摘 要 遼河灘海地區(qū)是中國石油遼河油田公司保儲增產(chǎn)的重要基地之一，相比遼河陸上地區(qū)，灘海地區(qū)的油氣勘探開發(fā)程度較低，對油氣分布規(guī)律認識不足。為此，在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)之上，結(jié)合灘海地區(qū)特殊的地質(zhì)條件，對其油氣富集規(guī)律進行了研究。結(jié)果認為：該區(qū)古近系受構(gòu)造和沉積演化控制，發(fā)育沙三段、沙一段和東營組3套烴源巖，分布范圍廣、厚度大，干酪根類型以混合型和腐殖型為主，生烴潛力巨大；油氣分布規(guī)律存在地區(qū)差異，自西向東成藏主控因素依次為側(cè)向運移、垂向運移、巖性封閉和垂向運移、斷塊聚集，且油氣藏類型從油藏逐漸向氣藏過渡；按油氣分布情況可分為西部地區(qū)低壓(常壓)斷階式油氣成藏模式、中部高壓復合式油氣成藏模式和東部高壓斷塊式油氣成藏模式；油氣藏的分布、富集主要受生烴洼陷、輸導格架和儲層質(zhì)量3大因素的控制。
關(guān)鍵詞 遼河坳陷 灘海地區(qū) 古近紀 油氣藏 分布規(guī)律 成藏模式 主控因素 輸導格架
1概況
遼河灘海地區(qū)位于遼東灣北部，西起葫蘆島，東至鲅魚圈連線以北，系指海岸線至
灘海地區(qū)油氣勘探研究工作相對薄弱，油氣分布規(guī)律認識不足。筆者在調(diào)研前人研究成果的基礎(chǔ)之上，結(jié)合研究區(qū)油氣地質(zhì)特點和整體勘探認識，對遼河灘海地區(qū)展開油氣成藏富集規(guī)律綜合研究，并在此基礎(chǔ)上建立區(qū)域油氣成藏模式，以為該區(qū)油氣富集規(guī)律的深入研究提供參考。
2 烴源巖類型及油氣分布規(guī)律
2．1 烴源巖類型與分布
受構(gòu)造和沉積演化控制，該區(qū)發(fā)育沙三段、沙一段和東營組3套烴源巖，均呈北東向展布，其中東營組烴源巖分布范圍最廣、厚度最大[3]。海南月東低凸起分隔了東、西部地區(qū)沙一二段、沙三段烴源巖，東營組烴源巖受其影響不大。灘海西部地區(qū)沙三段烴源巖沉積中心位于海南洼陷，最大厚度超過
受海南月東低凸起分隔作用的控制，灘海地區(qū)東西部烴源巖有機質(zhì)類型由陸向海(由北向南)呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。西部地區(qū)沙三段烴源巖由陸向海由偏腐泥混合型向腐殖型轉(zhuǎn)變，整體以腐殖型為主；沙一二段烴源巖與東營組烴源巖干酪根類型以偏腐殖混合型為主。東部地區(qū)沙三段烴源巖干酪根類型為偏腐殖混合型或腐殖型，由陸向海有向偏腐殖混合型和偏腐泥混合型轉(zhuǎn)變的趨勢；沙一二段烴源巖干酪根類型總體為偏腐殖混合型；東營組干酪根類型主體為腐殖型。
2．2油氣分布規(guī)律
遼河灘海地區(qū)主要分為西部、中部和東部3個地區(qū)，目前在太古界、中生界、新生界發(fā)現(xiàn)的多套油氣，均以生烴洼陷為中心，油氣呈現(xiàn)一種環(huán)帶狀和條帶分布。油氣分布總體上表現(xiàn)出分割性強、變化快，油氣水關(guān)系復雜，斷層影響大的特點。
西部地區(qū)油氣藏主要集中在筆架嶺構(gòu)造帶、海南月東和仙鶴—月牙斷鼻構(gòu)造帶[4]。宏觀上，該區(qū)油氣分布具有西貧東富、層間差異大的特點，油氣藏類型和油氣性質(zhì)變化快。圈閉的形成與斷裂密切相關(guān)，其生儲蓋組合也多受斷裂分布的控制[5]，由于西部地區(qū)砂體性質(zhì)較好，連通性強，油氣運移方式以側(cè)向運移為主，因此斷裂控制下的儲蓋對接是該區(qū)油氣成藏的重要因素[6]。
中部地區(qū)泥巖厚度大，儲層通常和蓋層處于同一層系，成藏較為有利。但本區(qū)斷裂極其發(fā)育，且在油氣主要成藏期(沙一二段時期、東營組末期)后，斷裂仍有活動，尤其是海南斷裂，導致部分油氣藏遭到破壞。因此中部地區(qū)油氣主要分布在斷裂封閉且蓋層發(fā)育較好的層位。上、下部層位油氣性質(zhì)差異明顯，上部層位以發(fā)育氣藏為主，且多為受斷裂封閉的大型天然氣氣藏。
東部地區(qū)目前在太陽島—葵花島、燕南構(gòu)造帶均有油氣發(fā)現(xiàn)，含油氣層位主要有館陶組、東營組、沙一段以及中生界和古生界[7]。太陽島—葵花島油氣主要分布在東二、三段，以發(fā)育氣藏為主，其中東三段油氣層組平面上分布穩(wěn)定。垂向上東二段和東三段下部以氣為主，東三段中上部油氣并存。整體具有油氣分布井段長，單層厚度小的特點，砂體延伸范圍小，相變快，不同斷塊油氣發(fā)育程度差異大，油氣水關(guān)系復雜，整體規(guī)模小，油氣藏類型以斷鼻為主。燕南斷裂帶包括燕南和葵東2個次級構(gòu)造帶，葵東構(gòu)造帶目前有館陶組、東一段、東二段和中生界、古生界古潛山5個含氣層系，其中東一段和東二段氣藏極為發(fā)育，平面上具有北厚南薄的特點。
3油氣成藏模式及成藏主控因素
3．1油氣成藏模式
3．1．1 西部常壓斷階式油氣成藏模式
在西斜坡成藏體系內(nèi)，油氣主要以斷裂和砂體組成的斷階為運移通道進行階梯式側(cè)向運移[8]，油氣藏主要發(fā)育在優(yōu)質(zhì)烴源巖所在層系，具有自生自儲的成藏特點，淺層發(fā)育與深斷裂有關(guān)的小型油氣藏(圖2)。
溫壓場分析結(jié)果認為，西斜坡成藏體系地層溫度與地層壓力呈線性關(guān)系，表現(xiàn)為一個統(tǒng)一的常壓型溫壓系統(tǒng)。該類溫壓系統(tǒng)能量較低，深部流體向上運移動力較小，主要以浮力為運移動力。說明該區(qū)油氣運移方式以側(cè)向運移為主，油氣藏多與烴源巖同層，因此將西部成藏體系的成藏模式歸納為常壓斷階式油氣成藏模式。
3．1．2 中部高壓復合式油氣成藏模式
相對于西部成藏體系，中部海南—月東成藏體系的油氣藏距烴源巖稍遠，油氣先通過斷階側(cè)向運移，再經(jīng)深斷裂垂向運移；與斷裂有關(guān)的油氣藏集中在系統(tǒng)的上部，而下部層系中主要發(fā)育孤立的巖性油氣藏[9]。油氣藏的分布垂向上跨度大，主要集中在斷裂附近，氣藏相對發(fā)育且集中在中淺部層系(圖3)。
通過溫壓場分析可以看出，當?shù)貙勇裆钸_到2
3．1．3 東部高壓斷塊式油氣成藏模式
與西部和中部成藏體系相比，灘海東部地區(qū)太陽島—葵花島成藏體系內(nèi)的油氣藏離烴源巖最近，受烴源巖類型影響此區(qū)多發(fā)育氣藏，圈閉類型以斷塊為主，
天然氣經(jīng)高角度斷裂垂向運移。受構(gòu)造活動和圈閉保存條件影響，初期天然氣從烴源巖排出后，就近聚集在地層斷塊中。后期由于斷裂的持續(xù)活動導致原生氣藏被改造和破壞，天然氣沿斷裂再次運移且運移距離相對較遠，聚集在中淺部層系并形成多套氣藏疊置分布(圖4)。
溫壓場分析認為，與中部海南月東披覆構(gòu)造帶成藏體系相似，東部太陽島—葵花島成藏體系在地層埋深達到3
3．2成藏主控因素分析
遼河灘海西部地區(qū)的儲蓋配置條件受斷裂控制[11]；中部地區(qū)由于斷裂活動的破壞導致油氣藏保存條件差；而東部地區(qū)儲層與烴源巖的溝通程度也受到斷裂的控制影響。
3．2．1 生烴洼陷控制油氣富集區(qū)的分布
灘海西部和東部地區(qū)分別形成了海南洼陷和蓋州灘洼陷2個沉積中心，均發(fā)育有沙三段、沙一二段和東營組3套有利烴源巖，油氣源供給充足。油氣運移距離相對較短，主要成藏于烴源巖附近。蓋州灘洼陷周邊的油氣分布具有明顯的環(huán)帶狀特征。
3．2．2輸導格架控制油氣富集程度
灘海地區(qū)的輸導體系包括斷裂、砂體和不整合面，其中以斷裂最為重要。灘海地區(qū)不同規(guī)模、不同類型、不同性質(zhì)的斷裂相互切割，構(gòu)成復雜的斷裂體系，對油氣運聚成藏起到至關(guān)重要的作用。例如，海南月東披覆構(gòu)造帶和燕南構(gòu)造帶的斷裂長期持續(xù)活動，連通沙三段烴源巖，作為油氣運移最主要的通道，是上部層位油氣得以富集的必要條件。
斷裂還控制著油氣的垂向分布。灘海西部地區(qū)筆架嶺構(gòu)造帶內(nèi)發(fā)育2條北東向正斷層[12]，斷層連通源巖與儲層，油氣通過斷層形成階梯狀運移，自西向東，由低到高，含油氣層位逐漸變新。灘海東部地區(qū)太陽島—葵花島構(gòu)造帶，由于走滑斷層活動，發(fā)育派生斷層，為油氣的垂向運移提供了良好的運移通道，從而形成由沙一段到東二段多套含氣層系的疊置，含油氣井段長達1
平面上橫向展布的連通砂體，具有發(fā)育廣泛、分布穩(wěn)定、孔滲性好的特點，也是有利的輸導通道。在斷層不發(fā)育的位置，油氣主要沿著橫向連通砂體發(fā)生運移，在封閉斷裂而附近或巖性上傾尖滅處受到遮擋作用形成油氣聚集。灘海地區(qū)以近岸水下扇、三角洲、扇三角洲和辮狀河三角洲沉積體系為主，各種類型儲集砂體均較為發(fā)育，且在垂向上相互疊置。不同時期形成的儲集體以洼陷為中心，從東西兩側(cè)突進至洼陷中心有效烴源巖區(qū)。例如筆架嶺—葫蘆島砂體、仙鶴—月牙斷鼻和太陽島—葵花島構(gòu)造帶等，近岸水下扇、扇三角洲、辮狀河三角洲砂體直接與蓋州灘生烴中心毗鄰，成為油氣運移的重要通道。
灘海地區(qū)發(fā)育占近系底、沙三段頂和東營組頂3個區(qū)域不整合面。不整合面長期遭受風化剝蝕，具有良好的孔滲性，是油氣發(fā)生區(qū)域性運移的重要通道。不整合的性質(zhì)、巖性構(gòu)成、發(fā)育規(guī)模及其與其他油氣輸導體系的配套關(guān)系決定了不整合面的輸導效能。古近系底部是該區(qū)最重要的不整合，一般上覆沙三段烴源巖。烴源巖向下排出的油氣沿此不整合面直接運移，并在斷層輸導體系的配合作用下進入合適圈閉中聚集成藏。
3．2．3儲層質(zhì)量控制油氣富集豐度
有利的儲層類型與儲層質(zhì)量對油氣富集豐度具有重要的控制作用。灘海地區(qū)眾多類型的沉積體中，扇三角洲、三角洲、辮狀河三角洲前緣亞相、河流亞相是該區(qū)儲集性能最好的砂體，對油氣的大量聚集最為有利。但是三角洲前緣亞相的水下分流河道和河口砂壩往復遷移，連通性較差，因此儲層的類型和儲層砂體質(zhì)量對油氣富集的控制非常明顯。例如海南構(gòu)造北部海南1井東三段處于三角洲前緣亞相帶，儲層物性較好，因而東三段下部油氣層比較富集，多井油氣顯示良好；而位于該構(gòu)造南部的海南6井，在油氣、構(gòu)造位置和圈閉形態(tài)方面與海南l井條件均十分相似，但主要發(fā)育前三角洲細粒沉積物，儲層發(fā)育程度明顯偏低，物性條件也較差，油氣顯示較弱。
4結(jié)論
1)遼河灘海地區(qū)主要發(fā)育沙三段、沙一段和東營組3套烴源巖，均呈北東向展布，其中東營組烴源巖分布范圍最廣、厚度最大(最大厚度達2
2)灘海西部地區(qū)油氣分布層間差異大，油氣藏類型變化快，油氣藏主要沿砂體和斷裂分布；中部地區(qū)油氣主要分布在斷裂發(fā)育且封蓋條件較好的層位，油氣性質(zhì)差異明顯；東部地區(qū)以發(fā)育氣藏為主，平面上分布穩(wěn)定，具有油氣分布井段長、砂體延伸范圍小、相變快的特點，不同斷塊、不同組段油氣發(fā)育程度差異大，并以中淺部層系多套氣藏疊置發(fā)育為主。
3)按照油氣分布規(guī)律將兩斜坡、海南—月東和太陽島—葵花島成藏模式分別劃分為：西部地區(qū)低壓(常壓)斷階式油氣成藏模式、中部高壓復合式油氣成藏模式和東部高壓斷塊式油氣成藏模式。
4)成藏主控因素存在地區(qū)差異，主體分為3類：生烴洼陷控制油氣富集區(qū)分布，輸導格架控制油氣富集程度，儲層質(zhì)量控制油氣富集豐度。
成文中得到了中國地質(zhì)大學(北京)能源學院頁巖氣研究項目組成員荊鐵亞、葛明娜的幫助，在此一并表示感謝。
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本文作者：王龍 任珠琳 李曉光 唐玄 單衍勝
作者單位：中國地質(zhì)大學(北京)海相儲層演化與油氣富集機理教育部重點實驗室中國地質(zhì)大學(北京)能源學院 中國石油遼河油田公司勘探開發(fā)研究院
