遼河坳陷變質(zhì)巖油藏潛山區(qū)帶類型劃分及勘探思路

畢君偉 ，張巨星 ，寧松華 ，3，楊森 ，于晗 ，張澤慧

（1.長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢 430100；2.中國石油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124010；3.長江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室，湖北 武漢 430100）

勘探實踐證實，遼河坳陷的潛山油藏呈現(xiàn)出油水組合特征復(fù)雜、成藏規(guī)律差別大、深化勘探難度大的特點［1］，因此，深入研究坳陷內(nèi)潛山的類型及其分布規(guī)律具有重要意義。

1 潛山油藏分類

通過解剖已知基巖油氣藏，發(fā)現(xiàn)分布在不同構(gòu)造部位、不同類型的基巖油氣藏特征不同，不同油藏形成的難易程度、油氣富集程度以及油藏規(guī)模也不同。

目前，潛山油氣藏的劃分方法比較多，如：依據(jù)儲集層巖性，可以劃分為變質(zhì)巖油氣藏、火成巖油氣藏、碳酸鹽巖油氣藏和碎屑巖油氣藏等；按油氣藏儲集層位，可以劃分為中生界油氣藏、古生界油氣藏、元古宇油氣藏以及太古宇油氣藏；按潛山成因，可以劃分為侵蝕殘山、塊斷山、火山堆積山等；根據(jù)潛山與蓋層的配置關(guān)系，可以劃分為潛伏型和披覆型等；按油氣藏形態(tài)，可以劃分為內(nèi)幕油氣藏和風(fēng)化殼油氣藏等［2-22］。

2 遼河坳陷潛山類型及勘探思路

結(jié)合勘探實踐，根據(jù)研究區(qū)潛山在凹陷內(nèi)所處的位置（或形態(tài)）及供油模式，將潛山區(qū)帶劃分為陡坡型和緩坡型2大類（見圖1），并進一步細分為中央滑脫斷塊型、陡坡斷階-斷塊型、緩坡斷脊-斷塊型和邊部凸起殘丘型4小類。

不同類型的潛山油氣藏，在封擋條件、油氣運移通道和運移方式等方面各不相同。

圖1 遼河坳陷潛山圈閉成藏輸導(dǎo)模式及分類

2.1 中央滑脫斷塊型

這種類型的潛山，構(gòu)造上位于凹陷中央，四周被烴源巖所包裹，具有充足的油源供給條件，烴源巖直接覆蓋在潛山之上，接觸面積大。生成的油氣以垂向和側(cè)向進入基巖圈閉中，尤其可以沿不整合面、裂縫或斷層直接進入基巖圈閉中。油氣運移到基巖后，聚集在斷層裂縫中。這種類型潛山遭受多期斷裂改造，往往構(gòu)造裂縫普遍發(fā)育，可以形成較好的儲集空間。泥質(zhì)巖不僅作為烴源巖，同時因其自身的致密特征也可以作為較好的區(qū)域蓋層，由于這些源巖泥質(zhì)巖的包裹，阻礙了油氣的逸散，使油氣富集成藏（見圖2）。

圖2 興隆臺潛山成藏模式

油藏特征表現(xiàn)為：一是此類潛山為長期發(fā)育的雙斷斷塊-殘丘山；二是中央滑脫成因造成潛山多方位與油源溝通；三是潛山儲集巖以太古界混合巖、黑云斜長片麻巖為主，且構(gòu)造破碎作用強，裂縫發(fā)育；四是潛山整體含油，為塊狀型油氣藏。

源儲配置關(guān)系：以興隆臺潛山為例，興隆臺潛山帶受多條斷層的控制作用，古近系沙河街組沙三段烴源巖對潛山具有較大的供油窗口或直接披覆在潛山之上，其高點埋深約為2 400 m，鉆遇變質(zhì)巖地層1 640 m，在基巖頂部和內(nèi)部均獲得工業(yè)油氣流。獨特的“洼中隆”的源儲配置關(guān)系，為潛山整體含油奠定了基礎(chǔ)。

成藏主控因素：一是潛山內(nèi)部儲層的分布及其相互間的連通性。由于此類潛山為中央滑脫作用而形成，儲層受斷裂改造作用強烈，主要巖性儲層（片麻巖類、中性巖類、混合巖類）均發(fā)育裂縫，儲集空間以裂縫為主，分布呈多向、高傾角網(wǎng)狀，不同深度儲層連通性較好，從而造成此類潛山整體含油。二是烴源巖剩余壓力大小影響潛山成藏規(guī)模。由于潛山處于洼陷巨厚泥巖包裹之中，烴源巖形成的超壓體系的供烴與封蓋能力，可以用烴源巖的剩余壓力大小來定量評價［6-7］。統(tǒng)計興隆臺沙三段泥巖發(fā)現(xiàn)，沙三中上部泥巖封蓋層累計厚度300～500 m，連續(xù)厚度 50～200 m，埋深1 500～3 000 m，平均剩余壓力為9 MPa，最大達到17 MPa。正是因為洼陷之中烴源巖的剩余壓力大，配合內(nèi)幕各巖性中裂縫的發(fā)育，形成了興隆臺潛山多方向、多輸導(dǎo)模式的供油特點。烴源巖剩余壓力越大，潛山成藏規(guī)模越大，越容易形成潛山內(nèi)幕整體含油特征（見圖3）。

圖3 雙臺子潛山成藏模式

綜上所述，中央滑脫斷塊型潛山油氣藏成藏條件優(yōu)越，含油幅度大，儲層連通性好，具有統(tǒng)一油水界面，勘探思路是“干層之下找油層”。中央滑脫斷塊型潛山一般整體含油，也就是在勘探到油層之下的干層仍可以繼續(xù)勘探，應(yīng)該可以勘探到油層。

以興隆臺潛山為例，興隆臺潛山的主體為太古宇的古地貌斷塊山，同時具有太古界和中生界疊置的特殊的雙元結(jié)構(gòu)［8］。四周被陳家洼陷、盤山洼陷、清水洼陷和冷東斷槽帶所圍限，是典型的“洼中之隆”，縱向被沙三段、沙四段的烴源巖包裹，油氣供給充足；在儲層方面，不僅中生界的碎屑巖可以作為儲集層，同時，中生界的火成巖也具有較好的儲集性；沙三段、沙四段的泥質(zhì)烴源巖，由于其本身的致密性，還可以作為良好的封蓋層［9］。該區(qū)帶容易捕獲沙一段、沙二段沉積之前形成并定型的基巖圈閉油氣藏。興隆臺地區(qū)的勘探實踐已經(jīng)證明了中央深陷帶是基巖油氣藏中油氣高富集的區(qū)帶。

目前，在遼河坳陷已發(fā)現(xiàn)多個中央滑脫型的潛山，是下一步勘探的重要領(lǐng)域。

2.2 陡坡斷階-斷塊型

這種類型的潛山，構(gòu)造上位于陡坡帶內(nèi)部，環(huán)洼分布，縱向剖面上與凹陷內(nèi)烴源巖呈側(cè)向接觸，以傾陷斷塊山為主，一般為深陷斷塊。鄰近油源、單側(cè)斷接式供油，斷裂上盤斷塊、下盤裂縫帶成藏有利，儲蓋條件較好。具有多套油水系統(tǒng)，儲層連通性差，不具有統(tǒng)一的油水界面。油氣主要以側(cè)向運移方式以不整合面、斷裂、裂縫等為油氣運移通道，單向或者雙向進入直接接觸的基巖圈閉中。泥質(zhì)巖作為烴源巖的同時，也可以作為基巖對油氣進行側(cè)向封擋［10］。

油藏特征表現(xiàn)為：一是受其成因影響，多形成大斷裂控制下的塊狀潛山；二是此類潛山位于生油凹陷之間，與生油巖呈斷層面接觸，供油窗口大，供油條件較為有利；三是受形成潛山的大斷裂多期活動的影響，此類潛山內(nèi)部存在多期構(gòu)造裂縫系統(tǒng)，提供了多期次形成的儲集空間和運移通道，形成內(nèi)幕互不連通的多套油水層。

源儲配置關(guān)系：以中央凸起潛山為例，潛山北部與冷家潛山相接，南部與海外河潛山之間形成一個洼地，其形態(tài)受臺安—大洼斷層控制呈北高南低、東緩西陡的特點。該潛山為太古宇變質(zhì)巖潛山，其上直接披覆古近系，巖石類型主要為混合花崗巖、混合片麻巖和黑云母斜長片麻巖；太古界潛山之上地層由中生界火山巖、火山碎屑巖以及第三系碎屑巖組成，中生界儲層為火山碎屑巖類的凝灰質(zhì)砂巖。潛山西部與清水凹陷相鄰，東部與東部凹陷相對接，可形成雙側(cè)供油，北部與冷家潛山相接；潛山供油窗口較大，受其影響潛山含油幅度大，油水界面約2 270 m（見圖4）。

圖4 陡坡斷階-斷塊型潛山成藏模式

陡坡斷階-斷塊型潛山油氣藏在遼河坳陷較普遍，如大民屯東部潛山帶、大民屯西部潛山帶、中央凸起南部潛山帶等地區(qū)的基巖油氣藏均屬于這種類型，勘探思路是“水層之下找油層”。也就是說，在勘探過程中遇到水層還可以繼續(xù)勘探，一般情況下在水層之下還是會有油層的存在。

陡坡斷階-斷塊型潛山油氣藏以中央凸起南部為代表。中央凸起為遼河坳陷一級構(gòu)造單元，為東部凹陷、西部凹陷和大民屯凹陷所夾持，整體上北高南低、由北向南逐漸傾沒，呈南北走向的狹長狀展布，是遼河坳陷勘探程度較低的地區(qū)之一。

中央凸起南部是受北東向大洼—海外河斷層控制形成的太古界潛山。該區(qū)主要發(fā)育2組斷層，即北東向斷層和北西向斷層。其中，北東向西掉斷層為區(qū)內(nèi)的主干斷層，斷距較大，在本區(qū)延伸距離較遠，控制了該區(qū)的構(gòu)造格局，使該區(qū)呈現(xiàn)為北高南低北東向展布的潛山帶；北西向南掉斷層為分塊斷層，與主干斷層相交，將潛山局部切割，在大洼斷層上升盤形成西南傾潛山斷塊。該區(qū)西鄰清水洼陷，南為海外河油田，北為冷家堡油田，東為東部凹陷的二界溝洼陷和駕掌寺洼陷。中央凸起帶的儲集巖性為太古界受混合巖化作用形成的變質(zhì)巖。在局部地區(qū)混合巖化作用相對較弱，變質(zhì)巖則以殘留體的形式分布。礦物成分為斜長石、石英及少量微斜長石，剛性強，易碎裂，在構(gòu)造應(yīng)力作用下裂縫較為發(fā)育。儲集空間主要有裂縫和孔隙2類。裂縫以構(gòu)造縫、溶解縫和解理縫為主，孔隙以溶孔、晶間孔和碎裂顆粒粒間孔為主，儲層儲集空間以裂縫為主，晶間孔隙次之。

趙古2潛山縱向上具有不同的油藏特征，淺層井基本為干層或低產(chǎn)層，表現(xiàn)為“風(fēng)化殼”油藏特征；深層表現(xiàn)為一定的內(nèi)幕層狀油藏特征。

2.3 緩坡斷脊-斷塊型

這種類型的潛山，構(gòu)造上位于緩坡帶邊部，潛山的表層部位以傾斜斷塊山為主，離油源較近，油氣通過斷層和不整合面輸導(dǎo)。油層厚度小，且沿不整合面風(fēng)化殼分布，具有統(tǒng)一的油水界面，烴源巖生成的油氣主要靠一側(cè)單向運移至基巖圈閉中而成藏，勘探思路是“致密層之下找油”。也就是說，需要有致密層作為蓋層才有可能儲存油氣，所以在緩坡斷脊-斷塊型潛山勘探時，只有在致密層之下才有可能找到油氣。

油藏特征表現(xiàn)為：一是位于斷階型斜坡之上，分為高、中、低多個斷脊-斷塊型殘丘山；二是低潛山，具備充足的油源、有利的儲集條件和優(yōu)先捕獲油氣的優(yōu)勢；三是中、高潛山，受油氣溢出點逐級抬高影響，含油幅度有限。

源儲配置關(guān)系：以曙光潛山為例（見圖5），一是平面上東鄰盤山和陳家生烴洼陷，縱向上基巖與沙三段、沙四段烴源巖直接接觸，油氣供給條件較好；二是儲集巖為碳酸鹽巖、石英巖，容易受到風(fēng)化剝蝕和構(gòu)造運動的改造作用，形成大量的構(gòu)造裂縫和溶蝕孔洞，從而具有良好的儲集物性；三是基巖上覆的致密火山巖以及元古宇中的石英巖間夾有的火山巖都可以作為良好的區(qū)域蓋層，對油氣的逸散也起著較好的封堵作用。

圖5 曙光潛山源儲配置

依據(jù)成藏模式分析認為，此類潛山源儲配置關(guān)系一般，主要依靠和斷層拉開的供油窗口輸導(dǎo)油氣，以層狀風(fēng)化殼油藏為主，受供烴強度大小影響，低潛山帶油氣輸導(dǎo)效率高，具備更好的成藏條件。經(jīng)統(tǒng)計，多口探井的試油成果證實了緩坡型潛山油藏具有自低向高節(jié)節(jié)溢出的成藏特點。潛山能否成藏關(guān)鍵是圈閉的封閉條件，只有在巨厚致密層之下具有良好封閉條件的圈閉，才有留存油氣的可能。

曙光潛山頂面傾向東南，總體上具有北西高東南低的特點，被東西斷層分割，形成一系列的斷塊山。曙光潛山具備有利的基巖油氣成藏條件。曙古1井證實了緩坡型基巖油藏的較大勘探潛力，說明了曙光潛山帶多個層位的基巖圈閉都有聚集油氣的潛力。類似潛山還有曙北-高升潛山帶、西斜坡潛山帶、新開-大灣斜坡潛山帶等。

2.4 邊部凸起殘丘型

這種類型的潛山，構(gòu)造上位于凹陷邊部，以單斷殘丘為主，遠離油源，以不整合面超覆式供油為主。油層厚度小，且沿不整合面風(fēng)化殼分布，具有統(tǒng)一的油水界面，勘探思路是“油層之下找油層”。也就是說，只有在勘探到油層時才說明油氣可以運移到邊部，在找到的油層之下繼續(xù)勘探，應(yīng)該可以勘探到新的油層。典型代表為東、西部凸起。

油藏特征表現(xiàn)為：一是離生烴洼陷較遠，埋藏較淺，油源和保存條件一般；二是潛山內(nèi)油藏為風(fēng)化殼內(nèi)成藏；三是潛山圈閉面積大，勘探程度低，儲層物性相對較差，但已經(jīng)有探井見到油氣顯示。

成藏模式表現(xiàn)為：潛山圈閉以單斷殘丘為主，遠離油源，以不整合面超覆式供油為主。油層厚度小，沿不整合面風(fēng)化殼分布，具有統(tǒng)一的油水界面。

一般認為，凸起型潛山遠離油源，油氣不易運移過來，對形成油氣藏不是特別有利。但實際鉆探過程中證實這種觀點不是很準(zhǔn)確，因為近年來多口井在凸起部位均見到比較好的油氣顯示。這說明了凸起部位也是油氣聚集的有利部位，然而受多種因素控制，只有十分有利的配置才能聚集形成油氣藏。因此，此類油藏的勘探思路是“油層之下找油層”，即應(yīng)該在已發(fā)現(xiàn)油氣顯示區(qū)開展勘探工作。

利用上述方法，劃分了遼河坳陷的潛山類型（見圖6），并確定了下一步的勘探思路和勘探重點。

圖6 遼河坳陷潛山成藏模式分布

通過分析不同類型潛山的成藏特征、源儲配置、成藏主控因素，以及油氣成藏模式等方面，認為陡坡型潛山的勘探潛力大于緩坡型。陡坡應(yīng)該作為未來的勘探重點區(qū)段（見表1）。

表1 遼河坳陷潛山類型分類

3 結(jié)束語

緊密結(jié)合生產(chǎn)需求，以前期變質(zhì)巖潛山成藏理論為基礎(chǔ)，進一步細分了遼河變質(zhì)巖潛山類型，探討了各種類型的分布與成藏特征，進而明確了成藏主控因素。通過對潛山目標(biāo)進行細致分類，摸索出分別適用于各種類型潛山的勘探思路，明確了下一步的勘探重點，對于進一步深化潛山勘探具有重要意義。

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