陡坡带油气藏构造特征与油气聚集规律——以渤海油田旅大6构造为例

张 友，杨 波，黄晓波，彭靖松，王飞龙

陡坡带油气藏构造特征与油气聚集规律
——以渤海油田旅大6构造为例

张 友，杨 波，黄晓波，彭靖松，王飞龙

（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海油田勘探开发研究院，天津 300452）

旅大6构造是渤海海域新近发现的一个中型油田。该构造位于辽东低凸起中南段陡坡带，为层状构造油气藏，垂向上多层系含油，形成典型的“阶梯式”陡坡带复式油气藏。走滑作用对构造形成、储层发育、断层封堵、油气运移都有重要的作用。构造转折端对沉积卸载形成优质储层具有重要作用，奠定了旅大6构造是辽东低凸起中南段有利成藏区的物质基础；辽中一号断层与区域走滑断层同向，具有走滑压扭性质是控圈断层侧封的关键。南北区块以及东二下段、东三段油气丰度迥异，伸展断层的运移能力和控圈断层的封堵能力共同决定了旅大6构造南区东二下段油气的差异富集成藏。

渤海油田；陡坡带油气藏；郯庐断裂；走滑作用；伸展断层；油气运移；差异聚集

渤海海域在经历近十年的高效勘探之后，其中多个凹陷已被勘探实践证实为富烃凹陷。在围绕富烃凹陷寻找大中型油气田的海上勘探实践中，发现了诸多大油田。尽管各凹陷烃源丰富，但各个构造、区块的储量迥异，油气的差异运移聚集与成藏过程显得尤为复杂，这也造成了在有些区块的勘探经历了很多失利与反复。位于辽东湾地区的旅大6构造即为典型代表，该构造地质条件复杂，多层系含油，但各层系、区块油气富集丰度差异很大，前后历经多轮次勘探评价，早期以高部位东三段为目的层，发现油气规模不大，后在低部位东二下段获得突破，主要储量集中于南部区块东二下段。对该构造特征及成藏规律的解剖对于指导海上油气勘探具有重要的现实意义。

1 区域地质概况

渤海海域为渤海湾盆地一部分，属于新生代陆内裂谷盆地，经历古近纪裂陷期和新近纪拗陷期两个主要阶段[1]。古近纪裂陷期控盆断层发育，沉积样式多表现为箕状充填，半地堑断陷发育，沉积了孔店组、沙河街组、东营组；拗陷期为裂后热沉降期，主要沉积馆陶组和明化镇组，凹陷与凸起之上均沉积地层，分布范围广。

辽东湾坳陷位于渤海东北部海域，海域面积约1.8×104km2，可划分为“三凹二凸”5个次级构造单元，自西向东分别是辽西凹陷、辽西凸起、辽中凹陷、辽东凸起和辽东凹陷，形状为狭长条带状，走向均为北北东向（图1）。其中辽中凹陷已被证实为富烃凹陷。辽东湾坳陷新生代地层与整个渤海海域地层发育同步，具有典型裂陷盆地层序结构特征。

图1 旅大6构造区域位置示意图

2 油田勘探发现简史及基本石油地质特征

旅大6构造位于渤海辽东湾海域中南部、辽中凹陷东陡坡带。该构造处于郯庐断裂带内，整体为依附于辽中一号走滑断层形成的半背斜构造，油源主要来自邻近辽中凹陷沙三段的烃源岩层。

旅大6构造地质条件复杂，前后历经八年多轮次勘探评价研究，过程曲折。早期以高部位东三段为目的层，发现规模不大，后经重新认识，明确本区为陡坡带阶梯式油气成藏富集规律，提出东二下段是本构造新的主力勘探层系，后钻探4/5/6/7井（图2），在东二下段获得突破，之后带动了整个辽东低凸起中南段的勘探新局面新认识。4井含油气层位主要集中在东二下段和东三段，测井解释油层40.3 m（共18层）。5井含油气层位分布较广，包括馆陶组、东二上段、东二下段和东三段，测井解释油层162.2 m（共33层）、气层0.7 m（1层）。6井测井解释油层77 m（共17层）、气层2.2 m（共2层）。7井测井解释油层44.8 m（共13层）。旅大6构造三级石油地质储量为5 200× 104t，为中型整装油气田。

图2 旅大6构造井位简图

旅大6构造位于辽东低凸起倾没端陡坡带，钻井揭示本区古近系主要发育东营组东三段、东二下段（厚度300 ～ 700 m）、东二上段（厚度50～ 100 m），缺失东一段，地震资料推测局部可能存在薄层沙河街组；新近系发育馆陶组、明化镇组。由于研究区西侧为辽西低凸起，东侧以胶辽隆起为界，而辽西低凸起因存在古近系不能作为辽中凹陷有效物源区，所以长期发育的胶辽隆起是辽中凹陷的主要物源区。已钻井表明本区东营组为辫状河三角洲前缘亚相沉积环境，储层砂地比均在45% ～ 75%左右，储层发育，并发育一定厚度的泥岩盖层，具有较好的储盖组合；馆陶组同为辫状河三角洲沉积，储层发育。

3 走滑断层活动对圈闭的控制

郯庐断裂是中国东部最重要的一条大断裂，研究表明该断裂带不但控制了渤海东部地区的盆地演化，也控制了盆内烃源岩、储集层、盖层和圈闭的分布[2-3]。旅大6构造正是处于郯庐断裂带区域范围内，整体可看做依附于辽中一号走滑大断层形成的半背斜构造。东营组沉积之前，构造区基本未沉积地层（或局部接受沉积）；东营组沉积时期，辽中凹陷地层超覆在凸起之上，该区受走滑断层右行压扭作用而与辽东凸起一起持续抬升，构造格局在此时期开始形成。古近纪末期区域应力场表现为东西向挤压，全区抬升剥蚀，导致缺失古近系东一段，此时期为构造稳定成型阶段。新近纪区域整体由断陷发育阶段进入坳陷发育阶段，新近系广泛发育。

从地震剖面特征来看，辽中一号断层在本区表现为高角度西北倾向的正断层，该断层长期发育，为辽中凹陷控凹断层，并没有表现明显的直立走滑断层特征，但从区域构造来看，其走向为北东走向，与区域走滑断层走向一致，且其派生断层表现出明显的北东东向雁列式组合（图3），表明其受右旋走滑应力场作用的影响。北东向和近东西向调节断层将其构造复杂化并形成南北两个区块，由于处于走滑断裂转折端位置，南北区块调节断层的发育丰度及活动时间有较大差异，南区调节断层相对较发育。

4 成藏规律的新认识

4.1成藏特征

旅大6构造为层状构造油气藏，垂向上多层系含油，且东营组高部位含油丰度高。辽东低凸起倾没端陡坡带在旅大6构造形成呈阶梯式分布、具有多层系含油的复式构造区油气藏（图4），这一成藏规律与其所处的区域位置及郯庐断裂带关系密不可分[4]。构造紧邻辽中凹陷，烃源丰富；与北侧金县1油田、南侧旅大12含油构造同样位于辽东走滑带中段转换带，储层发育，为成藏有利区带。旅大6构造含油层系多：馆陶组、东营组东二上段、东二下段、东三段四个层系均发现油层 ；每一层只要有圈闭、储层和运移断层都能成藏，具有贯穿式成藏的特征。

图3 旅大6构造方差数据切片

图4 旅大6构造东西向地质剖面图

通过4井包裹体分析表明发育一个期次的油气包裹体，成藏期大约为3.5 Ma至今，虽与邻近的金县1油田两期成藏不同，但主成藏期接近[5]，都是新构造运动构造格局控制下的晚期成藏[6]。

受邻区研究认识及高部位东二段面积小等构造特征所限，早期勘探以东三段为目的层，东二段位于油水界面之外，油气显示差，没有好的勘探效果，后改变勘探方向以东二段为目的层，最终证实辽东陡坡带高部位单个油藏油柱高度在150～ 250 m之间。高陡带油气成藏呈现晚期、快速运移的特征，圈闭范围之外基本无任何油气显示，其特征与常规构造差异显著，受制于海上勘探对于发现和规模的多重要求，认识其内在规律很有意义。

4.2走滑作用对成藏的影响

走滑作用对渤海湾盆地成藏影响巨大，不仅控制了圈闭形成，对于储层发育及运移、聚集和保存都有重要的影响[7-9]。辽东凸起东南段围区古近系储层欠发育的背景下，旅大6构造东营组储层发育，是因为旅大6构造位于辽东低凸起局部倾没端、走滑构造转折端。受走滑应力场控制，来自胶辽隆起的物源经古复州水系携至凸起西侧陡坡带极易形成富砂沉积体，邻区研究及钻井均证实这一观点[10-11]。

走滑作用对圈闭的影响还表现在其所处走滑构造系统的位置上，辽东湾北部地区勘探实践表明，走滑断层分段形态代表不同的挤压增强及压力释放环境，走滑增弯段的挤压背景有利于油气的聚集和保存[12-13]。从图5可以看出旅大6构造和金县 1油田同属挤压增强背景。研究区辽中1号断层与派生断层其应力环境不同，对油气的运移起到的作用迥异，却共同对油气的运移聚集起到了关键的作用。黄河口凹陷勘探表明，走滑挤压性质断层不利于油气的输导，而易于起到侧向封堵油气的作用[14]，旅大6构造关键控圈断层辽中一号断层为高陡断层，断层封堵性是成藏的重要因素，正是由于该断层具有主走滑应力场性质，对圈闭的整体侧封非常重要；另一方面，数量众多的北东东向伸展断层多为开启性质，与深层沙河街组油源及广泛分布的东营组储层贯通，储层与断层形成“ T 型” 油气输导体系，有利于油气从凹陷中心台阶式运移到高部位构造带，形成油气富集。

4.3油气差异聚集规律

旅大6构造在辽东低凸起陡坡带聚集成藏，是由其走滑应力场控制下的优越构造背景所决定的，是前文所述的诸多石油地质条件综合作用的结果。虽然同样处于油气运移有利区带，受储层、盖层、运移断层等多重因素影响，油气在辽东湾南侧的黄河口凹陷差异聚集特征显著[15-16]。旅大6南北区块油气丰度差异很大。地球化学分析表明油气运移方向沿垂直构造走向近距离向凸起区运移，但从区域上来看北区源岩厚度更大，烃源岩成熟度更高，生烃量更大，但勘探证实的却是相反的结果，南区油层厚度最大达160 m，北区仅为40 m，储量分布规律亦如此（图6）。

图5 旅大6构造区域走滑断层走向

图6 旅大6构造南北区块储量对比

控制旅大6构造油气富集强度的关键因素是伸展断层活动强度，南区新近系断层持续活动且数量多，利于油气从凹陷向边缘运移，虽然凹陷埋深浅仍能富集大量油气，北区伸展断层新近系多停止活动。从层位来看，东二下段是主要的储量贡献层位，主要和断层的封堵能力有关。辽中一号断层是控圈断层，具有走滑应力场性质，其在东三段相对更陡，而东二下段相对平缓，断层封堵能力东二下段更为优越，且边界断层东三段断裂带比东二下段更为发育；从微观上看，东三段诱导裂缝带也比东二下段更为发育，因此东三段保存条件相对于东二段要差。伸展断层的运移能力和控圈断层的封堵能力共同决定了旅大6构造南区东二下段油气的富集成藏。

5 结论

（1）走滑应力场控制下的构造背景决定了旅大6构造储层发育、保存条件优越并形成油气富集。

（2）旅大6构造为阶梯式分布层状构造油气藏，垂向上多层系含油，且东营组高部位含油丰度高，形成复式高陡带油气藏成藏模式，晚期快速成藏导致钻井过程中油气显示差。

（3）旅大6构造处于构造转换带位置，来自古复州水系的辨状河三角洲易形成东营组优质储层。辽中1号断层具有主走滑应力场性质，控制了圈闭的形成且对圈闭起到了良好的封堵作用，走滑派生断层性质的伸展断层起运移通道作用，与东营组储集体形成好的油气输导体系。

（4）旅大6构造南北区块以及东二下段、东三段油气丰度迥异，伸展断层的运移能力和控圈断层的封堵能力共同决定了构造南区东二下段油气的富集成藏。

[1] 黄雷，周心怀，刘池洋，等．渤海海域新生代盆地演化的重要转折期——证据及区域动力学分析[J]．中国科学：地球科学，2012，42（6）：893-904．

[2] 夏庆龙，田立新，周心怀，等．渤海海域构造形成演化与变形机制[M]．北京：石油工业出版社，2012．

[3] Grimmer J C, Jonckheere R, Enkelmann E, et al. Cretaceous-Cenozoic history of the southern Tan-Lu fault zone: apatite fission-track and structural constraints from the Dabie Shan (eastern China)[J]. Tectonophysics, 2002, 359: 225-253.

[4] 邓津辉，黄晓波，李慧勇，等．辽东湾海域JZ25地区流体包裹体与油气运移[J]．石油与天然气地质，2009，30（4）：420-425．

[5] 强昆生，吕修祥，周心怀，等．渤海辽东湾坳陷JX1-1反转构造与油气成藏史[J]．矿物岩石，2012，32（4）：31-40．

[6] 郭永华，周心怀，凌艳玺，等．渤海海域蓬莱19-3油田油气成藏特征新认识[J]．石油与天然气地质，2011，32（3）：327-332．

[7] 邓津辉，周心怀，魏刚，等．郯庐走滑断裂带活动特征与油气成藏的关系[J]．石油与天然气地质，2008，29（1）：102-106．

[8] 黄晓波，徐长贵，周心怀，等．断层侧向封堵分析在辽东湾海域油气勘探中的应用[J]．断块油气田，2011，18（6）：740-742．

[9] 吕优良，汤达祯，罗春树，等．塔北隆起轮东斜坡带走滑断层特征及其石油地质意义[J]．大庆石油地质与开发，2013，32（1）：22-26．

[10] 邓津辉，徐长贵，周心怀．走滑断层转换带砂体发育特征与油气富集规律[J]．大庆石油地质与开发，2010，29（5）：18-23．

[11] 刘志刚，杜晓峰，王清斌，等．渤海海域旅大21-A构造沙四段储集层特征及控制因素[J]．海洋石油，2012，32（2）：26-29．

[12] 徐长贵．以地质认识创新为主导的海上油区二次勘探实践与成效——以辽东湾北部地区为例[J]．中国海上油气，2012，24（增刊1）：1-5．

[13] 刘志刚，宋章强， 郭涛，等．渤海海域盆内低凸起周边近源砂体形成条件及预测方法——以辽东湾JZ-A构造区沙一、二段为例[J]．海洋石油，2011，31（1）：22-27．

[14] 邓运华，王应斌．黄河口凹陷浅层油气成藏模式的新认识及勘探效果[J]．中国石油勘探，2012，17（1）：25-29．

[15] 王应斌，薛永安，张友，等．油气差异聚集原理应用效果分析——以黄河口凹陷为例[J]．海洋石油，2010，30（4）：20-25．

[16] 王应斌．油气运移足迹的表象及意义[J]．海洋石油，2012，32（1）：23-27．

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

国家科技重大专项“渤海海域大中型油气田地质特征”（2011ZX05023-006-002）。

2014-01-06；改回日期：2014-02-28

张友，男，1980年生，工程师，硕士，构造地质学专业，从事综合石油地质研究工作。E-mail：geotime@163.com。