范存堂 万启新 陈霞 唐东 李趁义 韩荣花
摘要 本文在地质综合分析和深入研究的基础上，将临邑洼陷沙三段油藏分为三角洲前缘滑塌浊积岩岩性油藏和深水浊积扇岩性油藏，总结了一套适合于临邑洼陷岩性油藏的勘探技术，取得了良好的勘探效果，为类似油藏的勘探提供了切实可行的思路和方法。
关键词 临邑洼陷 岩性油藏 三角洲前缘滑塌浊积岩 深水浊积扇 勘探技术
一、引言
临邑洼陷位于惠民凹陷南部，面积约2800km2。据济阳坳陷第三次资源评价结果，惠民凹陷总资源量为8.0×108t，其中临邑洼陷资源量为7.01×108t，占惠民凹陷总资源量的87.6%。到目前为止，惠民凹陷已发现的临盘、商河、玉皇庙、临南、曲堤油田均分布在临邑洼陷及其周围。资源评价及勘探结果表明，临邑洼陷是惠民凹陷最主要的生油洼陷，该洼陷及其周围的构造单元是惠民探区最主要的勘探对象。惠民凹陷（包括临邑洼陷）勘探程度中等，低于相邻的东营、沾化凹陷。该凹陷经过30多年的勘探，构造油藏的勘探已达到了相对较高的程度，在剩余的油气资源中，岩性油藏中蕴涵的资源量应占有相当大的比重，据测算，临邑洼陷中岩性油藏的可探明储量达1.0×108t。通过对双丰等三角洲的初步分析和油藏描述确定的夏94、夏斜502、街斜2等以钻探岩性和构造－岩性油藏为目的的几口探井相继获得成功，进一步证明了惠民凹陷岩性油藏有着巨大的勘探潜力和良好的勘探前景。为此，对临邑洼陷岩性油藏的成藏条件、成藏机理、分布规律及资源潜力进行了研究，提出了一批勘探目标，并初步总结了一套适合该区岩性油藏勘探思路和技术。
二、区域地质概况
惠民凹陷为一北断南超的箕状断陷，可进一步划分为滋镇、阳信、临邑三个次级洼陷。沙四段沉积之前，宁南断层活动强烈，凹陷沉降中心位于北部的滋镇、阳信洼陷；沙四段沉积之后，中央断裂背斜带逐步形成，由于中央断裂背斜带具有向北凸出的弧形形态，使其北侧受到了挤压推隆，导致惠民凹陷在其以北整体抬升。受这种构造作用的影响，沙四段沉积之后，凹陷的沉降中心由北部的滋镇、阳信洼陷转移到了南部的临邑洼陷，并在临邑洼陷沙三段沉积了巨厚的生油岩，为临邑洼陷沙三段岩性油藏准备了良好的油源基础。
沙三段沉积时期，来自鲁西、埕宁隆起的几条较大的地表河流携带的陆源碎屑注入惠民凹陷，形成了四个较大规模的碎屑岩沉积体系，即双丰、盘河、基山与曲堤扇三角洲（图1），四个三角洲或扇三角洲砂体前缘均已推进到临邑洼陷四周的斜坡地带，在其前方不同程度的发育了一定规模的滑塌浊积岩砂体；同时，由于惠民凹陷南部为鲁西隆起北部广阔的斜坡，坡度平缓，汇水流域广阔，来自南部缓坡的短轴河流非常发育，在汇入湖盆的过程中，携带的陆源碎屑在夏口断裂带同生断层下降盘的沟槽或低洼处沉积下来，于临邑洼陷内部沿夏口断裂带形成了一系列具补给水道的深水浊积扇。深水浊积扇与滑塌浊积岩发育于沙三段生油岩中，形成了临邑洼陷深水浊积扇与滑塌浊积岩岩性油藏。
图1 惠民凹陷沙三段沉积体系平面分布图
①—曲堤扇三角洲；②—双丰三角洲；③—盘河三角洲；④—基山三角洲
三、滑塌浊积岩岩性油藏特征
1.滑塌浊积岩发育特征及空间展布
沙三段沉积时期，来自鲁西、埕宁隆起的四条主要河流携带的碎屑物质构成了临邑洼陷的四个骨架砂体，即基山、盘河、双丰三角洲与曲堤扇三角洲，它们的发育演化特点及空间配置关系决定了临邑洼陷三角洲前缘滑塌浊积岩的发育特征及空间展布。
沙三段下亚段沉积时期，惠民凹陷古地形比较平坦，滋镇洼陷与临邑洼陷没有形成明显分割，临邑洼陷四周主要发育盘河、双丰三角洲及曲堤扇三角洲，这几个三角洲砂体分别沿各自的物源方向向洼陷中心推进，且其前缘均已推进到临邑洼陷四周的斜坡地带。近期研究发现，盘河三角洲以北还应该存在另一个比较大的分支，其形成的砂体主要分布于滋镇洼陷中西部，砂体前缘尚未推进到临邑洼陷。
沙三段中亚段沉积时期，惠民凹陷中央断裂背斜带强烈抬升，导致其南北分割性加强，同时于盘河构造与商河构造之间形成了一条近南北向的沟槽——“基山槽”，将滋镇洼陷与临邑洼陷沟通。这一时期，由于盘河构造强烈抬升，来自其西北方向的物源向北部基山一带偏移，形成的砂体由北向南漫过滋镇洼陷，穿过“基山槽”向南推进到临邑洼陷北坡，形成一近南北向展布的“舌形”砂体，即基山三角洲砂体。与此同时，双丰三角洲与曲堤扇三角洲仍持续发育，但推进范围有所后退。
沙三段上亚段沉积时期，惠民中央断裂背斜带继续强烈抬升，凹陷南北强烈分割。由于三角洲推进速度加快，凹陷四周物源充足，三角洲砂体几乎遍布整个湖盆。
沙三段沉积时期，临邑洼陷三角洲沉积均较发育，且自下而上具有良好的继承性。根据三角洲的沉积规律，在双丰、盘河、基山三角洲及曲堤扇三角洲前端的前三角洲亚相分布区，均不同程度地发育有一定规模的滑塌浊积岩砂体。
1）基山三角洲
（1）砂体规模及平面形态
基山三角洲南北横跨滋镇洼陷、中央断裂背斜带及临邑洼陷三个次级构造带，展布面积近400km2，砂岩累计最大厚度达160m。砂体前缘越过“基山槽”已抵达临邑洼陷的北斜坡。
（2）岩石特征及沉积构造
基山三角洲岩性主要为灰色粉、细砂岩夹泥岩。砂岩矿物组分中石英含量35%～45%，长石含量29%～38%，岩屑以沉积岩、喷出岩为主，含量17%～31%。粒度概率曲线主要为斜率较大的二段式，偶见三段及多段式。成分组成以跳跃组分为主，缺乏滚动组分。粒径为2.2～5φ，为粒度较细、分选较好的牵引流特点。沉积构造广泛发育波状层理、水平层理、波状交错层理、块状层理、爬升波痕纹理及砂泥岩互层组成的韵律层。层面上常见非常典型的小型波痕，为牵引流沉积构造组合。
（3）地震相特征
基山三角洲在滋镇洼陷东西向地震剖面上可清楚地识别顶积层、前积层及底积层，且前积层表现为典型的S型前积结构（图2），反映了基山三角洲是一种河流能量较弱、泥质含量较高的三角洲沉积。从剖面上还可看出，发育于沙三段中亚段沉积时期的基山三角洲在沙三段上亚段沉积时期仍在持续发育，二者之间是一种连续沉积、持续推进的关系。
图2 滋镇洼陷东西向地震剖面图（101.8)
(4）测井曲线特征
钻遇基山三角洲的绝大多数探井的自然电位曲线表现出三角洲前缘亚相的曲线特征，其中下部多为连续的、幅度向上逐渐加大的漏斗型－齿化箱型组合，上部由于湖水加深、砂体后退，曲线形态一般为幅度较小的漏斗形、齿形及指形。
（5）沉积相带及发育期次
基山三角洲目前钻遇的相带以三角洲前缘亚相为主，三角洲平原亚相仅分布在北部基山的小部分地区，而前三角洲亚相则分布在“基山槽”以南的临邑洼陷区。纵向上，基山三角洲大致可分为五期，区域上可对比性较强。受古地形条件的限制，在“基山槽”内部（田家和临商地区），五期砂体推进方向一致，但推进范围和分布面积有所不同。自下而上，砂体推进范围和分布面积逐渐变小，表现出退积型的演化特点。经分析与以下两方面的因素有关：一是砂体沉积时，中央断裂背斜带强烈抬升，一定程度上阻挡了砂体的推进；二是由于临邑洼陷快速下沉，砂体沉积速率小于盆地的沉降速率。
砂体前缘已推进到临邑洼陷的北斜坡，且每期三角洲发育之后均有一个较长的停滞期，而这种停滞期恰恰是滑塌浊积岩发育的有利时期。据此认为，基山三角洲前方的斜坡地带存在一个具有一定规模的滑塌浊积岩发育区，是今后的有利勘探方向。
（6）母岩性质及储集层物性
据岩石薄片资料分析，基山三角洲母岩性质主要为中生界的沉积岩及中酸性喷发岩，少部分为古生界的碳酸盐岩。其泥质及灰质成分含量较高，抗成岩作用较差，不利于原生孔隙的保存。镜下观察也表明，砂岩中泥质含量较高（据新商60井泥质含量 12%～21%），石英次生加大非常普遍且强烈，成岩作用较强，岩石胶结类型多为孔隙式和次生加大式胶结，粒间孔隙不发育，主要为微孔隙含油。据统计，平均孔隙度为14.9%，一般10%～20%，渗透率1.0×10-3～100×10-3μm2，储集性能属中等偏差。因此在基山三角洲滑塌浊积岩岩性油藏的勘探过程中，要加强储集层的改造与保护措施研究。
2）双丰三角洲
双丰三角洲发育于惠民凹陷西南部，物源来自惠民凹陷南部的鲁西隆起。双丰三角洲自西南方向向临邑洼陷中心推进，在临邑洼陷西南部形成了一个呈扇形展布的三角洲砂体，砂体展布面积约120km2。目前，三角洲前缘砂体已经推进到临邑洼陷南坡的营子街至江家店一带。
据钻井、测井资料分析，其平原亚相发育于夏口断层以南的惠民凹陷西南缓坡带，前缘亚相则发育于夏口断层以北的临邑洼陷区。平原亚相骨架砂体主要由分支河道砂组成，自然电位曲线多为指状、箱状或钟形；前缘亚相骨架砂体主要由河口砂坝及水下分支河道砂组成，自然电位曲线多为中高幅度的漏斗状－箱状组合，自下而上具有比较明显的反旋回特点。
受物源供给方向及古地形特征的影响，双丰三角洲由南南西向北北东方向推进，在南北向地震剖面上表现出较为明显的前积现象，而在东西向剖面上则表现为一组近于平行的同相轴。
该三角洲储集层岩性主要为粗、中、细、粉砂岩，其次为含砾砂岩与砾岩。母岩以太古界花岗片麻岩与中生界中性喷出岩为主，岩石中石英含量（45%～55%）和刚性岩屑含量（20%～30%）高。岩石的性质不仅利于原生孔隙的发育，又能有效地抑制浅成岩阶段压实作用对原生孔隙的破坏。据镜下观察，深成岩阶段中石英的次生加大量很低，对原生孔隙的破坏作用很小；砂岩中粘土矿物和碳酸盐岩含量较低，总的泥质和杂基含量小于8%，砂岩中仅有部分原生孔隙被半充填或小部分充填。三角洲砂体中发育的原生孔隙被有效的保存下来，保证了其具有良好的储集性能。该砂体储集层孔隙类型以原生粒间孔隙为主，其次为微孔隙和次生溶孔。据统计，砂体埋深在3000m以下的砂岩中仍能保持良好的储集性能，以夏70井沙三段上亚段储集层物性为例，平均孔隙度为16.4%，平均渗透率为118.5×10-3μm2。
3）曲堤扇三角洲
曲堤扇三角洲物源来自惠民凹陷东南部，砂体主要分布于临邑洼陷东部的瓦屋地区及夏口断层上升盘的曲堤东地区，与双丰三角洲相比，砂体发育规模要小得多。据钻井资料分析，夏口断层以北的瓦屋地区为其前缘亚相分布区，储集层岩性以粉砂、细砂岩为主，储集层孔隙类型主要为微孔隙及粒间孔隙。其母岩性质与双丰三角洲类似，同样具有良好的储集性能。以夏223井为例，曲堤扇三角洲储集层孔隙度15.4%～33.5%，平均为26.4%，渗透率10×10-3～2918×10-3μm2，平均为324.5×10-3μm2。
通过对双丰三角洲与曲堤扇三角洲从纵向期次划分、发育演化特征及空间配置关系等的分析与对比，双丰三角洲沙三段划分为10期（图3），其中，沙三段下亚段4期、沙三段中亚段2期、沙三段上亚段4期；曲堤扇三角洲划分为6期，其中，沙三段下亚段3期、沙三段上亚段3期。两个三角洲每个期次的砂体依次叠置，分别从西南和东南两个方向向洼陷中心推进，物源大致在夏90—夏48井一带相互叠置。其中，双丰三角洲发育规模要比曲堤扇三角洲发育规模大得多。
图3 临邑洼陷夏33—夏94井沙三段对比图
从三角洲的发育演化特征分析，沙三段下亚段沉积早期，双丰三角洲与曲堤扇三角洲砂体分布范围较广，东、西两个物源砂体连成一片，其中东部砂体厚度大于西部砂体厚度。沙三段下亚段沉积后期，属于湖盆扩张期，西部双丰三角洲推进速度较慢，三角洲砂体在双丰鼻状构造以北迅速相变为湖相暗色泥岩；曲堤扇三角洲在这一时期不发育，东部地区主要为湖相泥岩和油页岩沉积。沙三段中亚段—沙三段上亚段沉积时期，三角洲快速向临邑洼陷中心推进，并在三角洲前方形成大量滑塌浊积岩砂体。沙三段上亚段沉积后期，双丰三角洲砂体已经推进至洼陷中心；曲堤扇三角洲由于玉皇庙及东部火山群阻隔，砂体推进范围较为局限，向北、向东迅速相变为以火成岩为主的沉积组合。
4）盘河三角洲
盘河三角洲主要发育于沙三段下亚段沉积时期，物源来自北西方向的埕宁隆起。三角洲砂体自西北向东南方向向临邑洼陷中心推进，呈扇形展布于于惠民凹陷中部的唐庄至盘河地区。其亚相主要发育于临邑断层的上升盘，前缘亚相已经推进到临邑洼陷的北斜坡。盘河三角洲母岩性质主要为太古界变质岩，其次为中生界中酸性喷出岩及中、古生界沉积岩。储集层孔隙类型主要为粒间孔、粒间缝及微孔隙，岩石中碳酸盐胶结物较少，储集层物性较好。以盘斜402井为例，沙三段下亚段盘河砂岩段储集层孔隙度为11.54%～28.62%，平均24.67%，渗透率4.0×10-3～218.24×10-3μm2，平均为121.68×10-3μm2。
临邑洼陷周围发育的四个三角洲或扇三角洲砂体，尽管其发育规模、发育时期有所不同，但砂体前缘均已推进到临邑洼陷周围的斜坡地带。在每个三角洲或扇三角洲的前三角洲亚相分布区均有可能发育一定规模的滑塌浊积岩砂体。四个三角洲或扇三角洲砂体基本呈环绕洼陷的方式展布，在临邑洼陷内部相应形成了一个环绕洼陷中心的呈椭圆状展布的滑塌浊积岩发育区；每个三角洲砂体都是经过多期次的推进形成的，而每期砂体的前方均有可能发育滑塌浊积岩砂体，因此在三维空间上就会形成一个多期次的、相互叠置的滑塌浊积岩发育区。由于这些滑塌浊积岩砂体绝大部分发育于较深水环境，四周被生油泥岩包围，外部油气进入砂体即可成藏。因此，滑塌浊积岩发育区是滑塌浊积岩岩性油藏发育区。
2.滑塌浊积岩成藏条件分析
临邑洼陷沙三段滑塌浊积岩成藏主要受以下几个因素控制。
（1）砂体埋藏深度
埋藏深度主要影响砂体的储集性能，埋藏深的砂体经历的成岩作用强，导致砂体物性变差，尤其对粒径较小的粉细砂岩以及泥质、杂基含量高的砂岩影响很大。临邑洼陷沙三段滑塌浊积岩的埋藏深度普遍较大，绝大部分砂体埋深大于3000m。与东营凹陷相比，相同层位砂体的埋藏深度要大于东营凹陷的，因此临邑洼陷滑塌浊积岩的储集性能可能相对较差。
（2）砂体大小
砂体大小影响砂体的储集性能。一般情况下，面积和厚度大的砂体岩性较粗，粒间孔隙较大，有利于油气驱入成藏；而且个体较大的砂体受成岩作用的影响也相对较小。
（3）砂体母岩性质
砂体母岩性不仅影响砂体的岩性及物性，而且还影响砂体的含油性及其产能。滑塌浊积岩的发育特点决定了其埋藏深度普遍较大。因此，在相同的深度范围内，应根据母岩性质，选择砂体物性受成岩作用影响较小，储集性能较好的砂体作为首选的勘探目标。
（4）成藏动力条件
地层的异常高压是形成岩性油藏的动力条件。临邑洼陷沙三段主要存在两个异常高压区，即江家店与大芦家地区，其他地区基本为正常地层压力。临邑洼陷沙三段表现出的地层压力特点与其储集层比较发育及其探井部署有关。该洼陷目前的探井绝大部分分布在临邑洼陷周围的边缘地带，而周围的边缘地带储集层及断层均比较发育，不利于异常高压的形成。分析认为在临邑洼陷中部砂岩含量较低，断层发育较少的地区还应存在其他的异常高压区。
（5）砂体的独立性
滑塌浊积岩砂体若与三角洲前缘的大砂体连通，则难以成藏。因此，在勘探中应选择砂体母岩性质比较有利，埋藏深度较小，个体较大，储集性能较好的独立砂体作为首选的勘探目标。
通过对临邑洼陷周围发育的四个三角洲或扇三角洲砂体进行分析对比，认为双丰三角洲在滑塌浊积岩的形成及成藏方面比较有利，主要表现在以下三个方面：①发育时期长，与盘河三角洲与基山三角洲相比，双丰三角洲发育时期最长，沙三段下亚段至沙三段上亚段沉积时期均比较发育；②发育规模较大，与曲堤扇三角洲相比，双丰三角洲发育规模大得多，三角洲前缘砂体大面积推进到临邑洼陷南坡的兴隆寺至江家店地区，有利于大面积滑塌浊积岩的形成；③母岩性质有利，储集层物性较好，与基山三角洲相比，双丰三角洲、盘河三角洲、曲堤扇三角洲母岩性质及储集层物性均比较有利。
近期，在双丰三角洲前缘的斜坡地带解释并描述了18个滑塌浊积岩砂体，砂体在地震剖面上位于三角洲前积层的下部或前方，地震相特征表现为短同相轴、中弱振幅的“蠕虫状”或“透镜状”，平面形态有透镜体形、扇形及不规则形。砂体面积0.5～3km2，累积砂体面积35km2，预测石油地质储量2500×104t。
从临邑洼陷沙三段三角洲前缘滑塌浊积岩的发育规模及成藏条件分析，在滑塌浊积岩岩性油藏中蕴含的油气资源量可达6×107t。
四、深水浊积扇岩性油藏发育特征
1.地质背景
临邑洼陷沙三段除发育三角洲前缘滑塌浊积岩岩性油藏之外，还存在一种物源来自缓坡的深水浊积扇岩性油藏。研究表明，层序的低位体系域、湖侵体系域和高位体系域均可发育深水浊积扇，但以低位体系域最为发育，这类砂体直接被生油岩包围，成藏条件非常有利。从缓坡深水浊积扇的形成机制和沉积模式分析，该浊积扇一般垂直湖岸发育，在其物源方向上（缓坡上倾方向）有一个或几个较长的水道，由此带来的粗碎屑物质在缓坡断裂坡折之下的深水部位沉积，形成深水浊积扇体。陆相断陷湖盆通常发育多级断裂坡折，在每级断裂坡折之下均有可能发育深水浊积扇体。临邑洼陷是一个比较典型的双断式地堑，其南北两侧存在两个规模较大的断裂坡折带，即夏口断裂坡折带与临商断裂坡折带。其中，夏口断裂坡折带南邻惠民凹陷南斜坡，沙三段沉积时期，惠民南坡气候温湿，雨量充足，短轴河流非常发育，其携带的碎屑物质在夏口断裂坡折带下方的深水区沉积，形成了深水浊积扇体。此外，临商断裂坡折带东段的玉皇庙及商河东地区（指三维区），坡度平缓，同生断层比较发育，也有可能发育一定规模的来自北部或东部的深水浊积扇。
2.深水浊积扇发育特征及空间分布
根据深水浊积扇在其物源方向上具有补给水道的特点，在夏口断裂坡折带及临商断裂坡折带同生断层的下降盘，发现了一系列垂直于湖岸的古冲沟（共9条），自西向东均有分布。临商断裂坡折带东段也发现了几条古冲沟。从地震剖面上看，这些古冲沟无论是在横向还是在水平切片上沟槽形态表现的都非常清楚。由古冲沟的发育特征分析，在纵向上往往具有一定的继承性，且在冲沟内可以发现多套水道充填沉积，靠断层一侧地层明显加厚，剖面形态呈楔状。根据古冲沟的发育规模及充填特点，可分为两种类型：一种是规模较大的古冲沟，在同生断层活动比较强烈的时期，往往可以形成较大的可容空间，来自上升盘的碎屑物质可以直接沉积在古冲沟内，形成靠近断层发育的深水浊积扇，如玉皇庙三维区发现的夏21井北扇体及在商河东三维区新发现的两个扇体。另一种是规模较小的古冲沟，在同生断层活动比较强烈且物源供给量较小的时期，来自上升盘的碎屑物质沉积在古冲沟内，形成靠近断层发育的规模较小的深水浊积扇；在同升断层活动强度较小而物源供给量较大的时期，来自上升盘的碎屑物质只能部分在古冲沟内沉积，超出可容空间部分的碎屑物质会沿古冲沟延伸方向向湖盆中心运移，形成发育于湖盆中心的深水浊积扇，像江家店三维区的夏91、夏94扇体及其南部物源方向对应的古冲沟即是这种类型。夏91、夏94扇体以前认为是发育于双丰三角洲前缘的两个滑塌浊积岩砂体，经研究认为将其归为深水浊积扇更为合理。其根据是：①沙三段中亚段沉积时期，双丰三角洲砂体前缘与夏91、夏94砂体还相距甚远，三角洲前缘形成的滑塌浊积岩砂体难以经过如此长的距离搬运到夏91、夏94砂体所在的部位；②夏91、夏94砂体与在江家店及临南地区其他滑塌浊积岩相比，砂体规模要大得多，其他砂体面积均小于3km2，而夏91、夏94砂体则达10km2；③砂体构造线的法线方向与湖岸垂直，且在砂体南部存在一个与之对应的古冲沟，南部的古冲沟即是夏91、夏94扇体的补给水道，反映砂体物源来自南部。
综上所述，临邑洼陷沙三段深水浊积扇具有纵向上多期次、平面上成阶梯状展布的特点。
3.成藏条件及资源潜力分析
临邑洼陷沙三段深水浊积扇的发育规模均比较大，与三角洲前缘发育的滑塌浊积岩相比储集性能应相对较好。由于深水浊积扇直接被生油岩包围或覆盖，油源条件非常有利；但商河东地区的几个扇体受后期构造活动的影响，烃源岩埋藏深度较浅，生烃能力较差，深水浊积扇自身即可形成岩性圈闭，若被断层切割，可形成良好的构造－岩性圈闭，补给水道充填沉积与断层配合也可形成构造－岩性圈闭。
由于深水浊积扇发育规模大，每个扇体中蕴含的油气资源量均比较大。以夏91、夏94扇体为例，两个扇体预测石油地质储量达804×104t。此外，由补给水道充填沉积形成的构造－岩性圈闭蕴含的油气资源也不容忽视。临邑洼陷沙三段深水浊积扇及与之相关的补给水道非常发育，由二者的岩性或构造－岩性圈闭蕴含着较大规模的油气资源，是惠民凹陷非常重要的岩性油藏目标。
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