劉 敬，陳 昌，李子敬

(中油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010)

引 言

遼河坳陷是一個(gè)勘探成熟度較高的探區(qū)，經(jīng)過40余年的勘探與開發(fā)，三大凹陷內(nèi)主要正向構(gòu)造單元的勘探程度均較高[1]，新區(qū)的開辟對(duì)遼河油田儲(chǔ)量的增長(zhǎng)和產(chǎn)量的穩(wěn)定具有極其重要的意義。近幾年來，遼河油田在基巖油氣藏勘探中不斷獲得突破，創(chuàng)新了基巖勘探理論，突破了“高點(diǎn)控油、統(tǒng)一油水界面、風(fēng)化殼控藏”等認(rèn)識(shí)，并提出了“生油巖埋藏有多深，油氣藏底界就可能有多深”的觀點(diǎn)。源內(nèi)型潛山——興隆臺(tái)潛山的成功勘探與開發(fā)突破了太古界變質(zhì)巖潛山為均一塊體的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為基巖潛山受內(nèi)幕巖性及儲(chǔ)隔層變化的影響具有分段式含油的特點(diǎn)[2－3];大民屯凹陷在太古界潛山內(nèi)幕油氣藏勘探中成功地探索了“油層之下找油層”、“干層之下找油層”和“水層周邊找油層”的勘探理念[4]。

1 勘探概況

中央凸起屬于遼河坳陷二級(jí)正向構(gòu)造單元，面積約2800 km2。研究區(qū)構(gòu)造位于中央凸起南部?jī)A沒端，面積約800 km2，區(qū)內(nèi)主要分布有大小洼油田、海外河油田和冷家油田。在區(qū)內(nèi)鉆至太古宇的78口探井中，多數(shù)井僅揭露潛山頂部風(fēng)化殼，趙古2井揭露厚度最大，為2311 m。1993年冷123潛山上報(bào)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量為774×104t;1995年洼38潛山上報(bào)預(yù)測(cè)石油地質(zhì)儲(chǔ)量300×104t;2011年趙古1、趙古2潛山上報(bào)預(yù)測(cè)石油地質(zhì)儲(chǔ)量4952×104t。

2 區(qū)域地質(zhì)特征

遼河坳陷位于渤海灣盆地的東北角，是在前中生代復(fù)雜基底上發(fā)育起來的中、新生代大陸裂谷盆地，包括3個(gè)凸起和3個(gè)凹陷，即中央凸起、西部凸起、東部凸起、大民屯凹陷、西部凹陷、東部凹陷。中央凸起位于西部凹陷、東部凹陷和大民屯凹陷之間，西、北兩側(cè)以大斷層為界，東側(cè)為新開—董家崗斜坡帶，是一個(gè)長(zhǎng)期發(fā)育的繼承性隆起，由北向南逐漸傾沒，新近系及部分古近系超覆其上。

2.1 地層分布及巖性特征

2.1.1 新生界分布及巖性特征

新生界由古近系沙河街組三段、沙一段、沙二段、東營組、新近系館陶組及第四系構(gòu)成。其中，沙河街組三段、沙一段、沙二段主要分布在中央凸起帶兩翼。東營組分布較廣，由南向北超覆沉積，在冷家潛山北部冷古601井附近地層尖滅。館陶組在全區(qū)廣泛分布，由南向北厚度有所減薄。

新生界新近系館陶組主要為大套灰白色塊狀砂礫巖，與下伏地層(東營組)呈不整合接觸。新生界古近系東營組下部為灰白色中、薄層粉、細(xì)砂巖與泥巖互層，局部有碳質(zhì)泥巖;中部為大套灰綠色泥質(zhì)粉砂巖夾薄層粉、細(xì)砂巖，上部為灰綠色泥巖與中厚層細(xì)粉砂巖不等厚互層;沙河街組一段上部以灰色泥巖為主，下部為淺灰色中厚層細(xì)砂巖、砂巖夾泥巖;沙河街組二段上部以砂巖、含礫砂巖為主，下部以砂礫巖為主夾薄層泥巖;沙河街組三段以灰色、深灰色泥巖為主，夾塊狀砂巖、砂礫巖。

2.1.2 中生界分布及巖性特征

中生界主要分布在古地貌山之間的鞍部和潛山帶西側(cè)陡坡帶翼部低部位，巖性主要為互層狀的火山巖、火山碎屑巖及泥巖、砂礫巖等，區(qū)內(nèi)最大揭露厚度為1619.56 m(洼7井)，與上覆古近系呈角度不整合接觸。

2.1.3 太古界巖性組成及分布特征

中央凸起太古宇地層主要由巖漿巖和變質(zhì)巖構(gòu)成。變質(zhì)巖主要由區(qū)域變質(zhì)巖(黑云母斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、角閃巖)、混合巖類(混合花崗巖、混合片麻巖)和碎裂變質(zhì)巖組成，鋯石LA－ICP－MS原位測(cè)年為古元古代—中新太古代時(shí)期所形成;侵入的巖漿巖以花崗巖、閃長(zhǎng)巖、輝綠巖為主。區(qū)內(nèi)最大揭露厚度為1169 m(趙古1井)，與上覆中生界呈角度不整合接觸。從冷家到海外河潛山，除了有安山巖、玄武巖等中基性噴出巖外，還有流紋巖等酸性噴出巖，據(jù)此推測(cè)中央凸起曾經(jīng)歷過推覆或走滑構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，表層的噴出巖被推入地下。

在縱向上，其巖性及厚度變化不一，可重復(fù)交替出現(xiàn)。暗色礦物含量由低到高可劃分5種類型巖性條帶，即混合巖帶、片麻巖帶、角閃巖帶、中酸性侵入巖帶、基性侵入巖帶(圖1);在橫向上巖性的分布特征見圖2。

圖1 中央凸起南部太古界潛山巖性對(duì)比

圖2 中央凸起南部太古界潛山優(yōu)勢(shì)巖性分布

2.2 中央凸起基底構(gòu)造特征

中央凸起潛山由南向北可分為月東潛山、海外河潛山、大小洼潛山、冷東潛山、冷南潛山、牛心坨—大灣潛山、韓三家子潛山。

由巖漿巖鋯石測(cè)年、區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)資料分析確認(rèn)，研究區(qū)潛山內(nèi)幕構(gòu)造主要是在中生代形成并分為2期。中生代早期斷裂主要為印支期南北向擠壓應(yīng)力場(chǎng)下形成的近東西向逆斷層，晚期斷裂主要是燕山中晚期晚侏羅—早白堊形成的北東向和北西向展布的正斷層。由于中、新生代間存在巨大的沉積間斷，早期的中生代斷層對(duì)新生代沉積沒有控制作用，形成上下2套基本獨(dú)立的斷裂系統(tǒng)。古近紀(jì)伊始，西部凹陷臺(tái)安—大洼斷裂及東部凹陷營口—佟二堡斷裂的強(qiáng)烈活動(dòng)形成中央凸起現(xiàn)今西斷東超、南低北高、北東向展布洼隆相間的構(gòu)造格局。

3 源邊型潛山油氣成藏及主控因素

3.1 潛山油氣藏分類

遼河坳陷基巖油氣藏在油品、儲(chǔ)層巖性、幾何形態(tài)、圈閉成因、成藏部位、源儲(chǔ)關(guān)系、潛山地貌形態(tài)等方面具有多樣性。根據(jù)烴源巖與儲(chǔ)層的空間關(guān)系，可將遼河坳陷基巖油氣藏劃分成源下型、源邊型和源外型3類;按照油氣成藏部位分類可分為基巖頂部油氣藏和基巖內(nèi)幕油氣藏[5]。

中央凸起潛山屬于源邊型潛山，源邊型潛山亦可稱為“對(duì)接山”型古潛山[6]，對(duì)不同類型的潛山來說其成藏的主控因素各有不同，為此有必要對(duì)其進(jìn)行深入研究。

3.2 潛山油氣成藏條件

3.2.1 油源及運(yùn)移條件

充足的油源條件是古潛山成藏的物質(zhì)基礎(chǔ)[7]。中央凸起東、西兩側(cè)緊鄰東、西部凹陷，凹陷內(nèi)沙三段暗色泥巖分布廣、厚度大、豐度高、類型好;熱演化階段完整，有低成熟源巖，也有成熟、高成熟源巖，生烴強(qiáng)度大。其西側(cè)的清水洼陷的油氣可以經(jīng)過斷裂和不整合面運(yùn)移到中央凸起潛山，形成基巖油氣藏。同時(shí)，其東側(cè)的二界溝洼陷和駕掌寺洼陷的古近系底界深度也在6000 m以上，推測(cè)這2個(gè)洼陷之中的油氣也可以作為該潛山帶油源?？傊芯繀^(qū)油源條件較為優(yōu)越(圖3)。

圖3 過趙古1井地震地質(zhì)剖面

從勘探成果圖上看，潛山帶油氣主要沿臺(tái)安—大洼斷裂帶分布，由此可見，本區(qū)油氣分布受斷裂控制作用很突出。

3.2.2 儲(chǔ)集條件

太古宇儲(chǔ)集空間類型主要分為裂縫、微裂縫、粒間孔隙、溶蝕孔隙等。內(nèi)幕型潛山儲(chǔ)集空間主要為裂縫(裂縫及微裂縫)。

研究區(qū)裂縫普遍發(fā)育，具有多期性，其中部分裂縫膠結(jié)充填嚴(yán)重。裂縫大致可分為3組，宏觀裂縫走向以北東，北西向?yàn)橹?，其次為東西向，裂縫發(fā)育方向與斷裂走向基本一致。裂縫發(fā)育表現(xiàn)出極大的不均一性，即在縱向上潛山內(nèi)幕可劃分為多個(gè)裂縫段和致密層段，橫向上井與井之間存在差異，潛山與潛山之間存在差異?？傮w上各地區(qū)基巖微觀平均孔隙度為1.70% ～6.63%，裂縫平均孔隙度為0.43%～2.40%。

3.2.3 蓋層及保存條件

太古界潛山上覆地層巖性組合復(fù)雜，各類巖性的滲透性差異巨大，缺乏區(qū)域性蓋層。

研究區(qū)中生界為殘留沉積，地層厚度變化較大，根據(jù)巖性的不同，其既可作為蓋層，亦可作為儲(chǔ)層。潛山帶側(cè)翼覆蓋的中生界及新生界古近系的沙三段存在致密的巖性段，蓋層條件相對(duì)較好，而頂部直接覆蓋古近系東營組(多為河流相及泛濫平原相沉積，滲透性好)、新近系館陶組的潛山，封蓋條件差。榆樹臺(tái)潛山有沙三段泥巖作為直接蓋層，側(cè)向有泥巖封堵，保存條件相對(duì)最為有利;大小洼潛山上覆地層為中生界砂礫巖，側(cè)向有泥巖封堵，保存條件次之;冷南潛山上覆地層為東營組砂泥巖，側(cè)向主要為中生界角礫巖、砂礫巖，封蓋條件最差。

此外，潛山縱向上巖性的變化也可作為內(nèi)幕油藏獨(dú)立的蓋層。遼河坳陷太古宇基性巖脈暗色礦物含量較高，根據(jù)“優(yōu)勢(shì)巖性”理論[8]，暗色重金屬礦物含量高必然會(huì)導(dǎo)致巖石韌性較高，因此，古潛山中的基性巖脈不容易受構(gòu)造應(yīng)力作用而產(chǎn)生裂縫，從而形成好的內(nèi)幕隔層[9]。

3.3 源邊型潛山油氣成藏主控因素

研究區(qū)潛山油氣藏可分為潛山頂面風(fēng)化殼塊狀油氣藏和潛山內(nèi)幕層狀油氣藏。潛山不同的構(gòu)造部位由于油源、儲(chǔ)層及保存條件的差異造成其油藏類型及成藏模式的不同。

(1)多樣性、成層性的巖性組合是潛山內(nèi)幕油藏形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。多樣性、成層性的變質(zhì)巖及侵入巖巖脈形成了起遮擋作用的隔層和易形成裂縫的儲(chǔ)層。層狀內(nèi)幕潛山油氣藏主要受巖性和裂縫控制。在太古界基巖中，不同的巖石類型，由于其暗色礦物含量的差異導(dǎo)致脆性不同，從而使得其儲(chǔ)集油氣的能力有所差異。混合花崗巖、混合片麻巖、花崗巖等具有良好的儲(chǔ)集性能，而輝綠巖、煌斑巖巖脈非但不能儲(chǔ)集油氣而且還可以作為蓋層來阻擋油氣的逸散，在這種情況下，當(dāng)作為儲(chǔ)集層的變質(zhì)巖上面發(fā)育一套蓋層性質(zhì)的巖脈時(shí)，即可形成潛山內(nèi)幕油氣藏。由于本區(qū)變質(zhì)巖多呈層狀分布，因此其油藏分布亦呈層狀特征(圖4)。

(2)烴源巖與潛山良好的配置關(guān)系是潛山油氣成藏的外在因素。臺(tái)安—大洼斷層巨大的落差造成沙三段優(yōu)質(zhì)烴源巖與潛山直接接觸，為潛山油氣成藏提供了巨大的區(qū)域性供油窗口。由于大洼斷層發(fā)育的分段和分期性，在不同的地區(qū)其供油窗口的樣式不同，按烴源巖與潛山的配置關(guān)系可分為3種類型:榆樹臺(tái)地區(qū)烴源巖與潛山接觸關(guān)系為斷面－超覆型，有效烴源巖距榆樹臺(tái)潛山構(gòu)造高部位距離稍遠(yuǎn);大、小洼地區(qū)烴源巖與潛山接觸關(guān)系為斷面型，有效優(yōu)質(zhì)烴源巖近距離向潛山構(gòu)造高部位及潛山側(cè)翼供油，垂向供油窗口最大，為潛山高部位及側(cè)翼潛山內(nèi)幕成藏提供最為有利的油源條件;冷南地區(qū)烴源巖與潛山接觸關(guān)系為斷面－遮擋型，為疊置在沙三段優(yōu)質(zhì)烴源巖之上的冷南潛山提供了油源，也為大洼斷層之下的中央凸起主體二臺(tái)階部位提供了油源。

圖4 趙古7—趙古1—趙古2井油藏剖面

(3)斷裂對(duì)油氣成藏起重要的控制作用。大小洼地區(qū)斷塊型潛山中生代時(shí)期就已形成，早期斷裂將大小洼太古界基底復(fù)雜化，斷塊山圈閉基本定形，晚期斷裂活動(dòng)增加了潛山幅度，提供了供油窗口，這種斷塊山有利于油氣藏保存。海外河潛山受晚期斷裂改造定形成山，同時(shí)斷裂的活動(dòng)形成了裂縫型的儲(chǔ)層，但在蓋層條件差的情況下不利于油氣藏的形成與保存。

各種資料表明，靠近大洼—海外河斷裂一帶裂縫性儲(chǔ)層集中發(fā)育。

(4)斷裂－裂縫構(gòu)成的網(wǎng)狀運(yùn)－儲(chǔ)系統(tǒng)是油氣成藏的關(guān)鍵。儲(chǔ)層研究結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)裂縫普遍發(fā)育，而裂縫的發(fā)育與斷裂活動(dòng)密切相關(guān)。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育2期斷層，分別為印支期和燕山期，而尤以燕山期的構(gòu)造活動(dòng)對(duì)裂縫的形成影響最大。NE—NNE向和NW向斷層均為長(zhǎng)期活動(dòng)的斷層，因而使得潛山構(gòu)造形態(tài)更趨復(fù)雜化，巖石更加破碎，裂縫更發(fā)育。長(zhǎng)期發(fā)育的斷層與古老的斷層及其伴生的多個(gè)方向的裂縫交互切割，構(gòu)成了復(fù)雜的網(wǎng)狀運(yùn)－儲(chǔ)系統(tǒng)，從而使得油氣充分匯集并能夠向更遠(yuǎn)的圈閉中運(yùn)移。

4 勘探效果

2012年在中央凸起潛山南部地區(qū)共部署探井5口，其中大斜度井3口，目前正鉆井2口，完鉆井趙古10井正在試油;趙古1塊、趙古2塊上報(bào)控制石油地質(zhì)儲(chǔ)量4558×104t。

5 結(jié)論

(1)研究區(qū)源邊型潛山油藏可分為頂部風(fēng)化殼型塊狀油藏和內(nèi)幕層狀裂縫型油藏2種類型，具有立體成藏的特點(diǎn)。

(2)大洼—海外河斷裂及其更古老的斷層共同控制著潛山儲(chǔ)集空間的發(fā)育，所形成的網(wǎng)狀裂縫系統(tǒng)是源邊型潛山油氣成藏的關(guān)鍵。同時(shí)，在斷裂附近形成的具有一定寬度的破碎帶對(duì)源邊型潛山油氣藏的保存具有一定的破壞作用。

(3)烴源巖與儲(chǔ)層的配置關(guān)系是源邊型潛山油氣成藏的重要控制因素;良好的蓋層條件(隔層條件)是源邊型潛山油氣成藏的必備要素。

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