遼河冷家—雷家地區(qū)深層油氣成藏條件研究

周 琦，劉旭龍，聶 爽，焦建軍

（1．東北石油大學(xué)秦皇島分校；2．中國石油遼河油田分公司金馬油田開發(fā)公司；3．中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院；4．中國石油海洋工程有限公司）

遼河冷家—雷家地區(qū)深層油氣成藏條件研究

周 琦1，劉旭龍2，聶 爽3，焦建軍4

（1．東北石油大學(xué)秦皇島分校；2．中國石油遼河油田分公司金馬油田開發(fā)公司；3．中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院；4．中國石油海洋工程有限公司）

冷家—雷家地區(qū)沙三段以下的深層勘探程度非常低。文章在精細(xì)地震構(gòu)造解釋和沉積學(xué)研究的基礎(chǔ)上，利用該區(qū)與鄰區(qū)的現(xiàn)有資料，對深層油氣藏的形成條件進(jìn)行了分析和研究。結(jié)果表明，冷家—雷家地區(qū)北東向的主干斷層控制了區(qū)域構(gòu)造與沉積格局，影響了油氣的運(yùn)移和聚集；深部層系的石油地質(zhì)條件十分優(yōu)越。在陳家洼陷發(fā)育有沙四段和沙三段2套優(yōu)質(zhì)烴源巖，有機(jī)質(zhì)生烴強(qiáng)度大于500×104t/km2，為周邊地區(qū)提供了豐富的油源；沙三下亞段、沙四段、中生界和太古宇都具有良好的儲集巖；沙三中亞段發(fā)育良好的區(qū)域蓋層；深層的圈閉成因多樣，油氣運(yùn)聚條件有利，勘探潛力巨大。但該區(qū)油氣藏形成的影響因素比較復(fù)雜，油氣藏多為復(fù)合型，應(yīng)該以潛山、巖性油氣藏作為下一步的主要勘探目標(biāo)。

油氣成藏；圈閉；巖性油氣藏；潛山油氣藏；勘探目標(biāo)；冷家—雷家地區(qū)

1 勘探現(xiàn)狀

冷家—雷家地區(qū)位于遼河西部凹陷中段的陳家洼陷及周邊地區(qū)。在該區(qū)已經(jīng)先后發(fā)現(xiàn)沙一段、沙三段、沙四段油氣藏，而探明的石油儲量主要位于沙三段。深層的沙四段、中生界、太古宇勘探程度非常低，雖然有油氣顯示，但尚未獲得大的發(fā)現(xiàn)。目前鉆遇沙四段的只有雷77井等十余口探井，鉆遇中生界、太古宇的僅有陳古2井和陳古5井。為明確下一步油氣勘探的目標(biāo)和方向，筆者對該區(qū)深部層系的油氣成藏條件進(jìn)行了研究。

2 石油地質(zhì)特征

2.1 構(gòu)造特征

遼河坳陷是新生代裂谷盆地，斷裂和斷陷活動(dòng)是構(gòu)造變形的主導(dǎo)方式。冷家—雷家地區(qū)斷裂十分發(fā)育，主要形成了北東向和近東西向2組斷裂，北東向主干斷層控制了區(qū)域構(gòu)造與沉積格局，也影響著油氣的運(yùn)移和聚集［1-4］?？刂圃搮^(qū)構(gòu)造演化、沉積作用的斷層主要有陳家斷層及其伴生的陳家東斷層、雷77東斷層、冷619斷層等4條主要斷層（圖1）。斷層主要活動(dòng)期為沙三、沙四時(shí)期，其余斷層是受以上主要斷層控制的次級斷層，對構(gòu)造演化、沉積地層不起控制作用，但使局部構(gòu)造復(fù)雜化。

圖1 冷家—雷家地區(qū)主干斷裂與構(gòu)造帶劃分Fig.1 Main faults and structural zones in Lengjia-Leijia area

陳家斷層（圖1①號）是控制陳家洼陷構(gòu)造和沉積的主要斷層，走向北東，傾向南東，與邊界斷裂臺安斷層平行而傾向相反，因此向下交于臺安斷層。陳家斷層具有走滑性質(zhì)，在平面上南段為逆斷層，北段為正斷層，斷距300～500 m。陳家東斷層（圖1②號）是陳家斷層的伴生斷層，與陳家斷層平行，斷距100～300 m。雷77東斷層（圖1③號）是陳家斷層的派生斷層，為走滑構(gòu)造體系中雁行式排列的斜滑正斷層的最外側(cè)斷層，與陳家南部逆斷層相交，斷距0～150 m。陳古2東斷層（圖1④號）與陳家斷層平行，斷距50～200 m。冷619斷層（圖1⑤號）位于陳家洼陷東部，北段與雷77西斷層相交，向南逐漸與陳家斷層斜交，斷距50～100 m。

受斷裂構(gòu)造控制，該區(qū)劃分為3個(gè)構(gòu)造帶：西側(cè)為陳家洼陷帶，中間為斷裂背斜構(gòu)造帶，東側(cè)為緊鄰中央凸起的斜坡帶。位于陳家斷層西側(cè)的陳家洼陷帶總體上為一向斜構(gòu)造，受斷層控制形成了一系列鼻狀構(gòu)造；位于陳家斷層與陳家東斷層之間的斷裂背斜構(gòu)造帶，形成了一系列的半背斜構(gòu)造；位于陳家東斷層與臺安斷層之間的斜坡帶，為傾向西北的單斜構(gòu)造。

2.2 地層與沉積特征

冷家—雷家地區(qū)鉆井揭露的地層表明，太古宇變質(zhì)巖系構(gòu)成盆地基底，上覆中生界、新生界地層（表1）。古近系裂谷層序由沙河街組和東營組組成，沉積物源主要來自中央凸起，古地形總體上東高西低、北高南低［5-8］。

表1 冷家—雷家地區(qū)古近系與基底的地層、巖性和沉積特征Table 1 Stratigraphic,lithologic and sedimentary features of Paleogene and base in Lengjia-Leijia area

3 油氣成藏條件

根據(jù)石油地質(zhì)條件綜合研究結(jié)果，該區(qū)具有豐富的油源，儲層類型多樣，蓋層與圈閉條件好，可形成構(gòu)造、地層、巖性多種類型油氣藏及其組合。

3.1 具有豐富的油源與運(yùn)移聚集條件

陳家洼陷是富油氣洼陷，發(fā)育有沙四段和沙三段2套主力烴源巖，有機(jī)質(zhì)類型好、豐度高，生烴強(qiáng)度大于500×104t/km2，是西部凹陷的一個(gè)生烴中心，為周邊地區(qū)提供了充足的油源［9-10］（圖2）。斷層和不整合面形成油氣運(yùn)移的通道，如陳家斷層是該區(qū)重要的油源斷層，在斷層上下盤的不同構(gòu)造部位均已發(fā)現(xiàn)多個(gè)含油氣區(qū)塊。

3.2 具有優(yōu)越的儲集條件

圖2 遼河西部凹陷沙四段生烴強(qiáng)度等值線圖Fig.2 Contour map of hydrocarbon generation intensity in the fourth member of Shahejie Formation in the western depression of Liaohe Basin

儲層巖石類型多樣，太古宇為變質(zhì)巖和花崗巖，中生界和新生界主要是各種砂礫巖，還有少量碳酸鹽巖和火山巖。沙三段和沙四段儲集層主要是扇三角洲相沉積，儲集性以扇三角洲前緣亞相的砂礫巖最好，其次是扇三角洲平原亞相砂礫巖，孔隙類型主要是原生粒間孔隙，孔隙度平均8.7%，滲透率一般小于1 mD。沙四段湖泊白云巖相有原生孔隙和裂縫2種成因類型，孔隙度平均8.9%，滲透率一般小于1 mD。

中生界儲集層包括碎屑巖和火山巖2類，儲集空間主要為裂縫以及溶蝕孔隙。碎屑巖屬于沖積扇沉積體系，巖性以砂礫巖為主，夾紫紅色和灰色泥巖。

太古宇變質(zhì)巖儲集層孔隙類型包括裂縫、微裂縫、粒間孔隙、溶蝕孔隙等。風(fēng)化殼潛山溶蝕孔隙發(fā)育，而內(nèi)幕型潛山儲集空間主要是裂縫和微裂縫。

3.3 具有良好的生、儲、蓋組合

沙河街組三段又分3個(gè)亞段，其中沙三中亞段區(qū)域上發(fā)育大套厚層的深湖相暗色泥巖，既是良好的生油層，也是下伏深部儲層的良好蓋層，對深層油氣的保存起到了關(guān)鍵作用。

3.4 具備有利圈閉條件

冷家—雷家地區(qū)處于斜坡與洼陷的過渡地帶，構(gòu)造和沉積條件變化復(fù)雜，形成了構(gòu)造圈閉、地層圈閉、巖性圈閉等多種圈閉類型。這些圈閉的形成均早于生油巖油氣運(yùn)移時(shí)期，成為有效圈閉［11-17］。通過構(gòu)造精細(xì)解釋和儲層預(yù)測，在工區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)有利圈閉9個(gè)，面積為20.1 km2，資源量預(yù)測可以達(dá)到5422×104t。例如新發(fā)現(xiàn)太古宇潛山圈閉冷36圈閉和冷37西圈閉，屬于冷家斷裂背斜帶低潛山帶部分，構(gòu)造形態(tài)落實(shí)程度高，而且圈閉緊鄰陳家生油洼陷，油源條件優(yōu)越，目前尚未鉆探。

3.5 成藏模式與勘探目標(biāo)

研究認(rèn)為，陳家逆斷層的下盤油氣成藏條件好，可以形成地層油氣藏和巖性油氣藏，應(yīng)該作為下一步的主要勘探目標(biāo)（圖3）。陳家洼陷內(nèi)生油巖生成的油氣向側(cè)向運(yùn)移，在沙四段和沙三段內(nèi)可形成背斜油氣藏、斷塊油氣藏和巖性油氣藏及其組合。當(dāng)油氣沿不整合面運(yùn)移，在不整合面以上可形成披覆背斜油氣藏和地層不整合遮擋油氣藏；當(dāng)油氣沿?cái)鄬舆\(yùn)移，可形成裂縫油氣藏和巖性油氣藏；當(dāng)油氣沿不整合面或斷層進(jìn)入到中生界或太古宇潛山，則形成潛山油氣藏。

圖3 冷家—雷家地區(qū)中深層油氣成藏模式圖Fig.3 Diagram of hydrocarbon accumulation model in middle and deep reservoirs in Lengjia-Leijia area

4 結(jié)論

（1）冷家—雷家地區(qū)生烴、儲層、蓋層、圈閉、運(yùn)移、聚集和保存條件匹配良好，可形成構(gòu)造、地層、巖性等多種成因的油氣藏及其組合類型。在沙四段和沙三段內(nèi)具有形成構(gòu)造油氣藏和巖性油氣藏的良好條件，在中生界和太古宇具有形成潛山油氣藏和裂縫油氣藏的良好條件。

（2）冷家—雷家地區(qū)勘探方向應(yīng)當(dāng)向深層、洼陷帶擴(kuò)展，勘探目標(biāo)以地層油氣藏和巖性油氣藏為主。綜合評價(jià)陳家逆斷層的下盤成藏條件最好，沙四段、中生界、太古宇都具備十分有利的成藏條件。

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Deep oil and gas accumulation conditions in Lengjia-Leijia area of Liaohe Basin

ZHOU Qi1， LIU Xu-long2， NIE Shuang3， JIAO Jian-jun4
（1.Qinhuangdao Branch， Northeast Petroleum University，Qinhuangdao 066004， China； 2.Jinma Oilfield Development Company，PetroChina Liaohe Oilfield Company，Panjin 124010，China；3.Research Institute of Exploration and Development，PetroChina Liaohe Oilfield Company，Panjin 124010，China；4．Ocean Engineering Company Limited，PetroChina，Panjin 124010，China）

The degree ofexploration in deep zones belowthe third member ofShahejie Formation in Lengjia-Leijia area is low.Based on the fine seismic structural interpretation and sedimentologystudy,the available data fromthe studyarea and adjacent areas are used toanalyze the formation conditions ofthe deep reservoirs.The result shows that the NE main fault controls the regional structure and depositional patterns in Lengjia-Leijia area,which affects the oil and gas migration and accumulation,and the oil geological condition in the deep strata is favorable.There developed twosets ofhigh quality source rocks in the third and fourth members of Shahejie Formation in Chenjia sub-depression,with an organic hydrocarbon generation intensity greater than 500×104t/km2,which provides abundant oil sources for the surrounding areas.Favorable reservoir rocks exist in the forth member and lower third member of Shahejie Formation,Mesozoic and Archean,and good regional seals developed well in the middle section ofthe third member ofShahejie Formation.There are various traps,favorable oil and gas migration and accumulation conditions and great exploration potential.However,the factors affectingthe reservoir formation are complexand there exist compound reservoirs.It is suggested that the next promisingexploration targets should be primarilycentered on the hill and lithologic reservoirs.

oil and gas accumulation； trap； lithologic reservoirs； hill reservoir； exploration targets； Lengjia-Leijia area

TE122.3

A

2011-02-28；

2011-03-17

周琦，1963年生，男，副教授，主要從事石油地質(zhì)學(xué)與沉積學(xué)的科研和教學(xué)工作。地址：（066004）河北省秦皇島市海港區(qū)河北大街西段550號東北石油大學(xué)秦皇島分校。E-mail：qizh_dq@yahoo.com.cn

1673-8926（2011）04-0031-04

于惠宇）