辽河油田东部凹陷火成岩分布及油气成藏组合

方炳钟，杨光达（中石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦124010）

辽河油田东部凹陷火成岩分布及油气成藏组合

方炳钟，杨光达（中石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦124010）

辽河坳陷东部凹陷火成岩广泛发育，从中生界到上第三系馆陶组各层段中均有分布。综合研究表明，东部凹陷沙三段火成岩具有成藏优势，目前勘探发现的火成岩油气藏主要集中在沙三中亚段。对东部凹陷火成岩油气藏的分布特征及成藏组合类型进行了总结，以期对下一步东部凹陷火成岩油气藏勘探起到实际的指导意义。

东部凹陷；火成岩；成藏组合

火成岩油气藏是近几年油气勘探的热点，也是断陷盆地增储上产的主要油气藏类型之一。辽河油田东部凹陷火成岩油气藏的发现经历了偶然发现、初步研究探索和规模发现3个阶段，火成岩油气藏勘探取得了巨大成功，建成了以粗面岩为单一目的层的千万吨级油田——黄沙坨油田，火成岩和碎屑岩的复合型油气田——欧利坨子油田，带动了整个辽河油田特种油气藏的勘探进程，进一步显示了整个东部凹陷良好的油气勘探前景。但是近几年，随着勘探程度越来越高，难度越来越大，火成岩的勘探陷入低谷。因此，有必要对东部凹陷火成岩油气藏的分布特征及成藏组合类型进行总结，以期对今后东部凹陷火成岩油气藏勘探起到实际的指导意义。

1 火成岩分布

受深大断裂的影响，东部凹陷火成岩广泛发育，从中生界到上第三系馆陶组各层段中均有火成岩分布，火成岩岩石类型多样，为油气成藏提供了丰富的储集空间。火成岩油气成藏受岩性、油源和构造条件等因素的影响，因此，火成岩油气藏的分布在横向上和纵向上具有不均衡性和分带性。

1.1 纵向发育特征

火成岩油气藏受该区沉积地层纵向上的发育演化特点控制，进入古新世后，东部凹陷在区域背景上拉开了断陷作用的序幕，即始新世－渐新世的盆地深陷阶段和新近系到现在的坳陷阶段。沙三中亚段沉积时期是东部凹陷强烈断陷扩张期，盆地形态主要受北东、北北东主干断层控制，一方面受断裂活动的影响，该时期为火山活动强烈，火成岩发育［1］；另一方面形成了近千米巨厚的暗色泥岩，在后期热演化中又达到了生油高峰期，所以沙三中亚段生储配置条件及油源条件优越，决定了火成岩油藏主要集中在沙三中亚段。

根据目前东部凹陷已发现的火成岩油气藏来看，火成岩油气藏纵向上埋藏深度范围大（1500～3800m），含油层系比较集中，主要集中于沙三中亚段（Es中3）、沙一段（Es1）和东营组（Ed），但没有形成规模（图1）。

1.2 平面分布特征

东部凹陷火成岩油气藏平面上分布具有不均一性。首先从探明石油地质储量看，黄沙坨、欧利坨子地区储量较大，其他地区相对较少，火成岩油气藏主要集中在中央深陷带的热河台、黄沙坨地区；其次，火成岩油气藏埋深由南往北层位变深，南部大平房、红星和黄金带地区含油层为东营组、沙一段火成岩，往北至驾掌寺、于楼地区含油层为沙三上亚段火成岩，再往北至热河台－欧利坨子和黄沙坨地区产油层为沙三中亚段火成岩。另外，在油燕沟地区中生界的火成岩也局部成藏（图2）。火成岩平面上的迁移性与东部凹陷主干断层的活动性密切相关。始新世以来，火山活动伴随着断裂活动，表现为强－弱－强的活动趋势，不同层位火成岩的生储配置条件差异性很大［2，3］。沙三中亚段火成岩油气藏发育，而其他层位虽然也有火成岩发育，但基本上没有发现储量规模。

这些分布特点反映了不同构造条件下火成岩体的发育特征和分布规律不同，导致了火成岩油气藏组合类型的不同。

图1 东部凹陷火成岩油气藏分布示意图

图2 东部凹陷中南段火成岩叠合图

2 火成岩油气成藏要素及组合

2.1 油气成藏要素及特征

1）生油层 东部凹陷在裂谷发育的不同阶段形成了沙三段、沙一段和东营组3套源岩，均具有区域性分布特点。研究表明，研究区沙三中亚段发育了一套半深湖－深湖相沉积的巨厚暗色泥岩，为研究区主要生油岩。其中驾掌寺洼陷、二界沟洼陷泥岩分布厚度巨大，预计暗色泥岩厚度达1300～1800m；中央深陷带暗色泥岩厚度达600～1000m；此外，中央深陷带沙三上亚段分布的煤层也具有一定生烃能力。从烃源岩的地球化学特征分析来看，中央深陷带、二界沟洼陷、驾掌寺洼陷等沙三段暗色泥岩有机质类型以Ⅱ1和Ⅱ2为主，有机碳含量达2.7499%～3.3358%，总烃含量达365～880μg/g，与西部凹陷和大民屯凹陷沙三段暗色泥岩有机质丰度指标相当，具有很好的生烃条件。

2）储集层 东部凹陷火成岩具有分布范围广、厚度大、类型多等特点。平面上，不同层位火成岩迭加连片，基本覆盖全区，火成岩叠加面积达到了920km2，最大累计厚度达到1200m。通过岩心观察、薄片鉴定、岩石化学分析和测井相应特征，将东部凹陷火成岩划分为熔岩类、脉岩类、火山碎屑岩类3大类：熔岩类中的粗面岩、玄武岩、粗玄岩、安山岩；脉岩类中的辉绿岩；火山碎屑岩类中的火山角砾岩均可成为有利储层［4］。将火成岩储集空间分为原生和次生两类：原生储集空间包括气孔、杏仁体内孔、角砾间孔、冷凝收缩缝等；次生储集空间包括溶蚀孔洞、构造裂缝等。火成岩自身的物性条件很差（孔隙度在1.5%～12.64%之间，平均孔隙度为5.8%；渗透率绝大多数小于1×10－3μm2），基本属于低孔－低渗储层，但是受后期构造改造作用发育有较多裂缝，裂缝不仅可以充当储层，同时也起到了连通作用，有效改善了火成岩的储层性能。因此，裂缝发育一定程度上决定了储层的有效性。

3）盖层 研究区对油气起主要封堵作用的区域盖层主要有3套：东营组、沙一段及沙三段。其中沙三中、上亚段的泥岩分布范围最广，不仅厚度大且多保持欠压实状态，具有物性封闭及超压封闭的封闭机制，封闭性能好；沙一段、东营组也具有连续性好、厚度较大的泥岩层，同样具备良好的封盖能力。此外，不同层位的储层上部厚层泥岩及致密火成岩自身，均可成为局部性盖层。

2.2 成藏组合类型及特征

依据成藏组合的定义［5］，结合烃源岩与火成岩储层的配置关系，依据疏导体系及储层的差异，把东部凹陷火成岩成藏组合划分为上部、中部和下部3个成藏组合。上部成藏组合包括东营组、沙一段的火成岩成藏组合；中部成藏组合包括沙三中亚段的火成岩成藏组合（图3）；下部成藏组合包括中生界火成岩成藏组合。

图3 中部成藏组合成藏模式图

1）上部成藏组合 该套组合发育于沙一段及东营组，在研究区内分布相对局限，主要分布在大平房和驾掌寺地区。该套组合烃源岩主要为沙三中亚段暗色泥岩；沙一段泥岩虽然也具有一定的生烃能力，但有机质丰度较低，不具备大规模生烃能力。火成岩储层发育，主要包括沙一段玄武岩、辉绿岩以及东营组玄武岩。不同层位玄武岩发育特征有所差异，沙一段沉积时期由于断裂活动相对较弱，火成岩厚度相对较小，且以薄层为主；东营时期由于构造运动变强，火山活动加剧，火成岩厚度明显变厚，最厚达到了1139m，且多以厚层状产出。与此同时，部分岩浆侵入到沙一段或沙三段地层中，形成了辉绿岩。玄武岩和辉绿岩两种储层气孔相对发育，受后期构造改造作用，形成裂缝，能有效改善储集性能。盖层主要为沙一段暗色泥岩，作为区域性盖层；东营组暗色泥岩作为局部性盖层。

由于该套组合自身供烃能力较差，断层对油气的运移、聚集起主要作用，沙三中亚段油气通过断裂做垂向运移，在储集体内沿孔隙－裂缝系统做横向运移，在上部储层中聚集成藏，主要形成“下生上储”式次生油气藏。由于沙三段油气源供应不是很充足，而且油气在运移过程中就可能聚集成藏，因此，该套组合油气成藏几率较小、成藏规模也不大。

2）中部成藏组合 该组合主要发育在沙三段地层。从目前发现的油气藏情况看，主要分布在中央深陷带的热河台、欧利坨子、黄沙坨地区。沙三段沉积早、中期为“主成盆期”，湖水较深，物源补充不足。中央深陷带沉积环境以深湖－半深湖为主，发育了巨厚的暗色泥岩沉积，颜色以深灰、灰褐色为主；沙三段沉积晚期，裂陷活动减弱，湖水退出，在研究区发育浅湖沉积，岩性为砂泥互层，泥岩质不纯。从沙三中亚段暗色泥岩分布可以看出，泥岩累积厚度达一千多米，单层厚度最高达217.5m，泥岩占地层厚度的62.7%，是研究区最主要的烃源岩。沙三段沉积时期受断裂影响火山活动强烈，火成岩体发育，沿主干断裂呈串珠状分布，岩体面积350km2，最大厚度达620m，岩性主要以粗面岩、粗安岩、玄武岩为主。中部成藏组合发育地区均位于东部凹陷构造高部位，属于应力集中部位，经历了后期多期次构造运动的强烈改造。由于构造相对狭窄，加上火成岩类的特殊性，更易破碎形成裂缝，因此，火成岩具有较好的储集条件。研究区沙三中、上亚段泥岩沉积较厚，可以作为盖层。

该套组合的特点是自生、自储、自盖，属于源内成藏。烃源岩和盖层条件良好，火成岩储集体被烃源岩所包围，具有优先捕获油气的条件。油气通过孔隙－断裂系统做侧向、垂向运移聚集成藏，常常形成“自生自储”式油气藏。

3）下部成藏组合 该组合发育在中生界地层中，主要分布在油燕沟、三界泡潜山带。烃源岩主要来自潜山西侧的生油洼陷（二界沟洼陷、欧黄深陷带）；储层为中生界小岭组中酸性火成岩，主要包括安山岩、流纹岩、火山角砾岩等，安山岩属于中性火成岩类，受构造应力的作用易形成裂缝，能形成良好储层。盖层主要是以上覆地层的暗色泥岩和自身致密火成岩为主。

该套组合的特点为：以断裂为油气运移主要通道，不整合面及裂缝辅之，油源相对充足，构造处于油气运移的有利指向区，油气保存条件较好。

3 结 论

1）东部凹陷火成岩油气藏主要以粗面岩油藏为主，玄武岩、辉绿岩、安山岩均可成藏。由于火成岩油气成藏受岩性、油源和构造条件等因素的影响，火成岩油气藏的分布在横向上和纵向上具有不均衡性和分带性。纵向上，埋藏深度范围大，含油层系主要集中在沙三中亚段；平面上主要分布在中央深陷带的热河台－黄沙坨地区。

2）东部凹陷烃源岩发育，火成岩类型多样，具备一定的储集条件，具有优越的油气成藏条件。依据油气成藏组合理论，把东部凹陷火成岩油气藏划分为上部、中部及下部三种油气成藏组合。其中，中部成藏组合最为有利。

［1］廖兴明.辽河盆地构造演化与油气［M］.北京：石油工业出版社，1996.

［2］赵澄林.辽河盆地火山岩与油气［M］.北京：石油工业出版社，1999.

［3］高知云.辽河盆地老第三纪火山岩及其构造环境分析［J］.西北大学学报，1993，23（4）：365～377.

［4］魏 喜.辽河断陷盆地火山岩储层岩石学及地球化学特征［J］.特种油气藏，2003，10（1）：13～17.

［5］赵文智，何登发.石油地质综合研究导论［M］.北京：石油工业出版社，1999.299～303.

Igneous Rock Distribution and Reservoir－forming Combination in the Eastern Sag of Liaohe Depression

FANG Bing－zhong，YANG Guang－da（Research Institute of Petroleum Exploration and Development，Liaohe Oilfield Company，CNPC，Panjin124010，Liaoning，China）

Igneous rocks were widely developed in the eastern sag of Liaohe Depression，which were distributed in each section from Mesozoic to Neogene Guantao Formation.A comprehensive study shows that there is a superiority in hydrocarbon accumulation in igneous rocks in the middle member of Es3of the eastern sag，and currently discovered igneous reservoirs were mainly concentrated in the middle member of Es3.The distribution characteristics and reservoir－forming combination types of igneous reservoirs in the eastern sag are researched and summarized for guiding the igneous rock reservoir exploration in the eastern sag and other areas with similar geological conditions.

eastern sag；igneous rock；reservoir－forming combination

TE122

A

1000－9752（2010）05－0069－04

2010－08－05

中国石油天然气股份有限公司科技专项项目（2009B－03－05）.

方炳钟（1963－），男，1987年江汉石油学院毕业，高级工程师，现主要从事油田勘探生产部署研究工作。

［编辑］ 龚 丹