渤海海域石油地質(zhì)條件與油氣田分布特征

王盼祥(中法渤海地質(zhì)服務(wù)有限公司，天津 300452)

0 引言

石油作為一種不可再生資源，對(duì)于滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展十分重要，因此對(duì)于油氣資源進(jìn)行了廣泛的開(kāi)采。渤海海域面積總共7.3萬(wàn)km2，是我國(guó)最北的海域。渤海海域在東西向上大約相距346 km，在南北向上相距大約550 km[1]。渤海海域本身就是一個(gè)充滿油氣和天然資源的沉積性盆地，渤海的海上油田以及戰(zhàn)略性的勝利油田、大港油田、遼河油田共同組合構(gòu)成了我國(guó)第二大原油生產(chǎn)區(qū)[2]。渤海海域的海上石油作業(yè)，是我國(guó)海上開(kāi)采時(shí)間最早、鉆井?dāng)?shù)目最多、年生產(chǎn)能力最大、固定生產(chǎn)平臺(tái)最好的海上石油作業(yè)，在我國(guó)海洋石油產(chǎn)業(yè)中占有十分重要的位置。

1 地質(zhì)條件

1.1 烴源條件

渤海海域能夠具有生烴能力，依賴其烴源條件，從上到下分別為東營(yíng)組、砂一二段、砂三段、孔店組-沙四段，共四套烴源巖。根據(jù)相應(yīng)的勘探實(shí)踐表明，10%的富烴凹陷集中了90%的油氣儲(chǔ)備。綜合應(yīng)用海洋學(xué)、古代微生物學(xué)、沉積學(xué)和地球化學(xué)特征等研究方法，認(rèn)為烴源研究主要是從傳統(tǒng)固體沉積物延伸到古湖泊環(huán)境。發(fā)現(xiàn)了古代的湖泊中，有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)能力和在水體底部缺乏氧氣的環(huán)境，決定著沉積物中所含有的有機(jī)質(zhì)的長(zhǎng)期保留與轉(zhuǎn)化[3]。古代湖泊不僅數(shù)量多、分布廣，同時(shí)在古代湖泊中，有機(jī)質(zhì)的生產(chǎn)力高、鹽度含量高，在湖泊內(nèi)容易形成由于溫度所造成的湖水分層現(xiàn)象，從而使得有機(jī)質(zhì)的保存條件優(yōu)越。因此才為今天的海上油氣田提供了烴源基礎(chǔ)。烴源巖主要發(fā)育于古近系，其中主力烴源巖包括了砂三段和東營(yíng)組，并且東營(yíng)組則是渤海海域所獨(dú)有的主力烴源巖。在東營(yíng)組，發(fā)育出了我國(guó)渤海海域的主力烴源巖的主要原因是其優(yōu)越的沉積環(huán)境和惡劣的氣候條件，加上我國(guó)在渤海海域的東營(yíng)期沉降速度大約是全世界大陸地區(qū)的2～3倍，以及作為整個(gè)渤海灣的沉積與平均沉降量的中心。砂三段的主要成因是由于盆源斷裂的長(zhǎng)期連續(xù)性活動(dòng)，在盆源斷裂后的低層下降盤內(nèi)已經(jīng)發(fā)育出接近物源的扇三角洲、湖底扇，與良好的淺層、深湖之間可以相生的油泥巖交互，凹陷的沉降和石灰?guī)r位置相對(duì)更加平靜，以及沉積中心相對(duì)更加穩(wěn)定。因而在海洋底部發(fā)展形成了今天的砂三段，砂三段被廣泛認(rèn)為是我國(guó)渤海海域和大陸架盆地的第一套主力烴源巖。在古新世中期，整個(gè)渤海灣盆地都已經(jīng)是在海灣裂陷的作用下，原本孤立、分散的古代湖泊逐漸相互連通，形成若干較大的湖泊。但是由于在渤海海域的孔店組-砂四期時(shí)，以孔店組為代表的古代湖泊水系占據(jù)的面積相對(duì)較小，從而導(dǎo)致了烴源巖的分布相對(duì)有限，所以今天的孔店組-砂四段僅僅只是形成了一套次要的烴源巖。而砂一、二段由于受到了砂三段末期的區(qū)域性構(gòu)造抬升，導(dǎo)致其降低了沉積速率，造成烴源巖厚度不夠；盡管如此，砂一、二段品質(zhì)相對(duì)較高，且分布廣泛，是該區(qū)域內(nèi)的次要烴源巖。

1.2 沉積體系

由扇形三角洲、辮狀河三角洲、曲流河三角洲、湖泊、灘壩、湖相碳酸鹽巖、湖底扇等結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成了渤海海域的盆地古近系發(fā)育沉積體系。因?yàn)檫@些大量的沉積物體系存在，才給渤海海域的油氣資源豐富提供了一個(gè)優(yōu)越的儲(chǔ)藏空間。扇形三角洲的沉積大多在主廳層體系內(nèi)部；在存放方面具有層級(jí)垂向厚度大，存放覆蓋條件優(yōu)越[4]。同時(shí)，由于扇形三角洲下游儲(chǔ)層的橫向位置變化速率高，這樣既有利于油氣隱蔽的深入開(kāi)發(fā)，又成為渤海海域當(dāng)前進(jìn)行巖性底層油氣貯藏勘察的重點(diǎn)。辮狀河三角洲在渤海海域的中國(guó)古近系石油分布范圍比較寬，其砂巖的分選性與側(cè)向連接性良好，并且具備了較好的石油儲(chǔ)藏功能。對(duì)渤海海域的勘察可以作為一個(gè)構(gòu)造-油氣貯藏、巖體-石灰質(zhì)-巖性油氣貯藏的事實(shí)。

2 油氣田分布特征

我國(guó)海上油氣田的分布極其不均衡，已經(jīng)勘探標(biāo)明的大部分油田仍然具有開(kāi)采潛力，部分已經(jīng)探明的油田及信息如圖1所示。

圖1 部分油田開(kāi)采圖

由圖1可知，我國(guó)海上油田開(kāi)采的水平仍然還不夠，海上油氣田仍然具有開(kāi)采的價(jià)值以及開(kāi)采潛力。根據(jù)已經(jīng)設(shè)立的渤海海域的油氣田分布尋找其分布規(guī)律如下：

2.1 大中型油田圍繞凸起區(qū)

在渤海海域油氣田中，稠油類占比極高。渤海海域的各種稠油油田主要是圍繞著其凸起的部位進(jìn)行分布，根據(jù)它們的構(gòu)造功能和圈閉成因，將它們可以劃分為披覆背斜型的稠油油藏和斷鼻式稠油油藏。斷鼻型稠油底層的油藏，是由于地層沿著某個(gè)斷層向上不發(fā)生翹傾運(yùn)動(dòng)后，所形成的一種構(gòu)造。這種沿?cái)鄬硬还庥锌赡苁莻鹘y(tǒng)斷層的集成和發(fā)展而來(lái)，有可能是在短時(shí)間內(nèi)由傳統(tǒng)斷層延伸而來(lái)形成的小斷層。斷鼻的位置，不僅可能在斷層的上升部分，甚至可能在斷層的下降部分。斷層的圈閉范圍和面積通?？刂圃?～20 km2之間，其上還有很多地方可能被更小的斷層所分割。例如石坨山上的南堡35-2油田。披覆背斜稠油油田，在渤海海域的渤中凹陷周邊的凸起區(qū)圍繞分布，具有圈閉類型好的特點(diǎn)。披覆背斜型稠油油田的主要儲(chǔ)層是河流、三角洲、淺湖相沉積的結(jié)合，儲(chǔ)蓋配置同樣良好。披覆背斜式稠油油田的油藏充滿度達(dá)到了70%～100%，而且含油的面積較大，達(dá)到了30～70 km2。稠油油藏的油層厚度為25～150 m，油水的關(guān)系相對(duì)比較簡(jiǎn)單，油藏的儲(chǔ)量規(guī)模十分巨大，含有多個(gè)億噸級(jí)的油田，包括了以秦皇島32-6為例的低幅度披覆背斜式油田；以綏中36-1為例的凸起請(qǐng)末端的復(fù)合披覆背斜式油田；以蓬萊19-3為例的，經(jīng)過(guò)走滑壓扭作用后改造而成為的披覆背斜式油田，具有圈閉幅度高，油氣轉(zhuǎn)移和凸起或是油向傾末端邊緣柱斷裂等等密切聯(lián)系。

2.2 新近系淺層油氣田分布受極淺水三角洲控制

渤海中部海域油田的勘探工作大部分都集中在渤海中部凹坳凸起的油田區(qū)。在渤海海域新近系周圍，特有一個(gè)淺水-極淺水三角洲沉積系統(tǒng)。所以為渤海海域的新近系考察勘探工作提供了新的思路和關(guān)鍵領(lǐng)域。在極淺水三角洲中，油氣藏通常是輕-中油作為主要生產(chǎn)內(nèi)容；良好的儲(chǔ)蓋組合，為近源、晚期、快速成藏模式下的油氣大規(guī)模富集提供了良好的保存條件。以渤中25-1、渤中28-34、渤中26-3這些大中型油氣田為例，在黃河口凹陷新近系明下段，淺水三角洲的體系主要是由一般性的發(fā)育而形成。而石油天然氣則一直是以近源晚期的垂向運(yùn)動(dòng)形態(tài)為主，主要在5 100萬(wàn)年以前，近源晚期的形成從而給其帶來(lái)了快速變質(zhì)和成藏的優(yōu)勢(shì)；渤海海域的主力油層通常已經(jīng)受到了各個(gè)層序的控制，油層主要在最大的湖泊泛面以下。截至目前，已經(jīng)在地球上發(fā)現(xiàn)的石油天然氣田普遍集中在1 200～1 800 m。

2.3 油氣田圍繞郯廬斷裂帶

根據(jù)現(xiàn)有的資料表明，在渤海海域的郯廬斷裂帶周圍，已經(jīng)探明的油氣儲(chǔ)量超過(guò)了在渤海海域整體油氣儲(chǔ)量的60%[5]。因此普遍認(rèn)為郯廬斷裂帶對(duì)于渤海海域的油氣聚集起著十分重要的作用。在古近紀(jì)以來(lái)，郯廬斷裂帶的活動(dòng)發(fā)育出了古近系的烴源層系。發(fā)育所產(chǎn)生的一系列富生烴凹陷，如遼中凹陷、渤中凹陷、黃河口凹陷以及萊州灣凹陷等；此外，郯廬斷裂帶的長(zhǎng)期活動(dòng)致使凹陷的生烴門檻降低，使得渤東以及渤南的部分相對(duì)較淺的凹陷也具有了生烴潛力。如表1所示。

表1 萊州灣地區(qū)及地區(qū)生烴門檻

如表1所示，在萊州灣凹陷東北洼地的生烴門檻相比較于中心的生烴門檻遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低，相比較于其他油田，生烴門檻也大體相近，仍然具有開(kāi)采的潛力。在此條件下，圍繞著郯廬斷裂帶的油氣資源豐富，自然也就使得油氣田設(shè)立在郯廬斷裂帶周圍。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，渤海海域作為我國(guó)重要的產(chǎn)油基地，具有良好的地質(zhì)條件，油氣田分布具有一定的規(guī)律性。優(yōu)越的烴源條件為油氣田提供了充分的產(chǎn)油條件；沉積體系的存在得以使油氣田具有充足的儲(chǔ)存條件。根據(jù)以上地質(zhì)條件，可以發(fā)現(xiàn)渤海海域仍然具有開(kāi)采的潛力。