遼河灘海新近系油氣勘探前景探析

吳興錄，顏新林，李 鑫

(中國石油遼河油田 勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010)

遼河灘海地區(qū)位于遼東灣北部海域與下遼河平原的過渡地帶，由海圖5 m水深線范圍以內(nèi)的極淺海水域、陸灘、潮間帶、兩棲區(qū)四部分構(gòu)成(見圖1)，總面積3 506 km2，實(shí)際勘探面積為2 140 km2[1]。灘海地區(qū)的油氣勘探始于1989年，經(jīng)過三十多年勘探，已發(fā)現(xiàn)太古界、中生界、古生界、古近系沙三段、沙一二段、東三段、東二段、東一段和新近系館陶組共九套含油氣層系[2]。已發(fā)現(xiàn)多種油氣藏類型，主要有斷鼻型油氣藏、構(gòu)造-巖性油氣藏、披覆背斜油氣藏，還有地層超覆油氣藏和潛山油氣藏。多層系、多種成因油氣藏在縱向上疊置，平面上連片，構(gòu)成復(fù)式油氣聚集帶[3]。灘海工程成本高，相較古近系，新近系因其埋藏淺，在鉆探周期、鉆探成本方面優(yōu)勢(shì)明顯。近年來，在燕南構(gòu)造帶以館陶組為主要目的層部署實(shí)施燕南1等6口井，其中3口井含稠油層，2口井試油獲工業(yè)油流，勘探取得一定成效，但也提出了一些需要深思的問題：首先，油品稠，產(chǎn)能低，沒有良好的經(jīng)濟(jì)效益；其次，新近系勘探局限于“點(diǎn)”上，沒有擴(kuò)展到“面”上，未能形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模儲(chǔ)量，根源在于對(duì)該區(qū)新近系成藏缺乏系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)，制約了勘探工作進(jìn)一步深入。本文擬結(jié)合以往的研究實(shí)踐，對(duì)該區(qū)新近系油氣勘探前景略作淺析。

1 海、陸域盆地演化和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)差異明顯，新近系海域成藏環(huán)境優(yōu)于陸域

1.1 沉降中心有規(guī)律由陸向海轉(zhuǎn)移，海域油氣賦存層位較陸域偏新

渤海灣盆地新生代不同演化時(shí)期沉降、沉積中心有規(guī)律遷移,古新世、始新世沉降中心位于盆地邊緣，古新世盆地邊緣沉積速率是海域渤中凹陷的2～3倍；漸新世晚期以來，沉降中心轉(zhuǎn)移至海域，海域凹陷的沉降速率是陸域的2～4倍[4]。油氣資源的分布與盆地沉降、沉積中心的遷移有顯著的相關(guān)性。處于盆地邊緣的臨清坳陷、遼河坳陷陸域探區(qū)探明儲(chǔ)量集中分布在沙河街組，而處于盆地中央的渤中坳陷新近系則占有探明儲(chǔ)量的主要份額[5]，黃驊坳陷、濟(jì)陽坳陷和南堡凹陷的探明儲(chǔ)量構(gòu)成中新近系也占有重要份額，而且新近系的規(guī)模型油田主要分布在盆地中央海域地區(qū)(包括灘海)。

遼河坳陷始新世早期(沙四段沉積期)沉降、沉積中心位于北部的大民屯凹陷，始新世晚期(沙三段沉積期)的沉降中心遷移至西部凹陷和東部凹陷的陸域探區(qū)，漸新世早期(沙一、二段沉積期)沉降、沉積中心遷移至西部凹陷和東部凹陷的近海地區(qū)，漸新世晚期以來沉降、沉積中心遷移至灘海地區(qū)。從資源分布情況看，陸域探區(qū)油氣主要賦存于沙河街組，其探明儲(chǔ)量在陸域探區(qū)總探明儲(chǔ)量中所占份額高達(dá)81.29%；灘海地區(qū)油氣賦存層位偏新，東營組探明儲(chǔ)量占灘海探明儲(chǔ)量的98.22%[6]。需要指出的是，灘海月海油田東營組的探明儲(chǔ)量實(shí)際上有相當(dāng)一部分應(yīng)劃歸新近系館陶組下部，由于地層劃分的原因，當(dāng)時(shí)錯(cuò)誤地將其歸屬東營組[7]。另外在陸域近海地區(qū)(海外河地區(qū)和大平房地區(qū))的新近系也發(fā)現(xiàn)油氣。

1.2 新近紀(jì)海域構(gòu)造活動(dòng)較陸域活躍，有利于油氣垂向運(yùn)移和上部層系成藏

從重力異常、火山活動(dòng)、天然地震、區(qū)域構(gòu)造演化和人工地震等方面綜合分析，渤海灣盆地新近紀(jì)以來構(gòu)造活動(dòng)比較活躍[5]，并且向海域構(gòu)造活動(dòng)有增強(qiáng)趨勢(shì)，與古近紀(jì)相比，新近紀(jì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)由以垂直運(yùn)動(dòng)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐运脚?dòng)為主，斷塊由繞水平軸旋轉(zhuǎn)、滑移變?yōu)槔@垂直軸旋轉(zhuǎn)，在該應(yīng)力場(chǎng)作用下，沉積了相當(dāng)厚的新近系，為油氣生成提供了溫度和壓力條件，受該應(yīng)力場(chǎng)控制，形成了很多背斜構(gòu)造，為油氣運(yùn)移提供了良好的輸導(dǎo)通道，也為油氣聚集保存提供了良好的地質(zhì)環(huán)境。

遼河灘海新近紀(jì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為活躍且表現(xiàn)出與古近紀(jì)有明顯差異的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是控凹深大斷裂繼承性活動(dòng)，可一直斷至海底；二是水平扭動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)控制形成了大量近東西向的新生斷裂和軸向北東向的大型背斜構(gòu)造。

2 新近系具有形成規(guī)模型油氣田的石油地質(zhì)條件

2.1 富生烴洼陷提供烴源，資源基礎(chǔ)雄厚

2.1.1 具有較為開闊的繼承性發(fā)育的生油洼陷，生烴層系多，烴源巖厚度大、分布廣

蓋州灘洼陷和海南洼陷是遼河灘海地區(qū)古近紀(jì)長期繼承性發(fā)育的沉積中心，發(fā)育沙河街組三段(簡稱沙三段)、沙河街組一段(簡稱沙一段)和東營組三套烴源巖。海南洼陷沙三段烴源巖最大厚度達(dá)700 m 以上，沙一段烴源巖最大厚度達(dá)500 m，東營組烴源巖最大厚度達(dá)1 400 m；蓋州灘洼陷沙三段烴源巖最大厚度達(dá)1 500 m，沙一段烴源巖最大厚度達(dá)400 m，東營組烴源巖最大厚度達(dá)2 000 m。烴源巖分布范圍自下而上呈現(xiàn)擴(kuò)大的趨勢(shì)，沙三段烴源巖由于遼海中央低凸起相隔，東、西兩凹陷未實(shí)現(xiàn)連片，沙一段烴源巖除了月東潛山主體部位外，東、西兩凹陷已連為一體，東營組烴源巖幾乎覆蓋全區(qū)(見圖2～圖4)。

2.1.2 烴源巖有機(jī)質(zhì)類型好，成烴演化多階連續(xù)

遼河灘海地區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ型干酪根為主，其中沙三段、沙一段以Ⅱb型為主，部分為Ⅱa型。

沙三段主力烴源巖的成熟史模擬研究表明：灘海東部凹陷沙三下段烴源巖在沙三上段沉積中期開始進(jìn)入生油窗，東營組沉積早期全部進(jìn)入生油窗，東營組沉積中期開始進(jìn)入濕氣階段，館陶組沉積中晚期全部進(jìn)入濕氣階段，至今沙三下段烴源巖大部分進(jìn)入干氣階段；沙三上段烴源巖在東營組沉積早期全部進(jìn)入生油窗，館陶組沉積中晚期開始進(jìn)入濕氣階段，至今全部處于濕氣階段(見圖5)；灘海西部凹陷沙三段烴源巖在沙一段沉積中期開始進(jìn)入生油窗，東營組沉積早期沙三段中部進(jìn)入生油窗，館陶組沉積中期全部進(jìn)入生油窗，館陶組沉積中晚期其下部進(jìn)入濕氣階段，至今沙三段大部分在生油窗內(nèi)，僅下部處在濕氣階段(見圖6)。

2.1.3 生烴強(qiáng)度較大，排烴效率高，資源總量大，剩余待探明資源可觀

模擬研究表明，遼河灘海東、西兩凹陷主力烴源巖沙三段烴源巖最大生烴強(qiáng)度值相近，都在25 000×103t/km2左右，灘海西部沙三段烴源巖烴產(chǎn)物以石油為主，生油強(qiáng)度遠(yuǎn)大于生氣強(qiáng)度；灘海東部烴產(chǎn)物也以石油為主，但生油強(qiáng)度與生氣強(qiáng)度相當(dāng)，東、西兩洼陷排烴效率分別為45%和48%。

遼河灘海總資源量為8×108～9×108t，其中灘海東部總資源量在4×108～5×108t，灘海西部總資源量可達(dá)4×108t以上，目前灘海發(fā)現(xiàn)的各級(jí)儲(chǔ)量累計(jì)2.244 3×108t，還有相當(dāng)可觀的資源有待探明。

2.2 多方向供源的河流砂體廣泛分布，埋藏淺，儲(chǔ)集性能好

遼河灘海中、西部地區(qū)館陶組以辮狀河沉積體系為主，物源來自西部凸起，在西斜坡近源地區(qū)發(fā)育沖積扇，砂地比值高、礫石與砂泥質(zhì)碎屑物質(zhì)混雜堆積；西斜坡受河流強(qiáng)烈的侵蝕，缺乏洪泛沉積的細(xì)粒碎屑物，表現(xiàn)為多期河道相互疊覆的厚層砂礫巖沉積，向中部地區(qū)隨著水流能量的減弱，沉積物分異性趨好。

受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制及古地形差異影響，館陶組上、下段沉積差異明顯。館陶組下段沉積期斷裂活動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈，古地形較陡，離物源區(qū)較近，以辮狀河沉積為主；館陶組上段沉積期斷裂活動(dòng)不活躍，古地形變緩，物源區(qū)后退，曲流河逐漸取代辮狀河。東部地區(qū)物源主要來自三個(gè)方向，一是中西部的河流繼續(xù)東進(jìn)所攜帶的物源；二是來自燕南構(gòu)造帶以東的物源；三是來自陸域中央凸起的物源。

館陶組上段儲(chǔ)層以巖屑長石砂巖為主，石英含量為38%～45%，平均為41%；長石含量為27%～37%之間，平均32%；巖屑含量平均為27.1%；館陶組下段砂巖主要為長石巖屑砂巖，石英含量為32%～51%，平均為41%；長石含量為18%～32%，平均25%；巖屑含量較高，平均為34.8%。顆粒以次圓狀為主，分選中等，顆粒支撐，點(diǎn)接觸。填隙物為泥質(zhì)，含量一般在5%左右。

館陶組儲(chǔ)層物性條件較好，屬于高孔、中-高滲儲(chǔ)層。館陶組上段孔隙度平均為31.2%，滲透率911.7×10-3μm2；館陶組下段孔隙度平均為26.9%，滲透率611.1×10-3μm2。館陶組上段儲(chǔ)層物性優(yōu)于下段。

2.3 區(qū)域分布的洪泛泥巖提供有效封蓋條件

區(qū)域性蓋層是形成新近系大油氣田的必要條件[8]。遼河灘海地區(qū)新近系館陶組缺乏區(qū)域性分布的蓋層，但明化鎮(zhèn)組底部發(fā)育一套區(qū)域上分布較穩(wěn)定的泥巖，測(cè)井響應(yīng)為低電阻率、高自然伽馬和高聲波時(shí)差，地震上表現(xiàn)為弱振幅中-差連續(xù)平行反射或空白反射，可作為館陶組的區(qū)域性蓋層。

從館陶組內(nèi)部蓋層的情況看，西部地區(qū)發(fā)育疊覆辮狀河道沉積，洪泛沉積的細(xì)粒碎屑層鮮有保存，因此，西部地區(qū)館陶組總體上缺乏蓋層，僅在館陶組中部發(fā)育一層泥巖，分布于鴛鴦溝-雙南地區(qū)；中部的海南-月東地區(qū)砂地比較西部地區(qū)有一定的降低，在厚層的辮狀河砂礫巖間發(fā)育薄層、連續(xù)性較差的泥巖，可作為局部蓋層；東部地區(qū)砂地比明顯較中、西部地區(qū)低，沉積物粒度較中、西部細(xì)，館陶組上段與館陶組下段相比，砂、泥分異轉(zhuǎn)好，泥巖分布不穩(wěn)定，僅可作為局部蓋層。

2.4 同沉積作用和扭應(yīng)力作用形成以背斜為主的構(gòu)造圈閉

渤海灣盆地新近系油氣藏類型主要有披覆背斜油藏、扭動(dòng)背斜油藏、逆牽引背斜油藏等，其中披覆背斜構(gòu)造是形成大型油氣田的主要圈閉類型[8]。

遼河灘海地區(qū)新近系圈閉類型以披覆背斜構(gòu)造和扭動(dòng)背斜構(gòu)造為主。披覆背斜構(gòu)造是以潛山或低凸起等類型的基巖隆起為背景，經(jīng)同沉積作用形成，主要分布于海南-月東構(gòu)造帶和燕南構(gòu)造帶，前者以遼海中央低凸起為背景，后者則以燕南潛山為背景。總體而言，此種構(gòu)造幅度偏低，且構(gòu)造幅度向上變小，但面積有增大趨勢(shì)。扭動(dòng)背斜構(gòu)造是漸新世晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)由伸展作用轉(zhuǎn)變?yōu)樽呋饔眯纬桑祟悩?gòu)造鄰近或者處于沉降中心，具有“洼中隆”的特點(diǎn)。西部凹陷以雙南背斜為代表，東部凹陷以太陽島—葵花島西背斜為代表，屬于長軸背斜，背斜軸線呈“S”型，伴生與背斜軸線呈銳角相交的正斷層。

2.5 以控凹深大斷裂為主的通源斷裂系統(tǒng)提供了良好的油氣垂向輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)

遼河灘海地區(qū)新近系不具備生油能力，有效烴源巖為古近系沙河街組和東營組三段。新近系與古近系特殊的空間位置關(guān)系，決定了通源斷裂系統(tǒng)在新近系成藏中的重要作用，實(shí)際上渤海灣盆地新近系的大型油氣田基本上與控凹深大斷裂為主導(dǎo)的通源斷裂系統(tǒng)密不可分。

灘海的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)具有早期伸展晚期走滑改造的特點(diǎn)，始新世-漸新世早期，以伸展作用為主，控凹深大斷裂長期繼承性活動(dòng)，控制凹陷的沉降與沉積充填，同時(shí)作為烴源巖與儲(chǔ)集層有效溝通的橋梁；漸新世晚期后，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽呋脑欤纬闪艘幌盗信?dòng)背斜構(gòu)造圈閉，同時(shí)也控制形成了多條切割背斜構(gòu)造的正斷層，這些斷層與主走滑斷層或早期的控凹斷層空間上有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成了油氣垂向運(yùn)移通道，為新近系油氣藏的形成提供了良好的輸導(dǎo)條件。

3 優(yōu)選兩類目標(biāo)作為新近系油氣勘探的戰(zhàn)略主攻對(duì)象

遼河灘海新近系具有良好的成藏地質(zhì)環(huán)境，滿足形成規(guī)模油氣田的各種基本條件。筆者認(rèn)為遼河灘海新近系勘探應(yīng)抓住圈閉和油源通道兩個(gè)關(guān)鍵因素，將披覆背斜構(gòu)造和扭動(dòng)背斜構(gòu)造作為新近系油氣勘探戰(zhàn)略目標(biāo)，加強(qiáng)這兩類目標(biāo)的控藏因素解剖，優(yōu)選有利目標(biāo)區(qū)實(shí)施鉆探。

披覆背斜構(gòu)造是渤海灣盆地新近系大油氣田的主要聚油圈閉，在遼河灘海新近系勘探也取得明顯成效。此類圈閉與控凹深大斷裂具有密切的成因聯(lián)系，具有良好的油氣輸導(dǎo)條件，也具備形成規(guī)模油氣田的其它條件，應(yīng)作為新近系勘探的首選目標(biāo)。

扭動(dòng)背斜構(gòu)造為“洼中隆”，與扭動(dòng)背斜構(gòu)造的形成具有明顯成因聯(lián)系的通源斷裂體系為油氣垂向運(yùn)移提供了良好通道，其遠(yuǎn)離物源區(qū)，砂、泥分異較好，儲(chǔ)蓋條件有利，可作為該區(qū)新近系勘探的次選目標(biāo)。

4 結(jié)論

1)無論渤海灣盆地還是遼河坳陷均顯示海域新近系成藏環(huán)境優(yōu)于陸域，海域油氣賦存層位較陸域新。

2)灘海地區(qū)新近系具有富生烴洼陷供烴、儲(chǔ)集性良好的河流砂體、區(qū)域性穩(wěn)定分布的洪泛泥巖有效封蓋油氣、披覆背斜和扭動(dòng)背斜構(gòu)造聚集油氣、控凹斷裂為主的通源斷裂體系輸導(dǎo)油氣等有利成藏條件。

3)優(yōu)選出披覆背斜構(gòu)造和扭動(dòng)背斜構(gòu)造為新近系油氣勘探戰(zhàn)略目標(biāo)。