中國東部陸相斷陷盆地成熟探區(qū)油氣勘探新領(lǐng)域分析*

劉 震 朱茂林 李 晉 劉惠民 王曉文 劉俊榜

1 中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京102249

2 中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京102206

3 中國石化勝利油田分公司油氣勘探管理中心，山東東營257017

4 中國石油冀東油田公司勘探部，河北唐山063004

5 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083

1 概述

中國東部古近紀(jì)以來斷陷盆地主要包括渤海灣、二連、蘇北、東海、南海諸盆地以及南襄、江漢、南華北等沉積盆地，油氣資源量達(dá)143.6億噸（秦偉軍和張中華，2015），資源潛力巨大。據(jù)自然資源部2019年統(tǒng)計(jì)，中國東部陸相斷陷盆地油氣儲(chǔ)量約占全國油氣總儲(chǔ)量的38%，經(jīng)過50多年的大規(guī)?？碧介_發(fā)，取得了巨大的勘探成果。研究表明，東部斷陷盆地累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量63.84億噸，平均資源探明程度為49.4%，而泌陽凹陷資源探明程度可達(dá)74.93%（秦偉軍，2006；張抗和門相勇，2014）。顯然，東部探區(qū)總體上已進(jìn)入中—高勘探階段。隨著勘探程度的不斷提高，勘探方向逐漸轉(zhuǎn)向埋藏深度相對(duì)較大的復(fù)雜油氣勘探領(lǐng)域。經(jīng)過最近20多年的探索性研究和深化，國內(nèi)勘探研究人員在陸相斷陷盆地油氣形成與主控因素研究（李丕龍等，2004；劉震等，2005，2006a，2006b；徐長貴，2013）、成藏機(jī)理與分布模式分析（陳冬霞等，2006；龐雄奇等，2007；于興河等，2007）、油氣富集理論（Zhaoet al.，2011；趙賢正等，2011，2017，2018）與潛在資源量（秦偉軍，2006）等方面取得了大量新的研究成果。隨著勘探認(rèn)識(shí)和技術(shù)的不斷提升，中國東部陸相斷陷盆地油氣勘探不斷取得突破，在深部的低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)集層、扇三角洲砂礫巖儲(chǔ)集層以及基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層等領(lǐng)域均有所發(fā)現(xiàn)。在松遼盆地、渤海灣盆地和蘇北盆地均發(fā)現(xiàn)相當(dāng)規(guī)模的致密砂巖油氣藏，在渤海海域發(fā)現(xiàn)的BZ19-6大型變質(zhì)花崗巖潛山凝析氣田，探明儲(chǔ)量均十分可觀（徐長貴等，2019），而在黃驊、遼河、冀中等坳陷相繼發(fā)現(xiàn)的多個(gè)砂礫巖體有利圈閉也預(yù)示著砂礫巖體油氣藏勘探進(jìn)入新階段，展現(xiàn)出中國東部陸相斷陷盆地巨大的油氣勘探潛力。

然而，隨著東部勘探成熟區(qū)的不斷發(fā)展，目前勘探和研究工作面臨以下3個(gè)方面的問題。一是深層致密砂巖儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)問題，現(xiàn)有的儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方案更多的是針對(duì)儲(chǔ)集層現(xiàn)今特征進(jìn)行的評(píng)價(jià)，而忽略了成藏期儲(chǔ)集層條件評(píng)價(jià)以及成藏期后儲(chǔ)集性能繼續(xù)發(fā)生演化的事實(shí)，從而導(dǎo)致致密儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)結(jié)果不理夠想。二是對(duì)陡坡帶深層砂礫巖體物源認(rèn)識(shí)不足且儲(chǔ)集層質(zhì)量普遍較差問題，現(xiàn)有模式更多地認(rèn)為陡坡帶儲(chǔ)集體主要來源于短軸方向，對(duì)于是否存在其他方向的物源研究很少，對(duì)陡坡帶早期有利儲(chǔ)集體發(fā)育模式的復(fù)雜性認(rèn)識(shí)較淺。三是對(duì)基巖風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)及風(fēng)化殼分布認(rèn)識(shí)問題，目前常見的風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)有“三分”結(jié)構(gòu)或“四分”結(jié)構(gòu)類型，但總體上講這種分類屬于靜態(tài)的劃分方案，沒有考慮基巖風(fēng)化殼一直經(jīng)歷著漫長地質(zhì)演化過程，對(duì)風(fēng)化殼的結(jié)構(gòu)特征一直在發(fā)生變化的特點(diǎn)尚未研究；同時(shí)，由于對(duì)風(fēng)化殼儲(chǔ)集層所經(jīng)歷的改造—保存機(jī)制缺乏研究，導(dǎo)致難以解釋和預(yù)測(cè)基巖風(fēng)化殼橫向差異性分布特點(diǎn)。

針對(duì)上述問題，本研究按照對(duì)成熟探區(qū)堅(jiān)持不斷反思和積極構(gòu)建地質(zhì)新認(rèn)識(shí)的探索性思路，采用近年來在低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)集層、砂礫巖儲(chǔ)集體和基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層3個(gè)方面的典型研究實(shí)例，闡述中國東部陸相斷陷盆地油氣勘探新領(lǐng)域的地質(zhì)基礎(chǔ)和勘探潛力，旨在為中國東部陸相斷陷盆地下一步油氣勘探提供新的思路和理論支持。

2 深層低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)及勘探潛力

隨著油氣勘探的快速發(fā)展，致密砂巖儲(chǔ)集層已成為新的研究和勘探熱點(diǎn)。馬洪等（2012）研究指出歧口凹陷歧北斜坡、遼河西部凹陷清水洼陷、霸縣凹陷文安斜坡等區(qū)帶致密砂巖氣資源量可達(dá)6×1011～7×1011m3，顯示出極好的勘探前景。然而，受埋藏深度的影響，鉆遇深層的探井?dāng)?shù)量整體上較少，深層致密砂巖儲(chǔ)集層的勘探程度整體較低。此外，由于對(duì)致密砂巖儲(chǔ)集層物性演化特征缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，大多運(yùn)用現(xiàn)今儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)結(jié)果來指導(dǎo)油氣勘探，從而導(dǎo)致鉆井成功率并不高，呈現(xiàn)出深層低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)集層雖展現(xiàn)出極大的勘探潛力、但勘探結(jié)果并不理想的現(xiàn)狀。作者以中國東部斷陷盆地深層低孔滲—致密砂巖為例，從砂巖儲(chǔ)集層物性演化以及成藏過程2個(gè)方面出發(fā)，系統(tǒng)分析了致密砂巖儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)原理，并指出了該原理對(duì)油氣勘探的指導(dǎo)意義。

2.1 現(xiàn)今儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方案的局限性

現(xiàn)有儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)主要是在明確了構(gòu)造背景和沉積相發(fā)育的基礎(chǔ)上，通過巖礦測(cè)試、薄片觀察、巖心物性分析并結(jié)合測(cè)井物性資料，分析儲(chǔ)集層質(zhì)量控制因素，進(jìn)而明確優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的展布規(guī)律（王化愛等，2009；陳蓉等，2013）。前人利用不同的儲(chǔ)集層參數(shù)制定了不同的儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，Leverson（2006）根據(jù)現(xiàn)今砂巖儲(chǔ)集層的物性值來評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層；楊正明等（2006）在研究致密砂巖儲(chǔ)集層的過程中發(fā)現(xiàn)，僅采用孔、滲和中值半徑等參數(shù)很難有效地對(duì)砂巖儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)，需要結(jié)合儲(chǔ)集層環(huán)境因素和喉道半徑對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行評(píng)價(jià)。尹昕和應(yīng)文敏（2013）鑒于低孔滲砂巖儲(chǔ)集層內(nèi)部非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，提出要結(jié)合巖石學(xué)特征、孔滲特征、孔隙類型和孔隙結(jié)構(gòu)的差異性來對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行評(píng)價(jià)。由上述研究成果可以看出，現(xiàn)有儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)雖然可以選擇多種參數(shù)來對(duì)儲(chǔ)集層特征進(jìn)行表征，但本質(zhì)上還是對(duì)儲(chǔ)集層現(xiàn)今特征的描述及評(píng)價(jià)，是一種“靜態(tài)”的儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方案，只能反映現(xiàn)今儲(chǔ)集層的特征卻不能很好地表達(dá)成藏期后儲(chǔ)集層發(fā)生的一系列變化，同樣也不能準(zhǔn)確地反映關(guān)鍵成藏期砂巖儲(chǔ)集層性質(zhì)，難以把握住儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的本質(zhì)。

此外，現(xiàn)有的靜態(tài)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)結(jié)論通常與實(shí)際的勘探結(jié)果不一致。如劉明潔等（2014）研究東營凹陷牛莊洼陷沙三中上亞段巖性油藏發(fā)現(xiàn)，在具有相同儲(chǔ)集砂體和相似斷層輸導(dǎo)的情況下，現(xiàn)今砂巖孔隙度分布與油氣分布不一致，具體表現(xiàn)為：高孔隙砂巖不含油而低孔隙砂巖含油；具有相同物性的砂巖儲(chǔ)集層有的含油而有的不含油；含油砂體現(xiàn)今物性接近，但含油級(jí)別卻存在很大差異。由此可見，靜態(tài)的儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方法在該地區(qū)無法應(yīng)用，若對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行評(píng)價(jià)，會(huì)產(chǎn)生完全錯(cuò)誤的結(jié)論。另一方面，對(duì)于面積較大的地區(qū)而言，1套儲(chǔ)集層的含油氣性除了受儲(chǔ)集層物性影響，還與其他多種成藏因素有關(guān)；而同一油田一般具有相似的油氣來源、運(yùn)移通道、烴類充注動(dòng)力和保存條件，其含油氣性往往與成藏期儲(chǔ)集層物性密切相關(guān)，但常常與現(xiàn)今儲(chǔ)層物性不一致。

2.2 砂巖孔隙度在埋藏期內(nèi)演化特征

結(jié)合上述實(shí)際勘探問題，作者認(rèn)為已有的靜態(tài)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方法只能表征現(xiàn)今的儲(chǔ)集層特征，由于沒有綜合考慮成藏過程與砂巖儲(chǔ)集層演化過程以及二者的耦合關(guān)系，從而會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論，進(jìn)而對(duì)油氣勘探產(chǎn)生誤導(dǎo)。因此，現(xiàn)有的靜態(tài)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)體系已不完全適用。在這一情況下，需要將砂巖儲(chǔ)集層演化特征與油氣成藏過程結(jié)合起來，在明確關(guān)鍵成藏期的基礎(chǔ)上，恢復(fù)成藏期砂巖儲(chǔ)集層的古物性，進(jìn)而探討成藏期油氣充注進(jìn)入砂巖儲(chǔ)集層后，儲(chǔ)集層發(fā)生的一系列復(fù)雜成巖演化過程，即需要對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)。

2.2.1 埋藏過程中一直存在壓實(shí)作用

隨著埋藏深度的增加，砂巖孔隙度也會(huì)逐漸減小。現(xiàn)有研究普遍認(rèn)為，在淺埋藏階段（深度＜2500m），快速的機(jī)械壓實(shí)作用是導(dǎo)致砂巖孔隙驟減的主要原因（Powers，1967；Selley，1978），而到了深層壓實(shí)作用就非常弱了，基本上可以忽略不計(jì)。然而，深部地層也存在壓實(shí)的證據(jù)。作者對(duì)松遼盆地徐家圍子地區(qū)不同深度段的巖石薄片進(jìn)行了觀察，對(duì)壓實(shí)作用的特征進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)不同深度均存在壓實(shí)作用，壓實(shí)作用的程度和表現(xiàn)形式在不同深度段存在差異，總體上隨著埋藏深度的不斷增加，礦物顆粒的接觸類型從點(diǎn)接觸、線接觸逐漸過渡為凹凸接觸，礦物顆粒的變形破裂程度從無變形和破裂逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐宰冃魏推屏褳橹?，反映出壓?shí)程度逐漸從弱到強(qiáng)的變化趨勢(shì)（圖1）。進(jìn)一步結(jié)合Houseknecht圖版對(duì)松遼盆地徐家圍子地區(qū)深部沙河子組致密砂巖的壓實(shí)作用進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)巖屑砂礫巖多數(shù)樣本在圖的左下區(qū)域，而少數(shù)在右上區(qū)域（圖2），說明壓實(shí)作用導(dǎo)致約50%～80%的初始孔隙度損失，而膠結(jié)作用則導(dǎo)致了約為10%～40%的初始孔隙度損失。表明壓實(shí)作用和膠結(jié)作用都是儲(chǔ)集層致密的重要因素，但壓實(shí)作用是深部儲(chǔ)集層致密化的主控因素，揭示了埋藏過程中壓實(shí)作用一直存在。此外，前人運(yùn)用已經(jīng)致密的砂巖樣品，模擬實(shí)際地層情況對(duì)樣品進(jìn)行壓實(shí)，結(jié)果表明砂巖樣品的孔隙度仍可以減少2%～4%（操應(yīng)長等，2011），也證實(shí)深埋地層的砂巖壓實(shí)作用依然存在。

圖1 松遼盆地徐家圍子地區(qū)深部砂巖儲(chǔ)集層壓實(shí)作用特征Fig.1 Compaction characteristics of deep sandstone reservoirs in Xujiaweizi area，Songliao Basin

圖2 松遼盆地徐家圍子砂巖基于巖石現(xiàn)今表觀體積的壓實(shí)與膠結(jié)作用Houseknecht圖版Fig.2 Crossplots of compaction versus cementation in Houseknecht pattern of Xujiaweizi sandstone in Songliao Basin

2.2.2 油氣成藏后砂巖儲(chǔ)集層會(huì)繼續(xù)減孔

砂巖儲(chǔ)集層在油氣充注成藏后仍要經(jīng)歷長時(shí)間的復(fù)雜演化，才能表現(xiàn)為現(xiàn)今的特征。油氣成藏后砂巖儲(chǔ)集層的演化中成巖作用的影響是關(guān)鍵，而油氣侵位對(duì)成巖作用的影響一直存在爭議，主要表現(xiàn)在2個(gè)方面。一是認(rèn)為油氣侵位會(huì)使膠結(jié)作用受到抑制，從而延緩了砂巖儲(chǔ)集層孔隙的減小。如袁東山等（2005）通過對(duì)東營凹陷古近系碳酸鹽礦物進(jìn)行鏡下觀測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)油層中方解石、白云石含量一般比水層低，認(rèn)為原油充注導(dǎo)致碳酸鹽礦物的沉淀作用受到抑制；孟元林等（2010）通過研究認(rèn)為油氣侵位對(duì)松遼盆地中淺層成巖作用和孔隙度衰減起到抑制作用；二是認(rèn)為油氣充注后，不會(huì)完全抑制自生礦物的生長，反而會(huì)形成鐵方解石、鐵白云石和綠泥石。如史基安等（2003）研究發(fā)現(xiàn)油氣充注后砂巖儲(chǔ)集層仍會(huì)發(fā)育晚期的碳酸鹽膠結(jié)，從而加速了儲(chǔ)集層孔隙的減小。

為了研究油氣成藏后砂巖儲(chǔ)集層的孔隙演化特征，作者對(duì)中國東部松遼盆地徐家圍子地區(qū)沙河子組砂巖儲(chǔ)集層成巖序列進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)油氣充注之后砂巖仍可以發(fā)生石英和碳酸鹽礦物的膠結(jié)作用，且鏡下熒光分析發(fā)現(xiàn)石英次生加大邊與烴類包裹體存在以下3種共生關(guān)系：石英次生加大邊與石英顆粒之間可見殘留瀝青現(xiàn)象、石英次生加大邊內(nèi)部可見烴類包裹體、石英次生加大同時(shí)夾殘留瀝青和烴類包裹體。這充分說明了油氣進(jìn)入砂巖儲(chǔ)集層成藏后，膠結(jié)作用依然會(huì)發(fā)生，即砂巖儲(chǔ)集層成藏后在壓實(shí)作用和膠結(jié)作用的共同影響下，孔隙度繼續(xù)保持減小的趨勢(shì)。

2.2.3 砂巖溶蝕作用符合化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理

溶蝕作用是在成巖環(huán)境中，砂巖中的碎屑顆粒、雜基、膠結(jié)物和交代礦物與孔隙流體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生不同程度的溶解，形成次生孔隙，從而明顯地提升砂巖儲(chǔ)集層物性的作用（孟元林等，2011）。作者對(duì)松遼盆地徐家圍子地區(qū)沙河子組砂巖溶蝕增孔作用進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)砂巖的增孔主要來自于有機(jī)酸的次生溶蝕作用，而有機(jī)酸的濃度最高時(shí)對(duì)應(yīng)的地層溫度大概70～120℃，處于烴源巖低成熟—成熟階段，這一時(shí)期，更多的有機(jī)質(zhì)（暗色泥巖中腐泥型有機(jī)質(zhì)）成熟，隨著流體pH值進(jìn)一步降低，大量易溶鋁硅酸鹽組分（如長石、巖屑等）溶解開始大規(guī)模發(fā)生，對(duì)應(yīng)著早—中成巖階段。當(dāng)?shù)販氐陀?0℃時(shí)，有機(jī)酸無法大量生成，次生溶孔發(fā)育可忽略不計(jì)；當(dāng)?shù)販爻^120℃時(shí)，受地層中酸濃度逐漸降低和油氣侵位發(fā)生的影響，溶蝕孔隙的發(fā)育變緩。由此可見，砂巖儲(chǔ)集層溶蝕作用的發(fā)生與有機(jī)酸的濃度密切相關(guān)，符合化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理。當(dāng)溫度低于或高于溶蝕作用發(fā)生的溫度窗口時(shí)，溶蝕作用造成的孔隙度增加值將大大降低。

2.2.4 典型深層砂巖孔隙度演化特征

依據(jù)成巖作用對(duì)儲(chǔ)集層孔隙度效應(yīng)的不同，可將其劃分為使孔隙度增大的建設(shè)性成巖作用和使孔隙度減小的破壞性成巖作用，其中破壞性成巖作用主要包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用，建設(shè)性成巖作用主要為溶解作用。作者分別對(duì)東營凹陷牛莊洼陷牛6井以及松遼盆地徐家圍子斷陷達(dá)深16井砂巖現(xiàn)今孔隙度剖面進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)砂巖孔隙度演化具有分段特征，整體上砂巖孔隙度隨埋深增加呈正比例減?。▓D3）。在淺部主要為機(jī)械壓實(shí)作用使砂巖儲(chǔ)集層孔隙度呈線性減小，在中淺層膠結(jié)作用開始出現(xiàn)并與壓實(shí)作用一同致使砂巖儲(chǔ)集層孔隙度線性減小，在中深層因?yàn)橛袡C(jī)酸的作用使可溶礦物溶解，砂巖儲(chǔ)集層孔隙度增大，孔隙度演化偏離之前的線性減小趨勢(shì)，直到溶解作用消失，砂巖儲(chǔ)集層在壓實(shí)作用和膠結(jié)作用的共同影響下才再次表現(xiàn)為孔隙度減小趨勢(shì)。從圖3中可知，深層砂巖儲(chǔ)集層減孔趨勢(shì)與中淺層砂巖減孔趨勢(shì)平行，表現(xiàn)出深層與淺層減孔趨勢(shì)一致的特點(diǎn)。

圖3 中國東部斷陷盆地典型單井現(xiàn)今砂巖孔隙度與深度關(guān)系Fig.3 Relation of sandstone present porosity and burial depth of typical wells in rifted basins，eastern China

2.3 砂巖儲(chǔ)集層烴類充注存在臨界物性

2.3.1 致密砂巖儲(chǔ)集層現(xiàn)今物性含烴下限普遍較低

和常規(guī)砂巖儲(chǔ)集層相比，致密砂巖儲(chǔ)集層具有較差的物性特征。為了厘清致密砂巖儲(chǔ)集層物性與含烴關(guān)系，研究中基于試油和錄井資料，分別對(duì)東營凹陷牛莊洼陷沙三中亞段砂巖儲(chǔ)集層，以及松遼盆地徐家圍子斷陷沙河子組儲(chǔ)集層的含烴下限進(jìn)行了系統(tǒng)分析，試油數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，牛莊洼陷西部沙三中亞段現(xiàn)今儲(chǔ)集層含油孔隙度下限為3.5%，滲透率下限為0.09×10-3μm2，即低于物性下限值，試油結(jié)果顯示為干層（圖4-a）。錄井分析結(jié)果也表現(xiàn)為相似的低孔滲現(xiàn)象，揭示了現(xiàn)今儲(chǔ)集層含油孔隙度下限為3.5%，滲透率下限為0.1×10-3μm2（圖4-b）。綜合試油和錄井?dāng)?shù)據(jù)，將牛莊洼陷西部沙三中亞段現(xiàn)今儲(chǔ)集層含油下限確定為孔隙度3.5%，滲透率為0.095×10-3μm2。徐家圍子斷陷沙河子組儲(chǔ)集層試氣資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：氣層孔隙度主要分布于1%～10%，滲透率主要分布于（0.01～1）×10-3μm2；干層孔隙度主要分布于0%～10%，滲透率分布于（0.01～0.1）×10-3μm2，干層滲透率普遍低于0.1×10-3μm2，儲(chǔ)集層孔滲相關(guān)性差，而且氣層物性明顯好于干層。因此，通過試氣資料分析得到的沙河子組砂巖含氣孔隙度下限為1.8%，含氣滲透率下限為0.04×10-3μm2（圖5-a），另一方面，徐家圍子斷陷沙河子組儲(chǔ)集層錄井資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：含氣層的孔隙度主要分布在1%～10%，滲透率主要分布在（0.01～1）×10-3μm2；干層的孔隙度主要分布在0%～2%，滲透率分布在（0.01～1）×10-3μm2，通過錄井資料分析得到的沙河子組砂巖含氣孔隙度下限為1.2%，含氣滲透率下限為0.01×10-3μm2（圖5-b）。綜合試氣和錄井資料統(tǒng)計(jì)分析，確定出徐家圍子斷陷沙河子組儲(chǔ)集層現(xiàn)今的含氣孔隙度下限為1.5%，滲透率下限為0.02×10-3μm2。上述分析結(jié)果顯示致密砂巖儲(chǔ)集層現(xiàn)今物性含烴下限普遍較低。

圖4 東營凹陷牛莊洼陷沙三中亞段砂巖儲(chǔ)集層現(xiàn)今物性含烴下限分析Fig.4 Lower limit of present oil-gas physical properties of E s23 sandstone reservoir of the Middle Sub-member of Member 3 of Shahejie Formation in Niuzhuang area，Dongying sag

圖5 松遼盆地徐家圍子地區(qū)沙河子組砂巖儲(chǔ)集層現(xiàn)今物性含烴下限分析Fig.5 Lower limit of present oil-gas physical properties of the Shahezi Formation sandstone reservoir in Xujiaweizi area，Songliao Basin

2.3.2 成藏期砂巖含烴下限需要恢復(fù)

前文研究表明，現(xiàn)今砂巖儲(chǔ)集層物性的好壞不能完全等同于成藏期砂巖儲(chǔ)集層的物性。因此，要想對(duì)儲(chǔ)集層作出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，必須要對(duì)成藏期砂巖儲(chǔ)集層的物性進(jìn)行恢復(fù)。作者采用劉震等（2012）提出的孔隙度壓實(shí)剖面回推法，結(jié)合地層的埋藏史和熱史資料，通過正常壓實(shí)剖面來確定儲(chǔ)集層成藏期以來的平均孔隙度變化量，然后結(jié)合現(xiàn)今含烴物性下限得到最終的成藏期臨界物性。下面以東營凹陷牛莊洼陷沙三中亞段砂巖和松遼盆地徐家圍子斷陷沙河子組砂巖為例，介紹成藏期砂巖含烴下限的恢復(fù)情況。

研究中選取了東營凹陷牛莊洼陷5口代表井恢復(fù)成藏期砂巖儲(chǔ)集層的臨界物性。結(jié)果表明，成藏期到最大埋深期，砂巖儲(chǔ)集層繼續(xù)接受沉積壓實(shí)作用，5口代表井砂巖儲(chǔ)集層孔隙度減孔量平均值為10.4%，即現(xiàn)今的孔隙度為最大埋深期的孔隙度，所以成藏期充注臨界物性為現(xiàn)今含油下限+充注后期孔隙度變化量。因此，牛莊洼陷西部沙三中亞段成藏期砂巖儲(chǔ)集層臨界物性表示為3.5%+10.4%＝13.9%，恢復(fù)后的孔隙度值即為成藏期砂巖含烴下限值。

松遼盆地徐家圍子地區(qū)3口典型井的目的層砂巖分析結(jié)果顯示，儲(chǔ)集層成藏期以來的平均孔隙度減小值為6.5%，再加上現(xiàn)今的含氣孔隙度下限1.5%，最終得到松遼盆地徐家圍子斷陷沙河子組儲(chǔ)集層天然氣成藏臨界孔隙度為8.0%，即成藏期砂巖含烴下限值。

2.3.3 不同沉積相砂巖臨界孔隙度存在差異

對(duì)中國東部斷陷盆地致密砂巖油氣藏分布特征進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)多種沉積相均可以形成致密油氣藏。以松遼盆地致密油藏為例，其北部的曲流河點(diǎn)壩、網(wǎng)狀河砂體、分流河道砂體、決口河道砂體等多個(gè)沉積相類型都可以形成致密儲(chǔ)集層，但不同沉積相砂巖的物性特征存在差異，總體上具有曲流河點(diǎn)壩、網(wǎng)狀河砂體、分流河道砂體物性相對(duì)較好，而決口河道砂體和決口扇砂體物性較差的特征。因此，不同沉積相砂體臨界孔隙度最終也各不相同。作者重點(diǎn)分析了松遼盆地長嶺斷陷深層不同沉積相致密砂巖的臨界孔隙度特征，結(jié)果表明不同沉積相類型成藏期儲(chǔ)集層的臨界孔隙度存在差異，且不同構(gòu)造帶同一沉積相類型成藏期儲(chǔ)集層的臨界孔隙度也不相同。試油和錄井資料綜合顯示，松遼盆地長嶺斷陷深層現(xiàn)今砂巖儲(chǔ)集層的孔隙度下限為2.7%，深洼帶沉積相類型為辮狀河河道，3口代表井的研究結(jié)果顯示，從成藏期到最大埋深期，砂巖孔隙度平均減小了5.4%，因此，深洼帶成藏期辮狀河河道砂巖儲(chǔ)集層的臨界孔隙度為8.1%。斜坡帶沉積相類型為辮狀河河漫灘，從成藏期到最大埋深期，砂巖孔隙度平均減小了6.5%，則深洼帶成藏期辮狀河河漫灘砂巖儲(chǔ)集層的臨界孔隙度為9.2%。凸起帶沉積相類型雖然也為辮狀河河道，但2口代表井的研究結(jié)果顯示，從成藏期到最大埋深期，砂巖孔隙度平均值減小了5.2%，因此，凸起帶成藏期辮狀河河道砂巖儲(chǔ)集層的臨界孔隙度為7.9%。研究結(jié)果揭示了沉積相類型以及埋藏差異性對(duì)于成藏期砂巖臨界孔隙度的影響。

2.4 致密砂巖儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)原理

2.4.1 砂巖儲(chǔ)集層過?？紫抖雀拍?/p>

油氣能否充注，與成藏期儲(chǔ)集層的物性密切相關(guān)，即成藏期儲(chǔ)集層的孔隙度必須大于臨界孔隙度，油氣才能有效充注。對(duì)中國東部斷陷盆地致密砂巖儲(chǔ)集層成藏期孔隙度與儲(chǔ)集層試油結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)成藏期儲(chǔ)集層的孔隙度越大，對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)集層產(chǎn)量往往越高。為了更加直觀描述成藏期儲(chǔ)集層孔隙度與現(xiàn)今產(chǎn)油量的關(guān)系，作者提出了砂巖儲(chǔ)集層過?？紫抖鹊母拍?，表示如下：

式中，Δφ為過?？紫抖?，其值是成藏期孔隙度與臨界儲(chǔ)集層孔隙度的差值，φ成藏期為砂巖儲(chǔ)集層成藏期實(shí)際的孔隙度值，φ臨界為砂巖儲(chǔ)集層成藏期孔隙度下限值。

利用成藏期過剩孔隙度Δφ就可以對(duì)砂巖儲(chǔ)集層進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，當(dāng)Δφ＞0時(shí)，油氣就可以有效充注到砂巖儲(chǔ)集層，且Δφ值越大，其他條件相同情況下，油氣產(chǎn)量就越高；當(dāng)Δφ＜0，油氣就不能充注到砂巖儲(chǔ)集層，從而無法形成油氣藏。

2.4.2 砂巖孔隙度演化過程與油氣成藏過程關(guān)系

油氣藏的形成取決于生、儲(chǔ)、蓋、圈、運(yùn)、保以及各成藏要素在時(shí)空演化過程中的配置關(guān)系，是個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。作者從致密砂巖動(dòng)態(tài)成藏的角度出發(fā)，以中國東部松遼盆地致密砂巖為例，對(duì)其動(dòng)態(tài)成藏過程進(jìn)行了解剖，通過恢復(fù)油氣成藏過程中的“九史”演化過程，定量重建了致密砂巖油氣成藏的過程，進(jìn)而闡明了砂巖孔隙演化與油氣成藏之間的關(guān)系。作者主要以松遼盆地北部達(dá)深16井為例進(jìn)行說明（圖6）。

圖6 松遼盆地達(dá)深16井沙河子組（3670.6～3693.2m）砂巖氣藏動(dòng)態(tài)解剖九史圖Fig.6 Nine history diagram of dynamic anatomy of sandstone gas reservoirs in the Shahezi Formation（3670.6～3693.2m）of Well Dashen 16 in Songliao Basin

松遼盆地徐家圍子斷陷烴源巖主要為沙河子組的暗色泥巖和煤層。沉積初期至早白堊世晚期，地層快速埋藏至2000m，此時(shí)，烴源巖成熟度較低，RO普遍小于0.5%，此階段有機(jī)酸大量產(chǎn)生，有利于次生孔隙的產(chǎn)生；之后隨著埋深的不斷增大，烴源巖熱演化明顯變快，在白堊紀(jì)末埋深達(dá)到最大，因此，該階段是重要的生烴期和充注期；古近系以來，生烴作用普遍停止，是油氣的重要調(diào)整期。總體來說，徐家圍子斷陷烴源巖早期快速深埋，而且地溫梯度高，導(dǎo)致烴源巖生烴較早，持續(xù)時(shí)間較長。因此具有早期生烴、持續(xù)生烴的特點(diǎn)。

徐家圍子斷陷沙河子組儲(chǔ)集層類型主要為異常致密的砂礫巖儲(chǔ)集層，沉積初期的孔隙度約為45%，沉積初期至晚白堊世早期儲(chǔ)集層快速減孔，該階段地層快速埋藏至2500m，受早期快速壓實(shí)和中后期膠結(jié)作用影響，快速減孔，同時(shí)受有機(jī)酸溶蝕作用的影響有一定的次生孔隙產(chǎn)生，增孔量約為2%～5%，綜合表現(xiàn)為快速減孔的特點(diǎn)，該過程減孔量可達(dá)30%～35%，當(dāng)該階段結(jié)束時(shí)儲(chǔ)集層儲(chǔ)集層減孔至9.8%，基本已致密；晚白堊世早期至現(xiàn)今以來，整體呈弱減孔趨勢(shì)，地層主要受膠結(jié)和壓實(shí)作用影響，減孔速率減小，古近系以來，整個(gè)斷陷差異抬升剝蝕，壓實(shí)、膠結(jié)作用持續(xù)發(fā)生，故該階段整體仍處于減孔階段，減孔至現(xiàn)今的6.5%?？傮w來說，徐家圍子斷陷沙河子組儲(chǔ)集層在泉頭組沉積時(shí)期已基本致密，沙河子組氣藏成藏初期儲(chǔ)集層還未致密，具有邊致密、邊成藏的特點(diǎn)。

2.5 東部深層低孔滲—致密砂巖具有較大勘探潛力

現(xiàn)有儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方法只是針對(duì)現(xiàn)今砂巖儲(chǔ)集層特征進(jìn)行評(píng)價(jià)，是一種“靜態(tài)”的儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方法，忽視了砂巖儲(chǔ)集層成藏后繼續(xù)演化的特點(diǎn)，不能反映成藏期儲(chǔ)集層的特征，因此現(xiàn)有儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)實(shí)際上與油氣成藏?zé)o關(guān)，故不能達(dá)到對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行評(píng)價(jià)的真正目的。從這一角度出發(fā)，東部深層低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)集層仍具有較大的勘探潛力，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：一是過去評(píng)價(jià)較低的深部層系仍然具有含烴性。很多深部儲(chǔ)集層現(xiàn)今表現(xiàn)為低孔低滲、甚至特低孔特低滲的特征，這些結(jié)論往往是常規(guī)評(píng)價(jià)方法得出的結(jié)論，再加上鉆探效果不理想，很多深部層系沒有獲得重要發(fā)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方法在研究較深部層系時(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)潛在的有利儲(chǔ)集層，從而獲得油氣顯示。二是過去評(píng)價(jià)較低的區(qū)塊仍然需要重新認(rèn)識(shí)，可能重新作為有利區(qū)帶。由于動(dòng)態(tài)儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方法與常規(guī)靜態(tài)方法不同，所以那些被靜態(tài)方法否定而被動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法認(rèn)可的區(qū)帶很可能重新讓勘探家們重視起來，從這個(gè)意義上講，儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法是部分老井復(fù)查的理論依據(jù)。三是過去評(píng)價(jià)沒有出油的洼槽帶仍然可能富集油氣。常規(guī)的儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方法更多的是對(duì)現(xiàn)今儲(chǔ)集層特征進(jìn)行的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的結(jié)果實(shí)際和油氣成藏?zé)o關(guān)，不能作為衡量洼槽帶是否含油的依據(jù)，而作者介紹的儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法，綜合考慮了砂巖儲(chǔ)集層成藏過程與儲(chǔ)集層演化過程，是對(duì)成藏期儲(chǔ)集層進(jìn)行的含油氣評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果更加符合油氣成藏規(guī)律。

綜合上述多方面的分析，認(rèn)為采用儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法對(duì)東部深層低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)集層進(jìn)行再次評(píng)價(jià)十分必要，新的評(píng)價(jià)結(jié)果將揭示出東部深層低孔滲—致密砂巖極大的勘探潛力。

3 陡坡帶深層大型斜向扇三角洲砂礫巖體具有極大的勘探潛力

近年來砂礫巖體油氣勘探除了在濟(jì)陽坳陷和泌陽凹陷取得重大發(fā)現(xiàn)外，在遼河陳家洼陷、冀中束鹿凹陷、廊固凹陷、晉縣凹陷和松遼盆地的深部、準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷、渤海灣盆地渤中坳陷、二連盆地烏里雅斯太凹陷也相繼有所突破，預(yù)示著砂礫巖體油氣藏勘探即將進(jìn)入一個(gè)新階段（胡瀟等，2020；王有智等，2020；胡鑫等，2021）。作者運(yùn)用巖心、測(cè)井、地震資料對(duì)中國東部南堡凹陷柳贊地區(qū)、車鎮(zhèn)凹陷的砂礫巖進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)斷陷盆地早期陡坡帶發(fā)育大型斜向沉積物源的證據(jù)，該發(fā)現(xiàn)豐富了斷陷湖盆陡坡帶儲(chǔ)集體的類型，指出了斷陷湖盆陡坡帶深層砂礫巖儲(chǔ)集體具有巨大的油氣勘探潛力。

3.1 東部深層砂礫巖勘探面臨的主要問題

隨著勘探不斷深入，目的層系逐漸向深部轉(zhuǎn)移，其中陡坡帶經(jīng)勘探被證明是重要的油氣富集帶。前人研究認(rèn)為，斷陷湖盆陡坡帶沉積物源方向以短軸方向逐步演化為短軸和長軸等多個(gè)方向（陳廣坡等，2010；侯冠群等，2016；Henstraet al.，2017；Caoet al.，2018），并在陡坡帶形成不同的沉積充填樣式，如在初始裂陷期，沉積充填樣式主要以沖積扇、近岸水下扇為主，深陷擴(kuò)張期主要以近岸水下扇、湖底扇、滑塌濁積扇為主，抬升收縮期主要以近岸水下扇，扇三角洲和沖積扇為主。扇體大多沿短軸方向匯入?yún)R水盆地，并垂直于邊界或次級(jí)斷層。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在斷陷早期遠(yuǎn)離邊界斷層邊緣的盆內(nèi)陡坡帶沉積超過2000m厚的富礫沉積物，研究認(rèn)為這些巨厚的沉積物是碎屑物沿短軸方向進(jìn)入陡坡帶形成垂直于邊界斷層的扇體，并解釋為近岸水下扇。

然而，隨著勘探重新聚焦于深層領(lǐng)域，主要面臨以下2個(gè)具體的問題：（1）前人研究認(rèn)為，斷陷湖盆陡坡帶物源及其儲(chǔ)集體主要來源于短軸方向，對(duì)于是否存在其他方向的來源很少研究；（2）前人在陡坡帶雖已發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集體，但對(duì)于儲(chǔ)集體的成因類型研究比較少，無法指導(dǎo)勘探。

針對(duì)上述問題，作者以中國東部南堡凹陷柳贊地區(qū)和車鎮(zhèn)凹陷的深層砂礫巖為例，討論斷陷湖盆早期物源方向和儲(chǔ)集體類型，為東部斷陷盆地陡坡帶下一步勘探提供新的認(rèn)識(shí)和模式。

3.2 勘探思路轉(zhuǎn)變及大型斜向沉積物源的發(fā)現(xiàn)

目前，關(guān)于斷陷盆地陡坡帶物源方向的研究，比較一致的觀點(diǎn)還是認(rèn)為在斷陷早期主要發(fā)育短軸體系和長軸體系，長軸體系主要發(fā)育在沉積盆地的邊緣地區(qū)，由水系攜帶大量細(xì)碎屑物質(zhì)進(jìn)入?yún)R水盆地形成富砂的沖積扇或辮狀河／扇三角洲，扇體大多平行于邊界斷層發(fā)育；短軸體系主要發(fā)育在沉積盆地內(nèi)部，由季節(jié)性洪水?dāng)y帶大量粗碎屑物質(zhì)沿?cái)鄬由系墓艣_溝進(jìn)入陡坡帶，形成富礫的近岸水下扇，扇體垂直于邊界斷層發(fā)育，尤其是在斷陷早期，多期的近岸水下扇厚度累計(jì)可達(dá)1000余米。然而，這種現(xiàn)有模式也存在一些不足：首先，陸相湖盆一般具多物源的特征，現(xiàn)在采用單一的源-匯模式來解釋斷陷早期盆內(nèi)陡坡帶超厚層的砂礫巖難以符合實(shí)際資料；其次，近岸水下扇被解釋成季節(jié)性洪水成因，其主要與氣候的變化密切相關(guān)，儲(chǔ)集體物性較差，儲(chǔ)集體規(guī)模較小，油氣勘探潛力有限。

前人已對(duì)南堡凹陷柳贊地區(qū)、車鎮(zhèn)凹陷目的層的砂礫巖體展開了研究，結(jié)果顯示，南堡凹陷柳贊地區(qū)沙三段整體僅發(fā)育北東向物源形成的短軸扇三角洲（張銳等，2012），車鎮(zhèn)凹陷沙三下亞段僅發(fā)育垂直于邊界斷層的近岸水下扇（鮮本忠等，2007）。作者根據(jù)三維地震數(shù)據(jù)精細(xì)解釋成果，發(fā)現(xiàn)大型斜交前積—充填地震相組合，按照地震相分布規(guī)律，并結(jié)合巖相組合和電測(cè)曲線特征，討論了上述典型地區(qū)發(fā)育斜交于邊界斷層的大型扇三角洲砂礫巖儲(chǔ)集體發(fā)育模式。

3.2.1 大型前積—充填地震相及地震屬性特征揭示陡坡帶發(fā)育斜向扇三角洲

南堡凹陷柳贊地區(qū)北西—南東向地震剖面，車鎮(zhèn)凹陷北東—南西向地震剖面中均識(shí)別出大型斜交前積地震相（圖7-a）。前積體具有中—強(qiáng)振幅、中—高頻率、中等連續(xù)的特點(diǎn)。內(nèi)部反射軸呈相對(duì)高角度的切線斜交的前積結(jié)構(gòu)，頂部缺失頂積層，下部表現(xiàn)出上超—整一關(guān)系。此外，前積體的延展方向也說明了沉積物供給方向。在垂直于前積體方向的地震剖面中均識(shí)別出充填地震相（圖7-b）。內(nèi)部反射特征表現(xiàn)出中等振幅、中—高頻率、中等連續(xù)的特點(diǎn)?？梢婋p向上超，為河道充填的現(xiàn)象。因此，大型斜交前積—充填地震相組合指示了近物源和強(qiáng)水動(dòng)力條件下扇三角洲發(fā)育。進(jìn)一步的，對(duì)上述2個(gè)研究區(qū)的RMS地震屬性分布特征進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)南堡凹陷柳贊地區(qū)在沙三三亞段沉積時(shí)期，整體可識(shí)別出3個(gè)物源方向—西北部、北部和東部，砂體平面展布特征與物源方向存在明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在西北部物源表現(xiàn)為大規(guī)模的強(qiáng)振幅異常，且在空間上表現(xiàn)出北西—南東向展布，外形呈不規(guī)則朵葉型，成片連續(xù)分布，表明存在大規(guī)模的北西—南東向砂體沉積；東部表現(xiàn)出小規(guī)模的強(qiáng)振幅異常，并且在局部連片發(fā)育，空間上表現(xiàn)出北東—南西向展布，表明存在小規(guī)模的南東—北西向的砂體沉積；北部緊鄰邊界斷層處表現(xiàn)出小規(guī)模的中—強(qiáng)振幅，表明發(fā)育小規(guī)模砂體沉積。車鎮(zhèn)凹陷洼槽帶表現(xiàn)出大規(guī)模的強(qiáng)振幅的特征（圖8），平面上表現(xiàn)出北東—南西向展布，外形整體呈舌狀體，并在C15井區(qū)分叉，表明存在大規(guī)模的北東—南西向的砂體沉積。在2套砂體的中間地帶，發(fā)育條帶狀的弱振幅，說明在2套砂體之間存在泥巖分隔帶。

圖7 濟(jì)陽坳陷車鎮(zhèn)凹陷陡坡帶西段地震剖面Fig.7 Seismic profiles of western section of steep slope zone in Chezhen sag，Jiyang Depression

圖8 濟(jì)陽坳陷車震凹陷車西地區(qū)沙三下亞段RMS屬性特征Fig.8 Seismic RMS features of the Lower Sub-member of Member 3 of Shahejie Formation in Chexi area，Chezhen sag，Jiyang Depression

綜上所述，大型斜交前積—充填體地震相組合和地震屬性平面分布特征，揭示了南堡凹陷柳贊地區(qū)、車鎮(zhèn)凹陷均發(fā)育大型斜交于邊界斷層的斜向扇三角洲。

3.2.2 巖心沉積相分析表明沉積物具有牽引流特征

研究中基于巖心特征，在南堡凹陷柳贊構(gòu)造西北方向的沙三三亞段中，識(shí)別出典型的牽引流特征，主要包括塊狀礫巖相、疊瓦狀礫巖相、疊瓦狀含礫砂巖相、槽狀層理粉砂巖相、塊狀中砂巖相以及塊狀粉砂巖相；在車鎮(zhèn)凹陷沙三下亞段，識(shí)別出顆粒支撐塊狀中礫巖相、顆粒支撐疊瓦狀中礫巖相、顆粒支撐疊瓦狀細(xì)礫巖相、疊瓦狀含礫砂巖相、變形層理含礫砂巖相、塊狀含礫砂巖相和小型槽狀交錯(cuò)層理砂巖相（圖9）。

圖9 濟(jì)陽坳陷車西地區(qū)沙三下亞段巖心特征Fig.9 Cores characteristics of the Lower Sub-member of Member 3 of Shahejie Formation in Chexi area，Jiyang Depression

3.2.3 巖相組合與電測(cè)曲線證實(shí)斜向扇體為扇三角洲

對(duì)南堡凹陷柳贊地區(qū)、車鎮(zhèn)凹陷巖相組合和測(cè)井曲線特征進(jìn)行了研究，結(jié)果表明南堡凹陷柳贊地區(qū)可識(shí)別出扇三角洲前緣支流間灣、水下分流河道和河口壩沉積微相（圖10）。其中支流間灣整體表現(xiàn)為塊狀，內(nèi)部巖性以含礫砂巖和粗砂巖為主，指示砂質(zhì)碎屑流成因，電阻率曲線表現(xiàn)為疊加的高幅箱形特征，因此代表扇三角洲前緣支流間灣沉積；水下分流河道整體表現(xiàn)為下粗上細(xì)的正韻律特征，內(nèi)部巖性主要以含礫砂巖和粗砂巖為主，下部可見礫石定向排列特征，底部發(fā)育沖刷面，指示牽引流沉積，電阻率曲線表現(xiàn)為高幅鐘型特征，因此指示扇三角洲前緣水下分流河道沉積；河口壩整體表現(xiàn)為下細(xì)上粗的反韻律特征，縱向可進(jìn)一步分為2期，第1期由粗砂巖向含礫砂巖中過渡，第2期為中砂巖向粗砂巖中過渡，礫石可見定向排列特征，指示牽引流沉積，伽馬曲線表現(xiàn)為漏斗型，電阻率曲線則為中幅微齒狀，因此代表扇三角洲前緣河口壩沉積環(huán)境。

圖10 南堡凹陷柳贊地區(qū)沙三三亞段（）沉積微相特征Fig.10 Characteristics of sedimentary mircofacies of the Sub-member 3 of Member 3 of Shahejie Formation in Liuzan area，Nanpu sag

車鎮(zhèn)凹陷發(fā)育扇三角洲平原分流河道微相與扇三角洲前緣河口壩和席狀砂沉積微相。其中分流河道內(nèi)部巖性主要以灰綠色中礫巖和細(xì)礫巖為主，可見礫石定向排列，底部具沖刷面，結(jié)構(gòu)成熟度高，整體表現(xiàn)為下粗上細(xì)的正韻律特征，灰綠色反映弱氧化的沉積環(huán)境，電阻率曲線表現(xiàn)為2期疊加的高幅鐘型，因此反映扇三角洲平原分流河道沉積。河口壩內(nèi)部巖性主要以中砂巖和粗砂巖為主，整體表現(xiàn)為下細(xì)上粗的反韻律特征，韻律中段發(fā)育小型槽狀交錯(cuò)層理，伽馬曲線表現(xiàn)為漏斗型，因此代表扇三角洲前緣河口壩沉積環(huán)境。而席狀砂巖性以細(xì)砂巖以及細(xì)粉砂巖為主，并發(fā)育有泥質(zhì)夾層，整體表現(xiàn)為塊狀構(gòu)造，無韻律特征，分布廣而薄，可見變形層理和泥巖撕裂屑等，說明存在滑塌作用，伽馬曲線表現(xiàn)為中幅指狀，結(jié)合整體的沉積環(huán)境，反映為扇三角洲前緣席狀砂沉積環(huán)境。

3.2.4 斜向大型扇三角洲展布特征

基于巖相及其組合、測(cè)井曲線特征、地震相特征等資料，闡明了南堡凹陷柳贊地區(qū)、車鎮(zhèn)凹陷陡坡帶斜向大型扇三角洲展布特征。南堡凹陷柳贊地區(qū)沙三三亞段沉積時(shí)期，發(fā)育3個(gè)方向的物源體系，其中西北部物源為主要的沉積物供給來源，形成了斜交于邊界斷層的斜向扇三角洲（圖11-a），扇體規(guī)模大，延伸距離遠(yuǎn)，向洼槽帶推進(jìn)，在平面上呈席狀展布，表現(xiàn)為不規(guī)則朵體。

車西地區(qū)沙三下亞段主要發(fā)育斜交于邊界斷層的北東—南西向展布的大型扇三角洲（圖11-b）。空間上，扇體以低角度斜交于邊界斷層，扇體呈舌狀，向洼槽帶延伸距離遠(yuǎn)。時(shí)間上，期次特征明顯，自下而上發(fā)育3期，扇體規(guī)模逐步擴(kuò)大，反映了北東方向?yàn)橹饕某练e物供給方向。在研究區(qū)緊鄰邊界斷層的位置，發(fā)育垂直于邊界斷層展布的近岸水下扇，扇體多懸掛或緊鄰于邊界斷層，呈“裙褶狀”分布，扇體規(guī)模小，呈楔狀?？臻g上近岸水下扇與扇三角洲表現(xiàn)出接觸或相鄰不接觸的關(guān)系。不接觸的地帶通常為湖泊相充填。

圖11 中國東部2個(gè)斷陷湖盆陡坡帶沉積相分布Fig.11 Distribution of sedimentary facies in steep slope zones of two rifted lacustrine basins in eastern China

3.3 斷陷陡坡帶深層斜向大型扇三角洲儲(chǔ)集體的勘探潛力

3.3.1 陡坡帶深層發(fā)育大型斜向扇三角洲有利儲(chǔ)集體

南堡凹陷柳贊地區(qū)和車鎮(zhèn)凹陷北帶中段作為成熟區(qū)塊，油氣儲(chǔ)集層豐富。柳贊油田截至2008年8月底，已探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量4209萬噸，已開發(fā)動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量3193.13萬噸、可采儲(chǔ)量858萬噸。目前，柳贊地區(qū)探井主要分布于扇三角洲前端，已證實(shí)油藏發(fā)育，而扇體主體有待進(jìn)一步勘探，潛力巨大。

車鎮(zhèn)凹陷北帶勘探面積約600 km2，截止至2009年完鉆探井81口，鉆遇油層或獲工業(yè)氣流井31口，控制儲(chǔ)量1765萬噸，預(yù)測(cè)儲(chǔ)量5715萬噸，其中車57塊沙三下亞段控制含油面積6.8 km2，儲(chǔ)量657萬噸；車古25塊沙三下亞段預(yù)測(cè)含油面積38.2 km2，儲(chǔ)量3015萬噸。已發(fā)現(xiàn)油藏主要發(fā)現(xiàn)于扇體北側(cè)，而扇體中部及南側(cè)有待進(jìn)一步勘探，具有極大的勘探潛力。

3.3.2 大型斜向扇三角洲具有優(yōu)越的成藏條件

前人研究結(jié)果表明，斷陷湖盆陡坡—洼槽帶具有油氣優(yōu)先充注和保存條件良好的特點(diǎn)（劉震等，2006c，2007；趙賢正等，2007）。洼槽陡坡帶是斷陷湖盆主力生烴區(qū)，最先達(dá)到生烴門限生成油氣。由于巖性圈閉形成時(shí)期早，又與烴源巖直接接觸，油氣可直接運(yùn)移至巖性圈閉中，不需要構(gòu)造圈閉或地層圈閉那種需構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用使得油氣經(jīng)過初次和二次的垂向和側(cè)向運(yùn)移至圈閉中，由于構(gòu)造活動(dòng)引起的整體沉降、抬升或掀斜使得圈閉遭受后期破壞的可能性小。

作者認(rèn)為斷陷早期盆內(nèi)陡坡帶儲(chǔ)集體類型豐富，可同時(shí)存在多個(gè)物源方向上的沉積物向湖盆注入的過程，并在陡坡帶中沉降形成粗粒沉積物。由于受控于坡度、古地貌和古水深等多種因素，形成扇三角洲、近岸水下扇和湖底扇等不同類型的沉積相，扇體規(guī)模大、厚度大，砂體位置集中，初始孔隙度大多較大，可作為油氣儲(chǔ)集體。

綜合分析認(rèn)為，陡坡帶具有優(yōu)質(zhì)的生儲(chǔ)蓋條件和良好的保存環(huán)境，使得斷陷湖盆早期陡坡帶斜向物源將成為深層下一步勘探目標(biāo)，具有極大的勘探潛力。

4 緩坡帶基巖風(fēng)化殼具有較大油氣藏勘探潛力

隨著國內(nèi)外基巖油氣藏相繼發(fā)現(xiàn)，基巖儲(chǔ)集層的勘探熱度也不斷增加。國外較有代表性的花崗巖潛山油氣藏主要有：利比亞錫爾特盆地的Nafoora油田、委內(nèi)瑞拉馬拉開波盆地的La Paz油田、智利西麥哲倫盆地的Lago_Mercedes油田、美國堪薩斯中部的Orth油田、越南湄公河三角洲的白虎油田以及乍得Bongor盆地的Ronier油田等（馬龍等，2006）。中國花崗巖油氣藏主要分布在渤海灣盆地，如遼東灣遼西潛山帶的錦州25-1S油氣田、渤海廟西凸起至渤東凹陷東的蓬萊9-1油田（鄧運(yùn)華，2015；胡志偉等，2017），渤海海域渤中19-6大型變質(zhì)花崗巖潛山凝析氣田（徐長貴等，2019）、濟(jì)陽坳陷陳家莊凸起西南部的王莊油田、渤海沙壘田凸起西北傾沒端的曹妃甸1-6油田等（姜曉宇等，2020）。此外，酒西盆地的鴨兒峽油田和珠江口盆地的惠州凹陷、松遼盆地（易士威等，2020）、柴達(dá)木盆地阿爾金山前帶（陳更新等，2020；李江濤等，2020；孫秀建等，2020）、瓊東南盆地深水區(qū)松南低凸起（施和生等，2019）均發(fā)現(xiàn)花崗巖潛山油氣藏，由此可見，基巖油氣藏勘探潛力巨大。作者主要以東營凹陷基巖儲(chǔ)集層為例，介紹基巖風(fēng)化殼的相關(guān)研究進(jìn)展。

4.1 東部斷陷基巖油氣勘探面臨的主要問題

中國東部基巖油氣藏的勘探雖有重大發(fā)現(xiàn)，但仍然面臨許多困難。以東營凹陷為例，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明鉆遇太古界的探井有300余口，探井?dāng)?shù)量雖然多，但油氣探明較少，僅在東營凹陷王莊地區(qū)發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)油藏而單家寺地區(qū)卻只有低產(chǎn)油藏，儲(chǔ)集層主要以次生孔隙為主，非均質(zhì)性強(qiáng)，由于經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和風(fēng)化作用，成藏的因素比較復(fù)雜。同時(shí)儲(chǔ)集層的厚度統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，含油層較薄，且分布規(guī)律不明顯，由此可見太古界基巖油藏非常復(fù)雜。

基巖成為儲(chǔ)集層最重要的原因就是風(fēng)化殼的存在，目前對(duì)基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的形成和演化過程研究還比較薄弱，有利儲(chǔ)集層的分布特征尚不清楚，從而導(dǎo)致勘探成功率較低。具體表現(xiàn)在以下2個(gè)方面：一是基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層形成演化過程的動(dòng)態(tài)研究比較薄弱，現(xiàn)有的研究更多的是從靜態(tài)的角度出發(fā)，分析了現(xiàn)今殘留的風(fēng)化殼特征，而沒有注意到基巖風(fēng)化殼一直經(jīng)歷著漫長的地質(zhì)演化過程這一實(shí)際情況，從而導(dǎo)致研究結(jié)果和研究區(qū)實(shí)際情況差異較大；二是對(duì)基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層形成—改造—保存機(jī)理的研究還比較缺乏，現(xiàn)有的研究主要分析了風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的控制因素，而關(guān)于風(fēng)化殼儲(chǔ)集層邊形成、邊改造、邊保存的特殊性方面則很少考慮，因此現(xiàn)有的研究難以解釋研究區(qū)基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層橫向分布的差異性。

由于上述2個(gè)方面的研究比較缺乏，從而導(dǎo)致基巖油氣藏的勘探成功率并不高。針對(duì)上述難題，作者根據(jù)地質(zhì)動(dòng)力學(xué)原理，結(jié)合前人在花崗巖風(fēng)化殼研究方面的認(rèn)識(shí)，詳細(xì)介紹了筆者目前在東營凹陷基巖風(fēng)化殼研究方面所取得的成果，旨在為東營凹陷基巖油氣藏下一步勘探提供新的思路。

4.2 基巖風(fēng)化殼雙層結(jié)構(gòu)成因新模式

目前，基巖風(fēng)化殼縱向結(jié)構(gòu)模式的研究已有很多，總體上主要有風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)三分或四分等不同模式（徐國盛等，2016；王景春等，2018；伍勁等，2018；白連德等，2021）。通過分析前人劃分的方案，可以發(fā)現(xiàn)已有的劃分方案主要從靜態(tài)的角度出發(fā)，并依據(jù)風(fēng)化程度的強(qiáng)弱以及孔隙和裂縫的發(fā)育程度試圖建立完整的風(fēng)化殼分布模式，很顯然，這類劃分方案比較理想化，沒有考慮風(fēng)化殼一直在經(jīng)歷著地質(zhì)演化的實(shí)際情況，即風(fēng)化殼各層結(jié)構(gòu)在不斷的改造中分布特征具有極強(qiáng)的差異性。因此，現(xiàn)有的風(fēng)化殼縱向結(jié)構(gòu)劃分模式與東營凹陷北帶地區(qū)鉆井巖心特征、野外露頭特征及地震反射特征存在很大不同，而探索新的、合理的縱向結(jié)構(gòu)模式就顯得尤為重要。

在綜合分析前人相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，并充分結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)和地震資料，建立了基巖風(fēng)化殼“雙層結(jié)構(gòu)”新方案（圖12），即基巖風(fēng)化殼由全風(fēng)化層（溶蝕層／殘積層）和半風(fēng)化層（崩解層）2層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

圖12 基巖風(fēng)化殼雙層結(jié)構(gòu)成因模式Fig.12 Genetic model of two layer structure of bedrock weathering crust

從圖12中可以發(fā)現(xiàn)，全風(fēng)化層由溶蝕層或殘積層組成，二者是單獨(dú)存在的。結(jié)合巖心觀察結(jié)果，發(fā)現(xiàn)殘積層主要由原狀基巖巖體經(jīng)過高度風(fēng)化后剩余的砂礫質(zhì)和黏土組成，巖石結(jié)構(gòu)早已破碎，呈松散狀堆積。受風(fēng)化程度及所處構(gòu)造部位的不同，不同井中觀測(cè)到的殘積層厚度存在差異，總體上，殘積層厚度不大。在溶蝕層發(fā)育的層段，巖心中可見明顯的溶蝕孔和裂縫，巖石結(jié)構(gòu)整體較為完整，在測(cè)井曲線上，殘積層和溶蝕層的響應(yīng)特征存在差異。殘積層發(fā)育層段電阻率測(cè)井值較小，聲波時(shí)差測(cè)井值較大，電阻率曲線和聲波時(shí)差曲線表現(xiàn)為明顯的正韻律，而在溶蝕層發(fā)育層段，測(cè)井曲線表現(xiàn)為中電阻、中低聲波時(shí)差，測(cè)井曲線波動(dòng)明顯，曲線跳動(dòng)的幅度較大，由此可見，殘積層和溶蝕層的風(fēng)化程度存在一定差異，但二者同屬于全風(fēng)化層。

半風(fēng)化層對(duì)應(yīng)風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)中的崩解層。在崩解層發(fā)育層段，巖心塊狀特征明顯，幾乎看不到風(fēng)化作用改造的痕跡，僅在少量巖心中看到裂縫。巖石整體較為致密，結(jié)構(gòu)保存完整，總體上厚度較大，呈塊狀展布。測(cè)井曲線上，崩解層主要呈現(xiàn)出高電阻、低聲波時(shí)差的特征，測(cè)井曲線的形態(tài)總體較為平緩，僅在局部跳躍現(xiàn)象很明顯，作者提出的基巖風(fēng)化殼“雙層結(jié)構(gòu)”成因模式是對(duì)先前認(rèn)識(shí)的改進(jìn)和發(fā)展。認(rèn)為隨著風(fēng)化程度的不斷加強(qiáng)，處在風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)層中的早期弱溶蝕層會(huì)逐漸演化成強(qiáng)溶蝕層，并會(huì)隨著風(fēng)化作用的進(jìn)一步增強(qiáng)而最終演變成砂礫質(zhì)的殘積層，即殘積層是在溶蝕層的基礎(chǔ)上演化而來，殘積層是全風(fēng)化層演化高級(jí)階段的產(chǎn)物。同樣，溶蝕層也是由早期的崩解層發(fā)育而來，殘積層和溶蝕層均為崩解層不同演化時(shí)期的產(chǎn)物。基于這個(gè)角度，筆者建立了完整的基巖風(fēng)化殼演化模式（圖13）。從圖13中可以看出，在風(fēng)化殼演化的不同階段，其表層結(jié)構(gòu)具有不同的特征。該演化模式比較合力地闡明了基巖風(fēng)化殼的形成演化過程，是風(fēng)化殼“雙層結(jié)構(gòu)”方案的動(dòng)力學(xué)成因劃分依據(jù)。

圖13 基巖風(fēng)化殼演化模式Fig.13 Evolution model of bedrock weathering crust

4.3 基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層分布模式

前人對(duì)基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的橫向分布特征雖也有研究（李建平等，2014；王明臣等，2016；胡志偉等，2017），但由于風(fēng)化殼縱向結(jié)構(gòu)模式不同，橫向分布模式也必然存在差異。研究中采用露頭資料，連井剖面和地震解釋相結(jié)合的方法對(duì)基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的分布特征進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)不同海拔高程上基巖風(fēng)化殼的縱向結(jié)構(gòu)存在差異。在凸起高部位只保留著崩解層，而不見風(fēng)化殼的其他結(jié)構(gòu)，即只發(fā)育崩解層單層結(jié)構(gòu)；在構(gòu)造高部位邊緣發(fā)育殘積層，而在構(gòu)造中低部位出現(xiàn)溶蝕層，但溶蝕層和殘積層并沒有同時(shí)存在，發(fā)育溶蝕層的時(shí)候，殘積層不發(fā)育，形成了溶蝕層—崩解層的結(jié)構(gòu)特征；而發(fā)育殘積層的時(shí)候，溶蝕層不發(fā)育，構(gòu)成殘積層—崩解層“雙層結(jié)構(gòu)”。

從風(fēng)化殼各層結(jié)構(gòu)分布特征可以發(fā)現(xiàn)，風(fēng)化殼的形成和分布與海拔高程關(guān)系密切。據(jù)此，作者建立了基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層分布新模式（圖14）。可以看到，在構(gòu)造高部位由于風(fēng)化作用最強(qiáng)，風(fēng)化殼遭受破壞的程度最大，從而只保留著結(jié)構(gòu)完整、巖層致密的崩解層；在構(gòu)造中低部位，風(fēng)化程度較強(qiáng)，保存薄層的殘積層；而低部位風(fēng)化程度較低，溶蝕層具備良好的保存條件，從而形成了現(xiàn)今觀測(cè)到的風(fēng)化殼差異分布模式。

圖14 基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層分布模式Fig.14 Reservoir distribution pattern of bedrock weathering crust

4.4 基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層改造—破壞—保存機(jī)理

風(fēng)化殼形成以后并不是一成不變的，總是進(jìn)行著不同程度的演化。這點(diǎn)可以從基巖風(fēng)化殼的演化模式中看出，其從形成開始就一直經(jīng)歷改造、破壞和保存作用，從而產(chǎn)生了現(xiàn)今所觀察到的風(fēng)化殼差異分布特征，這無疑給風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的分布預(yù)測(cè)增加了極大的難度。作者以東營凹陷基巖風(fēng)化殼為例，闡述了其改造—破壞—保存機(jī)理，旨在為風(fēng)化殼有利儲(chǔ)集層的分布預(yù)測(cè)指明方向。

對(duì)研究區(qū)的古構(gòu)造形態(tài)進(jìn)行了恢復(fù)，結(jié)果表明東營凹陷北帶現(xiàn)今剖面形態(tài)與古構(gòu)造剖面差異性很大，古近系沙河街組沙四段沉積之前，構(gòu)造形態(tài)整體較為平緩，凸起與凹陷相對(duì)高程較小，而在東營組沉積末期，經(jīng)過斷塊掀斜翹傾之后，研究區(qū)整體構(gòu)造形態(tài)變化極大，凸起與凹陷相對(duì)高程變大，而現(xiàn)今剖面是在東營組末期沉積的基礎(chǔ)上演化而來，在這樣一個(gè)大的構(gòu)造背景下，風(fēng)化殼產(chǎn)狀也隨之發(fā)生變化，結(jié)果造成了現(xiàn)今的風(fēng)化殼分布差異性（圖15-a）。由此可見，構(gòu)造掀斜造成的風(fēng)化殼翹傾對(duì)風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的改造作用極大。其次，斷裂會(huì)造成風(fēng)化殼儲(chǔ)集層分布的復(fù)雜化，研究中對(duì)章丘團(tuán)元溝西側(cè)8 km的花崗巖露頭進(jìn)行了觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)在風(fēng)化殼內(nèi)部斷層發(fā)育的部位，斷層兩盤巖石的形態(tài)會(huì)呈現(xiàn)出明顯的差異性。具體表現(xiàn)為斷層上盤巖石破碎嚴(yán)重，下盤巖石相對(duì)完整，這說明斷層對(duì)上盤巖石性質(zhì)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于下盤，這也意味著斷裂的存在使風(fēng)化殼的分布更加復(fù)雜。進(jìn)一步，結(jié)合巖心及測(cè)井資料，發(fā)現(xiàn)距離斷層較近的探井，巖心上可見明顯的裂縫，測(cè)井曲線上電阻率值、聲波時(shí)差值跳動(dòng)明顯，表明斷層可以有效改善儲(chǔ)集層的物性。此外，水流沖蝕作用對(duì)研究區(qū)風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的改造和破壞作用明顯。研究區(qū)陳家莊凸起帶東西、南北方向的地震剖面解釋結(jié)果顯示，在這2個(gè)方向上均存在水流沖蝕破壞留下的痕跡，在東西向剖面上，流水沖蝕留下的沖蝕溝非常明顯，對(duì)風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的破壞作用很大。而在南北向剖面上，水流作用沖蝕強(qiáng)度則相對(duì)較小，風(fēng)化殼保留較好。在上述研究的同時(shí)，注意到風(fēng)化殼發(fā)育的位置不同，其遭受改造的程度也會(huì)有所差異。同時(shí)由于受到埋藏保存的時(shí)間先后差異，風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)的分布也會(huì)有所不同，總體上具有高部位風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)層厚度小而中低部位厚度相對(duì)較大的特征，基于此，筆者指出了基巖風(fēng)化殼埋藏保存機(jī)制的重要性，認(rèn)為風(fēng)化殼遭受破壞后，在緩坡區(qū)保存幾率更大，且保存早的風(fēng)化殼比保存晚的風(fēng)化殼更為有利（圖15-b）。

圖15 斷塊翹傾后基巖風(fēng)化殼分布特征及風(fēng)化殼埋藏保存示意圖Fig.15 Distribution characteristics of bedrock weathering crust after block titling and weathering crust buried preservation diagram

5 東部斷陷盆地深層3大新領(lǐng)域具有重要的油氣勘探意義

5.1 深層低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法奠定老油區(qū)勘探挖潛理論基礎(chǔ)

實(shí)際油氣勘探表明，儲(chǔ)集層在油氣充注成藏以后仍經(jīng)受壓實(shí)、膠結(jié)等成巖作用，而在這一演化過程中，儲(chǔ)集層的物性發(fā)生了改變，從而造成現(xiàn)今砂體的含油氣性與現(xiàn)今儲(chǔ)集層的物性關(guān)系不大。若僅僅針對(duì)現(xiàn)今儲(chǔ)集層進(jìn)行評(píng)價(jià)，則并不能有效地把握住儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的本質(zhì)，因此成藏期的砂巖儲(chǔ)集層物性才是影響油氣藏形成的重要因素，只有針對(duì)成藏期砂巖儲(chǔ)集層物性的評(píng)價(jià)，才能從本質(zhì)上抓住儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的核心。

作者提出的將砂巖儲(chǔ)集層物性恢復(fù)至成藏期，對(duì)成藏期砂巖儲(chǔ)集層成藏能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，即用能否成藏的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)儲(chǔ)集層進(jìn)行評(píng)價(jià)，才更符合油氣勘探的實(shí)際需要，更有效地預(yù)測(cè)有利油氣儲(chǔ)集層類型及分布范圍，進(jìn)而有效地指導(dǎo)油氣勘探。從這一角度出發(fā)，過去用常規(guī)評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)的一些老油區(qū)較深部層系有可能是有利儲(chǔ)集層發(fā)育層系，過去評(píng)價(jià)較低的一些區(qū)帶也有可能重新作為有利區(qū)帶，從而為老油區(qū)油氣勘探提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。

5.2 斷陷陡坡帶深層斜向扇三角洲的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)建立深層復(fù)合沉積體系新模式

前人將斷陷早期遠(yuǎn)離邊界斷層邊緣的盆內(nèi)陡坡帶的巨厚沉積物認(rèn)為是沿短軸方向進(jìn)入陡坡帶形成垂直于邊界斷層的扇體，并解釋為近岸水下扇。然而，本次研究在對(duì)中國東部車鎮(zhèn)凹陷斷陷湖盆陡坡帶沙三下亞段早期源-匯體系的解剖中發(fā)現(xiàn)，在斷陷早期，斷陷湖盆遠(yuǎn)離控盆斷層邊緣的陡坡帶發(fā)育與邊界斷層近似平行或斜交的扇體。扇體的規(guī)模和厚度大，表現(xiàn)出近物源沉積的特點(diǎn)，在空間上與短軸物源所形成的扇體表現(xiàn)出相接或相鄰的接觸關(guān)系。為了與短軸物源形成的垂直于邊界斷層的近岸水下扇區(qū)分，作者將此類型的扇體稱之為斜向扇三角洲。

斜向扇三角洲與垂直邊界斷層的近岸水下扇，在空間上構(gòu)成了斜向物源沉積體和短軸物源沉積體共存，這種新的發(fā)現(xiàn)不僅豐富了盆內(nèi)陡坡帶儲(chǔ)集相類型，更重要的是對(duì)于深層復(fù)合沉積體系新模式的建立起到了重要的推動(dòng)作用。此外，斜向扇三角洲的發(fā)現(xiàn)，對(duì)于重新認(rèn)識(shí)斷陷陡坡帶其他方向的儲(chǔ)集體類型及其下一步的勘探方向提供了新的思路。目前，已發(fā)現(xiàn)油藏主要發(fā)現(xiàn)于扇體北側(cè)，而扇體中部及南側(cè)有待進(jìn)一步探究，勘探潛力巨大。

5.3 基巖風(fēng)化殼雙層結(jié)構(gòu)及改造—破壞—保存機(jī)理推動(dòng)基巖油氣藏分布預(yù)測(cè)

基巖風(fēng)化殼“雙層結(jié)構(gòu)”動(dòng)態(tài)成因模式的建立，指出了風(fēng)化殼儲(chǔ)集層是由頂部殘積層或溶蝕層與底部崩解層2個(gè)結(jié)構(gòu)層構(gòu)成，闡明了風(fēng)化殼各層結(jié)構(gòu)的演化關(guān)系，即殘積層和溶蝕層均為崩解層不同演化時(shí)期的產(chǎn)物，不同演化階段風(fēng)化殼的表層特征存在差別。此外，從地質(zhì)動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)，系統(tǒng)分析了風(fēng)化殼的改造—破壞—保存機(jī)理，認(rèn)為基巖風(fēng)化殼在形成的同時(shí)，也在經(jīng)歷著改造和保存作用，即風(fēng)化殼在形成的同時(shí)經(jīng)歷著構(gòu)造掀斜、斷裂破壞、水流沖蝕等作用，且后期地層覆蓋對(duì)風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的保存作用也十分重要。在此基礎(chǔ)上，建立了基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的成因分布模式，認(rèn)為風(fēng)化殼的形成和分布與海拔高程關(guān)系密切，構(gòu)造高部位由于風(fēng)化作用最強(qiáng)，風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)破壞程度較大，導(dǎo)致保存困難，只保留著結(jié)構(gòu)完整、巖層致密的崩解層；中等高程風(fēng)化程度較強(qiáng)，保存部分殘積層，而低部位風(fēng)化程度較低，經(jīng)過不同演化階段形成的溶蝕層可以得到很好的保存。

基巖風(fēng)化殼雙層結(jié)構(gòu)模式的建立以及改造—破壞—保存機(jī)理研究對(duì)于理解風(fēng)化殼的形成演化過程有很大的幫助，更值得注意的是在上述研究的基礎(chǔ)上建立的基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的成因分布模式對(duì)于指導(dǎo)油氣勘探具有重要的意義。以往的研究比較注重構(gòu)造高部位，認(rèn)為構(gòu)造高部位是油氣有利的聚集區(qū)，但鉆探結(jié)果卻總難讓人滿意，而文中提出的基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層成因分布模式卻指出構(gòu)造中低部位的溶蝕層發(fā)育區(qū)是油氣有利聚集帶，無疑給當(dāng)下基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的勘探提供了一種新的思路，對(duì)于調(diào)整未來基巖儲(chǔ)集層勘探的方向起到了重要的指導(dǎo)作用。

5.4 3大勘探新領(lǐng)域展現(xiàn)出中國東部斷陷盆地深層巨大的油氣勘探潛力

受石油地質(zhì)認(rèn)識(shí)的局限性和勘探技術(shù)的限制，中國東部斷陷盆地待發(fā)現(xiàn)目標(biāo)越來越隱蔽，油氣藏的勘探開發(fā)難度越來越大。在這樣的勘探背景下，文中介紹的深層低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)、洼槽帶深層砂礫巖巖性圈閉勘探以及基巖地層巖性圈閉勘探新進(jìn)展無疑給中國東部斷陷盆地深層油氣藏的勘探帶來了福音。

低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法，抓住了油氣成藏的核心問題，綜合考慮了砂巖儲(chǔ)集層成藏過程與儲(chǔ)集層演化過程，是對(duì)成藏期儲(chǔ)集層進(jìn)行的含油氣評(píng)價(jià)。儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法是部分老井復(fù)查的理論依據(jù)，不僅能使過去評(píng)價(jià)較低的一些區(qū)帶可能重新作為有利區(qū)帶，而且能夠發(fā)現(xiàn)更多潛在的有利儲(chǔ)集層，為致密砂巖油氣勘探提供了新的方向。車鎮(zhèn)凹陷斷陷湖盆陡坡帶沙三下亞段斜向扇三角洲的發(fā)現(xiàn)一方面對(duì)深層復(fù)合沉積體系新模式的建立起到了重要的推動(dòng)作用，另一方面對(duì)于重新認(rèn)識(shí)斷陷陡坡帶其他方向的儲(chǔ)集體類型及其下一步的勘探方向提供了新的研究思路。截至2009年，車鎮(zhèn)凹陷完鉆探井81口，鉆遇油層或獲工業(yè)氣流井31井，控制儲(chǔ)量1765萬噸，預(yù)測(cè)儲(chǔ)量5715萬噸，其中車57塊沙三下亞段控制含油面積6.8 km2，儲(chǔ)量657萬噸；車古25塊沙三亞段下預(yù)測(cè)含油面積38.2 km2，儲(chǔ)量3015萬噸。目前，已發(fā)現(xiàn)油藏主要位于扇體北側(cè)，而扇體中部及南側(cè)還有待進(jìn)一步探究，勘探潛力巨大。在東營凹陷基巖儲(chǔ)集層的研究中，基于地質(zhì)動(dòng)力學(xué)的角度提出了風(fēng)化殼雙層結(jié)構(gòu)新模式并討論了風(fēng)化殼儲(chǔ)集層改造—破壞—保存機(jī)理，并進(jìn)一步建立了儲(chǔ)集層的成因分布模式，最終指出構(gòu)造中低部位的溶蝕層發(fā)育區(qū)是有利儲(chǔ)集層發(fā)育帶，為基巖下一步的勘探提供了方向，目前，已有鉆井揭示在構(gòu)造中低部位獲得了工業(yè)油流，東營凹陷王莊油田已提交探明儲(chǔ)量777萬噸。

深層低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)、洼槽帶深層砂礫巖巖性圈閉勘探以及基巖地層巖性圈閉勘探新進(jìn)展不僅是對(duì)東部斷陷盆地油氣成藏模式的補(bǔ)充和發(fā)展，更重要的是展現(xiàn)出了中國東部斷陷盆地深層巨大的油氣勘探潛力。圖16展現(xiàn)出中國東部渤海灣盆地在不同深度范圍均有油氣藏的發(fā)育，其中深層主要發(fā)育以基巖風(fēng)化殼和扇三角洲砂礫巖儲(chǔ)集體為代表的常規(guī)油氣藏，以及以低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)集層和頁巖油氣為代表的的非常規(guī)油氣藏。而關(guān)于頁巖油氣的勘探，在中國東部主要集中在渤海灣盆地和松遼盆地。根據(jù)中國第3輪全國油氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果，初步估算東部斷陷盆地古近系頁巖油可采資源量56.59億噸（張順等，2016；宋明水等，2020；劉慧民等，2022），而濟(jì)陽坳陷沙四上亞段、沙三下亞段游離頁巖油資源量為41億噸（宋明水等，2020；劉慧民，2022）。松遼盆地南部嫩一段、青二三段及青一段3個(gè)層位均發(fā)育泥頁巖，采用熱解S1方法初步估算長嶺凹陷青一段頁巖油資源量為35億噸，展現(xiàn)出十分可觀的頁巖油勘探開發(fā)前景（許涵越，2014；徐興友等，2021，2022）。由此可見，常規(guī)油氣藏和非常規(guī)油氣藏均具有巨大的勘探潛力，為東部成熟盆地油氣勘探指出了明確的方向。

圖16 渤海灣盆地油氣藏分布及勘探新領(lǐng)域示意圖Fig.16 Schematic diagram showing distribution of oil and gas reservoirs and new exploration fields in Bohai Bay Basin

6 結(jié)論

通過對(duì)中國東部斷陷盆地深層低孔滲—致密砂巖儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)、洼槽帶深層斜向砂礫巖體巖性圈閉識(shí)別以及基巖風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)和分布研究，得到以下主要結(jié)論：

1）從砂巖儲(chǔ)集層物性演化過程的角度出發(fā)，提出了致密砂巖儲(chǔ)集層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的新思路，形成了利用成藏期古孔隙度評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層質(zhì)量的新方法，指出過去評(píng)價(jià)較低的深部凹陷帶低孔滲致密砂巖體仍然具有較大的勘探潛力，為老油區(qū)勘探挖潛奠定了理論基礎(chǔ)。

2）通過地震地層學(xué)方法，建立了斷陷盆地陡坡帶斜向大型扇三角洲沉積模式，指出了斜向大型扇三角洲砂礫巖是斷陷盆地深層有利的儲(chǔ)集體，明確了砂礫巖體是大型油氣藏的有利發(fā)育區(qū)，揭示出陡坡帶深層所發(fā)現(xiàn)的早期大型斜向扇三角洲具有重大的勘探潛力，為中國東部斷陷陡坡帶下一步勘探提供了新的理論依據(jù)。

3）通過建立基巖風(fēng)化殼“雙層結(jié)構(gòu)”動(dòng)態(tài)成因模式，闡明了風(fēng)化殼各層結(jié)構(gòu)之間的演化關(guān)系，同時(shí)結(jié)合風(fēng)化殼的改造—破壞—保存機(jī)理，建立了基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的成因分布模式，指出斷陷盆地構(gòu)造中低部位是最有利的風(fēng)化殼儲(chǔ)集層發(fā)育帶，斷陷盆地緩坡內(nèi)帶（洼槽區(qū)）風(fēng)化殼是下一步油氣勘探的重要新領(lǐng)域，給當(dāng)下基巖風(fēng)化殼儲(chǔ)集層的勘探提供了一種新的思路。