辽河坳陷西部凹陷岩性油气藏成因分析

辽河坳陷西部凹陷岩性油气藏成因分析

西凹陷的陆地勘探面积为2560km2。这是含油气的塌陷。西部凹陷作为辽河油田的重点探区,经过多年的勘探已发现了多套含油气层系,并探明了可观的石油地质储量,建成了曙光、欢喜岭、兴隆台、冷家等多个超亿吨级的油气田,取得了良好的勘探开发效果。目前,区内的构造油气藏勘探程度较高。西部凹陷是在复杂的基底结构基础上,经历“拱张、裂陷和坳陷”三大演化阶段发育起来的裂谷型凹陷,在张裂、深陷和萎缩过程中,在发育背斜等构造油气藏的同时,也发育了大量的、多种类型的、主要受地层和岩性控制的岩性油气藏,并且在古地貌背景下受构造和沉积的控制(图1),其分布又具有一定的规律性。因此,在西部凹陷进行岩性油气藏勘探,具有广阔的勘探领域。下步比较现实而且具有较大勘探潜力的勘探领域是潜山、洼陷及其周边地区,勘探目标主要是寻找基岩潜山、沙三段岩性油气藏和在构造背景下的岩性油气藏[1～3]。1岩性油气藏形成的地质背景由于西部凹陷具有复杂的基底结构、潜山隆凹相间展布、复杂的裂谷演化史、多沉积旋回、多沉积体系的特征、良好的烃源条件、多种盖层互补,使其具备岩性油气藏形成的良好地质背景,从而发育了多种类型的岩性油气藏。结合国内外岩性地层油气藏的划分依据和西部凹陷的具体情况,将西部凹陷通过各种技术手段[6～10]发现的岩性油气藏划分为4类,包括砂岩透镜体油气藏、砂岩上倾尖灭油气藏、浊积砂岩油气藏和潜山油气藏。1.1浊积砂体油气藏该类油气藏主要存在于碎屑岩中,砂体类型主要为河道砂、分支流河道砂、扇三角洲前缘的河口坝砂及浊积砂体。这种油气藏在西部凹陷主要分布在洼陷和坡洼过渡带中,是岩性油气藏中最主要的类型之一。该区泥岩盖层的发育为砂岩上倾尖灭油气藏的形成提供了良好的封盖条件,表现为砂岩向上倾方向尖灭于非渗透性岩层中。这类油气藏主要分布于西部凹陷潜山构造带的围斜部位、西部斜坡带(图2)。1.3斜坡型湖底扇此类油气藏主要发育在沙三段内,根据浊积砂体所处部位的地势不同,将其分为陡坡类型和缓坡类型两大类。缓坡类型砂体分布于凹陷西侧,由于斜坡坡度较缓,边缘沉积物不是直接滑坡到达盆底,而是通过一段距离的水下峡谷滑坡到达盆底,然后为湖水消化变为浊流。西部凹陷沿古大凌河、古饶阳河水系多发育着一系列这类浊积扇体。陡坡型湖底扇主要分布于西部凹陷东部陡坡带上的冷东—陈家地区、大洼断层下降盘等地区。湖盆发育期大部分地段为断裂陡崖,水流从断崖直泻入湖,同时受古地貌的影响形成陡坡扇三角洲—滑塌浊积扇沉积体系,形成浊积岩体型岩性圈闭(图3)。1.4渗流地层中、上元古界油藏此类油气藏是下第三系油气沿不整合面或断层面运移至基岩中形成的。根据储集层的时代、岩性和圈闭方式大致可分为以下三种:(1)中、上元古界灰岩潜山油藏。其地层倾向与下第三系地层倾向相反;其顶面为起伏不平的侵蚀地貌,下第三系不整合其上,而其内部缝、洞发育的碳酸盐岩渗透性地层与非渗透性地层交互成层,油气赋存于渗透性地层顶部,在平面上呈条带状分布。这种油藏基本上分布在有油源条件的中、上元古界灰岩分布区。(2)中、上元古界石英岩古潜山油藏。如杜家台古潜山油藏,位于由石英岩组成的翘倾断块体的顶部,具有构造裂缝、风化裂缝和原始的粒间孔隙,渗透性从上到下变差,上部是油层,下部为干层,没有底水。这种油藏形成关键在于石英岩的渗透性。(3)太古界花岗片麻岩古潜山油藏。如齐家古潜山油藏和兴隆台古潜山油藏,都位于花岗片麻岩组成的翘倾断块体的顶部,具有气顶和油环,但无底水,为风化壳的裂缝含油,自上至下裂缝的发育程度逐渐变差,以致最后变为致密层。由花岗片麻岩组成的古潜山,在西部凹陷油气藏分布广、潜力大,产能大小主要取决于花岗片麻岩的风化强度和裂缝发育程度。2岩性油气藏组合模式西部凹陷的岩性油气藏类型多种多样,不同类型的岩性油气藏具有不同的形成条件,它们的形成与分布受构造、沉积等多种条件的控制。整体上西部凹陷可分为四个带,即西部缓坡带、坡洼过渡带、深陷带及东部陡坡带(图4)。每个带具有其特定的构造和沉积条件,因而具有特定的岩性油气藏组合模式。同时,由于西部凹陷各带的地质发展历史和结构不尽相同,也造成各带岩性油气藏发育特征互有差异。2.1缓坡厚层土油气藏分离缓坡带位于凹陷西侧的上倾方向,其翘起较高,受到较强烈的剥蚀,并被上第三系所覆盖,发育多个不整合面。同时,该带近物源区,多处于冲积扇、扇三角洲相的扇中、扇根亚相,为砂砾岩体发育区。该带油气藏的形成主要靠不整合及断层遮挡,多形成地层不整合油气藏及断块油气藏。在该带的外侧,由于原油受到演化作用而成为稠油,也可以形成稠油封堵油气藏。另外,缓坡带并非单一的斜坡,常常发育多条顺向及反向的基底断层,从而构成台阶式的、鼻隆相间的古地貌景观。这种翘倾断块的顶部,是潜山油气藏的有利发育部位;其围斜部位是地层超覆油气藏发育的有利部位;而鼻状隆起间是砂岩沉积的主要场所,当砂岩向隆起上侧向尖灭时,可形成大量砂岩上倾尖灭油气藏。2.2大量分干流、河口砂坝、浊积岩砂体坡洼过渡带处于缓坡下倾方向向洼陷的转折部位,其坡折度相对较大。此带的沉积常处于滨浅湖环境,是各种扇体前缘相的主要分布区,发育大量分支流河道、河口砂坝及浊积岩砂体。同时,该带不仅分布较好的生油岩,而且紧邻深陷带,油源丰富,是箕状凹陷中岩性圈闭最为发育的有利区带。由于砂体大多向洼陷上倾方向尖灭,因此发育了大量的岩性尖灭及砂岩透镜体油气藏。另外,由于该带断裂活动较为强烈,导致各种扇体向湖盆的下滑及塌陷形成浊积岩砂体,因此该带也是浊积岩油气藏发育的有利场所。2.3有利部位构造深陷带处于深凹部位,在箕状凹陷中,深陷带偏于陡坡一侧,是砂岩透镜体及浊积岩油气藏发育的有利部位,主要发育地层超覆、砂岩上倾尖灭等隐蔽油气藏。在中浅层,由于东营末期的走滑运动,凹陷内常形成雁列式排列的背斜构造带。这些构造带为洼中之隆,可以接受东西两侧的物源,在构造的围翼形成构造—岩性尖灭及断层—岩性尖灭等复合型油气藏。2.4边界大断裂控制陡坡型湖底扇主要分布于西部凹陷东部陡坡带上的冷东—陈家地区。西部凹陷东侧是台安—大洼断裂带,由于受洼陷边界大断裂的控制,湖盆发育期大部分地段为断裂陡崖,水流从断崖直泻入湖,形成陡坡扇三角洲—滑塌浊积扇沉积体系。由于受古地貌控制,在东侧陡岸形成平行长轴方向的深槽。碎屑物入湖后受断槽拦截,形成纵向搬运的重力流。砂体呈长条状向南、北两侧分开,因此在该区主要发育陡坡型湖底扇、轴向重力流水道砂体和断槽型重力流水道砂体。3勘探进展促进区域的岩性油气藏3.1湖底扇沉积相鸳鸯沟—齐家地区位于西斜坡与鸳鸯沟—清水洼陷的转折部位,该区沙三段形成于裂谷盆地强烈沉陷阶段,是湖盆水体的最大湖泛期。西斜坡区在总体东倾的斜坡背景上阶梯状断层发育,在断阶的背景上沙三段沉积时期在坡洼过渡带附近发育了多期重力流作用形成的湖底扇沉积体系。湖底扇沉积的事件性和古地貌对重力流沉积作用的控制,造成重力流成因的砂砾岩体垂向上分布的间断性和储层平面上分布的不连续性。该区位于湖底扇中扇辫状水道部位,砂体厚度相对较厚,钻井揭示岩性为深灰色泥岩中夹中—厚层砂砾岩、含砾砂岩。该带的沉积环境有利于浊积体型岩性圈闭的形成。目前完钻的多口井在沙三段大凌河油层中均获得了较好的勘探效果,展示了岩性油气藏勘探的良好前景,是寻找岩性油气藏有利地区。3.2从地层上形成储层陡坡带在下第三系发育过程中具有近物源、多物源、相变快的特点,边界断层活动的继承性和不均一性使基底呈现沟、梁相间的古地貌。沿着这些大大小小的沟谷,发育季节性河流,河流携带的沉积物经断崖入湖快速卸载,沉积形成各种成因的砂砾岩扇体,主要发育了众多的冲积扇—扇三角洲、近岸水下扇、陡坡浊积扇等砂砾岩扇体。砂砾岩体直接插入湖相泥岩中,为暗色泥岩所包裹,构成有利的油气成藏条件。西部凹陷的东部陡坡带从北向南发育有高升、雷家、冷家、小洼、大洼等多个扇体群。由于该区靠近物源区,碎屑物质供给充足,储层非常发育,各种成因的砂砾岩扇体和各种形态复杂的断块合理配置、有效组合,并且油源条件好,使该区具备形成较大规模油气藏的条件。近几年,在该区雷家、陈家、冷家砂砾岩体都取得了较好的勘探效果。雷64井以油层单层厚度180m和200余吨油、1万多立方米天然气的日产量,使雷家地区成为千万级含油整装区块。3.3砂体砂层储集砂体按照“富油气凹陷”的理论,除正向构造带外,负向构造带同样可以成为油气聚集的场所,尤其是岩性油气藏发育的有利地区。清水地区东营组构造简单,整体呈西高东低的构造背景,一组东西向南掉断层将该区分为多个断阶,难以形成具有断层遮挡的构造油气藏。但是该区东营组为河流相沉积,砂体多呈透镜体状分布,同时长期继承性发育的近东西向断层一直延伸到沙三段湖相泥岩中,成为了油气运移的良好通道,为东营组次生油气藏形成提供了必要的条件。钻探成果表明,东营组油气显示良好井段主要集中于东三段底部。通过对该砂层组进行沉积相分析,认为该区储集砂体整体由南向北呈条带状展布,主河道砂体砂层分布较厚,河流频繁迁移改道,截弯取直,形成多个砂岩透镜体,可以形成具有一定规模的砂岩透镜体油气藏。目前完钻的双217井东营组日产油109.29t,表明了清水洼陷东营组岩性油气藏的勘探具有较大潜力。3.4构造带地层内油气藏的研究西部凹陷经过多年的勘探,在基底太古界、中上元古界发现了较多类型的油气藏。依据基底形态,可分为西八千—欢喜岭潜山带、齐家—曙光潜山带、曙北—高升潜山带、兴隆台—马圈子潜山带、冷东—海外河潜山带、牛心坨潜山带等六个构造带,从现有的勘探成果分析,在高潜山(埋深不到1000m)、中潜山(埋深2000～3000m)、低潜山(埋深3300m以下)都发现了大量的古潜山油气藏,并且获得了良好的开发效果。表明高、中、低古潜山油气藏不存在一个统一的油水界面,只要具备良好的成藏条件都可能有油气藏的存在。下步勘探应重点集中在以下的几个有利区带。3.4.1火炬潜山带的油气运移特征兴隆台潜山是辽河油田最早发现的潜山油藏。兴隆台—马圈子潜山属于新生古储断块型双层结构的古潜山。沙三段、沙四段生油岩与潜山储层直接接触,是最有利于油气聚集的生储配置。不整合面和潜山面构成了油气运移的通道;在同生断裂的不均衡活动和潜山地貌的变化影响下,潜山储层与沙三段、沙四段生油岩直接接触。在潜山翼部形成了潜山储层与沙三段、沙四段生油岩直接接触,具有两个生油层系提供油气来源,油气主要来自更深层,这有可能是靠近深陷带的潜山多以天然气和凝析油藏为主;而在潜山主体,只有一个供油层系,即潜山储层与沙三段生油岩直接接触,其潜山主要体现为油藏的特征。因此,兴隆台—马圈子潜山带具有多向多方式和最近距离的油气运移优越条件。目前发现了兴隆台高潜山、兴隆台中潜山、马圈子潜山以及陈家潜山等一系列沿北东向展布的较大规模潜山和众多的潜山圈闭,具有较大的勘探领域。除了在兴隆台潜山主体实施了钻探,另外在低潜山也钻探了多口探井,均获得了成功,展示了这个地区低潜山勘探的巨大潜力。3.4.2储层条件分析该区临近陈家、盘山、清水生油洼陷,油源供给充足。构成该区古潜山储层的岩石类型主要为中上元古界碳酸盐岩,储集体孔、洞、裂缝比较发育,形成了良好的储层条件。该区古潜山圈闭类型主要有翘倾断块型古潜山圈闭和内幕地层圈闭两种,翘倾断块型古潜山圈闭为反掉正断层控制的翘倾断块,是该区古潜山的主要圈闭类型之一;内幕地层圈闭主要分布在曙光地区,该区元古界地层发育有大量的板岩条带,在地层产状较陡时形成上倾方向受板岩地层遮挡的圈闭类型,其存在的规模可能较大。表明了该区古潜山勘探具有较大的勘探