南堡凹陷位于华北地台东北部、燕山台褶带南麓，为发育在中生界基底之上的箕状凹陷，面积约1932km^2[1-2]。南堡凹陷成藏条件优越，油气资源丰富，前人已对南堡凹陷构造、沉积及成藏方面进行过较多研究^[3-8]。南堡凹陷油气成藏研究表明，油气形成受多种因素控制，不同类型油气藏的主控因素也不同^[9-12]，断裂对油气的形成起着重要的作用^[13-14]。自从滩海区域相继发现5个大型含油气圈闭以来^[15]，人们逐渐认识到了构造、油源断裂、储集砂体、岩性及火成岩等在油气形成中的作用^[16]。

南堡凹陷1号构造是滩海地区最重要的含油气构造，位于南堡凹陷的西南部（图 1），处于单断型凹陷的斜坡带上，是低潜山背景上发育起来的潜山披覆构造，构造主体部位古近系—新近系直接覆盖在奥陶系潜山基底之上。南堡凹陷1号构造油气主要发育在中浅层地层（东一段及其以上地层），油气主要来自沙三段和沙一段烃源岩，为典型的源上油气藏。本文通过分析研究区油气成藏条件和油气分布规律，研究不同因素对油气成藏的影响，总结油气藏多元控藏特征，不仅有助于指导下步油气勘探，也能为其他地区相同类型油气藏勘探提供借鉴。

图 1

图 1 南堡凹陷构造单元划分及源上油气藏分布（据文献[13]修改）

南堡凹陷1号构造中浅层油气主要来自相邻的林雀次洼（图 1），该洼陷内发育古近系沙三段、沙一段和东三段等3套主力烃源岩。沙三段烃源岩主要分布在沙三4亚段和沙三3亚段，累计厚度为200~600m，岩性由灰黑色、深灰色泥岩、油页岩组成，干酪根类型主要为Ⅰ和Ⅱ₁型，镜质组反射率R_o为0.92%~1.38%^{[9, 15-17]}，已进入生凝析油—伴生气阶段。沙一段烃源岩厚度在200~300m之间，干酪根类型以Ⅰ、Ⅱ₂型为主，镜质组反射率R_o为0.7%~1.28%，处于大量生油—凝析油阶段^{[9, 15-17]}。东三段TOC大于1%的暗色泥岩厚度为100~400m，干酪根类型以Ⅱ₁—Ⅱ₂型为主，R_o在0.7%~0.8%，处于低成熟阶段^[9]。

南堡凹陷1号构造中浅层发育多种成因储集砂体，其中明下段曲流河边滩储层孔隙度平均为30.0%，渗透率平均为2800mD；馆陶组辫状河道含砾砂岩、砂砾岩储层孔隙度平均为29.3%，渗透率平均为1155.7mD，二者均为高孔高渗型储层。东一段（扇）三角洲前缘水下分流河道、河口坝储层孔隙度平均为25.9%，渗透率平均为487.7mD，为高孔中渗型储层。这些储层与厚层泥岩段、火山岩段组成的区域性盖层以及局部发育的厚层泥岩形成的直接盖层在纵向上形成了3套优良的储盖组合（图 2）：① 以明下段3油组（Nm_下^Ⅲ）区域性泛滥平原泥岩为盖层，以馆二段（NgⅡ）和馆一段（NgⅠ）辫状河砂砾岩为良好储层组成的储盖组合；② 以馆三段（NgⅢ）火山岩为良好封盖层，以下伏馆四段（NgⅣ）和东一段顶部砂砾岩为储层组成的储盖组合；③ 以馆陶组底部火山岩和东一段扇三角洲顶积层或前扇三角洲泥岩、粉砂质泥岩为盖层，以东一段扇三角洲砂体为储层组成的储盖组合。

图 2

图 2 南堡凹陷1号构造中浅层储盖组合特征

断层是南堡凹陷各含油层系内最重要的油气输导通道，也是南堡凹陷复式油气聚集的重要条件^[12]。南堡凹陷中浅层各层位断层发育，断层密度一般可达到0.08条/km^2[18]，油源断层的识别显得尤为重要。研究发现，切穿沙三段的南堡1号断层和南堡1-5断层以及切穿沙一段的南堡1-5北断层等长期活动断层是区内主要的油源断层，切穿东营组的断层及中浅层在沙三段或沙一段—东三段烃源岩大量排烃期（东营组沉积末期或明化镇组沉积晚期）开始活动的断层与主要油源断层在平面上组成帚状，剖面上形成复合“Y”字形组合，与馆陶组底部砂砾岩层及骨架砂体形成复合型输导体系（图 3）。

图 3

图 3 南堡凹陷1号构造复合输导体系

南堡凹陷1号构造为发育在潜山之上的披覆背斜构造，该构造被北东向的南堡1号深大断裂及其派生的断裂切割而复杂化，断层组合平面上呈“帚状”。上升盘为较简单的鼻状构造，倾向为北西向；下降盘构造较为复杂，地层以东倾为主，被北东向、近东西向两组断层切割，形成一系列断块构造。以南堡1号断层和南堡1-5北断层为界，南堡1号断层上升盘为南堡1-1区，主要发育断鼻、小型背斜圈闭；南堡1号断层和NP1-5井以北发育的两条断层所夹区域为南堡1-3区，以断块、构造—岩性圈闭为主；断层以南为南堡1-5区，主要发育断鼻和断背斜圈闭。

南堡凹陷1号构造中浅层油气主要分布在继承性构造主体部位不同层系的断背斜、断鼻、断块中，单个分布范围有限，不同层位油气藏在平面上叠加连片，表现为整体聚集、局部分散、连片性差的特点（图 4）。南堡1-1区油气主要分布在断鼻构造高部位的NP106井—NP101X1井—NP1-32井一带。南堡1-3区油气分布主要受断块控制，主要富集在反向屋脊断块构造高部位。南堡1-5区油气分布受构造和岩性双重控制，北部的NP1-5井和NP105X1井油气分布主要受到砂体发育的控制，两口井分别钻遇油层73.0m/18层和97.5m/16层；南部的南堡1-7断块油层分布在构造的高部位，NP1-7井钻遇油层63.4m/15层。纵向上含油层系多，油气主要分布在东一段、馆四段（图 5），其次为馆一段和明下段，油气埋深在1500~3200m，连续含油井段一般为150~800m，最长可达1030m，平均单井钻遇油层110.1m/20.5层；油气富集程度不均匀、油层层数多、单油层厚度差别大，以层状为主，没有统一的油水界面；各油层组的油气发育程度不一，油层主要发育在NmⅢ、NgⅡ、NgⅣ、Ed₁^Ⅰ、Ed₁^Ⅱ、Ed₁^Ⅲ。

图 4

图 4 南堡凹陷1号构造东一段构造、油源断裂及油气分布叠合

图 5

图 5 南堡凹陷1号构造中浅层油藏剖面

勘探实践表明，南堡凹陷1号构造源上油气藏是南部滩海地区主要的油气富集带，约占滩海地区探明地质储量的60%^[14]。有效烃源岩的发育是油气藏形成的基础^[14]，南堡1号构造紧邻富生烃洼陷——林雀次洼，同时中浅层储层非常发育，为油气形成提供了物质基础和先决条件。但从已发现油气藏油气分布规律和成藏情况看，油气成藏较为复杂，影响和控制该区油气形成及富集的关键因素主要有以下4个。

断裂促使油气向低势区运聚成藏，构造高部位成为油气聚集的有利区带，但真正决定油气富集的构造部位却是有利区带内的正向局部构造^[15]。南堡凹陷1号构造中浅层发育断鼻、断背斜和断块等构造类圈闭和断层—岩性复合圈闭，这些圈闭与油源断裂的匹配决定了能否成藏，研究区内断块、断鼻和背斜高点以及紧邻油源断层的圈闭是油气聚集的最有利圈闭。区内张扭性构造活动是形成复式油气聚集带的关键，大型的张扭性断层是油气主要的运移通道，控制了二级构造带的形成与油气分布；断层活动期与油气生排烃关键时期相匹配，有利于油气成藏。馆三段火山岩以上油气藏分布严格受构造控制，油气主要沿断棱条带分布；局部的构造高部位有利于油气聚集，构造产状、断层、岩性、物性等多种条件配置形成的圈闭内，在储层油气丰度不高的情况下油气主要分布于构造的高部位。

断层和骨架砂体组成的输导层是构成源上油气成藏的重要通道，这些要素中，单一垂向有效断层比断层、输导层和不整合面更有效。研究区发育东二段巨厚层湖相泥岩、馆三段巨厚层火山岩和明下段底部厚层泛滥平原泥岩等盖层，这些盖层阻挡了沙三段—东三段烃源岩生成的油气^[19-22]，而断裂成为沟通下部烃源岩和上部圈闭的主要通道，垂向运移也成为主要的油气运移方式。研究区油气分布主要受控带断层及其伴生的次级断层和构造圈闭的控制（图 6）。油源断层对油气聚集控制作用明显，控源断层两侧良好的构造背景有利于形成油气富集区，下生上储型新近系次生油气藏均发育在不同规模的油源断层附近；远离油源断层，即使构造背景有利，含油气情况也较差（图 4）。南堡1号断层作为长期活动的同沉积断层，形成时间早，活动时期长，是研究区重要的油源断层；南堡1-5断层断穿层位深，也是区内重要的油源断层，油气在上述断层两侧优先成藏，构成了研究区重要的油气富集区。由于断层向上基本消失于新近系明化镇组，明上段因缺乏有效输导体系难以成藏。

图 6

图 6 南堡凹陷1号构造中浅层油气成藏模式

构造—岩性油气藏一般发育在构造斜坡部位，此类油气藏成藏的关键在于侧向封堵条件和直接封盖层的发育与否；此外如果存在与油源断层沟通的低幅度构造，同样能形成好的油气藏。南堡1-24油气藏即为受低幅度构造、砂体和直接封盖层控制的油气藏。研究区火山岩发育，除馆三段区域性火山岩构成重要盖层外，馆四段及东一段局部发育的火山岩则能为油气聚集提供侧向遮挡条件；受火山岩的影响，储层变化大，油气分布受到构造和岩性双重控制。东一段多期扇三角洲前缘砂体叠置，砂体间由分流河道间泥岩隔开，配合一定的构造背景，表现出明显的构造—岩性控藏特征。

研究区油气的富集和高产与储集砂体息息相关。研究表明新近系明化镇组、馆陶组的油气主要分布在沙坝、河道、心滩中；东一段已探明的含油面积主要集中在扇三角洲前缘水下分流河道沉积中。同一相带不同储集砂体条带油气富集程度也有差异（图 7），同一储集条带砂体油气主要富集于油源断层附近的构造高部位。

图 7

图 7 南堡1-3区Ed1Ⅱ油组2砂组油源断层—沉积相—油气分布叠合图

(1）南堡1号构造紧邻富生烃洼陷林雀次洼，发育多套良好的储盖组合，多套储盖组合与以油源断层为主的输导体系在空间上配置良好，形成典型的源上油气藏。

(2）中浅层地层中油气分布在平面和纵向上具有一定的规律性：平面上主要分布在继承性正向构造的主体部位，油源断层两侧最为富集，其次为构造围斜部位，表现为整体富集、局部分散的特征。纵向上表现为距离烃源岩越远，油气富集越少，油气主要聚集在区域性巨厚火山岩盖层之下；火山岩之上，油气分布主要受构造控制。

(3）断裂是油气成藏的主控因素，首先断裂和岩性控制了圈闭发育，在构造主体部位形成各类构造圈闭，围斜部位形成构造—岩性复合圈闭，为油气聚集提供了良好的场所；其次油源断层特别是长期活动的深大断裂是油气藏形成的关键因素，即“有断才（可能）有藏”；局部火山岩和与砂体直接接触的上部泥岩为构造低部位构造—岩性复合油气藏提供了侧向和垂向封堵条件，有助于油气保存。