辽中凹陷中洼高陡走滑带油气富集新模式*

张如才 徐长贵 吴 奎 黄晓波 彭靖淞

（中海石油（中国）有限公司天津分公司）

辽中凹陷中洼高陡走滑带油气富集新模式*

张如才 徐长贵 吴 奎 黄晓波 彭靖淞

（中海石油（中国）有限公司天津分公司）

辽中凹陷中洼高陡走滑带是多期、多种应力方式作用下形成的复杂断裂构造带，控制了辫状河三角洲、扇三角洲等多种沉积体系，发育了水下分流河道、水下分流河道间、河口坝、远砂坝和浊积席状砂等多类型的砂体。该高陡走滑带呈现一种“阶梯贯穿式”油气富集新模式，具有以下3大特征：一是油气呈阶梯式分布，具有多层系含油的复式成藏特征；二是单个油藏油柱高为150～200 m，油水界面之外油气显示差，显示高陡走滑带油气快速运移的特征；三是“走滑增弯圈闭-活动调节断层-富砂沉积体系”三元耦合控制高陡走滑带的油气富集。辽中凹陷中洼高陡走滑带油气富集新模式的建立对围区及相似地区的油气勘探具有重要的指导与借鉴意义。

辽中凹陷中洼；高陡走滑带；油气富集；阶梯贯穿式；复式成藏；快速运移；三元耦合

近10多年来，渤海油田在渤中、秦南、莱州湾、辽西和辽中等多个凹陷陡坡带的勘探取得了重要发现和进展［1-7］，其中辽中凹陷中洼东陡坡带旅大6-2构造历经8年勘探，在东营组三段（以下简称东三段）勘探面临困境的情况下，重新认识该区的油气成藏富集规律，并借鉴构造北侧同一构造带上金县1-1油田开发井的成功经验，创新认识到东营组二段下亚段（以下简称东二下段）是旅大6-2构造的新主力勘探层系，并于2012年钻探得以证实。本文正是以辽中凹陷中洼东侧走滑断层控制的断裂陡坡带为研究对象（重点包括旅大6-2构造和金县1-1油田），选择东营组二段（以下简称东二段）—沙河街组二段（以下简称沙二段）为研究目的层，在对油气成藏条件及成藏规律深入研究的基础上，总结出了该区高陡走滑带油气富集的新模式，对围区及相似地区的油气勘探具有重要的指导与借鉴意义。位于辽中凹陷中部，是由被郯庐走滑断裂的浅层分支断层和伴生的羽状断层共同控制的一系列断块组成，被辽中一号走滑断裂的主断裂分为东西2盘。旅大6-2构造整体为受辽中一号大断层控制，且被次级断层复杂化的高陡半背斜构造，受辽中一号大断层右旋走滑扭动作用的影响而发育近东西向伴生断层（图1）。这2个构造都获得了很好的油气发现，油气规模合计超亿吨。

1 地质概况

辽中凹陷位于渤海北部海域，南北分别与渤中凹陷和辽河东部凹陷接壤，东西受辽东和辽西凸起夹持，呈现“两凸夹一凹”的构造格局。辽中凹陷中洼东陡坡带主要受辽中一号走滑大断层控制，发育有金县1-1和旅大6-2两个构造，其中金县1-1构造

图1 研究区构造位置示意图

2 高陡走滑带成藏条件分析

2.1 油源特征

辽中凹陷主要发育沙三段、沙一段和东三段等3个主力烃源岩层段。以金县1-1油田为例，分别将金县1-1构造东西2盘的原油与邻近的锦州32-4构造的原油进行对比分析。从对比结果来看（图2、3），上述原油可以分为2类：第1类原油包括金县1-1构造东盘、锦州32-4构造和部分金县1-1构造西盘的原油，具有低伽马蜡烷指数（＜0.15）、低ETR［（C28＋C29）／（C28＋C29＋Ts）］参数（＜0.35）、中高4-甲基甾烷指数、中高藿烷／甾烷参数的生物标志化合物组合特征，与沙三段烃源岩的生物标志化合物组合特征非常吻合，故第1类原油来源于沙三段烃源岩；第2类原油主要为金县1-1构造西盘的原油，与第1类原油相比具有较高的伽马蜡烷指数和ETR参数，较低的4-甲基甾烷指数和藿烷／甾烷参数，表现出沙三段和沙一段混源的生物标志化合物组合特征，故第2类原油除来源于沙三段烃源岩外，沙一段烃源岩也有贡献。

2.2 储盖组合特征

根据区域沉积相研究成果，结合岩心、井壁取心、岩屑和测井资料分析，认为本区物源主要来自东部的复州水系。东二下段及东三段上部地层主要发育来自东侧胶辽隆起物源的三角洲和辫状河三角洲沉积，辫状河三角洲前缘砂体在研究主体区稳定分布，是有利的储集层（图4）。以旅大6-2含油气构造为例，东二下段及东三段薄层湖相泥岩可形成局部理想盖层，与下伏辫状河三角洲前缘砂体构成了理想的储盖组合。从储层物性来看，东二下段以高孔、高渗为主，实测平均孔隙度为32.6%，平均渗透率为1709.2 mD；东三段以中孔、中渗为主，实测平均孔隙度为25.1%，平均渗透率为246.0 mD；沙一、二段以中孔、中低渗为主，实测平均孔隙度20%，平均渗透率90 mD。

图2 金县1-1油田原油4-甲基甾烷／∑C29甾烷与伽马蜡烷／αβC30藿烷参数油源对比图

图4 辽中凹陷中段东二下段沉积体系平面图

图3 金县1-1油田原油藿烷／甾烷与ETR参数油源对比图

2.3 油气输导体系

研究区位于辽中凹陷中洼高陡走滑带上，紧邻辽中凹陷，是油气运移的有利指向区。原油主要分布在东营组，少量分布在沙河街组，油源对比证明原油主要来源于沙三段和沙一段烃源岩。辽中凹陷中洼陡坡带经历了多期构造运动，油气输导体系特别发育，断裂和连通砂体等共同构成网络状油气运移通道。该区断层十分发育，主要发育走滑主断裂、走滑分支断裂和与走滑断层伴生的羽状断层，这些断层与本区广泛发育的三角洲前缘砂体共同组成了阶梯状油气输导体系，为旅大6-2和金县1-1构造提供了良好的油气运移通道。具体来说，本区走滑主断裂走向NNE，主要发育在较深层，它沟通了深部烃源岩，是该区重要的油源断层，沙三段和沙一段烃源岩生成的原油可通过走滑主断裂向上运移，再沿走滑分支断裂和输导性砂体分别继续向上做垂向和横向运移，并在合适的圈闭中聚集成藏。

3 高陡走滑带油气富集新模式

对于陡坡带的油气成藏模式，有很多学者进行了总结［8-10］。辽中凹陷中洼高陡走滑带已发现油气藏的分布特征及规律表现为只要有圈闭、储层和运移断层油气就能成藏的特征，呈现一种“阶梯贯穿式”油气富集新模式（图5），即“油气富集几乎贯穿东营组三段至馆陶组，具有多含油层系、多油水系统，且各油藏高点彼此叠合性差，主要依附走滑断层呈现阶梯式抬升”。该模式具有以下3大特征：一是油气呈阶梯式分布，具有多层系含油的复式成藏特征；二是单个油藏油柱高150～200 m，油水界面之外油气显示差，呈现出高陡带油气快速运移的特征；三是“走滑增弯段控制的圈闭-活动性调节断层-富砂沉积体系”三元耦合控制高陡走滑带的油气富集。

图5 辽中凹陷中洼高陡走滑带“阶梯贯穿式”油气富集模式图（剖面位置见图1）

3.1 油气呈阶梯式分布，具有多层系含油复式成藏特征

勘探成果表明，辽中凹陷中洼高陡走滑带含油层系多，自下向上包括馆陶组、东二上段、东二下段、东三段、沙一段和沙二段等，各含油层系高点叠合性较差，沿主走滑断层呈阶梯式分布，可见断层在油气运移和聚集中起主导作用。该构造带储层埋深为1000～3000 m，从原油性质分析结果来看，纵向上地面流体性质、地层原油性质随着油藏埋深增加而变好：东二下段地面原油为重质油，地面原油密度为0.953～0.995 g／cm3，粘度为382.80～5320.00 mPa·s；东三段原油为中—重质油，不同断块原油性质略有差异，整体具有密度中等—大，粘度中等的特点，地面原油密度为0.878～0.922 g／cm3，原油粘度为35.16～64.92 mPa·s；沙一、二段原油性质相对较好，为中轻质原油，地面原油密度为0.838～0.912 g／cm3，原油粘度为4.45～52.43 mPa·s。

3.2 单个油藏油柱高150～200m，油气呈现晚期快速运移成藏特征

从旅大6-2构造和金县1-1油田以及处于同一构造带的葵东油田的实际勘探结果来看，陡坡带具有主力成藏层系集中在东二下段、油藏丰度为（830～1200）×104t／km2、测试日产油最高达100 t以上等共同特征。旅大6-2构造多口评价井的钻探结果表明：在同一油藏系统中，高部位是油层，中间是油水同层，而低部位是水层，油层仅仅集中在高部位有限的面积范围内；单个油藏的充满度为150～200 m，油水界面之外油气显示差，呈现出高陡带油气快速运移的特征。

研究区油气运移特征的分析结果表明，金县1-1油田储层发育一期烃类包裹体，主要发育在石英颗粒内裂纹中，呈浅黄色荧光，显示烃类具有较高的成熟度。JX1-1-A井2745 m砂岩样品的包裹体均一温度为105～125℃，明显高于现今温度（图6）。该区构造演化分析表明，东营组沉积之后并未发生明显的地层反转和抬升，油气包裹体均一温度普遍高于储层采样点的现今温度，这是因为油气主要来自于比储层埋深更深的烃源区，而且油气的运聚过程受构造运动或断裂活动的影响，以间歇式的热流体运移发生快速充注，大部分流体包裹体是在热流体温度未与当时的地层温度平衡时所形成，况且该区油气成藏较晚［11］，这种情况下利用均一温度所确定的成藏期次比实际成藏期次要晚，可认为是快速成藏的一种表现。尽管如此，这种现象仍然说明油气充注的时间较晚，属于晚期成藏。

此外，该油田含油层系较多，油层埋深差别也较大，埋深在1500 m以内的原油普遍遭受了一定的生物降解，原油样品中均检测出了25-降藿烷，原油性质较差，这可能与该油层段的保存条件不好有关。但是，埋深在1817～1850 m的原油样品分析中均未检测出25-降藿烷，且具有完整的正构烷烃序列，说明这些原油均未遭受生物降解，这可能与金县1-1油田原油以晚期充注为主有关。

图6 JX1-1-A井2745 m包裹体样品均一温度（a）与埋藏史及热史（b）对应图

3.3 “走滑增弯圈闭-活动调节断层-富砂沉积体系”三元耦合控制高陡走滑带的油气富集

3.3.1走滑增弯圈闭

辽中凹陷中洼高陡走滑带主要受辽中一号走滑大断裂控制，沿着该走滑大断裂研究区存在多处“S”形弯曲，而圈闭的形成往往受这些走滑增弯段的控制。物理模拟实验表明，走滑断层沿着断层走向弯曲时，会在弯曲部位产生收敛性的挤压区和离散型的拉张区（图7）。旅大6-2和金县1-1构造正好位于走滑增弯段的挤压区，其挤压背景对油气的聚集和保存非常有利（图8）。

图7 走滑断层弯曲物理模拟实验图

图8 旅大6-2和金县1-1构造东二段底面构造图

3.3.2活动调节断层

如前所述，研究区走滑大断裂主要沟通深部烃源岩，是重要的油源断层，但真正主导油气运聚的是与走滑伴生的调节断层，它对油气的运聚主要表现在2个方面：一是调节断层越发育，断层密度越大，油气运移越活跃，地质储量丰度也越大。以旅大6-2构造为例，该构造分为南北2块，从实际钻探结果来看，南块单井油层最厚达162 m，地质储量丰度约1000万m3／km2；北块单井油层最厚为76.2 m，地质储量丰度约500万m3／km2，这种含油气性的差异主要是源于南块调节断层更加发育。二是纵向上油气沿断层自下向上在多层系分布，而油气在浅层聚集所能到达的层位受控于断层向上发育所能到达的层位（图9）。

图9 过LD6-2-A井油藏剖面图

3.3.3富砂沉积体系

辽中凹陷中洼高陡走滑带发育来自东侧胶辽隆起物源的扇三角洲和辫状河三角洲沉积，总体上砂体较发育，但在平面上依然存在较大差异（图10），而储层的发育程度往往控制着油气的富集程度。旅大6-2构造位于东部复州水系的入水口，该部位钻探的LD6-2-A井砂体比较发育，其中东二下段砂岩百分含量高达85.4%，该井钻遇油层为162 m。同理，JX1-1-X井区砂体也较发育，因此钻遇油层也较厚。相比之下，该构造带往北Jz27-6S-X井区和Jz27-2-X井区东二下段砂岩百分含量分别仅为12.6%和4.5%，大大影响了油气的聚集程度。当然，油气富集成藏往往受多种因素控制，但由以上分析可知，富砂沉积体系对高陡带能否形成高丰度油气藏起着至关重要的作用。

图10 LD6-2-A—JX1-1-X—JZ27-6S-X—JZ27-2-X井连井对比图

4 结束语

辽中凹陷中洼高陡走滑带的勘探实践表明，断陷湖盆陡坡带往往具有近物源、沉积厚、相变快的特点，在实际勘探过程中井位应尽量部署在陡坡带的高部位，优先考虑调节断层和砂体较发育的区块，这样更有利于发现厚层油层。辽中凹陷中洼高陡走滑带“阶梯贯穿式”油气富集新模式的建立，不仅明确了研究区油气分布规律，深化了对陡坡带成藏模式的认识，而且必将推进处于同一构造带上的旅大12-1构造的勘探步伐（旅大12-1构造圈闭面积大，资源规模可观），从而使整个旅大6—旅大12构造带有望再形成一个超亿吨级的油田群。同时，该模式对于其他类似地区高陡走滑带的油气勘探也具有一定的借鉴意义。

致谢：在本文撰写过程中，得到了海洋油气勘探专家、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地质总师周心怀的指导和帮助，在此深表感谢。

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A new model of hydrocarbon accumulation along the highly steep strike-slip belt in Mid sag，Liaozhong depression

zhang Rucai Xu Changgui Wu Kui Huang Xiaobo Peng Jingsong
（Tianjin Branch of CNOOC Ltd.，Tianjin，300452）

As a complex faulted structure formed in multiple episodes and under various stress states in Mid sag，Liaozhong depression，the highly steep strike-slip belt was in control of multiple depositional systems such as braided river delta and fan delta，where many types of sandbodies developed，including underwater distributary channel，estuary barrier，distal bar and turbidite sheet．There is a new model of hydrocarbon accumulation，called“ladderlike penetration style”，along the highly steep strike-slip belt，which can be characterized by：（1）Ladderlike distribution of hydrocarbon has resulted in a kind of composite accumulation of multiple oil-bearing beds；（2）A single oil column thickness may be 150 to 200 m，and the hydrocarbon show is poor beyond the oil-water contact，indicating quick hydrocarbon migraion in the highly steep strike-slip belt；（3）The hydrocarbon enrichment is controlled by the three element coupling of“increasingly bendable traps due to strike slippingactive adjusted faults-depositional systems with high sand”．This new model of hydrocarbon accumulation may provide an important guide and reference for the hydrocarbon exploration in the surrounding and similar areas of the highly steep strike-slip belt，Mid sag，Liaozhong depression．

Mid sag in Liaozhong depression；highly steep strike-slip belt；hydrocarbon enrichment；ladderlike penetration style；composite accumulation；quick migration；three element couplin g

2013-03-19改回日期：2013-08-08

（编辑：周雯雯）

*国家科技重大专项“近海大中型油气田形成条件与分布（编号：2011z X05023-006）”资助。

张如才，男，工程师，2006年毕业于中国石油大学（北京）矿产普查与勘探专业，获硕士学位，主要从事石油地质与油气勘探研究工作。地址：天津市塘沽区闸北路609信箱（邮编：300452）。E-mail：zhangrc＠cnooc．com．cn。