遼河坳陷西部凹陷潛山油氣輸導體系特征

鞠俊成

(中國石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

0 引 言

遼河坳陷位于渤海灣盆地東北角，包括西部、東部及大民屯等富油氣凹陷[1-2]。西部凹陷位于遼河坳陷西側，為前古近系基底上發(fā)育的一個新生代箕狀斷陷型凹陷，油氣資源豐富[3]，整體占遼河坳陷探明儲量的70%。潛山是主要的含油層系之一，是深化勘探和油氣規(guī)模儲量的重點目標層系[4]。西部凹陷潛山勘探始于20世紀70年代，經(jīng)歷了從風化殼型高潛山(埋深小于2 500 m)到低潛山(埋深大于4 000 m)以及潛山內(nèi)幕等勘探歷程，累計探明石油儲量為2.4×108t，發(fā)現(xiàn)時間集中在“十二五”以前，且凹陷整體勘探程度和儲量貢獻率極不均衡，其中過半儲量位于凹陷中部的興隆臺潛山。“十二五”以來，針對該凹陷的潛山勘探雖有所發(fā)現(xiàn)[5]，但均未形成規(guī)模儲量。根據(jù)第四次全國油氣資源評價結果，西部凹陷潛山石油資源量為6.0×108t，潛山石油探明率僅為40%，遠低于凹陷的整體探明率(68%)。為明確潛山下步規(guī)模效益增儲方向和有利目標優(yōu)選，文中利用近50 a積累的鉆錄測井、分析化驗、試油試采等地質(zhì)數(shù)據(jù)，在典型潛山成藏條件分析的基礎上，指出源儲關系和有效的輸導條件是控制油氣成藏的主要因素，總結了3種類型潛山的輸導體系特征，形成了目標優(yōu)選的研究思路和對策，指導潛山深化勘探，對同類型斷陷潛山的油氣勘探有借鑒意義。

1 潛山巖性特征

西部凹陷潛山地層包括新太古界、新元古界、古生界和中生界，潛山頂界與古近系呈角度不整合接觸。其中，新太古界變質(zhì)巖系為遼河坳陷目前已發(fā)現(xiàn)最古老的結晶基底，年代歸屬于新太古代，層位為Ar3(表1)，巖性為變質(zhì)巖和多期侵入巖[6]，變質(zhì)巖按成因分為區(qū)域變質(zhì)巖、混合巖和碎裂巖三大類。侵入巖主要包括花崗巖、閃長(玢)巖、煌斑巖、輝綠巖等，侵入年代為213.8～248.4 Ma，經(jīng)歷了早、中、晚三疊世3期巖漿侵入活動(表2)。

表1 西部凹陷太古宇變質(zhì)巖鋯石年齡

表2 西部凹陷太古宇火山侵入巖鋯石同位素年齡

新元古界巖性以海相沉積的碳酸鹽巖夾碎屑巖為主，鉀氬法測得海綠石全巖年齡值為895.7～655.0 Ma，地質(zhì)時代屬于新元古代。古生界在西部凹陷中段普遍發(fā)育，巖性為一套深灰色、紫紅色石灰?guī)r，通過牙形石等多門類微體古生物手段結合巖石地層學、同位素地層學以及地球物理測井等資料，確定地質(zhì)時代主要為奧陶系[7]。中生界屬于填平補齊式沉積，巖性為火山巖和粗碎屑沉積，揭示地層有三疊系、上侏羅統(tǒng)和下白堊統(tǒng)。其中，碎屑巖巖性為雜色砂礫巖、砂巖和泥巖互層；火山巖為基性玄武巖、中酸性的安山巖和花崗巖，在中晚三疊世、中晚侏羅世、早白堊世多期噴發(fā)(表3)，與陸相碎屑巖呈互層狀分布。

表3 西部凹陷中生界火山巖鋯石同位素年齡

2 潛山構造特征

2.1 構造特征

渤海灣盆地是在華北地臺基底上發(fā)育的新生代張性塊斷盆地，遼河坳陷西部凹陷位于渤海灣盆地東北角西側，面積為2 560 km2，為一個北東向展布的新生代箕狀凹陷。受印支期、喜山期、燕山期等多期構造運動的改造[8]，基底潛山呈北東向展布，整體構造形態(tài)西緩東陡，自西向東分別為西部潛山帶、中部潛山帶和東部潛山帶如圖1西部凹陷基底潛山構造所示?；字鞲蓴嗔殉时睎|—北北東向展布，主要包括臺安-大洼斷層、興西-雙臺子斷層和齊家斷層等，控制了凹陷基底的構造形態(tài)，同時也控制著凹陷新生代的構造演化和沉積充填歷史。

圖1 西部凹陷基底潛山構造

2.2 構造演化

遼河坳陷為華北地臺新生代斷陷，區(qū)域構造演化經(jīng)歷了太古宙—古元古代準地臺形成、中新元古代—古生代準地臺蓋層發(fā)育和中—新生代準地臺破壞改造等演化階段。遼河西部凹陷屬于燕遼臺褶帶的一部分，基底現(xiàn)今構造的形成是多次構造運動疊加的結果[9]。新生代始新世沙三、沙四沉積期東西向強烈拉張運動形成坳陷基底的基本構造格局，漸新世晚期側向擠壓應力形成的右旋走滑使西部潛山帶進一步抬升，形成現(xiàn)今的構造形態(tài)。

3 潛山油氣輸導體系

3.1 潛山類型劃分

遼河坳陷潛山勘探實踐表明，潛山與有效源巖的接觸方式、供油窗口的大小與潛山成藏和含油氣幅度關系密切，潛山供油氣窗口是風化殼及內(nèi)幕成藏的關鍵[10-11]。西部凹陷烴源巖成熟門限深度約為2 700 m，對應鏡質(zhì)體反射率(Ro)為0.5%，按潛山與成熟烴源巖接觸關系，將西部凹陷潛山劃分為源內(nèi)型、源邊型和源外型(圖1、2)。其中源內(nèi)型潛山位于生烴洼陷之內(nèi)，包括中部潛山帶的雙臺子和興隆臺潛山[12-13]；源邊型潛山位于生烴洼陷周邊，典型如中央凸起潛山帶中部的趙家潛山[14]；源外型潛山遠離生烴洼陷，如西斜坡高臺階潛山。

圖2 西部凹陷潛山類型

3.2 潛山油氣輸導體系

按照構成要素類型，將西部凹陷潛山油氣輸導體系劃分為斷裂輸導型、儲集層輸導型(孔隙、裂縫)、不整合輸導型和復式輸導型4種類型[15-16](表4)。

表4 潛山輸導體系類型

3.2.1 源內(nèi)型潛山

源內(nèi)型潛山位于生烴洼陷之中，烴源巖直接超覆、披覆其上，或側向上通過斷層與成熟烴源巖直接接觸，多方向供烴，具有復式輸導條件，輸導體系最為有利，裂縫型儲層與內(nèi)幕斷層控制了潛山內(nèi)部油氣再分配，潛山裂縫的發(fā)育程度影響含油氣豐度和產(chǎn)能[17]。潛山巖性的不均一性決定了其具有儲隔層交互分布的特點，形成風化殼及內(nèi)幕油氣藏。興隆臺潛山為典型的源內(nèi)型潛山，該潛山位于西部凹陷中段，西側與南側潛山通過斷層與成熟烴源巖直接接觸，北側與東側沙三段烴源巖超覆、披覆于潛山之上，具有高效的油氣輸導條件。潛山巖性為新太古界混合花崗巖與混合片麻巖，內(nèi)部有多期中生界侵入體(圖3)。按照優(yōu)勢巖性序列形成儲隔層間互分布的特征，其中太古界混合花崗巖、混合片麻巖與中生界酸性侵入體為優(yōu)勢儲層，太古界角閃巖、中生界中基性侵入體(煌斑巖、輝綠巖等)為內(nèi)幕隔層[18]，油氣通過斷面與不整合運移至潛山頂面，形成風化殼油藏；油氣通過斷面與裂縫型儲層運移至潛山內(nèi)幕，形成內(nèi)幕油氣藏。潛山與有效烴源巖的接觸底界決定了潛山的含油氣幅度，整體形成頂部風化殼油氣藏和層狀(似層狀)內(nèi)幕潛山油氣藏。

圖3 興隆臺潛山巖性結構

3.2.2 源邊型潛山

源邊型潛山單邊以斷面或不整合為主要源儲通道，潛山含油氣性及幅度受控于供油窗口的大小及潛山儲層的發(fā)育程度。另外，斷層的活動期與主油氣運移期的配置關系、上覆地層的封堵性能決定了潛山含油氣豐度與油品性質(zhì)(稀油或稠油)。趙家潛山為典型的源邊型潛山，該潛山西側通過大洼斷層溝通成熟源巖，形成大幅度供油窗口，最大可達1 700 m，輸導條件有利[19]，潛山含油幅度大。大洼斷層為繼承性長期活動斷層，不同深度和層位封堵性能存在差異[20-21]。同時，潛山帶上覆地層巖性以砂巖為主，泥質(zhì)巖類不發(fā)育，造成潛山頂部風化殼以稠油為主，潛山內(nèi)幕則既有稀油油藏，也存在稠油、超稠油油藏(圖4)。

圖4 東部潛山帶趙家潛山成藏模式

源外型潛山遠離生烴洼陷，與成熟烴源巖不直接接觸，油氣通過斷層、不整合及滲透性儲層運移至潛山成藏，斷層溝通源巖層，為油氣垂向運移通道，不整合為橫向運移通道[22]，主要發(fā)育風化殼型潛山油藏。西斜坡高臺階潛山為典型的源外型潛山，東側斷層溝通沙三、沙四段源巖，多期發(fā)育的不整合為油氣遠距離運移通道，因此，具有較好的輸導條件，潛山頂部地層普遍見油斑、油跡顯示[23]。由于上覆古近系地層鄰近西部凸起物源區(qū)，巖性以砂巖、砂礫巖為主，封堵性能差，潛山發(fā)育風化殼型稠油—超稠油油藏(表5)。由表5可知，其產(chǎn)能低、效益差。

表5 不同類型潛山油品性質(zhì)

4 潛山勘探潛力分析

截至目前，西部凹陷潛山剩余資源量為3.6×108t，潛山深化勘探仍有較大的資源潛力。源內(nèi)型中部潛山帶仍是效益儲量的首選領域，重點是精細落實潛山形態(tài)和源-山關系，優(yōu)選有利構造-優(yōu)勢巖性-源巖發(fā)育疊合區(qū)進行部署，興隆臺潛山已整體探明投入開發(fā)，雙臺子潛山北部(南部為國家級自然保護區(qū))是勘探重點，目前已落實有利目標，新井正鉆，預期取得新的突破；源邊型潛山領域廣，是規(guī)模儲量發(fā)現(xiàn)的重要拓展領域，勘探重點是準確落實成熟源巖的分布邊界以及源巖與潛山的對接關系，井震結合劃定供油窗口范圍，并根據(jù)有效源巖埋深，預測含油底界，確定鉆探目標與合理井深；源外型潛山是西部凹陷領域最廣的勘探目標，但受保存條件影響，以風化殼型稠油油藏為主，勘探重點是在細化油氣輸導條件的基礎上，落實潛山上覆蓋層條件。

5 結 論

(1) 西部凹陷油源條件優(yōu)越，油氣資源豐富。按潛山與成熟烴源巖接觸關系，將西部凹陷潛山劃分為源內(nèi)、源邊和源外3種類型，建立了不同類型潛山的油氣輸導模式。

(2) 由于源儲關系和油氣輸導條件的差異，不同類型潛山含油氣豐度差異大，其中源內(nèi)型潛山具有優(yōu)越的裂縫型儲層-斷裂-不整合復式油氣輸導條件，發(fā)育風化殼和內(nèi)幕油氣藏；源邊型潛山單邊以斷面或不整合為主要輸導通道，潛山含油氣性及幅度受控于供油窗口的大小及潛山儲層的發(fā)育程度；源外型潛山以通源斷層為油氣垂向運移通道，不整合為橫向運移通道，發(fā)育風化殼型潛山油藏。

(3) 源內(nèi)型潛山是效益勘探和規(guī)模增儲的首選目標，源邊型潛山為油氣增儲重要拓展領域和目標，源外型潛山受保存條件制約，以風化殼型稠油-超稠油油藏為主，總體經(jīng)濟效益差，為潛山遠景探索目標。