李秀明

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦124010）

西部凹陷西斜坡中南段油氣聚集主控因素分析

李秀明*

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦124010）

根據(jù)渤海灣盆地遼河西部凹陷西斜坡中南段油氣成藏背景及分布特征，深入分析了構(gòu)造、儲(chǔ)層類型、蓋層分布、烴源灶—輸導(dǎo)體系對(duì)油氣成藏的控制作用。研究認(rèn)為：長(zhǎng)期發(fā)育的斜坡帶和古隆起控制油氣的富集區(qū)；斷裂的性質(zhì)和活動(dòng)強(qiáng)度控制油氣藏的形成；沉積相帶控制油氣分布范圍，儲(chǔ)層物性控制油氣富集豐度；區(qū)域蓋層控制了油氣富集的層位；復(fù)式輸導(dǎo)體系控制油氣分布格局。在此基礎(chǔ)上，指出了巖性油氣藏勘探及潛山內(nèi)幕深層為下步勘探方向。

復(fù)式油氣聚集帶；主控因素；烴源灶—輸導(dǎo)體系

含油氣盆地油氣分布規(guī)律及主要控制因素研究對(duì)油氣勘探具有重要的實(shí)際意義，能夠指導(dǎo)油田進(jìn)一步勘探。西部凹陷為遼河斷陷的3大凹陷之一，西部凹陷西斜坡中南段是國內(nèi)著名的斜坡型復(fù)式油氣聚集帶。近年來，學(xué)者對(duì)該地區(qū)做了大量的研究，主要運(yùn)用油區(qū)構(gòu)造解析理論對(duì)西部凹陷新生代斷裂構(gòu)造發(fā)育及演化特征進(jìn)行系統(tǒng)分析；漆家福等通過三維地震資料解釋和構(gòu)造制圖分析了遼河西部凹陷斷裂系統(tǒng)的構(gòu)造幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征,論證了郯廬斷裂在遼河西部凹陷的表現(xiàn)型式[1]；歐陽文生等利用巖石地層界面的追蹤對(duì)比技術(shù)對(duì)該區(qū)塊滾動(dòng)勘探開發(fā)提出具體做法[2]；單俊峰等通過對(duì)遼河坳陷西部凹陷古潛山油氣成藏條件深入研究，指出了該類儲(chǔ)層的勘探方向[3]；但并未見對(duì)該區(qū)域油氣富集主控因素做系統(tǒng)分析，從主控因素角度指出勘探方向。

由于其儲(chǔ)層物性好,儲(chǔ)量豐富，易于開發(fā)，目前西部凹陷西斜坡中南段資源探明率已高達(dá)79.7%，勘探難度日益加大。雖已進(jìn)入高勘探成熟階段，但受目的層埋藏深度、地震資料品質(zhì)等因素的影響，現(xiàn)今仍存在勘探程度相對(duì)較低的地區(qū)和層位。隨著認(rèn)識(shí)的不斷深化及勘探開發(fā)資料的不斷豐富，近幾年仍然不斷有新出油點(diǎn)及新區(qū)塊的發(fā)現(xiàn)。因此開展油氣富集主控因素的分析研究對(duì)優(yōu)選勘探目標(biāo)具有重要意義。

1 西斜坡中南段油氣聚集特征分析

西部凹陷是一個(gè)東斷西超、東陡西緩的箕狀斷陷，凹陷西翼傾角僅十余度，構(gòu)成了一個(gè)平緩的西部斜坡帶。經(jīng)過多年的勘探在該區(qū)已發(fā)現(xiàn)了中生界，新生界沙一、二、三、四段及東營組等多套含油氣層系，從已發(fā)現(xiàn)油氣儲(chǔ)量豐度看，西部凹陷西斜坡是世界上少有的油氣高度富集的斜坡帶，資源豐度和儲(chǔ)量豐度分別為130.04×104t/km2、107.7×104t/km2。其中最為富集的曙一區(qū)，單位面積儲(chǔ)量豐度和單位面積最大儲(chǔ)量更是高達(dá)421×104t/km2、1407.1×104t/km2。

西部凹陷西斜坡在老第三紀(jì)經(jīng)歷了極為復(fù)雜的“早洼晚斜”、“先超后剝”的發(fā)育史。該區(qū)在前第三系的緩坡基底上，從北向南有3個(gè)自西向東傾斜的基巖鼻狀隆起(高升西北的徐家圍子隆起，杜家臺(tái)西北的南二家屯和歡喜嶺西北的下洼子隆起)。古新世末至漸新世早期產(chǎn)生的反向正斷層，使緩坡帶進(jìn)一步發(fā)展為壘塹相間、古地貌起伏很大的面貌。沙河街組沉積晚期，斜坡開始劇烈的翹傾活動(dòng)，西側(cè)邊部及高斷塊遭受強(qiáng)烈剝蝕，新第三系直接與沙三段接觸，估算剝蝕厚度可達(dá)千余米，最終形成了現(xiàn)今的3排潛山構(gòu)造，包括西斜坡邊緣潛山帶、歡喜嶺古潛山帶和齊家—曙光古潛山帶[4]。

由于工區(qū)經(jīng)歷多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，不同性質(zhì)和規(guī)模的斷層、局部構(gòu)造非常發(fā)育；沉積地層具有明顯的多旋回性，儲(chǔ)集砂體類型多樣；在這些復(fù)雜的地質(zhì)條件下，形成的圈閉類型比較豐富多樣。另外，研究區(qū)內(nèi)的油氣相態(tài)比較復(fù)雜，有稠油、稀油、凝析油、常規(guī)油氣藏等。

為了更好地研究不同相態(tài)油氣的成藏和分布規(guī)律，對(duì)油氣藏進(jìn)行油氣藏分類，結(jié)合勘探實(shí)踐的需要，將研究區(qū)所發(fā)現(xiàn)的油氣藏按圈閉的成因和形態(tài)劃分為構(gòu)造油氣藏、地層油氣藏、巖性油氣藏、復(fù)合油氣藏、潛山油氣藏等5大類11個(gè)亞類，共12種油氣藏類型，如表1所示。

表1 遼河西部凹陷油氣藏分類表

2 構(gòu)造對(duì)油氣富集的控制作用

2.1 長(zhǎng)期發(fā)育的斜坡帶和古隆起控制油氣的富集

西斜坡從構(gòu)造上是一個(gè)平緩單斜，傾角僅10°左右。實(shí)質(zhì)上內(nèi)在構(gòu)造十分復(fù)雜，在西部凸起上發(fā)育3個(gè)較大的基底隆起，由南到北依次為下洼子、南二家屯、徐家圍子隆起，它們由北西向東南或略偏南傾沒于西部凹陷，不僅明顯控制了基底的起伏，而且控制了凹陷內(nèi)蓋層構(gòu)造沉積，受這種基底背景影響，在寬緩的斜坡帶上從南到北依次分布了歡喜嶺、曙光、高升3個(gè)由多斷塊組成的大型鼻狀構(gòu)造帶。這種大型鼻狀構(gòu)造背景與西斜坡西八千、歡喜嶺、曙光地區(qū)廣泛分布的大型砂礫巖體相匹配形成廣闊的儲(chǔ)集空間，同時(shí)大型鼻狀構(gòu)造向凹陷延伸，傾沒于生油巖中，由于鼻狀構(gòu)造定型期早于或同步于凹陷生油巖的排油期，而構(gòu)造末端又伸入生油洼陷中，使生成的油氣可以通過側(cè)向運(yùn)移至構(gòu)造較高部位[5]。在這種構(gòu)造大背景控制下，在西斜坡3個(gè)大型鼻狀隆起上發(fā)現(xiàn)了著名的歡喜嶺、曙光、高升3大油田，目前歡喜嶺油田已累計(jì)上報(bào)探明儲(chǔ)量4.4450× 108t，曙光油田累計(jì)上報(bào)探明儲(chǔ)量5.1817×108t，高升油田累計(jì)上報(bào)探明儲(chǔ)量1.3578×108t，三大油田占整個(gè)西部凹陷探明儲(chǔ)量的73.26%，形成了著名的西斜坡復(fù)式油氣聚集帶，由此可見長(zhǎng)期發(fā)育的斜坡帶和古隆起是有利的沉積相帶，控制了大量的油氣聚集。

2.2 斷裂主導(dǎo)控制油氣運(yùn)移和聚集

斷裂系統(tǒng)對(duì)油氣藏的分布起主導(dǎo)作用，從某種意義上說，斷裂活動(dòng)是控制油氣運(yùn)移、聚集的主導(dǎo)因素。從西斜坡構(gòu)造演化的歷史分析，本區(qū)斷裂組合可分為北東、北西和近東西向，北東向正斷層為主干斷層，其中西傾正斷層為裂谷發(fā)育初期的早期斷層，除斷至基底形成基巖單面山外，同時(shí)斷至沙四段和沙三下[6]。中后期以東傾的同生正斷層為主，其中規(guī)模較大的主干斷層沿斜坡走向?qū)⑿逼虑懈顬樯舷屡_(tái)階，并且在深層（沙四、沙三段）與西傾正斷層組合成高壘帶，淺層（沙一二段）在其下降盤形成同生背斜構(gòu)造，為油氣聚集提供了有利圈閉。

西斜坡中南段沙四時(shí)期為凹陷裂陷、沉降的初期，形成繼承性斷裂與新生斷裂共生的局面，區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)出壘塹相間的復(fù)雜地貌。在斜坡邊緣超覆帶以及前古近系古隆起圍斜部位形成地層圈閉分布有利區(qū)，在地塹部位形成斷層遮擋的斷塊-地層有利地區(qū)。同時(shí)，在斜坡邊緣，由于處于斜坡上傾部位，各個(gè)層位地層均遭受不同程度的剝蝕，加之?dāng)鄬雍筒徽厦鏋榈乇硭聺B提供通道，原油降解嚴(yán)重，主要形成稠油油藏。

沙三時(shí)期北東向斷層基本為與沉積作用同步進(jìn)行的張性同生斷層。同生斷層的形成是盆傾運(yùn)動(dòng)作用下，下傾方向某部位不堪沉積物負(fù)荷產(chǎn)生滑脫形成的，在其下降盤一側(cè)向地層下傾方向滑動(dòng)時(shí)，伴隨斷層的持續(xù)活動(dòng)，下降盤的同期沉積厚度要大于上升盤，與同生斷層伴生的沉積物向斷層方向加厚，在重力作用下，地層發(fā)生程度不一彎曲而形成滾動(dòng)背斜圈閉。

沙一、二時(shí)期，3條北東向斷層共同控制了南北2個(gè)大的斷鼻。其中錦315-歡2斷層活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，控制了下臺(tái)階地層沉積及圈閉形成，在其下降盤形成了錦16、歡16、齊27等滾動(dòng)斷鼻及背斜。而在斜坡邊緣頂部地層遭受剝蝕，地層埋深只有600～1000m，主要受地層超覆線的控制形成不整合油氣藏，且主要為稠油油藏[7]。總之，沙一、二段油氣分布主要呈雁列式排列，反映了油氣富集與構(gòu)造圈閉之間良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，油藏類型以構(gòu)造油氣藏為主，如圖1所示。

圖1 西部凹陷西斜坡油氣成藏模式圖

3 儲(chǔ)層類型影響油氣富集的豐度

沉積相對(duì)油氣藏形成的控制作用主要表現(xiàn)在提供有效砂體和不同的儲(chǔ)蓋組合。西斜坡儲(chǔ)層成因類型多樣，以扇三角洲—湖底扇體系儲(chǔ)集層為主。其中，沙三、沙四段以湖底扇或扇三角洲—湖底扇沉積體系為主，沙一、二段以扇三角洲沉積體系為主，東營組則以河流沉積體系為主。這些沉積砂體具有多物源、近距離搬運(yùn)、快速充填、規(guī)模小、垂向砂層多、累計(jì)厚度大、物性好等特點(diǎn)，為油氣聚集提供了廣闊的儲(chǔ)集空間。其中不同沉積相或沉積微相中油氣藏發(fā)育的程度有差異。

杜家臺(tái)油層發(fā)育多種沉積微相，但扇三角洲前緣水下分流河道的油氣藏?cái)?shù)量最多，其它沉積微相油氣藏?cái)?shù)量較少[8]。凹陷中油氣藏主要分布在扇三角洲前緣水下分流河道微相中，南部西八千油氣藏則主要分布在扇三角洲平原的辮狀河道微相中。

沙三期的河流水系流域擴(kuò)大，水量充沛，河流坡降增大，侵蝕能力增強(qiáng)，碎屑物質(zhì)豐富，沉積物主要以扇三角洲的形式堆積在岸邊，容易在深水中形成大量的濁流沉積。因此，沙三段油氣藏的分布往往與扇三角洲前緣和深水濁積扇有關(guān)，扇三角洲前緣水下分支河道的含油性最好，濁積扇辨狀溝道內(nèi)油氣藏最為發(fā)育。與沙三段其它油層油氣藏分布相類似，興隆臺(tái)油層和于樓油層的油氣藏也主要分布在扇三角洲前緣水下分流河道內(nèi)。

上述分析表明，遼河西部凹陷油氣藏受沉積微相的控制很明顯，油氣藏主要分布在扇三角洲前緣、前扇三角洲沉積體系內(nèi)。扇三角洲前緣水下分支河道含油性最好。不同層段的油氣藏分布實(shí)際上主要受沉積體系中粗碎屑沉積砂體的控制，本質(zhì)上是良好的儲(chǔ)集層控制了油氣藏的形成與分布。如圖2所示，西部凹陷西斜坡地區(qū)砂地比介于10%～50%之間，單砂層厚度介于4～40m之間的砂體有利于油氣聚集。

4 蓋層控制油氣富集的層位

西部凹陷古近系沙三上段和沙一中段存在全區(qū)分布的區(qū)域性泥巖蓋層，而沙四、沙三段是良好的烴源巖，同時(shí)又是良好的直接蓋層，它們均具有排替壓力高、封閉性能好的特點(diǎn)。這些多層次、大面積分布的區(qū)域蓋層和上覆巨厚的直接蓋層、使油氣得到良好保存，是油氣富集的關(guān)鍵控制因素。目前，在區(qū)域性蓋層發(fā)育的前提下，遼河盆地發(fā)現(xiàn)的大油氣藏均受直接蓋層的控制，統(tǒng)計(jì)結(jié)果主要表現(xiàn)為直接蓋層厚度大于20m的地區(qū)有利于油氣聚集，蓋層厚度介于50～300m之間的地區(qū)最有利于油氣聚集，蓋層厚度大于300m的地區(qū)油氣藏分布頻率也較低。這是因?yàn)樯w層厚度小于20m的地區(qū)往往是盆地的邊緣，保存條件差，而厚度大于300m的地區(qū)往往泥巖發(fā)育，砂巖不發(fā)育。因此，不利于油氣藏的形成。據(jù)統(tǒng)計(jì)，本區(qū)蓋層之下地層中油氣儲(chǔ)量占到總儲(chǔ)量的96.4%。

5 烴源灶—輸導(dǎo)體系與油氣藏富集關(guān)系

5.1 烴源灶控制油氣分布范圍

陸相盆地?zé)N源灶對(duì)油氣分布的控制作用往往比海相盆地更明顯。本區(qū)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，無論橫向上還是縱向上，距離生烴中心越近，油氣藏分布越多。

圈閉的油氣充滿度與其離有效烴源巖生排烴中心距離的關(guān)系分析也表現(xiàn)了上述特征，離烴源巖距離越遠(yuǎn)，充滿度越低。含油面積與烴源巖厚度疊合圖也清楚地顯示，油氣藏主要分布在烴源巖控制范圍內(nèi)。

5.2 輸導(dǎo)體系控制油氣分布格局

西斜坡復(fù)雜的構(gòu)造及沉積演化過程中發(fā)育了多種多樣的油氣輸導(dǎo)類型。大體可分為受構(gòu)造作用控制形成的斷裂輸導(dǎo)體系、不整合面輸導(dǎo)體系和受沉積作用控制的砂巖輸導(dǎo)體系，3種輸導(dǎo)體系共存，相互補(bǔ)充為油氣運(yùn)聚提供了可靠通道[9]。

斜坡帶地層油氣藏多分布在斜坡外側(cè)，離油源區(qū)相對(duì)較遠(yuǎn)，但斜坡帶多種多樣的輸導(dǎo)層體系，配合油氣運(yùn)移的多期性，使油氣能夠在斜坡外側(cè)聚集成藏。

坡洼過渡帶砂體發(fā)育湖底扇扇體及扇三角洲前緣砂體，砂體厚度較大，滲透性砂體與斷裂相配，形成砂巖格架和斷層2種輸導(dǎo)方式，為巖性油藏的形成提供了良好的運(yùn)移條件。

圖2 歡喜嶺油田不同層位單砂層厚度－砂地比關(guān)系圖

特別是本區(qū)發(fā)育的多期多組的斷層，這些斷層縱橫交錯(cuò)，與大面積廣泛分布的不整合面及砂體一起構(gòu)成了良好的復(fù)式輸導(dǎo)體系，加之油氣供給非常充足，油氣可以進(jìn)行長(zhǎng)距離的運(yùn)移，使距離生烴洼陷較遠(yuǎn)的斜坡邊緣及西部凸起高潛山帶也有油氣聚集成藏，如圖3所示。

圖3 曙2-6-24—齊231井油藏剖面圖

6 結(jié)論

（1）西部凹陷西斜坡中南段豐富的油氣資源，地質(zhì)條件卻較為復(fù)雜，油氣富集受多種地質(zhì)因素控制：長(zhǎng)期發(fā)育的斜坡帶和古隆起控制油氣的富集；斷裂主導(dǎo)控制油氣運(yùn)移和聚集；儲(chǔ)層類型控制了油氣富集的豐度；區(qū)域蓋層有效控制了油氣富集層位，斷層—砂體—不整合面構(gòu)成的復(fù)式輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)控制了油氣富集的范圍。

（2）目前已發(fā)現(xiàn)油氣藏主要富集在中上臺(tái)階，且主要以構(gòu)造油氣藏為主。近年來，隨著勘探思路的轉(zhuǎn)變，巖性油氣藏勘探及潛山內(nèi)幕深層勘探已成為新的熱點(diǎn)，并見到一定成果，這兩個(gè)方向仍將是下步尋找規(guī)模儲(chǔ)量的勘探主攻區(qū)帶。

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TE112.11

A

1004-5716(2016)12-0055-04

2015-03-10

2016-02-25

項(xiàng)目來源：遼河油田分公司重大項(xiàng)目：成熟探區(qū)油氣分布規(guī)律與精細(xì)勘探技術(shù)研究，項(xiàng)目號(hào)2013D-0708。

李秀明（1976-），女（蒙古族），新疆奇臺(tái)人，工程師，現(xiàn)從事石油地質(zhì)綜合研究工作。