王光明

摘要：曙光一雷家地區(qū)特殊儲層發(fā)育，緊鄰陳家、盤山兩大生油洼陷，是形成特殊儲層油氣藏的有利場所。通過對該區(qū)特殊儲層的形成、分布、油氣成藏條件的分析研究，認為古地形、古地貌以及古構(gòu)造運動控制該區(qū)元古界古潛山、古近系火山巖、白云巖、角礫巖等多套特殊儲層的形成與分布；不整合面、斷層面、沙四、沙三段砂巖以及元古界內(nèi)幕層狀地層為油氣向特殊儲集層中運移提供多樣化的輸導路徑。其研究成果為該區(qū)特殊儲層的油氣藏勘探提供了方向。

關鍵詞：白云巖；角礫巖；玄武巖；特殊儲層；儲層分布；成藏條件；曙光—雷家地區(qū)

中圖分類號：TEl22.2；TEl22.3文獻標識碼：A

引言

曙光一雷家地區(qū)位于遼河坳陷西部凹陷中部，南起杜古2井，北到高2井，西起西部凸起，東到盤山一陳家洼陷帶，面積約400km²。該區(qū)是西部凹陷特殊儲層發(fā)育最多的地區(qū)，發(fā)現(xiàn)有元古界古潛山、古近系火山巖、白云巖、角礫巖4種特殊儲層的油氣藏類型，占該區(qū)總探明石油地質(zhì)儲量的62.2％，占該區(qū)累計產(chǎn)石油總量的68.2％。因此，開展該區(qū)特殊儲層油氣藏的研究具有重要的意義。

1特殊儲層的形成與分布特征

1.1區(qū)域構(gòu)造背景

該區(qū)前中生代地層為一套穩(wěn)定的海相地層。元古代呂梁運動之后，發(fā)生了一次持續(xù)時間很長的海浸，該區(qū)接受了一套以碳酸鹽為主的中上元古界海相沉積。古生代加里東運動使華北克拉通整體上升成陸，海水退出全區(qū)，造成該區(qū)缺失古生界。中生代早期，印支運動使本區(qū)上升隆起，遭受強烈的剝蝕，沒有接收三疊系沉積；中生代晚期的燕山運動是本區(qū)構(gòu)造演化重大轉(zhuǎn)折時期，從以平緩的升降運動為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐岳瓘垟鄩K運動為主的新時期，斷裂、火山活動活躍，構(gòu)造線方向也由近東西向轉(zhuǎn)為北東向。進入新生代，該區(qū)經(jīng)歷了拱張、裂陷、拗陷3個大的階段，沉積了古近系、新近系、第四系3套面貌不同的構(gòu)造層。在這樣的構(gòu)造背景下，發(fā)育了多套特殊的儲層。

1.2元古界古潛山儲層的形成與分布特征

該區(qū)古潛山主要為中上元古界地層，中生代早期印支期，受印度板塊向歐亞板塊俯沖的影響，元古界地層受到南北向擠壓應力的作用，形成一系列近北西向褶皺，并且褶皺的軸向為近北西向(以往認為該區(qū)褶皺的軸向為北東向)。同時發(fā)育的一系列近東西向斷層，在這些褶皺的背斜核部，張應力發(fā)育，易遭受風化剝蝕，最終形成背斜成谷，向斜成山的構(gòu)造格局，區(qū)域上由南向北依次發(fā)育錦古、歡古、齊古、杜古和曙古古潛山，古潛山的巖性由南向北逐漸變新，巖性也有混合花崗巖、石英巖、逐漸過渡到碳酸鹽巖。中生代晚期燕山期，受太平洋板塊向歐亞板塊俯沖的影響，該區(qū)進入新生代盆地的演化時期，西部洼陷東側(cè)的臺安大洼斷層活動強烈，受其作用，發(fā)育一系列近北東向斷層，北東向斷層進一步切割早期的近東西向斷層，改造古基底古潛山，將該區(qū)古潛山切割成現(xiàn)今的高、中、低3個古潛山帶。

元古界古潛山儲層由石英砂巖、碳酸鹽巖和侵入巖組成，其中石英砂巖、碳酸鹽巖是最主要的儲集巖。本區(qū)石英砂巖分布廣泛，原生孔隙不發(fā)育，僅有少量經(jīng)改造的粒間孔和雜基間微孔。次生孔隙發(fā)育不均勻，主要是多種類型的溶蝕孔隙和膠結(jié)物或充填物的晶間微孔。碳酸鹽巖基本未見原生孔隙，次生溶蝕孔隙發(fā)育。

2.3古近系特殊儲層的形成與分布特征

古近紀早期，西部洼陷構(gòu)造演化的拱張期，在陳家洼陷和臺安洼陷的過渡部位，地幔物質(zhì)上涌，巖漿分布規(guī)律主要沿斷層呈裂隙式噴出；同時，受古地形控制沿曙古17—曙古92井—線以及曙古150—曙古97—曙74—線展布，并向四周高部位減薄。

該套玄武巖的原生孔隙大部分被充填，有效孔隙主要為裂縫。巖體頂部氣孔較發(fā)育，且受風化淋濾和構(gòu)造裂縫的影響，儲集性能得到明顯改善，孔隙度較發(fā)育，可成為優(yōu)質(zhì)的火成巖儲層。

裂陷期早期，即沙四期，臺安大洼斷層在牛心坨段構(gòu)造活動強烈，在該區(qū)活動相對平緩，且當時氣候干旱炎熱，水體深度淺(0～3 m)，平靜，周邊水系不發(fā)育，碎屑物質(zhì)注入湖盆較少。分析該區(qū)巖石組成礦物有方解石、白云石、膠磷石、黃鐵礦、鐵白云石和有機質(zhì)等，前3種礦物組分的形成條件要求pH值在7.2～8.5之間，說明該區(qū)的沉積環(huán)境為弱還原一還原環(huán)境，水性質(zhì)為弱堿性至堿性。易在該區(qū)的湖灣和水下古隆起部位發(fā)育碳酸鹽巖沉積。巖性空間展布特征分析，從沉積邊界到沉積中心，粒屑灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和灰質(zhì)白云巖、泥灰?guī)r和泥質(zhì)白云巖依次展布；從巖性顆粒特征和厚度分布特征上看，從沉積邊界到沉積中心，碳酸鹽巖顆粒從粗到細，厚度由薄變厚。建立該區(qū)碳酸鹽巖沉積模式：粒屑灰?guī)r發(fā)育于的近岸水下隆起的周圍，白云質(zhì)灰?guī)r和灰質(zhì)白云巖發(fā)育于濱淺湖的斜坡區(qū)域，泥質(zhì)白云巖和泥灰?guī)r發(fā)育于半深湖的沉積中心附近，沉積條帶沿沉積中心的長軸方向呈北東一南西帶狀展布(圖1)。

陳家洼陷東部，由于臺安大洼斷層活動劇烈，且斷層傾角大，在該區(qū)形成陡坡，中央凸起的母源物質(zhì)順陡坡滑塌入湖，并沿臺安一大洼斷層發(fā)生短距離的搬運，碎屑物質(zhì)未經(jīng)長距離分選磨圓，因此該區(qū)沙四段發(fā)育含母源成分高的角礫巖沉積(圖2)。

據(jù)巖心觀察，沙四段碳酸鹽巖宏觀裂縫中層內(nèi)縫、穿層縫最發(fā)育，縱橫向分布比較穩(wěn)定，并且層內(nèi)縫被穿層縫貫通。

微觀孔隙結(jié)構(gòu)較復雜，包括微裂縫、晶間孔、晶間溶蝕孔等；構(gòu)造裂縫發(fā)育，早期該區(qū)遭受區(qū)域性水平拉伸，產(chǎn)生一系列NE向張性裂縫，晚期隨著臺安大洼斷層活動中心逐漸向南遷移，在高升隆起與中央凸起兩剛性體地質(zhì)體之間產(chǎn)生相對的擠壓應力作用，致使該區(qū)碳酸巖產(chǎn)生一系列近Ew向張性裂縫，不同方向的裂縫交織在一起，為該區(qū)油氣提供了良好的儲積空間。沙四段角礫巖非均質(zhì)性強，孔隙主要有原生孔隙和次生孔隙，原生孔隙包括巖石中顆粒支撐的粒間孔隙和基質(zhì)中的微孔隙，以粒間孔隙為主；次生孔隙是成巖作用產(chǎn)生的孔隙，包括溶蝕孔隙和構(gòu)造運動形成的裂縫。

3特殊儲層油氣成藏條件分析

3.1充足的油源條件

西部凹陷發(fā)育沙四段、沙三段、沙一二段及東營組4套烴源巖。研究區(qū)內(nèi)形成了盤山、陳家兩大生油洼陷，為曙光一雷家地區(qū)油氣藏的形成提供了豐富的油源基礎。

沙四上段烴源巖有機質(zhì)豐度高，類型好。有機碳含量一般在2％～3％，洼陷中心部位高達4％～5％；有機質(zhì)類型主要為I型和Ⅱ型；生烴中心生烴強度可達1000×10⁴t／km²以上。

沙三段烴源巖分布廣，是一套富含有機質(zhì)的暗色泥巖。有機碳含量一般在2％左右，洼陷中心部位高達3％以上；有機質(zhì)類型主要為Ⅱ。型，其次為I型和Ⅱ型。

3.2類型多樣的輸導路徑

該區(qū)特殊儲層油氣藏的供油方式各不相同(圖3)?？拷屯菹莸男鋷r油氣藏以區(qū)域性

不整合面和斷層為油氣運移途徑；沙四段角礫巖和白云巖油氣藏本身就處于生油洼陷中，在上覆地層的壓力下，烴源巖中排出的油氣，既可側(cè)向進入儲層，亦可直接向下注入儲層，形成自生自儲型油氣藏。

新生古儲是該區(qū)元古界古潛山油氣藏的重要供油方式。油氣運移路徑研究認為，本區(qū)古潛山成藏主要有以下4種運移路徑：

(1)古潛山頂面的不整合面是重要的側(cè)向運移路徑。尤其是古近系沙四段與房身泡組火山巖之間的區(qū)域不整合面，裂縫發(fā)育，是油氣長距離側(cè)向運移的重要通道。

(2)古潛山直接與上覆生油層接觸，局部缺失火山巖構(gòu)成“天窗”，形成油氣垂向下運移良好的通道。

(3)古潛山不與上覆生油層接觸，沙三段、沙四段的烴源巖排出的烴類不能直接運移至古潛山儲層中，但北東向正斷層把玄武巖層錯斷開，使古潛山儲層與烴源巖直接接觸(中、低古潛山帶)，形成供油窗口。

(4)沙三、沙四以及成層元古界古潛山地層內(nèi)幕的輸導層，也能將油氣運移至高部位的古潛山圈閉成藏。其中地層傾向?qū)τ蜌膺\移具有控制作用。同時，古潛山內(nèi)幕板巖隔層的存在，使古潛山油氣藏縱向分布成層性成為可能，為該區(qū)古潛山油藏之下找油藏的勘探思路提供依據(jù)。

3.3區(qū)域性蓋層的存在

蓋層是形成油氣藏不可或缺的因素，該區(qū)沙四、沙三段的暗色泥巖即是優(yōu)質(zhì)的生油巖，也是該區(qū)相對穩(wěn)定的區(qū)域性蓋層，其中沙三段泥巖厚度最大可超過400m，大面積的區(qū)域被厚度超過100m的泥巖所覆蓋。阻止了油氣向淺層運移，也是該區(qū)油氣藏主要形成在下部較老地層的主要原因。

4特殊儲層油氣藏分布規(guī)律

通過對該區(qū)特殊儲層分布特征與油氣成藏條件的研究，認為元古界古潛山巖性分布具有分帶性，元古界古潛山油氣藏為新生古儲型油氣藏，目前在中、低古潛山帶都已發(fā)現(xiàn)油氣藏，而對于高古潛山帶，研究認為來自盤山、陳家生油洼陷的油氣沿不整合面、斷面、以及元古界古潛山、沙三、沙四段內(nèi)幕的輸導層運移至高古潛山帶圈閉聚集成藏，沙三、沙四段地層邊界控制著高古潛山帶油氣運移的范圍。古近系房身泡組的火山巖在斷層附近構(gòu)造裂縫發(fā)育，為油氣富集提供有效的空間，該區(qū)火山巖油氣藏主要沿斷裂發(fā)育區(qū)分布。沙四段碳酸鹽巖油氣藏的分布受構(gòu)造高部位和古地貌雙重控制，古地貌控制巖性分布，構(gòu)造高部位控制油氣的指向區(qū)，陳家洼陷西側(cè)由洼陷邊部向沉降中心一次發(fā)育粒屑灰?guī)r油氣藏、白云質(zhì)灰?guī)r或灰質(zhì)白云巖油氣藏，沿洼陷長軸向分布。沙四段角礫巖直接被暗色泥巖所包裹，形成自生自儲型油氣藏，沿臺安一大洼斷層呈北東向展布。

5結(jié)論

(1)本次研究實現(xiàn)了“三項突破”：一是實現(xiàn)了西部凹陷火山巖油氣藏勘探的突破；二是實現(xiàn)了在負向構(gòu)造內(nèi)特殊儲層巖性油氣藏勘探的突破；三是實現(xiàn)了西部凸起油氣勘探的突破。

(2)曙光一雷家地區(qū)是西部凹陷特殊儲層發(fā)育最多的地區(qū)，是目前乃至今后勘探的重要目標區(qū)，不斷深化對該區(qū)特殊儲層油氣藏的研究和認識，積累總結(jié)勘探工作的新經(jīng)驗，對于指導下步勘探工作具有非常重要的意義。

致謝：本文得到了中油遼河油田公司勘探開發(fā)研究院陳振巖總地質(zhì)師的指導與幫助，謹表誠摯感謝!

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