遼河外圍盆地陸家堡凹陷油藏類型及分布

雷安貴，任平 （中石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦124010）

1 區(qū)域地質(zhì)特征

陸家堡凹陷位于內(nèi)蒙古通遼市和赤峰市境內(nèi)，是在海西褶皺基底之上發(fā)育起來的中新生代凹陷，基底為晚古生界石炭系、二疊系變質(zhì)巖及同期巖漿巖，其走向?yàn)楸睎|向，面積2500km2，其構(gòu)造演化經(jīng)歷了2個(gè)不同的階段。早白堊世沉積時(shí)期，在區(qū)域拉張應(yīng)力作用下，受邊界主干斷層控制形成斷陷雛形，斷陷初期義縣組沉積了一套火山碎屑巖建造；主要斷陷期九佛堂組（K1j）、沙海組（K1s）和阜新組（K1f）沉積了一套含煤、石油和天然氣的碎屑巖建造，為凹陷主要烴源巖巖系；南部繼承發(fā)育的邊界斷裂控制了斷陷期沉積，形成了南斷北超、南陡北緩的單斷箕狀構(gòu)造，可進(jìn)一步劃分為東南陡岸帶、西北緩坡帶和中央洼陷帶，其中中央洼陷帶由西至東發(fā)育4個(gè)洼陷（小井子洼陷、五十家子廟洼陷、交力格洼陷和三十方地洼陷）。晚白堊世，凹陷演化轉(zhuǎn)入裂后熱沉降階段，上白堊統(tǒng)沉積期與整個(gè)松遼盆地同步進(jìn)入坳陷期，并與之相連。

2 成藏有利地質(zhì)條件

2.1 烴源巖

凹陷的主要生油巖層系為斷陷期發(fā)育的K1j和K1s。其中K1j沉積時(shí)期為半深湖、深湖沉積環(huán)境；K1s沉積時(shí)期為淺湖、半深湖沉積環(huán)境；K1f沉積時(shí)期為濱淺湖沉積環(huán)境。從烴源巖測(cè)試指標(biāo)（表1）和沉積環(huán)境可以看出，烴源巖豐度和品質(zhì)受沉積環(huán)境決定，深水環(huán)境形成的K1j烴源巖好于淺水環(huán)境形成的K1s和K1f烴源巖。K1j烴源巖已達(dá)到最好烴源巖標(biāo)準(zhǔn)，厚度為200～600m，在各次級(jí)洼陷中均有分布，為凹陷主力烴源巖層，為油藏提供較充足的油源［1］。

2.2 儲(chǔ)集砂體

凹陷內(nèi)主斷陷期火山巖發(fā)育，儲(chǔ)集巖類型既有碎屑巖又有火山巖，其中以碎屑巖儲(chǔ)層為主。統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表2）表明，凹陷內(nèi)K1j碎屑巖儲(chǔ)層最發(fā)育，K1s次之，K1f最差；儲(chǔ)集物性則以K1f最好，K1s次之，K1j最差。K1j碎屑巖儲(chǔ)層集中分布于中下部，以砂礫巖、砂巖為主，砂巖巖屑和雜基含量高，巖石結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度均較低，物性較差，多為中低孔－低、特低滲儲(chǔ)層；K1s儲(chǔ)層集中分布于下部，多以夾層形式出現(xiàn)，為中孔－低滲儲(chǔ)層；K1f儲(chǔ)層分布于中上部，夾于大套灰色泥巖、炭質(zhì)泥之中，為中孔－低滲儲(chǔ)層［2］。

表1 陸家堡凹陷生油巖綜合評(píng)價(jià)表

表2 凹陷碎屑巖儲(chǔ)層發(fā)育程度及物性表

凹陷南部主控邊界斷裂長(zhǎng)期活動(dòng)，主導(dǎo)、制約了凹陷的構(gòu)造演化、沉積發(fā)育、圈閉形成、油氣運(yùn)移及成藏作用。凹陷在NNE和近SN向控凹斷裂的控制下，形成單斷箕狀凹陷。凹陷的沉積發(fā)育也與單斷箕狀凹陷特點(diǎn)相同，即總體上具有多物源、近物源、多相帶、窄相帶和儲(chǔ)集砂體類型多樣的特點(diǎn)，沉積體系以近距離搬運(yùn)、快速沉積為主。在充分利用錄井、測(cè)井、地震及分析化驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上，開展巖心相、測(cè)井相、地震相、儲(chǔ)層反演及多屬性預(yù)測(cè)等研究工作。結(jié)果表明，凹陷主要發(fā)育近岸水下扇、扇三角洲、辮狀河三角洲、三角洲和濁積扇砂體，且不同沉積期的不同構(gòu)造帶發(fā)育不同類型的儲(chǔ)集砂體。

K1j早期，由于控凹斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈，沉降幅度大，凹陷在深湖－半深湖環(huán)境下，風(fēng)化剝蝕強(qiáng)烈的隆升區(qū)為凹陷提供了充足的沉積物。在凹陷陡岸地區(qū)發(fā)育規(guī)模較大的近岸水下扇沉積體，儲(chǔ)集砂體為距凹陷主控?cái)嗔演^近地區(qū)快速堆積的礫巖、砂礫巖和砂巖，分選和磨圓較差，砂體最大累計(jì)厚度可達(dá)1000m；凹陷長(zhǎng)軸斜坡帶和緩坡帶由于斷裂活動(dòng)較弱，坡度緩，主要發(fā)育扇三角洲和三角洲沉積，扇體面積大，但砂體厚度較??；洼陷區(qū)則主要發(fā)育小規(guī)模的濁積扇（圖1）。K1j晚期，控凹斷裂活動(dòng)有所減弱，但沉積格局與早期基本相同，各構(gòu)造帶沉積體系繼承性發(fā)育，只是沉積作用減弱，儲(chǔ)集砂體規(guī)模減小。

K1s沉積時(shí)期，控凹斷裂活動(dòng)大大減弱，凹陷進(jìn)入穩(wěn)定沉降期，蝕源區(qū)與湖盆之間的高差縮小，剝蝕作用減弱，沉積物供給不足，在廣闊的淺湖沉積環(huán)境下，凹陷陡岸發(fā)育規(guī)模較小的扇三角洲，緩坡局部發(fā)育辮狀河三角洲。

K1f沉積時(shí)期，整個(gè)凹陷表現(xiàn)為充填式沉積，湖水變淺，凹陷進(jìn)入斷陷收縮期。大部分地區(qū)煤層較發(fā)育，反映為凹陷邊緣沖積平原上的泥炭沼澤相沉積［3］。

2.3 生儲(chǔ)蓋組合

K1j和K1s部分烴源巖處于成熟演化階段，其中K1j上段烴源巖最發(fā)育，是凹陷的主力生油層。儲(chǔ)層主要發(fā)育有K1j下段、上段和K1s下段3套。根據(jù)對(duì)已知含油層生儲(chǔ)蓋組合的分析，凹陷生儲(chǔ)蓋組合可分為垂向和側(cè)向2種類型。其中，垂向組合有自生自儲(chǔ)式組合，即K1j上段烴源巖和K1s烴源巖與自身互層砂巖形成；上生下儲(chǔ)式組合，即K1j上段烴源巖與下段儲(chǔ)集砂體構(gòu)成；下生上儲(chǔ)式組合，即K1j上段烴源巖與K1s下段儲(chǔ)集砂體構(gòu)成。側(cè)向組合主要是巖相、巖性差異構(gòu)成的組合，即K1j和K1s的烴源巖橫向與儲(chǔ)集砂體相接觸形成的組合［3］。

3 油藏類型及特征

3.1 油藏類型

陸家堡凹陷經(jīng)過多年的勘探，取得了豐碩的勘探成果，發(fā)現(xiàn)了14個(gè)含油區(qū)塊，分布于不同層系的不同構(gòu)造帶、不同儲(chǔ)集砂體和不同巖性。多砂體類型、多含油層系和多成因含油圏閉是凹陷的主要特點(diǎn)，因而各油藏都受多因素控制。筆者在油藏分類時(shí)，只考慮影響油藏形成的主控因素，以圏閉、成因、形態(tài)和遮擋條件為依據(jù)，將凹陷油藏劃分為4大類9個(gè)亞類［4］（表3）。

圖1 陸家堡凹陷K1j上段沉積相平面圖

表3 陸家堡凹陷油藏分類表

3.2 油藏特征

3.2.1 構(gòu)造油藏

主要指受構(gòu)造圈閉控制的油藏，包括背斜油藏、斷鼻油藏、斷塊油藏。

1）背斜油藏 油藏主要受背斜控制，可細(xì)分為簡(jiǎn)單背斜油藏和斷裂背斜油藏。其中，簡(jiǎn)單背斜油藏具有背斜形態(tài)相對(duì)完整，背斜高部位油層厚度大、低部位油層厚度小的特征，且具有統(tǒng)一的油水界面。包日溫都斷裂背斜構(gòu)造帶上的包北背斜就是該類型油藏，背斜高部位油層厚度為30～50m，向翼部油層減薄，有統(tǒng)一的－1500m油水界面。斷裂背斜油藏是被斷層切割、復(fù)雜化的背斜油藏。其主要特征：一是背斜圈閉被斷層分割成高低不等的多個(gè)斷鼻或斷塊；二是由于分割斷層的封堵性差異，不同的斷鼻或斷塊可能不具有統(tǒng)一的油水界面；三是不同斷鼻或斷塊油氣富集程度也不相同。凹陷內(nèi)包日溫都斷裂背斜構(gòu)造帶上的包日溫都斷裂背斜和陸東的廣發(fā)斷裂背斜均屬該類型油藏。如包日溫都斷裂背斜被NE向斷層分割為2塊，即包1塊和包2塊，但由于2塊之間的斷層不封堵，油氣富集在上升盤包1塊，而下降盤的包2塊位于－1080m的油水界面之下，為水層。

2）斷鼻油藏 是受鼻狀構(gòu)造和上傾方向斷層控制的油藏?？煞譃楹?jiǎn)單斷鼻油藏和斷層復(fù)雜化的鼻狀油藏。簡(jiǎn)單斷鼻油藏的特征與簡(jiǎn)單背斜油藏基本相同，均具有高部位油層厚，向翼部油層減薄，有統(tǒng)一的油水界面，該類油藏在凹陷中主要含油氣區(qū)普遍存在。斷層復(fù)雜化的鼻狀油藏的主要特征是鼻狀構(gòu)造圈閉被上傾方向一條或多條封堵斷層分割，形成多個(gè)斷塊，由于分割斷塊的斷層封堵條件不同，使不同斷塊或具有統(tǒng)一的油水界面，或不具有統(tǒng)一的油水界面。陸東交南斷鼻為典型的斷層復(fù)雜化的鼻狀油藏。

3.2.2 巖性油藏

油藏的形成主要受巖性、巖相變化所形成的圈閉控制。根據(jù)巖性圈閉的形態(tài)特征，又可細(xì)分為透鏡狀巖性油藏和砂體上傾尖滅油藏2種：

1）透鏡狀巖性油藏 指在湖盆較深水的砂體四周被泥巖封堵形成的油藏，該砂體多為湖底扇或滑塌濁積扇砂體，其特點(diǎn)是砂體面積小，厚度薄，儲(chǔ)集條件較差，含油豐度較低。如陸西構(gòu)造好1塊，含油面積1.4km2，含油豐度為78×104t／km2。

2）砂體上傾尖滅油藏 受斜坡背景或早期古隆起控制，儲(chǔ)集砂體向斜坡或古隆起高部位減薄尖滅，形成砂體上傾尖滅油藏。陸西馬家鋪高壘帶K1j下段發(fā)育該類油藏。該油藏受砂體控制比較明顯，在砂體上傾尖滅線附近，雖然構(gòu)造位置較高，但由于砂體變薄，巖性變細(xì)，儲(chǔ)集物性變差，含油性較差。此外，在凹陷陡岸帶，早期受邊界斷裂的持續(xù)拉張作用控制，發(fā)育規(guī)模較大的近岸水下扇和扇三角洲砂體，其近岸水下扇扇端砂體和扇三角洲前緣河道砂、遠(yuǎn)砂壩等砂體可直接伸入洼槽內(nèi)，晚期凹陷不均一回返，使早期沉積地層反轉(zhuǎn)，伸入洼陷內(nèi)的砂體反轉(zhuǎn)向斜坡尖滅，形成儲(chǔ)層上傾尖滅圈閉。包14油藏就是該類油藏，其主要特征：一是砂體上傾尖滅附近含油性較差；二是油層單層薄，層數(shù)多，但面積大。

3.2.3 復(fù)合油藏

指受構(gòu)造及儲(chǔ)層雙重因素控制形成的油藏。表現(xiàn)為含油邊界與構(gòu)造等深線具有不一致性，局部有明顯斜交現(xiàn)象。不同構(gòu)造位置油層厚度受砂體厚度和物性控制。馬家鋪K1j上段油藏是一個(gè)比較典型的復(fù)合油藏。

3.2.4 火成巖油藏

陸家堡凹陷中生代火成巖油藏主要分布在早白堊世火山 沉積序列中，油藏受烴源巖供給、構(gòu)造應(yīng)力作用、火山機(jī)構(gòu)特征、巖漿活動(dòng)時(shí)期等多個(gè)因素控制。區(qū)內(nèi)火山巖油藏根據(jù)賦存層位及儲(chǔ)層巖石類型劃分為K1j侵入巖油藏、火山碎屑巖油藏及義縣組火山巖油藏3種類型［5］。

按義縣期火山巖油藏所處部位不同，可進(jìn)一步分為義縣組頂部風(fēng)化殼油藏和內(nèi)幕油藏。K1j優(yōu)質(zhì)烴源巖為成藏提供油源，長(zhǎng)期活動(dòng)的大斷裂為內(nèi)幕油藏提供供油窗口?；鹕剿樾紟r油藏儲(chǔ)集體為火山碎屑巖，形成于富含揮發(fā)分的熔漿猛烈噴發(fā)，在空中撕裂成細(xì)小的碎片，冷凝固結(jié)并降落在火山口附近形成錐體，凹陷內(nèi)廟31塊為該類型油藏；侵入巖油藏是由K1j及K1s多期發(fā)育的侵入巖體直接深入到湖相暗色泥巖中形成的油藏，儲(chǔ)層巖性為流紋斑巖，氣孔發(fā)育，區(qū)內(nèi)庫2井在K1j侵入巖體中已獲高產(chǎn)工業(yè)油流。

4 油藏分布規(guī)律

凹陷內(nèi)油藏形成受油源條件、構(gòu)造、斷裂、巖相、巖性、蓋層和火山活動(dòng)等多種因素的控制，油藏類型和分布特點(diǎn)也復(fù)雜多樣。根據(jù)不同構(gòu)造巖相區(qū)圈閉形成與分布規(guī)律、砂體類型及發(fā)育的時(shí)空特點(diǎn)，對(duì)上述4類油藏的分布規(guī)律進(jìn)行了初步探討。

4.1 優(yōu)質(zhì)烴源巖控制油藏的分布

優(yōu)質(zhì)烴源巖控制油藏的分布，在平面上表現(xiàn)為油氣藏圍繞生油洼陷呈環(huán)狀分布（圖2）。一是由于凹陷儲(chǔ)集物性較差，孔隙喉道小，連通性差，油氣不可能發(fā)生長(zhǎng)距離運(yùn)移；二是由于大部分?jǐn)嗔言跓N類大量排出的白堊紀(jì)晚期已經(jīng)停止活動(dòng)，斷層多起封堵作用，使油氣運(yùn)移缺乏縱向上的通道。故油氣主要從烴源巖直接向鄰近的儲(chǔ)集層中運(yùn)移、聚集成藏。

在縱向上油氣同樣具有緊鄰生油巖分布的特點(diǎn)，表現(xiàn)為油藏多分布于烴源巖厚度大、類型好、豐度高的K1j。一是K1j生儲(chǔ)配置關(guān)系好于其他層段，由于油氣運(yùn)移縱向上缺乏斷層溝通，烴源巖生成的油只能向鄰近的儲(chǔ)集巖中運(yùn)移，同時(shí)也決定油氣以自生自儲(chǔ)為主，下生上儲(chǔ)、上生下儲(chǔ)次之；二是K1j儲(chǔ)層相鄰泥巖有機(jī)質(zhì)豐度高，且正處在生油窗部位，有利于有機(jī)酸的形成，促進(jìn)次生孔隙發(fā)育，更有利于成藏［2］。

4.2 有利沉積相帶控制油藏的分布

多物源和短物源的沉積特點(diǎn)，使凹陷內(nèi)儲(chǔ)層相變快，分異性差，導(dǎo)致儲(chǔ)層物性普遍較差，因此儲(chǔ)層物性就成為影響成藏的關(guān)鍵因素。雖然影響儲(chǔ)集物性的因素很多，但在同一構(gòu)造巖相區(qū)大致相同的埋深條件下，儲(chǔ)層物性主要受沉積微相控制。如陡坡帶發(fā)育的水下沖積扇砂體，扇根多為礫巖、砂礫巖，填隙物含量高，原生孔隙較小，孔喉半徑?。ㄒ话銥?.11μm），滲透率較低，據(jù)庫1井統(tǒng)計(jì)，K1j埋深700～900m，孔隙度平均為17.6%，滲透率平均為3.4mD；扇端以粉砂巖為主，巖性細(xì)，泥質(zhì)含量高，物性較差，如河8井統(tǒng)計(jì)平均孔隙度為14.5%，平均滲透率為1.5mD；扇中前緣以辮狀水道快速充填沉積的砂礫巖、砂巖為主，膠結(jié)物含量少，粒間孔隙發(fā)育，儲(chǔ)集物性相對(duì)較好，如包3井水道微相平均孔隙度為18.7%，滲透率平均為28.5mD。因此，扇中前緣儲(chǔ)層最有利于油氣聚集。

凹陷西部斜坡帶和長(zhǎng)軸方向發(fā)育的扇三角洲和三角洲砂體，由于盆地邊緣大范圍強(qiáng)烈剝蝕，平原亞相及部分前緣亞相可能缺失。洼陷中揭露前扇三角洲亞相，砂泥比較低，以粉砂巖沉積為主，泥質(zhì)含量高，儲(chǔ)層物性差，孔隙度平均為16.8%，滲透率大部分小于1mD，對(duì)成藏不利。扇三角洲和三角洲前緣由于發(fā)育水下分流河道，儲(chǔ)層以砂巖、細(xì)砂巖為主，物性較好，孔隙度平均為25.2%，滲透率平均為30.8mD，是形成油藏的有利相帶。

目前，發(fā)現(xiàn)的規(guī)模油藏主要集中在各沉積體的有利相帶，即近岸水下扇扇中亞相、扇三角洲和三角洲前緣亞相。

4.3 構(gòu)造帶控制油藏類型

圖2 五十家子廟洼陷及周邊油藏平面分布圖

在區(qū)域拉張－壓扭應(yīng)力場(chǎng)影響下，凹陷發(fā)育受南部長(zhǎng)期活動(dòng)的大型邊界斷裂控制，形成單斷箕狀式凹陷。在平面上可分為3個(gè)帶，即陡坡帶、深陷帶和斜坡帶。由于各帶的構(gòu)造與儲(chǔ)集砂體和烴源巖有不同的匹配關(guān)系，使各帶發(fā)育不同的油藏類型。其中，陡坡帶是凹陷深陷帶與凸起的突變帶，沿控凹斷層分布于凹陷南部，寬度一般較窄，常由多個(gè)斷階組成。其特點(diǎn)是靠近物源區(qū)，水下沖積扇砂體發(fā)育；構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)，斷層發(fā)育，在邊界斷裂和臺(tái)階斷裂的下降盤發(fā)育逆背斜、斷鼻、斷塊等構(gòu)造圈閉。陡坡帶發(fā)育的水下扇砂體與多類型構(gòu)造圈閉相配置的特點(diǎn)，決定其油藏類型以構(gòu)造油藏為主。

斜坡帶分布在凹陷北部，斷裂不發(fā)育，只發(fā)育少量與斜坡帶走向一致的斷裂。斜坡帶主要發(fā)育扇三角洲和三角洲砂體。扇三角洲和三角洲砂體與構(gòu)造斜坡和走向斷裂組合，可形成斷塊油藏、斷層－巖性油藏和砂巖上傾尖滅油藏。

深陷帶是凹陷內(nèi)油源條件最好的地方。凹陷的基底比較簡(jiǎn)單，其構(gòu)造和斷裂均不發(fā)育，因此，其形成的碎屑巖油氣藏也相對(duì)單一，主要為透鏡狀巖性油藏和砂巖上傾尖滅油藏。同時(shí)深陷帶充足的油源供給也為火成巖成藏提供了條件，火成巖與烴源巖可直接接觸。目前發(fā)現(xiàn)的義縣組頂部風(fēng)化殼火成巖體、K1j和K1s火山侵入巖及火山碎屑巖油藏均分布于深陷帶成熟生油巖中。

5 結(jié)論

1）陸家堡凹陷K1j有機(jī)質(zhì)豐度高、類型好、處于成熟熱演化階段，且厚度大、分布廣，能為成藏提供充足的油源；近岸水下扇扇中、扇三角洲和三角洲前緣亞相為成藏提供儲(chǔ)集空間；良好的生儲(chǔ)蓋組合為不同類型油藏成藏提供了條件。

2）凹陷內(nèi)發(fā)育構(gòu)造、巖性、復(fù)合和火成巖共4大類油藏，其中構(gòu)造油藏包括背斜、斷鼻和斷塊油藏；巖性油藏包括砂體上傾尖滅和透鏡狀巖性油藏；火成巖油藏包括火山碎屑巖、侵入巖和火山巖油藏；復(fù)合油藏主要是構(gòu)造－巖性油藏。

3）油藏在平面和縱向上的分布主要受構(gòu)造帶、優(yōu)質(zhì)烴源巖和有利沉積相帶控制，不同構(gòu)造帶發(fā)育不同類型的油氣藏。

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