梯级堤坝与斜坡带复杂断块油藏勘探——以泌阳凹陷北部斜坡带王集鼻状构造为例

彭国力，刘 鹏，李朝勇，李 讴

（中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院，河南南阳 473132）

梯级堤坝与斜坡带复杂断块油藏勘探
——以泌阳凹陷北部斜坡带王集鼻状构造为例

彭国力，刘 鹏，李朝勇，李 讴

（中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院，河南南阳 473132）

王集鼻状构造位于泌阳凹陷北部斜坡带中段，主要油藏类型为断鼻断块油藏和断层加岩性油藏，古斜坡背景上的鼻状构造是油气主要聚集区，断层是油气成藏主要控制因素，“梯级堤坝”是油气运聚主要模式，精细解释断层，落实断块圈闭是主要勘探方法和手段。

斜坡带；断层封堵性，梯级堤坝，断鼻断块油藏

泌阳凹陷北部斜坡带是一个同生古斜坡，面积约500 km2，在南部两组边界大断裂持续活动形成的张扭应力场作用下，在斜坡背景上发育了多个被不同走向断层切割的鼻状构造，形成复杂的断鼻、断块圈闭。环绕生油中心的古斜坡及斜坡背景上的鼻状构造、砂体、断层共同控制着油气的运聚，区内油藏类型以断鼻、断块油藏为主，其次为断层－岩性和地层不整合油藏。

1 古斜坡带具有优越的石油地质条件

1.1 邻近生油中心，烃源岩丰厚

泌阳凹陷沉降与沉积中心一致［1］，凹陷主要断陷期是古近纪核桃园组，沉积了一套巨厚的生油岩，主要为灰色泥岩和页岩，有机碳最高达15%，平均约2%，干酪根主要为Ⅰ型和Ⅱ1型，除凹陷边缘外，桃园组生油岩全部进入了成熟阶段［［2］，源岩生烃产率最高可达698 mg／（g·TOC），一般400 mg／（g·TOC），油源条件好。

1.2 物源众多、砂体发育，运聚条件良好

山高水深的古地理环境形成泌阳凹陷物源丰富、砂体发育，具典型陆相伸展断陷盆地的多物源、快速堆积的特征［2］。北斜坡发育了侯庄、王集、张厂、古城等一系列三角洲砂体。这些砂体呈收敛状向凹陷中心延伸，与生油岩纵向上呈互层状叠置，横向上呈指状呈接触，砂层埋藏浅，胶结疏松，储层物性好，不但为油气向外运移提供良好的输导条件，又是良好的储集层。

1.3 正向构造发育，与砂体耦合并被断层切割，为油气提供良好的聚集场所

受边界断裂活动控制，凹陷内沉积盖层的不均衡沉降和翘倾抬升，形成众多规模不等的鼻状构造（自西向东发育有古城、付湾、杨楼、王集、新庄、大吴庄等鼻状构造），向深凹区倾没，并被断层不同程度复杂化，形成众多的断鼻、断块和断层＋岩性圈闭，为油气聚集提供良好的储集场所［3］。

1.4 相对稳定的单旋回闭塞凹陷，具有较好的油气保存条件

泌阳凹陷是一个相对稳定继承性、单旋回凹陷，勘探目的层为连续沉积，只是到了新近纪中晚期，凹陷整体回返上升，古近系地层不同程度遭受剥蚀，形成区域性的不整合面。而新近纪末期构造运动微弱，断层活动基本停止，沉积有200m左右粘土平盖在古近系之上，形成良好的区域性盖层，同时在浅层和边缘区，部分油层遭受剥蚀氧化或水洗，形成稠油封堵。

1.5 成藏要素和成藏作用的时空耦合关系良好

首先，斜坡圈闭形成期早于深凹区有效烃源岩达到生烃高峰期；其次，斜坡带砂体发育，多个砂体伸入深凹区烃源岩中，为油气排出和运移提供了极有利的输导条件，为油气大规模从源岩沿砂体向斜坡带圈闭运移聚集、形成油气藏提供运聚条件［4］。

2 构造背景上的断层为成藏主控因素

2.1 断层控制圈闭的发生、发展、类型与展布

泌阳凹陷北部斜坡带为一个圆弧状的向凹陷沉积沉降倾斜的古斜坡，其上发育的鼻状构造也均为向凹陷中心倾伏，来自北部的砂体也主要表现为由北部向中心延伸，在此背景上，断层对圈闭的形成起到了重要的作用。古城鼻状构造的断层主要为北倾走向北东东的正断层，基本上是将鼻状构造横切为多个断鼻圈闭；王集地区发育北东向和北西向两组断层，主断层北东向顺切鼻状构造，次断层北西向横切鼻状构造，两组断层将该区切割为多个断块圈闭；新庄地区西部以北东向为主断层，东部以北西向为主断层，两组断层交汇于鼻状构造轴部，使得断鼻圈闭多而幅度大。

2.2 断层控制油气富集成藏

北部斜坡鼻状构造形成较早，断层的形成基本上是在廖庄组沉积末期，而油气的大规模运移又处于廖庄组沉积时期，断层形成时间与油气大规模运移时间基本相当，因而有利于油气的运移和聚集，而廖庄组沉积末期，区域性挤压应力作用，导致构造回返，使鼻状构造幅度加大并最终定型，并形成“构造抽吸”［5］。由于鼻状构造隆起的幅度和规模差异，特别是断层与鼻状构造切割关系不同，其油气富集程度也存在明显的差异。如古城鼻状构造规模较大、隆起幅度较高，主断层横切鼻状构造，圈闭以断鼻为主，所以，该区油藏高度、含油面积、储量规模、储量丰度也最大；而王集地区由于主断层顺切鼻状构造，主要圈闭类型为断块，次断层封堵能力较差，所以，油藏高度、储量丰度都较小［6］。

3 梯级堤坝运聚是主要成藏模式

一条发源于高山的河流，流过崇山峻岭，经过不同高程上的拦河大坝，就形成大小不一、库容量不等的水库，这些分布在不同高程处的水坝就是梯级堤坝。

3.1 北东向断层起“河堤”作用，限制油气运移方向

北部斜坡带中段的王集新庄地区构造特征为一宽缓的由北北东向南南西倾没于深凹区的鼻状构造。主体部位处在两组走向北偏东相向而倾断层夹持的地堑内，轴向北东，东南翼地层倾向南东，倾角较大；西北翼地层倾向南西，地层起伏较平缓；该区断裂以北北东－北东－北东东走向的正断层为主，断层断距一般较大（100～300m），延伸较长（5～10 km），这一组正断层在东部倾向为北西，而西部的倾向为南东，多条正向正断层相向顺切王集鼻状构造，组合形成鼻状隆起轴部一个规模较大的地堑（图1）。平面上，这组断层以鼻状构造的核部为中心呈平行或呈雁行式排列，向南可以伸入到深凹区生油中心区，向北延伸至柴庄、新庄地区，并且走向由北北东向逐渐变为北东东，断层间形成类似“胡同”的近平行排列的地块。

图1 王集地区东西向地震剖面

油气从源岩排出后，先沿候庄砂体侧向向王集鼻状构造轴部运移，遇到北东向断层后，油气运移方向发生改变，由发散状改为向北东方向运移，沿断层加速向新庄地区运移，断层在这里成为油气侧向运移的优势通道，又起“河堤”（类似于河堤控制河水流向）作用，限制油气运移路线。油气主要沿断层组成的“胡同”呈平行状运移，当遇到适当的圈闭条件时，便聚集成藏，形成了王集新庄地区沿断层“胡同”平行断层式运聚成藏模式［7］（图2）。

图2 王集新庄地区断层与油气运移模式

平面上这组断层以鼻状构造的核部为中心明显或不明显地呈雁行式排列，向南可以伸入到深凹区，向北东方向可以延伸至柴庄、新庄地区，并且走向由北北东向逐渐变为北东东向，断层间形成类似“胡同”的近平行排列的地块（图2）。泌阳凹陷北部斜坡是一个沉积－构造复合斜坡，是油气大规模运移的指向区，在此背景上发育的王集－新庄鼻状构造向凹陷中心倾没，更有利于油气的运移和聚集，油气从源岩排出后先沿候庄砂体侧向向王集鼻状构造轴部运移，遇到北东向断层后，油气运移方向发生改变，由发散状改为向北东方向运移，沿断层加速向新庄地区运移，断层在这里成为油气侧向运移的优势通道，又起“河堤”（类似于河堤控制河水流向）作用，限制油气运移路线。油气主要沿断层组成的“胡同”呈平行状运移，当遇到适当的圈闭条件时，便聚集成藏，形成了王集新庄地区沿断层“胡同”平行断层式运聚成藏模式［7］（图2）。

3.2 北西向或近东西向断层起“拦河坝”截流作用，控制油气聚集成藏

北西向或近东西向断层是王集新庄地区另一组断层，一般规模较小，延伸长度小于2 km，断距一般小于30 m，倾角较大，多数为层间断层。这组断层发育于北东向“胡同”块体内，如果说北东向断层对油气运聚主要起输导作用，那么北西向和近东西向这组断层则主要起遮挡作用，当油气进入由北东向断层组成的“胡同”作平行状运移遇到北西向断层时，就像拦河坝蓄水一样，使油气聚集成藏（图3）。

3.3 断层的封堵性决定油藏含油高度

图3 王集新庄地区断层与油藏分布

油藏高度、规模由断层的封堵条件决定（就像大坝的高度决定水库容量一样），如果断层断距较大，完全错开断层两面的砂体接触，一般油藏高度较大，油藏规模也较大，就像水坝的高度决定蓄水量一样；当断层规模较小，局部遮挡条件较差时，油藏高度和规模也就较小；当油藏达到一定高度（50～60 m），油气突破断层遮挡穿过断层运移或沿断层向上运移聚集成藏，形成一系列沿“胡同”梯级含油断块的壮观景象，也是造成王集－柴庄－新庄区块含油层位逐渐变浅的主要原因（图4）。

图4 新庄油田油气运聚剖面

4 结论

（1）王集新庄地区位于泌阳凹陷北部斜坡带中段，主要油藏类型为断鼻断块油藏和断层加岩性油藏，古斜坡背景上的鼻状构造是油气主要聚集区，断层是油气成藏主要控制因素，“梯级堤坝”是油气运聚主要模式，在“胡同”断块里，只要有圈闭，就可能有油藏。

（2）区内北西向和近东西向小断层，规模虽然较小，但在 “梯级堤坝”油气运聚成藏模式中至关重要，精细解释该组断层，落实断块圈闭，是该区勘探主要方法和手段。

［1］ 邱荣华.泌阳凹陷北部斜坡油气富集条件及油藏类型［J］.石油与天然气地质，1990，11（2）：99－104.

［2］ 林社卿，李连生，白振瑞，等.泌阳凹陷复杂断块群油藏特征及勘探技术［J］.河南石油，2002，16（3）：12－14.

［3］ 王震亮，陈荷立.有效运移通道的提出与确定初探［J］.石油实验地质，1999，21（1）：71－75.

［4］ 郝芳，邹华耀，姜建群.油气成藏动力学及其研究进展［J］.地学前缘，2000，7（3）：11－21.

［5］ 尹 伟，吴胜和，王子煜，等.油气差异泵吸作用机理探讨［J］.地学前缘，2003.10（4）：619－628.

［6］ 李连生.泌阳凹陷斜坡带断裂特征与油气聚集［J］.西南石油学院学报，2004，26（2）：4－6.

［7］ 王正文.泌阳凹陷油气输导体系模式探讨［J］.江汉石油学院学报，2004，26（1）：37－38.

TE112.33

A

1673－8217（2012）03－0015－03

2011－09－28

彭国力，高级工程师，1962年生，1985年毕业于武汉地质学院，现主要从事地质综合研究及勘探战略规划工作。

吴官生