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石 油 勘 探 与 开 发 2023 年 8 月 PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT Vol.50 No.4 695 文章编号：1000-0747(2023)04-0695-11 DOI:10.11698/PED.20220755 河套盆地临河坳陷石油地质特征与油气富集规律 张锐锋1，何海清2，朱庆忠1，陈树光1，刘喜恒1，淡伟宁1，胡延旭1，师玉雷1，张宇飞3，于海军4，张晰蒙1（1.中国石油华北油田公司，河北任丘 062552；2.中国石油油气和新能源分公司，北京 100007；3.中国石油集团测井 有限公司测井技术研究院院士工作站，北京 100007；4.中国石油渤海钻探第二录井分公司，河北任丘 062552）基金项目：中国石油天然气股份有限公司“前瞻性、基础性”重大攻关课题“河套盆地油气富集规律与勘探关键技术研究（2021DJ0703）摘要：基于古地貌、钻井和地震资料，对河套盆地临河坳陷构造沉积演化、烃源岩特征、储集层特征及形成机制、油气成藏模式与富集规律进行系统研究。结果表明：河套盆地主要历经“弱伸展断拗期、强伸展断陷期和走滑改造期”3 期成盆演化过程，发育吉兰泰、沙布、纳林湖、兴隆等 4 大环洼正向构造带，为油气富集成藏的有利区带；发育下白垩统固阳组、渐新统临河组两套主力咸化湖相烃源岩，具有高含硫富藻、早熟早排、生油窗口宽的特征；河套盆地周缘山间大型构造转换带控制形成大型辫状河三角洲沉积，三角洲前缘砂体具有石英含量高（50%76%）、长期浅埋弱压实、胶结物含量低、储集层物性好的特点，预测古近系有效储集层埋深达 8 000 m；构建邻洼鼻隆、环洼潜山、近源断鼻 3 种油气成藏模式，临河坳陷油气富集规律为“环洼近源是基础、优质厚储集层是前提、良好的构造背景和圈闭条件是关键”。关键词：河套盆地；临河坳陷；白垩系固阳组；古近系临河组；吉兰泰油田；巴彦油田；油气富集规律 中图分类号：TE121.1 文献标识码：A Petroleum geological features and hydrocarbon enrichment of Linhe Depression in Hetao Basin,NW China ZHANG Ruifeng1,HE Haiqing2,ZHU Qingzhong1,CHEN Shuguang1,LIU Xiheng1,DAN Weining1,HU Yanxu1,SHI Yulei1,ZHANG Yufei3,YU Haijun4,ZHANG Ximeng1(1.PetroChina Huabei Oilfield Company,Renqiu 062552,China;2.PetroChina Oil&Gas and New Energy Company,Beijing 100007,China;3.Logging Technology Research Institute of CNPC Logging Company,Beijing 100007,China;4.No.2 Mud Logging Company,CNPC Bohai Drilling Engineering Company Limited,Renqiu 062552,China)Abstract:Based on paleogeomorphology,drilling and seismic data,this paper systematically studies the structural and sedimentary evolution,source rock characteristics,reservoir characteristics and formation mechanism,hydrocarbon accumulation model and enrichment law in the Linhe Depression of the Hetao Basin,NW China.The Hetao Basin mainly experienced three stages of evolution,namely,weak extensional fault depression,strong extensional fault depression and strike-slip transformation,giving rise to four positive structural belts(Jilantai,Shabu,Nalinhu and Xinglong),which are favorable areas for oil and gas accumulation.The two main saline lacustrine source rocks,Lower Cretaceous Guyang Formation and Oligocene Linhe Formation,are characterized by high sulfur content,rich algae,early maturity,early expulsion,and wide oil generation window.The large structural transition belt in the intermountain area around the Hetao Basin controls the formation of large-scale braided river delta deposits,which are characterized by high quartz content(50%76%),long-term shallow burial and weak compaction,low cement content,and good reservoir properties in delta front sandbody.The burial depth of the effective Paleogene reservoirs is predicted to reach 8000 m.Three hydrocarbon accumulation models,nose-uplift near sag,buried hill surrounding sag,fault nose near source rock,are constructed.The law of hydrocarbon accumulation in the Linhe Depression is finally clarified as follows:near-source around the depression is the foundation,high-quality thick reservoir is the premise,good tectonic setting and trap conditions are the key.Key words:Hetao Basin;Linhe Depression;Cretaceous Guyang Formation;Paleogene Linhe Formation;Jilantai Oilfield;Bayan Oilfield;hydrocarbon enrichment law 引用：张锐锋,何海清,朱庆忠,等.河套盆地临河坳陷石油地质特征与油气富集规律J.石油勘探与开发,2023,50(4):695-705.696 石油勘探与开发油气勘探 Vol.50 No.4 ZHANG Ruifeng,HE Haiqing,ZHU Qingzhong,et al.Petroleum geological features and hydrocarbon enrichment of Linhe Depression in Hetao Basin,NW ChinaJ.Petroleum Exploration and Development,2023,50(4):695-705.0 引言 河套盆地临河坳陷油气勘探与地质研究工作始于20 世纪 70 年代晚期，主要历经 3 大油气勘探阶段1。19771987 年为石油普查勘探阶段：钻井 7 口，发现下白垩统和渐新统两套生油岩和油气显示，仅临深 3 井下白垩统采出少量原油，整体埋藏深，工程复杂，中东部地区 5 000 m 以浅单层烃源岩厚度薄（0.51.8 m），古近系烃源岩成熟度低，排烃晚（上新世末），生烃能 力有限2-3。20042016 年为中浅层油气探索阶段：借鉴柴达木盆地浅层生物气的勘探经验，20052008年在河套盆地呼和坳陷和临河坳陷部署生物气井，见气测异常，但试气产量低，认为缺乏有效圈闭是难以形成规模气藏的关键3；20152016 年在沙布构造带完钻探井 2 口，白垩系固阳组见到少量油气显示和薄层优质烃源岩，但是由于二维地震测网稀，圈闭落实难度大，未能实现勘探突破。2017 年至今，油气勘探快速突破和规模储量发现阶段：2018 年初在吉兰泰潜山 600 m 以浅部署并钻探 JHZK2 等多口井，压裂后获高产工业油流，并通过潜山油源对比和油气输导路径分析，在潜山围斜临洼部位精细落实断鼻构造圈闭，部署吉华 2X 井、吉华 4X 井先后在古近系和白垩系碎屑岩领域发现超 200 m 厚油层，并获得高产工业油流，证实了白垩系固阳组烃源岩具有较大资源潜力，实现河套盆地石油勘探历史性重大突破，发现了吉兰泰油田；20192020 年，通过提前部署三维地震，精细落实构造圈闭形态，在早期隆 1 井的构造高部位部署风险探井临华 1X，在古近系临河组试油获高产工业油流，实现临河坳陷北部石油勘探重大突破，发现了巴彦油田。尽管近年来在河套盆地实现油气勘探高效发现，但不同区带油气成藏要素时空配置、富集规律及下步勘探有利方向依然不明朗，严重制约今后持续勘探发现和规模增储。因此，既需要结合勘探实践梳理总结出河套盆地油气成藏地质的共性特征和规律，同时还要对新区新带的成藏差异性进行解剖分析和预判，以拓展勘探发现并规避未知的风险，并为地质条件类似的地区提供勘探启示。本文通过对河套盆地开展构造沉积演化特征、烃源岩特征、储集层特征、圈闭特征、油气成藏模式与富集规律等整体研究与系统解析，深化河套盆地地质认识，明确不同区带油气成藏要素时空配置关系与油气富集规律，以期对优选下步勘探战略方向提供指导与借鉴。1 地质概况 临河坳陷北邻色尔腾山，东南与鄂尔多斯盆地、桌子山、贺兰山毗邻，西至狼山，为北东东西向展布的弧形坳陷（见图 1），面积约 2.24104 km2，是河套盆地最主要的生油坳陷和含油气区。整体具有南北分区、东西分带的结构特征，以现今结构构造特征为依据，南北划分 2 个凹陷和 1 个低凸起，北部为巴彦淖尔凹陷，整体埋藏深（3 00014 000 m），南部为吉兰泰凹陷，埋藏较浅（小于 3 000 m），中部发育磴口低凸起，为晚期隆升形成，埋藏较浅。结合最新二、三维地震资料，重新厘定盆地结构和断裂展布特征，明确巴彦淖尔凹陷自西向东划分为淖西洼槽带、兴隆断裂构造带、纳林湖断裂潜山带、黄河断槽带及五原斜坡带；吉兰泰凹陷划分为吉兰泰构造带、沙布构造带、吉西洼槽带和吉东斜坡带（见图 1b）。盆地基底为太古宇乌拉山群变质岩系，自下而上发育下白垩统李三沟组、固阳组、古近系始新统乌拉特组、渐新统临河组、新近系中新统五原组、上新统乌兰图克组和第四系河套群。其中下白垩统固阳组和渐新统临河组发育咸湖相优质烃源岩，也是最主要的含油层系，李三沟组、乌拉特组和五原组以红色泥岩为主，为区域性盖层，形成了以自生自储、旁生侧储、新生古储为主的成藏组合（见图 1c）。2 石油地质特征 2.1 构造沉积演化特征 自 20 世纪 80 年代以来，关于初始成盆期盆地性质及应力机制一直存在不同观点。早期以赵孟为4为代表，认为白垩纪为拱张断陷盆地，盆内发育系列正断层控制盆地沉积；而以付锁堂、赵重远、郭忠明等3,5-7为代表，提出白垩纪为挤压坳陷盆地，古近纪为断陷盆地，沉积中心均位于盆地西北部，为暗色泥岩相对发育区的半深湖相带，该认识在勘探早期一直处于主导地位。近几年研究认为白垩纪早期（李三沟组沉积期）可能为挤压坳陷，北部的巴彦淖尔凹陷主要受到来自北西向的天山和近东西向兴蒙褶皱带的挤压作用，南部吉兰泰凹陷则主要受东侧贺兰山和西侧巴彦乌拉山的近东西双向挤压作用影响8-9，形成了早期北北东为主的狼山及分支断层、黄河断层、巴彦乌拉山断层及纳林湖断层、吉参 1 东断层、近东西向杭五断层等现今一、二级断层的雏形（见图 1b）。该时期地层 2023 年 8 月 张锐锋 等：河套盆地临河坳陷石油地质特征与油气富集规律 697 图 1 研究区位置图（a）、河套盆地临河坳陷构造单元划分图（b）与综合柱状图（c）分布局限，主要集中在现今狼山及吉兰泰凹陷中西部地区，河套盆地主体依然为隆升剥蚀区（见图 2）；但早白垩世中后期（固阳组沉积期）盆地主体进入沉降 成盆期，该时期盆地以张性伸展环境为主，开始受控于西部狼山断层和东部黄河断层，发育东西双断的不对称地堑结构，地层厚度整体变化不大（见图 3）。同时，近年在狼山中北部露头区发现多个玄武岩火山口，喷发时间与固阳组沉积期一致（距今约 120 Ma）10，而且与河套盆地紧邻的二连盆地该沉积期为强伸展断陷期，发育腾格尔组优质烃源岩11，结合河套盆地固阳组沉积期主要发育同沉积正断层的特点，综合分析认为河套盆地处于强伸展应力环境边缘，整体表现为弱伸展应力环境下断坳型盆地特征。受早期挤压作用影响，从桌子山、磴口低凸起向北延伸，发育大型早期低隆构造，形成东西分带的构造雏形，在西部淖西洼槽带和吉西洼槽带形成闭塞湖相沉积中心，发育盐湖相优质烃源岩。根据早期钻井不同地区沉积岩石类型明显差异，南部沙布构造带矿物成分以石英为主，含量超过 75%，向北石英含量逐渐降低，长石和岩屑含量逐渐增高，到兴隆构造带石英含量小于 40%（见图 4a）。结合山间大型构造转换带易发育大型辫状河（扇）三角洲沉积的特点以及地震相特征，分析认为中南部纳林湖断裂潜山带与沙布构造带受控于贺兰山和桌子山，可能发育远物源沉积体系，北部兴隆构造带物源欠发育，以长石岩屑砂岩为主，推测可能为近源沉积，西部吉兰泰构造带盆缘地震相表现为明显杂乱反射向盆内成层性逐渐变好的特点，为近源沉积特征（见图 5a）。早白垩世晚期河套盆地逐渐抬升，临河坳陷缺失上白垩统及古新统。直到始新世，河套盆地再次进入伸展沉降期，与白垩系主要呈平行不整合接触。在纳林湖断垒带局部发现暗色页岩沉积，整体以棕红色泥岩沉积为主，地层厚度为 200300 m，表现为中部厚、南北薄的特点，形成区域性良好的盖层条件。渐新世，受太平洋板块 698 石油勘探与开发油气勘探 Vol.50 No.4 图 2 临河坳陷过盆地中央南北向剖面图（剖面位置见图 1）图 3 临河坳陷北部过盆地剖面图（剖面位置见图 1）石英砂岩；长石石英砂岩；岩屑石英砂岩；长石砂岩；岩屑长石砂岩；长石岩屑砂岩；岩屑砂岩 图 4 临河坳陷岩石类型三角图 北西向俯冲后撤作用增强和南北盆山构造展布影响，盆地沉降中心逐渐向北迁移，地层厚度为 1 0001 300 m，总体具有北厚南薄、西厚东薄的特点，该时期断层以控盆边界断层活动为主，盆内除兴隆断层和纳林湖断层外，其他断层欠发育，表现为弱伸展断拗型盆地沉 积特征，具有水浅、坡缓的特点。根据已钻井揭示沉积砂体矿物成分、结构成熟度高，形成以石英长石等刚性颗粒为主，其中兴隆构造带石英含量达 65%，长石含量约为 20%，岩屑含量约为 15%，南部纳林湖构造带岩屑含量稍高（见图 4b），表明该时期盆内可能主要发育远物源沉积，结合现今地貌和盆地继承性发育特点，认为盆地西部狼山与南部巴彦乌拉山之间，狼山与北部色尔腾山之间，盆地东部桌子山与伊盟隆起之间，桌子山与贺兰山之间的过渡区均可形成大型物源口，发育以辫状河三角洲沉积为主的大型沉积体系，形成盆内砂泥互层沉积组合（见图 5b）。新近纪，盆地伸展作用逐渐增强，与下伏古近系呈整合接触。中新统厚度为 1 0001 500 m，主要表现为西厚东薄特点。上新世进入强伸展断陷期，盆内断层活动性显著增强，地层厚度为 5005 000 m，变化剧烈。除了控盆一级断层外，二、三级断层均发生较 2023 年 8 月 张锐锋 等：河套盆地临河坳陷石油地质特征与油气富集规律 699 图 5 临河坳陷白垩系固阳组和古近系临河组沉积相展布图 强活动（见图 3），形成了现今“东西分带、南北分区”的构造格局以及吉兰泰、沙布、纳林湖、兴隆等 4 大正向构造带，为油气汇聚成藏提供了良好构造背景。另外，该时期物源欠发育，中新统整体以巨厚红色泥岩沉积为主，临河坳陷北部泥地比高达 90%，形成区域性良好的盖层条件，中南部地区靠近物源，砂地比为 30%40%，整体表现为欠补偿补偿型沉积特征。第四纪，盆地进入热沉降和走滑伸展改造期。沉积地层厚度为 02 000 m，变化较大，主要分布在临河坳陷北部巴彦淖尔凹陷，南部吉兰泰凹陷沉积厚度普遍较薄，小于 200 m（见图 2），这与该时期南部吉兰泰凹陷整体反转抬升密切相关。同时，该时期走滑作用显著增强，在早期断层基础上发育斜列式、帚状等展布的系列小断层，剖面上以正形负花状构造为主，表现为压扭为主的走滑特征，普遍具有断距小但深切多套沉积地层特征，使盆内断裂更加复杂化，易形成更多断鼻、断块圈闭（见图 3）。2.2 烃源岩特征 临河坳陷主要发育下白垩统固二段（K1g2）、固一段（K1g1）和渐新统临河组（E3l）3 套主力烃源岩。成盆早期固二段烃源岩主要分布在坳陷北部，有机质丰度较高，以2型和型干酪根为主，沉积环境为淡水弱还原环境9。固一段和临河组烃源岩分布范围较广，有机质丰度较高，类型为型和1型为主。地球化学指标显示高硼含量，低姥植比、高伽马蜡烷（伽马蜡烷/C30霍烷值大于 1）的特点（见图 6a、图 6b）。干酪根显微组分中腐泥组含量大于 70%，镜质组含量小于 10%，镜下荧光照射发现富含藻类，多见单胞藻（见图 7），另外发现有黄铁矿，有机碳中还原硫含量最高达 6%，反映强封闭强还原水体环境。因此，沉积环境表现为强还原条件下盐/咸湖相沉积特征，与柴达木盆地、江汉盆地、渤海湾盆地等盐/咸湖相烃源岩发育特征较为相似12-15。其中，固一段烃源岩具有湖泊水体深度浅（0.52.0 m），供水少，盐度高，甾烷/霍烷值为 1%10%，有机质生源以低等水生原核生物（菌类）为主，生物种群单一为嗜盐菌，种群间吞噬消耗少，生物生产力极高。黄金管热模拟显示，烃源岩 Ro（镜质体反射率）值为 0.4%时开始进入大量生烃阶段，Ro值为 0.8%时进入生烃高峰，远早于其他盆地烃源岩生烃高峰，揭示该套烃源岩强大的生烃能力。临河组烃源岩与固一段相比，孕甾烷欠发育，胡萝卜烷更为发育，尤其首次发现具有-胡萝卜烷含量大于-胡萝卜烷含量的特点（见图 6b），最新研究表明渐新世古湖泊中绿硫细菌占优势，对于类胡萝卜素的贡献较大。甾烷/霍烷值为 10%20%，指示有机质以低等水生真核生物（浮游生物）为主，混有少量陆源碎屑，生物生产力高。热模拟表明生烃峰值产油率为 730790 kg/t3，揭示该套烃源岩强大的生烃能力。油源对比与原油成熟度分析表明，兴隆断裂构造带和纳林湖断裂潜山带临河组原油均来自临河组烃源岩，基于目前国内外较为通用的成熟度指标 C29甾烷异构化指数判断，发现临河组原油成熟度处于未成熟和低成熟演化阶 700 石油勘探与开发油气勘探 Vol.50 No.4 （a）吉华 18X 井，3 012.54 m，固阳组，深灰色泥岩；（b）兴华 1 井，4 531.004 540.00 m，临河组，灰色泥岩；（c）松 5 井，3 135.203 137.20 m，临河组，原油 图 6 临河坳陷烃源岩色质谱图 （a）兴华 2 井，临河组，4 478 m，富有机质；（b）JHZK9 井，固阳组，1 925 m，单胞藻 图 7 临河坳陷盐咸湖相烃源岩干酪根荧光薄片 段，如松 5 井 C29-20S/（20S+20R）值仅为 16.47%，处于未成熟阶段（见图 6c），但原油物理性质表现为成熟原油特征，原油密度为 0.879 g/cm3，黏度为 38 mPa s，含蜡为 14%，含硫为 0.71%，凝固点为 33，沥青质胶质含量为 29%。另外，临华 1X 和兴华 1 油藏原油成熟度 C29-20S/（20S+20R）值均为 20%30%，处于低成熟阶段（C29-20S/（20S+20R）值为 20%40%），而原油物理性质表现为成熟特征。同时，3 0007 000 m烃源岩成熟度分析认为临河组烃源岩生烃窗口为 埋深 4 0005 000 m，明显高于中国其他盆地16-17。因此，认为该地区临河组烃源岩具有高含硫富藻、早熟早排、生烃窗口宽的成烃特征，目前估算油气资源量较早期提升 23 倍，极大拓展了河套盆地勘探潜力。2.3 储集层特征 2.3.1 储集空间类型 据最新钻井揭示的河套盆地深层储集层砂体的铸体薄片，发现研究区由南至北临河组储集空间类型基本一致，均以原生粒间孔为主，发育少量次生溶孔，局部由于泥质和泥晶碳酸盐矿物含量的增加使储集层中出现微孔隙。固阳组由南至北储集空间具有一定差异，中南部以原生粒间孔为主，北部以次生溶孔为主。盆内西部沉积岩石薄片表明，临河组和固阳组储集层储集空间主要为粒间孔、次生溶孔和构造作用形成的孔缝。2.3.2 储集层物性特征 实测孔隙度、渗透率数据统计分析表明：古近系临河组埋深为 4 2005 600 m，物性整体较好，最大孔隙度为 27.3%，有效储集层孔隙度中值为 19.3%；最大渗透率为 1 320103 m2，有效储集层渗透率中值为166103 m2，为中孔中渗储集层；坳陷北部白垩系固阳组埋深为 5 2005 800 m，物性较差，最大孔隙度为11.9%，最大渗透率为 2.92103 m2，总体为特低孔特低渗储集层。2023 年 8 月 张锐锋 等：河套盆地临河坳陷石油地质特征与油气富集规律 701 纵向上，临河组有效储集层减孔率低，据已钻井孔隙度与埋深关系图分析，认为纵向减孔率为（2%3%）/1 000 m。与中国其他断陷盆地相比，临河坳陷古近系孔隙度随深度变化较缓，不同深度最大孔隙度下延深度大。基于兴华构造压汞和核磁实验分析，发现该地区古近系碎屑岩有效储集层孔隙度下限为8.5%，采用已钻井孔隙度随深度变化趋势，推测临河组有效孔隙度埋深下限达 8 000 m（见图 8a）；白垩系固阳组储集层埋藏较深，孔隙度随深度变化较临河组更快，物性相对较差，基于上述趋势法推测有效储集 层埋深 6 500 m（见图 8b），同样具有较大勘探潜力。图 8 孔隙度与埋深关系图 横向上，临河组总体上沙布构造带和兴隆构造带储集层物性最好，中部纳林湖构造带次之。究其原因为沙布构造带整体埋藏浅，而兴隆构造带尽管埋藏深，但相比纳林湖构造带，石英等刚性颗粒含量高，胶结物含量低，胶结作用弱，地温梯度低，为（2.02.5）/100 m，长期浅埋晚期快速深埋，压实作用弱，储集层物性整体较好。固阳组物性变化随埋深较为明显，兴隆构造带埋藏最深，物性最差，沙布构造带埋藏最浅，物性最好，形成由北向南逐渐变好的特点。河探1井临河组井深6 037 m处井壁的岩心孔隙度达 18.2%，证实河套盆地超深层碎屑岩依然可以发育中孔优质储集层。分析认为，首先临河组为远物源辫状河三角洲沉积，成分、结构成熟度高，石英含量高达76%，抗压实作用强，为优质储集层发育提供了重要物质基础；其次临河坳陷地温梯度较低，长期浅埋晚期快速深埋（见图 9），压实作用弱，有利于原生孔隙保 存；另外有利沉积相带胶结物含量低，通过大量铸体薄片鉴定，发现单层厚度大于 1 m 的有利沉积微相砂体胶结物含量普遍小于 5%，为有效储集体。通过时间温度指数分别与孔隙度和埋藏深度建立线性关系，预测河套盆地临河组碎屑岩 8 000 m 埋深最大孔隙度达11%，比前述趋势法预测值稍高，均展现了河套盆地临河组巨大的勘探空间。E3l2渐新统临二段；E3l1渐新统临一段；N1w中新统五原组；N2w上新统乌兰图克组；Q第四系 图 9 临河组地质要素特征、演化与成藏分析图 2.4 圈闭特征 新近纪以来强烈的伸展断陷活动和走滑改造作用为大型构造断鼻、断块圈闭的形成提供了重要条件（见图 10）。总体上临河坳陷构造圈闭类型可划分为 2 种，即顺向断鼻和反向断鼻/块圈闭。2.4.1 顺向断鼻圈闭 临河坳陷大型顺向断鼻圈闭分布较为广泛，受坳陷二级大断裂控制，在中南部吉兰泰、沙布构造带和纳林湖断裂潜山带以及北部兴隆断裂构造带光明构造和乌兰图克构造均发育大型顺向断鼻构造，形成断鼻圈闭。由于不同区带受应力环境差异影响，其形成机制存在一定差异。如处于狼山与巴彦乌拉山之间大型构造转换处的吉兰泰构造带吉华 2 断鼻构造受二级断裂狼山分支断层控制，为白垩系固阳组沉积以来继承性发育的断鼻构造，受晚期走滑压扭反转作用影响18，具有断距大（1 8002 300 m）、地层产状陡（31）、圈闭形成早（古近纪）、圈闭幅度大（大于 500 m）的特点，易于油气富集成藏；同样北部光明顺向断鼻构造受兴隆断层新近纪以来构造反转和强伸展滑脱作用 702 石油勘探与开发油气勘探 Vol.50 No.4 图 10 典型油藏类型、平剖面与成藏特征 控制19，具有断距大（7501 100 m）、地层产状较陡（10）、圈闭形成较早（新近纪）、圈闭幅度较大（大于 500 m）的特点，同样易于油气富集成藏；而纳林湖断鼻构造受二级断裂纳林湖断层控制，其形成主要受晚期强走滑伸展作用影响，在断裂下降盘沿断裂走向发育“窄向斜”和鼻隆相间构造格局，形成多个断鼻构造，由于纳林湖断层断距大（1 7002 400 m），控制淖西洼槽，地层产状相对较缓（7）、圈闭形成较晚（上新世第四纪）、圈闭幅度相对较小（大于 200 m），油气富集程度较低（见图 10）。2.4.2 反向断鼻/块圈闭 临河坳陷反向断鼻/块圈闭主要集中在北部兴隆断裂构造带，其次为纳林湖断垒和吉兰泰潜山构造。其形成主要受三级断裂控制，具有控圈断层断距相对较小、延伸距离较短，多条断层组合共同控圈的特点。如兴华构造为典型反向断块构造圈闭，其整体由 4 条断层控制的面积为 66 km2的大断块圈闭，内部发育多条断层将兴华构造进一步细分为兴华 1、兴华 12、兴华 11 共 3 个断块圈闭，构造高点位于兴华 1 断块，其主要受控于兴华 1 东和杭五南断层，尤其兴华 1 东断层断距较小（30200 m），但该断层晚期不活动，圈闭形成时间较早（中新世），为油气富集成藏提供了有利条件。另外，扎格构造受晚期强伸展及走滑作用影响，发育系列斜列式展布的反向断层组合成反向断阶构造，形成了多排反向断块圈闭，该类控圈断层断距较大（400600 m）、断层停止活动时间较晚（第四纪）、地层产状较陡（20）、油气充满度和富集程度中等（见图 10）。3 油气富集规律与成藏模式 研究表明，临河坳陷不仅发育独特的石油地质条件，形成了早期咸湖相优质烃源岩、相同深度下明显优于其他盆地优质储集体以及良好的圈闭条件，同时具有良好的源-储-圈时空配置和油气输导运聚条件，为形成晚期规模富集油气藏提供重要保障。3.1 油气富集规律 环洼近源是河套盆地晚期油气富集成藏的基础。由于河套盆地地温梯度低，长期浅埋，热演化程度低，生排烃时间晚，洼槽区成熟烃源岩是油气大量生成规 2023 年 8 月 张锐锋 等：河套盆地临河坳陷石油地质特征与油气富集规律 703 模汇聚的重要保障。从目前已发现油藏的富集程度证实，最靠近洼槽区生烃中心的兴华油藏储量丰度最高，吉华 2X 油藏次之（见图 10）。优质厚储集层发育是晚期成藏油气富集高产的前提。兴隆断裂构造带临河组一、二段处于东南部大型辫状河三角洲前缘有利相带，砂地比适中，细砂岩储集层经远物源长距离搬运淘洗，石英含量高，胶结物含量低，原生孔隙极为发育，储集层连通性好，为油气沿层高效输导汇聚提供有利条件。比如兴华油藏尽管埋深为 4 2005 600 m，但储集层物性好，孔隙度为11.2%18.3%，渗透率为（3.5531.0）103 m2，单井产量高，试油自喷日产最高达 523 m3。良好的构造背景和圈闭条件是油气晚期富集成藏的关键。已发现油气主要分布在二、三级较大断裂控制的圈闭中，大断裂的发育为区带形成良好的构造背景和优势运移通道提供非常好的条件，如吉华 2X 油藏受控于构造转换带和狼山分支断层，形成临洼大型顺向断鼻构造。洼槽高势区油气顺着鼻隆构造背景向低势区高效输导汇聚，形成了吉华 2X 源外富集油藏；而兴华 1 油藏整体在坳陷弧形转弯的大型鼻隆构造背景的临洼处，受控于杭五大型转换断层和兴华 1 东反向断层及杭五南反向断层，形成临洼大型断块圈闭，在洼槽区高成熟烃源岩晚期高效生烃形成强源动力和圈闭西侧大型顺向断层导致较陡地层的强流体势作用下，油气经圈闭西侧低部位通道向大型圈闭高部位输导汇聚，形成高丰度富集的兴华 1 油藏。源-储-圈-运有效配置是油气晚期富集成藏的保障。目前已发现最为富集的兴华油藏，具有环洼近源、二、三级反向断裂控圈、源储互生、油气强势输导汇聚，油层厚度大、丰度高；吉兰泰油田尽管处于生烃中心外缘，但由于与生烃中心之间无断裂遮挡，大型三角洲砂体较为发育，且延伸到生烃中心，地层产状陡，流体势差大，油气输导运聚能力强，源-储-圈-运有效配置，同样形成高丰度的吉华 2X 油藏。相反，纳林湖断鼻油藏（磴探 1X），同样为临洼生烃中心外缘构造，由于该构造与生烃中心之间断裂较为发育，油气输导运聚不够畅通，尽管发现近千米油气显示段，但油气富集程度和产量低，油藏丰度远不及兴华 1 油藏和吉华 2X 油藏。3.2 油气成藏模式 临河坳陷整体具有晚深埋、晚生烃、弱成岩、晚成藏特征，但不同区带不同层系油气成藏要素配置关系和输导运聚成藏规律存在差异性。3.2.1 吉兰泰构造带邻洼鼻隆成藏模式 吉兰泰构造带处于狼山与巴彦乌拉山构造过渡区，为大型构造转换带，继承性发育白垩系和古近系扇三角洲沉积，同时紧邻白垩系固阳组生烃中心，白垩系三角洲前缘砂体入湖与固阳组盐湖相优质烃源岩互层沉积，形成良好源-储配置；受庆格勒图断层与狼山分支断层早期伸展与晚期走滑作用控制，吉兰泰构造带晚期反转抬升剥蚀，形成吉华 1 大型潜山圈闭和吉华 2X 顺向断鼻圈闭，同时吉兰泰构造带埋藏显著变浅，与洼槽区之间地层产状变陡，次级构造欠发育，流体势差大，结合前述固阳组盐湖相烃源岩生烃强度大，源动力强，源-储配置好，进而形成砂体强势输导；当洼槽区生成的油气沿大型鼻隆构造背景由洼槽高势区向低势区高效运移到狼山分支断层处，结合狼山分支断层先张后挤的应力特征，早期油气沿断层和潜山不整合面持续向高部位低势区输导运移，进而形成吉华 1 变质岩潜山油藏和吉华 2X 浅层古近系油藏；到第四纪随着走滑压扭作用逐渐增强，狼山分支断层垂向封堵性增强，来自固阳组的油气被封挡在深层吉华 2X 固阳组圈闭中，形成充满度和丰度更高的吉华 2X 固阳组碎屑岩油藏。为此，在吉兰泰构造带构建“断砂强势输导、大型鼻隆汇聚、邻洼多域聚集”油气成藏模式（见图 11），2018年在变质岩潜山领域指导部署 JHZK2 等井，在潜山东侧围斜断鼻构造的碎屑岩领域部署吉华 2X 等井，实现了变质岩和碎屑岩两大领域、太古宇、固阳组、临河组 3 大层系油气勘探重大突破，发现了吉兰泰油田。3.2.2 纳林湖断裂潜山带环洼潜山成藏模式 纳林湖断裂潜山带位于临河坳陷中部，具有“两洼夹一垒”的构造特征。早期处于东部大型辫状河三角洲沉积前缘，储盖组合好，晚期在区域强伸展走滑作用下发育系列走滑伸展构造，形成纳林湖顺向断鼻和断垒构造。相比吉兰泰构造带，除具有相似的构造背景、发育大型顺向断鼻和潜山断块圈闭外，该构造带埋藏较深，除邻近固阳组生烃中心外，还邻近北部临河组生烃中心，具有双源供烃优势；同时断裂更为发育，地层产状更缓一些，油气垂向输导能力变强，横向输导能力可能稍弱些。因此，构建该地区“两层双源供烃、断砂立体输导、环洼多域汇聚”成藏模式（见图 11），指导部署磴探 1X、吉华 19X 等多口井，20202021 年在纳林湖顺向断鼻碎屑岩领域和断垒潜山领域均取得石油勘探突破，尤其 2022 年部署磴探 3 井实现浅层五原组新层系石油勘探突破，极大提升该地区效益勘探潜力。3.2.3 兴隆断裂构造带近源断鼻成藏模式 兴隆断裂构造带位于临河坳陷北部，处于临河坳陷弧形转弯处伸向洼槽区的大型鼻状构造背景上，被晚期发育的多排北东向断裂自西向东切割为内带、中 704 石油勘探与开发油气勘探 Vol.50 No.4 图 11 吉兰泰、纳林湖构造带油藏模式图（剖面位置见图 1）带和外带。与中南部地区相比，整体埋藏较深，地层产状较陡，以发育反向断块、断鼻圈闭为主；整体处于临河组沉积中心，具有更近源的优势，另外临河组发育含硫富藻咸湖优质烃源岩，生烃强度大，结合地层产状较陡，流体势差大，油气输导汇聚能量强；发育乌拉特组、临三段、五原组等多套区域性厚层泥岩盖层，储盖组合更优，尤其五原组发育巨厚泥岩盖层（大于 1 000 m），泥地比超过 90%，而临河组砂地比适中（30%40%），沉积期水浅坡缓，砂体分布广，连通性好，晚期弱成岩储集层物性好，进一步为油气横向强势输导提供有利条件。为此，基于强生烃动力与高流体势差、良好的储盖组合与物性条件、大型鼻隆构造背景和内、中、外带多排圈闭条件以及对应不同区带热演化程度差异引起的不同资源潜力，构建“强势输导，鼻隆汇聚，近源富集”晚期油气成藏模式（见图 12），分别在外带、中带及内带部署风险及预探井，20202021 年分别实现了中深层到超深层石油勘探重大突破，发现了油气规模富集的巴彦油田，证实邻近成熟烃源岩洼槽区的中内带油气富集程度远高于外带未成熟低成熟烃源岩发育区的临华构造。图 12 兴隆断裂构造带油藏模式图（剖面位置见图 1）4 结论 通过对河套盆地临河坳陷石油地质特征与油气富集规律的系统研究，提出河套盆地白垩系固阳组和古近系临河组沉积期为弱伸展断拗期，盆内具有水浅、坡缓特征，受盆地周缘山间构造转换带控制，发育大型（扇）辫状河三角洲沉积，形成良好源-储组合；新近纪尤其上新世为强伸展断陷期，形成“东西分带、南北分区”的构造格局，发育吉兰泰、沙布、纳林湖、兴隆等 4 大环洼正向构造带，形成良好的油气汇聚背景；第四纪为走滑伸展改造期，加剧盆内断裂复杂化和小型断块圈闭形成；断拗期发育下白垩统固阳组、2023 年 8 月 张锐锋 等：河套盆地临河坳陷石油地质特征与油气富集规律 705 渐新统临河组两套主力咸化湖烃源岩，显微组分揭示腐泥组含量高（大于 70%），且富含浮游藻类，有机碳中还原硫含量高，在低演化阶段普遍发育成熟原油，具有早熟早排、生油窗口（4 0005 000 m）宽的成烃特征，估算油气资源量较早期认识提升 23 倍，极大拓展了河套盆地勘探潜力；临河坳陷除北部下白垩统固阳组以次生溶孔为主，储集物性较差外，南部固阳组和古近系临河组均以原生粒间孔为主，物性较好，尤其临河组石英含量高（50%76%），长期浅埋弱压实，胶结物含量低，胶结作用弱，预测古近系有效储集层埋深达 8 000 m，为洼槽区近源勘探提供有利条件，极大拓展了油气勘探空间；构建了“断砂强势输导、大型鼻隆汇聚、邻洼多域聚集”、“两层双源供烃、断砂立体输导、环洼多域汇聚”和“强势输导，鼻隆汇聚，近源富集”3 种油气成藏模式，指导发现规模富集的吉兰泰和巴彦油田，揭示出“环洼近源是基础、优质厚储集层是前提、良好的构造背景和圈闭条件是关键、源-储-圈-运有效配置是保障”的临河坳陷油气晚期富集成藏规律，对下步油气持续勘探发现具有重要借鉴意义。参考文献：1 张以明,张锐锋,王