西部凹陷西斜坡中南段油氣聚集主控因素分析

李秀明

（中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦124010）

西部凹陷西斜坡中南段油氣聚集主控因素分析

李秀明*

（中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦124010）

根據渤海灣盆地遼河西部凹陷西斜坡中南段油氣成藏背景及分布特征，深入分析了構造、儲層類型、蓋層分布、烴源灶—輸導體系對油氣成藏的控制作用。研究認為：長期發育的斜坡帶和古隆起控制油氣的富集區；斷裂的性質和活動強度控制油氣藏的形成；沉積相帶控制油氣分布范圍，儲層物性控制油氣富集豐度；區域蓋層控制了油氣富集的層位；復式輸導體系控制油氣分布格局。在此基礎上，指出了巖性油氣藏勘探及潛山內幕深層為下步勘探方向。

復式油氣聚集帶；主控因素；烴源灶—輸導體系

含油氣盆地油氣分布規律及主要控制因素研究對油氣勘探具有重要的實際意義，能夠指導油田進一步勘探。西部凹陷為遼河斷陷的3大凹陷之一，西部凹陷西斜坡中南段是國內著名的斜坡型復式油氣聚集帶。近年來，學者對該地區做了大量的研究，主要運用油區構造解析理論對西部凹陷新生代斷裂構造發育及演化特征進行系統分析；漆家福等通過三維地震資料解釋和構造制圖分析了遼河西部凹陷斷裂系統的構造幾何學和運動學特征,論證了郯廬斷裂在遼河西部凹陷的表現型式[1]；歐陽文生等利用巖石地層界面的追蹤對比技術對該區塊滾動勘探開發提出具體做法[2]；單俊峰等通過對遼河坳陷西部凹陷古潛山油氣成藏條件深入研究，指出了該類儲層的勘探方向[3]；但并未見對該區域油氣富集主控因素做系統分析，從主控因素角度指出勘探方向。

由于其儲層物性好,儲量豐富，易于開發，目前西部凹陷西斜坡中南段資源探明率已高達79.7%，勘探難度日益加大。雖已進入高勘探成熟階段，但受目的層埋藏深度、地震資料品質等因素的影響，現今仍存在勘探程度相對較低的地區和層位。隨著認識的不斷深化及勘探開發資料的不斷豐富，近幾年仍然不斷有新出油點及新區塊的發現。因此開展油氣富集主控因素的分析研究對優選勘探目標具有重要意義。

1 西斜坡中南段油氣聚集特征分析

西部凹陷是一個東斷西超、東陡西緩的箕狀斷陷，凹陷西翼傾角僅十余度，構成了一個平緩的西部斜坡帶。經過多年的勘探在該區已發現了中生界，新生界沙一、二、三、四段及東營組等多套含油氣層系，從已發現油氣儲量豐度看，西部凹陷西斜坡是世界上少有的油氣高度富集的斜坡帶，資源豐度和儲量豐度分別為130.04×104t/km2、107.7×104t/km2。其中最為富集的曙一區，單位面積儲量豐度和單位面積最大儲量更是高達421×104t/km2、1407.1×104t/km2。

西部凹陷西斜坡在老第三紀經歷了極為復雜的“早洼晚斜”、“先超后剝”的發育史。該區在前第三系的緩坡基底上，從北向南有3個自西向東傾斜的基巖鼻狀隆起(高升西北的徐家圍子隆起，杜家臺西北的南二家屯和歡喜嶺西北的下洼子隆起)。古新世末至漸新世早期產生的反向正斷層，使緩坡帶進一步發展為壘塹相間、古地貌起伏很大的面貌。沙河街組沉積晚期，斜坡開始劇烈的翹傾活動，西側邊部及高斷塊遭受強烈剝蝕，新第三系直接與沙三段接觸，估算剝蝕厚度可達千余米，最終形成了現今的3排潛山構造，包括西斜坡邊緣潛山帶、歡喜嶺古潛山帶和齊家—曙光古潛山帶[4]。

由于工區經歷多期次的構造運動，不同性質和規模的斷層、局部構造非常發育；沉積地層具有明顯的多旋回性，儲集砂體類型多樣；在這些復雜的地質條件下，形成的圈閉類型比較豐富多樣。另外，研究區內的油氣相態比較復雜，有稠油、稀油、凝析油、常規油氣藏等。

為了更好地研究不同相態油氣的成藏和分布規律，對油氣藏進行油氣藏分類，結合勘探實踐的需要，將研究區所發現的油氣藏按圈閉的成因和形態劃分為構造油氣藏、地層油氣藏、巖性油氣藏、復合油氣藏、潛山油氣藏等5大類11個亞類，共12種油氣藏類型，如表1所示。

表1 遼河西部凹陷油氣藏分類表

2 構造對油氣富集的控制作用

2.1 長期發育的斜坡帶和古隆起控制油氣的富集

西斜坡從構造上是一個平緩單斜，傾角僅10°左右。實質上內在構造十分復雜，在西部凸起上發育3個較大的基底隆起，由南到北依次為下洼子、南二家屯、徐家圍子隆起，它們由北西向東南或略偏南傾沒于西部凹陷，不僅明顯控制了基底的起伏，而且控制了凹陷內蓋層構造沉積，受這種基底背景影響，在寬緩的斜坡帶上從南到北依次分布了歡喜嶺、曙光、高升3個由多斷塊組成的大型鼻狀構造帶。這種大型鼻狀構造背景與西斜坡西八千、歡喜嶺、曙光地區廣泛分布的大型砂礫巖體相匹配形成廣闊的儲集空間，同時大型鼻狀構造向凹陷延伸，傾沒于生油巖中，由于鼻狀構造定型期早于或同步于凹陷生油巖的排油期，而構造末端又伸入生油洼陷中，使生成的油氣可以通過側向運移至構造較高部位[5]。在這種構造大背景控制下，在西斜坡3個大型鼻狀隆起上發現了著名的歡喜嶺、曙光、高升3大油田，目前歡喜嶺油田已累計上報探明儲量4.4450× 108t，曙光油田累計上報探明儲量5.1817×108t，高升油田累計上報探明儲量1.3578×108t，三大油田占整個西部凹陷探明儲量的73.26%，形成了著名的西斜坡復式油氣聚集帶，由此可見長期發育的斜坡帶和古隆起是有利的沉積相帶，控制了大量的油氣聚集。

2.2 斷裂主導控制油氣運移和聚集

斷裂系統對油氣藏的分布起主導作用，從某種意義上說，斷裂活動是控制油氣運移、聚集的主導因素。從西斜坡構造演化的歷史分析，本區斷裂組合可分為北東、北西和近東西向，北東向正斷層為主干斷層，其中西傾正斷層為裂谷發育初期的早期斷層，除斷至基底形成基巖單面山外，同時斷至沙四段和沙三下[6]。中后期以東傾的同生正斷層為主，其中規模較大的主干斷層沿斜坡走向將斜坡切割為上下臺階，并且在深層（沙四、沙三段）與西傾正斷層組合成高壘帶，淺層（沙一二段）在其下降盤形成同生背斜構造，為油氣聚集提供了有利圈閉。

西斜坡中南段沙四時期為凹陷裂陷、沉降的初期，形成繼承性斷裂與新生斷裂共生的局面，區內呈現出壘塹相間的復雜地貌。在斜坡邊緣超覆帶以及前古近系古隆起圍斜部位形成地層圈閉分布有利區，在地塹部位形成斷層遮擋的斷塊-地層有利地區。同時，在斜坡邊緣，由于處于斜坡上傾部位，各個層位地層均遭受不同程度的剝蝕，加之斷層和不整合面為地表水下滲提供通道，原油降解嚴重，主要形成稠油油藏。

沙三時期北東向斷層基本為與沉積作用同步進行的張性同生斷層。同生斷層的形成是盆傾運動作用下，下傾方向某部位不堪沉積物負荷產生滑脫形成的，在其下降盤一側向地層下傾方向滑動時，伴隨斷層的持續活動，下降盤的同期沉積厚度要大于上升盤，與同生斷層伴生的沉積物向斷層方向加厚，在重力作用下，地層發生程度不一彎曲而形成滾動背斜圈閉。

沙一、二時期，3條北東向斷層共同控制了南北2個大的斷鼻。其中錦315-歡2斷層活動時間長，控制了下臺階地層沉積及圈閉形成，在其下降盤形成了錦16、歡16、齊27等滾動斷鼻及背斜。而在斜坡邊緣頂部地層遭受剝蝕，地層埋深只有600～1000m，主要受地層超覆線的控制形成不整合油氣藏，且主要為稠油油藏[7]。總之，沙一、二段油氣分布主要呈雁列式排列，反映了油氣富集與構造圈閉之間良好的對應關系，油藏類型以構造油氣藏為主，如圖1所示。

圖1 西部凹陷西斜坡油氣成藏模式圖

3 儲層類型影響油氣富集的豐度

沉積相對油氣藏形成的控制作用主要表現在提供有效砂體和不同的儲蓋組合。西斜坡儲層成因類型多樣，以扇三角洲—湖底扇體系儲集層為主。其中，沙三、沙四段以湖底扇或扇三角洲—湖底扇沉積體系為主，沙一、二段以扇三角洲沉積體系為主，東營組則以河流沉積體系為主。這些沉積砂體具有多物源、近距離搬運、快速充填、規模小、垂向砂層多、累計厚度大、物性好等特點，為油氣聚集提供了廣闊的儲集空間。其中不同沉積相或沉積微相中油氣藏發育的程度有差異。

杜家臺油層發育多種沉積微相，但扇三角洲前緣水下分流河道的油氣藏數量最多，其它沉積微相油氣藏數量較少[8]。凹陷中油氣藏主要分布在扇三角洲前緣水下分流河道微相中，南部西八千油氣藏則主要分布在扇三角洲平原的辮狀河道微相中。

沙三期的河流水系流域擴大，水量充沛，河流坡降增大，侵蝕能力增強，碎屑物質豐富，沉積物主要以扇三角洲的形式堆積在岸邊，容易在深水中形成大量的濁流沉積。因此，沙三段油氣藏的分布往往與扇三角洲前緣和深水濁積扇有關，扇三角洲前緣水下分支河道的含油性最好，濁積扇辨狀溝道內油氣藏最為發育。與沙三段其它油層油氣藏分布相類似，興隆臺油層和于樓油層的油氣藏也主要分布在扇三角洲前緣水下分流河道內。

上述分析表明，遼河西部凹陷油氣藏受沉積微相的控制很明顯，油氣藏主要分布在扇三角洲前緣、前扇三角洲沉積體系內。扇三角洲前緣水下分支河道含油性最好。不同層段的油氣藏分布實際上主要受沉積體系中粗碎屑沉積砂體的控制，本質上是良好的儲集層控制了油氣藏的形成與分布。如圖2所示，西部凹陷西斜坡地區砂地比介于10%～50%之間，單砂層厚度介于4～40m之間的砂體有利于油氣聚集。

4 蓋層控制油氣富集的層位

西部凹陷古近系沙三上段和沙一中段存在全區分布的區域性泥巖蓋層，而沙四、沙三段是良好的烴源巖，同時又是良好的直接蓋層，它們均具有排替壓力高、封閉性能好的特點。這些多層次、大面積分布的區域蓋層和上覆巨厚的直接蓋層、使油氣得到良好保存，是油氣富集的關鍵控制因素。目前，在區域性蓋層發育的前提下，遼河盆地發現的大油氣藏均受直接蓋層的控制，統計結果主要表現為直接蓋層厚度大于20m的地區有利于油氣聚集，蓋層厚度介于50～300m之間的地區最有利于油氣聚集，蓋層厚度大于300m的地區油氣藏分布頻率也較低。這是因為蓋層厚度小于20m的地區往往是盆地的邊緣，保存條件差，而厚度大于300m的地區往往泥巖發育，砂巖不發育。因此，不利于油氣藏的形成。據統計，本區蓋層之下地層中油氣儲量占到總儲量的96.4%。

5 烴源灶—輸導體系與油氣藏富集關系

5.1 烴源灶控制油氣分布范圍

陸相盆地烴源灶對油氣分布的控制作用往往比海相盆地更明顯。本區的統計結果顯示，無論橫向上還是縱向上，距離生烴中心越近，油氣藏分布越多。

圈閉的油氣充滿度與其離有效烴源巖生排烴中心距離的關系分析也表現了上述特征，離烴源巖距離越遠，充滿度越低。含油面積與烴源巖厚度疊合圖也清楚地顯示，油氣藏主要分布在烴源巖控制范圍內。

5.2 輸導體系控制油氣分布格局

西斜坡復雜的構造及沉積演化過程中發育了多種多樣的油氣輸導類型。大體可分為受構造作用控制形成的斷裂輸導體系、不整合面輸導體系和受沉積作用控制的砂巖輸導體系，3種輸導體系共存，相互補充為油氣運聚提供了可靠通道[9]。

斜坡帶地層油氣藏多分布在斜坡外側，離油源區相對較遠，但斜坡帶多種多樣的輸導層體系，配合油氣運移的多期性，使油氣能夠在斜坡外側聚集成藏。

坡洼過渡帶砂體發育湖底扇扇體及扇三角洲前緣砂體，砂體厚度較大，滲透性砂體與斷裂相配，形成砂巖格架和斷層2種輸導方式，為巖性油藏的形成提供了良好的運移條件。

圖2 歡喜嶺油田不同層位單砂層厚度－砂地比關系圖

特別是本區發育的多期多組的斷層，這些斷層縱橫交錯，與大面積廣泛分布的不整合面及砂體一起構成了良好的復式輸導體系，加之油氣供給非常充足，油氣可以進行長距離的運移，使距離生烴洼陷較遠的斜坡邊緣及西部凸起高潛山帶也有油氣聚集成藏，如圖3所示。

圖3 曙2-6-24—齊231井油藏剖面圖

6 結論

（1）西部凹陷西斜坡中南段豐富的油氣資源，地質條件卻較為復雜，油氣富集受多種地質因素控制：長期發育的斜坡帶和古隆起控制油氣的富集；斷裂主導控制油氣運移和聚集；儲層類型控制了油氣富集的豐度；區域蓋層有效控制了油氣富集層位，斷層—砂體—不整合面構成的復式輸導網絡控制了油氣富集的范圍。

（2）目前已發現油氣藏主要富集在中上臺階，且主要以構造油氣藏為主。近年來，隨著勘探思路的轉變，巖性油氣藏勘探及潛山內幕深層勘探已成為新的熱點，并見到一定成果，這兩個方向仍將是下步尋找規模儲量的勘探主攻區帶。

[1]漆家福,李曉光,于福生,等.遼河西部凹陷新生代構造變形及“郯廬斷裂帶”的表現[J].中國科學:地球科學,2013,43 (8):1324-1337.

[2]歐陽文生,曹代勇,董強,等.巖石地層界面的追蹤對比在滾動勘探開發中的實用意義——以遼河西部凹陷西斜坡為例[J].石油實驗地質,2004,26(1):53-57.

[3]單俊峰,張菊香,張卓,等.遼河斷陷盆地西部凹陷西斜坡古潛山油氣成藏條件研究[J].特種油氣藏,2004,11(4):39-42.

[4]吳永平,楊池銀.渤海灣盆地北部奧陶系潛山[M].北京：地質出版社，2002：417.

[5]楊海軍,韓劍發.塔里木盆地輪南復式油氣聚集區成藏特點與主控因素[J].中國科學:D輯,2008,37(A02):53-62.

[6]Wen-zhi Z.渤海灣盆地含油氣層系區域分布規律與主控因素[J].石油學報,2000,21(1):10-15.

[7]邱榮華,李連生,張永華,等.泌陽凹陷北部斜坡帶油氣富集控制因素與勘探技術[J].石油天然氣學報,2006,28(2):39-41.

[8]童亨茂,宓榮三,于天才,等.渤海灣盆地遼河西部凹陷的走滑構造作用[J].地質學報,2008,82(8):1017-1026.

[9]王云龍,金光植,李中英,等.松遼盆地南部深層油氣聚集帶特征及成藏規律[J].大慶石油地質與開發,2004,23(4):5-6.

TE112.11

A

1004-5716(2016)12-0055-04

2015-03-10

2016-02-25

項目來源：遼河油田分公司重大項目：成熟探區油氣分布規律與精細勘探技術研究，項目號2013D-0708。

李秀明（1976-），女（蒙古族），新疆奇臺人，工程師，現從事石油地質綜合研究工作。