遼西建昌地區(qū)中—新元古界原生油氣藏成藏條件分析

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院）

遼西建昌地區(qū)中—新元古界原生油氣藏成藏條件分析

楊時(shí)杰

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院）

遼寧西部建昌地區(qū)為一殘留型構(gòu)造盆地，中—新元古界中發(fā)育以下馬嶺組、鐵嶺組、洪水莊組為主要生油層的烴源巖系。有機(jī)質(zhì)地化指標(biāo)測定表明洪水莊組泥頁巖、鐵嶺組頁巖和下馬嶺組泥頁巖大部分達(dá)到好－優(yōu)烴源巖標(biāo)準(zhǔn)，配合在海相及海陸過渡相時(shí)期發(fā)育的碳酸鹽巖儲(chǔ)層和砂巖儲(chǔ)層，在斷裂和不整合面疏通的情況下具有較好的生儲(chǔ)蓋組合。中生代經(jīng)歷了印支運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的推覆構(gòu)造作用，發(fā)育多種類型構(gòu)造圈閉。結(jié)合油源對比分析，表明中—新元古界發(fā)育古生古儲(chǔ)型油氣藏，提出了相應(yīng)的成藏模式。

中元古界；新元古界；烴源巖；儲(chǔ)集層類型；圈閉類型；油氣成藏；成藏模式

國內(nèi)關(guān)于中—新元古界的研究主要集中于揚(yáng)子地臺(tái)的川西北地區(qū)和華北地臺(tái)的宣龍、冀北、遼西坳陷［1-4］。前人的研究主要是通過分析野外踏勘取得的元古界烴源巖樣品，評價(jià)中—新元古界的潛在烴源巖地球化學(xué)特征及油氣資源潛力，其中馬滿興［5-6］的研究主要集中于建昌地區(qū)的構(gòu)造特征及油氣充注期次。本文針對遼西建昌地區(qū)中生界覆蓋區(qū)的中—新元古界，主要利用1370km的二維地震資料、僅有的兩口中—新元古界的探井（建A井和建B井）鉆探成果，以及野外七個(gè)露頭剖面的踏勘所獲得的烴源巖樣品，并結(jié)合前人在該地區(qū)所做的工作成果［7］，對建昌地區(qū)中—新元古界原生油氣藏成藏條件展開探討與分析，并借助區(qū)域地質(zhì)資料合理地解釋本區(qū)的中—新元古界逆沖構(gòu)造帶類型，提出相應(yīng)的油氣成藏模式。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

建昌地區(qū)位于華北地層區(qū)燕山分區(qū)遼西小區(qū)的中部，為一殘留型構(gòu)造盆地。構(gòu)造位置上，建昌地區(qū)位于內(nèi)蒙隆起的東側(cè)，郯廬斷裂帶的西側(cè)（圖1），出露的地層有太古宇建平群，中元古界長城系和薊縣系，新元古界青白口系，古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系，中生界三疊系、侏羅系和白堊系（圖1）。

建昌地區(qū)中—新元古代在早期表現(xiàn)為海相沉積，晚期為海陸過渡相地臺(tái)沉積。野外露頭的典型剖面在河北薊縣一帶。結(jié)合鉆井資料，明確了中—新元古代沉積地層自下而上發(fā)育薊縣系楊莊組、霧迷山組、洪水莊組和鐵嶺組，以及青白口系下馬嶺組、龍山組和景兒峪組（圖2）［8］。

2 油氣成藏條件

2.1 發(fā)育多套烴源巖，生烴潛力大

針對建昌地區(qū)中—新元古界烴源巖的研究，主要是結(jié)合野外露頭觀察與探井單井評價(jià)，通過巖性、巖相及源巖樣品地化指標(biāo)分析，明確了研究區(qū)主要發(fā)育三套烴源巖:洪水莊組、鐵嶺組、下馬嶺組。這三套源巖的厚度及巖性變化如表1所示，其沉積期巖相古地理如下。

洪水莊期 為閉塞海沉積，沉積相為潮間帶上潟湖亞相，以灰黑色頁巖為主，底部偶見白云巖夾層。

楊時(shí)杰：1981年生，碩士，工程師。2007年長江大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)畢業(yè)，獲碩士學(xué)位。主要從事地震地質(zhì)綜合解釋及勘探部署工作。通訊地址:124010遼寧省盤錦市石油大街95號(hào)；電話:（0427）7290801

圖1 遼西建昌地區(qū)地質(zhì)簡圖與研究樣點(diǎn)分布圖

表1 建昌地區(qū)中—新元古界烴源巖厚度統(tǒng)計(jì)表

圖2 遼西建昌地區(qū)中—新元古界綜合柱狀圖

鐵嶺期 海侵范圍比洪水莊期略有擴(kuò)大。沉積相是潮上帶—潮間帶，主要為潮間帶上潟湖亞相，近岸淺灘亞相。

下馬嶺期 海侵僅局限于朝陽南部的波羅赤、凌源的溝門子和承德以南一帶。海域內(nèi)縮，基本呈半封閉狀。沉積區(qū)出露地層最厚達(dá)300m（位于松嶺子一帶），主要為灰黑色、黃綠色頁巖沉積，屬潮間帶上低能環(huán)境潟湖亞相①代宗仰，嚴(yán)恒，李正，等.遼西中上元古界石油地質(zhì)條件研究及勘探選區(qū)［R］.遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，2011.。

從宏觀上分析，洪水莊組源巖分布比較穩(wěn)定，其次為鐵嶺組及下馬嶺組烴源巖。結(jié)合源巖的地化指標(biāo)分析，綜合評價(jià)本區(qū)中—新元古界烴源巖指標(biāo)如表2所示。

綜合分析認(rèn)為，本區(qū)的主力烴源巖為洪水莊組泥頁巖，分布穩(wěn)定，有機(jī)質(zhì)類型以腐泥型為主，熱演化程度整體處于成熟—高成熟階段，評價(jià)為優(yōu)質(zhì)烴源巖，其次為鐵嶺組頁巖和下馬嶺組頁巖。采用成因法計(jì)算出建昌盆地具有比較可觀的油氣資源量②鄭福長，劉曉峰,鄧小霖，等.建昌盆地油氣勘探前景分析［R］.遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，2006.。

2.2 發(fā)育多套儲(chǔ)集層

根據(jù)本區(qū)周邊露頭所見油氣顯示層位及探井錄井油氣顯示層段，確認(rèn)本區(qū)有碳酸鹽巖和碎屑巖兩類儲(chǔ)層。

表2 建昌地區(qū)中—新元古界烴源巖綜合評價(jià)表

碳酸鹽巖儲(chǔ)層 主要分布在鐵嶺組和霧迷山組。鐵嶺組儲(chǔ)層以白云質(zhì)灰?guī)r為主，由于受構(gòu)造改造，發(fā)生揉皺現(xiàn)象，裂縫十分發(fā)育。儲(chǔ)集空間主要為裂縫、溶孔。測井評價(jià)有兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，孔隙度為1.2%和1.3%，平均1.25%，滲透率為0。常規(guī)巖心分析孔隙度為1.3%～2.5%，平均1.93%，滲透率為（0.02～

0.2）×10-3μm2，平均0.1×10-3μm2。孔、滲值均偏小，應(yīng)為孔隙及裂縫分布的非均質(zhì)性造成。霧迷山組儲(chǔ)層以灰質(zhì)白云巖為主，儲(chǔ)集空間主要為裂縫。裂縫主要為兩種，一種為構(gòu)造縫，部分被礦物充填（圖3a），一種為溶解縫，半充填（圖3b）①。

碎屑巖儲(chǔ)層 主要發(fā)育在龍山組及下馬嶺組。龍山組儲(chǔ)層巖性為含海綠石石英砂巖。石英含量35%～95%，平均77.1%；長石含量5～16%，平均9.2%。泥質(zhì)含量1%～26%，平均8.5%，巖屑含量2%～45%，平均11.7%。砂巖中部分顆粒發(fā)生溶蝕作用（圖3c），使孔隙空間擴(kuò)大，有效地增加了孔隙度和滲透率?？紫额愋椭饕獮闅堄嗔ｉg孔、溶蝕孔和微裂縫，少量粒內(nèi)溶孔。下馬嶺組儲(chǔ)層則以中—粗粒石英砂巖為主，石英碎屑占碎屑總量的98%，孔隙度15%～25%；儲(chǔ)集空間則以原生孔隙、粒間溶孔、殘余粒間溶孔為主（圖3d）。

圖3 建昌地區(qū)中—新元古界儲(chǔ)層特征

2.3 逆沖構(gòu)造背景下發(fā)育多種類型圈閉

區(qū)域構(gòu)造特征表明，中—新元古界在經(jīng)歷了后期新元古代—古生代穩(wěn)定的地臺(tái)沉降后，又經(jīng)歷了印支運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng)，形成了一系列逆沖斷裂帶。逆沖斷裂主要呈NE—NNE向展布，傾向北西，運(yùn)動(dòng)方向表現(xiàn)為自西北向東南逆沖，如地震剖面上亦能清晰地觀察到元古界逆沖到古生界之上（圖4）。在印支和燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期大的逆沖作用背景下，建昌地區(qū)發(fā)育了多種類型構(gòu)造圈閉（圖5）。

鑒于這兩期大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)勢必會(huì)影響到構(gòu)造圈閉的有效性，馬滿興［5］曾論述了該地區(qū)的構(gòu)造演化及其對成藏的影響。

2.4 古生古儲(chǔ)型油氣藏發(fā)育多套生儲(chǔ)蓋組合

考慮到中—新元古界的地質(zhì)時(shí)代跨度非常大，

為證明建昌地區(qū)油氣藏的原生性，通過建A井油樣（新元古界青白口系龍山組）與建A井源巖（中生界義縣組泥巖，古生界張夏組灰?guī)r和昌平組灰?guī)r，中元古界洪水莊組泥頁巖、鐵嶺組白云巖和霧迷山組白云巖）做了油源對比。

圖4 建昌地區(qū)逆沖構(gòu)造樣式

圖5 建昌地區(qū)構(gòu)造圈閉類型

同位素測試結(jié)果表明:建A井新元古界龍山組的原油與中生界泥巖及古生界灰?guī)r無相關(guān)性；與中元古界鐵嶺組白云巖和霧迷山組白云巖也無相關(guān)性，但與建A井中元古界洪水莊組泥巖具有相關(guān)性（圖6）。這一結(jié)果表明，建A井新元古界青

白口系龍山組碎屑巖儲(chǔ)層中的原油來自下伏的中元古界海相泥頁巖，屬于中—新元古界古生古儲(chǔ)型油藏。

圖6 建A井源巖-原油組分同位素對比圖

圖7 建昌地區(qū)中—新元古界原生油氣藏成藏模式

考慮到覆蓋于霧迷山組以上的洪水莊組泥頁巖、覆蓋于鐵嶺組以上的下馬嶺組頁巖是本區(qū)良好的蓋層及烴源層，因此認(rèn)為中—新元古界中可構(gòu)成三個(gè)完整的生儲(chǔ)蓋組合:洪水莊組—霧迷山組生儲(chǔ)蓋組合、洪水莊組—鐵嶺組生儲(chǔ)蓋組合、下馬嶺組—龍山組生儲(chǔ)蓋組合（圖2），此外洪水莊組泥質(zhì)烴源巖與龍山組砂巖也可以通過斷裂溝通構(gòu)成下生上儲(chǔ)式組合。據(jù)此建立了建昌地區(qū)中—新元古界原生油氣藏成藏模式（圖7）。

3 建議

遼西建昌地區(qū)中—新元古界的圈閉以構(gòu)造圈閉為主，發(fā)育多套生儲(chǔ)蓋組合，雖然儲(chǔ)層總體質(zhì)量較差，但仍有優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層存在；成藏條件有利，但因?yàn)樾纬赡甏眠h(yuǎn)、晚期構(gòu)造活動(dòng)期次較多，對原生油氣藏的保存不利。因此，保存條件是制約研究區(qū)成藏的關(guān)鍵因素，在源巖厚度較大的區(qū)域可以甩開勘探，風(fēng)險(xiǎn)性在于斷裂——既可以是溝通源巖的通道，也可能是油氣散失的路徑。

4 結(jié)論

（1）建昌地區(qū)主要烴源巖層為新元古界下馬嶺組、中元古界鐵嶺組和洪水莊組，主力烴源巖是洪水莊組泥頁巖。洪水莊組泥頁巖分布較穩(wěn)定，有機(jī)質(zhì)豐度達(dá)到優(yōu)質(zhì)烴源巖標(biāo)準(zhǔn)，熱演化成熟度處于生油高峰期。

（2）中生界多期的逆沖構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，不僅豐富了該地區(qū)的圈閉樣式，也有利于改造建昌地區(qū)的儲(chǔ)集條件。中—新元古界的碳酸鹽巖儲(chǔ)集層在經(jīng)歷了長期的埋藏作用后，雖然孔滲條件不是特別有利，但是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對裂縫的發(fā)育以及儲(chǔ)集性能的改善也起了至關(guān)重要的作用。

（3）在分析該地區(qū)成藏條件的基礎(chǔ)上，結(jié)合油源對比分析結(jié)果，提出了該區(qū)中—新元古界古生古儲(chǔ)型油氣藏的成藏模式。

致謝：研究過程中得到了韓霞、周鐵鎖等的指導(dǎo)與幫助，在此深表謝意。

［1］郝石生.冀遼坳陷中—上元古界原生油氣遠(yuǎn)景［J］.石油與天然氣地質(zhì)，1984，5（4）:342-348.

［2］王鐵冠，黃光輝，徐中一.遼西龍?zhí)稖显沤缦埋R嶺組底砂巖古油藏探討［J］.石油與天然氣地質(zhì)，1988，9(3):278-287.

［3］劉寶泉，秦建中，李欣.冀北坳陷中—上元古界烴源巖特征及油苗、油源分析［J］.海相油氣地質(zhì)，2000，5（1/2）:35-46.

［4］王鐵冠，韓克猷.論中—新元古界的原生油氣資源［J］.石油學(xué)報(bào)，2011，32（1）:1-7.

［5］馬滿興.建昌盆地中新元古界構(gòu)造特征及演化對成藏的影響［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2012，18:131-132.

［6］馬滿興，幕德梁，李正達(dá)，等.建昌盆地中新元古界石油地質(zhì)條件研究［J］.特種油氣藏，2013，20(2):60-64.

［7］遼寧地層典編寫組.遼寧地層典（遼寧地質(zhì)學(xué)報(bào)，特刊1號(hào)）［M］，沈陽:遼寧省地質(zhì)學(xué)會(huì)出版社，1985.

［8］遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局.遼寧省區(qū)域地質(zhì)志（地質(zhì)專報(bào)，第14號(hào)）［M］，北京:地質(zhì)出版社，1989.

編輯：趙國憲

Conditions of Hydrocarbon Accumulation in Meso-Neoproterozoic Primary Oil Reservoirs in Jianchang Area,Western Liaoning

Yang Shijie

Jianchang area is a small residual structural basin that is located in western Liaoning province.The Mesoproterozoic Tieling and Hongshuizhuang Formations and Neoproterozoic Xiamaling Formation are the main source rocks in this basin.The determination of organic geochemistry indexes shows that the Hongshuizhuang argillaceous shale,Tieling shale and most of Xiamaling shale reach to the medium to good grades of hydrocarbon source rock.If there are opening fractures and unconformity surfaces being hydrocarbon pathways,these source rocks can match with marine and transitional facies carbonate and sandstone reservoirs into favorite source-reservoir-seal assemblages.Due to Mesozoic intensive nappe tectonism experienced during the Indosinian and Yanshan movements,many types of structural traps could develop.Combined with the analysis of oil-source correlation,it is shown that primary Meso-Neoproterozoic oil reservoirs would develop and consequently a hydrocarbon accumulation model is suggested.

Mesoproterozoic;Neoproterozoic;Source rock;Reservoir type;Trap type;Hydrocarbon accumulation

TE112.31

A

2012-12-26；改回日期:2013-06-30

10.3969/j.issn.1672-9854.2013.03.002

1672-9854(2013)-03-0012-07

Yang Shijie：Master,Geology Engineer.Add:Exploration and Development Research Institute,PetroChina Liaohe Oilfield Branch Company,95 Shiyou Dajie,Panjin,Liaoning,124010,China