辽河坳陷变质岩油藏潜山区带类型划分及勘探思路

2014-06-28毕君伟张巨星宁松华杨森于晗张泽慧

断块油气田 2014年4期

关键词：断块潜山油气藏

毕君伟，张巨星，宁松华，3，杨森，于晗，张泽慧

（1.长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉 430100；2.中国石油辽河油田公司，辽宁盘锦 124010；3.长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室，湖北武汉 430100）

勘探实践证实，辽河坳陷的潜山油藏呈现出油水组合特征复杂、成藏规律差别大、深化勘探难度大的特点［1］，因此，深入研究坳陷内潜山的类型及其分布规律具有重要意义。

1 潜山油藏分类

通过解剖已知基岩油气藏，发现分布在不同构造部位、不同类型的基岩油气藏特征不同，不同油藏形成的难易程度、油气富集程度以及油藏规模也不同。

目前，潜山油气藏的划分方法比较多，如：依据储集层岩性，可以划分为变质岩油气藏、火成岩油气藏、碳酸盐岩油气藏和碎屑岩油气藏等；按油气藏储集层位，可以划分为中生界油气藏、古生界油气藏、元古宇油气藏以及太古宇油气藏；按潜山成因，可以划分为侵蚀残山、块断山、火山堆积山等；根据潜山与盖层的配置关系，可以划分为潜伏型和披覆型等；按油气藏形态，可以划分为内幕油气藏和风化壳油气藏等［2-22］。

2 辽河坳陷潜山类型及勘探思路

结合勘探实践，根据研究区潜山在凹陷内所处的位置（或形态）及供油模式，将潜山区带划分为陡坡型和缓坡型2大类（见图1），并进一步细分为中央滑脱断块型、陡坡断阶-断块型、缓坡断脊-断块型和边部凸起残丘型4小类。

不同类型的潜山油气藏，在封挡条件、油气运移通道和运移方式等方面各不相同。

图1 辽河坳陷潜山圈闭成藏输导模式及分类

2.1 中央滑脱断块型

这种类型的潜山，构造上位于凹陷中央，四周被烃源岩所包裹，具有充足的油源供给条件，烃源岩直接覆盖在潜山之上，接触面积大。生成的油气以垂向和侧向进入基岩圈闭中，尤其可以沿不整合面、裂缝或断层直接进入基岩圈闭中。油气运移到基岩后，聚集在断层裂缝中。这种类型潜山遭受多期断裂改造，往往构造裂缝普遍发育，可以形成较好的储集空间。泥质岩不仅作为烃源岩，同时因其自身的致密特征也可以作为较好的区域盖层，由于这些源岩泥质岩的包裹，阻碍了油气的逸散，使油气富集成藏（见图2）。

图2 兴隆台潜山成藏模式

油藏特征表现为：一是此类潜山为长期发育的双断断块-残丘山；二是中央滑脱成因造成潜山多方位与油源沟通；三是潜山储集岩以太古界混合岩、黑云斜长片麻岩为主，且构造破碎作用强，裂缝发育；四是潜山整体含油，为块状型油气藏。

源储配置关系：以兴隆台潜山为例，兴隆台潜山带受多条断层的控制作用，古近系沙河街组沙三段烃源岩对潜山具有较大的供油窗口或直接披覆在潜山之上，其高点埋深约为2 400 m，钻遇变质岩地层1 640 m，在基岩顶部和内部均获得工业油气流。独特的“洼中隆”的源储配置关系，为潜山整体含油奠定了基础。

成藏主控因素：一是潜山内部储层的分布及其相互间的连通性。由于此类潜山为中央滑脱作用而形成，储层受断裂改造作用强烈，主要岩性储层（片麻岩类、中性岩类、混合岩类）均发育裂缝，储集空间以裂缝为主，分布呈多向、高倾角网状，不同深度储层连通性较好，从而造成此类潜山整体含油。二是烃源岩剩余压力大小影响潜山成藏规模。由于潜山处于洼陷巨厚泥岩包裹之中，烃源岩形成的超压体系的供烃与封盖能力，可以用烃源岩的剩余压力大小来定量评价［6-7］。统计兴隆台沙三段泥岩发现，沙三中上部泥岩封盖层累计厚度300～500 m，连续厚度 50～200 m，埋深1 500～3 000 m，平均剩余压力为9 MPa，最大达到17 MPa。正是因为洼陷之中烃源岩的剩余压力大，配合内幕各岩性中裂缝的发育，形成了兴隆台潜山多方向、多输导模式的供油特点。烃源岩剩余压力越大，潜山成藏规模越大，越容易形成潜山内幕整体含油特征（见图3）。

图3 双台子潜山成藏模式

综上所述，中央滑脱断块型潜山油气藏成藏条件优越，含油幅度大，储层连通性好，具有统一油水界面，勘探思路是“干层之下找油层”。中央滑脱断块型潜山一般整体含油，也就是在勘探到油层之下的干层仍可以继续勘探，应该可以勘探到油层。

以兴隆台潜山为例，兴隆台潜山的主体为太古宇的古地貌断块山，同时具有太古界和中生界叠置的特殊的双元结构［8］。四周被陈家洼陷、盘山洼陷、清水洼陷和冷东断槽带所围限，是典型的“洼中之隆”，纵向被沙三段、沙四段的烃源岩包裹，油气供给充足；在储层方面，不仅中生界的碎屑岩可以作为储集层，同时，中生界的火成岩也具有较好的储集性；沙三段、沙四段的泥质烃源岩，由于其本身的致密性，还可以作为良好的封盖层［9］。该区带容易捕获沙一段、沙二段沉积之前形成并定型的基岩圈闭油气藏。兴隆台地区的勘探实践已经证明了中央深陷带是基岩油气藏中油气高富集的区带。

目前，在辽河坳陷已发现多个中央滑脱型的潜山，是下一步勘探的重要领域。

2.2 陡坡断阶-断块型

这种类型的潜山，构造上位于陡坡带内部，环洼分布，纵向剖面上与凹陷内烃源岩呈侧向接触，以倾陷断块山为主，一般为深陷断块。邻近油源、单侧断接式供油，断裂上盘断块、下盘裂缝带成藏有利，储盖条件较好。具有多套油水系统，储层连通性差，不具有统一的油水界面。油气主要以侧向运移方式以不整合面、断裂、裂缝等为油气运移通道，单向或者双向进入直接接触的基岩圈闭中。泥质岩作为烃源岩的同时，也可以作为基岩对油气进行侧向封挡［10］。

油藏特征表现为：一是受其成因影响，多形成大断裂控制下的块状潜山；二是此类潜山位于生油凹陷之间，与生油岩呈断层面接触，供油窗口大，供油条件较为有利；三是受形成潜山的大断裂多期活动的影响，此类潜山内部存在多期构造裂缝系统，提供了多期次形成的储集空间和运移通道，形成内幕互不连通的多套油水层。

源储配置关系：以中央凸起潜山为例，潜山北部与冷家潜山相接，南部与海外河潜山之间形成一个洼地，其形态受台安—大洼断层控制呈北高南低、东缓西陡的特点。该潜山为太古宇变质岩潜山，其上直接披覆古近系，岩石类型主要为混合花岗岩、混合片麻岩和黑云母斜长片麻岩；太古界潜山之上地层由中生界火山岩、火山碎屑岩以及第三系碎屑岩组成，中生界储层为火山碎屑岩类的凝灰质砂岩。潜山西部与清水凹陷相邻，东部与东部凹陷相对接，可形成双侧供油，北部与冷家潜山相接；潜山供油窗口较大，受其影响潜山含油幅度大，油水界面约2 270 m（见图4）。

图4 陡坡断阶-断块型潜山成藏模式

陡坡断阶-断块型潜山油气藏在辽河坳陷较普遍，如大民屯东部潜山带、大民屯西部潜山带、中央凸起南部潜山带等地区的基岩油气藏均属于这种类型，勘探思路是“水层之下找油层”。也就是说，在勘探过程中遇到水层还可以继续勘探，一般情况下在水层之下还是会有油层的存在。

陡坡断阶-断块型潜山油气藏以中央凸起南部为代表。中央凸起为辽河坳陷一级构造单元，为东部凹陷、西部凹陷和大民屯凹陷所夹持，整体上北高南低、由北向南逐渐倾没，呈南北走向的狭长状展布，是辽河坳陷勘探程度较低的地区之一。

中央凸起南部是受北东向大洼—海外河断层控制形成的太古界潜山。该区主要发育2组断层，即北东向断层和北西向断层。其中，北东向西掉断层为区内的主干断层，断距较大，在本区延伸距离较远，控制了该区的构造格局，使该区呈现为北高南低北东向展布的潜山带；北西向南掉断层为分块断层，与主干断层相交，将潜山局部切割，在大洼断层上升盘形成西南倾潜山断块。该区西邻清水洼陷，南为海外河油田，北为冷家堡油田，东为东部凹陷的二界沟洼陷和驾掌寺洼陷。中央凸起带的储集岩性为太古界受混合岩化作用形成的变质岩。在局部地区混合岩化作用相对较弱，变质岩则以残留体的形式分布。矿物成分为斜长石、石英及少量微斜长石，刚性强，易碎裂，在构造应力作用下裂缝较为发育。储集空间主要有裂缝和孔隙2类。裂缝以构造缝、溶解缝和解理缝为主，孔隙以溶孔、晶间孔和碎裂颗粒粒间孔为主，储层储集空间以裂缝为主，晶间孔隙次之。

赵古2潜山纵向上具有不同的油藏特征，浅层井基本为干层或低产层，表现为“风化壳”油藏特征；深层表现为一定的内幕层状油藏特征。

2.3 缓坡断脊-断块型

这种类型的潜山，构造上位于缓坡带边部，潜山的表层部位以倾斜断块山为主，离油源较近，油气通过断层和不整合面输导。油层厚度小，且沿不整合面风化壳分布，具有统一的油水界面，烃源岩生成的油气主要靠一侧单向运移至基岩圈闭中而成藏，勘探思路是“致密层之下找油”。也就是说，需要有致密层作为盖层才有可能储存油气，所以在缓坡断脊-断块型潜山勘探时，只有在致密层之下才有可能找到油气。

油藏特征表现为：一是位于断阶型斜坡之上，分为高、中、低多个断脊-断块型残丘山；二是低潜山，具备充足的油源、有利的储集条件和优先捕获油气的优势；三是中、高潜山，受油气溢出点逐级抬高影响，含油幅度有限。

源储配置关系：以曙光潜山为例（见图5），一是平面上东邻盘山和陈家生烃洼陷，纵向上基岩与沙三段、沙四段烃源岩直接接触，油气供给条件较好；二是储集岩为碳酸盐岩、石英岩，容易受到风化剥蚀和构造运动的改造作用，形成大量的构造裂缝和溶蚀孔洞，从而具有良好的储集物性；三是基岩上覆的致密火山岩以及元古宇中的石英岩间夹有的火山岩都可以作为良好的区域盖层，对油气的逸散也起着较好的封堵作用。

图5 曙光潜山源储配置

依据成藏模式分析认为，此类潜山源储配置关系一般，主要依靠和断层拉开的供油窗口输导油气，以层状风化壳油藏为主，受供烃强度大小影响，低潜山带油气输导效率高，具备更好的成藏条件。经统计，多口探井的试油成果证实了缓坡型潜山油藏具有自低向高节节溢出的成藏特点。潜山能否成藏关键是圈闭的封闭条件，只有在巨厚致密层之下具有良好封闭条件的圈闭，才有留存油气的可能。

曙光潜山顶面倾向东南，总体上具有北西高东南低的特点，被东西断层分割，形成一系列的断块山。曙光潜山具备有利的基岩油气成藏条件。曙古1井证实了缓坡型基岩油藏的较大勘探潜力，说明了曙光潜山带多个层位的基岩圈闭都有聚集油气的潜力。类似潜山还有曙北-高升潜山带、西斜坡潜山带、新开-大湾斜坡潜山带等。

2.4 边部凸起残丘型

这种类型的潜山，构造上位于凹陷边部，以单断残丘为主，远离油源，以不整合面超覆式供油为主。油层厚度小，且沿不整合面风化壳分布，具有统一的油水界面，勘探思路是“油层之下找油层”。也就是说，只有在勘探到油层时才说明油气可以运移到边部，在找到的油层之下继续勘探，应该可以勘探到新的油层。典型代表为东、西部凸起。

油藏特征表现为：一是离生烃洼陷较远，埋藏较浅，油源和保存条件一般；二是潜山内油藏为风化壳内成藏；三是潜山圈闭面积大，勘探程度低，储层物性相对较差，但已经有探井见到油气显示。

成藏模式表现为：潜山圈闭以单断残丘为主，远离油源，以不整合面超覆式供油为主。油层厚度小，沿不整合面风化壳分布，具有统一的油水界面。

一般认为，凸起型潜山远离油源，油气不易运移过来，对形成油气藏不是特别有利。但实际钻探过程中证实这种观点不是很准确，因为近年来多口井在凸起部位均见到比较好的油气显示。这说明了凸起部位也是油气聚集的有利部位，然而受多种因素控制，只有十分有利的配置才能聚集形成油气藏。因此，此类油藏的勘探思路是“油层之下找油层”，即应该在已发现油气显示区开展勘探工作。

利用上述方法，划分了辽河坳陷的潜山类型（见图6），并确定了下一步的勘探思路和勘探重点。