遼河外圍盆地巖性油藏形成條件及識別

裴家學

(中油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

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遼河外圍盆地巖性油藏形成條件及識別

裴家學

(中油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 124010)

遼河外圍盆地為中生代殘留型盆地，長期以來以構造油藏勘探為主，隨著勘探程度的增加，勘探難度越來越大。通過對構造、沉積儲層、源巖條件等方面的研究認為，遼河外圍盆地具備形成規模巖性油藏的條件。結合陸相層序地層學和火成巖勘探技術，對研究區不同類型的儲層采用不同的儲層預測技術進行分析，成功地識別和刻畫了巖性圈閉，為該區井位部署提供了重要依據，對下一步勘探具有重要的指導意義。

構造活動；巖性油藏；巖性圈閉類型；儲層預測；火成巖；遼河外圍盆地

引 言

遼河外圍盆地是指除遼河斷陷之外，分布于遼寧、內蒙古通遼—赤峰地區的諸多中、新生代凹陷的總稱，共6個凹陷，呈北東向或南北向展布。凹陷大小不一，最小為800 km2，最大達到2 800 km2，分別為陸家堡凹陷、奈曼凹陷、元寶山凹陷、錢家店凹陷、龍灣筒凹陷和張強凹陷[1]，總礦權面積為21 396 km2。遼河外圍盆地經歷了2次大規模的構造運動，凹陷邊部剝蝕嚴重，屬于典型的殘留型盆地[2]。近年來，隨著勘探投入不斷加大，地質認識的不斷提高，巖性油藏勘探初見成效。如B32井九上段鉆遇薄層砂體，試油日產油為9.3 t/d；M31井九下段鉆遇凝灰巖，試油日產油超百噸；K2井九上段鉆遇流紋斑巖，試油日產油為30.19 m3/d，獲高產工業油流，展示了遼河外圍盆地巖性油藏巨大的勘探潛力。

1 巖性油藏發育條件

1.1 凹陷不均衡發育與多期構造活動為巖性油藏提供有利構造條件

研究區義縣組沉積時期為盆地的初始張裂階段，以堆積大量火山巖為特征，九佛堂組沉積時期為強烈深陷階段，構造運動以沿斷裂面滑動的垂直運動為主，盆地急劇下沉，在有斷裂的一側，造就了水深坡陡的古地貌條件，使碎屑物質直接進入湖盆中，沉積速率較快；湖盆的另一側，由于沒有邊界斷層的控制，古地貌為低緩的斜坡，碎屑物質主要由河流或多條山區辮狀河流攜帶入湖，沉積速率較慢，逐漸形成單斷箕狀凹陷。這種單斷箕狀凹陷，陡坡帶受控洼斷層的控制，發育扇三角洲和近岸水下扇，不同期次的近岸水下扇、扇三角洲垂向疊置，橫向連片，圍繞凹陷中心成裙邊狀展布，易于形成儲層物性側向遮擋巖性油氣藏，緩坡帶受地形影響形成扇三角洲或辮狀河三角洲，位于坡折帶處易于形成巖性油氣藏，凹陷中央深水區局部發育有滑塌濁積扇，是透鏡狀巖性油氣藏發育的最有利區。

受區域應力和多期火山活動的影響，研究區經歷了2次相對較大的構造運動：第1次發生于九佛堂組末期，受EW向擠壓作用影響，形成一系列的褶皺，如交南、前河、后河和新發—陸參1一帶；第2次發生于阜新組末期，構造運動較為劇烈，整體抬升并遭受剝蝕，尤其在緩坡帶，剝蝕更為嚴重，剝蝕量最大達到1 000 m。經過2次構造運動的影響，洼陷內局部地區地層發生反轉，更有利于巖性油氣藏的形成，同時產生大量的斷層，利于油氣運移。

1.2 多種類型儲集體為巖性油藏形成提供了良好的儲集空間

通過鉆井揭示，遼河外圍盆地共發育3類有效儲層，即常規砂巖儲層、凝灰質砂巖儲層和火成巖儲層。

(1) 常規砂巖儲層發育于九上段至阜新組，孔隙類型以原生粒間孔為主，其次發育少量溶蝕孔。在已知油藏區，九上段平均孔隙度為18.2%，滲透率為51.3×10-3μm2，儲層物性相對較好。

(2) 凝灰質砂巖儲層在遼河外圍盆地九下段普遍發育，儲層物性較差，為低孔、低滲—特低滲儲層，但也不乏一些好的儲層，如陸家堡凹陷東部廖1塊，平均孔隙度為20.9%，滲透率為31.1×10-3μm2；陸家堡凹陷西部馬家鋪高壘帶，平均孔隙度為19.2%，滲透率為14.6×10-3μm2，屬于中孔、低滲儲層，儲層物性較好。研究表明，九下段凝灰質砂巖在烴源巖范圍內，容易被有機酸溶蝕產生大量次生溶蝕孔，大大改善儲層物性，形成好的儲層。

(3) 火成巖也是該區主要儲集體，目前鉆井揭示義縣組以火成巖為主，局部地區有少量沉積巖夾層，巖性復雜，見基性玄武巖、中性安山巖、酸性流紋巖和各種中性過渡型火山巖，其中每一期次旋回頂部氣孔、裂縫發育，儲層物性最好。九佛堂組時期至阜新組時期，火山活動較弱，但在陸家堡凹陷、龍灣筒凹陷火山活動較為頻繁，凹陷內也發育大量火成巖，以裂隙式噴發或浸入為主，目前鉆遇的巖性主要有玄武巖、灰綠巖、玄武粗安巖、流紋巖和流紋斑巖，孔隙空間類型主要為原生氣孔、溶蝕孔和裂縫，具有一定的儲集性能。

1.3 凹陷中優質烴源巖為巖性圈閉聚油提供了物質保證

遼河外圍盆地烴源巖有機質豐度高、類型好、成熟度高，為好烴源巖。除張強凹陷之外，其他凹陷均發育2套烴源巖(表1)，其中九上段油頁巖是該區主力烴源巖，沙海組和九下段烴源巖為暗色泥巖，也具有較好的生油能力，為中—好生油巖(張強凹陷沙海組暗色泥巖為主力烴源巖)。根據3次資源評價結果，遼河外圍總資源量為7.14×108t，探明儲量為1.13×108t，探明率僅為15.9%，剩余資源量為6.01×108t，具有較大勘探潛力，為巖性圈閉聚油提供了物質保證。

表1 遼河外圍盆地烴源巖綜合評價

2 巖性油藏類型

遼河外圍盆地主要發育透鏡體巖性油藏、上傾尖滅型巖性油藏、物性側向遮擋型巖性油藏和火成巖巖性油藏(圖1)。

2.1 透鏡體巖性油藏

四周為非滲透性巖層，無溢出點，圈閉大小受非滲透性圈閉所限，難以形成大規模的油氣藏。在遼河外圍盆地各凹陷中均有發育，主要發育于各凹陷中央洼陷帶和緩坡坡折帶。

2.2 上傾尖滅型巖性油藏

上傾尖滅型巖性油藏上傾方向被非滲透性巖層遮擋，油氣成層狀分布。砂巖儲集層在地層上傾方向相變為泥巖，形成砂巖尖滅。形成類型有2類：①沉積上傾尖滅，主要發育于正向構造圍翼或負向構造的斜坡上，如陸家堡凹陷新發背斜四周和張強凹陷Q1塊；②沉積時為下傾尖滅，后期反轉為上傾尖滅，該類油藏在遼河外圍盆地普遍發育，如奈曼凹陷雙河背斜北部地區，九佛堂時期為負向構造，發育大量扇三角洲前緣砂體，阜新末期地層抬升，構造反生反轉，形成大量砂巖上傾尖滅圈閉(圖2)。

圖1 遼河外圍盆地巖性油藏類型

圖2 奈曼凹陷砂巖上傾尖滅型巖性圈閉

2.3 物性側向遮擋型巖性油藏

儲集層部分變為非滲透遮擋，該類巖性油藏在遼河外圍盆地中最為常見，特別是在單斷箕狀凹陷陡坡帶，發育大套近岸水下扇或扇三角洲砂體，近岸水下扇扇中和扇三角洲前緣砂體分選、磨圓好，泥質含量少，儲層物性好，是油氣聚集的有利場所，而近岸水下扇扇根和扇三角洲平原，砂泥混雜，儲層物性差，對油氣形成側向封堵。

2.4 火成巖巖性油藏

遼河外圍盆地中，陸家堡、龍灣筒凹陷和張強凹陷均發育火成巖巖性油藏[3]，特別是在陸家堡凹陷，九佛堂時期至阜新時期火山活動頻繁，大量火成巖噴發或侵入，且原生氣孔和裂縫發育，多口井見良好油氣顯示，試油獲高產工業油流，勘探潛力較大。

3 巖性圈閉識別

3.1 高精度三維地震采集處理為巖性油藏發現提供依據

對于巖性油藏勘探，地震資料是基礎。由于遼河外圍盆地近地表結構復雜，干擾較強烈，吸收衰減嚴重，主要目的層反射系數小，儲層非均質性強，且淺層火成巖廣泛分布，信號屏蔽嚴重，地震剖面主要目的層信噪比低，基底反射弱，邊界斷裂不清，是典型的地震資料低信噪比地區，資料品質差長期制約該地區的勘探進展。針對外圍地層反射系數低、信噪比低的地區，采用寬方位、高密度、可控震源高效同步滑動掃描采集技術，增加覆蓋次數來提高信噪比(最高達到486次)，取得較好效果。最近幾年，遼河油田外圍盆地加大投入，各凹陷相繼采集了大量三維地震數據，使巖性油氣藏勘探資料得到保證。

地震資料處理方面也不斷總結經驗，嘗試最先進的處理技術方法，針對不同地區的不同目標，采用不同的技術方法，得到保幅保真和高分辨率資料。目前主要應用Kirchhoff疊前時間偏移技術、Kirchhoff疊前深度偏移技術、高斯束逆時偏移技術、OVT技術[4-5]和ES360全方位偏移成像技術[6]，大大提高了地震成像的清晰度和地震分辨率，為巖性油氣藏的發現提供資料基礎。

3.2 陸相層序地層學分析技術和火成巖勘探技術的創新為巖性油藏勘探提供理論支持

由于受氣候、構造運動、古地貌、物源條件、邊界斷裂類型、湖平面等因素影響，遼河外圍盆地6個獨立的凹陷沉積體系和體系域的劃分是有差異的。對于沉積體系，形成了溝谷控制物源方向、邊界斷坡類型控制沉積相類型、構造沉降快慢和古地貌控制扇體規模、單井相和地震相確定沉積體系的技術序列；對于層序地層學，形成了井—震聯合劃分技術，先是通過地震識別層序界面，劃分體系域，然后在體系域內通過鉆井劃分準層序組，最后細分準層序，分析砂體對應關系。通過沉積體系和層序地層研究來識別和刻畫砂體，為碎屑巖儲層描述提供理論支持。

在火成巖勘探方面，不斷總結前人經驗，從龍灣筒的漢代洼陷、張強凹陷的章古臺洼陷火成巖入手，開展火成巖的攻關研究，對火成巖噴發模式、期次旋回、巖性巖相、儲集物性、成藏特征等方面進行分析，總結出遼河外圍火成巖的成藏主控因素為源儲配置關系[7-8]，形成系列火成巖勘探技術，從而指導遼河外圍的火成巖勘探。

3.3 多種儲層預測技術的聯合應用為巖性油藏發現提供技術保障

通過不斷探索和總結，針對不同的儲層建立了不同的預測方法。針對九上段常規砂巖儲層，由于儲層段與上下圍巖速度差異較小，甚至好的儲層段密度低于上下圍巖，常規波阻抗反演難以識別的問題，建立了曲線重構反演技術，利用敏感性曲線深側向電阻率重構聲波時差進行擬聲波波阻抗反演[9-16]；針對九下段凝灰質砂巖儲層，建立了地震分頻與特征曲線反演聯合應用技術；針對火成巖，建立了多屬性分析與各項異性裂縫預測聯合應用技術；針對含氣儲層，利用“高頻衰減、低頻共振”原理，進行油氣檢測和疊前AVO預測。同時，在地震資料和測井資料都具備條件的地區開展疊前疊后聯合反演，進行儲層預測和流體識別。這些技術手段的應用，大大提高了儲層預測精度和流體性質的識別能力，為巖性油氣藏的發現提供了技術保障。

4 結 論

(1) 遼河外圍盆地具備有利的構造背景、豐富的儲集體類型和優越的油源條件，巖性圈閉十分發育。主要發育透鏡體、上傾尖滅型、物性側向遮擋型和火成巖巖性圈閉。

(2) 隨著地震資料的改善和儲層預測技術的探索與應用，在遼河外圍盆地開展巖性油藏研究，并在陸西凹陷的馬北斜坡、陸東凹陷的三十方地洼陷以及奈曼凹陷取得較好的勘探效果，同時整個遼河外圍盆地也展示了良好的勘探前景，有望獲得新的突破。

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編輯 黃華彪

20140918；改回日期：20150211

遼河油田千萬噸穩產項目“遼河灘海和外圍規模儲量發現關鍵技術及有利目標優選研究”(2012E)

裴家學(1981-)，男，工程師，2005年畢業于長江大學勘查技術與工程專業，2013年畢業于東北石油大學地質工程專業，獲碩士學位，現主要從事構造解釋、儲層預測以及勘探部署工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.03.015

TE122.1

A

1006-6535(2015)03-0062-04