和B25-lS等大中型油气田，再加上北边的低凸起带发现的B26-2油田，以及中央隆起带的B28-25、B34-l、K3-2和B34-2/4油气田，是目前黄河口地区最为重要的油气富集区带;东坡缓坡地东部的B35-2油气田也是黄河口凹陷重要的油气聚集区。凹陷中央隆起带位于黄河口凹陷东西两生烃凹陷之间，是油气运聚的主要指向区，具有充足的油气源条件，平面上呈现出南北分块和东西分带的展布特征。

　　油气藏类型在纵向上分布也具有一定特点，背斜油气藏只分布在古近系沙二段;断背斜型在古近系分布范围较广，包括东营组二段下部、东营组三段、沙河街组一段+二段和沙河街组三段;断鼻油气藏则出现在沙河街组三段、东营组二段和明化镇组下段，其中以明化镇组下段和东营组二段为主;断块油气藏则在储层的各个层系中均有分布，但以明化镇组下段为主;复合油气藏则只出现在新近系，而且以明化镇组下段为主。纵向层位分布具有从西向东逐渐变新，而油藏埋藏深度变浅的特点。总体来看，黄河口凹陷油气藏类型中古近系以岩性和背斜、断背斜、断鼻等构造油气藏为主，新近系以复合、断块和断鼻等为主。

　　目前已发现古近系油气除了B25-l断隆带外，主要围绕东部次洼呈环带状分布，新近系主要呈“T”字形分布，从古近系到新近系有从周边向中间、从南向北聚集的特点(图6)。