羅 群 趙賢正 蒲秀鋼 金鳳鳴 姜文亞 張宏利 邱兆軒 文 璠

(1. 油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 102249； 2. 中國(guó)石油大學(xué)(北京) 北京 102249； 3. 中國(guó)石油大港油田分公司 天津 300280)

中國(guó)因所處大地構(gòu)造背景復(fù)雜，受太平洋、西伯利亞、歐洲、印度4大板塊長(zhǎng)期作用多旋回構(gòu)造演化影響，致使構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、沉積發(fā)育極為復(fù)雜，形成了地層極為破碎、海陸頻繁交替、巖性巖相非均質(zhì)性強(qiáng)、成巖作用復(fù)雜的地質(zhì)特征，導(dǎo)致了油氣藏的形成、演化與分布也極為復(fù)雜，油氣勘探難度大。但中國(guó)石油地質(zhì)家并沒(méi)有被難倒，自從20世紀(jì)30年代以來(lái)，提出和完善了一系列油氣地質(zhì)理論與認(rèn)識(shí)，有效指導(dǎo)了中國(guó)油氣勘探。這些理論認(rèn)識(shí)包括陸相生油論、源控論、復(fù)式油氣聚集理論、煤成烴理論、環(huán)帶論、含油氣系統(tǒng)理論、斷控論、滿洼含油論、坡折帶論、洼槽聚集油論以及連續(xù)型油氣聚集論等，每個(gè)新理論和新認(rèn)識(shí)的提出，都促進(jìn)油氣勘探新發(fā)現(xiàn)。但近年來(lái)，中國(guó)油氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量呈現(xiàn)總體平穩(wěn)甚至下降態(tài)勢(shì)[1-21]，表明常規(guī)復(fù)雜和非常規(guī)油氣藏的成藏與分布規(guī)律仍需要進(jìn)一步總結(jié)。

關(guān)于油氣網(wǎng)絡(luò)成藏，早在2003年，張善文 等[22]提出“網(wǎng)毯式油氣成藏體系”的概念，即下伏層系的它源油氣通過(guò)網(wǎng)毯式運(yùn)聚形成的次生油氣藏組合。所謂“網(wǎng)”指體系下部的油源通道網(wǎng)層(由切至油源層中的油源斷裂網(wǎng)和不整合面組成)和上部的油氣聚集網(wǎng)層(由被次級(jí)斷裂網(wǎng)連通的樹(shù)枝狀砂巖透鏡體組成)；所謂“毯”，指穩(wěn)定分布的巨厚辮狀河相塊狀砂礫巖(倉(cāng)儲(chǔ)層)?！熬W(wǎng)毯式成藏理論”的提出為揭示斷砂成藏規(guī)律與它源次生油氣藏的形成與分布以及相關(guān)油氣藏預(yù)測(cè)提供了理論指導(dǎo)。龐雄奇 等[23]通過(guò)對(duì)陸相斷陷盆地形成演化特征的整體剖析和對(duì)油氣成藏主控因素控油氣作用的系統(tǒng)研究,明確提出油氣網(wǎng)絡(luò)成藏的新概念。油氣網(wǎng)絡(luò)由4大要素構(gòu)成,分別是：形成油氣網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)來(lái)源——烴源灶，聚集油氣的網(wǎng)端——圈閉，聯(lián)接網(wǎng)源與網(wǎng)端的網(wǎng)路——輸導(dǎo)體系，促使網(wǎng)路中油氣運(yùn)移的網(wǎng)勢(shì)——運(yùn)移動(dòng)力。油氣網(wǎng)絡(luò)成藏概念的提出，為復(fù)雜油氣藏的成藏研究與有效預(yù)測(cè)提供了有益的理論指導(dǎo)。

以上兩個(gè)有關(guān)油氣成藏網(wǎng)絡(luò)的理論認(rèn)識(shí)對(duì)深化油氣成藏規(guī)律有重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)際指導(dǎo)價(jià)值。但網(wǎng)毯理論主要從縱向上提出討論了源外油氣成藏體系，強(qiáng)調(diào)縱向沿?cái)嗔训倪\(yùn)移和對(duì)次生油氣藏的控制作用，沒(méi)有深化斷裂、砂體形成的網(wǎng)絡(luò)特征；油氣網(wǎng)絡(luò)成藏理論只涉及到常規(guī)油氣藏的成藏規(guī)律，沒(méi)有明確油氣網(wǎng)絡(luò)成藏的具體特征和油氣藏有序分布規(guī)律，其預(yù)測(cè)性和可操作性也有待提高。

1 油氣聚集網(wǎng)相關(guān)概念

1.1 油氣聚集圈

油氣聚集圈即油氣成藏與分布的圈層結(jié)構(gòu)[24]，盆地依據(jù)地形高低和坡形特征，分為深洼槽、低斜坡、中斜坡、高斜坡和構(gòu)造高，分別在平面上則對(duì)應(yīng)內(nèi)圈、中內(nèi)圈、中中圈、中外圈和外圈共5個(gè)構(gòu)造圈層(其中中內(nèi)圈、中中圈和中外圈統(tǒng)稱為中圈，有時(shí)中圈也可2分)。這5個(gè)構(gòu)造圈層大致控制了深湖相、半深湖相、淺湖相、濱湖相和河流相的發(fā)育，不同地區(qū)圈層的劃分也有差異，如有時(shí)也將濱淺湖及以外劃為外圈。同一圈層具有相同類(lèi)型的油氣藏分布[24]，從內(nèi)圈的頁(yè)巖油氣藏、濁積體油氣藏，到中內(nèi)圈的致密油氣藏、中中圈—中外圈的巖性、地層油氣藏，再到外圈的構(gòu)造、地層油氣藏。

1.2 油氣聚集鏈

油氣聚集鏈指由烴源巖中心到盆地邊緣由優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道所串聯(lián)起來(lái)的不同類(lèi)型的油氣藏的組合。優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道為油氣聚集鏈的鏈節(jié)，油氣藏(圈閉)為油氣聚集鏈的鏈環(huán)，鏈節(jié)將鏈環(huán)串聯(lián)起來(lái)，形成油氣聚集鏈。油氣聚集鏈具有同源多鏈、一鏈多藏、多鏈成環(huán)、主鏈富集的4大特征?；谟蜌饩奂溦J(rèn)識(shí)可在成熟探區(qū)發(fā)現(xiàn)更加隱蔽難找的油氣藏和非常規(guī)油氣甜點(diǎn)區(qū)，在勘探新區(qū)也會(huì)有效提高勘探成功率。

1.3 油氣聚集網(wǎng)

在前人研究基礎(chǔ)上，通過(guò)深化油氣成藏條件、成藏過(guò)程、形成機(jī)理和分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)，總結(jié)油氣藏形成與分布和成藏網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系，提出油氣聚集網(wǎng)的概念：在一套烴源巖發(fā)育的油氣成藏系統(tǒng)中，同類(lèi)油氣藏橫向并列形成油氣聚集圈、不同類(lèi)型油氣藏縱向有序排列成油氣聚集鏈，油氣聚集圈與油氣聚集鏈交互形成的由盆地中心向盆地邊緣呈放射狀輻射的網(wǎng)狀油氣成藏與分布的布局。油氣聚集圈與油氣聚集鏈的網(wǎng)結(jié)點(diǎn)是各類(lèi)常規(guī)油氣藏(圈閉)或非常規(guī)油氣甜點(diǎn)區(qū)，網(wǎng)端為距離油源最遠(yuǎn)的構(gòu)造油氣藏和地層油氣藏分布區(qū)，網(wǎng)源是頁(yè)巖油氣藏、巖性油氣藏分布區(qū)，油氣運(yùn)移通道為網(wǎng)的經(jīng)絡(luò)(圖1)。

圖1 含油氣盆地油氣聚集網(wǎng)立體模式

2 油氣聚集網(wǎng)的基本特征

油氣聚集網(wǎng)具有同類(lèi)油氣藏橫向并聯(lián)(列)成圈、不同類(lèi)型的油氣藏縱向串聯(lián)成鏈、縱橫圈鏈交織成網(wǎng)、常規(guī)—非常規(guī)油氣藏有序共生的4個(gè)特征。網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)位置是油氣成藏或油氣富集甜點(diǎn)區(qū)。

2.1 油氣藏橫向并聯(lián)(列)形成油氣聚集圈

不同類(lèi)型油氣藏形成于不同的構(gòu)造背景，如構(gòu)造高部位可形成構(gòu)造或地層油氣藏，中、高斜坡帶可形成地層、巖性油氣藏，低斜坡的半深湖構(gòu)造沉積背景中可形成致密油氣藏，深洼區(qū)深湖的構(gòu)造與沉積背景中則可形頁(yè)巖油氣、巖性油氣藏、深潛山油氣藏。不同構(gòu)造背景在空間上形成了不同圈層，這是同類(lèi)油氣藏在平行于盆地邊緣的橫向空間并列分布于同一圈層的根本原因。圈層的形態(tài)受控于盆地的整體形態(tài)，油氣聚集鏈的延伸方向和彎曲程度取決于沉積體系主軸和匯聚脊的位置、延伸方向和彎曲程度。

渤海灣盆地滄東凹陷深盆區(qū)主要目的層為漸新統(tǒng)孔二段，依據(jù)地層厚度、構(gòu)造高低、坡型變化，將滄東凹陷劃分出深洼區(qū)、低斜坡區(qū)和中-高斜坡區(qū)；對(duì)應(yīng)的沉積相也表現(xiàn)出明顯的圈層結(jié)構(gòu)，即從深洼區(qū)的深湖—半深湖相到低斜坡區(qū)的前三角洲—三角洲前緣相，再到中—高斜坡區(qū)的辮狀河三角洲平原相，位于深洼區(qū)的官1508井孔二段產(chǎn)油層為深湖相暗色頁(yè)巖和暗色云質(zhì)頁(yè)巖；孔南7井、孔南6井在孔二段揭示致密砂巖為辮狀河三角洲前緣相沉積；營(yíng)106X1井在孔二段揭示砂巖為辮狀河三角洲平原相沉積。沉積環(huán)帶決定油氣藏類(lèi)型也呈環(huán)帶分布，即深盆區(qū)以分布頁(yè)巖油為特征；低斜坡區(qū)主要分布致密油；中-高斜坡區(qū)則分布常規(guī)油氣藏，呈現(xiàn)油氣在平面上呈環(huán)帶圈層結(jié)構(gòu)有序展布的規(guī)律(圖2)。

圖2 滄東凹陷南部孔二段油氣藏分布環(huán)帶圈層結(jié)構(gòu)及剖面

2.2 油氣藏縱向串聯(lián)形成油氣聚集鏈

在垂直于盆地邊緣的縱向上，因構(gòu)造高低差異，形成了一系列同心環(huán)狀構(gòu)造圈層，不同圈層形成了不同類(lèi)型的油氣藏。這些油氣藏的形成主要受物源、沉積體系和優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道的共同控制。如同一個(gè)(扇)三角洲沉積體系分別在外圈、中圈(包括中外圈、中中圈和中內(nèi)圈)、內(nèi)圈提供了河流、(扇)三角洲平原、(扇)三角洲前緣、前(扇)三角洲、濁積扇沉積的物源，為各類(lèi)油氣藏的形成提供了儲(chǔ)層。內(nèi)圈優(yōu)質(zhì)烴源巖生排出的油氣，首先充注頁(yè)巖儲(chǔ)層、濁積體儲(chǔ)層、致密儲(chǔ)層，然后在浮力作用下，沿著優(yōu)勢(shì)輸導(dǎo)體系，向上運(yùn)移進(jìn)入各種巖性、構(gòu)造、地層圈閉聚集成藏，從而形成了由優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道將各圈層不同類(lèi)型油氣藏貫穿起來(lái)的油氣聚集鏈。

蠡縣斜坡—任西洼槽位于冀中坳陷饒陽(yáng)凹陷的西部，呈北東走向，西抬東傾，它西部高部位與高陽(yáng)低凸起相接，東部低部位與任西洼槽相連，面積近2 000 km2，發(fā)育古近系沙河街組沙一下亞段、沙三段和沙四段3套烴源層，主要含油氣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。沿來(lái)自西北物源的三角洲體系，在斜坡上形成5條匯聚脊，即5條優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道，將外圈的斷鼻構(gòu)造油氣藏、中圈的巖性和斷層-巖性油氣藏以及內(nèi)圈的致密油、頁(yè)巖油串聯(lián)起來(lái)，形成了寧52—高29、西柳8—高64、西柳1—高43、淀26—高20、淀23X—淀29X等5條油氣聚集鏈(圖3)。鉆探表明，在這5條油氣聚集鏈上均發(fā)現(xiàn)了多個(gè)構(gòu)造、巖性和致密油氣藏。在認(rèn)識(shí)到油氣聚集鏈之前，僅找到了少量的油氣藏(原探明儲(chǔ)量的油氣藏)，在油氣聚集鏈認(rèn)識(shí)指導(dǎo)下新發(fā)現(xiàn)了多處油氣藏。

圖3 冀中坳陷蠡縣斜坡-任西洼陷勘探成果與油氣聚集鏈分布

2.3 圈鏈縱橫互聯(lián)形成油氣聚集網(wǎng)

油氣聚集網(wǎng)由呈不規(guī)則同心環(huán)帶分布的油氣藏圈層，與從盆地沉降沉積中心向盆地邊緣放射性延伸的油氣聚集鏈交織組成。圈層的邊界是不同類(lèi)型油氣藏成藏與分布差異的界線，優(yōu)勢(shì)通道為同一沉積體系不同類(lèi)型油氣圈閉輸送油氣和傳遞動(dòng)力。除了橫向的油氣聚集圈和縱向的油氣聚集鏈以外，網(wǎng)源、網(wǎng)結(jié)和網(wǎng)端也是油氣聚集網(wǎng)的組成要素，網(wǎng)源為同心圈層的核心，也是烴源巖的中心，為油氣聚集網(wǎng)提供油氣源；網(wǎng)端是油氣聚集網(wǎng)最外端的油氣藏，通常是構(gòu)造高部位的構(gòu)造油氣藏或地層油氣藏；網(wǎng)結(jié)為油氣聚集圈與油氣聚集鏈相交的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，為各類(lèi)常規(guī)油氣藏形成和分布的部位或非常規(guī)油氣藏的甜點(diǎn)區(qū)域(圖4)。網(wǎng)源、網(wǎng)端和網(wǎng)結(jié)之外的其他部位因缺乏油氣源、儲(chǔ)層和圈閉等條件，成藏可能性小。

圖4 含油氣盆地油氣聚集網(wǎng)成藏要素耦合模型與 油氣藏分布模式

accumulation network in petrolify-bearing basin

廓固凹陷位于渤海灣盆地冀中坳陷北部，勘探面積2 600 km2，含油氣層包括新生界的明化鎮(zhèn)組、沙河街組、孔店組和古生界的石炭—二疊系等8套，油氣藏類(lèi)型多樣，包括構(gòu)造、地層、巖性等類(lèi)型，探明油氣當(dāng)量超億噸。廓固凹陷沙四段油氣分布具有明顯的油氣聚集網(wǎng)絡(luò)特征，位于凹陷中心的構(gòu)造內(nèi)圈以深湖—半深湖相富有機(jī)質(zhì)泥質(zhì)巖為主，生烴強(qiáng)度最高，超過(guò)4 500×104t/km2，分布頁(yè)巖油氣、致密油氣、巖性(濁積體)油氣藏和潛山油氣藏；中圈以淺湖相砂泥互層為特征，生烴強(qiáng)度(1 500～4 500)×104t/km2，主要分布巖性和地層油氣藏；外圈以濱湖相沉積為主，生烴強(qiáng)度小于1 500×104t/km2，主要分布斷鼻、斷塊等構(gòu)造油氣藏和地層油氣藏?？v向上，油氣藏的位置主要位于優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道上，優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道與生烴強(qiáng)度圈層、構(gòu)造圈層和油氣藏圈層共同構(gòu)成油氣聚集網(wǎng)(圖5)。

2.4 常規(guī)與非常規(guī)油氣藏有序共生

含油氣盆地特有的構(gòu)造及其控制的構(gòu)造圈層、沉積圈層、成巖圈層以及油氣成藏圈層和油氣聚集鏈，決定了不同圈層油氣藏分布的具體位置、油氣藏類(lèi)型和規(guī)模及其有序共生特征。即從內(nèi)圈的頁(yè)巖油氣、到中內(nèi)圈的致密油，再到中中圈的巖性油氣藏，中外圈的地層和巖性油氣藏，直至外圈的構(gòu)造油氣藏和地層油氣藏，它們沿油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道有序成串展布，共生于同一含油氣系統(tǒng)之中。時(shí)間順序上，內(nèi)圈的頁(yè)巖油氣、濁積體油氣藏、潛山油氣藏最先形成，隨后是中內(nèi)圈的致密油氣藏；再次是中中圈、中外圈的巖性和地層油氣藏形成；最終是外圈的構(gòu)造和地層油氣藏。不同類(lèi)型的常規(guī)與非常規(guī)油氣藏分布在同一個(gè)含油氣系統(tǒng)中的油氣聚集網(wǎng)的網(wǎng)結(jié)上，反映了其時(shí)空上形成與分布有序共生規(guī)律，成為利用油氣聚集網(wǎng)進(jìn)行油氣預(yù)測(cè)的理論依據(jù)。

圖5 冀中坳陷廊固凹陷沙河街組油氣聚集網(wǎng)

3 油氣聚集網(wǎng)形成機(jī)理

“橫向并列成圈，縱向串聯(lián)成鏈，縱橫編織成網(wǎng)，常規(guī)—非常規(guī)有序共生”的油氣聚集網(wǎng)的形成，有其內(nèi)在的客觀原因和形成機(jī)理。

3.1 油氣聚集圈層形成機(jī)理

不同圈層分布不同類(lèi)型的油氣藏，表面上是不同圈層所在的位置高低的差異造成的，實(shí)際上是由于位置的高低與距離物源遠(yuǎn)近的差異導(dǎo)致的儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的差異形成的，即內(nèi)圈的頁(yè)巖油氣藏因是納米孔隙結(jié)構(gòu)，故以滯留成藏為機(jī)理；中內(nèi)圈的致密油氣藏因是微納米孔隙結(jié)構(gòu)，故以停留成藏為機(jī)理；中中圈—中外圈到外圈的常規(guī)油氣藏因是微—毫米的孔隙結(jié)構(gòu)，故以截流成藏和匯流成藏為機(jī)理。不同圈層油氣聚集成藏機(jī)理的差異，歸根結(jié)底是受構(gòu)造控制。

1) 內(nèi)圈頁(yè)巖油氣成藏的滯留機(jī)理。

內(nèi)圈是頁(yè)巖油氣藏分布的圈層，位于盆地中最低洼的深洼槽區(qū)，為水體最深的深湖相沉積區(qū)，遠(yuǎn)離物源，巖性以有機(jī)質(zhì)豐富的泥、頁(yè)巖級(jí)別的碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖為主，源儲(chǔ)一體，儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間為納米級(jí)孔隙，平均孔隙度多小于6%，平均空氣滲透率多小于0.5 mD，孔縫喉空間中巨大的比表面積產(chǎn)生的強(qiáng)大的分子吸附力將很大一部分生成的油氣束縛、滯留于頁(yè)巖儲(chǔ)層中，形成頁(yè)巖油氣藏。內(nèi)圈頁(yè)巖油氣聚集以“滯留”成藏為機(jī)理(圖6)。

圖6 內(nèi)圈到中圈油氣成藏機(jī)理示意圖

2) 中內(nèi)圈致密油氣成藏的停留機(jī)理。

中內(nèi)圈是致密油氣藏分布的圈層，位于盆地較低洼的低斜坡區(qū)，為水體較深的半深湖相沉積區(qū)，距離物源較遠(yuǎn)，巖性以有機(jī)質(zhì)較豐富的泥頁(yè)巖為主，夾粉砂、細(xì)砂巖及其對(duì)應(yīng)粒級(jí)的碳酸鹽巖、混積巖薄層或互層，單層儲(chǔ)層厚度小于5 m，儲(chǔ)地比大于30%，源儲(chǔ)分離且大面積緊密接觸，由于埋藏較深，成巖程度高，儲(chǔ)層致密，微納米孔隙、納米孔喉特征的孔隙結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)層平均孔隙度多小于10%，平均空氣滲透率多小于1.0 mD。烴源巖生成的油氣在強(qiáng)大的生烴膨脹力和異常高壓驅(qū)動(dòng)下，克服烴源巖內(nèi)部強(qiáng)大分子吸附力，從生烴膨脹縫排出，沿著源儲(chǔ)之間的孔縫網(wǎng)絡(luò)輸導(dǎo)體系，通過(guò)初次運(yùn)移，充注進(jìn)入致密儲(chǔ)層孔隙空間，并由于強(qiáng)大的毛管壓力將繼續(xù)運(yùn)移的油氣阻止在致密儲(chǔ)層之中，形成油氣聚集。這種因毛管壓力阻止油氣繼續(xù)發(fā)生運(yùn)移而停留在致密儲(chǔ)層中聚集成藏的機(jī)制為“停留”機(jī)制，這是低斜坡區(qū)致密油氣藏的形成機(jī)制(圖6)。

3) 中中圈到中外圈巖性地層油氣藏成藏的截流機(jī)理。

中中圈到中外圈是巖性地層油氣藏分布的圈層，位于盆地較高的中、高斜坡區(qū)，為水體較淺的濱—淺湖相沉積區(qū)，距離物源較近，發(fā)育砂壩、三角洲平原、前緣相沉積，巖性以貧有機(jī)質(zhì)的粉細(xì)砂巖、細(xì)砂巖甚至更粗級(jí)別的碎屑巖為主，源儲(chǔ)有一定距離的分離，由于埋藏較淺，儲(chǔ)層不致密，微—毫米級(jí)的孔隙結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)層平均孔隙度大于10%，平均空氣滲透率高于1.0 mD。浮力是油氣運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?，烴源巖生成的油氣在浮力驅(qū)動(dòng)下，克服毛管壓力沿優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道，通過(guò)二次運(yùn)移，進(jìn)入中、高斜坡上分布的巖性、地層圈閉空間聚集成藏，隨著圈閉空間不斷聚集運(yùn)移進(jìn)來(lái)的油氣，圈閉逐漸被油氣充滿，多余的油氣將溢出圈閉繼續(xù)向更高部位的低勢(shì)區(qū)運(yùn)移。這種因在油氣運(yùn)移路途上將油氣截流成藏的機(jī)制為“截流”機(jī)制，這是中、高斜坡區(qū)巖性地層油氣藏的形成機(jī)制(圖6)。

4) 外圈構(gòu)造油氣藏成藏的匯流機(jī)理。

外圈位于盆地的高部位，是構(gòu)造、地層圈閉發(fā)育的圈層，油氣勢(shì)能場(chǎng)中的低勢(shì)區(qū)，也是油氣運(yùn)移的最終指向和匯聚區(qū)，來(lái)自于中、高斜坡區(qū)被截流后剩余的油氣，將在浮力作用下繼續(xù)向高部位的外圈運(yùn)移，最終匯聚到低勢(shì)區(qū)的構(gòu)造圈閉中聚集成藏，形成構(gòu)造油氣藏。外圈構(gòu)造油氣藏的成藏機(jī)制是“匯流”機(jī)制。

3.2 油氣聚集鏈形成機(jī)理

“油氣聚集鏈”是指從烴源巖開(kāi)始，成因上有密切聯(lián)系、空間上沿優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道呈鏈狀排列分布的一系列油氣藏(圈閉)組合。

油氣聚集鏈的形成符合鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的“鏈引發(fā)、鏈傳遞、鏈終止”的三個(gè)基本特征。油氣聚集鏈的“鏈引發(fā)”指沉積盆地生排烴區(qū)(內(nèi)圈)干酪根降解和裂解生成油氣的過(guò)程，即在活化能作用下，干酪根大分子長(zhǎng)鏈變短鏈、復(fù)雜鏈變簡(jiǎn)單鏈的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過(guò)程?！版渹鬟f”指在生烴膨脹力、欠壓實(shí)等動(dòng)力作用下，生成的油氣克服范德華力、分子吸附力等阻力，從烴源巖中排出，一方面沿優(yōu)勢(shì)縫孔通道在烴源巖發(fā)育區(qū)(內(nèi)圈和中內(nèi)圈)強(qiáng)力充注非常規(guī)油氣儲(chǔ)層物性甜點(diǎn)及深潛山、濁積體(巖性圈閉)，促進(jìn)非常規(guī)儲(chǔ)層(頁(yè)巖油氣儲(chǔ)層、致密油氣儲(chǔ)層)甜點(diǎn)油氣的聚集與深潛山、濁積體等的成藏與富集，沒(méi)有排出的部分，滯留在烴源巖層系中，形成頁(yè)巖油氣；另一方面，從烴源巖中生排出的油氣，在壓差、勢(shì)差、浮力、水動(dòng)力等動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，克服毛細(xì)管力、重力等阻力，沿沉積體系(如三角洲)和優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道(輸導(dǎo)層、斷裂、不整合面的匯聚脊及其組合)向源外中、高斜坡(中中圈到中外圈)運(yùn)移，在沿途的巖性、地層圈閉中聚集成藏的過(guò)程。“鏈終止”指往構(gòu)造高部位(外圈)運(yùn)移的油氣，因各類(lèi)封蓋和遮擋因素，在構(gòu)造高部位的構(gòu)造、地層圈閉中聚集成藏。以上機(jī)制使得非常規(guī)油氣甜點(diǎn)、巖性圈閉和構(gòu)造、地層圈閉成藏富集所形成油氣藏，沿優(yōu)勢(shì)通道呈串珠狀鏈?zhǔn)椒植继卣鳌?/p>

3.3 油氣聚集網(wǎng)形成機(jī)理

油氣聚集網(wǎng)的形成機(jī)理是油氣聚集圈與油氣聚集鏈2種油氣聚集帶的聚集機(jī)理的綜合，具體包括：①橫向并列形成油氣聚集的同心狀圈層結(jié)構(gòu)，內(nèi)圈與中內(nèi)圈形成頁(yè)巖油氣留滯型聚集圈和致密油氣停留型聚集圈，中中圈—中外圈形成截流型巖性和地層油氣藏聚集圈，外圈形成匯流型構(gòu)造、地層油氣藏聚集圈，各圈的成藏機(jī)制共同組成油氣聚集圈的形成機(jī)制；②縱向排列形成的油氣聚集鏈的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，由各類(lèi)優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道將各類(lèi)圈閉串聯(lián)在一起，通過(guò)從盆地中心的滯留、停留，到斜坡區(qū)的截流，最后到盆地邊緣高部位的匯流等成藏機(jī)制形成的油氣聚集鏈。

4 油氣聚集網(wǎng)的形成及預(yù)測(cè)功能

同一個(gè)含油氣系統(tǒng)內(nèi)不同圈層油氣藏的成藏特征呈現(xiàn)有規(guī)律的、有序的演變或突變特征。受物源和沉積體系、構(gòu)造脊等因素制約，從盆地中心向盆地邊緣，會(huì)形成有利沉積相帶和構(gòu)造脊，兩者重疊或靠得很近，則形成油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道。油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道近垂直于盆地岸邊展布，從盆地中心向盆地邊緣延伸呈放射狀，類(lèi)似輻條車(chē)輪的輻條。油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道將經(jīng)過(guò)它的油氣藏(圈閉)串聯(lián)在一起，形成油氣聚集鏈，多條縱向延伸的油氣聚集鏈與多個(gè)橫向展布的油氣圈層交織在一起，便構(gòu)成了油氣聚集網(wǎng)絡(luò)空間。

油氣聚集網(wǎng)通過(guò)油氣聚集圈與油氣聚集鏈縱橫二個(gè)維度的相交，形成空間上多個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，就是一個(gè)潛在的油氣藏位置；沒(méi)有位于油氣聚集鏈上的圈閉很難聚集油氣，成為無(wú)效圈閉。這對(duì)于準(zhǔn)確預(yù)測(cè)油氣藏類(lèi)型、規(guī)模和位置有重要意義?；谟蜌饩奂W(wǎng)認(rèn)識(shí)提出“油氣聚集網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)油氣藏預(yù)測(cè)法”，即：橫向成圈、縱向成鏈、縱橫成網(wǎng)、有序共生，根據(jù)油氣聚集圈和油氣聚集鏈(優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道)的交點(diǎn)(網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn))，來(lái)預(yù)測(cè)和確定油氣藏的位置、類(lèi)型和規(guī)模(圖4)。該方法的具體步驟如下：

1) 首先依據(jù)盆地構(gòu)造背景、構(gòu)造高低和坡型特征，劃分構(gòu)造單元如深洼槽、低斜坡、中斜坡、高斜坡、構(gòu)造高，再依據(jù)構(gòu)造單元確定各構(gòu)造圈層如深洼槽的內(nèi)圈、低斜坡的中內(nèi)圈、中斜坡的中中圈、高斜坡的中外圈和構(gòu)造高的外圈。

2) 判定各圈層確定其存在的油氣藏的類(lèi)型，如內(nèi)圈主要發(fā)育頁(yè)巖油氣藏、濁積體巖性油氣藏、低潛山油氣藏等；中內(nèi)圈主要發(fā)育致密油氣藏；中中圈主要發(fā)育巖性油氣藏；中外圈主要發(fā)育巖性、地層油氣藏；外圈主要發(fā)育構(gòu)造、地層油氣藏。

3) 依據(jù)目的層匯聚脊(從盆地中心到盆地邊緣)包括砂巖頂面構(gòu)造脊、不整合面構(gòu)造脊、斷層面構(gòu)造脊等，確定優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道(或油氣聚集鏈)的位置。

4) 以圈層油氣藏類(lèi)型等信息為橫坐標(biāo)，優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道(或油氣聚集鏈)為縱坐標(biāo)，兩者的交點(diǎn)(油氣聚集網(wǎng)結(jié)點(diǎn))即為預(yù)測(cè)的油氣藏的位置，當(dāng)交點(diǎn)存在圈閉時(shí)，其形成油氣藏的可能很大，對(duì)應(yīng)圈層發(fā)育的油氣藏的類(lèi)型即為預(yù)測(cè)的油氣藏的類(lèi)型。

5) 油氣藏或甜點(diǎn)的規(guī)模，可依據(jù)該網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)沉積體系的規(guī)模(粗粒沉積物的面積、厚度、儲(chǔ)地比等)來(lái)判定，對(duì)于非常規(guī)油氣藏(如致密油氣藏、頁(yè)巖油氣藏)，可進(jìn)一步依據(jù)優(yōu)勢(shì)級(jí)構(gòu)相的類(lèi)型、優(yōu)勢(shì)級(jí)構(gòu)相-滯留烴超越效應(yīng)發(fā)育的情況[25]、優(yōu)勢(shì)縫孔耦合的類(lèi)型[26]來(lái)綜合判定。

5 典型實(shí)例

以酒泉盆地青西凹陷白堊系下溝組為例，分析油氣聚集網(wǎng)。青西凹陷位于酒泉盆地西部，面積約為170 km2，下白堊統(tǒng)主要為咸化沉積背景下的濱淺湖扇三角洲碎屑巖相與半深—深湖白云質(zhì)混積巖相，其沉積巖最大厚度為7 000 m。下白堊統(tǒng)下溝組是凹陷主力烴源層，為富有機(jī)質(zhì)的泥頁(yè)巖、白云質(zhì)泥巖，有機(jī)碳含量 1.41%～3.54%，Ro值為 0.8%～1.2%，也是頁(yè)巖油、致密油的主要儲(chǔ)層；頁(yè)巖油主要富集在下溝組的泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)泥巖及白云巖等頁(yè)巖儲(chǔ)集層中，分布在凹陷中心的柳溝莊油田周邊的內(nèi)圈，也分布有致密油；致密油分布于柳溝莊頁(yè)巖油區(qū)周邊的中內(nèi)圈，致密層為混積致密集層，基質(zhì)孔隙類(lèi)型包括次生孔和微孔縫，孔隙度 2%～6%，平均值 3.89%，滲透率0.63～66.4 mD，平均值 1.94 mD；巖性、地層油氣藏儲(chǔ)層孔隙度大于10%，為常規(guī)儲(chǔ)層，圍繞致密油呈環(huán)帶分布于中外圈；最外圈層位于凹陷邊緣，是各類(lèi)構(gòu)造、地層油氣藏。油氣藏的圈層環(huán)帶結(jié)構(gòu)特征十分明顯(圖7、8)。

圖7 酒泉盆地青西凹陷白堊系下溝組油氣聚集網(wǎng)平面圖

平面上，云質(zhì)巖頁(yè)巖油—致密油區(qū)位于青西凹陷沉降沉積中心的柳溝莊裂縫性油田周邊，即深湖沉積為主的凹陷內(nèi)圈；圍繞內(nèi)圈分布的中內(nèi)圈為致密油分布區(qū)，以半深湖相為主，是目前進(jìn)行非常規(guī)油氣勘探的主要區(qū)域；再往外的中高斜坡區(qū)為巖性和地層油氣藏的分布區(qū)，對(duì)應(yīng)于中外圈區(qū)域；最外圈是構(gòu)造高區(qū)域，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了鴨西、窟窿山等構(gòu)造油氣藏。西南和東南共4條油氣聚集鏈與內(nèi)圈—外圈4個(gè)圈層交織在一起，共同編織形成了青西凹陷白堊系下溝組油氣聚集網(wǎng)，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的各類(lèi)油氣藏，均沿優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道有序排列(圖7、8)。下步勘探應(yīng)該在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的油氣聚集鏈或新尋找到的油氣聚集鏈上與不同圈層交會(huì)的地方，尋找對(duì)應(yīng)的油氣藏類(lèi)型或非常規(guī)油氣的甜點(diǎn)區(qū)。

圖8 酒泉盆地青西凹陷下溝組油氣聚集網(wǎng)剖面圖(剖面位置見(jiàn)圖7)

6 結(jié)論

1) 在油氣聚集帶、油氣聚集圈、油氣聚集鏈等理論認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，提出了“油氣聚集網(wǎng)”概念。油氣聚集網(wǎng)是對(duì)油氣成藏與分布規(guī)律網(wǎng)絡(luò)特征的總結(jié)，即在一套烴源巖發(fā)育的油氣成藏系統(tǒng)中，同類(lèi)油氣藏橫向并列形成油氣聚集圈、不同類(lèi)型油氣藏縱向有序排列成油氣聚集鏈、油氣聚集圈與油氣聚集鏈交互形成的由盆地中心向盆地邊緣的放射狀網(wǎng)狀分布。

2) 油氣聚集網(wǎng)具有“同類(lèi)油氣藏橫向并聯(lián)(列)成圈、不同類(lèi)型的油氣藏縱向串聯(lián)成鏈、圈鏈縱橫交織成網(wǎng)、常規(guī)—非常規(guī)油氣藏有序共生”4個(gè)基本特征。構(gòu)造控制圈層，圈層決定油氣成藏機(jī)理和油氣藏類(lèi)型；而構(gòu)造脊又控制了匯聚脊，匯聚脊又確定了優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道、約束了油氣聚集鏈的分布。

3) 以油氣聚集網(wǎng)理論為指導(dǎo)，提出的油氣聚集網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)油氣藏預(yù)測(cè)方法，不僅可以預(yù)測(cè)油氣藏的類(lèi)型及其分布的區(qū)帶，而且可以預(yù)測(cè)和確定油氣藏(或非常規(guī)油氣藏甜點(diǎn))的具體位置與規(guī)模。

4) 油氣聚集網(wǎng)是對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下油氣成藏規(guī)律的進(jìn)一步總結(jié)，無(wú)論對(duì)成熟探區(qū)還是新區(qū)，無(wú)論對(duì)常規(guī)油氣藏還是非常規(guī)油氣藏的高效勘探，都有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。