2025, Vol. 37
2. 中南大学 地球科学与信息物理学院, 长沙 410083
2. School of Geosciences and Info-physics, Central South University, Changsha 410083, China
1995年美国地质调查局提出了“连续”油气聚集的概念[1-2]，将空间分布范围大、无清晰边界，且不依赖于水柱而存在的油气聚集定义为连续油气聚集，致密砂岩油气藏、盆地中心气、页岩气、煤层气和天然气水合物等属此类型。连续型油气聚集具有两大特征，一是由普遍由油或气充注的、巨大体积的岩石体构成，二是不依赖于油或气在水中的浮力而存在；其地质特征为主要分布于饱和水的岩石下倾方，缺乏明显的圈闭和盖层，油或气普遍性充注、分布范围广、基质渗透率低，压力异常（高或低），且多与源岩紧密联系；其生产特征通常是原地油气产量高，采收率低，缺乏真正意义上的干井，依赖于裂缝渗透率，常具有良好的生产特征[3-5]。常规油气聚集是因油或气在水中的浮力而在局部构造或地层圈闭中聚集，形成不连续分布的油气田或油气藏，是有形或显形圈闭，圈闭边界明确，而连续聚集是无形或隐形圈闭，常以大规模储集体形式出现，二者的本质区别在于圈闭界限是否明确、范围是否稳定、是否具有统一的油气水界面与压力系统[6]。有学者认为可以把整个聚集连片的储集体（致密砂岩、煤岩、泥页岩、冻土带等）内的油气视为单个大油气藏，如邹才能等[7]认为连续型油气藏的基本内涵是在大范围储集体系中油气连续分布的非常规圈闭油气藏，“连续型”强调油气分布连续或准连续，该类油气藏主要发育于非常规储集体系中，缺乏明显圈闭界限，无统一油气水界面和压力系统，含油气饱和度差异大，油、气、水常多相共存，与常规圈闭油气藏的形成机理、分布特征和技术方法等均有明显差异[7-8]。渤海湾盆地在连续型油气勘探领域的研究中成果丰硕[9]，辽河断陷也进行了连续型油气勘探的探索，并且在三级层序下开展了研究，在辽河坳陷西部凹陷雷家地区和大民屯凹陷取得了较好的成效[10-12]。
开鲁盆地辽河探区有陆东、陆西、奈曼、钱家店、张强、龙湾筒等6个凹陷，陆东凹陷的油气勘探始于1987年，进行了较为系统的区域地质调查，并开展了物化探及油气资源早期评价等工作，1991年完钻第一口井LC1井，该井钻遇厚层烃源岩及油气显示，证实了陆东凹陷具备油气成藏条件。1992—2004年在“高点控藏”理论指导下，以二维地震资料落实油气勘探，以构造圈闭为主，相继发现交力格、前河、广发等油田，但单块储量规模小，且原油流动性差，资源动用程度低。2004—2011年，随着构造圈闭的勘探结束，对开鲁盆地各凹陷油藏形成条件和分布规律进行了整体分析，认为围绕生烃中心，油气短距离运移、近源成藏，且保存条件是关键，提出“下洼找油气”的勘探思路[13]，由以往在洼陷周边寻找构造油气藏为主调整为在洼陷区寻找构造-岩性油气藏或地层-岩性油气藏，在奈曼、张强、陆西凹陷取得了勘探重大突破。2012—2016年，以“两宽一高”地震资料为基础，开展了不同类型储层精细预测[14-16]，在陆西凹陷火山碎屑岩和湖相碳酸盐岩勘探中取得突破，而陆东凹陷仅K2井在白垩系沙海组火山岩中试油获工业油流[17]。整体而言，2004年以来，陆东凹陷的勘探一直处于停滞阶段，勘探陷入低谷，亟需转变思路，建立新的成藏模式指导勘探，而油气连续聚集理论的蓬勃发展及一系列重大勘探成果给予了极大启示。
在连续成藏理论指导下，基于三维地震采集资料，从构造及沉积演化特征入手，对开鲁盆地陆东凹陷白垩系九佛堂组源、储连续分布特征进行详细阐述，探讨油气连续聚集成藏条件，以期指导该区勘探实践，取得亿吨级规模储量发现。
1 地质概况开鲁盆地位于松辽盆地西南缘、大兴安岭东南侧，是古生代盆地与中生代盆地叠合区，古生代地层受EW向西拉木伦河与赤峰开原断裂控制作用明显，具有稳定型大陆边缘沉积的特点，西拉木伦河断裂以南为华北板块北缘，以北为兴安—松嫩地块，为半深湖—深湖相沉积[18]；中生代凹陷受NE向嫩江—红山八里罕断裂控制[19]，沿断裂带分布一系列中、小型中生代断陷盆地或凹陷，皆呈NNE向展布，长度一般大于1 200 km，盆地内诸凹陷走向与该断裂基本一致（图 1a）。研究区陆东凹陷位于开鲁探区以北，是盆地内面积最大（1 760 km2）、资源量（7.02×108 t）最大的中生代凹陷，勘探程度低，探明率仅0.2%。
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下载原图 图 1 开鲁盆地陆东凹陷区域位置、构造纲要图（a）及白垩系岩性地层综合柱状图（b） Fig. 1 Location, and structural outline map of Ludong Sag(a)and stratigraphic column of Cretaceous(b)in Kailu Basin |
陆东凹陷中生代自下而上发育白垩系下统义县组、九佛堂组、沙海组、阜新组和白垩系上统[20-21]，本文研究的目的层九佛堂组为一套含火山碎屑物质的半深湖—深湖相沉积，也是本区主要源岩层和储集层，沉积厚度大，J49井（未穿）揭示九佛堂组最大沉积厚度为1 350 m，与下伏地层呈平行不整合接触（图 1b）；岩心样品中可见介形类、腹足类、孢粉等古生物化石，并产有狭义热河生物群化石。依据岩性不同，九佛堂组可划分为九上段和九下段，九下段岩性为灰色、深灰色凝灰质砂岩、凝灰质砂砾岩、凝灰质粉砂岩与深灰色凝灰质泥岩互层，以富含凝灰质为特征，自上而下划分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ共3个油组；九上段岩性为灰褐色油页岩、深灰色钙质泥岩夹薄层砂岩，自上而下划分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ和Ⅴ共5个油组。其中九下段Ⅰ，Ⅲ油组，九上段Ⅰ— Ⅲ油组为主要源岩层，九上段Ⅱ油组及九下段Ⅳ和Ⅴ油组为主要储集层。
2 构造及沉积演化特征随着对陆东凹陷三维地震采集处理技术及地质认识的不断提升，重新厘定了断裂体系、活动速率及其控制作用，明确了构造演化机制，奠定了沉积、成储、成藏认识基础[22]。
2.1 构造特征及演化 2.1.1 构造特征陆东凹陷是在海西期褶皱基底上发育的中生代残留型凹陷，整体呈东南断、西北超的单断箕状，其东南部舍伯吐断层为控凹、控沉积断层，该断层的南段呈EW向展布，北段为近NE向展布。研究区具有短轴分带、长轴分块（段）的特征，短轴方向可分为陡坡带、洼陷带和缓坡带；长轴方向呈“两洼夹一隆”的构造格局，即交力格洼陷、三十方地洼陷、中央构造带（图 1a）。火山活动强弱和应力差异造成盆地抬升幅度具有不均衡性，导致地层埋深的差异及构造圈闭的形成。中生代，中央构造带火山活动频繁，地层抬升剥蚀厚度大，整体埋深浅，九佛堂组埋深约1 600 m，在三十方地的抬升幅度小，埋深最大，可达3 500 m。受差异压实、火山活动、区域应力三重作用影响，陡坡带发育一些列构造圈闭，阜新组沉积末期发育一系列NE向断裂，使构造复杂化，对局部油藏（广发、前河、交力格）起到破坏作用。
2.1.2 构造演化上元古代，开鲁地区为原始海洋的蒙古海漕，是早期地质构造中五台运动的产物。古生代，在加里东地壳运动中，区内出现海陆交会地层，石炭纪和二叠纪，经过海西运动，海水东泄退出，全区上升为陆地。中生代，侏罗纪后期—白垩纪初期的燕山运动使该区出现强烈褶皱、断裂和火山喷发，加之西伯利亚板块与中国板块挤压，形成了新华夏隆起带和阶梯式断裂带，研究区主轴呈NNE向展布；从早中生代（T）底侵作用开始，经过晚中生代（J）的大量壳幔混合岩浆侵位-喷发，早白垩世（K1）伴随大兴安岭的快速隆升和两侧盆地的沉降，形成了盆-岭构造，开鲁地区中生代各凹陷逐渐形成。新生代，大兴安岭隆起带继续稳步上升，受长期侵蚀和剥蚀，出现兴安期夷平面，各凹陷遭受强烈挤压抬升剥蚀[20]。
开鲁地区中生代凹陷构造的形成与演化主要受燕山运动影响，早期强烈挤压，三叠系、侏罗系未接受沉积，二叠系出露地表；中期伸展拉张发育一系列NE向断层，控制了凹陷的形成及沉积；晚期挤压抬升，沉积消亡。研究区的形成主要经历了5个阶段（图 2）：①初始张裂期（义县组沉积时期），早白垩世早期，在区域性地幔隆起背景下，地壳上部出现拉应力环境，形成了东南部的主干断裂系统，导致大规模火山喷发，盆地基底下沉，在火山活动间歇期，沉积了多套火山岩和薄层泥岩。②快速裂陷期（九佛堂组沉积时期），由于东南部边界断裂强烈活动，盆地快速下降，水体迅速加深，陡坡带发育近岸水下扇；随着边界断裂活动速率降低，沉积速率大于凹陷沉降速率，水体变浅，陡坡带发育大型扇三角洲；伴随着湖盆扩大，断裂活动速率再一次变大，水体再次加深，在东南部控凹断层下降盘发育厚层砂砾岩，向洼陷中心厚度变小，岩性颗粒粒度也逐渐变小。整个快速裂陷期，断裂活动速率的快慢决定着水体的深浅，从而控制沉积体系变化，形成了该区主要生、储岩系。③稳定沉降期（沙海组沉积时期），南部边界断层活动减弱，湖盆稳定下降，广泛发育湖相沉积，沉积中心与沉降中心吻合。④回返萎缩期（阜新组沉积时期），沉积速率大于沉降速率，盆地表现为填充式沉积，至阜新组沉积末期受火山大规模喷发作用的影响，盆地整体抬升遭受剥蚀，受左旋走滑挤压应力影响，陡缓两侧剥蚀严重，缓坡带九佛堂组剥蚀殆尽，平面上剥蚀距离为3~4 km；陡坡带各时期沉积地层厚度均较大，晚期剥蚀严重，最大剥蚀厚度约1 000 m，大部分阜新组及其上地层被剥蚀，而九佛堂组保存完好。⑤坳陷期（晚白垩至今），经历了泉头组—青山口组沉积期的剥蚀后，凹陷进入区域性沉降（坳陷）时期，发育晚白垩世河流相、湖泊相及新生代沉积[23]。
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下载原图 图 2 陆东凹陷交力格洼陷构造演化剖面 Fig. 2 Structure evolution sections of Jiaolige subsag in Ludong Sag |
构造条件是沉积作用的主要控制因素，凹陷的沉积体系和构造演化密切相关，而断裂的构造运动不仅控制着垂向上沉积旋回的交替、沉积相的演变，也决定了平面上沉积体系的分布。因此，构造运动是控制各期古构造形态的主导因素[24]。受燕山运动的影响，研究区构造演化产生了浅湖—半深湖—深湖—半深湖—浅湖的沉积演变，而每一阶段的运动强度又呈现有规律的周期性变化，造成地层沉积的旋回性。
2.2.1 古地貌古地貌控制物源方向及扇体的展布特征，构造沉降是影响古地貌形态的主要因素，沉积过程伴随着构造沉降，构造沉降产生可容纳空间，利于沉积物的堆积[25]。当边界控凹断裂下降盘沉积速率大于沉降速率时，产生构造高地，有利于砂体向前延伸。以陆东凹陷交力格洼陷为例，应用地层趋势法、声波时差法进行剥蚀量计算，结合构造演化对原型盆地进行恢复，九下段Ⅱ组—九上段Ⅳ组沉积时期义和塔拉与他拉干地势较高，向北地势逐渐降低，现今的缓坡带（J38井一带）在该时期为沉积中心，地势最低，在水动力作用下物源能够从洼陷边部延伸至洼陷中央，为大型扇体发育提供了古地貌条件。
2.2.2 沉积相类型研究区主要发育近岸水下扇、扇三角洲及湖泊相。近岸水下扇岩性主要为深灰色泥岩夹砂砾岩、砂岩和细—粉砂岩，泥岩中可见自生黄铁矿，岩心可见以鲍玛序列为特征的典型浊积岩；自然伽马（GR）曲线多表现为锯齿状低值，自然电位（SP）曲线主要呈箱形；砂岩粒度概率曲线多为一段式，反映沉积物分选性差、快速沉积的特点。
扇三角洲岩性以灰色、灰绿色砂砾岩、含砾细砂岩、细砂岩为主，沉积构造以块状层理、递变层理为主；GR曲线表现为齿化箱形、齿化钟形，电阻率曲线呈齿状箱形；砂岩粒度概率曲线多为两段式（图 3），碎屑颗粒多以滚动和跳跃方式搬运，沉积水动力以牵引力为主。
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下载原图 图 3 陆东凹陷白恶系九佛堂组下段Ⅱ油组沉积相类型特征 Fig. 3 Characteristics of sedimentary facies types of Ⅱ Group in the lower member of Cretaceous Jiufotang Formation, Ludong Sag |
湖泊相可划分为滨浅湖亚相和深湖—半深湖亚相，滨浅湖亚相以灰色泥岩为主，浅灰、灰绿色粉砂质泥岩、粉砂岩呈薄互层，炭屑丰富；深湖—半深湖亚相岩性以灰色碳酸盐岩和深灰色、灰黑色泥岩为主，夹薄层粉砂岩、泥质粉砂岩；SP曲线为直线形或起伏较小负异常组合，电阻率曲线呈不规则齿状。
2.2.3 沉积演化特征与大多数断控箕状凹陷类似，陆东凹陷边界断层控制其构造发育及沉积扇体展布。在构造演化过程中，通过计算断裂垂直活动速率（图 4）发现，不同时期边界断层活动速率存在差异，活动具有明显分期性，对应的沉积特征也表现出明显的差异性[26]。
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下载原图 图 4 陆东凹陷舍伯吐断层白垩系九佛堂组沉积期活动速率特征 Fig. 4 Activity rate during the sedimentary period of Cretaceous Jiufotang Formation in Shebotu Fault, udong Sag |
九下段Ⅲ油组沉积时期，边界控凹断层活动速率为87.5 m/Ma，活动较为强烈，断距为100~550 m，平均为350 m。湖盆进入初始快速裂陷阶段，水体迅速加深，物源沿陡坡带入湖后快速卸载，在断裂下降盘堆积，形成近岸沉积，沉积相类型主要为近岸水下扇，扇体向湖盆方向延伸距离短。地震反射特征表现为明显的楔形杂乱反射，地层厚度由控凹断层下降盘向凹陷内部快速减小，湖盆内部以泥质沉积为主（图 5c）。
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下载原图 图 5 陆东凹陷白垩系九佛堂组沉积演化剖面 Fig. 5 Sedimentary evolution sections of Cretaceous Jiufotang Formation in Ludong Sag |
九下段Ⅱ—九上段Ⅳ油组沉积时期，边界控凹断层活动速率为25.7 m/Ma，整体活动速率较低，且自下而上逐渐降低，断距为100~350 m，平均为200 m。在边界断层控制下，湖盆进一步裂陷，湖盆面积继续扩大，此时陡坡带水体较浅，在充足的物源供给条件下，不同期次的砂体逐渐向前延伸，形成面积大而广的扇三角洲砂体[27]；湖相范围较小，由于缺乏陆源碎屑，咸水湖盆在蒸发环境下开始化学沉积，碳酸盐岩沉淀，局部水浅，水动力作用强，发育粒屑或鲕粒云岩（灰岩）。地震反射特征表现为连续楔形反射，地层厚度变化较小，物源延伸距离较长，地震同相轴终止于现今缓坡带（沉积中心）。该时期为九佛堂组砂体发育鼎盛时期（图 5b）。
九上段Ⅲ—Ⅰ油组沉积时期，湖盆面积达到九佛堂组沉积时期最大规模，此时边界断层活动速率为100.0 m/Ma，达到最大，平均断距为400 m。边界断层的持续快速强烈活动使得湖盆水体迅速加深，该时期水体最深，物源在陡坡带迅速堆积，形成近岸裙带状砂体展布，沉积相类型为近岸水下扇；湖盆内部缺乏物源供给，由于水体较深，整体处于还原环境，沉积了一套厚度大、分布广的油页岩，最大厚度达450 m（图 5a）。
整体而言，陆东凹陷作为中生代残留型箕状断陷湖盆，边界断层活动性直接影响盆地构造演化以及沉积扇体展布特征。九佛堂组沉积时期，湖盆处于沉降成盆的裂陷期，控凹断裂活动强度具有明显的分期性（图 6）：断裂活动速率大时（九上段Ⅲ—Ⅰ油组、九下段Ⅲ油组沉积时期），砂体纵向规模大、平面延展范围小，沉积展布特征表现为快速局部充填；断裂活动速率低时（九下段Ⅱ—九上段Ⅳ油组沉积期），砂体延伸远、平面分布广，沉积展布特征为缓慢满凹充填；抬升改造的剥蚀期（九上段Ⅳ油组），受差异升降影响，陡坡带沉积体系完整存留，现今“满洼含砂”特征凸显（图 7）。研究区平面上发育六大扇体，陡坡带发育义和塔拉、他拉干、前河、后河和库伦塔拉五大扇体，缓坡带发育清河扇体。
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下载原图 图 6 陆东凹陷白垩系九佛堂组不同时期沉积模式 Fig. 6 Sedimentary patterns in different periods of Cretaceous Jiufotang Formation in Ludong Sag |
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下载原图 图 7 陆东凹陷白垩系九佛堂组上段Ⅳ油组沉积相平面图 Fig. 7 Sedimentary facies of Ⅳ Group in the upper member of Cretaceous Jiufotang Formation in Ludong Sag |
据“十四五”资源评价，陆东凹陷常规油资源量为1.34×108 t，致密油资源量为2.91×108 t，页岩油资源量为2.77×108 t，资源基础雄厚。烃源岩主要为九下段凝灰质泥岩和九上段油页岩。
九上段烃源岩主要分布在Ⅰ，Ⅲ油组，岩性主要为大套油页岩夹暗色泥岩，局部受事件性陆源碎屑注入形成薄层砂泥互层沉积。该套烃源岩的TOC平均值为4.47%，有机质类型以Ⅰ，Ⅱ1型为主，镜质体反射率为0.50%~1.32%，平均为0.64%，整体评价为低成熟—成熟的好烃源岩（表 1），是陆东凹陷油气成藏最主要的烃源岩。受湖盆面积扩大、水体加深影响，九上段分布范围广，发育交力格、后河、三十方地三大厚度中心，最大厚度可达360 m，面积约1 100 km2（图 8a）。
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下载CSV 表 1 陆东凹陷白垩系九佛堂组烃源岩参数统计 Table 1 Hydrocarbon source rock parameters of Cretaceous Jiufotang Formation in Ludong Sag |
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下载原图 图 8 陆东凹陷白垩系九佛堂组烃源岩厚度分布 Fig. 8 Thickness distribution of source rocks of Cretaceous Jiufotang Formation in Ludong Sag |
九下段烃源岩主要为暗色凝灰质泥岩，其次为含碳酸盐泥岩；TOC平均值为2.54%，有机质类型以Ⅰ和Ⅱ2型为主，镜质体反射率为0.51%~1.37%，平均为0.67%，整体评价为低成熟—成熟的好烃源岩（表 1）。该套烃源岩在纵向上主要在Ⅰ，Ⅲ油组集中发育，在凹陷边部泥岩与砂岩互层沉积；平面上连续分布，发育交力格、三十方地两大厚度中心，最大厚度为300 m，面积约800 km2（图 8b）。
3.2 储层条件陆东凹陷发育砂岩储层、碳酸盐岩储层，其中砂岩储层包括常规砂岩储层和致密砂岩储层，碳酸盐岩储层包括粒屑云岩、泥晶云岩及少量云质泥岩。洼陷内以致密砂岩储层为主，不同类型储层横向连片、纵向叠置。
3.2.1 储层特征（1）砂岩储层
研究区沉积母岩以中酸性火山岩为主，储层岩石类型为岩屑砂岩和长石岩屑砂岩，岩屑主要为中酸性喷出岩岩屑，体积分数可达75%，除此之外，还含有少量浅变质岩和沉积岩岩屑，体积分数一般小于6%，成分成熟度低；石英含量低，平均体积分数小于15%，长石主要为斜长石，体积分数大于80%。该类储层的抗压实作用弱，可溶组分多，易溶蚀，此外，陆东凹陷为狭长型窄湖盆，以近源快速沉积为主，沉积物的分选性和磨圆度均较差，结构成熟度低。因此，受沉积条件和成岩作用影响，研究区发育少量常规砂岩储层和大面积致密砂岩储层。
常规砂岩储层主要发育于扇三角洲前缘水下分流河道，分选性和磨圆度均较好，泥质含量低，未经历深埋过程，现今埋深小于1 600 m，压实作用弱，与陡坡带构造圈闭匹配性较好；主要储集空间类型为原生粒间孔、粒间溶孔和粒内溶孔，平均孔隙度为22.3%、平均渗透率为88.10 mD，属于中孔低渗储层（表 2）。该类储层常规产能较好，如交2块直井初期日产油20 t以上。
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下载CSV 表 2 陆东凹陷白垩系九佛堂组不同类型储层物性统计 Table 2 Physical properties for different types of reservoirs of Cretaceous Jiufotang Formation in Ludong Sag |
致密砂岩储层在洼陷内普遍发育，且连续分布。在扇三角洲平原相带，致密砂岩储层中砂岩的粒度大，分选性和磨圆度较差，孔隙度一般小于7.0%，渗透率小于0.01 mD，物性差。由扇体内前缘到扇体前缘远端，储层岩性由中粗砂岩过渡为细砂岩、粉砂岩，储层碎屑颗粒以长石及中酸性岩屑为主，成岩过程中受压实作用、溶蚀和胶结作用影响，原始粒间孔损失较大，普遍发育粒间孔和粒内溶孔，溶蚀产物形成碳酸盐岩堵塞微细孔喉使储层的连通性变差，从而形成中—低孔、低—特低渗储层（见表 1）。从不同岩性储集空间发育情况来看，水下分流河道相带砂岩储层的中、细砂岩粒间孔部分保存，溶蚀孔隙更发育，物性相对较好；前缘席状砂的岩性颗粒粒度更小，原始粒间孔保存差，但粒间、长石粒内溶蚀孔发育，储集条件亦有利；扇体前缘远端碳酸盐矿物含量高，且普遍与烃源岩共生，受溶蚀作用改造形成大量次生溶蚀，亦可形成较好的储集体；近岸水下扇近源快速堆积，储层整体物性差，有利相带窄，扇中部位分选性相对较好，发育少量粒间孔，粒间溶孔及粒内孔较发育，储集性能相对较好，而扇端岩性颗粒更细，储集空间以微孔为主，发育少量溶蚀孔和微裂缝，也具有一定的储集性能。
（2）碳酸盐岩储层
洼陷中心发育湖相沉积，缺乏陆源碎屑，在古地貌及古气候环境控制下，局部发育湖相碳酸盐岩，岩性以粒屑云岩和泥晶云岩为主。粒屑云岩的主要储集空间为粒内溶孔、粒间溶孔、生物碎屑溶孔和铸模孔，以孔隙型储层为主；泥晶云岩的储集空间以晶间微孔为主，还发育大量构造缝和溶蚀缝，以裂缝型储层为主（表 2）。
3.2.2 储层展布特征研究区九佛堂组储层沿扇三角洲前缘水下分支流河道、席状砂，前扇三角洲至湖相砂岩砾级由粗变细，物源供给变弱，因水体环境偏咸，化学沉积作用增强，白云质碳酸盐岩含量逐渐增加，乃至纯碳酸盐岩发育。生烃期有机酸的排放造成长石、碳酸盐岩等大量易溶物质溶蚀，粗粒砂岩粒间孔、细粒砂岩粒内孔、云质泥岩基质溶孔、碳酸盐岩溶蚀孔连续发育，构成了油气连续聚集的网络空间（图 9）。
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下载原图 图 9 陆东凹陷白垩系九佛堂组不同沉积相带储集空间类型及物性特征 Fig. 9 Reservoir space types and physical properties of different sedimentary facies zones in Cretaceous Jiufotang Formation, Ludong Sag |
对于常规油藏勘探而言，保存条件非常关键。研究区凹陷边部的正向构造及中央构造带的广发地区（发育1条走滑断层），油藏保存条件较差，如J2井东侧，前河油田L1井、Jn3井周围，广发油田九佛堂组油气成藏晚期火山活动，断裂开启，油气沿断裂散逸至浅层，油藏遭到破坏，20 ℃时原油密度为0.92~0.98 g/cm3，50 ℃时原油黏度为750~5 000 mPa·s，油稠难以动用。洼陷带内油藏保存条件较好，分析认为主要有三方面原因：其一，沙海组沉积时期该区为深湖—半深湖环境，缺乏物源注入，仅在凹陷边部沉积小规模扇体，扇体延伸距离仅2~3 km，洼陷内沉积了厚层灰色、深灰色泥岩，单层最大厚度达102 m，最大累积厚度达510 m，泥地比大于0.8，该套泥岩在研究区广泛发育，作为区域盖层，分布稳定、保存条件良好；其二，洼陷内虽然晚期断裂较发育，但断距较小，一般小于50 m，主要断穿阜新组，消亡于沙海组，大多数断层并未断至九佛堂组油层，对油藏并未起到破坏作用；其三，钻井过程中，根据dc指数计算沙海组泥岩最小破裂压力为35 MPa，而九佛堂组油藏为常压，最大压力为27 MPa，封盖条件好。
3.4 油藏模式 3.4.1 油藏类型研究区九佛堂组常规与非常规油藏并存，且具有连续聚集、立体成藏特点，常规油藏包括构造油藏、构造-岩性油藏、岩性油藏；非常规油藏包括致密油藏和页岩油藏[28]。
（1）常规油藏。构造油藏主要分布于陡坡带九上段Ⅵ油组，陡坡带受边界断层逆牵引作用易形成背斜圈闭或受反向断层遮挡形成断鼻、断块圈闭，油气经断层输导至构造高部位成藏，含油饱和度高，产能效果较好，但含油面积较小，单个油藏面积一般小于5 km2，且存在明显的边底水。构造-岩性油藏和岩性油藏主要分布于构造圈闭侧翼或坡洼过渡带，在洼陷带九上段Ⅳ油组局部发育，沉积相带以扇三角洲水下分流河道为主，储层物性好，构造高部位受岩性尖灭、物性封堵或断层遮挡，砂体前端被烃源岩包裹，油气通过砂体横向输导，油藏受储层物性与构造双重控制。
（2）非常规油藏。研究区致密油藏在平面上主要分布于洼陷带内，且大面积连续分布；纵向上，九上段Ⅴ油组、九下段Ⅱ油组均为致密油藏。该类油藏连通性差，无明显油水界面，含油饱和度低，试油试采普遍含水，含水饱和度一般为30%~90%；含水受储层物性控制，物性越好，含水饱和度越低。页岩油藏主要分布于九上段Ⅰ—Ⅲ油组，页岩油资源十分丰富，且埋藏浅，深度为1 275~2 850 m，沉积厚度大于50 m的区域面积达520 km2，资源量为2.77×108 t，资源潜力大。该类油藏岩性以纹层状长英质、混合质页岩为主，储集空间以微纳米基质和页理缝为主，页理缝达800~1 000条/m，孔径为2~100 nm，50 nm以上的孔隙占比约37%，平均孔隙度为8.4%；游离烃含量为2.0~9.0 mg/g，平均为5.6 mg/g，原油黏度为22~43 mPa·s，弹性模量为15.10~22.05 GPa，平均为18.81 GPa，泊松比为0.22~0.31，平均为0.26，脆性指数为35.6%~94.4%，平均为53.4%，可压性好。
3.4.2 油气成藏模式及其分布研究区发育九下段Ⅲ油组暗色凝灰质泥岩和九上段Ⅰ—Ⅲ油组油页岩2套优质烃源岩，分布面积广、厚度大，为油气成藏提供充足的油源；九下段Ⅱ油组和九上段Ⅳ—Ⅴ油组砂体发育，储层连续分布，为油气聚集成藏提供良好储集空间；沙海组沉积时期研究区为半深湖环境，沉积了一套厚度较大的深灰色泥岩，平均厚度为260 m，最大可达510 m，且广泛发育，作为区域盖层，分布稳定、保存条件良好；扇体前缘砂体被源岩充分包裹，成藏条件优越。陡坡带根部九上段Ⅳ油组砂砾岩物性差，油气显示差，物性封堵，陡坡带砂体向洼陷内延伸，岩性颗粒粒度逐渐变小、物性变好，具有良好构造背景，发育构造油藏和构造-岩性油藏，构造与沉积相带控富集。陡坡带至洼陷带，扇三角洲前缘水下分流河道、前缘席状砂、前缘远端，九下段Ⅱ油组—九上段Ⅳ油组岩性主要为含碳酸盐岩砂岩和湖相碳酸盐岩，以低孔、低渗—特低渗为主，发育致密油藏，源、储呈指状接触，大面积近源成藏，烃源岩的分布范围控制着油藏分布，储层物性控富集[29]；九上段Ⅰ—Ⅲ油组发育页岩油藏，源-储一体，油页岩供烃，页理缝（有机质收缩缝+黏土收缩缝）和富有机质纹层基质纳米孔（有机孔、溶蚀孔）共储，页岩整体含油，游离烃向砂质、钙质页岩等有利储集层富集形成“甜点”。
整体而言，研究区平面上构造油藏、构造-岩性油藏和岩性油藏连续分布，纵向上致密油藏、常规油藏、页岩油藏等多类型叠置，油气具有连续分布特征[30]（图 10）。
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下载原图 图 10 陆东凹陷白垩系九佛堂组成藏模式 Fig. 10 Hydrocarbon accumulation models of Cretaceous Jiufotang Formation in Ludong Sag |
以扇体为勘探单元，常规和非常规并重，五年来针对陆东凹陷九佛堂组集中勘探后河扇体（面积达125 km2）、他拉干扇体（面积达146 km2），并甩开预探库伦塔拉扇体（面积为108 km2），累计部署探井16口，成功率达87%；评价井14口，均获工业油流，其中直井压后初期日产油3.0~8.0 t，累产油1 500~5 500 t，水平井日产油8.0~25.0 t，累产油3 800~10 500 t；在后河扇体与交力格扇体累计新增三级储量2.21×108 t；库伦塔拉扇体取得重要突破，勘探成效显著。针对页岩油，通过“七性”关系研究与“甜点”评价预测，以老井试油为切入点，H25井在1 650~1 710 m井段常规测试，日产油8.2 t，获工业油流，证实了陆东凹陷乃至开鲁探区页岩油勘探前景广阔。
预计下一步重点评价库伦塔拉扇体与前河扇体，集中勘探清河扇体。库伦塔拉扇体紧邻库伦塔拉生烃中心，油源供给充足，目的层埋深大，为1 800~3 200 m，烃源岩成熟度高（Ro为0.8%~1.2%），且保存条件优越，原油物性好，完钻的G13井酸压投产后日产油7.6 t，获工业油流，成藏条件有利，勘探有利区65 km2。前河扇体埋藏浅，深度为1 200~1 800 m，储层物性好，但构造高部位保存条件较差，油品偏稠，而洼陷中心埋深增加，保存条件变好，是下步勘探有利区。清河扇体位于缓坡带，受清河断裂控制，发育大型鼻状构造及规模扇体，且九上段Ⅰ—Ⅲ油组发育优质烃源岩，埋深相对较浅，为1 500~2 200 m，勘探有利面积达105 km2，增储潜力大。此外，甩开预探义和塔拉扇体勘探程度低，其西南部受控于构造和岩性，发育构造油藏、构造-岩性油藏，拓展意义较大（图 11）。
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下载原图 图 11 陆东凹陷白垩系九佛堂组勘探有利区综合评价 Fig. 11 Comprehensive evaluation of favorable exploration areas of Cretaceous Jiufotang Formation in Ludong Sag |
（1）陆东凹陷九佛堂组沉积时期（裂陷期）控凹断裂的活动强度具有分期性，速率低时（K1jf1Ⅳ—K1jf2Ⅱ砂组）砂体延伸远、平面分布广，呈“缓慢满凹充填”；抬升改造的剥蚀期（K1f），受差异升降影响，陡坡带物源控制的沉积体系完整存留，现今呈“满洼含砂”特征。
（2）研究区九佛堂组成储机制为物源供给与水体环境双重作用的粒间孔、粒内孔、基质溶孔连续发育，洼陷带发育扇三角洲-湖相，沿扇三角洲前缘水下分支流河道、席状砂和前扇三角洲至湖相，砂岩砾级由粗变细、物源供给变弱，白云质碳酸盐岩含量逐渐增加，砂岩、碳酸盐岩储层分区发育，粗粒砂岩粒间孔、细粒砂岩粒内孔、云质泥岩基质溶孔、碳酸盐岩溶蚀孔连续发育，具备油气连续规模性聚集的储集空间。
（3）研究区九佛堂组发育油页岩、暗色泥岩2种类型优质烃源岩，分布广、厚度大，油源条件优越；洼陷区源-储共生，平面上依次发育构造油藏、构造-岩性油藏等常规油藏和致密油藏、页岩油藏等非常规油藏，纵向上多种类型叠置，油气具有大面积连续分布特征。
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