辽宁阜新盆地油气勘探方向

吴炳伟，郭彦民，王 新，姜 立，王 辉，纪振奎

中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦124010

辽宁阜新盆地油气勘探方向

吴炳伟，郭彦民，王 新，姜 立，王 辉，纪振奎

中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦124010

阜新盆地经历了近30年的油气勘探活动，一直没有重大油气发现.为了进一步评价该区的资源潜力，探索新的勘探思路，通过油气地质条件综合研究和油气成藏主控因素分析，认为阜新盆地具备常规油气和非常规油气成藏的基本条件，提出主要勘探层系为九佛堂组、沙海组和阜新组.根据九佛堂组、沙海组和阜新组烃源岩条件的差异，指出九佛堂组上段和沙海组下段为常规油气勘探目的层；沙海组上段为页岩气勘探目的层；阜新组为煤层气勘探目的层.油气成藏条件分析结果表明，阜新盆地油气成藏主控因素为保存条件和储集条件，构造油气藏不应做为勘探选区的重点，寻找近洼陷的构造-岩性、岩性油气藏是本区油气勘探的方向.

储层；保存条件；成藏因素；勘探方向；阜新盆地；辽宁省

0 引言

阜新盆地位于辽宁省西部，是东北地区中生代陆相主要聚煤盆地和含油气盆地之一.盆地呈北北东向展布，南北长约130 km，东西宽10～20 km，面积约2000 km2，自北向南可划分为新邱洼陷、阜新构造带、海州洼陷、东梁构造带、伊吗图洼陷、清河门-艾友构造带、民家屯洼陷等多个次级构造单元（图1）.盆地内白垩系地层发育，最大沉积厚度约6000 m，自下而上为义县组、九佛堂组、沙海组、阜新组和孙家湾组［1-3］.阜新盆地有100余年的煤田勘探史，煤田浅孔和地表油气显示十分活跃，垂向上在九佛堂组、沙海组和阜新组均见到不同程度油气显示.20世纪80年代，辽河油田开始在阜新盆地开展地震勘探工作，90年代以来，在东梁构造带和清河门-艾友构造带钻探探井9口，其中阜参2井、阜气1井在沙海组获得工业气流［3］，但油气勘探一直没有重大发现.近年来，煤层气成为阜新盆地勘探的重点，并取得了良好的勘探效果.目前，辽河油田在海州露天矿南侧的刘家地区有20口煤层气开发井，年产气1300×104m3.本文通过油田探井和300余口煤田浅孔资料的整理分析，对阜新盆地油气成藏条件进行研究，提出该区常规和非常规油气的勘探方向.

图1 阜新盆地构造区划图Fig.1 Tectonic division of Fuxin Basin1—油田探井（oil exploratory well）；2—边界断层（boundary fault）；3—构造单元线（tectonic unit boundary）

1 油气地质条件

1.1 沉积特征

阜新盆地早白垩世经历了两次扩张和萎缩，形成了两套完整的沉积旋回.九佛堂组沉积时期为盆地第一次扩张的深陷期，形成了九佛堂组下段的低水位体系域和水进体系域，在水进过程中依次形成了河流、扇三角洲、深湖及浊流沉积（图2）.湖盆范围较广，位于盆地中部的民家屯洼陷、伊吗图洼陷和海州洼陷是3个深湖区，也是九佛堂组下段暗色泥岩的发育区.九佛堂组上段为盆地的第一次萎缩期，形成了高水位体系域，湖盆缩小，扇三角洲沉积体系特别发育.九佛堂组沉积后，盆地抬升剥蚀.沙海组沉积时期为盆地第二次扩张和再次水进过程，形成了沙海组下段低水位体系域的河流和扇三角洲沉积，在滨浅湖和扇三角洲平原之间发育有一定范围的泥炭沼泽相区.沙海组上段水进体系域的湖相泥岩发育，厚度300～400 m，分布范围广，几乎覆盖全区，是盆地的区域盖层（图3）.沙海组末至阜新组沉积时期为盆地第二次萎缩期，主要发育河流、沼泽相，沉积中心为海州洼陷，形成了阜新煤矿主要开采煤层.晚白垩世孙家湾组沉积时期，盆地整体回返拱升，形成了较大规模的冲积扇、洪积扇［2，4-6］.

图2 东梁构造带梁4井—552孔沉积剖面图Fig.2 Sedimentary profile from L4 well to 552 drill hole of Dongliang structural belt

图3 阜新盆地沙海组上段泥岩厚度图Fig.3 Mudstone thickness of the upper member of Shahai formation in Fuxin Basin1—油田探井（oil exploratory well）；2—煤田浅孔（shallow drill hole for coal）；3—泥岩厚度等值线（单位：m）（mudstone thickness isoline,unit：m）；4—盆地边界（basin boundary）；5—城镇（city/town）

1.2 储集条件

由于阜新盆地为狭长的山间断陷盆地，控盆断裂活动较强，使沉积物快速搬运堆积，造成相带较窄，相变很快，沉积物的成分成熟度和结构成熟度较低，物性较差.另外，物源区母岩多为元古宇碳酸盐岩，使湖水和沉积物中碳酸盐含量较高，对储层物性影响较大.

通过对储层参数分析，本区存在3个孔隙发育带.第一孔隙发育带位于350 m以上，相当于阜新组和沙海组顶部.该带埋藏浅，压实作用较弱.孔隙类型主要为原生粒间孔、次生溶孔，孔隙度一般大于10%，渗透性较好.第二孔隙发育带一般埋深800～1000 m，层位为沙海组下段.孔隙类型以长石粒内溶孔和胶结物溶孔为主，粒间扩大孔次之.东梁构造上的阜参2井在该层位孔隙度为16.5%～20.8%，渗透率一般为18×10-3～234×10-3μm2，属中孔、中低渗储层.第三孔隙发育带一般埋深1450～1600 m，层位为沙海组上段.孔隙类型主要为胶结物溶孔、粒间溶孔和裂缝，孔隙度一般4.6%～7.6%［4，7］.本区储层总体评价较差，储层的非均质性较强，扇三角洲前缘和浊积扇储集条件相对有利.

1.3 构造演化

阜新盆地演化经历了两个阶段，早白垩世为裂陷阶段，晚白垩世为走滑阶段.裂陷阶段又可分为初成期和沉陷期.义县组沉积时期为盆地的初成期，受燕山一期构造运动影响，断裂活动强，伴随着大规模火山活动，火山多次喷发，间歇期沉积了以河流相为主的砂泥岩层，地层厚度3000～4000 m，由南向北减薄.随着火山活动减弱，盆地中、西部沉降明显，进入了沉陷期.沉陷早期（九佛堂组）以中部断裂为界，形成了东、西两个箕状断陷，西部断陷面积大，沉降幅度也大，是九佛堂组主要沉积区.九佛堂组沉积末期的燕山二期构造运动使该组地层褶皱变形，形成了清河门-艾友构造带和东梁构造带的雏形.同时盆地西部地区区域抬升，遭受剥蚀，盆地的沉降中心向东迁移，东、西两个断陷形成统一的沉积拗陷.沉陷晚期（沙海组—阜新组），清河门-艾友构造带和东梁构造带等东西向正向构造将盆地分割成多个洼陷区，并接受了沙海组广泛的湖相沉积.沙海组沉积后，盆地以震荡运动为主，但沉降中心继续向北东迁移，之后盆地开始萎缩，形成了阜新组的河流沼泽沉积.阜新末期的燕山三期构造运动是一次强烈的压扭性运动，具有明显的左旋走滑性质，构造带和局部构造由此定型.至此，阜新盆地结束了裂陷阶段的演化，进入到走滑演化阶段.在断裂之间的拉分作用下，盆地北东部形成新的沉降中心，开始了孙家湾组的洪积、冲积扇砂砾岩堆积.孙家湾组沉积后，燕山四期构造运动使盆地整体抬升，遭受剥蚀，缺失了晚白垩世—新近纪地层［8］.

1.4 资源潜力

阜新盆地发育九佛堂组、沙海组和阜新组3套烃源岩，九佛堂组泥岩有机质类型为腐植偏腐泥型（ⅡA型），以生油为主.通过油源分析，证实浅层所发现的原油或油砂是同一类型成熟的正常原油，均与九佛堂组烃源岩有密切的亲源关系.沙海组泥岩有机质类型以生气的腐植型（Ⅲ型）—腐泥偏腐植型（ⅡB型）为主［3，9］.沙海组和阜新组煤中的有机质类型属典型的腐植型，以生成天然气为主.九佛堂组烃源岩处于成熟演化阶段，沙海组和阜新组处于低成熟和成熟演化阶段［9］，总体评价为较好烃源岩.位于盆地中部的民家屯洼陷、伊吗图洼陷和海州洼陷是主要生烃洼陷.九佛堂组和沙海组烃源岩在阜新期为生排烃高峰期，现今仍在进行［3］.盆地模拟显示，阜新盆地远景资源量为：石油约5000×104t，天然气约37×108m3.

煤层气是在煤形成过程中逐步生成并赋存于煤层及煤系地层中的一种非常规天然气.位于海州露天矿南侧的王营-刘家地区阜新组煤层气勘探开发取得了良好效果［7］，该区煤层可采面积为19.9 km2，煤炭储量5.53×108t，预测煤层气资源量51.82×108m3.东梁地区煤炭储量1.82×108t，预测煤层气资源量为17.63×108m3.艾友地区煤炭储量1.33×108t，预测煤层气资源量12.90×108m3.

2 成藏主控因素

2.1 构造条件

阜新盆地两个主要正向构造带清河门-艾友构造带和东梁构造带都是在基岩隆起背景上形成的，是在燕山二期构造运动形成、燕山三期构造运动统一定型的背斜构造带，受后期断裂切割，形成一系列局部构造.主要圈闭类型有断鼻、断块和断裂背斜.其构造演化特征有利于油气的聚集，并形成多种圈闭类型叠加的复式油气聚集带［2］.

2.2 烃源条件

清河门-艾友构造带和东梁构造带与民家屯洼陷、伊吗图洼陷和海州洼陷3个主力生烃洼陷相间，是油气运聚的主要指向区.上述3个洼陷是九佛堂组和沙海组主力烃源岩的集中分布区，阜新盆地的大部分油气资源都来自这3个洼陷，烃源条件良好［3］.

2.3 运移条件

油气运移的输导层主要为断层、不整合面和储层.储层评价表明，本区的储层为中低孔、低渗储层，这种特征在阜新组沉积后已经成岩形成，而此时刚好是油气运移高峰期，因此，油气难以通过这种储层做侧向长距离运移，本区的油气主要为短距离侧向运移和垂向运移［8］.

2.4 保存条件

本区沙海组上段湖相泥岩平均厚300～400 m，最厚747 m［9］，是盆地的区域盖层，具有良好的封盖条件（图3）.但在阜新组末燕山三期构造运动后，盆地整体抬升剥蚀.该时期的断裂活动引起部分油气纵向散逸，对原生油气藏有破坏作用，造成显示井段长，油气层不集中.这一点在东梁构造带表现较明显.清河门-艾友构造带断裂活动较弱，浅孔油气显示不活跃，从侧面反映了该构造带的保存条件好于东梁构造带［10］.

综上所述，阜新盆地油气成藏的主控因素是保存条件和储集条件，在勘探方向选择上应主要考虑这两方面因素.

3 油气勘探方向

3.1 勘探领域选择

通过油气地质条件综合分析，阜新盆地存在多个勘探层系和勘探领域.考虑不同性质烃源岩的发育层位和不同成因的油气赋存条件［3，9］，在勘探领域选择上，不同勘探层系有不同特点.九佛堂组上段和沙海组下段应以常规油气勘探为主；沙海组上段湖相泥岩发育，可考虑页岩气或页岩油勘探；阜新组煤系发育，是煤层气勘探的目的层系.另外，清河门-艾友地区是沙海组下段煤系的主要聚集区，煤层虽不如阜新组发育，也有一定厚度［5］.随着煤层气勘探开发技术的不断完善，可在该区沙海组下段尝试煤层气勘探.

3.2 勘探区域选择

根据本区储集条件和保存条件相对较差、油气多为短距离运移的特点，构造油气藏不应做为勘探选区的重点，寻找近洼陷的构造围斜部位的构造-岩性或岩性油气藏是主要方向.在这些区域，油气源充足，保存条件较好，扇三角洲前缘砂体经过一定距离的搬运分选，成熟度较高，具有较好的储集条件，并可在深湖、半深湖区形成浊积扇，这些浊积扇体被湖相泥岩包围，可优先捕获油气，并具有优越的保存条件.钻井已在洼陷区（阜参2井等）九佛堂组发现浊积扇沉积.位于阜参1井—周1井一线东侧的煤田浅孔在沙海组上段的大段湖相泥岩中也发现一系列浊积砂砾岩体.据浅孔数据统计，这套浊积砂砾岩体厚度一般30～180 m，分布面积大于30 km2（图4），并普遍见到很好的油气显示，其中516孔688.27～798.87 m井段，渗油砾岩厚度60.4 m，含油砂砾岩33.56 m，累计显示厚度93.96 m.沙海组上段和九佛堂组深湖—半深湖浊积扇体在构造坡折处呈裙带状发育，有一定分布范围，预示着阜新盆地岩性油气藏有良好的勘探前景.按照辽河油田外围中生代盆地“下洼找油气”的勘探实践经验［11］，阜新盆地主体生烃洼陷的构造围斜部位是寻找构造-岩性或岩性油气藏的最有利区域.

4 结论

1）阜新盆地存在多种成因的常规和非常规油气藏，油气资源丰富，有良好的勘探潜力.

图4 阜参1井-周1井区沙海组上段砂砾岩体分布图Fig.4 Distribution of glutenite of the upper member of Shahai formation in FC1-Z1 well area1—砂砾岩厚度等值线（单位：m）（glutenite thickness isoline,m）；2—油田探井（oil exploratory well）；3—煤田浅孔（shallow drill hole for coal）

2）九佛堂组上段和沙海组下段应以常规油气勘探为主；沙海组上段可考虑页岩气或页岩油勘探；阜新组是煤层气勘探的主要层系.

3）油气成藏的主控因素是保存条件和储集条件，在勘探方向选择上应主要考虑这两方面因素.

4）构造油气藏不应做为勘探选区的重点，寻找近洼陷的构造围斜部位的构造-岩性或岩性油气藏是主攻方向.

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THE OIL-GAS EXPLORATION DIRECTION OF FUXIN BASIN

WU Bing-wei,GUO Yan-min,WANG Xin,JIANG Li,WANG Hui,JI Zhen-kui

Exploration and Development Research Institute,Liaohe Oilfield Company,PetroChina,Panjin 124010,Liaoning Province,China

With nearly thirty years of oil-gas exploration activities,there has been no significant discoveries in Fuxin Basin. In order to further evaluate its resources potential and make new exploration ideas,based on the comprehensive study on petroleum geological condition and major controlling factors of hydrocarbon accumulation,the authors consider that the Fuxin Basin has the general conditions for conventional and unconventional oil-gas accumulation and the main exploration layers are Jiufotang,Shahai and Fuxin formations.According to the difference of hydrocarbon source rock condition among them,the upper Jiufotang and lower Shahai formations are conventional oil and gas exploration targets,the upper Shahai formation shale as gas exploration target and the Fuxin formation as coal bed methane exploration target.The hydrocarbon accumulation condition analysis indicates that the main controlling factors of hydrocarbon reservoir in Fuxin Basin are preservation and reservoir condition.The direction for oil-gas exploration in the area is searching for structural-lithologic and lithologic reservoir near sag.

reservoir;preservationcondition;hydrocarbonaccumulationfactor;explorationdirection;FuxinBasin;Liaoning Province

1671-1947（2015）05-0473-05

TE1

A

2014－12－10；

2015-01-19.编辑：张哲．

国家科技重大专项“中国大型气田形成条件、富集规律及目标评价”（2011ZX05007-007）资助.

吴炳伟（1967—），男，高级工程师，主要从事基础石油地质研究工作，通信地址辽宁省盘锦市兴隆台区辽河油田勘探开发研究院海洋所，E-mail//wubw673@163.com