渤海海域辽东东地区油气成藏条件分析

2014-10-18杨贵丽

特种油气藏 2014年4期

杨贵丽

(1.成都理工大学，四川成都 610059;2.中石化胜利油田分公司，山东东营 257015)

引言

辽东东地区位于渤海湾东部的浅海海域，区域构造上位于渤海湾盆地下辽河坳陷、渤中坳陷的东部，胶辽隆起西缘，是坳陷区与隆起区之间的过渡构造带，其西部紧邻辽东凹陷和渤东凹陷，西南部为庙西凸起，东部逐渐过渡为胶辽隆起，勘探面积为5331 km2。区内完钻探井8口，发现了胜顺油田，该油田目前控制石油地质储量663×104t。

自胜顺油田发现以来，辽东东地区的勘探工作已停滞多年，与胜利油田成熟探区相比，属于勘探程度和研究认识程度极低的一个地区。近年来，中海油在该区西南部的庙西北凸起上发现了一个亿吨级大油田——PL9－1油田[1]，辽东东地区与之相邻，是否具备形成大中型油气田的基本地质条件成为该区油气勘探面临的关键问题。

1 基本地质条件

辽东东地区与渤海湾海域的地层发育相似，在太古界结晶变质岩之上，发育了中上元古界、中生界、新生界及第四系4套沉积岩系。郯庐断裂带横穿本区，向北一直延伸到辽河凹陷[2]，区内构造整体上东高西低，根据构造格局和构造样式的差异可划分为3个构造带，分别为西部洼陷带、中部走滑断裂构造带和东部斜坡地层超覆带(图1)。区内新构造运动活跃，明化镇组及以上地层走滑断层发育，断层倾角大、落差小，断距一般为20～50 m，剖面上呈花状、负花状构造，平面延伸距离短[3－4]。

图1 辽东东地区馆陶组底面等时构造

2 油气成藏条件

2.1 具有多元供烃的油源条件

渤东凹陷发育古近系沙三段、沙一段和东营组等多套生油层系，烃源岩厚度大、分布广，生烃潜力大[5]。根据生烃模拟计算，东营组、沙河街组烃源岩的生油总量为48.71×108t，排油总量为26.37×108t，是该区的主要供烃凹陷。

根据原油的生物标志化合物特征分析，胜顺油田已发现2种类型的原油。第1类原油为沙四段—孔店组玄武岩中的稠油，由于遭受了严重生物降解作用，饱和烃色谱图上正构烷烃与链状的类异戊二烯烷烃完全消失。正常甾烷遭受破坏，重排甾烷及低碳数孕甾烷的含量增加，C28—C304—甲基甾烷呈倒“V”字型分布，Ts/Tm为0.40～0.48。伽马蜡烷含量较高，C24—三环萜烷含量丰富，反映了源岩形成于咸化沉积环境，分析该类原油来源于沙一段咸化环境的烃源岩(图2)。

第2类原油分布于东营组—馆陶组油藏中，遭受了轻微到中等程度的生物降解作用，正构烷烃部分或完全损失，类异戊二烯烷烃保存完整，甾、萜烷保存完好(图3)。

图2 孔店组油样总离子流图及甾、萜烷特征(胜顺100井)

图3 馆陶组油样总离子流图及甾、萜烷特征(胜顺1井)

规则甾烷分布呈“V”型分布，甾烷中的C27甾烷含量高，含有一定量的C28—C304—甲基甾烷，呈倒“V”字型分布。伽马蜡烷较丰富，伽马蜡烷/C30藿烷为0.23～0.35，表明其源岩形成于咸化沉积环境。此外，该类原油中类异戊二烯烷烃具有姥鲛烷优势，Pr/Ph值大于1，萜烷中Ts含量较高，Ts/Tm为1.18～1.43，说明具有来源于淡水沉积环境中烃源岩生成的油气。根据沙河街组和东营组烃源岩的生烃史以及临区油气田的油源对比情况分析认为，应为东营组烃源岩供给的油气[1，6]。因此，该类原油为来自沙一段和东营组烃源岩的混源油。

由此可见，沙一段和东营组烃源岩均为该区提供了油气源，至少经历了2期成藏过程，早期油气成藏主要来源于沙一段烃源岩，后期有东营组烃源岩的贡献。

2.2 发育3套区域性储盖组合

区内共发育下、中、上3套区域性储盖组合，即前新生界储盖组合、古近系储盖组合和新近系储盖组合，其中又发育多套局部储盖组合。

2.2.1 下储盖组合

以中上元古界的风化壳或内幕裂缝集中段为储层，潜山顶面非渗透的强风化黏土层或上覆新生界泥岩段为盖层的储盖组合。区内基底层为中上元古界，遭受了长期的剥蚀和风化淋滤作用，在潜山顶面形成一套非渗透的强风化黏土层，是一套优质盖层。潜山上覆新生界盖层的横向变化大，包括沙河街组盖层、东下段盖层和明下段盖层等均可作为有效盖层。研究区西南部相邻的庙西凸起上已钻探证实了该套储盖组合的有效性[7]，PL9－1油田在中上元古界潜山内钻遇油层厚达200 m，油田储量规模近 2 ×108t[1]。

2.2.2 中储盖组合

由古近系孔店组玄武岩储层及沙河街组—东营组砂岩储层与东营组和沙一段的泥岩盖层构成了储盖组合。胶辽隆起为该区提供了充足的物源，区内发育滨浅湖滩坝相、三角洲相和河流相等多种储层沉积相类型。其中，沙一段的滩坝砂、东营组的三角洲前缘的水下分流河道砂和河口坝砂为良好的储集层，其孔隙度为15% ～26%，渗透率为0.1×10－3～145.0 ×10－3μm2。沙一段上部—东营组下部和馆下段下部泥岩段稳定发育，厚度约为400～700 m，为一套区域性盖层，与古近系各类储集层构成一套区域性储盖组合。胜顺油田胜顺1井区在古近系的孔店组玄武岩储层和东营组砂岩储层中均有油气成藏。

2.2.3 上储盖组合

由新近系馆陶组、明化镇组河流相砂岩作为储层，泥岩集中段作为盖层构成的储盖组合，该套储盖组合是渤海海域最有利的储盖组合之一，已发现多个大型油气田[1，8－9]。由馆下段下部砂岩为储层、馆下段中部泥岩段为盖层的储盖组合在区内分布稳定，是该区重要的一套储盖组合。馆下段河流相储层孔隙度为14% ～34%，渗透率为0.1×10－3～880.0 ×10－3μm2，为高孔、中渗疏松砂岩储层，胜顺1井于馆下段储层中获高产工业油流。

2.3 具备形成复式油气聚集的圈闭条件

辽东东地区发育多种类型的圈闭，包括断裂伴生的压扭背斜、断块、断鼻等构造圈闭，多层系叠置的地层圈闭、潜山圈闭以及洼陷带岩性圈闭等。

新生界由洼陷带向潜山高部位层层超覆，形成广泛发育的地层圈闭，与沿断裂带发育的断鼻、断块构造圈闭以及潜山圈闭形成较大规模的复式圈闭群。不同构造带发育由不同类型圈闭构成的圈闭组合。西部洼陷带主要发育古近系砂砾岩体岩性圈闭、浊积扇岩性圈闭;中部走滑断裂带主要发育新近系断块、断鼻构造圈闭，其次为古近系地层超覆圈闭、潜山圈闭等多种类型;东部斜坡带以潜山圈闭、披覆背斜圈闭和地层超覆圈闭为主。潜山超覆披覆构造带一旦成藏即可形成多层系、迭合连片的分布特点，油藏具有局部富集高产的特征[10]。

2.4 发育骨架砂体、断层及不整合面构成的复式输导体系

受郯庐断裂走滑活动的影响，辽东东地区经历了多期构造变动，形成多个角度不整合面，并产生了大量的走滑断层，与区内厚层高渗砂体共同组合形成了复式输导体系[11－12]。长期活动的基底断裂新近纪仍然活动强烈，是沟通烃源岩的主油源断层，新构造运动作用下形成的大量晚期次级断层与基底断层相交，构成了油气纵向运移的断裂输导网。明化镇组下部及馆上段为辫状河沉积，发育大套厚层块状砂岩，砂体单层厚度大(一般为15～20 m)，物性好，横向连通性强，是油气进行远距离横向运移的区域性输导通道。不整合面是油气输导的有效通道，区内潜山顶面、孔店组与东营组之间、东营组和馆陶组之间均为区域性角度不整合面，尤其是潜山顶不整合面的沉积间断时间长，遭受了长期的风化淋滤作用，具有较好的渗透性，而且延伸远、分布广，应为油气横向远距离运移的重要通道。胜顺1井和胜顺100井均在在孔店组顶部见稠油油斑显示36.0 m/(3层)，分析为油气沿不整合面进行运移时留下的痕迹。

3 油气成藏模式及勘探方向分析

3.1 油气成藏模式

图4 辽东东地区油气运聚成藏模式

各构造带的构造特征、地层发育情况、圈闭组合特征及其与生烃凹陷的关系不同，油气运聚方式、成藏特征也有所差异(图4)。西部洼陷带断裂带下降盘的沙河街组、东营组各类岩性圈闭直接与烃源岩接触，烃源岩生成的油气可直接进入圈闭中成藏，油藏类型以岩性油藏为主。中部走滑断裂带，长期继承性活动的基底断层沟通洼陷带烃源岩，为东营组及新近系各类圈闭提供充足的油气源。通过与济阳坳陷的对比分析，认为网毯式输导可能是该带油气成藏的主要输导方式，油气沿主油源断层纵向运移，进入东营组的三角洲砂体和新近系河流相毯状仓储层中继续进行远距离横向运移，晚期构造活动形成的浅层次级断层又与输导砂体配置，形成立体输导网络，因此，该带具有形成多层系复式油气聚集的条件。东部斜坡超覆披覆构造带，油气主要通过不整合面和新近系的毯状仓储层进行远距离横向运移，至该带以地层圈闭和潜山圈闭为主的圈闭群中聚集成藏。

区内新构造较为活跃，形成了大量小规模走滑断层，对油气藏的保存非常不利，油气易于逸散。根据渤海海域的勘探实践总结出的油气动平衡成藏模式认为，在油源供应充足、圈闭内油气充注量大于散失量的情况下，即使存在后期活动断层破坏油藏，仍可形成大规模油气聚集[7－8]。区内已经发现了多个层系的油气藏，证实了油气聚集成藏后能够得以保存。

3.2 勘探方向分析

综上所述，辽东东地区具有形成复式油气聚集带的物质基础和有利条件，可形成岩性－构造油藏、构造－岩性油藏、地层超覆油藏、地层不整合遮挡油藏、岩性油藏以及基岩潜山油藏等多种油藏类型。

根据区内油气成藏条件分析和已发现油藏的解剖，结合中海油及胜利油田的勘探实践分析，认为该区下步有利勘探方向为:一是继续评价中部走滑断裂带的东营组和馆下段的断鼻、断块圈闭，扩大胜顺油田的储量规模;二是积极预探东营组和馆下段的地层不整合圈闭，寻找新的油藏类型;三是兼顾沙河街组砂砾岩体、浊积扇体等岩性圈闭，寻找新的勘探领域;四是大胆探索前第三系基岩潜山油藏，该区与PL9－1油田基岩潜山油藏的地质背景和成藏条件具有一定的相似性，分析具有较大的勘探潜力，下一步要在进一步加强成藏条件对比分析的基础上，大胆探索，进一步明确该区前第三系潜山的勘探潜力(图1、4)。