辽河坳陷深层油气成藏主控因素分析

王群一

(中国石油辽河油田分公司 勘探开发研究院，辽宁 盘锦 124010)

辽河探区作为我国的主要含油气区，在近五十年的勘探中，历经了由古近系砂岩油气藏到基底潜山油气藏，由背斜、断块等构造油气藏到地层、岩性油气藏，由凸起到凹陷，由陆地到滩海的多期、多层次、多目标勘探，中浅层已成为高成熟区。陆上探明储量集中于3500m以上的中浅层，深层探明储量占比很低。

辽河探区深层作为目前乃至今后一定时期内的重点勘探领域，具有十分优越的地质条件：沙河街组三、四段生油岩分布广泛，演化程度适中，主要处于液态窗内：而沙河街组的扇三角洲砂体、浊积扇砂体、各种成因类型的火山岩体及前古近系的潜山储层为油气的聚集、成藏提供了良好的储集条件；
早期多种类型圈闭为各期油气运移提供了良好的聚集和保存条件。已先后在曙光低潜山，清东陡坡带获较高产工业油气流，并探明了一定规模的地质储量，证实了辽河深层具有良好的勘探前景。

辽河坳陷古近系具有多层次、多旋回的沉积特征，储层分布范围较广，烃源岩具有较强的生烃能力，同时也是优质的区域盖层。深层油气主要分为新生古储和自生自储两类成油组合[1-2]。

1.1 新生古储成油组合

新生古储成油组合是古近系烃源岩分布在潜山顶面或周边，烃源岩生成的油气通过断层运移至潜山储层中，而烃源岩又可以做为优质的盖层，形成新生古储的成油组合。

1.2 自生自储成油组合

自生自储成油组合是在构造活动和沉积作用下，大部分层段砂泥岩具有很好的分异性，岩性段内部形成的生储盖组合。

1.2.1 沙四段组合

沙四上段是在水进过程中的沉积，发育厚层暗色泥岩，其上、下部是夹油页岩、泥灰岩、钙质页岩等特殊岩性的生油泥岩，中部有大面积的扇三角洲岩体插入其间，在欢喜岭—曙光地区的砂层集中发育段，成为良好的储油层，因而形成了杜家台油层的自生自储成油组合。

1.2.2 沙三段组合

沙三段是地壳快速深陷、水进不断扩大过程中的沉积。在深水环境中发育了巨厚的最优良的烃源岩。同时，浊积砂体广泛发育，各种浊积砂体可以直达湖盆中心，造成更为广泛分布的储层条件，它们插入烃源岩之中，形成众多的自生自储成油组合。如莲花、大凌河、热河台等油层的成油组合。

1.2.3 沙一、二段组合

沙二段沉积时期是新旋回开始。在水进过程中，湖盆两侧发育扇三角洲砂体，沙一时期是由进一步水进到水退的过程，在扇三角洲发育的同时，沉积了较厚的泥岩。在纵向上，相对集中的砂岩发育段与泥岩段互层，自下而上形成了兴隆台油层、黄金带、于楼油层的成油组合。其中兴隆台油层除沙一、二段本身有烃源岩外，还有下伏的沙三段烃源岩，并以沙一段泥岩作盖层，构成区域性的生储盖组合。因此兴隆台油层的成油组合是古近系十分重要的成油组合。

深层油气的概念限定了油气范围主要局限在盆地深陷带的主体及周边。辽河坳陷纵向勘探层系主要包括古近系沙河街组一段——四段含油气层系及其覆盖下的前古近系潜山；
平面勘探区主要包含斜坡低断阶、中央断裂构造带、洼陷带及陡坡带几种类型的构造区带。不同沉积凹陷之间以及同一凹陷的不同构造区带，深层油气成藏的地质条件不同，因而油气分布及富集程度具有较大差异。探讨这种差异性对预测各凹陷、各区带深层勘探潜力，优选有利勘探目标，指导进一步勘探十分重要[3]。

2.1 主力生油洼陷的分布和资源丰度分别控制深层油气的分布和富集程度

在我国陆相断陷盆地中，“源控论”已被大多数石油地质家和勘探工作者所接受。即油气主要富集于主力生烃洼陷周边。辽河坳陷内的主力生油洼陷是受控盆主干断裂活动控制的长期持续发育的深洼陷，如西部凹陷中、南部的陈家洼陷、清水—鸳鸯沟洼陷，东部凹陷北部的牛居—长滩洼陷等。在新生代裂谷扩张期，这些洼陷持续沉降，处于半深湖—深湖沉积环境，烃源层分布广泛，沉积巨厚，尤其主成盆期发育的沙三、四段烃源岩，有机质丰度高，母质类型好，且位于3500m以下的深层区内，正处于成熟～高成熟演化阶段，生烃能力强，是深层的主力烃源岩层。受洼陷周边深层聚油区的构造、沉积条件限制，油气主要围绕生油中心分布。亦即，主力生烃洼陷的展布决定了油气富集区的展布；
与其直接毗邻的正向构造带和延伸到生油洼陷中的各类砂砾岩体是油气优先聚集的主要场所。而油气的富集程度主要取决于生油洼陷的资源丰度。

如西部凹陷中南部存在两个主力生油洼陷—盘山—陈家洼陷和清水—鸳鸯沟洼陷。其沉积演化特点决定了这两个洼陷也是盆地内生烃强度最大，油气资源丰度最高的两个洼陷。受这两个主力生油洼陷所控制，西部凹陷中南部地区油气资源也最为富集，虽然目前西部凹陷中、南部深层勘探程度还很低，但从中浅层勘探成果和深层已发现油气藏的含油规模分析，主力生油洼陷的资源丰度必然影响、控制着深层聚油区的油气富集程度。

2.2 主力生油层系控制了深层主要富油气层位

深层区内的主力烃源岩为裂谷主要成盆期发育的沙三、四段烃源岩，根据已发现油气藏的生、储、盖组合特征，以“自生自储”和“新生古储”聚油方式为主，由于晚期切割深层构造的断裂较少，深层烃源岩生成的油气很难发生穿层位垂向运移，因此，深层油气主要富集于主力烃源岩层上、下的储集体内。如已发现的曙光低潜山油藏，油源主要为上覆沙四段烃源岩层，在陈家洼陷和驾掌寺洼陷中则发现了具有一定规模的沙三段自生自储油气藏。

2.3 储集体的规模和质量是深层油气富集的关键

深层区内，发育有包括前古近系潜山和下古近系砂砾岩体在内的多种类型储集体，不同岩性、不同成因类型的储集体，储集性能不同，储油气能力也有很大的差异。勘探实践证实，对于下古近系深层的砂岩储层而言，储层特征和储层规模是深层油气富集的重要因素，大面积连续分布的优质储层是形成岩性圈闭和构造—岩性圈闭的关键因素。在深层区受强烈成岩作用影响，砂岩储层的储油物性一般较中浅层明显变差。但在有利沉积相带的特定的沉积埋藏条件下，深部储层仍可保持较大储集空间[4]。根据沉积条件分析，盆地深陷期形成的湖底扇砂体是深层油气聚集的主要储集体。尤其中扇亚相砂体，不但具有一定的沉积厚度和展布范围，而且经过了较长距离的搬运，砂泥岩分异性变好，具有保持较大储集空间的原始沉积条件。此外，在深陷期欠补偿沉积条件下，巨厚的砂泥岩互层沉积是深层形成异常高压带的必要地质条件，盆地模拟研究和钻探已经证实，辽河坳陷各洼陷深层区存在着异常高压发育带，压力系数可达1.3以上，这不但有利于原生孔隙的保存，而且在高压背景下，配以粘土矿物转化、烃类进入和裂解等地质作用，也有利于次生孔隙的发育，如牛深2井4200m以下的孔隙度仍可达11%，其储集物性大大高于正常演化趋势值，具有较好的开发效果。

2.4 早期、长期继承性发育的中央断裂构造带是油气富集的主体

根据生烃洼陷控制油气富集区展布的规律，邻近生油洼陷展布的复式圈闭带最有利于复式油气聚集带的形成。由于各复式圈闭带圈闭组合类型和构造演化特点不同，油气藏分布格局及油气富集程度差异较大。其中，早期、长期继承性发育的中央断裂构造带最有利于油气富集。主要由于该类型复式圈闭带圈闭类型多样，既存在前古近系的基底古隆起，又发育大型的披覆背斜构造，在构造侧翼，往往形成构造岩性圈闭和岩性圈闭；
同时，由于多期次断裂切割的改造，构造带主体部位还可形成断背斜、断块、断鼻等多种类型构造圈闭，该类型复式圈闭带空间展布规模大，整体圈闭形态完整。受基底断块山存在的控制，该类型复式圈闭带长期、继承性发育，各类圈闭形成较早，可接受各时期运移来的油气。处于洼中隆起的构造位置，四周为生油岩所包围，油气源十分充足。发育扇三角洲前缘亚相和湖底扇中扇亚相等有利储集体，具有油气富集高产的重要储集条件[5-6]。

辽河坳陷发育大面积、多层系的烃源岩、多种类型的储集层，多类型的圈闭展布在凹陷的各个部位，并有良好的封盖条件，油气资源丰富，具有“满凹含油”的特点。但是，在多期断裂活动的作用下，辽河坳陷构造复杂，构造破碎、断层多、断块小，这就决定了油藏分布具有复杂特征，主要表现在以下两个方面。

3.1 纵向分布特征

目前，自下而上已在太古宇、元古宇、古生界、中生界、古近系和新近系地层中发现11套含油气层系。但纵向上油气分布存在不均一性，已发现油气主要分布在古近系地层中，其次分布在太古宇、东营组、元古界和馆陶组地层中，馆陶组、中生界和房身泡地层中分布较少。

3.2 油气平面分布特征

3.2.1 主要含油气层系具有迁移性

随沉降中心迁移，优质源岩分布区有规律迁移，导致凹陷不同部位主力含油气层位不同。西部凹陷从北到南含油层系越来越新，北部主要为沙三段、沙四段油气藏，南部则以沙二段和沙三段油藏为主，东营组和沙一段也获得了工业油气流。大民屯凹陷含油层系向西向南逐渐变新，东部主要为沙三段油气藏，西部主要为沙四段油气藏。东部凹陷沉降中心迁移不明显，油气分布主要受断层控制，油气主要分布在东营组、沙一二段及沙三段地层中。

3.2.2 围绕生油洼陷呈环带状分布

已发现的深层油气藏在平面上围绕生油洼陷呈环带状分布。缓坡带多数是断块油气藏和滚动背斜、超覆披覆背斜油气藏为主，部分发育岩性油气藏和断鼻、地层超覆油气藏；
陡坡带以断阶型断块油气藏为主，含少数逆冲断裂褶皱背斜油气藏和滚动背斜油气藏；
凹陷中心则是断块油气藏和同生背斜油气藏，以及岩性油气藏和潜山油气藏等[7]。

3.2.3 从凸起到洼陷油气藏呈阶梯状分布

由于稠油油藏、凝析气藏的分布受构造埋深影响较大，稠油油藏一般分在比较浅的部位，而凝析气藏分布在比较深的部位，因此，自斜坡区边缘向凹陷区，稠油油藏、稀油油藏、凝析气(油)藏依次呈阶梯状分布。

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