牛成民,惠冠洲,杜曉峰,官大勇,王冰潔,王啟明,張宏國
(中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300459)
湖底扇的概念來源于海底扇,是指在陸相湖盆中由地震、洪水、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等事件觸發(fā),導(dǎo)致碎屑物沿斜坡帶進(jìn)入深湖區(qū)而形成的一種深水重力流沉積體。深水重力流沉積研究源于20 世紀(jì)五六十年代,Kuenen 等[1]首次提出了濁流概念;Bouma[2]通過野外露頭建立了著名的鮑馬序列;1978年,Walker[3]和Normark[4]先后提出了海底扇標(biāo)準(zhǔn)相模式;1984年,劉孟慧等[5]和趙澂林等[6]對(duì)渤海灣盆地重力流沉積特征進(jìn)行了研究,提出了湖底扇相模式并進(jìn)行了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。21 世紀(jì)以來,湖底扇研究進(jìn)入了新的階段,眾多學(xué)者對(duì)湖底扇的形成演化機(jī)制[7-10]、沉積儲(chǔ)層特征[11-13]、有利砂體預(yù)測(cè)[14-15]進(jìn)行了深入的解剖,明確了其巨大的油氣勘探地質(zhì)意義??碧綄?shí)踐表明,在我國松遼盆地[16]、二連盆地[17]、鄂爾多斯盆地[18]、渤海灣盆地[19-20]、北部灣盆地[21-22]等陸相含油盆地的湖底扇巖性體中都獲得了規(guī)模性的勘探發(fā)現(xiàn)。隨著渤海海域勘探程度逐漸提高,單一構(gòu)造圈閉勘探已不能滿足油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的需求,勘探方向逐步向地層油氣藏、巖性油氣藏等隱蔽油氣藏方向拓展,其中湖底扇成為了巖性油氣藏勘探研究的重要領(lǐng)域。近年來,在渤海海域的遼中凹陷、萊州灣凹陷和黃河口凹陷湖底扇勘探中都獲得了一定的發(fā)現(xiàn),其中在遼中凹陷西部斜坡帶古近系東營組三段(東三段)湖底扇砂體的勘探中獲得了重大油氣發(fā)現(xiàn)。然而,學(xué)者們對(duì)遼中凹陷湖底扇的研究主要集中在北洼,而斜坡區(qū)湖底扇因鉆井資料少且地震資料品質(zhì)較差,研究相對(duì)較少,對(duì)其沉積主控因素、沉積模式、成藏模式等缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。
通過對(duì)遼中凹陷西斜坡湖底扇物源體系、古地貌與坡折體系、湖平面變化進(jìn)行分析,探討其沉積模式,在對(duì)旅大10-6 油田湖底扇沉積的巖石學(xué)特征,測(cè)井相、地震相特征及沉積相標(biāo)志認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,梳理湖底扇型巖性油氣藏的勘探發(fā)現(xiàn)歷程、油氣藏特征及油氣成藏模式,以期為今后斜坡帶湖底扇型隱蔽油氣藏的勘探提供參考。
遼中凹陷位于渤海海域東北部、遼東灣坳陷中部,東西兩側(cè)分別被遼東凸起和遼西凸起所夾持,是遼東灣坳陷中面積最大的富生烴凹陷,面積約4 800 km2。在四十多年的勘探中,于區(qū)域內(nèi)中央反轉(zhuǎn)帶相繼發(fā)現(xiàn)了旅大21-2、旅大27-2、旅大16-3等大中型油氣田,勘探實(shí)踐表明其為有利的油氣聚集區(qū)。
遼中凹陷在構(gòu)造上整體表現(xiàn)為東斷西超的典型箕狀特征,東側(cè)為受遼東1號(hào)斷層控制的陡坡帶,西側(cè)是狹長(zhǎng)寬緩的斜坡帶。研究區(qū)遼中凹陷西側(cè)斜坡帶(以下簡(jiǎn)稱為西斜坡)緊鄰生烴中心,成藏條件好,鉆井揭示古近系發(fā)育完整,自下而上分別為孔店組、沙河街組和東營組。其中,東營組為區(qū)域主要勘探目標(biāo),自下而上可進(jìn)一步劃分為東三段、東二段和東一段,湖底扇沉積體系主要發(fā)育在東三段(圖1)。東三段厚度為478~1 207 m,巖性分為3 段,上部為厚層泥巖夾薄層砂巖,中部以厚層泥巖為主,夾少量薄砂層,下部為泥巖與砂巖不等厚互層,局部發(fā)育中—厚層細(xì)砂巖。
圖1 遼中凹陷構(gòu)造位置(a)和古近系巖性地層綜合柱狀圖(b)Fig.1 Structural location of Liaozhong Sag(a)and stratigraphic column of Paleogene(b)
渤海周緣前新生界地層層序研究表明,遼中凹陷西斜坡物源區(qū)包括遼西凸起和渤海灣盆地外西部燕山褶皺帶。研究區(qū)古地貌恢復(fù)圖(圖2)顯示,東三段沉積早期,遼西凸起部分出露在水面之上,形成“鏈狀島”,能夠提供一定的物源供給,而沒于水下的部分形成了潛在的輸砂通道,可將燕山褶皺帶的物源供給輸送至研究區(qū)內(nèi),為湖底扇沉積提供了物質(zhì)基礎(chǔ);東三段沉積中期,遼西凸起大部分沒于水下,僅少量出露水面,其作為研究區(qū)物源的有效性進(jìn)一步下降,而燕山褶皺帶則持續(xù)供源,形成了大規(guī)模的辮狀河三角洲沉積,越過遼西凸起,為研究區(qū)供源。
圖2 遼中凹陷西斜坡古近系東營組三段沉積期源-匯體系Fig.2 Source-sink system of Ed3 in the western slope of Liaozhong Sag
在東三段沉積期,遼西凸起出露母巖主要為中生代火成巖,燕山褶皺帶出露大面積的太古代變質(zhì)巖,而東三段湖底扇碎屑鋯石測(cè)年顯示其年齡主要為2 500 Ma,在200 Ma 也有少量分布,這說明研究區(qū)碎屑巖中鋯石以太古代的碎屑鋯石為主,只有少量的中生代碎屑鋯石,進(jìn)一步證實(shí)了燕山褶皺帶是主要的物源供給區(qū),而遼西凸起為次要物源供給區(qū)。
綜上所述,研究區(qū)湖底扇是渤海灣盆地內(nèi)、外共同供源的結(jié)果,盆外大規(guī)模的物源供給和變質(zhì)巖的母巖區(qū)提供了碎屑物質(zhì)和優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)集砂體。
斷陷湖盆斜坡帶與陡坡帶相比地形相對(duì)平緩,但在沉積作用和構(gòu)造作用的控制下,常發(fā)育沉積坡折帶和斷裂坡折帶。
沉積坡折帶是指由于不同沉積體系的沉積速率差異造成地形坡度突變,從而在空間形態(tài)上形成的坡折帶。地形坡度發(fā)生變化為早期沉積物滑動(dòng)、滑塌提供了有利條件,直接控制了重力流卸載的主要發(fā)育位置。研究區(qū)東三段沉積中期,從遼西凸起向遼中凹陷湖盆中進(jìn)積的辮狀河三角洲沉積體系在斜坡帶形成了沉積坡折,該坡折位于三角洲平原與三角洲前緣的結(jié)合位置,在地震剖面上一般與前積反射的頂部相對(duì)應(yīng),并且與湖底扇沉積具有較為清晰的界線(圖3),其形成與早期三角洲沉積所形成的古地貌背景息息相關(guān)。
圖3 遼中凹陷西斜坡古近系東營組三段沉積坡折帶控制湖底扇卸載位置Fig.3 Sedimentary slope break zone controls the unloading position of the sublacustrine fan of Ed3in the western slope of Liaozhong Sag
斷裂坡折是受控凹斷裂及區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力影響而形成的具有一定斷層坡度和斷距的斷裂組合,整體斷裂發(fā)育規(guī)模較小,平面上多呈近東西向展布,地層以緩坡與凹陷相連接,向湖盆中心還發(fā)育次級(jí)斷裂坡折,形成較為明顯的沉積坡折。斷裂坡折帶形成的微古地貌變化控制著局部砂體搬運(yùn)方向和差異富集程度,如研究區(qū)旅大10-5構(gòu)造主要發(fā)育反向斷層形成的斷裂坡折帶,碎屑物的運(yùn)移受到遮擋,湖底扇集中發(fā)育,而旅大10-6 構(gòu)造發(fā)育同向斷裂坡折帶,湖底扇沿?cái)嚯A帶向湖方向展布。
東三段沉積期,研究區(qū)湖平面整體呈現(xiàn)出不斷上升的過程,受到頻繁變化的湖平面影響,形成多期次級(jí)湖泛面,湖底扇體系與三角洲體系在時(shí)間上先后發(fā)育、在空間上錯(cuò)位互補(bǔ)。東三段沉積初期,湖平面相對(duì)較低,沉積可容納空間較小,遼西凸起整體出露水面,遼中凹陷僅能接受遼西凸起供給物源,形成辮狀河三角洲沉積,隨著湖平面上升,遼西凸起沉沒水下,湖盆欠補(bǔ)償形成湖相泥巖沉積。湖平面變化與物源體系變化耦合形成了三角洲、湖泊和湖底扇沉積,三者在空間上的反復(fù)疊置為巖性圈閉的形成提供了良好的保存條件(圖4)。
圖4 遼中凹陷西斜坡古近系東營組三段湖平面變化控制湖底扇垂相疊置關(guān)系Fig.4 Lake level changes control the vertical superposition relationship of the sublacustrine fan of Ed3in the western slope of Liaozhong Sag
東三段沉積早期,湖平面較低,提供的可容納空間有限,遼西凸起南側(cè)整體出露水面,為旅大10-5構(gòu)造辮狀河三角洲沉積提供了物源。北側(cè)凸起出露規(guī)模較小,僅能形成規(guī)模較小的三角洲沉積,三角洲沉積體發(fā)生滑塌,在旅大10-6 構(gòu)造形成了湖底扇沉積(圖5a)。
東三段沉積中期,湖平面開始上升,可容納空間逐漸變大,遼西凸起整體沉入水下,僅有少量出露,形成了“鏈狀島”,水淹沒部分形成了有效的輸砂通道,燕山褶皺帶的盆外物源形成的大型辮狀河三角洲可通過“鏈狀島”之間的輸砂通道進(jìn)入研究區(qū),形成了大規(guī)模的辮狀河三角洲沉積。旅大10-5構(gòu)造受反向斷裂坡折控制,湖底扇相對(duì)集中發(fā)育,而旅大10-6 構(gòu)造受沉積坡折和順向斷裂坡折控制,滑動(dòng)滑塌體沉積于坡腳部位,易向砂質(zhì)碎屑流轉(zhuǎn)化,并表現(xiàn)為舌狀體向湖方向延伸(圖5b)。
東三段沉積晚期,湖平面進(jìn)一步上升,可容納空間充足,燕山褶皺帶物源供給持續(xù)增強(qiáng),碎屑物越過遼西凸起在研究區(qū)卸載沉積,形成了大型的辮狀河三角洲體系。受繼承性古地貌背景和持續(xù)斷裂活動(dòng)的影響,三角洲滑塌在旅大10-5 構(gòu)造和旅大10-6 構(gòu)造分別形成湖底扇沉積(圖5c)。
對(duì)遼中凹陷西斜坡旅大10-6 油田5 口井東三段174 個(gè)巖石薄片進(jìn)行鑒定發(fā)現(xiàn),巖性主要為中—細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖(圖6a),礦物成分主要為石英、長(zhǎng)石和巖屑,其中石英體積分?jǐn)?shù)為16.0%~38.0%,平均為26.6%;長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)為30.0%~48.0%,平均為40.7%;巖屑體積分?jǐn)?shù)為15.0%~45.0%,平均為32.7%,巖屑成分以巖漿巖和變質(zhì)巖巖塊為主。碎屑顆粒分選性中等—好,呈次圓—次棱狀,成分成熟度較低,結(jié)構(gòu)成熟度較高。
圖6 遼中凹陷西斜坡古近系東營組三段湖底扇儲(chǔ)層巖石類型及孔隙特征Fig.6 Sublacustrine fan reservoirs rock types and pore characteristics of Ed3in the western slope of Liaozhong Sag
儲(chǔ)層孔隙類型主要為原生粒間孔和溶蝕粒間孔,見少量粒內(nèi)溶孔,孔隙發(fā)育一般,連通性較差。粒間充填物主要為鐵白云石、菱鐵礦和高嶺石,其中菱鐵礦呈凝塊狀分散于粒間,鐵白云石呈星點(diǎn)狀分布,高嶺石呈分散狀充填粒間。顆粒間以點(diǎn)-線、線接觸為主,長(zhǎng)石風(fēng)化程度中等(圖6b)。
顆粒粒度的分布和分選性是判斷沉積環(huán)境和水動(dòng)力的標(biāo)志,常用粒度概率累積曲線及C-M圖(C為累積曲線上算數(shù)百分比值為1%處對(duì)應(yīng)的粒徑,M為累積曲線上算數(shù)百分比值為50%處對(duì)應(yīng)的粒徑)來判斷沉積環(huán)境及水動(dòng)力特征[26]。研究區(qū)東三段砂體顆粒粒度概率累積曲線為“一跳一懸”式,滾動(dòng)次總體不發(fā)育,跳躍總體和懸浮總體占優(yōu)勢(shì),跳躍次總體的體積分?jǐn)?shù)約為60%,懸浮總體體積分?jǐn)?shù)約為40%,兩者交點(diǎn)粒度Φ值為2,粒度較小,代表受牽引流影響的重力流沉積(圖7a)。研究區(qū)東三段砂體顆粒粒度在C-M圖上表現(xiàn)出數(shù)據(jù)點(diǎn)與C=M線平行的特征,即以遞變懸浮總體為主,代表快速沉積作用下形成的未經(jīng)分選的沉積物,也說明流體性質(zhì)以重力流為主(圖7b)。
圖7 遼中凹陷西斜坡古近系東營組三段砂體粒度分析Fig.7 Sand particle size of Ed3 in the western slope of Liaozhong Sag
測(cè)井響應(yīng)特征不僅能反映巖-電對(duì)應(yīng)關(guān)系,也能指示沉積相帶。研究區(qū)東三段湖底扇按照沉積位置和形成機(jī)制可進(jìn)一步劃分為內(nèi)扇、中扇和外扇3個(gè)亞相,從測(cè)井曲線的變化可以看出湖底扇內(nèi)扇—中扇—外扇沉積相帶的變化。內(nèi)扇亞相距物源區(qū)位置最近,沉積物粒度最大,巖性以中—細(xì)砂巖為主,測(cè)井響應(yīng)特征為高電阻率值和低自然伽馬值,電阻率和自然伽馬曲線均表現(xiàn)為鐘形和箱形(圖8a);中扇亞相距離物源區(qū)相對(duì)較遠(yuǎn),巖性以細(xì)砂巖為主,見少量粉砂巖,從內(nèi)扇—中扇顆粒粒度逐漸變小,測(cè)井響應(yīng)特征為中—高電阻率值和低自然伽馬值,電阻率和自然伽馬曲線均為齒化箱形和鐘形(圖8b);外扇亞相靠近湖盆中心,巖性以砂泥薄互層為主,粒度最小,測(cè)井響應(yīng)特征為中電阻率值和中—低自然伽馬值,電阻率和自然伽馬曲線均為齒形或指形(圖8c)。此外,東三段測(cè)井曲線整體表現(xiàn)為多個(gè)箱形或齒化箱形疊加,反映了多期湖底扇相互疊置發(fā)育的沉積特征。
圖8 遼中凹陷西斜坡古近系東營組三段湖底扇測(cè)井相特征Fig.8 Logging facies characteristics of sublacustrine fan of Ed3in the western slope of Liaozhong Sag
湖底扇沉積具有獨(dú)特的地震相特征,表現(xiàn)為與相鄰的湖相或三角洲相沉積的波阻抗差異較大。研究區(qū)東三段湖底扇為大套湖相泥巖沉積背景下發(fā)育的厚層砂巖夾薄層泥巖的巖性組合,地震反射特征表現(xiàn)為“底平頂凸”透鏡狀或丘狀外形結(jié)構(gòu),東三段頂、底均為強(qiáng)振幅反射,地層內(nèi)部呈現(xiàn)出多個(gè)低頻、強(qiáng)振幅連續(xù)反射,具有較小規(guī)模的前積特征,反映出湖底扇內(nèi)部有多期主溝道相疊加,與圍巖泥巖的弱振幅空白反射明顯不同,平面上呈多期湖底扇疊置連片分布(圖9)。
圖9 遼中凹陷西斜坡古近系東營組三段湖底扇地震相特征Fig.9 Seismic facies characteristics of sublacustrine fan of Ed3 in the western slope of Liaozhong Sag
研究區(qū)東三段湖底扇沉積中的中扇亞相是最有利的勘探相帶,鉆井取心主要集中在中扇亞相。從巖心可以識(shí)別出水平層理、泥巖漂礫、拉條狀的泥巖撕裂屑及土黃色的磨圓度較好的泥礫,在粒度變小的巖心段具有明顯的滑塌變形構(gòu)造,在砂底可見砂泥巖突變面、變形層理等多種沉積構(gòu)造(圖10)。
圖10 遼中凹陷西斜坡LD10-6-2 井古近系東營組三段湖底扇巖心照片F(xiàn)ig.10 Core photos of sublacustrine fan of Ed3 of well LD10-6-2 in the western slope of Liaozhong Sag
遼中凹陷西斜坡的勘探始于20 世紀(jì)90 年代,由于整個(gè)斜坡帶形態(tài)寬緩、構(gòu)造簡(jiǎn)單且?guī)缀醪话l(fā)育斷層,無法形成有效的構(gòu)造圈閉,近三十年勘探僅獲得了錦州27-6 油氣田和錦州31-1 氣田2 個(gè)小型商業(yè)發(fā)現(xiàn)。2018年,根據(jù)走滑控圈模式在斜坡南段解釋發(fā)現(xiàn)了旅大10-5 和旅大10-6 構(gòu)造,但這2 個(gè)構(gòu)造斷裂系統(tǒng)復(fù)雜,單個(gè)斷塊圈閉面積僅為0.8~2.5 km2,勘探風(fēng)險(xiǎn)極大。旅大10-6 構(gòu)造經(jīng)歷了近五年3 輪次的勘探,主要包括構(gòu)造勘探階段、巖性探索階段和巖性評(píng)價(jià)階段。
2018 年,從構(gòu)造圈閉勘探轉(zhuǎn)為巖性圈閉勘探,在東三段發(fā)現(xiàn)的湖底扇砂體總面積約為57.7 km2,內(nèi)部可追蹤7 期砂體,單期面積為2.3~9.5 km2,古近系湖底扇型巖性油氣藏勘探領(lǐng)域獲得重大突破。為探索研究區(qū)含油氣性及油氣成藏模式,在構(gòu)造圈閉面積大、儲(chǔ)層發(fā)育的斷塊鉆探了LD10-6-1 井,于東三段鉆遇了4 期湖底扇砂體,砂巖總厚度為239.1 m,單砂層厚度為1.6~33.5 m,平均厚度為9.7 m,測(cè)井解釋油層總厚度為67.7 m,氣層總厚度為17.8 m,多個(gè)油組未揭示油水界面,湖底扇型巖性油氣藏初露端倪。
2019—2020 年,為了探索研究區(qū)巖性油氣藏模式、擴(kuò)大儲(chǔ)量規(guī)模,開展了湖底扇巖性目標(biāo)整體研究,針對(duì)該區(qū)中深層進(jìn)行了三維地震資料重新處理,識(shí)別并精細(xì)刻畫了旅大10-5 和旅大10-6 這2 個(gè)構(gòu)造區(qū)共39 個(gè)湖底扇砂體。結(jié)合沉積及油氣運(yùn)聚條件研究,優(yōu)選儲(chǔ)層發(fā)育、油氣匯聚條件好的湖底扇,按照巖性油藏模式設(shè)計(jì)并鉆探的LD10-6-2 井在東三段鉆遇4 期湖底扇砂體,砂巖總厚度為187.6 m,測(cè)井解釋油層厚度為57.7 m,氣層厚度為74.3 m,氣層測(cè)試獲日產(chǎn)氣40.3×104m3、日產(chǎn)油212.6 m3,油層測(cè)試獲日產(chǎn)油241.2 m3、日產(chǎn)氣4.5×104m3,證實(shí)了斜坡帶巖性勘探的巨大潛力,確立了研究區(qū)巖性油氣藏模式。
2020—2021 年,為了加深湖底扇的特征及分布研究,在旅大10-5、旅大10-6 構(gòu)造區(qū)開展了整體評(píng)價(jià)鉆探,在鉆探過程中發(fā)現(xiàn)部分探井儲(chǔ)層砂體橫向快速尖滅、儲(chǔ)層發(fā)育但整體見水等復(fù)雜情況,3 口評(píng)價(jià)井接連失利。針對(duì)儲(chǔ)層尖滅問題,開展層序地層研究、劃分沉積期次、恢復(fù)不同沉積期古地貌,進(jìn)而明確物源、古地貌及湖平面變化共同控制湖底扇分布及富砂性。同時(shí)開展油氣運(yùn)聚研究,明確了“匯聚脊-通源斷層-順向砂體”三元耦合湖底扇規(guī)模性源外油氣成藏模式,重新優(yōu)選了具備有利運(yùn)聚背景的3 個(gè)湖底扇開展鉆探。其中,LD10-6-6 井在東三段鉆遇厚層湖底扇砂體,厚度達(dá)153.7 m,測(cè)井解釋油層厚度24.0 m,氣層厚度29.8 m,證實(shí)了“物源-坡折帶-湖平面”控制的富砂模式和“匯聚脊-通源斷層-順向砂體”控制的油氣富集規(guī)律,確定了遼中凹陷西斜坡巖性油氣藏的規(guī)模。
旅大10-6 油田位于遼中凹陷中洼西斜坡,緊鄰生烴主洼,油源供給充足,整體成藏條件優(yōu)越。主力含油層系東三段主要發(fā)育湖底扇沉積,砂體平面分布范圍較廣,縱向上多期疊置,單砂體面積為3.47~52.74 km2,平均厚度為5.5~52.5 m,儲(chǔ)層孔隙度為14.1%~20.8%,平均為18.0%,滲透率為0.3~203.3 mD,平均為45.7 mD,具有中孔、低滲特征。
受多條斷層和不同期次砂體控制,旅大10-6 油田東三段可分為20 個(gè)相互獨(dú)立的油氣藏,其中11個(gè)油藏、9 個(gè)氣藏,埋深為2 660.0~3 420.0 m?;跍y(cè)試和取樣資料可知,該區(qū)東三段地層溫度為70.70~113.50 ℃,溫度梯度為2.84 ℃/100 m,原始地層壓力為24.652~35.233 MPa,壓力系數(shù)為1.055,壓力梯度為1.07 MPa/100 m,屬于常溫、常壓油氣藏。油藏原油為輕質(zhì)油,具有低含硫、高含蠟、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量中等、凝固點(diǎn)高的特征,地面(20 ℃)原油密度為0.831~0.833 g/cm3,50 ℃時(shí)黏度為2.67~2.90 mPa·s。其中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%,蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.14%~18.99%,凝固點(diǎn)為24.0~26.0 ℃,氣油比199~233 m3/m3。
該區(qū)氣藏中天然氣具有低含CO2、微含硫、不含氦氣的特征,其中CH4和C2H6—C6H14以上氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為81.45%~85.89%和12.15%~16.74%,N2和CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0~0.31%和1.50%~1.65%。天然氣相對(duì)密度為0.674~0.744,H2S 密度為6.45~12.37 mg/m3。凝析油具有低密度、低黏度、低含硫、中含蠟、凝固點(diǎn)低的特征,地面(20 ℃)凝析油密度為0.765 g/cm3,黏度為0.92~0.97 mPa·s。
遼中凹陷發(fā)育古近系沙河街組三段(沙三段)、沙一—二段和東三段共3 套烴源巖。油源對(duì)比結(jié)果顯示,研究區(qū)油樣色-質(zhì)譜表現(xiàn)出中—高4 甲基甾烷、中—高伽馬蠟烷及C27甾烷優(yōu)勢(shì)等特征,反映出深層沙河街組是主力供烴層系。因此,東營組湖底扇砂體儲(chǔ)層為“下生上儲(chǔ)”成藏,屬于“脊-斷”耦合成藏模式。旅大10-5、旅大10-6 構(gòu)造區(qū)深部發(fā)育2 條近東西向構(gòu)造脊,構(gòu)造脊上沙三段發(fā)育的砂礫巖分布面積較大,凹陷區(qū)沙河街組油氣生成之后,經(jīng)過初次運(yùn)移直接進(jìn)入與烴源巖相接的沙三段砂礫巖體中,再通過構(gòu)造脊由凹陷區(qū)向斜坡帶橫向運(yùn)移并聚集在構(gòu)造脊高部位形成構(gòu)造脊“中轉(zhuǎn)站”油氣藏。隨著斜坡帶斷層的幕式活動(dòng),切脊斷層將深部砂礫巖中匯聚的油氣向上部東三段湖底扇儲(chǔ)層中垂向轉(zhuǎn)移,形成了高效的垂向運(yùn)移通道,而非切脊斷層只能將斷面周圍接觸的烴源巖所生成的少量油氣運(yùn)移至淺層,形成垂向差異運(yùn)移。油氣到達(dá)湖底扇砂體后,由于斷層的分割作用,產(chǎn)生側(cè)向分流,優(yōu)先在順向砂體中聚集。東三段湖底扇發(fā)育的斜坡區(qū)整體以湖相泥巖沉積為主,湖底扇優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層包裹在厚層泥巖之間,形成了“泥包砂”的特征,油氣保存條件較好。因此,研究區(qū)形成了以旅大10-6構(gòu)造區(qū)為代表的“匯聚脊-通源斷層-順向砂體”三元耦合湖底扇規(guī)模性源外油氣成藏模式(圖11)。
圖11 遼中凹陷西斜坡“匯聚脊-通源斷層-順向砂體”油藏模式Fig.11 Hydrocarbon accumulation model of“convergence ridge-source fault-parallel sand body”in the western slope of Liaozhong Sag
根據(jù)砂體的規(guī)模、“匯聚脊-斷層-砂體”配置關(guān)系,優(yōu)選具有匯聚脊背景、有通源斷層且正向充注的扇體進(jìn)行部署鉆探,已確定旅大10-6 構(gòu)造探明油當(dāng)量為3 000×104t,是遼中凹陷西斜坡首個(gè)發(fā)現(xiàn)的大型輕質(zhì)巖性油氣田。
(1)遼中凹陷西斜坡古近系東營組三段受盆外燕山褶皺帶與遼西凸起雙物源體系影響,以前者為主,坡折帶和微古地貌變化控制湖底扇的形成位置和富砂程度,從而形成了多種類型的富砂沉積體系,在多期湖平面變化和物源變化的控制下,各類地層圈閉、巖性圈閉廣泛發(fā)育,是有利的勘探區(qū)帶。
(2)油氣運(yùn)聚能力是源外型巖性油氣藏成藏的關(guān)鍵因素,深部匯聚脊對(duì)遼中凹陷西斜坡古近系東營組的油氣起到了初次匯聚的作用,再通過長(zhǎng)期活動(dòng)的垂向通源斷裂二次運(yùn)移進(jìn)入到源外砂體中聚集成藏。源-匯體系控制形成的有效巖性圈閉與“脊-斷-砂”三元耦合的油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)移模式控制了源外成藏與油氣富集。
(3)遼中凹陷旅大10-6 油氣田的發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了渤海海域斜坡帶湖底扇型巖性油氣勘探的領(lǐng)域性突破,對(duì)整個(gè)渤海油田及陸上相近沉積背景的斜坡帶勘探具有重要的借鑒意義。