渤海湾盆地海域新近系构造-岩性油气藏成藏特征及主控因素

石油天然气学报２Ｏ１　２年８月第３４卷第８期　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｏｉｌ　ａｎｄ　Ｇａｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａｕｇ．２０１２　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．８　

渤海湾盆地海域新近系构造一岩性油气藏成藏特征　

及主控因素　

张如才，周心怀　（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津３００４５２）　

彭文绪（　妻星　毳　…）　

薛艳霞，茆　利，王保全　（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津３００４５２）　

［摘要］渤海油气勘探历时４ｏ多年，随着勘探程度的不断提高，大型整装构造油气藏发现的难度越来越　

大。近年来，越来越多的新近系构造一岩性油气藏的发现已引起勘探人员的高度重视。通过对ＢＺ２９—５、　

ＢＺＩ９—４及ＱＨＤ３３－１等多个已钻构造的成藏条件及主控因素分析表明：古近系生烃凹陷是新近系构造一岩　

性圈闭成藏的物质基础、受新构造运动影响而形成的新近系构造圈闭背景为油气聚集的前提条件、新近　

系明化镇组优质储盖组合是油气保存的必要条件、断层一砂体的耦合是浅层构造一岩性圈闭成藏的关键条　

件。　

［关键词］渤海海域；新近系；构造一岩性油气藏；成藏特征；主控因素　

［中图分类号］ＴＥｌ２２．１　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１０００—９７５２（２０１２）０８—００１７一Ｏ６　

岩性油气藏是中国陆上剩余油气资源的主要油气藏类型之一＿ｊ　］。针对岩性油气藏的形成条件、分　

布规律、成藏主控因素、成藏机理及模式等，国内￣＇ｔ－ｑＥ多学者都进行了系统和深入的分析［３ｑ］，其中比　

较有特色的是核磁共振、定量颗粒荧光及成藏动力地质模型和数学模型的试验模拟等先进技术已被运用　

到砂岩透镜体这类岩性油气藏的成藏机理及含油气性定量预测中，在一定程度上提高了岩性油气藏勘探　

的成功率。渤海海域油气勘探历时４Ｏ多年，随着勘探的不断深入，大型整装构造油气藏发现的难度越　

来越大。近年来，以ＢＺ１９－４、ＢＺ９—５及ＱＨＤ３３—１为代表的浅层构造一岩性油气藏的发现已引起勘探人　

员的高度重视，它们往往成藏规模较大，将是今后相当长一个时期内渤海海域有潜力的油气勘探领域之　

一

。

因此，笔者通过对该类油气藏的分布特征及成藏主控因素展开系统的分析，以期对今后的勘探工作　

有一定的借鉴意义。　

１区域地质背景　

渤海湾盆地是发育在华北克拉通上的新生代裂陷盆地，前新生代基底经历了太古宙至中生代复杂的　

构造演化，并对新生代盆地演化有明显的控制和影响作用。。］。渤海海域是整个渤海湾盆地自古近纪以来　

由周边山前和隆起区逐步剥蚀夷平、伸展裂陷、沉降充填、由水域覆盖变成陆地的变化过程中目前仅存　

的水域部分。从地质构造单元上分析，渤海海域是渤海湾盆地的组成部分，由北部的下辽河坳陷（辽河　

油田）向海域延伸的辽西、辽中、辽东凹陷，辽西、辽东凸起等单元；西南部的黄骅坳陷（大港油田）　

向海域延伸的歧口、北塘、南堡凹陷等；南部的济阳坳陷（胜利油田）向海域延伸的青东、莱州湾、黄　

河口凹陷和莱北隆起等单元和渤中坳陷组成。这些构造单元是随着渤海湾盆地发育、发展起来的，与渤　

海湾盆地基本上具有同样的发育、发展和充填历史ｌ１。’“］。从其基本石油地质条件来看，渤海海域与周　

［收稿日期］２０１２—０２—０３　

［作者简介］张如才（１９８１一），男，２００３年江汉石油学院毕业，硕士，工程师，现主要从事石油地质与油气勘探工作。　

・　

１８　・　石油天然气学报＊石油天然气地质　２０１２年８月　

围陆地油区相似。不同的是，上新世后期渤海海域又发生了一次强烈的断裂活动（又称新构造运动），　

从而形成了较多的浅层构造圈闭，它为新近系油气富集提供了条件。　

２新近系构造一岩性油气藏主要类型及分布特征　

２．１主要类型　

根据油气藏形成的主要成因类型，并结合国内外岩性油气藏划分方案和研究区特点，可将目前渤海　

海域已发现新近系岩性油气藏划分为２大类：沉积型岩性油气藏和改造型构造一岩性复合岩性油气藏。　

沉积型岩性油气藏主要包括岩性上倾尖灭和古河道岩性油气藏。岩性上倾尖灭油气藏是砂岩储集层沿上　

倾方向尖灭、周围为泥岩等非渗透层包裹或储集层沿上倾方向渗透性变差、自身侧向遮挡而构成圈闭所　

形成的油气聚集，主要为浅水三角洲前缘亚相上倾尖灭而形成。该类油气藏主要分布在具有一定构造背　

景的浅水三角洲前缘相带；古河道砂岩油气藏多呈宽度窄、狭长的条带状，发育于三角洲平原分流河道　

沉积，在构造背景（多为宽缓斜坡）和具有油气运移通道的情况下，深部油气可运移到河道砂体中形成　

油气藏，典型的有ＢＺ１９—４Ｎ一２Ｄ井１６１８ｍ河道砂体油气藏（图１（ａ））。改造型构造一岩性复合油气藏在　

渤海海域的形成往往与新构造运动晚期活动有关。一方面活跃的新构造运动形成大量的晚期断层，晚期　

断层切割封堵砂体，形成断层一岩性圈闭；另一方面新构造运动产生强烈的反转作用，反转活动改变砂　

体倾向形成该类圈闭。该类圈闭是研究区目前发现与岩性因素有关的主要油气藏类型。通常情况下这类　

油气藏以岩性为主要控制因素，在岩性砂体高部位发育小型断块或断鼻构造圈闭，圈闭面积小，圈闭幅　

度低，但砂岩整体和高部位构造圈闭存在于区域大的构造背景之上，区域构造背景构成油气运移的长期　

低势区，成为油气运移的长期指向和油气富集的有利部位，在黄河口凹陷ＢＺ２９—５构造带此类油气藏发　

育，这种油藏含油丰度一般与区域构造有关，但区域构造圈闭不控制油藏边界（图１（ｂ））。　

（ａ）ＢＺ１９—４构造（ＢＺ１９－４Ｎ一２Ｄ井１６１８ｍ砂体）　（ｂ）ＢＺ２９－５构造（ＢＺ２９－５—１井１３８０ｍ砂体）　

图１　渤海海域典型构造一岩性油气藏平面示意图　

２．２分布特征　

研究区目前已发现的构造一岩性油气藏主要分布在具有一定构造背景的浅水三角洲前缘相带，构造　

位置以凹中隆、凸起及邻近凹陷的斜坡带为主。而在各个含油气构造带的油气富集缘于２个共同的突出　

条件：①新近纪渤海海域构造稳定、沉降缓慢且湖泊水域范围大，广泛发育浅水三角洲，形成了新近系　

优质的储盖组合；②渤海海域自新近纪以来，由于新构造运动而造成的凹陷主力烃源岩的生排烃高峰期　

与新构造运动的良好配置，为渤海海域大型浅水三角洲成因的优质储层油气成藏创造了优越的运移　

条件。　

第３４卷第８期　张如才等：渤海湾盆地海域新近系构造一岩性油气藏成藏特征及主控因素　

３新近系构造一岩性油气藏成藏主控因素分析　

３．１　古近系富生烃凹陷是新近系构造・岩性圈闭成藏的物质基础　

渤海海域油气勘探的实践业已证实，位于渤海海域范围的渤中凹陷、辽中凹陷、黄河口凹陷和辽西　

凹陷是渤海探区四大主要的生烃凹陷。特别是ＰＬ１９—３、ＢＺ２５—１、ＣＦＤ１１—１和ＱＨＤ３２—６等新近系大油田　

的油气主要来自渤中凹陷、黄河口凹陷这两大富烃凹陷。研究表明：渤海海域富烃凹陷生烃层位主要为　

古近系沙河街组（沙一段（Ｅｓ　）、沙二段（Ｅｓ　）、沙三段（Ｅｓ。）和沙四段（Ｅｓ　）＋孔店组（Ｅｋ））和　

东营组（东二段（Ｅｄ。）、东三段（Ｅｄ。））。从渤海海域主要富生烃凹陷优质烃源岩的特征来看［１　］（表　

１），它们的总有机碳含量Ｔ０ｃ值普遍较高，均值在１．４　以上，镜质体反射率Ｒ。均值大于０．６　，这　

反映４个主力凹陷的生排烃潜力大，具有良好的资源潜力前景。各个凹陷相比而言，渤中凹陷的优质烃　

源岩的厚度最大，平均厚度为８８．６ｍ，．ＴＯＣ均值为１．５２　，Ｒ。均值也达到了０．８　以上，资源潜力最　

大。辽中凹陷的优质烃源岩厚度仅次于渤中凹陷，为５３．２ｍ，但Ｔ（）ｃ均值比其他３个凹陷都低，为　

１．４３　，Ｒ。均值为０．７５　；黄河口凹陷优质烃源岩平均厚度为４３．２ｍ，也主要发育于Ｅｓ，ＴＯＣ均值为　

１．４６　，Ｒ。均值为０．７　。辽西凹陷优质烃源岩主要发育于Ｅｓ。和Ｅｓ　，平均厚度为４０ｍ，ＴＯＣ均值为　

１．５１　，Ｒ。均值为０．６５　。　

表１渤海海域主要富生烃凹陷优质烃源岩特征　

注：丽　。　

３．２受新构造运动影响而形成的新近系构造圈闭背景为油气聚集的前提条件　

很多学者＿１　”　研究认为：渤海海域的新构造运动十分活跃，该特征与盆地陆区显著不同，它主要　

发生在ＮＥ向郯庐断裂附近，活动期为４．８～２Ｍａ。其基本特征如下：①明化镇组（Ｎｍ）上段在郯庐断　

裂北部（辽东湾）几乎剥蚀殆尽，渤中凹陷中东部Ｎｍ内部存在微角度不整合一假整合，第四系和第三　

系之间存在明显的角度不整合。②辽东湾至渤海东部，一直延伸到南部莱洲湾，重力异常正、负相间，　

走向各异，推测该重力梯度带可能是郯庐断裂东界主要断裂延伸的表现。说明渤海海域及邻区具有较强　

的构造活动性。③玄武岩的喷发在Ｎｗ向的海河断裂附近极为明显，最厚的为海３井，Ｎｍ至Ｅｄ达　

９００　ｍ，ＣＦＤ２—１—１井为３５４ｍ；另外，沿郯庐断裂，黄河口凹陷的ＢＺ３４构造群和ＢＺ２８—２构造等也均钻　

到玄武岩。④天然地震呈规律性分布。海域震中分布主要在ＮＥ—ＳＷ向（郯庐断裂）和ＮＷ向（潜伏断　

裂）断裂附近，更密集在渤中凹陷。正是由于新构造运动的影响，渤海形成了大量的新近系圈闭，它们　

为浅层油气聚集而成藏提供了有利场所。　

从成因上来看，渤海新近系构造圈闭可划分为以下４种主要的类型：披覆构造、披覆＋改造构造、　

反转构造和断块构造（图２）。披覆构造一般形成于凸起上，是由第三系披覆在潜山之上而形成，具有　

较好的继承性。已发现的披覆构造主要分布于石臼坨、莱北、庙西、渤南凸起及沙垒田凸起东段，如　

ＱＨＤ３２—６构造（图２（ａ））。披覆＋改造型构造一般受晚期构造活动，尤其是受郯庐断裂活动的强烈影　

响，早期（早第三纪）在低凸上发育部分古近系地层，晚期（晚第三纪）发生反转而形成。此类构造主　

石油天然气学报　石油天然气地质　２０１２年８月　

要见于渤东低凸起、渤南凸起东段，如ＰＩ　１９－３构造（图２（ｂ））。反转构造主要发育在早期沉积厚度较　

大、位置较低的凹陷部位，后来被挤压或沿断层滑塌发生反转而形成，如庙西凹陷ＰＬ１４—３构造（图２　

（ｃ））。断块构造的形成主要受凹陷边界断裂和晚期（渐新世末晚第三纪）断裂的控制，主要分布于渤　

东、石臼坨、沙垒口、庙西、渤南及莱北凸起，如ＱＫ１７—２构造（图２（ｄ））。　

图例曰

（ｃ）凹陷反转型（ＰｌＪ１４．３井）　

断层目油层　

（ｄ）断阶带断块型（ＱＫ１７—２井）　

图２渤海海域新近系主要构造圈闭类型图　

３．３新近系明化镇组优质储盖组合的配置是油气保存的必要条件　

以前受勘探程度制约及周边陆地油田的影响，渤海海域新近系普遍被认为属河流相沉积，缺乏良好　

的盖层，勘探风险较大，束缚了渤海海域新近系的油气勘探ｌ１　。近年来，随着勘探程度的不断深入，　

发现渤中和黄河口两大凹陷是渤海海域新近系的汇水中心，特别是在明化镇组下段沉积时期海域南部存　

在浅水湖泊，发育稳定的湖相泥岩沉积。而在浅水湖盆的大型河流人湖处发育一种非常重要的沉积体系　

——

浅水三角洲。浅水三角洲发育于渤海海域新近纪至今，新构造运动造成新近纪以来凹陷主力源岩生　

烃高峰期与新构造运动的同步耦合，为渤海大型浅水三角洲成因的优质储层油气成藏创造了优越条件，　

可以形成大型油气田［１９，２ｏ３。在进一步的深入研究中，笔者采取地质概念模型与勘探实践相结合、物理　

模拟试验与洞庭湖现代沉积地质相结合的方针，重点对黄河口凹陷及围区浅水三角洲的特征和模式进行　

了分析，发现了分流砂坝型和分流河道型这２种模式的浅水三角洲：①分流砂坝型浅水三角洲发育的主　

体是分流砂坝，砂呈现朵状、坨状，朵体发育集中，基本上呈现片状分布，在各朵体之间部位会发育分　

流间湾沉积，但常常因朵体增长而被填充，最终常表现为浅水沼泽。而在朵体内部，基本上是连续沉　

积。②分流河道型浅水三角洲发育的主体为天然堤，三角洲呈现出明显的树枝状，各朵体分散、朵体间　

不联系或通过决口水道连接。从勘探实践来看，渤海西南部的渤中１９—４构造明化镇组下段以浅水三角　

洲沉积为主，具体到砂体展布来说，明化镇组下段工、Ⅱ油组以分流砂坝型为主，而Ⅲ、Ⅳ油组以分流　

河道型为主。钻井揭示以上２类砂体都能成藏，但油气充满度存在差异，前者一般低于５０　，而后者　

第３４卷第８期　张如才等：渤海湾盆地海域新近系构造一岩性油气藏成藏特征及主控因素　

往往在６０　以上。　

３．４断层一砂体的耦合是浅层构造一岩性油气成藏的关键条件　

在断裂～砂体复式输导体系的控制下，可以形成断块、断背斜、断层一岩性、断层遮挡等油气藏，断　

裂与砂体耦合，更多的是形成断层一岩性油气藏ｌ２　，即在构造圈闭背景中形成构造一岩性油气藏，油气　

成藏和分布受断层和砂体双重控制。渤海海域古近纪控凹断层主要为ＮＥ向和ＮＷ向２组，这些断层断　

距大（千米至数千米）、断至层位老（前新生代基底），数量不多但延伸较长，这些断层往往是长期活动　

的张性断层。另一方面，渤海海域新构造运动形成了大量的晚期断层，它们与长期活动断层通过多种方　

式组合连接，就能形成油气向浅层纵向运移的良好通道，而油气在横向上的输导能力主要决定于断层与　

砂体的耦合关系。从断层砂体耦合控藏效应图（图３）上可以看到，剖面上反屋脊式的断砂组合关系更　

有利于油气聚集成藏，往往易形成上倾尖灭油气藏，而屋脊式对油气聚集不利；平面上断层与砂体的组　

合样式分为２类：对于河道型砂体来说，它延伸一般较远，与断层双向垂直接触时最有利油气聚集，进　

一

步的研究表明，油源断层数量越多，砂体与断层的接触面越宽，油气充满度越高。如黄河口凹陷　

ＢＺ２９—５油田ＢＺ２９—５—１井主力层位１３８０ｍ油层即为多期水下河道砂体，砂体间相互叠置且与多条断层充　

分接触，形成了规模较大的构造一岩性油气藏。对于砂坝型砂体来说，砂体与断层的接触方式至关重要，　

相比较而言，断层与砂体呈面接触时对油气运移非常有利，呈点接触时相对不利。　

正向正断层　

反向正断层　反屋脊式　

屋脊式　

（ａ）剖面上：断层．岩性组合样式　

（１）河道型砂　

①垂．　接触　

②斜交接触　

⑨无接触　

ｃｚ　砂坝型砂

亚二　

①双向面接触　②双向点接触③单向面接触④单向点接触　⑤无接触　

图例吕油层　圈水层固断层固砂体　

（ｂ）平面上：油源断层－岩性接触关系　

图３断层一砂体砂耦合控藏成藏效应图　

４结　论　

１）通过对渤海海域已发现的新近系构造～岩性油气藏分布规律的总结，认为该类油气藏主要分布在　

凹中隆、凸起及邻近凹陷的斜坡带，今后要继续深化在上述地区对此类油气藏的勘探。　

２）以目前已发现的新近系构造一岩性油气藏的成藏特征为基础，进一步对其成藏主控因素展开了剖　

析。研究表明，古近系生烃凹陷是新近系构造一岩性圈闭成藏的物质基础，受新构造运动影响而形成的　

新近系构造圈闭背景为油气聚集的前提条件，新近系明化镇组优质储盖组合的配置是油气保存的必要条　

件，断层一砂体的耦合是浅层构造一岩性油气成藏的关键条件。　

・　

２２・　石油天然气学报＊石油天然气地质　２０１２年８月　

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