高郵凹陷阜三段隱蔽油藏主控因素及成藏特征

李儲(chǔ)華

（中國(guó)石化江蘇油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，江蘇揚(yáng)州 225009）

蘇北盆地高郵凹陷古近系阜寧組三段（簡(jiǎn)稱：阜三段，E1f3）成藏條件有利，是江蘇油田的主力勘探層系之一［1-5］，截至2022 年底，累計(jì)發(fā)現(xiàn)29 個(gè)含油區(qū)塊。這些油藏類型以構(gòu)造油藏為主。隨著構(gòu)造油藏有利區(qū)勘探程度不斷提高，迫切需要探索勘探程度較低、潛力較大的隱蔽油藏領(lǐng)域。目前已在瓦莊東等地區(qū)零星發(fā)現(xiàn)E1f3隱蔽油藏，表明E1f3具備有利的隱蔽油藏成藏條件。

目前針對(duì)高郵凹陷E1f3沉積體系、儲(chǔ)層物性及構(gòu)造成藏等方面研究較多［6-9］，而隱蔽油藏方面研究較少［10-11］，特別在成藏配置關(guān)系及成藏模式等方面仍缺乏系統(tǒng)研究，本文從E1f3油氣成藏的基本條件入手，通過(guò)油藏類型及分布特征的分析，明確隱蔽油藏主控因素及成藏配置關(guān)系，并建立成藏模式，最終優(yōu)選隱蔽油藏有利區(qū)，推動(dòng)并實(shí)現(xiàn)E1f3油藏新類型的勘探拓展。

1 成藏基本條件

蘇北盆地位于郯廬斷層帶以東的揚(yáng)子板塊北部，北鄰蘇魯造山帶。該盆地自北向南分別為鹽阜坳陷、建湖隆起與東臺(tái)坳陷。高郵凹陷位于東臺(tái)坳陷中南部（圖1），是蘇北盆地油氣資源最為豐富的凹陷之一。

圖1 高郵凹陷阜三段砂體展布與油藏展布疊合

E1f3沉積時(shí)期，高郵凹陷處在斷-拗轉(zhuǎn)換階段［12］，北部為寬緩斜坡帶，而西部通過(guò)菱塘橋—柳堡低凸起與金湖凹陷相隔，東側(cè)和南側(cè)分別為吳①大斷層、南側(cè)為真①大斷層。地層整體北東高南西低，劉陸舍等局部地區(qū)轉(zhuǎn)為北西高南東低，沉積物源主要來(lái)自北北東及北東方向，E1f3沉積時(shí)期斷裂體系對(duì)沉積控制作用弱，隨著后期構(gòu)造活動(dòng)加劇，上升盤(pán)地層被剝蝕，使得吳①、真①大斷層成為E1f3地層?xùn)|側(cè)和南側(cè)的邊界。

受構(gòu)造背景的影響，斜坡帶E1f3發(fā)育規(guī)模較大的三角洲—湖泊沉積體系，在平面上砂體呈北東—南西向延展的朵葉狀，具有自北北東往南南西方向逐漸減少的砂體展布特征［8］，地層厚度220～320 m，砂巖含量10%～60%，E1f3為良好的儲(chǔ)層（圖1）。

E1f3油氣主要來(lái)自阜二段（E1f2）成熟烴源巖，E1f2為厚層泥頁(yè)巖，中下部為優(yōu)質(zhì)烴源巖，分布范圍廣，真武、吳堡斷裂帶下降盤(pán)區(qū)帶埋深大，演化成熟度高，Ro值一般大于1.3%［13］，西部車邏鞍槽及碼頭莊，以及斜坡帶北部等埋藏變淺的地區(qū)成熟度逐漸降低到0.6%以下，整體烴源巖條件良好；上覆地層E1f4為泥巖層，分布較穩(wěn)定，地層厚度約300 m，是良好的區(qū)域蓋層，與E1f3砂巖儲(chǔ)層形成良好的儲(chǔ)蓋組合。

同時(shí)，高郵凹陷斷裂發(fā)育，并有輝綠巖等火成巖穿插地層，斷層、砂巖儲(chǔ)層及火成巖變質(zhì)帶等構(gòu)成良好的輸導(dǎo)體系，E1f3整體處在成熟烴源巖的輸導(dǎo)范圍內(nèi)，油氣運(yùn)移條件有利，E1f2生成的油氣通過(guò)斷層等良好輸導(dǎo)體系調(diào)整到有效圈閉的儲(chǔ)層中聚集成藏，整體成藏條件良好。

2 油藏分布特征

油藏展布及油藏解剖統(tǒng)計(jì)表明（圖1、表1），已發(fā)現(xiàn)的E1f3油藏主要分布在三角洲前緣亞相主體部位，平面上分布在砂體發(fā)育的斜坡帶北部外圍、中部主體部位及吳堡斷裂帶等地區(qū)。各地區(qū)油藏類型及富集程度等分布特征具有明顯差異性。

表1 高郵凹陷E1f3油藏類型、特征與砂體情況關(guān)系

在S19 塊一線以北的斜坡帶外圍地區(qū)，砂體類型以水下分流河道為主，砂體發(fā)育程度高，一般超過(guò)40%，油氣運(yùn)移及成藏主要受構(gòu)造高帶控制，油藏主要分布在構(gòu)造高帶上，形成以斷鼻、斷塊為主的構(gòu)造油藏，并具有統(tǒng)一的油水系統(tǒng)，反映出砂巖間具有縱向溝通、橫向連通的特征，如S42塊。

在S19塊至H40塊一線之間的斜坡帶中部主體地區(qū)，隨著整體砂巖含量逐漸降低，近南北向展布的水下分流河道、河口壩為主的砂體受河道間泥巖的影響具有相間分布、交叉切割的特征，砂巖百分含量一般介于10%～40%，油氣運(yùn)移受構(gòu)造和砂體雙重控制［9］，油氣分布在以沙花瓦地區(qū)為整體的寬緩鼻狀構(gòu)造上，可分為多個(gè)呈近SN向展布的次級(jí)構(gòu)造高帶，形成的油藏類型仍以斷鼻、斷塊為主的構(gòu)造油藏，但為多油水系統(tǒng)的層狀油藏，反映出砂巖間橫向連通性好、縱向具有明顯分隔的特征，中坡帶油氣富集，先后發(fā)現(xiàn)了S7等儲(chǔ)量規(guī)模較大的油藏。

吳堡斷裂帶與斜坡帶中部主體部位類似，發(fā)育下切水下分流河道和河口壩等微相，砂巖含量較高，一般在25%～50%，油藏類型主要為多油水系統(tǒng)的層狀構(gòu)造油藏，先后發(fā)現(xiàn)了C2等富集油藏。

整體來(lái)看構(gòu)造油藏分布在砂體含量較高、砂體橫向連通性較好的地區(qū)。

在H40 塊以南的斜坡帶內(nèi)坡領(lǐng)域、斜坡帶兩翼、吳堡斷裂帶側(cè)緣、真武斷裂帶及西部碼頭莊等地區(qū)，隨著物源繼續(xù)推進(jìn)，砂體類型仍以水下分流河道、河口壩為主，但河道間灣更加發(fā)育，相間分布的特征更加明顯，砂巖含量一般介于15%～25%，與斷層配置可形成斷層-巖性油藏，如瓦莊東地區(qū)W29 斜井。再向前，砂巖含量進(jìn)一步降低，一般介于10%～20%，則形成獨(dú)立分布的灘壩砂體。目前，這些領(lǐng)域勘探程度較低，但已經(jīng)有零星勘探發(fā)現(xiàn)，如在吳堡斷裂帶西北部側(cè)緣已發(fā)現(xiàn)LLX1 等巖性上傾尖滅型隱蔽油藏（圖2）。

圖2 W29斜-LLX1-CX15井油藏剖面

油藏分布特征表明，斜坡帶四周等砂巖含量較低的地區(qū)具備形成隱蔽油藏的條件，區(qū)域范圍及勘探潛力較大，是隱蔽油藏勘探拓展的有利地區(qū)。

3 隱蔽油藏主控因素分析

結(jié)合隱蔽油藏分布的區(qū)域、砂體特征等情況分析認(rèn)為，隱蔽油氣成藏受砂體類型、斷層輸導(dǎo)及封閉作用、構(gòu)造背景等三方面的主要因素及它們之間的配置關(guān)系控制。

3.1 水下分流河道、河口壩、灘壩等砂體是形成隱蔽油藏的有利砂體類型

結(jié)合砂體展布與油藏分布圖看（圖1），隱蔽油藏主要分布在砂巖含量介于10%～25%的有利區(qū)。該區(qū)域三角洲前緣前端發(fā)育河控作用為主相間分布的水下分流河道及河口壩等砂體，以及浪控作用為主的灘壩等獨(dú)立分布的砂體［8］，是形成隱蔽油藏的有利砂體類型，這些砂體與斷層、構(gòu)造高帶等相互配置，共同控制隱蔽油藏的成藏。

三角洲前緣前端砂巖含量較低，介于15%～25%，河道間灣發(fā)育，使得河控作用為主的水下分流河道或河口壩等砂體類型在東西向上相間分布、河道兩側(cè)減薄尖滅特征明顯，同時(shí)結(jié)合東西向斷層的切割，可形成斷層-巖性油藏，如斜坡帶瓦莊東地區(qū)W29 塊屬于斷層與相間分布的水下分流河道控制形成的斷層-巖性油藏。另外，在砂體延伸方向上，結(jié)合地層產(chǎn)狀的配置關(guān)系，可形成巖性上傾尖滅型巖性油藏，一般分布在砂體延伸方向與斜坡結(jié)合部，如斜坡帶與吳堡斷裂帶之間的劉陸舍地區(qū)LLX1塊。

灘壩砂體分布在三角洲前緣前端的古構(gòu)造高帶或側(cè)翼，砂巖含量介于10%～20%，砂體一般獨(dú)立分布，與三角洲前緣前端相隔分布。其中古構(gòu)造高帶容易造成湖浪破碎，使得水體動(dòng)蕩淘洗砂體，是灘壩等砂體發(fā)育的有利地區(qū)；三角洲前緣側(cè)翼也容易受到湖浪和岸流的重新改造，使得三角洲前緣的砂體發(fā)生淘洗分選并沿湖岸線方向發(fā)生側(cè)向移動(dòng)，形成灘壩砂體，都是隱蔽油藏勘探的有利地區(qū)。

3.2 斷層輸導(dǎo)和封閉性控制油氣分布層系及富集程度

勘探實(shí)踐表明，高郵凹陷斷層規(guī)模差異較大，按斷層規(guī)?？蓪鄬臃譃? 級(jí)［14］，不同規(guī)模的斷層對(duì)斷層的輸導(dǎo)和封閉控制差異較大（表2）。同時(shí)，斷距較大的斷層兩側(cè)封閉性存在明顯差異，表現(xiàn)為斷層下盤(pán)一側(cè)封閉油氣，而上盤(pán)一側(cè)輸導(dǎo)油氣，分析認(rèn)為這跟斷層兩盤(pán)存在的誘導(dǎo)縫差異有關(guān)［15］，其中斷層下盤(pán)一側(cè)的誘導(dǎo)縫弱于斷層上盤(pán)一側(cè)，造成斷層下盤(pán)封閉性明顯優(yōu)于斷層上盤(pán)一側(cè)。

表2 斷層級(jí)別與輸導(dǎo)及封閉作用

3.2.1 斷層與源巖配置關(guān)系

隱蔽油藏勘探有利區(qū)泥巖較發(fā)育，不同斷層級(jí)別切割烴源巖溝通油氣的能力不同，一、二級(jí)斷層活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，切割烴源巖溝通油氣能力強(qiáng)，能夠縱向長(zhǎng)距離調(diào)節(jié)油氣（圖3a），如X16 井，來(lái)自深凹帶的E1f4烴源巖的油氣經(jīng)真②斷層調(diào)整進(jìn)入E1f3聚集成藏；三級(jí)斷層斷距較大、切割地層較多，儲(chǔ)層對(duì)接烴源巖面積較大，有利于油氣運(yùn)聚到砂巖儲(chǔ)層中，也能具有較強(qiáng)的縱向溝通能力（圖3b），如碼頭莊S82 塊因大斷層溝通油氣成藏。而四級(jí)及以下斷層斷距較小，切割地層較少，儲(chǔ)層對(duì)接烴源巖面積較小，油氣首先運(yùn)聚到E1f3下部砂巖儲(chǔ)層中，縱向上運(yùn)移能力較弱（圖4），在烴源巖成熟運(yùn)移范圍區(qū)，在北斜坡砂巖含量較低、灘壩等砂體發(fā)育的內(nèi)坡地區(qū)，油氣顯示主要集中在下部；而在油氣低熟區(qū)，溝通能力更弱，如Z13 塊多口開(kāi)發(fā)井上部地層也鉆遇有效灘壩砂體，但未有油氣顯示。

圖3 源巖與不同級(jí)別斷層配置關(guān)系示意

圖4 碼頭莊地區(qū)源巖與不同級(jí)別斷層配置關(guān)系對(duì)比

3.2.2 斷層與砂體配置關(guān)系

結(jié)合北斜坡油藏成藏解剖分析認(rèn)為，三級(jí)及以上較大斷層溝通能力強(qiáng)，油氣能較順暢地進(jìn)入上部地層的砂巖中，但斷層封閉性在斷層上下盤(pán)兩側(cè)存在明顯差異，下盤(pán)一側(cè)對(duì)置盤(pán)若砂地比低，封閉性較好，斷層與砂體展布、地層產(chǎn)狀及油氣注入點(diǎn)共同控制油藏范圍，控制形成的油氣類型為斷層巖性油藏（圖5a、b）；而上盤(pán)一側(cè)誘導(dǎo)縫發(fā)育，主要表現(xiàn)為溝通輸導(dǎo)能力，油藏范圍主要受巖性與地層產(chǎn)狀控制，油藏類型為巖性上傾尖滅型油藏（圖5a、c）。

圖5 三級(jí)斷層與砂體配置關(guān)系示意

四級(jí)及以下小斷層縱向溝通能力弱，小斷層與下部地層的砂巖配置關(guān)系較好，控制油氣成藏；同時(shí)也就表現(xiàn)為斷層縱向封閉性較好，無(wú)論上盤(pán)一側(cè)還是下盤(pán)一側(cè)均具有較強(qiáng)的封閉性，從而使油藏含油氣范圍主要受油氣充注點(diǎn)和地層產(chǎn)狀控制，油氣充滿程度較高，斷層主要起到溝通作用，看起來(lái)是斷層巖性復(fù)合油藏，實(shí)際屬于被小斷層切割的巖性上傾尖滅油藏（圖6a、b）。

圖6 四級(jí)及以下斷層與砂體配置關(guān)系示意

同時(shí)，E1f2中下部為優(yōu)質(zhì)烴源巖，上部存在50 m左右的非烴源巖段，E1f2烴源巖生成的油氣以向下排烴進(jìn)入E1f1、再調(diào)整運(yùn)移到E1f3儲(chǔ)層為主要運(yùn)聚途徑。但E1f2生烴排烴的運(yùn)聚過(guò)程中，烴源巖局部發(fā)育裂縫，這些裂縫能夠直接溝通E1f3下部地層中的砂巖，形成獨(dú)立的巖性油藏，由于裂縫溝通能力較弱，油氣成藏也與小斷層類似，主要集中到下部地層中。同時(shí)，裂縫切割砂體的位置是油氣充注點(diǎn)，因此，含油氣范圍與裂縫切割砂體位置的配置關(guān)系有關(guān)，形成的油藏主要受巖性邊界、地層產(chǎn)狀和切割位置控制，油藏類型為巖性上傾尖滅或透鏡體油藏（圖5a、c，圖6a、c）。另外，斷層傾向與砂體展布方向的配置關(guān)系也對(duì)油氣成藏具有控制作用，特別是水下分流河道等條帶狀砂體，需要斷層走向與砂體展布方向近似垂直。

3.3 構(gòu)造背景與砂體展布配置控制油氣運(yùn)移趨勢(shì)

在砂巖發(fā)育程度較低、隱蔽油藏有利地區(qū)，雖然構(gòu)造背景不能完全控制油氣運(yùn)聚，但與砂體展布配置可以控制油氣的運(yùn)移方向和趨勢(shì)，并在隱蔽圈閉中聚集成藏，如單斜構(gòu)造背景下，與上傾尖滅的砂體控制形成上傾尖滅油藏。

4 阜三段隱蔽油藏類型及成藏特征

4.1 隱蔽油藏類型

在高郵凹陷E1f3典型油藏解剖及成藏配置關(guān)系分析基礎(chǔ)上，按照油藏成因類型［16-20］，將E1f3隱蔽油藏總結(jié)為斷層-巖性復(fù)合油藏和巖性油藏兩類油藏類型（圖7）。

圖7 高郵凹陷阜三段隱蔽油藏類型

根據(jù)砂體類型可將斷層-巖性隱蔽油藏分為兩種：一種為斷層-河道或河口壩砂體巖性油藏，該類型受斷層和垂直斷層走向的條帶狀展布水下分流河道或河口壩砂體控制，如瓦莊東地區(qū)的W29 斜井；另一種為斷層-灘壩砂體巖性油藏，該類型是斷層與獨(dú)立分布的灘壩砂體共同控制形成的隱蔽型油藏。

巖性油藏又包括巖性上傾尖滅油藏及透鏡體油藏。其中巖性上傾尖滅型主要為水下分流河道或河口壩砂體側(cè)緣與單斜的地層產(chǎn)狀配置形成，如吳②斷層下降盤(pán)區(qū)域的LL1塊屬于此種類型。透鏡體油藏主要指由獨(dú)立分布的、不被斷層切割的灘壩砂體形成的灘壩砂巖透鏡體油藏。

4.2 隱蔽油藏成藏特征

在近東西方向上斜坡帶與吳堡斷裂帶之間，以及近南北方向上真武斷裂帶與斜坡帶之間，砂巖含量較低，是隱蔽油藏成藏有利區(qū)，結(jié)合砂體、斷層及構(gòu)造等成藏主控因素及隱蔽油藏類型的分析，具有“斷巖、翹傾、獨(dú)灘壩”三種主要隱蔽成藏特征：“斷巖”成藏特征是指斜坡帶三角洲前緣砂體由北北東向南南西方向連片展布，在沙花瓦地區(qū)南部三角洲前緣前端，砂體逐漸分為相間分布的水下分流河道及河口壩等砂體，被近東西的斷層切割，容易形成斷層-河道或河口壩砂體巖性油藏；“翹傾”成藏特征是指吳②斷層下降盤(pán)控制的北東向展布水下分流河道或河口壩砂體側(cè)緣與南東傾地層控制，有利于形成巖性上傾尖滅油藏；“獨(dú)灘壩”成藏特征是指砂體為獨(dú)立分布的灘壩等砂體，容易與斷層配置形成斷層-灘壩砂體巖性油藏，也可因裂縫、微斷層等溝通油氣而形成灘壩砂巖透鏡體油藏（圖8）。

圖8 阜三段“斷巖、翹傾、獨(dú)灘壩”隱蔽油藏成藏特征

5 有利勘探方向

結(jié)合隱蔽油藏成藏特征，進(jìn)而明確了E1f3隱蔽油藏分布規(guī)律。整體來(lái)看，E1f3隱蔽油藏的主要勘探領(lǐng)域處在砂巖含量較低的三角洲前緣前端，受砂體類型及展布的影響，不同類型隱蔽油藏的勘探有利區(qū)不同。其中斷層-河道或河口壩砂體巖性油藏主要分布在斜坡帶外圍，包括發(fā)財(cái)莊以西、瓦莊以東及沙花瓦中南部地區(qū)；巖性上傾尖滅油藏主要分布在劉陸舍等地區(qū)；而斷層-灘壩砂體巖性油藏、灘壩砂巖透鏡體巖性油藏則主要分布在灘壩砂體發(fā)育區(qū)，包括車邏、西部碼頭莊、沙花瓦南部及真武斷裂帶下降盤(pán)肖劉莊等地區(qū)，在這些地區(qū)可與斷層配置或獨(dú)立形成隱蔽油藏。

6 結(jié)論

（1）結(jié)合油藏展布，認(rèn)為高郵凹陷E1f3隱蔽油藏受砂體類型、斷層輸導(dǎo)及封閉作用、構(gòu)造背景等三方面的主要因素及它們之間的配置關(guān)系控制。其中三角洲前緣前端發(fā)育的相間分布的水下分流河道及河口壩、灘壩等是形成隱蔽油藏的有利砂體類型；斷層輸導(dǎo)和封閉性控制油氣分布層系及富集程度；構(gòu)造背景與砂體展布配置控制油氣運(yùn)移趨勢(shì)。

（2）根據(jù)砂巖類型與構(gòu)造、斷層的配置關(guān)系可劃分為斷層-河道或河口壩砂體巖性、斷層-灘壩砂體巖性、巖性上傾尖滅、灘壩砂巖透鏡體等4 種類型，E1f3隱蔽油藏具有“斷巖、翹傾、獨(dú)灘壩”成藏特征。

（3）高郵凹陷隱蔽油藏勘探有利區(qū)分布在砂巖含量較低的三角洲前緣前端，包括斜坡帶外圍地區(qū)、劉陸舍地區(qū)及車邏等灘壩發(fā)育區(qū)。