渤海湾盆地渤海海域大中型油田成藏模式和规律*

薛永安 韦阿娟 彭靖淞 祝春荣 王粤川

(中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300452)

渤海湾盆地渤海海域大中型油田成藏模式和规律*

薛永安 韦阿娟 彭靖淞 祝春荣 王粤川

(中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300452)

渤海湾盆地渤海海域已发现大中型油田31个，且有9个是亿吨级油田。结合前人认识，总结这31个大中型油田的成藏模式和规律，对渤海海域大中型油田的持续发现，确保储量增长具有重要的指导作用。研究表明，渤海海域大中型油田具有凸起披覆型、走滑反转型、凹中隆披覆型、陡坡断块型和缓坡断鼻型等5种主要成藏模式，且具有独特的成藏规律：紧邻(潜在)富烃凹陷是形成大中型油田的必要条件；优越储盖组合是形成大中型油田的保障；活动断裂带特别是郯庐断裂带是大中型油田形成的有利聚集区带；晚期成藏中“时-空-源”成藏条件的耦合是形成大中型油田的关键。

大中型油田；成藏模式；郯庐断裂；晚期成藏；新构造运动

渤海湾盆地位于中国华北板块东部，面积约20万km2，是中生代以来叠置在华北古生界克拉通基底上的多旋回裂谷断陷盆地[1]。盆地四周分别受燕山褶皱带、太行山造山带、鲁西隆起区及辽东-鲁东隆起带的限制，整体呈“菱形”。在多期伸展拉张和走滑挤压的区域应力场作用下[2-3]，盆地内凹凸相间，以陆源湖泊沉积为主，在古近纪发生多幕裂陷和沉降充填，从而形成多套优质烃源岩及多种类型的优质储集体[4-7]，并在盆地不同的构造部位形成不同类型的复式油气聚集带[8]。

渤海海域是渤海湾盆地现今的海域部分，是由辽东半岛、辽河平原、华北平原和山东半岛所环抱的半封闭内海，面积7.3万km2，可供油气勘探面积约5.1万km2，占整个渤海湾盆地面积的1/4。渤海海域经过50多年的勘探，共钻探井近900口，落实石油地质储量超过50亿t油当量。渤海海域油田的油气矿产以石油为主，而且已发现的石油中重质油占比超过70%。渤海海域目前已发现的大中型油田共计31个，其中有9个是亿吨级油田，包括绥中36-1、旅大21-2、蓬莱9-1、蓬莱15-2、蓬莱19-3、秦皇岛29-2、曹妃甸11-1、渤中25-1南和垦利10-1油田。据统计，渤海海域已发现大中型油田的储量占到总储量的78%，大中型油田的持续发现一直是渤海储量增长的主要动力。本文结合前人认识，系统分析了31个已发现大中型油田的成藏模式和特征，以期总结规律，促进渤海油气勘探事业的可持续发展。

1 主要成藏模式

前人对辽东湾、石臼坨、沙垒田、渤南或渤东等局部区域油田的成藏模式进行过划分[9-16]，包括披覆型、背斜型、反转型和断块型等油藏类型，但缺乏全渤海的基于构造区带的模式划分。本文将构造区带与成藏特征联系起来把渤海海域31个大中型油田的成藏模式归纳为5种：凸起披覆型、走滑反转型、凹中隆披覆型、陡坡断块型和缓坡断鼻型(表1)。

1) 凸起披覆型。该类型成藏模式是指主要发育于继承性凸起/潜山及其披覆构造上的石油聚集及其成藏。渤海海域具有典型的裂陷盆地的“垒堑相间”格局，凸起和凹陷非常发育，在凸起/潜山区通常发育宽缓的背斜、半背斜、断背斜、潜山和岩性圈闭；纵向上该类型成藏的层位从潜山、古近系到新近系都有分布；凸起区及披覆构造为低势区，是石油运移最终的指向区，常具有多洼供烃的特点，运移活跃。该模式综合成藏条件优越，辽西低凸起绥中36-1油田、旅大5-2北油田和锦州25-1南油田，庙西北凸起蓬莱9-1油田，石臼坨凸起秦皇岛32-6油田和南堡35-2油田，沙垒田凸起曹妃甸11-1等油田(表1、2)是该类型成藏模式的典型代表。

2) 走滑反转型。该类型成藏模式是指主要发育于郯庐断裂走滑反转带的石油聚集及其成藏。郯庐断裂带位于渤海海域东部、斜切辽东湾凹陷、渤中凹陷、莱东庙南等地区。渐新世郯庐断裂大规模的右旋走滑运动及差异升降和“海豚”效应产生了大量的断块、断鼻和反转构造。这些构造通常位于凹陷内部，多面环洼，近油源，石油充注活跃；由于古近纪晚期才发生反转，构造区远离物源区，其古近系储层通常较差，但拗陷期馆陶组和明化镇组具有较好的储盖组合；纵向上大量的断层构成了良好的垂向输导体系，浅层油源条件优越。总之，该模式石油成藏是在“油凹里打油”，浅层成藏条件好，郯庐断裂辽东段金县1-1油田，渤中段旅大21-2油田，渤南段蓬莱19-3油田、蓬莱25-6等油田(表1、2)是该类型成藏模式的典型代表。

3) 凹中隆披覆型。该类型成藏模式是指主要发育于凹中隆起及其披覆构造上的石油聚集及其成藏。渤海海域“垒堑构造”非常发育，在凹陷内部常常还有一些幅度较低的隆起或者是凸起的倾没端把凹陷分割成洼陷。这些洼中隆上通常具有类似于凸起的成藏条件，发育背斜、半/断背斜和潜山圈闭，是石油运移的低势区，且多面环洼，距油源非常近，石油运移活跃；纵向上发育从潜山、古近系到新近系多套储盖组合。该模式亦具有良好的成藏条件，其典型油藏有：位于辽西北洼和辽西中洼之间的锦州25-1油田，渤中西北次洼和西南次洼之间的渤中8-4油田，渤中凹陷和黄河口凹陷之间的渤中25-1/1南油田等(表1、2)。

4) 陡坡断块型。该类型成藏模式是指主要发育于凸起区靠凹陷一侧陡坡带上的石油聚集及其成藏。渤海海域大多数凹陷具有单断或双断特征，因此陡坡带常沿凸起成裙带状发育。陡坡带常常发育断块和半背斜圈闭，距离沉降中心/生烃凹陷较近，深大断裂发育，油源充注条件优越；陡坡带下可容纳空间大，是砂体卸载、富砂沉积体系分布的重要区域，储层十分发育，其综合成藏条件优越。目前已发现的典型油藏主要有：辽西凸起陡坡带旅大5-2油田、辽东凸起陡坡带旅大6-2油田、石臼坨凸起陡坡带秦皇岛29-2油田、莱北凸起陡坡带垦利10-1油田、庙西凸起陡坡带蓬莱15-2油田等(表1、2)。

5) 缓坡断鼻型。该类型成藏模式是指主要发育于凸起区向凹陷区过渡的缓坡带上的石油聚集及其成藏。在箕状断陷的缓坡一侧，通常形成具有滚动背斜背景的断阶带，发育半背斜以及具有局部高点背景的地层/岩性圈闭；阶梯的断裂坡折/挠曲坡折是砂体逐级卸载的有利地区，储盖组合条件好；斜坡带是石油由凹陷向凸起区运移的必经之路，因此也具备良好的运移条件。目前渤海海域已发现的该类型油田较少，主要有黄河口南部缓坡带垦利9-5/6油田和石南斜坡带秦皇岛34-3含油构造(表1、2)。

通过以上分析可见，渤海海域现今主要的石油发现其成藏模式主要集中于凸起披覆型和走滑反转型，这2种类型主要集中在凸起区和走滑反转带；陡坡断块型、缓坡断鼻型和凹中隆披覆型等的发现相对较少。随着凸起区勘探程度越来越高、可供勘探的目标越来越少，勘探程度较低的斜坡带、陡坡带和凹陷区逐渐成为了现今渤海海域勘探的主战场，陡坡断块型、缓坡断鼻型和凹中隆披覆型将具有较大的勘探潜力(表1、2)。

表1 渤海海域大中型油田油藏特征统计

表2 渤海海域大中型油田典型成藏模式特征

Table 2 Statistics of typical reservoir mode characteristic of large-middle oilfields in Bohai sea

2 主要成藏规律

1)紧邻富烃凹陷(潜在富烃凹陷)是形成大中型油田的必要条件。

受沉积旋回性影响，渤海海域发育沙河街组、东营组2套优质烃源岩[9,15-16]，有机质类型普遍为Ⅰ型、Ⅱ1型和Ⅱ2型，总有机碳含量2%～4%(图1、2)。沙河街组烃源岩具有高伽马蜡烷(沙一、四段较高，沙三段较低)、高C304-甲基甾烷、低C19/C23三环萜烷比值和低C24四环萜烷的特征；而东营组具有低伽马蜡烷、低C304-甲基甾烷、高C19/C23三环萜烷比值和高C24四环萜烷的特征(图3)。

图1 渤海海域烃源岩特征对比

图2 渤海海域烃源岩类型

图3 渤海海域主要烃源岩生物标志化合物特征

渤中凹陷油源对比研究表明：该凹陷具有三环带差异聚集规律，内环洼陷带以东营组油源为主，中环斜坡带以沙河街组与东营组混源为主，外环凸起带以沙河街组油源为主。具有明显的“内新、中混、外老”特征(图4)，这一特征可能与沙河街组—东营组油源由老到新顺序充注有关。多层系的优质烃源岩大大提高了渤中凹陷的勘探潜力。

辽中、渤中和黄河口凹陷均发育沙河街组、东营组优质烃源岩，是渤海海域三大富烃凹陷(图5)，其资源量占渤海海域总资源量的62%。现在已发现的31个大中型油田中，有29个集中于该三大凹陷(表1)。可见，继续围绕富烃凹陷或潜在富烃凹陷寻找大中型油田仍是渤海海域未来的勘探方向。

2)优越储盖组合是形成大中型油田的保障。

渤海油田的勘探层系主要包括以新近系明下段、馆陶组为主的上组合层系，以古近系东营组、沙河街组为主的中组合层系及以潜山为主的下组合层系[4,17-18]。

上组合层系主要为馆陶组河流相砂体与明化镇组下部浅水三角洲砂泥岩互层组成的良好储盖组合。受新构造运动的控制，上组合层系是凸起披覆型、凹中隆型和走滑反转型等成藏模式的主要储盖组合。中组合层系包括沙河街组上部辫状河三角洲储层和东营组三段湖相泥岩组成的储盖组合、东营组一段辫状河三角洲砂泥岩互层储盖组合，这是陡坡断块型、缓坡断阶型、凹中反转型和凸起披覆型等成藏模式的主要储盖组合。下组合层系为潜山顶部风化壳和古近系湖相泥岩组成的储盖组合，这是凸起披覆型、缓坡断阶型和陡坡断块型等成藏模式的主要储盖组合。

多旋回、多岩性储盖组合是渤海海域大中型油田形成的保障(表3)。其中，辽东湾石油成藏以中组合为主，渤中、黄河口凹陷、渤东和庙西等环渤中围区石油主要分布在上组合。目前，渤海海域有60%的油气发现集中于上组合，而中下组合埋藏较深，勘探程度较低，仍具有较大的勘探潜力。

图4 环渤中区域油源对比

图5 渤海海域各凹陷资源潜力对比

3) 活动断裂带(特别是郯庐断裂带)是大中型油田分布的有利区带。

渤海湾盆地是在印支期华北板块和扬子板块碰撞之后稳定地台逐渐解体，以及燕山晚期逐渐开始裂陷形成的新生代进一步发育、消亡的裂谷盆地。盆地断裂十分发育，其中郯庐断裂在盆地演化过程中始终起着环太平洋域俯冲方向变化和喜马拉雅构造运动华北板块向东挤出的区域应力协调的作用，经历了由燕山期左旋撕裂到新生代右旋拉分的过程，断裂带围区派生断裂发育[2,19]。由此可见，渤海海域同时具有拉分和走滑构造及断裂特征，盆地破碎、断裂发育[20-23]。

表3 渤海海域大中型油田储盖组合统计

郯庐断裂带是渤海东部一条北东向的走滑断裂带(图6)，迄今已经有了60多年的研究历史，其成因和演化对渤海一系列中新生代盆地的形成和演化起着重要的控制作用[2,9,23-26]。龚再升 等[24,27]以新构造运动控制渤海海域晚期油气成藏的思想为指导，进一步深化了郯庐断裂带对渤海海域油气成藏控制的研究。郯庐断裂带附近是渤海海域油气分布的主要区域，目前渤海海域已发现石油探明储量的60%都与郯庐断裂有关(图6、表4)。

图6 郯庐断裂带油气田分布[26]

表4 郯庐断裂带油田分布统计

郯庐断裂对石油成藏的控制主要体现在以下方面：①控烃源，郯庐断裂带新生代的剧烈活动，导致了古近系烃源岩的形成和演化；②控圈闭，郯庐断裂带活动频繁，在走滑拉分和挤压应力的控制下，形成了大量呈线状分布的断鼻型、反转型和披覆型圈闭；③控储层，郯庐断裂的活动改变了围区的古地貌格局，进而控制了沉积体系和储层的分布；④控运移，郯庐断裂带新生代以来的多期活动形成了大量的运移断层，且断裂带泵吸效应明显，油气运移活跃。

郯庐断裂带优越的成藏条件使其形成了丰富的成藏模式，其主断裂带主要的成藏模式为走滑反转型和陡坡断块型，如蓬莱19-3、蓬莱25-6、金县1-1和旅大6-2等油田；而在郯庐断裂带周缘主要为凸起披覆型和凹中隆型，如绥中36-1、锦州25-1南、锦州25-1和蓬莱9-1等油田。

4)晚期成藏中“时-空-源”成藏条件的耦合是形成大中型油田的关键。

油气晚期—超晚期成藏是中国含油气盆地的重要特点[24,28-31]。受烃源岩大规模排烃和构造运动时空耦合的影响，渤海海域绝大多数油田以油气晚期成藏为主[9,24,27,32-38]，其大中型油田也基本都是晚期成藏，且普遍具有“时-空-源”成藏条件的良好耦合关系。具体表现为：

①中新世以来沙河街组和东营组烃源岩大规模生排烃，渤海海域成藏时间较晚(图7)；

②新构造运动使得渤海海域浅层形成了一系列的圈闭；

③新构造运动中断裂大量发育，一方面大量破坏、调整了之前形成的油藏，另一方面为浅层石油的聚集提供了良好的运移通道；

④渤海海域在新构造运动时进入拗陷期，在明化镇组发育了大量的浅水三角洲沉积，储盖组合良好；

⑤由于成藏时间较晚，因此至今渤海海域很多油田仍处于运-逸的动平衡中，油藏形成时间晚，对保存条件的要求相对较小(相对于中国西部的油藏)。

综上所述，晚期成藏是源控论“瓜熟蒂落”的必然结果，渤海海域(特别是环渤中地区)晚期成藏中“时-空-源”成藏条件的耦合，使得渤海这个保存条件较差的“碎盘子”在现今地质时期的活动断裂带仍具有良好的成藏条件；同时，作为晚期成藏中“时-空-源”成藏条件耦合最好的层系，上组合新近系勘探层系是渤海海域石油聚集最主要的层系。

图7 渤海海域包裹体均一温度与埋藏史及热史对照

3 结束语

对渤海海域大中型油田的成藏模式和规律进行全面总结，可为国内外裂陷盆地早期油气勘探提供重要借鉴。渤海海域具有烃源充足、储盖丰富、断裂及其圈闭发育和油气运移活跃等良好的油气地质条件，但目前的探明率仅为35%，勘探潜力巨大。根据渤海油田中长期发展的需要，大中型油气田的发现对于增储上产非常重要，因此，努力寻找大中型油气田仍然是渤海海域下一步勘探的重要指导思想。目前渤海油田的油气勘探已经逐渐由凸起区向缓坡带、陡坡带和凹陷区挺进，其中陡坡断块型、凹中隆型和走滑反转型都是下一步勘探发现大中型油气田可能的重要成藏模式，但受勘探程度的制约，目前的发现相对较少，还须进一步重点勘探。

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(编辑：周雯雯)

Accumulation models and regularities of large-middle scale oilfields in Bohai sea, Bohai Bay basin

Xue Yongan Wei Ajuan Peng Jingsong Zhu Chunrong Wang Yuechuan

(TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300452,China)

Thirty-one large-middle scale oilfields including 9 oilfields with hundreds of millions of tons reserves are discovered in Bohai sea, Bohai Bay basin. Combined with the previous research, hydrocarbon accumulation models and laws of the 31 large-middle oilfields are summarized, which can provide an important role to guide continuous discoveries of large-middle scale oilfields and ensure the reserve growth. Studies show that there are five hydrocarbon accumulation models of the large-middle scale oilfields in Bohai sea including drape anticline type, strike-slip inversion type, uplift of the sag-draped type, steep slope-fault block type and gentle slope-fault nose type, which possess the unique accumulation regulations: adjacent to (potential) hydrocarbon rich sag is the essential; the superior reservoir-seal assemblages are the important guarantee; active fault zone, especially Tan-lu fault zone is favorable hydrocarbon accumulation belt; the coupling of time-space-source in late hydrocarbon accumulation is the key．

large-middle scale oilfield; accumulation model; Tan-lu fault; late hydrocarbon accumulation; neotectonic movement

薛永安，男，博士，教授级高级工程师，现任渤海石油管理局总地质师，长期从事海上油气勘探研究与管理工作。地址：天津市滨海新区渤海石油路688号海洋石油大厦(邮编：300452)。

1673-1506(2016)03-0010-10

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.03.002

TE122

A

2015-11-20 改回日期：2016-03-04

*“十二五”国家科技重大专项“渤海海域大中型油气田地质特征(编号：2011ZX05023-006-002)”部分研究成果。

薛永安,韦阿娟,彭靖淞，等.渤海湾盆地渤海海域大中型油田成藏模式和规律[J].中国海上油气，2016,28(3)：10-19.

Xue Yongan,Wei Ajuan,Peng Jingsong,et al.Accumulation models and regularities of large-middle scale oilfields in Bohai sea, Bohai Bay basin[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(3):10-19.