趙賢正，金鳳鳴，蒲秀剛，羅 群，周立宏，韓國猛，姜文亞，董雄英，時戰(zhàn)楠 ，韓文中 ，張 偉

1.中國石油 大港油田分公司，天津 300280；2.中國石油大學(北京)，北京 102200

1 負向構造區(qū)研究現狀

傳統(tǒng)油氣成藏理論來源于中—高孔隙度和滲透率常規(guī)儲層運載層油氣運移、聚集規(guī)律的總結和凝練，如背斜理論[1-2]、源控論[2-3]、復式油氣聚集理論[4-6]等，由于油氣在這樣的儲層運載層中的流動機制主要受浮力控制，油氣最終聚集于含油氣盆地的構造高部位(即正向構造)的各類圈閉中成藏。因此，傳統(tǒng)的油氣勘探以尋找正向構造區(qū)的圈閉為目標，構造位置相對低的負向構造區(qū)被視為勘探禁區(qū)。但是隨著正向構造區(qū)勘探難度的不斷增大，油氣勘探開始向盆地的負向構造區(qū)(斜坡區(qū)甚至洼陷區(qū))進軍，尋找非構造油氣藏(也稱隱蔽油氣藏)，進而總結出一系列隱蔽油氣藏的油氣成藏理論[7-16]，如坡折帶理論、巖性地層油氣藏地質理論、潛山油氣藏成藏理論等，為油氣勘探實現由構造高部位向構造低部位(如斜坡區(qū))的突破提供了理論依據。進入新世紀以來，隨著頁巖油氣、致密油氣、煤層氣等非常規(guī)油氣的不斷發(fā)現，有關這些賦存于盆地深洼或低斜坡區(qū)烴源巖層系非常規(guī)油氣藏的成藏理論相繼形成[17-23]，如連續(xù)型成藏理論、常規(guī)—非常規(guī)油氣“有序聚集”理論、非常規(guī)油氣地質學、源內石油聚集理論等，油氣勘探初步實現了由源外向源內的突破，成功指導了中國的非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)。

負向構造區(qū)是含油氣盆地中相對于正向構造區(qū)相對低的區(qū)域，包括斜坡區(qū)和深洼區(qū)，由于巖性相對致密，以低—特低(斜坡區(qū))、特低—超低(深洼陷區(qū))孔—滲物性為主，油氣運移的動力不再是浮力，流動規(guī)律也不符合達西定律，導致油氣運移聚集的機理、分布規(guī)律與正向構造區(qū)有巨大的差異。在負向構造區(qū)油氣成藏理論認識中，深盆油氣成藏[24-27]、向斜成藏[28-30]、滿凹含油[31]、煤層氣向斜富集[32-34]等理論認識具有典型的意義。

在國外，最早發(fā)現向斜油藏的學者是美國的THOM(1928年)[35]，隨后相繼出現了向斜、凹陷油氣藏成功勘探的報道，但總體局限于水力驅動效應、隱性圈閉聚集和分布模式的定性認識[36-38]。1979年，深盆氣(也稱盆地中心氣，或致密砂巖氣，或連續(xù)氣藏)的成功勘探為北美能源的供應提供了一大補充，多年后深盆氣理論傳入中國。2002年，LAW等[39]將盆地中心氣系統(tǒng)定義為低滲透、氣體飽和的儲層，總結出盆地中心氣藏具有范圍廣、異常壓力、氣體飽和、氣水倒置、沒有明顯的圈閉等特征；同年，LAW和CURTIS[39]及CRAIG等[40]提出了非常規(guī)油氣系統(tǒng)(UPS)的概念，并指出其特征通常為不受浮力驅動，區(qū)域分布廣泛，自生自儲，普遍但并非完全涉及隱蔽圈閉機制，獨立于常規(guī)構造和地層圈閉，并且不太依賴于圈閉形成和油氣充注之間的時間，該系統(tǒng)綜合概括了盆地中心氣、煤層氣和頁巖油氣等非常規(guī)資源。

由此可知，盡管國內外學者對負向構造區(qū)油氣成藏機理與分布特征進入了深入的研究，取得了眾多的理論認識，但仍然存在以下問題：一是只對負向構造區(qū)某一或某幾種類型油氣藏成藏規(guī)律的片面認識；二是對負向構造區(qū)不同類型油氣藏成藏機理的認識不統(tǒng)一；三是負向構造區(qū)不同構造單元油氣成藏機理的差異及其過渡關系缺乏梳理和整合；四是負向構造區(qū)不同類型油氣分布序列不清。因此，急需加強總結提煉，形成一個系統(tǒng)、統(tǒng)一有機的負向構造區(qū)油氣聚集理論。

針對以上科學問題，經過多年攻關，筆者創(chuàng)新性提出了以“洼槽聚油”[41-43]、“深盆頁巖油‘優(yōu)勢組構相—滯留烴超越效應’富集[44-45]”、“煤層氣向斜富集”[46-47]為主要內容的“負向構造區(qū)成藏理論模式”，指導發(fā)現了冀中、黃驊、沁水等一大批負向構造區(qū)油氣藏的發(fā)現[41-47]，實現了老油田儲產量的大幅度增長。

2 負向構造區(qū)油氣成藏理論概要

負向構造區(qū)成藏理論是相對于傳統(tǒng)的正向區(qū)構造控藏理論而提出的油氣聚集理論，是在“洼槽聚油”、“頁巖油優(yōu)勢組構—超越效應富集”和“煤層氣向斜富集”三個模式基礎上整合、融合而創(chuàng)新的油氣成藏富集理論體系。由相關概念(定義)、聯系這些概念的判斷(基本原理或定律)及由概念、判斷與原理推演出來的邏輯結論組成，具有很強的預測性。

2.1 基本概念與基本成藏富集模式

2.1.1 正向構造區(qū)與負向構造區(qū)

負向構造區(qū)成藏理論認為，含油氣盆地由正向構造區(qū)和負向構造區(qū)兩大構造區(qū)組成，稱全域構造，前者指構造部位相對高和形態(tài)向上突起的地區(qū)，構造形跡表現為向上隆(凸)起或拱起，如各種背斜帶、隆起帶或凸起帶組成的所有區(qū)域；后者指構造位置相對低的地區(qū)，構造形跡表現為向下凹的凹(洼)陷(槽)或向斜、以及斜坡組成的所有區(qū)域。在一個含油氣盆地中，負向構造區(qū)和正向構造區(qū)的面積之比約為4∶1到5∶1。

2.1.2 正向構造區(qū)聚油與負向構造區(qū)聚油

正向構造區(qū)聚油指發(fā)生在正向構造區(qū)的油氣運聚過程和油氣聚集結果、油氣藏分布特征。負向構造區(qū)聚油指發(fā)生在負向構造區(qū)的油氣運聚過程與油氣聚集結果、油氣藏分布特征。

2.1.3 “洼槽聚油”模式

“洼槽聚油”模式[41]即洼槽區(qū)地層巖性油氣藏聚油模式，由筆者2011年提出，主要內容是：洼槽區(qū)是指斷陷中除去正向構造帶以外的深陷區(qū)以及斜坡的中低部位，具有以下特點：①多元控砂：沉積砂體分布受邊界斷層樣式、構造帶類型、體系域、坡折帶和沉積微相等多種因素控制；②優(yōu)勢成藏：洼槽區(qū)圈閉具有早期形成、油氣早期充注和保存條件好等優(yōu)勢；③主元富集：洼槽區(qū)油氣富集主要受控于生烴強度門限、主匯流通道和儲集體臨界規(guī)模等三要素；④共生互補：洼槽區(qū)油氣在構造油藏與地層巖性油藏的分布既有共生性，也有互補性(互為消長)；⑤模式多樣：洼槽區(qū)具有形成多種巖性、地層和潛山油藏的良好成藏條件，建立了八種地層巖性油藏新模式(圖1)；⑥有序分布：洼槽形成及演化控制了常規(guī)油到非常規(guī)油的有序分布。

圖1 基于“洼槽聚油”模式的油氣藏分布示意

“洼槽聚油”模式的提出，推動油氣勘探由正向構造帶向洼槽區(qū)的戰(zhàn)略轉移。

2.1.4 深盆(洼)頁巖油富集模式

深盆頁巖油富集模式全稱為“深盆頁巖油‘優(yōu)勢組構相—滯留烴超越效應’富集模式”，由筆者2019年提出[49]，主要內容是：①高豐度有機質、高脆性礦物、高密度紋層結構及中等熱演化階段是深盆頁巖油形成富集的主要條件，并揭示了頁巖油的富集機理；②深盆湖相頁巖層系存在紋層狀長英質頁巖、紋層狀混積頁巖、薄層狀含灰白云質頁巖及厚層狀含灰白云質頁巖共4類組構相，其中前兩種組構相為最優(yōu)組構相類型；③滿足S1/TOC值平均大于135 mg/g、滯留烴含量大于100 mg/g的滯留烴具有頁巖油富集的超越效應。具有“優(yōu)勢組構相—滯留烴超越效應”的頁巖，頁巖油最為富集。

深盆(洼)頁巖油富集模式的提出，促進了我國中—低成熟度頁巖油氣勘探的進展。

2.1.5 煤層氣向斜富集模式

“煤層氣向斜富集”模式[46-47]由筆者2016年提出，主要內容是：①明確了煤層氣形成、分布與富集的主控因素，即氣候與沉積作用控制煤儲集層形成分布；構造作用控制煤層氣的成藏條件配置；煤的變質程度和力學性質及厚度控制煤層氣賦存規(guī)模和質量；多因素協同、互補，向斜構造背景促進煤層氣的聚集成藏。②揭示了中—高階煤煤層氣強吸附富集規(guī)律與儲層固(煤層)—流(烴與非烴流體)耦合控氣與高產機理；明確煤儲層微裂隙發(fā)育程度、地應力、儲層流體可疏導性的時空耦合是富氣高產的三個關鍵要素；建立了煤層氣的向斜富集模型。

中—高煤階“煤層氣向斜富集”模式的提出，為中國尋找煤層氣富集區(qū)提供了理論依據。

2.1.6 負向構造區(qū)成藏理論

總結負向構造區(qū)油氣生運聚成藏機理與富集分布規(guī)律的理論認識和知識體系，主要由洼槽聚油理論、斜坡聚油理論兩大部分組成，前者包括頁巖油富集、潛山成藏和煤層氣向斜成藏理論模式；后者包括弱構造緩坡油氣成藏理論模式。可將它們歸結為洼槽聚油、深盆頁巖油富集、煤層氣向斜富集三個理論認識。即負向構造區(qū)成藏理論是洼槽聚油、深盆頁巖油富集和煤層氣向斜富集三個負向構造領域油氣成藏與分布規(guī)律的理論總結。

圖2展示了三個理論模式所表述的油氣藏在負向構造中的分布模式。

圖2 三個模式所表述的油氣藏在負向構造中的分布模式示意

2.2 負向構造區(qū)油氣成藏的機理

與正向構造區(qū)無烴源巖、油氣運移以浮力為主要動力、流體流動符合達西定律、油氣以長距離運移并匯流聚集于高部位不同，負向構造區(qū)發(fā)育烴源巖，油氣運移以壓力差或浮力為主要動力，流體流動以非達西流或達西為主，油氣以原地滯留、過路截流為主要聚集機理與方式形成于負向構造的中心或斜坡部位。負向構造區(qū)與正向構造區(qū)成藏機理的巨大差異，在于二者因構造背景的差異而導致的沉積、成藏條件的不同，進而導致源儲關系、儲層物性、溫壓條件、流體流動機制和規(guī)律等方面的巨大差異。在負向構造區(qū)的不同構造單元(深洼、低斜坡、中斜坡和高斜坡)，油氣成藏的機理與分布特征也有較大的差異，并有序排列和逐漸過渡。

2.2.1 負向構造區(qū)的深洼(深盆)—低斜坡區(qū)

負向構造區(qū)的深洼(深盆)—低斜坡區(qū)是負向構造區(qū)最低洼的構造單元，以發(fā)育深湖(半深湖)—前三角洲—濁積砂(或湖底扇)沉積體系為特征，決定了該區(qū)烴源巖最發(fā)育、儲層物性最致密并夾于或包裹于生烴系統(tǒng)中、高溫高壓環(huán)境。這些條件決定了深洼(盆)—低斜坡區(qū)油氣成藏的機理以原地留滯成藏為特征。原地留滯成藏包括油氣在烴源巖內的留滯成藏和在頁巖油、致密油儲層內的停留成藏。

原地留滯成藏指烴源巖系統(tǒng)(以烴源巖為主的源儲系統(tǒng)，或稱富有機質頁巖系統(tǒng))中烴源巖生成的油氣因源、儲壓差有限、源儲物性太差，油氣排運不通暢，而被烴源巖或致密儲層、頁巖儲層吸附、滯留在烴源巖系統(tǒng)中的石油(包括烴源巖中沒有排出來的石油和已經從烴源巖中排出來但沒有運移出烴源巖系統(tǒng)的石油)聚集。本文主要討論后者。

烴源巖成熟后，一部分生成的油氣因范德華力、源巖粘滯力等阻力大于生烴膨脹力等動力，而被吸附、滯留于烴源巖中，稱滯留成藏，這部分油氣目前還不能有效開發(fā)。當生成的油氣滿足和飽和烴源巖滯留的空間后，多余的油氣在生烴膨脹力等動力作用下，克服烴源巖范德華力、粘滯力和頁巖儲層或致密儲層的毛管力等阻力而被排出烴源巖，直接進入(初次運移)其緊鄰的頁巖儲層或致密儲層中，但因源內源外壓力差不足，或二次運移通道不暢通，油氣停留、聚集于烴源巖內部的頁巖油儲層、致密油儲層中，形成頁巖油氣藏、致密油氣藏(包括深盆油氣藏、向斜油氣藏和向斜煤層氣藏)，這部分油氣聚集叫停留成藏。

還有一部分油氣，在源內與源外壓力差和浮力等動力作用下，克服范德華力、毛細管力等阻力，運移出頁巖系統(tǒng)，沿中—高斜坡的輸導層、斷層、不整合長距離二次運移，聚集在源外的各類圈閉中成藏，包括在中—高斜坡區(qū)巖性地層圈閉和正向構造區(qū)的構造圈閉中成藏。

深洼—低斜坡區(qū)的原地留滯成藏機理，控制了烴源巖系統(tǒng)內部的滯留油氣、頁巖油氣、致密油氣和煤層氣等多類非常規(guī)油氣藏的形成與有序分布。其中滯留油氣、頁巖油氣主要分布于深洼區(qū)，致密油主要分布于低斜坡區(qū)。深洼—低斜坡區(qū)主要為非常規(guī)油氣成藏與分布區(qū)。

表1反映了負向構造區(qū)各構造單元油氣成藏綜合地質條件與成藏機理，及各類油氣藏的分布特征。

2.2.2 負向構造區(qū)的中—高斜坡區(qū)

負向構造區(qū)的中—高斜坡區(qū)，是負向構造區(qū)相對高的構造單元，通常對應于三角洲平原—淺湖—濱湖沉積體系，不發(fā)育烴源巖，儲層物性變好，正常溫壓系統(tǒng)，這些條件決定了負向構造區(qū)的中—高斜坡區(qū)油氣成藏機理以浮力驅動油氣長距離二次運移、地層巖性油氣圈閉差異油氣聚集—過路截流成藏為特征(表1)。

表1 中國東部負向構造區(qū)油氣成藏地質條件、成藏機理及與正向構造區(qū)對比

所謂過路截流成藏，指烴源巖生成并排出的油氣，在滿足原地留滯成藏的前提下，多余的油氣在源內與源外壓力差和浮力等動力作用下，克服范德華力、毛細管力等阻力，沿輸導層、斷層、不整合匯聚脊做長距離二次運移，在源外(中—高斜坡區(qū))的各類圈閉中聚集成藏的機制。

依據經典油氣成藏理論，烴源巖生排出的油氣，最終會在正向構造區(qū)高部位的圈閉中匯聚成藏，我們將油氣最終聚集前在運移路途中被地層巖性等各類圈閉捕集成藏的過程和機制稱作過路截流成藏：即油氣在從深洼—低斜坡的高勢區(qū)向低勢區(qū)的正向構造高部位運移過程中，被分布在中—高斜坡路途的各類地層巖性圈閉捕捉、截流，油氣聚集在其中成藏。多而余的油氣繼續(xù)運移，最終運移到正向構造區(qū)，匯聚于各類構造圈閉中而聚集成藏，稱之為匯流成藏。

過路截流成藏的運移動力主要為浮力與源儲壓力差，阻力主要是毛管壓力，運移途徑為中—高斜坡區(qū)的優(yōu)勢運移通道(即具有匯聚脊的輸導層頂面、斷層面和不整合面及其組合形成的運移通道)，圈閉為位于中—高斜坡區(qū)具有匯聚脊的優(yōu)勢運移通道上的地層巖性等圈閉，聚集原理為差異聚集原理，即位于優(yōu)勢運移通道上的相對低部位的圈閉優(yōu)選捕捉、截流向上運移的油氣而聚集成藏，圈閉裝滿后溢出圈閉的油氣繼續(xù)向上運移，被下一個相對低勢區(qū)的圈閉捕捉、截流而聚集成藏，直到油氣將圈閉裝滿而溢出，溢出的油氣再向上運移，再被下一個圈閉捕捉、截流而成藏，如此進行下去，直到把中—高斜坡區(qū)優(yōu)勢運移通道上的所有圈閉裝滿。

負向構造區(qū)各分區(qū)單元油氣成藏機制與綜合分布特征見圖3。

圖3 負向構造區(qū)各構造單元油氣藏成藏機制與油氣藏類型分布模式示意

2.3 “負向構造區(qū)成藏理論”基本內容綱要

通過整合、融合“洼槽聚油”、“深盆頁巖油‘優(yōu)勢—超越’富集”、“煤層氣向斜富集”三個負向構造成藏模式的認識，總結出“負向構造區(qū)成藏理論”的基本觀點與核心內涵：

(1)沉積盆地是獨立的含油氣單元，由正向構造區(qū)和負向構造區(qū)組成。兩大構造區(qū)域的常規(guī)和非常規(guī)含油氣系統(tǒng)構成全域含油氣系統(tǒng)。

(2)負向構造區(qū)比正向構造區(qū)具有規(guī)模大、油氣資源豐富、油氣藏類型多、非常規(guī)油氣發(fā)育、勘探領域更廣，但豐度低、成藏富集條件復雜、油氣藏隱蔽性強、勘探難度大的特征。

(3)從負向構造區(qū)向正向構造區(qū)，可進一步劃分為深洼(深盆)—低斜坡區(qū)、中—高斜坡區(qū)和正向構造區(qū)三個區(qū)域，呈環(huán)帶分布，對應內環(huán)、中環(huán)和外環(huán)。不同區(qū)域具有不同的構造單元，因而具有不同的油氣藏類型、形成條件、運聚富集機理和分布模式。

(4)深洼(深盆)—低斜坡區(qū)以細粒沉積巖為主，烴源巖發(fā)育，儲層致密，源儲一體或源儲共生，具備形成頁巖油氣、致密油氣等非常規(guī)油氣藏地質條件；以生烴膨脹力為主要成藏動力，范德華力和源巖粘滯力為主要阻力，源內成藏；以原地留滯成藏機理為特征[包括烴源內的滯留成藏(無運移)和頁巖油儲層、致密油儲層內的停留成藏(初次運移)]，形成連續(xù)型低豐度、大面積廣覆式非常規(guī)油氣聚集，甜點富集，形成內環(huán)油氣聚集帶。

(5)中—高斜坡區(qū)沉積物粒度變粗，儲層物性變好但變化大，沉積間斷發(fā)育，以形成巖性、地層圈閉為特征。由于臨近烴源灶且位于烴源灶上傾方向，是油氣二次運移的主要指向，因此在中—高斜坡區(qū)形成了巖性、地層油氣藏的有利成藏條件；以浮力為主要運移動力，毛細管力為主要阻力，砂體、斷層和不整合的匯聚脊為輸導體系，源邊或臨源成藏為特征，過路成藏—截流聚集為機理，形成大面積巖性、地層等隱蔽油氣藏，形成中環(huán)油氣聚集帶。

(6)正向構造區(qū)構造圈閉發(fā)育，雖然遠離烴源灶，但由于構造位置高，流體勢低，斷裂、砂體等輸導運移通道發(fā)育，在浮力作用下，斜坡上經巖性、地層等隱蔽圈閉截流剩余的油氣，沿輸導體系長距離運移到正向構造區(qū)的各類圈閉之中，形成各類構造油氣藏。匯聚成藏—匯流富集為正向構造區(qū)構造圈閉成藏富集的機理，最終形成離散型高豐度的孤立油氣藏，形成外環(huán)油氣聚集帶。

(7)負向構造區(qū)內的各類油氣藏，以及正向構造區(qū)的各類油氣藏，其形成、富集、分布均具有“協同、互補、有序、共存”的統(tǒng)一性特征。

(8)不同盆地雖構造及其演化不同，但都具有類似的“協同互補—有序共存”成藏富集規(guī)律。構建合理的正、負構造區(qū)“留滯—過路—匯聚”機理，總結常規(guī)與非常規(guī)油氣“協同互補—有序共存”成藏富集模式，可準確預測各類(常規(guī)與非常規(guī))油氣藏的空間分布(圖4)。

圖4 負向構造區(qū)“留滯—過路—匯流”成藏機理與油氣藏分布模式

2.4 負向構造區(qū)與正向構造區(qū)成藏富集特征比較

傳統(tǒng)油氣藏分布及其勘探區(qū)域為油氣盆地的正向構造區(qū)，隨著石油勘探事業(yè)的不斷發(fā)展，正向構造區(qū)油氣資源越來越少，勘探難度越來越大，負向構造區(qū)逐步進入勘探家的視野，逐漸成為油氣勘探的新領域。與正向構造區(qū)相比，負向構造區(qū)油氣成藏與分布有以下特點。

2.4.1 潛力與勘探研究程度

負向構造區(qū)范圍廣，往往是正向構造區(qū)的4～5倍以上；勘探領域多，包括深凹(洼)區(qū)、低斜坡、中斜坡和高斜坡等；油氣藏類型豐富，除了斜坡區(qū)的地層、巖性等常規(guī)油氣藏外，在深凹(洼)區(qū)還是頁巖油氣、致密油等非常規(guī)油氣藏的發(fā)育之地，深凹(洼)區(qū)還存在低潛山等油氣藏；油氣資源量大，負向構造區(qū)由于面積大，包含了烴源灶及其與之緊臨的大規(guī)模油氣儲集體，因此賦存了比正向構造區(qū)多得多的油氣資源。由于地質復雜程度和深度的原因，相對正向構造區(qū)，負向構造區(qū)勘探與研究程度低。

2.4.2 油氣成藏條件、富集機理與分布模式

負向構造區(qū)具有與正向構造區(qū)明顯不同但有序變化的油氣成藏富集機制與模式。從負向構造區(qū)的深凹(洼)、斜坡向正向構造區(qū)，儲層物性由致密(孔喉nm級為主)向低滲透到常規(guī)(孔喉mm級為主)變化；流體勢由高勢向低勢變化；成藏位置由源內成藏向源邊或近源成藏，再向源外成藏變化；運聚動力由生烴膨脹力、源儲壓力差到浮力，成藏機理由原地留滯(包括滯流與停留)到過路截流再到匯聚(聚集匯流)；油氣豐度與賦存狀態(tài)由非常規(guī)油氣的低豐度、大面積廣覆連續(xù)型賦存，到中—高豐度的地層巖性油氣藏以準連續(xù)—離散形式賦存，再到構造高部位的構造油氣藏的高豐度、局部離散型(孤立)賦存；勘探目標由非常規(guī)油氣藏的甜點，到地層、巖性等隱蔽圈閉再到構造圈閉；勘探難度也由難到易。

2.4.3 負向構造區(qū)與全域含油氣系統(tǒng)及正向構造區(qū)的關系

負向構造區(qū)與正向構造區(qū)是含油氣盆地的兩個組成部分，也是盆地全含油氣系統(tǒng)的有機組成。負向構造區(qū)提供了含油氣系統(tǒng)的烴源灶、輸導體系和隱蔽圈閉，以及非常規(guī)油氣的源儲層和甜點；正向構造區(qū)提供了全含油氣系統(tǒng)的構造圈閉。作為全域含油氣系統(tǒng)正、負向構造區(qū)的各個油氣藏，具有(形成機制與主控因素)協同、(數量與質量)互補，(時間、空間排列)有序、(形成條件與環(huán)境)共生的特點；從負向構造區(qū)的深凹(洼)、斜坡到正向構造區(qū)的各類構造圈閉帶，各種形成條件、成藏要素與富集特征具有連續(xù)有序逐漸過渡的變化規(guī)律。

2.4.4 負向構造的潛力與挑戰(zhàn)性

從宏觀看，整個含油氣盆地本身就是一個負向構造區(qū)。含油氣盆地負向構造區(qū)是正向構造區(qū)的接替領域，也是未來油氣勘探的唯一新領域，既具有巨大的勘探潛力，又具有巨大的挑戰(zhàn)，主要表現在：①規(guī)模大，“滿凹含油”；②勘探程度低，尤其是中、深層，尚有許多少知甚至未知領域和處女地；③油氣藏類型多，包括極復雜斷塊、隱蔽的巖性、地層油氣藏、潛山內幕油氣藏，以及頁巖油氣、致密油氣、煤層氣等非常規(guī)油氣藏，甚至無機成因的油氣藏；④負向構造區(qū)埋藏深度大、地質條件復雜，導致油氣成藏條件、富集機理、分布規(guī)律復雜，油氣藏隱蔽性強，勘探風險大，這使得負向構造區(qū)勘探面臨巨大挑戰(zhàn)。而負向構造區(qū)聚油理論的提出與應用，為應對這一挑戰(zhàn)提供了理論依據。

負向構造區(qū)與正向構造區(qū)成藏富集特征及其相互關系如表2。

表2 負向構造區(qū)與正向構造區(qū)成藏富集對比

2.5 負向構造區(qū)油氣藏分布與富集特征及勘探思路

負向構造區(qū)油氣藏具有橫向成環(huán)帶分類展布，縱向沿優(yōu)勢運移通道富集的特征。即油氣藏類型與分布受負向構造區(qū)構造分區(qū)的控制，以烴源灶為中心，呈環(huán)帶展布，依次由內環(huán)的深洼—低斜坡頁巖油氣、致密油氣藏和深潛山油氣藏環(huán)帶分布區(qū)，到中環(huán)的中—高斜坡的巖性地層油氣藏環(huán)帶分布區(qū)，再到外環(huán)的正向構造區(qū)的構造油氣藏環(huán)帶分布區(qū)；油氣富集程度受從烴源巖中心到盆地邊緣構造高部位延伸的優(yōu)勢運移通道控制，在各類油氣藏分布的環(huán)帶區(qū)域中，位于優(yōu)勢運移通道上的油氣藏，富集程度最高。渤海灣盆地冀中坳陷的廊固凹陷從深洼到正向構造區(qū)的油氣藏分布序列完整，油氣藏類型與分布圍繞生烴中心呈現明顯的環(huán)帶分布特征，目前發(fā)現的具有一定規(guī)模的油氣藏均位于優(yōu)勢運移路徑上(圖5)。

圖5 渤海灣盆地冀中坳陷廊固凹陷油氣藏分布區(qū)域與優(yōu)勢通道油氣富集位置

因此，基于負向構造區(qū)油氣成藏理論的勘探思路是：“全域考慮，逐環(huán)深入；優(yōu)選通道，順藤摸瓜”。即在整體分析負向構造各環(huán)帶領域成藏背景基礎上，沿環(huán)帶逐步由淺層環(huán)帶常規(guī)區(qū)域(中—高斜坡巖性地層等隱蔽油氣藏分布區(qū)域)向深層環(huán)帶勘探禁區(qū)(低斜坡—深洼區(qū)的非常規(guī)油氣藏、隱伏潛山油氣藏分布區(qū)域)進軍；沿優(yōu)勢通道逐一落實各環(huán)帶區(qū)域富集的油氣圈閉或甜點，確定勘探目標。

3 負向構造區(qū)成藏理論的意義

3.1 理論意義

與目前流行的成藏理論相比，負向構造成藏理論的優(yōu)勢，就是以洼槽聚油、深洼頁巖油優(yōu)勢—超越富集和煤層氣向斜富集三個模式為主線，以不同構造區(qū)因輸導層孔徑尺度不同、成藏機理不同但有序過渡為依據，將前人相關負向構造油氣成藏理論認識有機地整合、融合與集成起來，形成了統(tǒng)一于整個盆地的全域含油氣體系中的負向構造區(qū)油氣成藏理論體系，首次揭示了從洼陷中心向斜坡再到構造高部位的“原地留滯、過路截流、高位匯流”的油氣成藏機理系列，總結出從深洼區(qū)頁巖油氣與深潛山油氣、致密油氣、煤層氣非常規(guī)油氣藏，到斜坡區(qū)的地層巖性隱蔽油氣藏，再到正向構造區(qū)的構造油氣藏的油氣藏分布序列，明確了沿三面(構造面、斷層面和不整合面)匯聚脊構成的優(yōu)勢運移通道展布的圈閉或甜點油氣最富集的規(guī)律，即“油氣藏橫向有序成環(huán)形成分布圈，縱向依次成鏈形成放射狀富集鏈”的負向構造油氣成藏與富集規(guī)律，豐富和發(fā)展了現代油氣成藏理論。

3.2 勘探意義

負向構造區(qū)，尤其是低斜坡和深洼(盆)區(qū)，地質條件雖然復雜，歷來被看成是勘探的禁區(qū)，但勘探潛力大，是未來重要的油氣勘探接替領域。負向構造區(qū)油氣成藏理論的提出，有利于明確油氣勘探的方向和領域，制定合理的勘探程序，可為油氣勘探從正向構造區(qū)向負向構造區(qū)，從常規(guī)油氣藏向隱蔽油氣藏再向非常規(guī)油氣藏，從源外向源內、從淺層向深層，聚焦優(yōu)勢運移通道順藤摸瓜，落實油氣富集目標提供理論依據。

4 實例與運用效果

4.1 渤海灣盆地滄東凹陷負向構造區(qū)的勘探

以渤海灣盆地滄東凹陷孔二段為例。滄東凹陷位于黃驊坳陷西南部，面積約1 760 km2，沉積相帶從湖盆邊部至中心部呈現外、中、內三環(huán)分帶性的規(guī)律性變化(圖6)。外環(huán)靠近盆緣分布，主要發(fā)育三角洲前緣亞相常規(guī)粗粒沉積和源外—近源構造、地層—巖性油氣藏；中環(huán)為盆緣到湖盆中部的過渡帶，發(fā)育前三角洲亞相細—粉砂巖及巖性油氣藏、非常規(guī)致密油；內環(huán)(相當于深洼區(qū)域)以半深湖—深湖沉積的厚層深灰色、灰黑色長英質頁巖、混合質頁巖夾灰云質頁巖及粉砂巖等細粒沉積物為主，有機碳含量2%～6%，熱演化程度Ro值在0.9%左右，頁巖中長英質礦物含量高，大于30%，黏土質含量低，小于20%[43]，有利于頁巖油氣藏的形成。

圖6 渤海灣盆地滄東凹陷孔二段負向構造區(qū)油氣聚集分帶模式

“十五”以來，以負向構造區(qū)油氣成藏地質理論為指導，將傳統(tǒng)沉積學與層序地層學研究相結合，提出孔二段坳陷型湖盆南北差異發(fā)育，演化形成南段的南皮繼承型斜坡及北段的孔東、孔西反轉構造斜坡。明確該區(qū)孔二段發(fā)育10大盆外物源，盆緣斷裂轉換帶與隆起古溝槽對應，控制主物源體系展布，盆內對應發(fā)育10個規(guī)模不等的三角洲朵葉體。其中，南皮斜坡中斜坡、孔東及孔西斜坡中低斜坡位于三角洲前緣亞相主砂體區(qū)，與孔二段生油巖匹配關系好，是巖性油藏勘探的重點區(qū)帶(圖7)。優(yōu)選孔南6井預探獲得成功，滄東凹陷進入斜坡區(qū)巖性油藏勘探階段，新增探明儲量3 000多萬噸。

圖7 渤海灣盆地滄東凹陷孔二段油氣分布

2012年以來，按照“全域考慮、逐環(huán)深入”找油的新思路，逐步加大了內環(huán)烴源巖區(qū)油氣研究與勘探的力度。首先在滄東凹陷孔二段利用G108-8井連續(xù)取心500 m，通過厘米—毫米級巖心精細描述，以及上萬塊次的巖性、物性、含油性分析聯測，建立了頁巖油綜合研究“鐵柱子”，認識到環(huán)湖多物源的半深水—深水沉積頁巖，發(fā)育長英質、混合質、灰云質三種頁巖類型，具有高頻紋層、高有機質、高長英質、低黏土質的“三高一低”特征，在中等熱演化窗(Ro為0.7%～1.2%)形成頁巖油留滯富集。綜合評價，滄東凹陷孔二段400 m頁巖段識別出了7個最優(yōu)富集層，厚度156 m，疊合面積1 150 km2，落實資源10.96×108t。目前孔二段7個平臺已完鉆并體積壓裂36口水平井，日產油穩(wěn)定在350 t以上，其中GY1-1-9H等4口井日產油達131～208 m3，初步建成年產10萬噸的頁巖油規(guī)模開發(fā)示范區(qū)。

“全域考慮、逐環(huán)深入”找油的新思路，有效指導了頁巖油的勘探發(fā)現，對當今我國最大產油盆地——渤海灣盆地各老油田勘探具有示范引領作用。

4.2 渤海灣盆地蠡縣斜坡勘探

蠡縣斜坡位于冀中坳陷饒陽凹陷的西部，面積近2 000 km2，是高陽古隆起上發(fā)育起來的大型寬緩繼承性弱構造斜坡。斜坡北東向展布，西抬東傾，緊鄰任西洼槽，構造分區(qū)由西向東劃分為斜坡外帶(環(huán))、斜坡中帶(環(huán))、斜坡內帶(環(huán))。該區(qū)斷層少，構造簡單，斜坡上發(fā)育的多個北西向大型寬緩鼻狀構造，構成了該區(qū)最主要的構造形態(tài)和圈閉類型；發(fā)育沙河街組沙一下亞段、沙三段和沙四段3套烴源層，其中沙一下亞段廣覆式分布于斜坡和洼槽區(qū)，是主要的生油巖；主要儲油層系為沙一下亞段和沙二段的淺水型三角洲相和濱—淺湖灘壩相砂體。

“十一五”期間，面對該區(qū)低迷的勘探現狀，石油地質工作者以“負向構造成藏”理論為指導，重新認識潛力，制定了“下洼找油”的勘探戰(zhàn)略；明確了洼槽向斜坡的主運移通道，形成以通道上截留的巖性地層油藏為主要勘探目標；明確了沙一下亞段、沙一上亞段和沙二段油氣運移輸導層的有效范圍及輸導能力，確定了沿寧52—高29、西柳8—高64、西柳1—高43、淀26—高20、淀25—淀29x等井的5條優(yōu)勢運移通道，按照“油氣在向高部位運移的路徑上，只要有可宿住的空間就可以成藏”的認識指導，沿著優(yōu)勢運移通道逆向思維、“追根溯源”，進行精細構造與沉積砂體的耦合研究。從而跳出了以往聚焦油氣的聚集區(qū)(正向構造帶的“外環(huán)”)，轉向油氣的過路區(qū)(斜坡中環(huán)—內環(huán))和油氣的生成區(qū)(斜坡內環(huán))；實現了由構造油氣藏向巖性地層油氣藏、潛山油氣藏、致密油等領域的“全域勘探”。

在蠡縣斜坡中低部位(負向構造的中環(huán)區(qū)域)相繼發(fā)現了高43、寧48、西柳10、雁63、長3、長6等一批地層巖性圈閉為主的勘探目標，并相繼取得成功。淀南地區(qū)地層巖性油藏的突破，實現了該區(qū)不同層系油藏的含油連片。西柳10油藏按照負向構造油氣成藏思路進行滾動勘探和開發(fā)，新增探明儲量千萬噸以上；負向構造的內環(huán)區(qū)域，埋深4 100 m的長3薊縣系霧迷山組潛山內幕油氣藏，獲日產油518 t高產，潛山內幕油藏均獲成效。2005—2009年，該區(qū)新增探明石油地質儲量4 349×104t，控制儲量2 602×104t，預測儲量2 726×104t，三級儲量規(guī)模達億噸級。

負向構造成藏理論的應用，下洼勘探、進源找油的勘探策略在蠡縣斜坡取得成功，十余年來，相繼發(fā)現了蠡縣、霸縣、阿爾等4個億噸級，馬西、河間、柳泉等6個3 000～5 000萬噸級規(guī)模巖性地層石油儲量區(qū)，以及牛東等12個單井最高日產凝析油642 m3、氣56×104m3的高產高效深潛山和潛山內幕油氣藏，新增石油儲量11.3×108t，走出了老油田取得重大突破的新路子。

5 結論與認識

(1)目前有關負向構造成藏理論認識多是某個方面對成藏機理和分布規(guī)律的單一總結，缺乏一個對負向構造區(qū)油氣成藏機理與分布規(guī)律的整體、系統(tǒng)、有機的理論認識，制約了負向構造區(qū)油氣勘探的進展。

(2)負向構造區(qū)油氣成藏理論是在洼槽聚油、深洼(盆)頁巖油富集、煤層氣向斜富集三個模式認識基礎上，融合前人有關負向構造成藏理論認識形成的相對系統(tǒng)完整、有機統(tǒng)一的知識體系，從盆地中心向盆地邊緣，“油氣藏橫向有序成環(huán)形成分布圈，縱向依次成鏈形成放射狀富集鏈”，是負向構造區(qū)成藏理論的核心觀點。

(3)深洼—低斜坡、中—高斜坡構成了負向構造區(qū)的兩大構造單元，具有不同的油氣藏成藏機理的環(huán)形分布特征。其中，深洼—低斜坡主要形成頁巖油氣、致密油氣藏，構成內環(huán)油氣藏分布區(qū)，以“原地留滯”為成藏機理；中—高斜坡主要形成巖性地層油氣藏，構成中環(huán)油氣藏分布區(qū)，以“過路截流”為成藏機理；而正向構造區(qū)形成構造油氣藏，構成外環(huán)油氣藏分布區(qū)，以“匯流聚集”為成藏機理。

(4)基于“油氣藏橫向有序成環(huán)形成分布圈，縱向依次成鏈形成放射狀富集鏈”的理論，總結負向構造區(qū)油氣成藏理論的勘探思路是：“全域考慮，逐環(huán)深入；優(yōu)選通道，順藤摸瓜”。負向構造區(qū)油氣成藏理論豐富了現代油氣成藏理論，具有重要的理論意義，對盆地負向構造區(qū)尤其是深層復雜隱蔽油氣藏、非常規(guī)油氣藏的勘探具有重要的現實指導價值。