遼寧阜新盆地油氣勘探方向

吳炳偉，郭彥民，王 新，姜 立，王 輝，紀(jì)振奎

中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦124010

遼寧阜新盆地油氣勘探方向

吳炳偉，郭彥民，王 新，姜 立，王 輝，紀(jì)振奎

中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦124010

阜新盆地經(jīng)歷了近30年的油氣勘探活動，一直沒有重大油氣發(fā)現(xiàn).為了進一步評價該區(qū)的資源潛力，探索新的勘探思路，通過油氣地質(zhì)條件綜合研究和油氣成藏主控因素分析，認為阜新盆地具備常規(guī)油氣和非常規(guī)油氣成藏的基本條件，提出主要勘探層系為九佛堂組、沙海組和阜新組.根據(jù)九佛堂組、沙海組和阜新組烴源巖條件的差異，指出九佛堂組上段和沙海組下段為常規(guī)油氣勘探目的層；沙海組上段為頁巖氣勘探目的層；阜新組為煤層氣勘探目的層.油氣成藏條件分析結(jié)果表明，阜新盆地油氣成藏主控因素為保存條件和儲集條件，構(gòu)造油氣藏不應(yīng)做為勘探選區(qū)的重點，尋找近洼陷的構(gòu)造-巖性、巖性油氣藏是本區(qū)油氣勘探的方向.

儲層；保存條件；成藏因素；勘探方向；阜新盆地；遼寧省

0 引言

阜新盆地位于遼寧省西部，是東北地區(qū)中生代陸相主要聚煤盆地和含油氣盆地之一.盆地呈北北東向展布，南北長約130 km，東西寬10～20 km，面積約2000 km2，自北向南可劃分為新邱洼陷、阜新構(gòu)造帶、海州洼陷、東梁構(gòu)造帶、伊嗎圖洼陷、清河門-艾友構(gòu)造帶、民家屯洼陷等多個次級構(gòu)造單元（圖1）.盆地內(nèi)白堊系地層發(fā)育，最大沉積厚度約6000 m，自下而上為義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組和孫家灣組［1-3］.阜新盆地有100余年的煤田勘探史，煤田淺孔和地表油氣顯示十分活躍，垂向上在九佛堂組、沙海組和阜新組均見到不同程度油氣顯示.20世紀(jì)80年代，遼河油田開始在阜新盆地開展地震勘探工作，90年代以來，在東梁構(gòu)造帶和清河門-艾友構(gòu)造帶鉆探探井9口，其中阜參2井、阜氣1井在沙海組獲得工業(yè)氣流［3］，但油氣勘探一直沒有重大發(fā)現(xiàn).近年來，煤層氣成為阜新盆地勘探的重點，并取得了良好的勘探效果.目前，遼河油田在海州露天礦南側(cè)的劉家地區(qū)有20口煤層氣開發(fā)井，年產(chǎn)氣1300×104m3.本文通過油田探井和300余口煤田淺孔資料的整理分析，對阜新盆地油氣成藏條件進行研究，提出該區(qū)常規(guī)和非常規(guī)油氣的勘探方向.

圖1 阜新盆地構(gòu)造區(qū)劃圖Fig.1 Tectonic division of Fuxin Basin1—油田探井（oil exploratory well）；2—邊界斷層（boundary fault）；3—構(gòu)造單元線（tectonic unit boundary）

1 油氣地質(zhì)條件

1.1 沉積特征

阜新盆地早白堊世經(jīng)歷了兩次擴張和萎縮，形成了兩套完整的沉積旋回.九佛堂組沉積時期為盆地第一次擴張的深陷期，形成了九佛堂組下段的低水位體系域和水進體系域，在水進過程中依次形成了河流、扇三角洲、深湖及濁流沉積（圖2）.湖盆范圍較廣，位于盆地中部的民家屯洼陷、伊嗎圖洼陷和海州洼陷是3個深湖區(qū)，也是九佛堂組下段暗色泥巖的發(fā)育區(qū).九佛堂組上段為盆地的第一次萎縮期，形成了高水位體系域，湖盆縮小，扇三角洲沉積體系特別發(fā)育.九佛堂組沉積后，盆地抬升剝蝕.沙海組沉積時期為盆地第二次擴張和再次水進過程，形成了沙海組下段低水位體系域的河流和扇三角洲沉積，在濱淺湖和扇三角洲平原之間發(fā)育有一定范圍的泥炭沼澤相區(qū).沙海組上段水進體系域的湖相泥巖發(fā)育，厚度300～400 m，分布范圍廣，幾乎覆蓋全區(qū)，是盆地的區(qū)域蓋層（圖3）.沙海組末至阜新組沉積時期為盆地第二次萎縮期，主要發(fā)育河流、沼澤相，沉積中心為海州洼陷，形成了阜新煤礦主要開采煤層.晚白堊世孫家灣組沉積時期，盆地整體回返拱升，形成了較大規(guī)模的沖積扇、洪積扇［2，4-6］.

圖2 東梁構(gòu)造帶梁4井—552孔沉積剖面圖Fig.2 Sedimentary profile from L4 well to 552 drill hole of Dongliang structural belt

圖3 阜新盆地沙海組上段泥巖厚度圖Fig.3 Mudstone thickness of the upper member of Shahai formation in Fuxin Basin1—油田探井（oil exploratory well）；2—煤田淺孔（shallow drill hole for coal）；3—泥巖厚度等值線（單位：m）（mudstone thickness isoline,unit：m）；4—盆地邊界（basin boundary）；5—城鎮(zhèn)（city/town）

1.2 儲集條件

由于阜新盆地為狹長的山間斷陷盆地，控盆斷裂活動較強，使沉積物快速搬運堆積，造成相帶較窄，相變很快，沉積物的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較低，物性較差.另外，物源區(qū)母巖多為元古宇碳酸鹽巖，使湖水和沉積物中碳酸鹽含量較高，對儲層物性影響較大.

通過對儲層參數(shù)分析，本區(qū)存在3個孔隙發(fā)育帶.第一孔隙發(fā)育帶位于350 m以上，相當(dāng)于阜新組和沙海組頂部.該帶埋藏淺，壓實作用較弱.孔隙類型主要為原生粒間孔、次生溶孔，孔隙度一般大于10%，滲透性較好.第二孔隙發(fā)育帶一般埋深800～1000 m，層位為沙海組下段.孔隙類型以長石粒內(nèi)溶孔和膠結(jié)物溶孔為主，粒間擴大孔次之.東梁構(gòu)造上的阜參2井在該層位孔隙度為16.5%～20.8%，滲透率一般為18×10-3～234×10-3μm2，屬中孔、中低滲儲層.第三孔隙發(fā)育帶一般埋深1450～1600 m，層位為沙海組上段.孔隙類型主要為膠結(jié)物溶孔、粒間溶孔和裂縫，孔隙度一般4.6%～7.6%［4，7］.本區(qū)儲層總體評價較差，儲層的非均質(zhì)性較強，扇三角洲前緣和濁積扇儲集條件相對有利.

1.3 構(gòu)造演化

阜新盆地演化經(jīng)歷了兩個階段，早白堊世為裂陷階段，晚白堊世為走滑階段.裂陷階段又可分為初成期和沉陷期.義縣組沉積時期為盆地的初成期，受燕山一期構(gòu)造運動影響，斷裂活動強，伴隨著大規(guī)模火山活動，火山多次噴發(fā)，間歇期沉積了以河流相為主的砂泥巖層，地層厚度3000～4000 m，由南向北減薄.隨著火山活動減弱，盆地中、西部沉降明顯，進入了沉陷期.沉陷早期（九佛堂組）以中部斷裂為界，形成了東、西兩個箕狀斷陷，西部斷陷面積大，沉降幅度也大，是九佛堂組主要沉積區(qū).九佛堂組沉積末期的燕山二期構(gòu)造運動使該組地層褶皺變形，形成了清河門-艾友構(gòu)造帶和東梁構(gòu)造帶的雛形.同時盆地西部地區(qū)區(qū)域抬升，遭受剝蝕，盆地的沉降中心向東遷移，東、西兩個斷陷形成統(tǒng)一的沉積拗陷.沉陷晚期（沙海組—阜新組），清河門-艾友構(gòu)造帶和東梁構(gòu)造帶等東西向正向構(gòu)造將盆地分割成多個洼陷區(qū)，并接受了沙海組廣泛的湖相沉積.沙海組沉積后，盆地以震蕩運動為主，但沉降中心繼續(xù)向北東遷移，之后盆地開始萎縮，形成了阜新組的河流沼澤沉積.阜新末期的燕山三期構(gòu)造運動是一次強烈的壓扭性運動，具有明顯的左旋走滑性質(zhì)，構(gòu)造帶和局部構(gòu)造由此定型.至此，阜新盆地結(jié)束了裂陷階段的演化，進入到走滑演化階段.在斷裂之間的拉分作用下，盆地北東部形成新的沉降中心，開始了孫家灣組的洪積、沖積扇砂礫巖堆積.孫家灣組沉積后，燕山四期構(gòu)造運動使盆地整體抬升，遭受剝蝕，缺失了晚白堊世—新近紀(jì)地層［8］.

1.4 資源潛力

阜新盆地發(fā)育九佛堂組、沙海組和阜新組3套烴源巖，九佛堂組泥巖有機質(zhì)類型為腐植偏腐泥型（ⅡA型），以生油為主.通過油源分析，證實淺層所發(fā)現(xiàn)的原油或油砂是同一類型成熟的正常原油，均與九佛堂組烴源巖有密切的親源關(guān)系.沙海組泥巖有機質(zhì)類型以生氣的腐植型（Ⅲ型）—腐泥偏腐植型（ⅡB型）為主［3，9］.沙海組和阜新組煤中的有機質(zhì)類型屬典型的腐植型，以生成天然氣為主.九佛堂組烴源巖處于成熟演化階段，沙海組和阜新組處于低成熟和成熟演化階段［9］，總體評價為較好烴源巖.位于盆地中部的民家屯洼陷、伊嗎圖洼陷和海州洼陷是主要生烴洼陷.九佛堂組和沙海組烴源巖在阜新期為生排烴高峰期，現(xiàn)今仍在進行［3］.盆地模擬顯示，阜新盆地遠景資源量為：石油約5000×104t，天然氣約37×108m3.

煤層氣是在煤形成過程中逐步生成并賦存于煤層及煤系地層中的一種非常規(guī)天然氣.位于海州露天礦南側(cè)的王營-劉家地區(qū)阜新組煤層氣勘探開發(fā)取得了良好效果［7］，該區(qū)煤層可采面積為19.9 km2，煤炭儲量5.53×108t，預(yù)測煤層氣資源量51.82×108m3.東梁地區(qū)煤炭儲量1.82×108t，預(yù)測煤層氣資源量為17.63×108m3.艾友地區(qū)煤炭儲量1.33×108t，預(yù)測煤層氣資源量12.90×108m3.

2 成藏主控因素

2.1 構(gòu)造條件

阜新盆地兩個主要正向構(gòu)造帶清河門-艾友構(gòu)造帶和東梁構(gòu)造帶都是在基巖隆起背景上形成的，是在燕山二期構(gòu)造運動形成、燕山三期構(gòu)造運動統(tǒng)一定型的背斜構(gòu)造帶，受后期斷裂切割，形成一系列局部構(gòu)造.主要圈閉類型有斷鼻、斷塊和斷裂背斜.其構(gòu)造演化特征有利于油氣的聚集，并形成多種圈閉類型疊加的復(fù)式油氣聚集帶［2］.

2.2 烴源條件

清河門-艾友構(gòu)造帶和東梁構(gòu)造帶與民家屯洼陷、伊嗎圖洼陷和海州洼陷3個主力生烴洼陷相間，是油氣運聚的主要指向區(qū).上述3個洼陷是九佛堂組和沙海組主力烴源巖的集中分布區(qū)，阜新盆地的大部分油氣資源都來自這3個洼陷，烴源條件良好［3］.

2.3 運移條件

油氣運移的輸導(dǎo)層主要為斷層、不整合面和儲層.儲層評價表明，本區(qū)的儲層為中低孔、低滲儲層，這種特征在阜新組沉積后已經(jīng)成巖形成，而此時剛好是油氣運移高峰期，因此，油氣難以通過這種儲層做側(cè)向長距離運移，本區(qū)的油氣主要為短距離側(cè)向運移和垂向運移［8］.

2.4 保存條件

本區(qū)沙海組上段湖相泥巖平均厚300～400 m，最厚747 m［9］，是盆地的區(qū)域蓋層，具有良好的封蓋條件（圖3）.但在阜新組末燕山三期構(gòu)造運動后，盆地整體抬升剝蝕.該時期的斷裂活動引起部分油氣縱向散逸，對原生油氣藏有破壞作用，造成顯示井段長，油氣層不集中.這一點在東梁構(gòu)造帶表現(xiàn)較明顯.清河門-艾友構(gòu)造帶斷裂活動較弱，淺孔油氣顯示不活躍，從側(cè)面反映了該構(gòu)造帶的保存條件好于東梁構(gòu)造帶［10］.

綜上所述，阜新盆地油氣成藏的主控因素是保存條件和儲集條件，在勘探方向選擇上應(yīng)主要考慮這兩方面因素.

3 油氣勘探方向

3.1 勘探領(lǐng)域選擇

通過油氣地質(zhì)條件綜合分析，阜新盆地存在多個勘探層系和勘探領(lǐng)域.考慮不同性質(zhì)烴源巖的發(fā)育層位和不同成因的油氣賦存條件［3，9］，在勘探領(lǐng)域選擇上，不同勘探層系有不同特點.九佛堂組上段和沙海組下段應(yīng)以常規(guī)油氣勘探為主；沙海組上段湖相泥巖發(fā)育，可考慮頁巖氣或頁巖油勘探；阜新組煤系發(fā)育，是煤層氣勘探的目的層系.另外，清河門-艾友地區(qū)是沙海組下段煤系的主要聚集區(qū)，煤層雖不如阜新組發(fā)育，也有一定厚度［5］.隨著煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)的不斷完善，可在該區(qū)沙海組下段嘗試煤層氣勘探.

3.2 勘探區(qū)域選擇

根據(jù)本區(qū)儲集條件和保存條件相對較差、油氣多為短距離運移的特點，構(gòu)造油氣藏不應(yīng)做為勘探選區(qū)的重點，尋找近洼陷的構(gòu)造圍斜部位的構(gòu)造-巖性或巖性油氣藏是主要方向.在這些區(qū)域，油氣源充足，保存條件較好，扇三角洲前緣砂體經(jīng)過一定距離的搬運分選，成熟度較高，具有較好的儲集條件，并可在深湖、半深湖區(qū)形成濁積扇，這些濁積扇體被湖相泥巖包圍，可優(yōu)先捕獲油氣，并具有優(yōu)越的保存條件.鉆井已在洼陷區(qū)（阜參2井等）九佛堂組發(fā)現(xiàn)濁積扇沉積.位于阜參1井—周1井一線東側(cè)的煤田淺孔在沙海組上段的大段湖相泥巖中也發(fā)現(xiàn)一系列濁積砂礫巖體.據(jù)淺孔數(shù)據(jù)統(tǒng)計，這套濁積砂礫巖體厚度一般30～180 m，分布面積大于30 km2（圖4），并普遍見到很好的油氣顯示，其中516孔688.27～798.87 m井段，滲油礫巖厚度60.4 m，含油砂礫巖33.56 m，累計顯示厚度93.96 m.沙海組上段和九佛堂組深湖—半深湖濁積扇體在構(gòu)造坡折處呈裙帶狀發(fā)育，有一定分布范圍，預(yù)示著阜新盆地巖性油氣藏有良好的勘探前景.按照遼河油田外圍中生代盆地“下洼找油氣”的勘探實踐經(jīng)驗［11］，阜新盆地主體生烴洼陷的構(gòu)造圍斜部位是尋找構(gòu)造-巖性或巖性油氣藏的最有利區(qū)域.

4 結(jié)論

1）阜新盆地存在多種成因的常規(guī)和非常規(guī)油氣藏，油氣資源豐富，有良好的勘探潛力.

圖4 阜參1井-周1井區(qū)沙海組上段砂礫巖體分布圖Fig.4 Distribution of glutenite of the upper member of Shahai formation in FC1-Z1 well area1—砂礫巖厚度等值線（單位：m）（glutenite thickness isoline,m）；2—油田探井（oil exploratory well）；3—煤田淺孔（shallow drill hole for coal）

2）九佛堂組上段和沙海組下段應(yīng)以常規(guī)油氣勘探為主；沙海組上段可考慮頁巖氣或頁巖油勘探；阜新組是煤層氣勘探的主要層系.

3）油氣成藏的主控因素是保存條件和儲集條件，在勘探方向選擇上應(yīng)主要考慮這兩方面因素.

4）構(gòu)造油氣藏不應(yīng)做為勘探選區(qū)的重點，尋找近洼陷的構(gòu)造圍斜部位的構(gòu)造-巖性或巖性油氣藏是主攻方向.

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THE OIL-GAS EXPLORATION DIRECTION OF FUXIN BASIN

WU Bing-wei,GUO Yan-min,WANG Xin,JIANG Li,WANG Hui,JI Zhen-kui

Exploration and Development Research Institute,Liaohe Oilfield Company,PetroChina,Panjin 124010,Liaoning Province,China

With nearly thirty years of oil-gas exploration activities,there has been no significant discoveries in Fuxin Basin. In order to further evaluate its resources potential and make new exploration ideas,based on the comprehensive study on petroleum geological condition and major controlling factors of hydrocarbon accumulation,the authors consider that the Fuxin Basin has the general conditions for conventional and unconventional oil-gas accumulation and the main exploration layers are Jiufotang,Shahai and Fuxin formations.According to the difference of hydrocarbon source rock condition among them,the upper Jiufotang and lower Shahai formations are conventional oil and gas exploration targets,the upper Shahai formation shale as gas exploration target and the Fuxin formation as coal bed methane exploration target.The hydrocarbon accumulation condition analysis indicates that the main controlling factors of hydrocarbon reservoir in Fuxin Basin are preservation and reservoir condition.The direction for oil-gas exploration in the area is searching for structural-lithologic and lithologic reservoir near sag.

reservoir;preservationcondition;hydrocarbonaccumulationfactor;explorationdirection;FuxinBasin;Liaoning Province

1671-1947（2015）05-0473-05

TE1

A

2014－12－10；

2015-01-19.編輯：張哲．

國家科技重大專項“中國大型氣田形成條件、富集規(guī)律及目標(biāo)評價”（2011ZX05007-007）資助.

吳炳偉（1967—），男，高級工程師，主要從事基礎(chǔ)石油地質(zhì)研究工作，通信地址遼寧省盤錦市興隆臺區(qū)遼河油田勘探開發(fā)研究院海洋所，E-mail//wubw673@163.com