茨榆坨潜山油气藏源储关系研究

邓开成，李 军，王建飞，韩 霞，李敬含

(1.长江大学 地球科学学院，湖北 荆州 434023；2.中油辽河油田公司，辽宁 盘锦 124010)

茨榆坨潜山油气藏源储关系研究

邓开成1，李 军2，王建飞2，韩 霞2，李敬含2

(1.长江大学 地球科学学院，湖北 荆州 434023；2.中油辽河油田公司，辽宁 盘锦 124010)

通过对茨榆坨潜山烃源岩、储层及油气运移等成藏要素的研究，改变了潜山单一油源的认识，认为潜山被牛居—长滩、茨西、茨北三个生烃洼陷所围限，油气来源多样.构造作用、岩石类型、岩浆侵入等影响裂缝型储层储集性能.结合裂缝分析及岩性预测等结果，重构潜山内幕油气成藏模式，认为不同部位成藏优势不同，源储的合理配置是潜山油气成藏的主控因素，为深入研究及整体勘探部署奠定了基础.图4,表1,参11.

茨榆坨潜山；源储关系，内幕油藏；裂缝型储层；成藏模式

随着辽河坳陷陆上西部凹陷与大民屯凹陷勘探成果的不断扩大，基岩油气藏勘探理论的不断实践与完善[1-2]，作为东部凹陷最大潜山之一的茨榆坨潜山越来越凸显其勘探重要性.该潜山勘探面积330 km2，区域分析为辽东型新太古界鞍山群地层，钻遇探井50口，探井密度0.15口/km2，揭露潜山普遍较浅，大于300 m只有3口；以往分析可能发育风化壳型和变质岩内幕型2种油气藏[3].勘探始于八十年代初期，大致可分为“偶然发现”、“初期探索”、“勘探突破”三个阶段.偶然发现指勘探初期，以古近系为目的层勘探偶然发现了太古界油气藏，在中部地区发现了茨4块风化壳油气藏，仅探明石油地质储量3.4×105t.初期探索阶段指针对潜山钻探茨109井，揭露810.17 m，见不同程度油气显示，裂缝发育深度至潜山面以下700 m，虽然试油未获油气流，但坚定了潜山内幕油气藏勘探的决心.勘探突破阶段指2012年后，改变勘探风化壳及构造高点的思路，近油源、近断裂部署的茨110井，在进入潜山364 m地层测试获日产22.2 m3的工业油气流，发现并证实了内幕油气藏的存在，实现了勘探新突破.该文从成藏要素研究入手，重建潜山油气成藏模式，以期能够丰富潜山成藏理论、为潜山勘探的可持续发展提供科技支撑.

1 烃源岩研究

1.1 烃源岩评价

以往研究认为茨榆坨潜山油源来自东侧的牛居—长滩洼陷[4]，结合新采集资料，认为茨榆坨潜山被牛居—长滩、茨西、茨北三个生烃洼陷所围限(茨北洼陷为新采集地震资料发现)，潜山上覆的泥岩也具备一定生烃能力，油气来源多样，油源条件优越.

根据地震资料综合研究，预计牛居—长滩洼陷沙三中亚段泥岩最厚大于2 000 m，面积约220 km2，从生烃指标来看，有机碳含量平均达2.5%，为非常好烃源岩，从母源类型看，偏生油的Ⅰ型和ⅡA型，偏生气的ⅡB型和Ⅲ型的源岩均发育，是最大、最主要油气来源区.

潜山西侧的茨西洼陷，沙三中亚段暗色泥岩厚200 m左右，面积约160 km2.根据生油指标的分析数据，湾18井3 701 m总有机碳含量3.55%，3 702.10 m氯仿沥青“A”含量为0.370 5%，湾8井3 182.02 m总有机碳含量4.96%；3 182.02 m氯仿沥青“A”含量为0.225 7%，为好的烃源岩.其镜质体反射率Ro为0.57%左右，具备良好的生烃能力.

潜山北侧的茨北洼陷内茨623井证实，沙三中亚段暗色泥岩较发育.结合地震资料，认为洼陷内烃源岩最厚超过600 m，最大埋藏深3 500 m，从生油指标看，茨623井2 474.7 m总有机碳含量1.67%，氯仿沥青“A”含量为0.065 9%，为较好烃源岩.

1.2 油源对比

研究整理76份饱和烃色谱资料和41份饱和烃色质谱资料，对茨榆坨潜山原油与上覆古近系、牛居古近系以及茨西大湾古近系的原油及烃源岩的谱图特征和生物标志物参数进行了油源对比.

首先从原油饱和烃气相色谱图看出：茨榆坨潜山中北段原油与牛居古近系原油谱图特征在分布与组成上具有较强的对比性，碳数分布较宽，介于nC14-nC36，主碳峰均位于C20之前，呈现单一的前峰型特征，显示出原油母源具有较好的有机质类型；在色谱参数的对比上也具有较为接近的特征(表1)，Pr/Ph普遍位于1～2之间，指示母源为半咸

水弱还原沉积环境，Pr/nC17、Ph/nC18均小于1，奇偶优势OEP值大都位于1～1.1，说明原油成熟度较高.而茨西大湾古近系原油饱和烃气相色谱图呈现出近似对称的双峰型的特征，碳数分布较宽，介于nC7-nC37，表明原油有低等藻类和高等植物的双重贡献；色谱参数中Pr/Ph为2.87，接近于3，指示母源为淡水氧化沉积环境，与茨榆坨潜山中北段的原油特征不同.

表1 茨榆坨潜山周边地区原油色谱参数Tab.1 The chromatographic parameters of oil in surrounding area of buried mountains in Ciyutuo

从烃源岩以及原油的甾烷(m/z217)质谱图上可看出(图1)：

图1 茨榆坨潜山周边地区原油及烃源岩甾烷(m/z217)质谱图Fig.1 The mass spectrum of oil and hydrocarbon source rocks sterane (m/z217) in surrounding area of buried mountains in Ciyutuo

(1)牛居—长滩洼陷、茨西洼陷以及潜山上覆古近系的沙三中亚段烃源岩均富含4-甲基甾烷，说明母源有淡水藻类贡献；而沙三上亚段烃源岩具有高C29甾烷的特征，说明母源有更多高等植物贡献；而潜山周边的原油均富含4-甲基甾烷，因此，推断该区原油以沙三中亚段源岩贡献为主.(2)从谱图特征看，茨110井潜山原油与牛居原油特征具有较强的可比性，而潜山南段西侧的茨66侧井古近系沙一段原油谱图特征与茨西洼陷沙三中亚段的烃源岩具有一定的可比性.

根据谱图特征和参数相似性原则，推测潜山中北段原油来自牛居—长滩洼陷深层成熟的沙三中亚段源岩，而茨西洼陷沙三中亚段烃源岩可以为南段提供油气资源.

2 储集条件研究

茨榆坨潜山的储集空间主要为构造裂隙和溶孔、溶缝.储集性能主要受裂缝发育情况控制，影响因素有构造作用、岩性、岩浆侵入等[5].优质储层多位于近断裂或断裂构造带内的构造裂隙发育带中.

2.1 裂缝形成的构造背景

茨榆坨潜山是受块断-掀斜方向相反的、北东向的茨西和茨东断层夹持而形成的翘倾断块地垒山.其构造形态为西高东低，北高南低，区域上向东南倾.根据埋深、分布、断层控制作用，由西向东，可分为高、低二个台阶，由南至北分为南、中、北三个潜山带：南段潜山为一陡倾窄斜坡，东、西侧埋深分别为5 100 m、1 900 m，断层稀疏，东西向距离小，潜山上覆较厚的房身泡组玄武岩地层，最厚达1 450 m以上.中部潜山带埋深2 100～4 600 m，呈西高东低的单斜构造形态，断裂较发育.北部潜山带为一缓倾斜坡，西侧埋深2 050 m，东侧埋深4 000 m左右，断层发育，上覆房身泡组火山岩厚度较小(如茨34井12.5 m).

潜山形成、裂缝发育主要受控于茨西、茨东断层及伴生断层，茨西断层活动时间和强度具有阶段性和波动性，东营组末期活动最弱.茨东断长期继承性发育，东营末期受走滑挤压明显，断层落差自下而上减小，由南向北断距增大.

潜山形成演化可分三阶段[3]：一是中生代侏罗纪早期受加里东和印支运动影响，褶皱隆升或抬升剥蚀；二是受到中生代燕山运动的改造，致使前新生界多半出露地表遭受风化剥蚀或未接受沉积，造成潜山表面的地形起伏，形成潜山雏形；三是新生代经历了掀斜块断—差异性拱张剥蚀—整体沉陷并被新生界披覆的形成演化过程，古新世中晚期(房身泡组时期)受强烈的张扭块断，始新世(沙三段时期)遭受沉陷并被上覆沉积层披覆.

因此，潜山受长期构造活动影响，裂缝较发育，综合断层发育强度、上覆岩性组合，潜山中段、北段比潜山南段更易形成裂缝.

2.2 裂缝形成的岩性背景

茨榆坨潜山主要由太古界鞍山群变质岩系和火成岩组成，岩性复杂多样[3-4].钻井揭示厚度13.0 m(茨604井)到 1 444 m(茨111井)不等.主要岩石类型包括混合花岗岩、片麻岩、变粒岩等中深变质岩类和碎裂岩、碎斑岩、糜棱岩等动力变质岩类，还有少量煌斑岩、辉绿岩等侵入岩类.有效储层为碎裂化混合花岗岩与黑云母二长片麻岩.

平面上，混合花岗岩主要分布于南、北地区.岩性主要为混合花岗岩、碎裂混合花岗岩， 内部存在多种被充填的构造裂隙与淋滤风化溶孔.片麻岩主要分布于中部地区.从纵向岩性组合看，高台阶以片麻岩类为主与部分混合花岗岩互层，低台阶除前两类外，可能发育变粒岩等.从可能形成裂缝情况看，低台阶好于高台阶.

2.3 裂缝发育规律

郝琦等针对裂缝型储层及控制因素作过研究[6]，裂缝发育带有一定规律性，主要发育方向北东、北西和近东西向.茨西、茨东断层两侧裂缝普遍发育，茨东断层附近裂缝发育程度高于茨西断层；中、小规模断层分叉、交汇点和内弯部位，裂缝相对发育；碎裂化花岗岩与混合花岗岩、混合岩及部分片麻岩等多发育破碎裂缝、成带性强，相干切片上可见相干程度降低，而大部分片麻岩与混合片麻岩这类片状岩石一般形成微裂缝，相干切片上难分辨.从潜山内幕不同层段相干数据体沿层切片可见，由于岩性变化和风化作用、构造作用因素，裂缝在潜山顶面开度较大、分布广且孔隙度相对较高；由顶面往下，分布面积呈变小趋势，表现出平面不均一性和纵向成层性.

从裂缝平面发育情况看，中段潜山带裂缝最发育，在低台阶牛76井附近有一裂缝发育区，北段其次，南段最差.从纵向发育情况看，潜山面以下700 m仍有裂缝发育，如茨109井成像测井显示2 705 m～2 735 m发育10条张开缝，6条闭合缝，倾向各异.

2.4 储集性能影响因素

1)构造作用.构造作是断裂形成、裂缝发育与分布的最主要控制因素[7]，钻探证实及岩心统计表明，茨东、茨西及其伴生断裂带附近裂缝发育.这些裂缝储集空间是岩石在构造应力作用下发生破裂变形的结果，各类岩石中广泛存在，由于岩性结构、构造和组成矿物成份不同，构造裂缝发育特征也不一样.多期网状裂隙及多种物质充填，是多期构造运动改造储层的有利证据(图2).

图2 多期裂缝与多种物质 茨37井黑云母钾长片麻岩，2 468 m 正 0.6 mm×0.46Fig.2 Multiphase cracks and various substances,Potassium biotite gneiss of 37 #

2)岩石类型和矿物种类.(1)岩石类型.构造应力是储层裂缝形成的外因，岩性则为内因.变质岩储集空间发育情况与暗色矿物含量有关.暗色矿物含量大于15%的片麻岩，构造成因的储集空间发育差，易被泥质和碳酸盐岩矿物充填，细微裂缝为主，延伸短；暗色矿物含量小于15%的片麻岩，受力后易破碎、储集空间发育.混合花岗岩和混合片麻岩，其结构均匀、质地坚硬致密、性脆、暗色矿物含量少，易破裂，构造成因的储集空间发育，构造裂缝开度多大于10 mm、为中大缝、孔隙度达3%～7%，渗透率超过10×10-3μm2，如茨26-118井混合花岗岩出油段有效孔隙度平均6.4%，渗透率达11.2×10-3μm2.

统计数据显示，岩石类型碎裂化、黑云母含量小于10%的混合花岗岩与黑云母含量小于12%的黑云母二长片麻岩和钾长片麻岩为最能形成并被保存储集空间的岩类，其次为混合花岗岩、花岗岩、黑云母含量小于15%的片麻岩，黑云母含量大于20%的变质岩、岩浆岩难形成储层.

(2)主要造岩矿物.长石节理最易形成储集空间；在构造缝隙部位及长石晶间的原生缝隙易发生溶蚀淋滤作用，使缝隙开度变大.石英比较稳定，强力作用下也出现破裂，但多愈合.易蚀变矿物黑云母不仅易形成蚀变溶孔，且受力后易沿解理裂开，形成加宽的解理缝；受强力或长期受力，也可发生碎裂或变形.黑云母含量和储层物性呈负相关，研究表明黑云母含量5%～15%的岩石在相同受力与风化溶蚀条件下，形成的孔缝更多、孔渗性较好，更利于形成优质储层，此机理有待深入探索.

3)岩浆侵入.岩脉沿早期的裂缝侵入，同时岩脉侵入会产生更多的裂隙，多口潜山井钻遇了辉绿岩或煌斑岩等岩脉，如茨110井潜山侵入岩厚136 m/3层，晚期岩脉的侵入利于潜山油气成藏[7]，并与构造裂缝发育程度关系很大(侵入岩脉越多，构造裂缝越发育)，例如茨4块潜山内部发育大量构造裂缝，在茨26-118井进山不足100米见到破碎带.而茨40井进山250余米未见裂缝与岩脉侵入，茨4块裂缝发育程度好于北部茨40块，勘探证实茨4块形成油气藏而茨40块见良好油气显示.

4)溶蚀(淋滤)作用.溶蚀(淋滤)作用发育程度一般与岩性和构造两因素有关，形态不规则，其宽度往往是构造裂隙的数倍，一般孔径可达0.05 mm～1 mm，在构造裂隙拐弯处，矿物的交汇等处易出现，溶孔大部分孤立，少数连成小片.如茨22-136井2 209.84 m为云煌岩，总孔隙度为6.5%～7.0%、溶孔孔隙度为5.5%～6.0%，占总孔隙度85%～86%，可见溶孔孔隙为主要储集空间.很多文献做过系统研究[4]，不详述.

3 成藏综合分析

3.1 供油窗口与有利储层的合理配置是潜山成藏的关键

油源条件与储层因素是潜山基岩油气成藏主要控制因素[8，9]，二者的有利配置是油气成藏的关键.茨东断层和茨西断层长期继承性活动，是油气运移的必经之路，为油气向潜山运移提供了良好通道.从供油窗口分析来看，在潜山中北段的东侧，牛居—长滩洼陷自南向北，在牛602井所在主测线向北开始出现供油窗口，油气通过供油窗口运移至潜山内部，在茨16—牛76井一带供油窗口最大(图3)；因此该区域最利于内幕油藏形成，茨110井即

在此区域.在潜山中南段的西侧，茨西洼陷自南向北，在茨13井所在主测线向北供油窗口开始消失，其中在湾1、茨109等井附近局部供油窗口较大.

3.2 不同部位不同类型油气藏成藏优势不同

潜山周缘生烃洼陷内生成的油气，通过茨东、茨西断层侧向、垂向运移进入潜山，然后再沿潜山内部各组断裂系统以及风化壳不整合面进行油气二次运移[9]，在适当部位聚集成藏(图4).从茨东断层的发育情况看，在中部地区其花状构造样式最为明显，推测为应力集中地区，同时其上覆玄武岩厚度适中，裂缝最发育.茨西断层走滑特征没有茨东断层明显.从岩性分布看，均为混合花岗岩与片麻岩互层为主.按源储配置关系及裂缝发育程度不同[10-11]，认为中部潜山发育风化壳及内幕油气藏、北部潜山发育风化壳油藏、南部潜山发育内幕油藏同时可兼探房身泡组玄武岩.靠近茨东断层附近的中北部低台阶成藏最有利.

图3 茨东断层上盘太古界与下盘源岩接触关系图Fig.3 The contact relation between Achaean group of hanging side and source rock of heading side

以此依据，“整体研究，分带部署”了茨113等十余口探井，初步形成了千万吨级储量规模，实现由“表层找油”到“纵深勘探”、由“单源成藏”到“多源勘探”的转变.潜山油藏非均质性较强，随着完钻井资料的丰富，对其油气成藏规律将有更深刻认识.

4 结 论

1)改变了茨榆坨潜山单一油源的认识，认为潜山被牛居—长滩、茨西、茨北三个生烃洼陷所围限，油气来源多样.中段内幕型油气藏的油源来自于牛居—长滩洼陷.

2)潜山储集空间主要为构造裂缝和溶孔、溶缝.潜山中段和北段，尤其茨东断裂带附近裂缝最发育.构造作用、岩石类型及岩性、溶解作用、岩浆侵入等影响储层储集性能.优质储层多位于近断裂或断裂构造带内的构造裂隙发育带中，裂缝带多和岩脉伴生，黑云母含量小于15%的片麻岩可作为较优储层.

3)油气来源与储层的合理配置是潜山成藏的关键.认为中部潜山发育风化壳及内幕油气藏、北部潜山发育风化壳油藏、南部潜山可能发育内幕油藏同时可兼探上覆玄武岩.

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Biography：Deng Kai-cheng,female,born in 1972,senior political engineer,master of engineering,research direction for geology.

Study on the Relationship Between the Origin and Reservoir of Oil in Buried Mountains in Ciyutuo

DENG Kai-cheng, LI Jun, WANG Jian-fei, HAN Xia, LI Jing-gan

(1.College of Earth Sciences,Yangtze University,Jingzhou 434023,China;2.Liaohe Oilfield Branch of China Petroleum,Panjin 124010,China)

This paper has made a research on the reservoir-forming elements including source rocks,reservoirs,hydrocarbon migration and so on in buried mountains in Ciyutuo.A new understanding of reservoir forming characteristics has been brought out.It is considered that the buried mountains are surrounded by three hydrocarbon-generation depressions which are respectively Niuju-changtan,Cixi and Cibei;and the source of oil and gas is diverse.The property of fracture reservoir is influenced by Tectonic actionism,rock types,and magmatic intrusion,etc.Combining with fracture analysis and lithology prediction,researchers of this paper hold the idea that hydrocarbon accumulation superiority is different in different position and proper configuration of the origin and reservoir is the key factor.The foundlings of this paper lay a foundation for further research and overall exploration in this area.4figs.,1tab.,11refs.

buried mountains in Ciyutuo;relationship between the origin and reservoir;interior reservoir;fractured reservoir;accumulation model

2015-10-12

国家科技支撑计划课题(编号：2012BAC26B05)

邓开成(1972-)，女，河南信阳人，高级政工师，研究方向：地质勘探.

2095-7300(2015)04-022-07

TE122

A