張 友，楊 波，黃曉波，彭靖松，王飛龍

陡坡帶油氣藏構(gòu)造特征與油氣聚集規(guī)律
——以渤海油田旅大6構(gòu)造為例

張 友，楊 波，黃曉波，彭靖松，王飛龍

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤海油田勘探開(kāi)發(fā)研究院，天津 300452）

旅大6構(gòu)造是渤海海域新近發(fā)現(xiàn)的一個(gè)中型油田。該構(gòu)造位于遼東低凸起中南段陡坡帶，為層狀構(gòu)造油氣藏，垂向上多層系含油，形成典型的“階梯式”陡坡帶復(fù)式油氣藏。走滑作用對(duì)構(gòu)造形成、儲(chǔ)層發(fā)育、斷層封堵、油氣運(yùn)移都有重要的作用。構(gòu)造轉(zhuǎn)折端對(duì)沉積卸載形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層具有重要作用，奠定了旅大6構(gòu)造是遼東低凸起中南段有利成藏區(qū)的物質(zhì)基礎(chǔ)；遼中一號(hào)斷層與區(qū)域走滑斷層同向，具有走滑壓扭性質(zhì)是控圈斷層側(cè)封的關(guān)鍵。南北區(qū)塊以及東二下段、東三段油氣豐度迥異，伸展斷層的運(yùn)移能力和控圈斷層的封堵能力共同決定了旅大6構(gòu)造南區(qū)東二下段油氣的差異富集成藏。

渤海油田；陡坡帶油氣藏；郯廬斷裂；走滑作用；伸展斷層；油氣運(yùn)移；差異聚集

渤海海域在經(jīng)歷近十年的高效勘探之后，其中多個(gè)凹陷已被勘探實(shí)踐證實(shí)為富烴凹陷。在圍繞富烴凹陷尋找大中型油氣田的海上勘探實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)了諸多大油田。盡管各凹陷烴源豐富，但各個(gè)構(gòu)造、區(qū)塊的儲(chǔ)量迥異，油氣的差異運(yùn)移聚集與成藏過(guò)程顯得尤為復(fù)雜，這也造成了在有些區(qū)塊的勘探經(jīng)歷了很多失利與反復(fù)。位于遼東灣地區(qū)的旅大6構(gòu)造即為典型代表，該構(gòu)造地質(zhì)條件復(fù)雜，多層系含油，但各層系、區(qū)塊油氣富集豐度差異很大，前后歷經(jīng)多輪次勘探評(píng)價(jià)，早期以高部位東三段為目的層，發(fā)現(xiàn)油氣規(guī)模不大，后在低部位東二下段獲得突破，主要儲(chǔ)量集中于南部區(qū)塊東二下段。對(duì)該構(gòu)造特征及成藏規(guī)律的解剖對(duì)于指導(dǎo)海上油氣勘探具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

渤海海域?yàn)椴澈撑璧匾徊糠?，屬于新生代陸?nèi)裂谷盆地，經(jīng)歷古近紀(jì)裂陷期和新近紀(jì)拗陷期兩個(gè)主要階段[1]。古近紀(jì)裂陷期控盆斷層發(fā)育，沉積樣式多表現(xiàn)為箕狀充填，半地塹斷陷發(fā)育，沉積了孔店組、沙河街組、東營(yíng)組；拗陷期為裂后熱沉降期，主要沉積館陶組和明化鎮(zhèn)組，凹陷與凸起之上均沉積地層，分布范圍廣。

遼東灣坳陷位于渤海東北部海域，海域面積約1.8×104km2，可劃分為“三凹二凸”5個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，自西向東分別是遼西凹陷、遼西凸起、遼中凹陷、遼東凸起和遼東凹陷，形狀為狹長(zhǎng)條帶狀，走向均為北北東向（圖1）。其中遼中凹陷已被證實(shí)為富烴凹陷。遼東灣坳陷新生代地層與整個(gè)渤海海域地層發(fā)育同步，具有典型裂陷盆地層序結(jié)構(gòu)特征。

圖1 旅大6構(gòu)造區(qū)域位置示意圖

2 油田勘探發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史及基本石油地質(zhì)特征

旅大6構(gòu)造位于渤海遼東灣海域中南部、遼中凹陷東陡坡帶。該構(gòu)造處于郯廬斷裂帶內(nèi)，整體為依附于遼中一號(hào)走滑斷層形成的半背斜構(gòu)造，油源主要來(lái)自鄰近遼中凹陷沙三段的烴源巖層。

旅大6構(gòu)造地質(zhì)條件復(fù)雜，前后歷經(jīng)八年多輪次勘探評(píng)價(jià)研究，過(guò)程曲折。早期以高部位東三段為目的層，發(fā)現(xiàn)規(guī)模不大，后經(jīng)重新認(rèn)識(shí)，明確本區(qū)為陡坡帶階梯式油氣成藏富集規(guī)律，提出東二下段是本構(gòu)造新的主力勘探層系，后鉆探4/5/6/7井（圖2），在東二下段獲得突破，之后帶動(dòng)了整個(gè)遼東低凸起中南段的勘探新局面新認(rèn)識(shí)。4井含油氣層位主要集中在東二下段和東三段，測(cè)井解釋油層40.3 m（共18層）。5井含油氣層位分布較廣，包括館陶組、東二上段、東二下段和東三段，測(cè)井解釋油層162.2 m（共33層）、氣層0.7 m（1層）。6井測(cè)井解釋油層77 m（共17層）、氣層2.2 m（共2層）。7井測(cè)井解釋油層44.8 m（共13層）。旅大6構(gòu)造三級(jí)石油地質(zhì)儲(chǔ)量為5 200× 104t，為中型整裝油氣田。

圖2 旅大6構(gòu)造井位簡(jiǎn)圖

旅大6構(gòu)造位于遼東低凸起傾沒(méi)端陡坡帶，鉆井揭示本區(qū)古近系主要發(fā)育東營(yíng)組東三段、東二下段（厚度300 ～ 700 m）、東二上段（厚度50～ 100 m），缺失東一段，地震資料推測(cè)局部可能存在薄層沙河街組；新近系發(fā)育館陶組、明化鎮(zhèn)組。由于研究區(qū)西側(cè)為遼西低凸起，東側(cè)以膠遼隆起為界，而遼西低凸起因存在古近系不能作為遼中凹陷有效物源區(qū)，所以長(zhǎng)期發(fā)育的膠遼隆起是遼中凹陷的主要物源區(qū)。已鉆井表明本區(qū)東營(yíng)組為辮狀河三角洲前緣亞相沉積環(huán)境，儲(chǔ)層砂地比均在45% ～ 75%左右，儲(chǔ)層發(fā)育，并發(fā)育一定厚度的泥巖蓋層，具有較好的儲(chǔ)蓋組合；館陶組同為辮狀河三角洲沉積，儲(chǔ)層發(fā)育。

3 走滑斷層活動(dòng)對(duì)圈閉的控制

郯廬斷裂是中國(guó)東部最重要的一條大斷裂，研究表明該斷裂帶不但控制了渤海東部地區(qū)的盆地演化，也控制了盆內(nèi)烴源巖、儲(chǔ)集層、蓋層和圈閉的分布[2-3]。旅大6構(gòu)造正是處于郯廬斷裂帶區(qū)域范圍內(nèi)，整體可看做依附于遼中一號(hào)走滑大斷層形成的半背斜構(gòu)造。東營(yíng)組沉積之前，構(gòu)造區(qū)基本未沉積地層（或局部接受沉積）；東營(yíng)組沉積時(shí)期，遼中凹陷地層超覆在凸起之上，該區(qū)受走滑斷層右行壓扭作用而與遼東凸起一起持續(xù)抬升，構(gòu)造格局在此時(shí)期開(kāi)始形成。古近紀(jì)末期區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)表現(xiàn)為東西向擠壓，全區(qū)抬升剝蝕，導(dǎo)致缺失古近系東一段，此時(shí)期為構(gòu)造穩(wěn)定成型階段。新近紀(jì)區(qū)域整體由斷陷發(fā)育階段進(jìn)入坳陷發(fā)育階段，新近系廣泛發(fā)育。

從地震剖面特征來(lái)看，遼中一號(hào)斷層在本區(qū)表現(xiàn)為高角度西北傾向的正斷層，該斷層長(zhǎng)期發(fā)育，為遼中凹陷控凹斷層，并沒(méi)有表現(xiàn)明顯的直立走滑斷層特征，但從區(qū)域構(gòu)造來(lái)看，其走向?yàn)楸睎|走向，與區(qū)域走滑斷層走向一致，且其派生斷層表現(xiàn)出明顯的北東東向雁列式組合（圖3），表明其受右旋走滑應(yīng)力場(chǎng)作用的影響。北東向和近東西向調(diào)節(jié)斷層將其構(gòu)造復(fù)雜化并形成南北兩個(gè)區(qū)塊，由于處于走滑斷裂轉(zhuǎn)折端位置，南北區(qū)塊調(diào)節(jié)斷層的發(fā)育豐度及活動(dòng)時(shí)間有較大差異，南區(qū)調(diào)節(jié)斷層相對(duì)較發(fā)育。

4 成藏規(guī)律的新認(rèn)識(shí)

4.1成藏特征

旅大6構(gòu)造為層狀構(gòu)造油氣藏，垂向上多層系含油，且東營(yíng)組高部位含油豐度高。遼東低凸起傾沒(méi)端陡坡帶在旅大6構(gòu)造形成呈階梯式分布、具有多層系含油的復(fù)式構(gòu)造區(qū)油氣藏（圖4），這一成藏規(guī)律與其所處的區(qū)域位置及郯廬斷裂帶關(guān)系密不可分[4]。構(gòu)造緊鄰遼中凹陷，烴源豐富；與北側(cè)金縣1油田、南側(cè)旅大12含油構(gòu)造同樣位于遼東走滑帶中段轉(zhuǎn)換帶，儲(chǔ)層發(fā)育，為成藏有利區(qū)帶。旅大6構(gòu)造含油層系多：館陶組、東營(yíng)組東二上段、東二下段、東三段四個(gè)層系均發(fā)現(xiàn)油層 ；每一層只要有圈閉、儲(chǔ)層和運(yùn)移斷層都能成藏，具有貫穿式成藏的特征。

圖3 旅大6構(gòu)造方差數(shù)據(jù)切片

圖4 旅大6構(gòu)造東西向地質(zhì)剖面圖

通過(guò)4井包裹體分析表明發(fā)育一個(gè)期次的油氣包裹體，成藏期大約為3.5 Ma至今，雖與鄰近的金縣1油田兩期成藏不同，但主成藏期接近[5]，都是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)構(gòu)造格局控制下的晚期成藏[6]。

受鄰區(qū)研究認(rèn)識(shí)及高部位東二段面積小等構(gòu)造特征所限，早期勘探以東三段為目的層，東二段位于油水界面之外，油氣顯示差，沒(méi)有好的勘探效果，后改變勘探方向以東二段為目的層，最終證實(shí)遼東陡坡帶高部位單個(gè)油藏油柱高度在150～ 250 m之間。高陡帶油氣成藏呈現(xiàn)晚期、快速運(yùn)移的特征，圈閉范圍之外基本無(wú)任何油氣顯示，其特征與常規(guī)構(gòu)造差異顯著，受制于海上勘探對(duì)于發(fā)現(xiàn)和規(guī)模的多重要求，認(rèn)識(shí)其內(nèi)在規(guī)律很有意義。

4.2走滑作用對(duì)成藏的影響

走滑作用對(duì)渤海灣盆地成藏影響巨大，不僅控制了圈閉形成，對(duì)于儲(chǔ)層發(fā)育及運(yùn)移、聚集和保存都有重要的影響[7-9]。遼東凸起東南段圍區(qū)古近系儲(chǔ)層欠發(fā)育的背景下，旅大6構(gòu)造東營(yíng)組儲(chǔ)層發(fā)育，是因?yàn)槁么?構(gòu)造位于遼東低凸起局部?jī)A沒(méi)端、走滑構(gòu)造轉(zhuǎn)折端。受走滑應(yīng)力場(chǎng)控制，來(lái)自膠遼隆起的物源經(jīng)古復(fù)州水系攜至凸起西側(cè)陡坡帶極易形成富砂沉積體，鄰區(qū)研究及鉆井均證實(shí)這一觀點(diǎn)[10-11]。

走滑作用對(duì)圈閉的影響還表現(xiàn)在其所處走滑構(gòu)造系統(tǒng)的位置上，遼東灣北部地區(qū)勘探實(shí)踐表明，走滑斷層分段形態(tài)代表不同的擠壓增強(qiáng)及壓力釋放環(huán)境，走滑增彎段的擠壓背景有利于油氣的聚集和保存[12-13]。從圖5可以看出旅大6構(gòu)造和金縣 1油田同屬擠壓增強(qiáng)背景。研究區(qū)遼中1號(hào)斷層與派生斷層其應(yīng)力環(huán)境不同，對(duì)油氣的運(yùn)移起到的作用迥異，卻共同對(duì)油氣的運(yùn)移聚集起到了關(guān)鍵的作用。黃河口凹陷勘探表明，走滑擠壓性質(zhì)斷層不利于油氣的輸導(dǎo)，而易于起到側(cè)向封堵油氣的作用[14]，旅大6構(gòu)造關(guān)鍵控圈斷層遼中一號(hào)斷層為高陡斷層，斷層封堵性是成藏的重要因素，正是由于該斷層具有主走滑應(yīng)力場(chǎng)性質(zhì)，對(duì)圈閉的整體側(cè)封非常重要；另一方面，數(shù)量眾多的北東東向伸展斷層多為開(kāi)啟性質(zhì)，與深層沙河街組油源及廣泛分布的東營(yíng)組儲(chǔ)層貫通，儲(chǔ)層與斷層形成“ T 型” 油氣輸導(dǎo)體系，有利于油氣從凹陷中心臺(tái)階式運(yùn)移到高部位構(gòu)造帶，形成油氣富集。

4.3油氣差異聚集規(guī)律

旅大6構(gòu)造在遼東低凸起陡坡帶聚集成藏，是由其走滑應(yīng)力場(chǎng)控制下的優(yōu)越構(gòu)造背景所決定的，是前文所述的諸多石油地質(zhì)條件綜合作用的結(jié)果。雖然同樣處于油氣運(yùn)移有利區(qū)帶，受儲(chǔ)層、蓋層、運(yùn)移斷層等多重因素影響，油氣在遼東灣南側(cè)的黃河口凹陷差異聚集特征顯著[15-16]。旅大6南北區(qū)塊油氣豐度差異很大。地球化學(xué)分析表明油氣運(yùn)移方向沿垂直構(gòu)造走向近距離向凸起區(qū)運(yùn)移，但從區(qū)域上來(lái)看北區(qū)源巖厚度更大，烴源巖成熟度更高，生烴量更大，但勘探證實(shí)的卻是相反的結(jié)果，南區(qū)油層厚度最大達(dá)160 m，北區(qū)僅為40 m，儲(chǔ)量分布規(guī)律亦如此（圖6）。

圖5 旅大6構(gòu)造區(qū)域走滑斷層走向

圖6 旅大6構(gòu)造南北區(qū)塊儲(chǔ)量對(duì)比

控制旅大6構(gòu)造油氣富集強(qiáng)度的關(guān)鍵因素是伸展斷層活動(dòng)強(qiáng)度，南區(qū)新近系斷層持續(xù)活動(dòng)且數(shù)量多，利于油氣從凹陷向邊緣運(yùn)移，雖然凹陷埋深淺仍能富集大量油氣，北區(qū)伸展斷層新近系多停止活動(dòng)。從層位來(lái)看，東二下段是主要的儲(chǔ)量貢獻(xiàn)層位，主要和斷層的封堵能力有關(guān)。遼中一號(hào)斷層是控圈斷層，具有走滑應(yīng)力場(chǎng)性質(zhì)，其在東三段相對(duì)更陡，而東二下段相對(duì)平緩，斷層封堵能力東二下段更為優(yōu)越，且邊界斷層?xùn)|三段斷裂帶比東二下段更為發(fā)育；從微觀上看，東三段誘導(dǎo)裂縫帶也比東二下段更為發(fā)育，因此東三段保存條件相對(duì)于東二段要差。伸展斷層的運(yùn)移能力和控圈斷層的封堵能力共同決定了旅大6構(gòu)造南區(qū)東二下段油氣的富集成藏。

5 結(jié)論

（1）走滑應(yīng)力場(chǎng)控制下的構(gòu)造背景決定了旅大6構(gòu)造儲(chǔ)層發(fā)育、保存條件優(yōu)越并形成油氣富集。

（2）旅大6構(gòu)造為階梯式分布層狀構(gòu)造油氣藏，垂向上多層系含油，且東營(yíng)組高部位含油豐度高，形成復(fù)式高陡帶油氣藏成藏模式，晚期快速成藏導(dǎo)致鉆井過(guò)程中油氣顯示差。

（3）旅大6構(gòu)造處于構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶位置，來(lái)自古復(fù)州水系的辨狀河三角洲易形成東營(yíng)組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。遼中1號(hào)斷層具有主走滑應(yīng)力場(chǎng)性質(zhì)，控制了圈閉的形成且對(duì)圈閉起到了良好的封堵作用，走滑派生斷層性質(zhì)的伸展斷層起運(yùn)移通道作用，與東營(yíng)組儲(chǔ)集體形成好的油氣輸導(dǎo)體系。

（4）旅大6構(gòu)造南北區(qū)塊以及東二下段、東三段油氣豐度迥異，伸展斷層的運(yùn)移能力和控圈斷層的封堵能力共同決定了構(gòu)造南區(qū)東二下段油氣的富集成藏。

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Tectonic Characteristics and Accumulation Study in Oil and Gas Reservoirs in Steep Slope Belt—With LD6 Structure in Bohai Oil Field as an Example

ZHANG You, YANG Bo, HUANG Xiaobo, PENG Jingsong, WANG Feilong
（Tianjin Branch of CNOOC Ltd,Research Institute of exploration and development of Bohai Oilfield,Tianjin300452,China）

A medium-sized oilfield has been found in LD6 structure in recent years in Bohai sea. This structure is a stratified structural reservoir, located in steep slope in the center and south part of Liaodong low uplift. It has multilayer oil-bearing stratra in vertical, forming a typical stepped steep slope belt oil and gas reservoir. Strike-slip faults play an important role on the the structure forming, sandstone development, fault sealing and hydrocarbon migration of the LD6 structure. Structure transformation has an important role on sedimentary unloading and development of excellent quality sandstone reservoirs, which forms the material base of the best LD6 reservoir on the center and south Liaodong low uplift. The Liaozhong fault-1 goes along the same direction as the region strikeslip fault. The fault controlling the trap has strike-slip compressive characteristics, which is the key for fault lateral sealing. Oil and gas abundance are quite different between the North and South Block, the lower part of Dong-2 Member and Dong-3 Member. The hydrocarbon migration capability of extensional fault and sealing ability of controlling trap faults determined the differential hydrocarbon accumulation in the lower part of Dong-2 Member in South block of LD6 structure.

Bohai oil field; steep slope belt reservoir; Tanlu fault; strike-slip effect; extensional fault; hydrocarbon migration; differential accumulation

TE122.1

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2014.03.022

1008-2336（2014）03-0022-05

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“渤海海域大中型油氣田地質(zhì)特征”（2011ZX05023-006-002）。

2014-01-06；改回日期：2014-02-28

張友，男，1980年生，工程師，碩士，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)，從事綜合石油地質(zhì)研究工作。E-mail：geotime@163.com。