遼河外圍盆地巖性油藏形成條件及識(shí)別

裴家學(xué)

(中油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

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遼河外圍盆地巖性油藏形成條件及識(shí)別

裴家學(xué)

(中油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

遼河外圍盆地為中生代殘留型盆地，長(zhǎng)期以來(lái)以構(gòu)造油藏勘探為主，隨著勘探程度的增加，勘探難度越來(lái)越大。通過(guò)對(duì)構(gòu)造、沉積儲(chǔ)層、源巖條件等方面的研究認(rèn)為，遼河外圍盆地具備形成規(guī)模巖性油藏的條件。結(jié)合陸相層序地層學(xué)和火成巖勘探技術(shù)，對(duì)研究區(qū)不同類型的儲(chǔ)層采用不同的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析，成功地識(shí)別和刻畫了巖性圈閉，為該區(qū)井位部署提供了重要依據(jù)，對(duì)下一步勘探具有重要的指導(dǎo)意義。

構(gòu)造活動(dòng)；巖性油藏；巖性圈閉類型；儲(chǔ)層預(yù)測(cè)；火成巖；遼河外圍盆地

引 言

遼河外圍盆地是指除遼河斷陷之外，分布于遼寧、內(nèi)蒙古通遼—赤峰地區(qū)的諸多中、新生代凹陷的總稱，共6個(gè)凹陷，呈北東向或南北向展布。凹陷大小不一，最小為800 km2，最大達(dá)到2 800 km2，分別為陸家堡凹陷、奈曼凹陷、元寶山凹陷、錢家店凹陷、龍灣筒凹陷和張強(qiáng)凹陷[1]，總礦權(quán)面積為21 396 km2。遼河外圍盆地經(jīng)歷了2次大規(guī)模的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，凹陷邊部剝蝕嚴(yán)重，屬于典型的殘留型盆地[2]。近年來(lái)，隨著勘探投入不斷加大，地質(zhì)認(rèn)識(shí)的不斷提高，巖性油藏勘探初見(jiàn)成效。如B32井九上段鉆遇薄層砂體，試油日產(chǎn)油為9.3 t/d；M31井九下段鉆遇凝灰?guī)r，試油日產(chǎn)油超百噸；K2井九上段鉆遇流紋斑巖，試油日產(chǎn)油為30.19 m3/d，獲高產(chǎn)工業(yè)油流，展示了遼河外圍盆地巖性油藏巨大的勘探潛力。

1 巖性油藏發(fā)育條件

1.1 凹陷不均衡發(fā)育與多期構(gòu)造活動(dòng)為巖性油藏提供有利構(gòu)造條件

研究區(qū)義縣組沉積時(shí)期為盆地的初始張裂階段，以堆積大量火山巖為特征，九佛堂組沉積時(shí)期為強(qiáng)烈深陷階段，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以沿?cái)嗔衙婊瑒?dòng)的垂直運(yùn)動(dòng)為主，盆地急劇下沉，在有斷裂的一側(cè)，造就了水深坡陡的古地貌條件，使碎屑物質(zhì)直接進(jìn)入湖盆中，沉積速率較快；湖盆的另一側(cè)，由于沒(méi)有邊界斷層的控制，古地貌為低緩的斜坡，碎屑物質(zhì)主要由河流或多條山區(qū)辮狀河流攜帶入湖，沉積速率較慢，逐漸形成單斷箕狀凹陷。這種單斷箕狀凹陷，陡坡帶受控洼斷層的控制，發(fā)育扇三角洲和近岸水下扇，不同期次的近岸水下扇、扇三角洲垂向疊置，橫向連片，圍繞凹陷中心成裙邊狀展布，易于形成儲(chǔ)層物性側(cè)向遮擋巖性油氣藏，緩坡帶受地形影響形成扇三角洲或辮狀河三角洲，位于坡折帶處易于形成巖性油氣藏，凹陷中央深水區(qū)局部發(fā)育有滑塌濁積扇，是透鏡狀巖性油氣藏發(fā)育的最有利區(qū)。

受區(qū)域應(yīng)力和多期火山活動(dòng)的影響，研究區(qū)經(jīng)歷了2次相對(duì)較大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)：第1次發(fā)生于九佛堂組末期，受EW向擠壓作用影響，形成一系列的褶皺，如交南、前河、后河和新發(fā)—陸參1一帶；第2次發(fā)生于阜新組末期，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為劇烈，整體抬升并遭受剝蝕，尤其在緩坡帶，剝蝕更為嚴(yán)重，剝蝕量最大達(dá)到1 000 m。經(jīng)過(guò)2次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，洼陷內(nèi)局部地區(qū)地層發(fā)生反轉(zhuǎn)，更有利于巖性油氣藏的形成，同時(shí)產(chǎn)生大量的斷層，利于油氣運(yùn)移。

1.2 多種類型儲(chǔ)集體為巖性油藏形成提供了良好的儲(chǔ)集空間

通過(guò)鉆井揭示，遼河外圍盆地共發(fā)育3類有效儲(chǔ)層，即常規(guī)砂巖儲(chǔ)層、凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層和火成巖儲(chǔ)層。

(1) 常規(guī)砂巖儲(chǔ)層發(fā)育于九上段至阜新組，孔隙類型以原生粒間孔為主，其次發(fā)育少量溶蝕孔。在已知油藏區(qū)，九上段平均孔隙度為18.2%，滲透率為51.3×10-3μm2，儲(chǔ)層物性相對(duì)較好。

(2) 凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層在遼河外圍盆地九下段普遍發(fā)育，儲(chǔ)層物性較差，為低孔、低滲—特低滲儲(chǔ)層，但也不乏一些好的儲(chǔ)層，如陸家堡凹陷東部廖1塊，平均孔隙度為20.9%，滲透率為31.1×10-3μm2；陸家堡凹陷西部馬家鋪高壘帶，平均孔隙度為19.2%，滲透率為14.6×10-3μm2，屬于中孔、低滲儲(chǔ)層，儲(chǔ)層物性較好。研究表明，九下段凝灰質(zhì)砂巖在烴源巖范圍內(nèi)，容易被有機(jī)酸溶蝕產(chǎn)生大量次生溶蝕孔，大大改善儲(chǔ)層物性，形成好的儲(chǔ)層。

(3) 火成巖也是該區(qū)主要儲(chǔ)集體，目前鉆井揭示義縣組以火成巖為主，局部地區(qū)有少量沉積巖夾層，巖性復(fù)雜，見(jiàn)基性玄武巖、中性安山巖、酸性流紋巖和各種中性過(guò)渡型火山巖，其中每一期次旋回頂部氣孔、裂縫發(fā)育，儲(chǔ)層物性最好。九佛堂組時(shí)期至阜新組時(shí)期，火山活動(dòng)較弱，但在陸家堡凹陷、龍灣筒凹陷火山活動(dòng)較為頻繁，凹陷內(nèi)也發(fā)育大量火成巖，以裂隙式噴發(fā)或浸入為主，目前鉆遇的巖性主要有玄武巖、灰綠巖、玄武粗安巖、流紋巖和流紋斑巖，孔隙空間類型主要為原生氣孔、溶蝕孔和裂縫，具有一定的儲(chǔ)集性能。

1.3 凹陷中優(yōu)質(zhì)烴源巖為巖性圈閉聚油提供了物質(zhì)保證

遼河外圍盆地?zé)N源巖有機(jī)質(zhì)豐度高、類型好、成熟度高，為好烴源巖。除張強(qiáng)凹陷之外，其他凹陷均發(fā)育2套烴源巖(表1)，其中九上段油頁(yè)巖是該區(qū)主力烴源巖，沙海組和九下段烴源巖為暗色泥巖，也具有較好的生油能力，為中—好生油巖(張強(qiáng)凹陷沙海組暗色泥巖為主力烴源巖)。根據(jù)3次資源評(píng)價(jià)結(jié)果，遼河外圍總資源量為7.14×108t，探明儲(chǔ)量為1.13×108t，探明率僅為15.9%，剩余資源量為6.01×108t，具有較大勘探潛力，為巖性圈閉聚油提供了物質(zhì)保證。

表1 遼河外圍盆地?zé)N源巖綜合評(píng)價(jià)

2 巖性油藏類型

遼河外圍盆地主要發(fā)育透鏡體巖性油藏、上傾尖滅型巖性油藏、物性側(cè)向遮擋型巖性油藏和火成巖巖性油藏(圖1)。

2.1 透鏡體巖性油藏

四周為非滲透性巖層，無(wú)溢出點(diǎn)，圈閉大小受非滲透性圈閉所限，難以形成大規(guī)模的油氣藏。在遼河外圍盆地各凹陷中均有發(fā)育，主要發(fā)育于各凹陷中央洼陷帶和緩坡坡折帶。

2.2 上傾尖滅型巖性油藏

上傾尖滅型巖性油藏上傾方向被非滲透性巖層遮擋，油氣成層狀分布。砂巖儲(chǔ)集層在地層上傾方向相變?yōu)槟鄮r，形成砂巖尖滅。形成類型有2類：①沉積上傾尖滅，主要發(fā)育于正向構(gòu)造圍翼或負(fù)向構(gòu)造的斜坡上，如陸家堡凹陷新發(fā)背斜四周和張強(qiáng)凹陷Q1塊；②沉積時(shí)為下傾尖滅，后期反轉(zhuǎn)為上傾尖滅，該類油藏在遼河外圍盆地普遍發(fā)育，如奈曼凹陷雙河背斜北部地區(qū)，九佛堂時(shí)期為負(fù)向構(gòu)造，發(fā)育大量扇三角洲前緣砂體，阜新末期地層抬升，構(gòu)造反生反轉(zhuǎn)，形成大量砂巖上傾尖滅圈閉(圖2)。

圖1 遼河外圍盆地巖性油藏類型

圖2 奈曼凹陷砂巖上傾尖滅型巖性圈閉

2.3 物性側(cè)向遮擋型巖性油藏

儲(chǔ)集層部分變?yōu)榉菨B透遮擋，該類巖性油藏在遼河外圍盆地中最為常見(jiàn)，特別是在單斷箕狀凹陷陡坡帶，發(fā)育大套近岸水下扇或扇三角洲砂體，近岸水下扇扇中和扇三角洲前緣砂體分選、磨圓好，泥質(zhì)含量少，儲(chǔ)層物性好，是油氣聚集的有利場(chǎng)所，而近岸水下扇扇根和扇三角洲平原，砂泥混雜，儲(chǔ)層物性差，對(duì)油氣形成側(cè)向封堵。

2.4 火成巖巖性油藏

遼河外圍盆地中，陸家堡、龍灣筒凹陷和張強(qiáng)凹陷均發(fā)育火成巖巖性油藏[3]，特別是在陸家堡凹陷，九佛堂時(shí)期至阜新時(shí)期火山活動(dòng)頻繁，大量火成巖噴發(fā)或侵入，且原生氣孔和裂縫發(fā)育，多口井見(jiàn)良好油氣顯示，試油獲高產(chǎn)工業(yè)油流，勘探潛力較大。

3 巖性圈閉識(shí)別

3.1 高精度三維地震采集處理為巖性油藏發(fā)現(xiàn)提供依據(jù)

對(duì)于巖性油藏勘探，地震資料是基礎(chǔ)。由于遼河外圍盆地近地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，干擾較強(qiáng)烈，吸收衰減嚴(yán)重，主要目的層反射系數(shù)小，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，且淺層火成巖廣泛分布，信號(hào)屏蔽嚴(yán)重，地震剖面主要目的層信噪比低，基底反射弱，邊界斷裂不清，是典型的地震資料低信噪比地區(qū)，資料品質(zhì)差長(zhǎng)期制約該地區(qū)的勘探進(jìn)展。針對(duì)外圍地層反射系數(shù)低、信噪比低的地區(qū)，采用寬方位、高密度、可控震源高效同步滑動(dòng)掃描采集技術(shù)，增加覆蓋次數(shù)來(lái)提高信噪比(最高達(dá)到486次)，取得較好效果。最近幾年，遼河油田外圍盆地加大投入，各凹陷相繼采集了大量三維地震數(shù)據(jù)，使巖性油氣藏勘探資料得到保證。

地震資料處理方面也不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，嘗試最先進(jìn)的處理技術(shù)方法，針對(duì)不同地區(qū)的不同目標(biāo)，采用不同的技術(shù)方法，得到保幅保真和高分辨率資料。目前主要應(yīng)用Kirchhoff疊前時(shí)間偏移技術(shù)、Kirchhoff疊前深度偏移技術(shù)、高斯束逆時(shí)偏移技術(shù)、OVT技術(shù)[4-5]和ES360全方位偏移成像技術(shù)[6]，大大提高了地震成像的清晰度和地震分辨率，為巖性油氣藏的發(fā)現(xiàn)提供資料基礎(chǔ)。

3.2 陸相層序地層學(xué)分析技術(shù)和火成巖勘探技術(shù)的創(chuàng)新為巖性油藏勘探提供理論支持

由于受氣候、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、古地貌、物源條件、邊界斷裂類型、湖平面等因素影響，遼河外圍盆地6個(gè)獨(dú)立的凹陷沉積體系和體系域的劃分是有差異的。對(duì)于沉積體系，形成了溝谷控制物源方向、邊界斷坡類型控制沉積相類型、構(gòu)造沉降快慢和古地貌控制扇體規(guī)模、單井相和地震相確定沉積體系的技術(shù)序列；對(duì)于層序地層學(xué)，形成了井—震聯(lián)合劃分技術(shù)，先是通過(guò)地震識(shí)別層序界面，劃分體系域，然后在體系域內(nèi)通過(guò)鉆井劃分準(zhǔn)層序組，最后細(xì)分準(zhǔn)層序，分析砂體對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)沉積體系和層序地層研究來(lái)識(shí)別和刻畫砂體，為碎屑巖儲(chǔ)層描述提供理論支持。

在火成巖勘探方面，不斷總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，從龍灣筒的漢代洼陷、張強(qiáng)凹陷的章古臺(tái)洼陷火成巖入手，開(kāi)展火成巖的攻關(guān)研究，對(duì)火成巖噴發(fā)模式、期次旋回、巖性巖相、儲(chǔ)集物性、成藏特征等方面進(jìn)行分析，總結(jié)出遼河外圍火成巖的成藏主控因素為源儲(chǔ)配置關(guān)系[7-8]，形成系列火成巖勘探技術(shù)，從而指導(dǎo)遼河外圍的火成巖勘探。

3.3 多種儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用為巖性油藏發(fā)現(xiàn)提供技術(shù)保障

通過(guò)不斷探索和總結(jié)，針對(duì)不同的儲(chǔ)層建立了不同的預(yù)測(cè)方法。針對(duì)九上段常規(guī)砂巖儲(chǔ)層，由于儲(chǔ)層段與上下圍巖速度差異較小，甚至好的儲(chǔ)層段密度低于上下圍巖，常規(guī)波阻抗反演難以識(shí)別的問(wèn)題，建立了曲線重構(gòu)反演技術(shù)，利用敏感性曲線深側(cè)向電阻率重構(gòu)聲波時(shí)差進(jìn)行擬聲波波阻抗反演[9-16]；針對(duì)九下段凝灰質(zhì)砂巖儲(chǔ)層，建立了地震分頻與特征曲線反演聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)；針對(duì)火成巖，建立了多屬性分析與各項(xiàng)異性裂縫預(yù)測(cè)聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)；針對(duì)含氣儲(chǔ)層，利用“高頻衰減、低頻共振”原理，進(jìn)行油氣檢測(cè)和疊前AVO預(yù)測(cè)。同時(shí)，在地震資料和測(cè)井資料都具備條件的地區(qū)開(kāi)展疊前疊后聯(lián)合反演，進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和流體識(shí)別。這些技術(shù)手段的應(yīng)用，大大提高了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度和流體性質(zhì)的識(shí)別能力，為巖性油氣藏的發(fā)現(xiàn)提供了技術(shù)保障。

4 結(jié) 論

(1) 遼河外圍盆地具備有利的構(gòu)造背景、豐富的儲(chǔ)集體類型和優(yōu)越的油源條件，巖性圈閉十分發(fā)育。主要發(fā)育透鏡體、上傾尖滅型、物性側(cè)向遮擋型和火成巖巖性圈閉。

(2) 隨著地震資料的改善和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)的探索與應(yīng)用，在遼河外圍盆地開(kāi)展巖性油藏研究，并在陸西凹陷的馬北斜坡、陸東凹陷的三十方地洼陷以及奈曼凹陷取得較好的勘探效果，同時(shí)整個(gè)遼河外圍盆地也展示了良好的勘探前景，有望獲得新的突破。

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編輯 黃華彪

20140918；改回日期：20150211

遼河油田千萬(wàn)噸穩(wěn)產(chǎn)項(xiàng)目“遼河灘海和外圍規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)及有利目標(biāo)優(yōu)選研究”(2012E)

裴家學(xué)(1981-)，男，工程師，2005年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)，2013年畢業(yè)于東北石油大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)主要從事構(gòu)造解釋、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)以及勘探部署工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.03.015

TE122.1

A

1006-6535(2015)03-0062-04