海安凹陷位于苏北盆地东台坳陷东南部，是一个晚白垩世发育起来的箕状断陷，面积约3200km²。近年来，在海安凹陷南部曲塘次凹阜三段（E₁f₃）勘探不断取得新发现^[1-3]，展示出良好的勘探前景。但是，相对于泰州组，海安凹陷阜三段勘探程度和研究程度都较低，加上次凹间分割性强，对油气富集规律及控藏因素缺乏系统认识，一定程度制约了该套含油层系的勘探进程。本文在近年阜三段已发现油藏特征认识基础上，归纳总结油气分布及富集特征，分析油气成藏控制因素，进一步明确下步勘探方向。

海安凹陷次级构造单元包括孙家洼次凹、丰北次凹、富安次凹、新曹次凹、海中断隆、新街次凹、海北次凹和曲塘次凹，呈“七凹夹一隆”的地质结构特征（图 1）。海安凹陷地层自下向上发育上白垩统泰州组（K₂t），古近系古新统阜宁组（E₁f）、始新统戴南组（E₂d）和三垛组（E₂s），新近系盐城组（Ny）及第四系东台组（Qd）。阜三段已发现油藏分布在曲塘次凹、孙家洼次凹和海中断隆3个次级构造单元，其中张家垛、曲1块等富集油藏分布在曲塘次凹。

图 1

图 1 海安凹陷构造区划图

张家垛油藏位于海安凹陷曲塘次凹北部边界断层下降盘一侧，为一大型断鼻型构造油藏^[1]。油藏特征：① 张家垛构造是一断鼻型构造，近南北向次级小断层进一步将该断鼻由东向西呈阶梯状断开，形成若干个小断块，圈闭幅度在500m左右。② 有较好的生油物质基础。阜二段（E₁f₂）烃源岩在曲塘次凹是一套很好的生油岩^[4]，Hu-2井阜二段烃源岩2700m镜质组反射率（R_o）实测值为1.0%（表 1）。③ 阜三段岩性主要为泥岩夹薄层粉砂岩和细砂岩，以滩坝砂为主，砂岩厚度一般为1~4m，其中坝砂是张家垛主要的含油砂体，厚度较大，具有粒度较粗、成分成熟度和结构成熟度均较高的特点^[4-7]。④ 储层物性较好，孔隙度为12%~18%，平均为14.1%；渗透率为1~50mD，平均为17mD ^{[1, 5, 8]}。⑤ 张家垛大型构造紧邻生油中心，阜二段烃源岩生成的油气可以直接上排或通过油源断层在张家垛构造聚集，形成含油面积相对较大的富集油藏。⑥ 钻探证实^{[1, 9]}，张家垛阜宁组存在异常高压，压力系数一般在1.2以上（表 2）。

表 1

表 1 海安凹陷阜二段烃源岩地球化学指标统计表 构造单元 有机质丰度* 有机质 类型 Ro/% 井号 有机碳/% 氯仿沥青“A”/% 总烃含量/10-6 富安次凹 1.41(38) 0.2052(24) 1318(16) Ⅰ型和Ⅱ1型 — An1、An10 孙家洼次凹 2.73(21) 0.2583(16) 1376(11) Ⅱ1型为主 0.74(3700m) An16、An24 海中断隆 1.70(43) 0.2073(17) 1285(9) Ⅰ型和Ⅱ1型 0.62(2730m) An2、An4、An5、 An9、Tai3 海北次凹 1.89(13) — — — 0.59(2560m) Bao1 曲塘次凹 2.6(13) 0.1105(8) 547(8) Ⅰ型为主 1.00(2700m) Hu-2   *表中数据指平均值（样品数）。

表 1 海安凹陷阜二段烃源岩地球化学指标统计表

表 2

表 2 海安凹陷阜宁组实测地层压力统计表 构造单元 井号 层位 垂深/m 地层压力/MPa 压力系数 孙家洼次凹 An16 E1f3 3525.8 36.95 1.073 E1f2 3675.0 — 1.052 海中断隆 An9 E1f3 2470.9 23.85 0.980 Tai3 E1f3 2339.8 22.78 0.994 曲塘次凹 Hu-2 E1f3 2832.8 — 1.253

表 2 海安凹陷阜宁组实测地层压力统计表

曲1块油藏位于曲塘次凹南斜坡，是由曲1断层控制的构造—岩性油藏。油藏特征：① 曲塘次凹斜坡阜三段主要为浅湖亚相沉积，发育有滩砂、坝砂和浅湖泥3种沉积微相^[5]。② 曲1块阜三段滩坝砂体向南向东有明显减薄的趋势，与近东西向展布的南掉反向正断层（曲1断层）共同形成构造—岩性隐蔽圈闭，圈闭埋深在3000m左右。③ 滩坝砂主要是在水动力较强条件下形成的细—粉砂岩，粒度较粗且杂基含量低，孔隙度为10%~25%，平均为17.3%，渗透率为0.1~30mD，平均为3.08mD，孔隙类型以剩余原生粒间孔和长石溶孔为主^[6]。

安16块油藏地处海安凹陷北部孙家洼次凹，位于曹灶断层东段、由近东西向北东方向转换处的下降盘，紧邻孙家洼次凹生烃中心，是由一条近东西向断层控制的断鼻型构造油藏。油藏特征：① 由灶东断层下降盘的分支断层控制的断鼻油藏。② 油藏主控断层的断距为40~100m，油藏面积为0.3km²，幅度约为30m。③ 油层主要分布于阜三段中部，总体为一个低幅度、低丰度油藏。④ 经油源对比，安16块阜三段原油来自于阜二段成熟烃源岩^[10]，阜二段烃源岩3700mR_o实测值为0.74%（表 1)，阜三段原油C₂₉ααα甾烷20S/(20S+20R）值为0.34，密度为0.8689g/cm³（20℃），黏度为82.98mPa·s（50℃）。

台3块油藏位于海中断隆中部，为北东东向控圈断层及其分支断层共同控制的反向断鼻型构造油藏。油藏特征：① 台3块油藏埋深为2300m，构造幅度在50m左右，含油面积为0.5km²。② 经油源对比，台3块油源主要来自于海中断隆本地的阜二段烃源岩^[11]，阜二段烃源岩R_o实测值为0.54%，阜三段原油密度为0.9146g/cm³（20℃），黏度为1492mPa·s（50℃）。③ 阜三段砂岩储层相对不发育，受北部沉积物源控制，海中断隆以前三角洲泥岩沉积为主，夹有薄层状的粉砂岩、泥质粉砂岩。砂岩单层厚度薄，通常只有1~2m，最厚为3.5m。砂岩储层孔隙度为16.3%~38.4%，平均为28.4%，渗透率为11.6~19.6mD，为高孔、低渗储层。④ 台3块油藏含油面积小，油层仅1层3.5m，原油稠，产量较低。

海安凹陷阜三段油气分布在平面上具有差异富集特征：① 不同次凹油气贫富差距较大，已发现油藏主要富集于南部曲塘次凹，探明储量规模已达千万吨，其他次凹阜三段勘探程度较低，只在孙家洼次凹及海中断隆发现安16和台3小型断块油藏。② 从勘探发现程度较高的曲塘次凹油气分布特征来看，油气平面上围绕深凹中心分布，近源成藏特征明显。曲塘次凹已发现油气主要富集于曲北断层下降盘的张家垛鼻状构造带以及斜坡前排曲1构造、红双构造及袁家构造带，均位于成熟烃源范围内，斜坡后排构造钻探的Hu-1井、Hua-1井等均不理想。③ 油气富集程度与断层关系密切，富集油藏集中分布于断穿阜二段烃源岩且长期活动油源断层附近，表征控次凹边界断层如曲北、安丰及曹灶等断层具备良好的垂向输导阜二段油气的能力，断裂输导油气作用明显。④ 海中断隆辉绿岩发育区油气显示比较活跃。辉绿岩穿插于阜二段—阜三段，辉绿岩不仅对上下围岩通常具有一定烘烤使其发生不同程度变质作用而具有较好的储集性能，而且使得阜二段生油岩与阜三段储层直接有效沟通，能够将烃源岩生成的油气沿辉绿岩上下变质带很通畅地运移到阜三段聚集成藏。

从海安凹陷阜三段已钻探井油气显示层位统计来看，纵向上3个亚段均有油气分布。其中，曲塘次凹张家垛油藏油层主要集中分布于阜三段中部二亚段（E₁f₃²）（图 2），斜坡曲1块油藏油气富集程度差于张家垛油藏，油层主要分布于阜三段顶部一亚段（E₁f₃¹）和二亚段（E₁f₃²）；孙家洼次凹阜三段共有3口井见到油气显示，An16井油气显示井段较长，而An25井和Tai1井仅在阜三段底部见到显示；海中断隆油气显示最为活跃，8口井见不同级别显示，均分布于辉绿岩上下变质带附近，与辉绿岩穿插于阜二段—阜三段之间形成良好的油气输导通道密切相关。

图 2

图 2 海安凹陷曲塘次凹阜三段地层对比图

阜三段油气平面分布呈“近源”特征，且富集不均，主要受控于烃源和储盖配置条件。首先，阜二段成熟烃源条件差异是控制油气分布及富集的根本原因。研究证实，阜三段油气来源于阜二段中下部优质烃源岩^{[1, 10]}，阜二段烃源岩在海安凹陷全区厚度约200m，有机质丰度及类型分布稳定，但不同次凹间热演化程度差异较大（表 1）。从海安凹陷烃源岩R_o实测资料显示（图 3），阜二段烃源岩总体以低成熟—成熟特征为主，并随现今埋深增加R_o值呈增高的趋势。因此，深凹中心烃源岩成熟度高，斜坡成熟度低，成熟烃源岩主要围绕深凹中心分布，导致已发现油气主要集中在成熟烃源岩范围内。同时，次凹间成熟烃源岩演化存在一定差异性，北部孙家洼次凹、富安次凹及海中断隆烃源岩R_o值位于0.5%~1.0%，呈低成熟—成熟特征，曲塘次凹烃源岩R_o值普遍大于0.65%，主要为成熟特征。由R_o与深度关系也可以看出，北部几个次凹烃源岩R_o值大于0.65%，埋深在2800m左右，小于2800m时，随深度增加增熟趋势明显；大于2800m时，随深度增加增熟趋势减弱，两段式特征明显。曲塘次凹烃源岩深度在2400mR_o值超过0.65%，并且随着深度增加R_o值递增趋势基本一致。由此看出，次凹间烃源岩演化程度及成熟烃源门限深度均有较大差别。究其原因，分析认为主要为沉积演化特征差异决定：曲塘次凹三垛组和戴南组沉积厚度较其他次凹厚约400~600m，而上部盐城组厚度较其他地区薄约400m。结合苏北盆地热演化规律来看^[12]，由于三垛组和戴南组沉积时间长、地温梯度高，造成三垛组和戴南组沉积厚度大小对阜二段烃源岩成熟演化起到决定性作用，从而使得曲塘次凹阜二段烃源岩现今成熟度高、进入成熟烃源门限深度要浅于其他次凹。因此，曲塘次凹阜二段烃源岩条件要优于其他次凹，为曲塘次凹阜三段形成富集油藏奠定了良好的资源基础，其他次凹深凹中心区进入烃源成熟门限深度，具备一定油源条件。

图 3

图 3 海安凹陷阜二段烃源岩Ro随深度变化图

其次，储盖组合配置条件是油气围绕深凹中心分布的另一重要原因。海安凹陷阜三段沉积隶属于苏北盆地大型水退式三角洲相东部^[13]，物源来自西北方向，主要发育三角洲前缘—滨浅湖亚相沉积，北部主要发育水下分流河道、河口坝及远沙坝等微相类型，南部主要发育滨浅湖滩坝沉积，砂体主要分布于凹陷北部丰北次凹、孙家洼次凹和富安次凹东部地区，以及南部曲塘次凹。此外，阜四段（E₁f₄）泥岩是阜三段区域盖层，但由于海安凹陷吴堡运动作用强^[14]，海安凹陷各次凹斜坡阜宁组顶部地层剥蚀严重，普遍缺失阜四段，造成阜四段区域盖层仅在深凹中心分布，最厚约300m（图 4）。因此，阜三段—阜四段储盖组合发育区域位于次凹中心，尤其在北部丰北次凹、孙家洼次凹、富安次凹及南部曲塘次凹最为有利。

图 4

图 4 海安凹陷南北向地震剖面

海安凹陷阜三段富集油藏主要分布于断穿阜二段烃源岩且长期活动的油源断层附近，且在穿插于阜二段—阜三段的辉绿岩发育区油气显示活跃（图 5）。由于阜三段油气来源于阜二段中下部优质烃源岩，而阜二段顶部及阜三段底部均发育大套泥岩隔层，油气必须依靠油源断层垂向输导才能进入上覆各套储层，加上阜二段油气生排烃期较晚^[15]，只有曲北断层、曹灶断层及新街断层等长期活动断层与成藏期配置有利（图 6），具备良好的垂向输导能力，起到油源断层的作用。此外，火成岩发育区油气显示活跃，海中断隆辉绿岩穿插于阜二段—阜三段，辉绿岩上下变质带往往由于其高温烘烤作用，使围岩中出现了渗透层，在局部地区形成油气运移通道^[16]，使得海中断隆阜三段油气显示十分活跃，但由于该区砂体欠发育，难以形成规模大的富集油藏。

图 5

图 5 海安凹陷阜三段砂岩含量、断裂及辉绿岩平面分布叠合图 断裂为阜三段顶面构造格架

图 6

图 6 海安凹陷主要断层活动期与成藏期匹配关系图

通过海安凹陷地质结构及阜三段沉积体系展布特征分析，可以看出北部孙家洼次凹、丰北次凹和富安次凹地质结构为南断北超，南部新街次凹、海北次凹和曲塘次凹为北断南超。阜三段物源来自西北方向，砂岩含量由西北向东南方向逐渐降低。因此，海安凹陷北部孙家洼次凹、丰北次凹、富安次凹东部及南部曲塘次凹深凹中心等地区砂岩较为发育，油藏类型主要受构造控制；南部新街次凹、海北次凹及曲塘次凹斜坡地区砂岩含量普遍小于15%（图 5），容易形成岩性—构造复合型圈闭，而且这些地区地层南抬北倾，易于在斜坡地区形成砂岩上倾尖灭。曲塘次凹斜坡曲1块岩性油藏勘探成功证实海安凹陷南部曲塘次凹、海北次凹及新街次凹斜坡地区，砂体向南上倾减薄、尖灭，油气通过断层—砂体复合输导，有利于形成断层—岩性及砂岩上倾尖灭等类型油藏。

异常高压与油气藏关系密切^[17-20]。据焦里力、刘曦翔等对海安凹陷南部曲塘次凹异常高压的研究，认为张家垛油藏油层分布与异常高压息息相关^{[1, 9]}。曲塘次凹平面上压力系数在断裂较发育的高部位相对较小，在1.20~1.40之间，向凹陷中心方向压力系数逐渐增大，最大达1.55。异常高压主要由欠压实作用造成，对优质储层形成及油气成藏起到重要作用。而海安凹陷北部孙家洼次凹、海中断隆等井阜宁组实测地层压力均为正常压力（表 2），并不发育多套异常压力系统，可见次凹间分割性强，压力系统相互独立，自成体系。

通过以上分析，可以看出由于次凹间相互独立的地质结构，造成不同地区阜三段油藏特征及油气分布存在较大差别，使得阜三段油气成藏模式在不同区带上也不尽相同。在阜三段油气分布特征及成藏控制因素分析的基础上，根据地质结构特征，结合输导条件及流体动力系统，建立两类油气成藏模式（图 7），并对各自油气聚集的特点进行了总结，以指导该地区不同次凹油气勘探。

图 7

图 7 海安凹陷阜三段油气成藏模式图

一类为超压驱动—断层输导型成藏模式。这类成藏模式主要分布于海安凹陷南部曲塘次凹、海北次凹及新街次凹，以曲塘次凹最为典型。这些地区控次凹边界断层发育于北部，斜坡地层北倾南抬，控次凹边界断层普遍发育牵引构造，容易在大断层下降盘形成大型断鼻构造，加上阜宁组普遍发育异常高压，易形成富集油藏。此外，斜坡地区由于物源体系与地质结构合理配置，是勘探断层—岩性、砂岩上倾尖灭型隐蔽油藏的有利地区。

另一类为常压浮力驱动—复合输导型成藏模式。这类成藏模式主要分布于海安凹陷北部孙家洼次凹、丰北次凹、富安次凹及海中断隆，这些地区地层超压欠发育，油气以浮力驱动为主，但长期活动的油源断层较为发育，阜二段烃源岩生成的油气能够沿油源断层实现垂向运移，加上砂岩发育程度较高以及辉绿岩在烃源岩及砂体中上下穿插，使得油气能够很好地向斜坡调整，形成断鼻、断块型构造油藏。

(1）海安凹陷阜三段油气分布呈近源、紧邻断层、平面差异富集的特点。南部曲塘次凹已发现油藏规模大，类型多样；其他次凹油藏规模较小，以断块油藏为主。

(2）曲塘次凹阜三段富集油藏的形成主要得益于良好的烃源基础、优越的储盖组合及油源断层空间配置，异常高压对油气成藏起到一定积极作用。

(3）除了曲塘次凹以外，北部丰北次凹、孙家洼次凹及富安次凹砂岩发育程度较高，近凹阜二段烃源成熟区成藏条件配置有利，主要以构造油藏为主，是下步勘探有利方向；南部新街次凹、海北次凹斜坡是探索阜三段隐蔽圈闭的有利地区。