遼河油田東部凹陷火成巖分布及油氣成藏組合

方炳鐘，楊光達（中石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦124010）

遼河油田東部凹陷火成巖分布及油氣成藏組合

方炳鐘，楊光達（中石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦124010）

遼河坳陷東部凹陷火成巖廣泛發(fā)育，從中生界到上第三系館陶組各層段中均有分布。綜合研究表明，東部凹陷沙三段火成巖具有成藏優(yōu)勢，目前勘探發(fā)現(xiàn)的火成巖油氣藏主要集中在沙三中亞段。對東部凹陷火成巖油氣藏的分布特征及成藏組合類型進行了總結，以期對下一步東部凹陷火成巖油氣藏勘探起到實際的指導意義。

東部凹陷；火成巖；成藏組合

火成巖油氣藏是近幾年油氣勘探的熱點，也是斷陷盆地增儲上產(chǎn)的主要油氣藏類型之一。遼河油田東部凹陷火成巖油氣藏的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了偶然發(fā)現(xiàn)、初步研究探索和規(guī)模發(fā)現(xiàn)3個階段，火成巖油氣藏勘探取得了巨大成功，建成了以粗面巖為單一目的層的千萬噸級油田——黃沙坨油田，火成巖和碎屑巖的復合型油氣田——歐利坨子油田，帶動了整個遼河油田特種油氣藏的勘探進程，進一步顯示了整個東部凹陷良好的油氣勘探前景。但是近幾年，隨著勘探程度越來越高，難度越來越大，火成巖的勘探陷入低谷。因此，有必要對東部凹陷火成巖油氣藏的分布特征及成藏組合類型進行總結，以期對今后東部凹陷火成巖油氣藏勘探起到實際的指導意義。

1 火成巖分布

受深大斷裂的影響，東部凹陷火成巖廣泛發(fā)育，從中生界到上第三系館陶組各層段中均有火成巖分布，火成巖巖石類型多樣，為油氣成藏提供了豐富的儲集空間。火成巖油氣成藏受巖性、油源和構造條件等因素的影響，因此，火成巖油氣藏的分布在橫向上和縱向上具有不均衡性和分帶性。

1.1 縱向發(fā)育特征

火成巖油氣藏受該區(qū)沉積地層縱向上的發(fā)育演化特點控制，進入古新世后，東部凹陷在區(qū)域背景上拉開了斷陷作用的序幕，即始新世－漸新世的盆地深陷階段和新近系到現(xiàn)在的坳陷階段。沙三中亞段沉積時期是東部凹陷強烈斷陷擴張期，盆地形態(tài)主要受北東、北北東主干斷層控制，一方面受斷裂活動的影響，該時期為火山活動強烈，火成巖發(fā)育［1］；另一方面形成了近千米巨厚的暗色泥巖，在后期熱演化中又達到了生油高峰期，所以沙三中亞段生儲配置條件及油源條件優(yōu)越，決定了火成巖油藏主要集中在沙三中亞段。

根據(jù)目前東部凹陷已發(fā)現(xiàn)的火成巖油氣藏來看，火成巖油氣藏縱向上埋藏深度范圍大（1500～3800m），含油層系比較集中，主要集中于沙三中亞段（Es中3）、沙一段（Es1）和東營組（Ed），但沒有形成規(guī)模（圖1）。

1.2 平面分布特征

東部凹陷火成巖油氣藏平面上分布具有不均一性。首先從探明石油地質(zhì)儲量看，黃沙坨、歐利坨子地區(qū)儲量較大，其他地區(qū)相對較少，火成巖油氣藏主要集中在中央深陷帶的熱河臺、黃沙坨地區(qū)；其次，火成巖油氣藏埋深由南往北層位變深，南部大平房、紅星和黃金帶地區(qū)含油層為東營組、沙一段火成巖，往北至駕掌寺、于樓地區(qū)含油層為沙三上亞段火成巖，再往北至熱河臺－歐利坨子和黃沙坨地區(qū)產(chǎn)油層為沙三中亞段火成巖。另外，在油燕溝地區(qū)中生界的火成巖也局部成藏（圖2）?；鸪蓭r平面上的遷移性與東部凹陷主干斷層的活動性密切相關。始新世以來，火山活動伴隨著斷裂活動，表現(xiàn)為強－弱－強的活動趨勢，不同層位火成巖的生儲配置條件差異性很大［2，3］。沙三中亞段火成巖油氣藏發(fā)育，而其他層位雖然也有火成巖發(fā)育，但基本上沒有發(fā)現(xiàn)儲量規(guī)模。

這些分布特點反映了不同構造條件下火成巖體的發(fā)育特征和分布規(guī)律不同，導致了火成巖油氣藏組合類型的不同。

圖1 東部凹陷火成巖油氣藏分布示意圖

圖2 東部凹陷中南段火成巖疊合圖

2 火成巖油氣成藏要素及組合

2.1 油氣成藏要素及特征

1）生油層 東部凹陷在裂谷發(fā)育的不同階段形成了沙三段、沙一段和東營組3套源巖，均具有區(qū)域性分布特點。研究表明，研究區(qū)沙三中亞段發(fā)育了一套半深湖－深湖相沉積的巨厚暗色泥巖，為研究區(qū)主要生油巖。其中駕掌寺洼陷、二界溝洼陷泥巖分布厚度巨大，預計暗色泥巖厚度達1300～1800m；中央深陷帶暗色泥巖厚度達600～1000m；此外，中央深陷帶沙三上亞段分布的煤層也具有一定生烴能力。從烴源巖的地球化學特征分析來看，中央深陷帶、二界溝洼陷、駕掌寺洼陷等沙三段暗色泥巖有機質(zhì)類型以Ⅱ1和Ⅱ2為主，有機碳含量達2.7499%～3.3358%，總烴含量達365～880μg/g，與西部凹陷和大民屯凹陷沙三段暗色泥巖有機質(zhì)豐度指標相當，具有很好的生烴條件。

2）儲集層 東部凹陷火成巖具有分布范圍廣、厚度大、類型多等特點。平面上，不同層位火成巖迭加連片，基本覆蓋全區(qū)，火成巖疊加面積達到了920km2，最大累計厚度達到1200m。通過巖心觀察、薄片鑒定、巖石化學分析和測井相應特征，將東部凹陷火成巖劃分為熔巖類、脈巖類、火山碎屑巖類3大類：熔巖類中的粗面巖、玄武巖、粗玄巖、安山巖；脈巖類中的輝綠巖；火山碎屑巖類中的火山角礫巖均可成為有利儲層［4］。將火成巖儲集空間分為原生和次生兩類：原生儲集空間包括氣孔、杏仁體內(nèi)孔、角礫間孔、冷凝收縮縫等；次生儲集空間包括溶蝕孔洞、構造裂縫等?；鸪蓭r自身的物性條件很差（孔隙度在1.5%～12.64%之間，平均孔隙度為5.8%；滲透率絕大多數(shù)小于1×10－3μm2），基本屬于低孔－低滲儲層，但是受后期構造改造作用發(fā)育有較多裂縫，裂縫不僅可以充當儲層，同時也起到了連通作用，有效改善了火成巖的儲層性能。因此，裂縫發(fā)育一定程度上決定了儲層的有效性。

3）蓋層 研究區(qū)對油氣起主要封堵作用的區(qū)域蓋層主要有3套：東營組、沙一段及沙三段。其中沙三中、上亞段的泥巖分布范圍最廣，不僅厚度大且多保持欠壓實狀態(tài)，具有物性封閉及超壓封閉的封閉機制，封閉性能好；沙一段、東營組也具有連續(xù)性好、厚度較大的泥巖層，同樣具備良好的封蓋能力。此外，不同層位的儲層上部厚層泥巖及致密火成巖自身，均可成為局部性蓋層。

2.2 成藏組合類型及特征

依據(jù)成藏組合的定義［5］，結合烴源巖與火成巖儲層的配置關系，依據(jù)疏導體系及儲層的差異，把東部凹陷火成巖成藏組合劃分為上部、中部和下部3個成藏組合。上部成藏組合包括東營組、沙一段的火成巖成藏組合；中部成藏組合包括沙三中亞段的火成巖成藏組合（圖3）；下部成藏組合包括中生界火成巖成藏組合。

圖3 中部成藏組合成藏模式圖

1）上部成藏組合 該套組合發(fā)育于沙一段及東營組，在研究區(qū)內(nèi)分布相對局限，主要分布在大平房和駕掌寺地區(qū)。該套組合烴源巖主要為沙三中亞段暗色泥巖；沙一段泥巖雖然也具有一定的生烴能力，但有機質(zhì)豐度較低，不具備大規(guī)模生烴能力?；鸪蓭r儲層發(fā)育，主要包括沙一段玄武巖、輝綠巖以及東營組玄武巖。不同層位玄武巖發(fā)育特征有所差異，沙一段沉積時期由于斷裂活動相對較弱，火成巖厚度相對較小，且以薄層為主；東營時期由于構造運動變強，火山活動加劇，火成巖厚度明顯變厚，最厚達到了1139m，且多以厚層狀產(chǎn)出。與此同時，部分巖漿侵入到沙一段或沙三段地層中，形成了輝綠巖。玄武巖和輝綠巖兩種儲層氣孔相對發(fā)育，受后期構造改造作用，形成裂縫，能有效改善儲集性能。蓋層主要為沙一段暗色泥巖，作為區(qū)域性蓋層；東營組暗色泥巖作為局部性蓋層。

由于該套組合自身供烴能力較差，斷層對油氣的運移、聚集起主要作用，沙三中亞段油氣通過斷裂做垂向運移，在儲集體內(nèi)沿孔隙－裂縫系統(tǒng)做橫向運移，在上部儲層中聚集成藏，主要形成“下生上儲”式次生油氣藏。由于沙三段油氣源供應不是很充足，而且油氣在運移過程中就可能聚集成藏，因此，該套組合油氣成藏幾率較小、成藏規(guī)模也不大。

2）中部成藏組合 該組合主要發(fā)育在沙三段地層。從目前發(fā)現(xiàn)的油氣藏情況看，主要分布在中央深陷帶的熱河臺、歐利坨子、黃沙坨地區(qū)。沙三段沉積早、中期為“主成盆期”，湖水較深，物源補充不足。中央深陷帶沉積環(huán)境以深湖－半深湖為主，發(fā)育了巨厚的暗色泥巖沉積，顏色以深灰、灰褐色為主；沙三段沉積晚期，裂陷活動減弱，湖水退出，在研究區(qū)發(fā)育淺湖沉積，巖性為砂泥互層，泥巖質(zhì)不純。從沙三中亞段暗色泥巖分布可以看出，泥巖累積厚度達一千多米，單層厚度最高達217.5m，泥巖占地層厚度的62.7%，是研究區(qū)最主要的烴源巖。沙三段沉積時期受斷裂影響火山活動強烈，火成巖體發(fā)育，沿主干斷裂呈串珠狀分布，巖體面積350km2，最大厚度達620m，巖性主要以粗面巖、粗安巖、玄武巖為主。中部成藏組合發(fā)育地區(qū)均位于東部凹陷構造高部位，屬于應力集中部位，經(jīng)歷了后期多期次構造運動的強烈改造。由于構造相對狹窄，加上火成巖類的特殊性，更易破碎形成裂縫，因此，火成巖具有較好的儲集條件。研究區(qū)沙三中、上亞段泥巖沉積較厚，可以作為蓋層。

該套組合的特點是自生、自儲、自蓋，屬于源內(nèi)成藏。烴源巖和蓋層條件良好，火成巖儲集體被烴源巖所包圍，具有優(yōu)先捕獲油氣的條件。油氣通過孔隙－斷裂系統(tǒng)做側向、垂向運移聚集成藏，常常形成“自生自儲”式油氣藏。

3）下部成藏組合 該組合發(fā)育在中生界地層中，主要分布在油燕溝、三界泡潛山帶。烴源巖主要來自潛山西側的生油洼陷（二界溝洼陷、歐黃深陷帶）；儲層為中生界小嶺組中酸性火成巖，主要包括安山巖、流紋巖、火山角礫巖等，安山巖屬于中性火成巖類，受構造應力的作用易形成裂縫，能形成良好儲層。蓋層主要是以上覆地層的暗色泥巖和自身致密火成巖為主。

該套組合的特點為：以斷裂為油氣運移主要通道，不整合面及裂縫輔之，油源相對充足，構造處于油氣運移的有利指向區(qū)，油氣保存條件較好。

3 結 論

1）東部凹陷火成巖油氣藏主要以粗面巖油藏為主，玄武巖、輝綠巖、安山巖均可成藏。由于火成巖油氣成藏受巖性、油源和構造條件等因素的影響，火成巖油氣藏的分布在橫向上和縱向上具有不均衡性和分帶性。縱向上，埋藏深度范圍大，含油層系主要集中在沙三中亞段；平面上主要分布在中央深陷帶的熱河臺－黃沙坨地區(qū)。

2）東部凹陷烴源巖發(fā)育，火成巖類型多樣，具備一定的儲集條件，具有優(yōu)越的油氣成藏條件。依據(jù)油氣成藏組合理論，把東部凹陷火成巖油氣藏劃分為上部、中部及下部三種油氣成藏組合。其中，中部成藏組合最為有利。

［1］廖興明.遼河盆地構造演化與油氣［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1996.

［2］趙澄林.遼河盆地火山巖與油氣［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1999.

［3］高知云.遼河盆地老第三紀火山巖及其構造環(huán)境分析［J］.西北大學學報，1993，23（4）：365～377.

［4］魏 喜.遼河斷陷盆地火山巖儲層巖石學及地球化學特征［J］.特種油氣藏，2003，10（1）：13～17.

［5］趙文智，何登發(fā).石油地質(zhì)綜合研究導論［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1999.299～303.

Igneous Rock Distribution and Reservoir－forming Combination in the Eastern Sag of Liaohe Depression

FANG Bing－zhong，YANG Guang－da（Research Institute of Petroleum Exploration and Development，Liaohe Oilfield Company，CNPC，Panjin124010，Liaoning，China）

Igneous rocks were widely developed in the eastern sag of Liaohe Depression，which were distributed in each section from Mesozoic to Neogene Guantao Formation.A comprehensive study shows that there is a superiority in hydrocarbon accumulation in igneous rocks in the middle member of Es3of the eastern sag，and currently discovered igneous reservoirs were mainly concentrated in the middle member of Es3.The distribution characteristics and reservoir－forming combination types of igneous reservoirs in the eastern sag are researched and summarized for guiding the igneous rock reservoir exploration in the eastern sag and other areas with similar geological conditions.

eastern sag；igneous rock；reservoir－forming combination

TE122

A

1000－9752（2010）05－0069－04

2010－08－05

中國石油天然氣股份有限公司科技專項項目（2009B－03－05）.

方炳鐘（1963－），男，1987年江漢石油學院畢業(yè)，高級工程師，現(xiàn)主要從事油田勘探生產(chǎn)部署研究工作。

［編輯］ 龔 丹