《1 前言》

1 前言

辽东带位于辽东湾坳陷东部，呈北东走向，其南北长度约 184 km，东西宽为 21 ~28 km，面积约3 700 km² 。 辽东带地质条件非常复杂，著名的郯—庐大断裂纵贯其间。 早期拉张，后期剪切所产生的正断层及走滑断层交织^[1,2]。 因抬升剥蚀产生的第三系内角度不整合明显，新生代火成岩侵入体普遍，这些地质事件给该区的油气勘探带来了挑战。 从20 世纪 80 年代开始至 2003 年，渤海石油公司及多家外国大公司进行了长达 15 年的勘探，钻了 12 口探井，除少数井见薄油层外，没有发现商业性油气田。 2003—2005 年技术人员对该区进行了系统的深入分析，尤其是对 12 口井没有商业发现的原因及该区成藏的主控因素进行了重点研究，获得了全新的认识。 在新认识指导下寻找有利目标进行钻探，一举发现了金县 1 -1 大油田，其地质储量达 1.5 ×10⁸ m³，产生了巨大的经济效益。

《2 石油地质背景》

2 石油地质背景

辽东带属辽东湾坳陷的一部分，向北一直延伸至辽河油区，向南至渤中坳陷。 辽东带包含辽中凹陷东部陡坡和辽东凸起带（见图 1），辽东凸起被分成南北两段，且不连续。 凸起东部是辽东凹陷，辽东凹陷呈北东向窄长条形，面积小，新生界沉积岩薄，不具备生油能力。

《图1》

图1　辽东带区域位置图

Fig.1　Location of Liaodong zone in Bohai oil province

辽中凹陷与辽东凸起的分界大断层为辽中断层，该断层即是郯—庐断裂的主支，它控制了凹陷、凸起的形成及演化，也控制了油气分布^[3,4]。 始新世辽中断层强烈拉张，基底东降西抬，形成了辽中半地堑凹陷。 半地堑中心沉积了沙四段—沙三段深湖—半深湖相暗色泥岩，是主力烃源岩；陡坡局部发育近岸水下扇和深湖浊积扇。 始新世末（沙三上段），区域性抬升，湖水变浅，为河流相沉积，辽东凸起南部抬升剧烈，沙四段—沙三段强烈剥蚀，见明显角度不整合面。 渐新世辽中断层活动逐渐加强，从沙二段—沙一段—东三段，湖水也逐渐变深，从河流—滨浅湖—半深湖，沉积了河流相砂岩—浅湖相碳酸盐岩—半深湖相泥岩的下粗上细岩性组合，发育第二套生油岩。 东二段—东一段为大型三角洲 －湖相沉积，形成了良好的储盖组合。 渐新世末是区域抬升，箕状凹陷发育结束。 中—上新世为整体热沉降，辽东带为冲积扇—辫状河沉积，便砂砾岩厚度大，泥岩薄。 上新世辽中大断裂受区域剪切应力作用控制，表现为水平走滑特征，断层平面上为羽状组合，剖面上为“树枝状”结构，反映后期的走滑运动强烈改造了先期的张性断层。

辽东带以断块、断鼻构造圈闭为主，储层主要是东营组三角洲，其次是沙河街组水下扇、浊积扇砂体。 主力烃源岩为沙三段，其次是沙一段，东三段烃源只在局部深埋处成熟。

《3 油气富集的核心要素》

3 油气富集的核心要素

辽东湾坳陷是一个油气非常富集的地区，中国海域油气自营勘探开始取得成功即是在辽东湾坳陷。 1984—1988 年在辽西低凸起上自营勘探发现锦州 20 -2、绥中 36 -1 和锦州 9 -3 等大—中型油气田。尤其绥中 36 -1 油田，地质储量达 3 ×10⁸ m³，是中国海上第二大油田。 至 2002 年，在辽东湾坳陷内的辽西凹陷、辽西低凸起及辽中凹陷西部缓坡带上均发现了大—中型油气田^[5]，但是在辽中凹陷东部陡坡带及辽东凸起上钻 12 口探井，见到薄层或致密油层，没有商业油气流。 2003—2005 年，渤海勘探工作者对辽东带的油气地质条件进行了系统研究，尤其是对 12 口井失利原因、辽东带成藏主控因素进行了重点分析，获得了新的地质认识。辽东带被辽东凹陷和辽中凹陷夹持。 辽东凹陷小，新近系地层薄，基底埋深为 2 000 ~3 000 m，生油岩不成熟，辽东带东侧油源条件差。 辽中凹陷是一个富生烃凹陷，已被大量资料所证实。 辽东带紧邻辽中深凹陷的烃源岩区，辽东带西侧烃源岩条件好。 从层位上看沙河街组生油岩均已成熟，能提供大量油源，而东营组烃源岩只在局部成熟，供油条件差。

辽东带发育两套主力储盖组合，两套次要储盖组合。 东营组大型三角洲从北向南覆盖辽东带，辽中凹陷陡坡带是该区最有利的东营组储盖组合。 沙河街组水下扇、浊积扇储层及上覆半深湖相泥岩构成了下部有利储盖组合。 东营组和沙河街组是该区主力储盖组合。 辽东凸起上潜山储层物性较差，尤其是缺失古近系泥岩盖层，因此潜山不能作为主要目的层。 新近系馆陶组—明化镇组为冲积扇—辫状河沉积，砂岩多，孔 －渗条件好，但泥岩单层薄（单层泥岩厚 3 ~9 m），横向分布不稳定，盖层差，馆陶组—明化镇组也不能作为主要目的层，潜山和新近系是次要储盖组合。

上新世晚期辽东带断层活动非常强，圈闭与断层相伴生，断层切割了油气层，也控制了油气水界面。 圈闭类型以断鼻、断块为主，断层的封闭性决定了圈闭的有效性。

由上述内容可知，辽东带主力勘探目的层是东营组和沙河街组。 东营组储—盖条件好，但东营组生油岩埋藏较浅，成熟度低，油气运移是能否成藏的关键。 沙河街组生油条件好，利于形成原生油藏，但沙河街组储层为水下扇、浊积扇砂岩，分选较差，且埋藏深，成岩后生作用强，储层物性是沙河街组能否形成商业油气藏的关键。

1) 运移是东营组成藏的关键：辽东湾坳陷重要的石油地质特征是东营组大型三角洲发育^[6]，储—盖条件好，在三角洲储层中发现了大量石油。 辽东湾坳陷从西向东、从北向南依次形成了凌河三角洲、绥中三角洲、秦皇岛三角洲、辽河三角洲、金县三角洲、复洲三角洲等。 三角洲面积大且地层厚，为砂泥岩不等厚互层，砂层单层厚 5 ~90 m，泥岩单层厚7 ~200 m，储层孔隙度为 25 % ~35 %，渗透率为100 ×10^-3~5 000 ×10^-3 μm²，是非常好的储层。 锦州 9 -3、绥中 36 -1、旅大 4 -2、旅大 5 -1、旅大 10-1 等大—中型油田的储层都是东营组三角洲。 在辽东带有辽河三角洲、金县三角洲、复洲三角洲等形成了很好的储盖组合。 依照辽西的勘探经验，在1997—2002 年期间，以东营组三角洲为主要目的层，在辽东带进行了勘探，钻探了 JZ17 -1 -1、JZ17-2 -1、JZ17 -3 -1、JZ23 -1 -1、JZ23 -1 -2、JX1-1 -1、LD12 -1 -1 等探井，钻井揭示东营组三角洲储盖条件非常好，但油层少且厚度薄，只在 JZ23-1 -1 发现 15 m 油层，其他探井无油层发现。 笔者曾逐一分析了这些失利井，这些井所对应圈闭均为断块、断鼻，类型都较差，但圈闭落实，储盖组合优越。 这些圈闭都在辽中断层下降盘，圈闭下部就是沙河街组生油岩，油源充足。 钻井过程中没有见到稠油或沥青，说明保存条件并不差，没有破坏原生油藏。 东营组圈闭落实，储—盖优越，油源充分，保存条件不差，而没有成藏只能是运移问题。 以上 7 口井中只有 JZ23 -1 -1 发现了薄油层，且只有锦州23 -1 构造东营组地层存在回倾（见图 2），油层就在回倾断鼻内，其下部顺向断鼻内无油层，其他 6 个构造均是辽中断层下降盘的顺向断鼻或顺向断块（见图 3），均无油层。 并且北面的辽河油区在辽东构造带也钻了不少探井，只在葵花岛构造东营组发现了油层，这个构造的地层产状与锦州 23 -1 相似，为回倾断鼻或屋脊断块，其他的顺向断鼻或顺向断块也无油层。

《图2》

图2　JZ23－1 －1 过井剖面图

Fig.2　Seismic profile through the bore hole JZ23－1 －1

《图3》

图3　LD12 －1 －1D 过井剖面图

Fig.3　Seismic profile through the bore hole LD12 －1 －1D

东营组只在回倾断鼻、屋脊断块中有油气聚集，在顺向断鼻或顺向断块中无油气是油气运移决定的。 东营组生油岩不成熟，不能形成自生自储油藏，当深部沙河街组生成油气沿辽中断层运移时，若东营组地层回倾或是存在屋脊断块，则油气可以从下倾部位运移至圈闭高部位形成富集。 若东营组地层一直向东抬升，油气不能倒灌，则圈闭内得不到油气供给。 东营组圈闭中要聚集油气必具备三个条件之一：a. 上述辽中断层下降盘地层回倾；b. 圈闭西面辽中凹陷内还有同生断层可作运移通道；c. 东营组生油岩在局部已经成熟，生成的油气沿砂层横向运移至东营组圈闭中聚集。

2) 储层物性是沙河街组成藏的主控因素：沙河街组是北面辽河油区最重要的储油层。 辽河油区已探明石油地质储量达 22 ×10⁸ t，80 %储量在沙河街组内。 而其南面的辽东湾坳陷沙河街要逊色得多。锦州 20 -2 凝析气田是沙一段生物碎屑灰岩储层，它是辽东湾的第一个发现。 后来又在锦州 25 -1S、锦州 25 -1 构造沙二段的三角洲中发现轻质油和天然气，辽西凹陷的主要目的层仍是沙河街组。 从1987—2002 年辽东带钻探结果来看，沙河街组的钻探效果很差，JZ27 -6 -1、JX1 -1 -1、LD12 -1 -1三口井揭示了沙河街地层，在 JZ27 -6 -1 井发现油层 27.8 m，测试产量为 157.59 m³/d。 JX1 -1 -1发现了 45.4 m 差油层，测试产量为 22.22 m³/d，因产量低或储量小，没有开发价值，LD12 -1 -1 井只见显示没有油层。

辽东带沙河街组成藏主控因素是储层物性，因为沙河街组自身是生油层，油源及运移不是问题。该区圈闭类型不好，圈闭都与断层有关，但圈闭类型只决定充满度，类型差则充满度低，类型好则充满度高^[7,8]。 储层物性则决定了商业性，JZ27 -6 -1 井沙河街组为浊积砂体，单层厚度较薄（平均约为4.5 m），横向分布范围较小，储量小，从 1990 年发现以后一直未能开发。 JX1 -1 -1 沙河街组砂岩太细，为粉—细砂岩，尤其是 2 700 m 以下的铁白云质胶结，成岩后生作用强，储层物性差（孔隙度为 14 %，渗透率为 5.7 ×10^-3 μm²）。 LD12 -1 -1 井在沙河街组只揭示了薄层白云岩及粉砂岩，储层物性差，只见油气显示没有发现油气层。

沙河街组沉积时期，辽东带为大坡降，多物源，短距离沉积，且邻近坳陷处多为古生界碳酸盐岩剥蚀区，化学风化为主，不利于提供优质碎屑物质形成好储层；东营组沉积时源远流长的河流发育，变质岩剥蚀区提供了大量碎屑物质，经长距离搬运、淘洗，在辽东带形成了大型三角洲优质储层。

可见在辽东带的沙河街组为目的层的勘探中，要特别注重储层的研究。 近物源区浅埋的储层物性较好，因为近物源区颗粒粗，孔—喉半径大，物性较好；浅埋的储层成岩后生作用弱，能保持较高的原生孔隙。 较好的储层是辽东带寻找沙河街组商业油气流的重要条件。

《4 金县1 -1 油藏特征》

4 金县1 -1 油藏特征

经过 2003 年 1 月至 2005 年 8 月的深入研究，两次技术讨论会的研讨，勘探工作者对辽东带基本的石油地质条件、12 口已钻井的失利原因及成藏的主控因素有了深入的突破性认识。 在 2005 年 8 月29 日，钻探 JX1 -1 -2D 井前一天，公司技术负责人再次组织讨论了该井的有利条件及风险，明确指出与已钻的 12 口井相比，JX1 -1 -2D 井有 3 个有利因素：第一，东营组目的层油气运移条件较好，构造西面的张性断层断至生油岩层内，断层具继承性，可以成为东营组储层的供烃断层；第二，沙河街组靠近物源，岩性较粗，且埋藏相对较浅，成岩后生作用弱，储层物性可能较好；第三，对沙河街组储层岩矿特征进行了仔细分析，有针对性地配置酸化溶液，如果油层物性差，可进行有效酸化提高产量。 当时预测 3 个因素只要有一条落实，就能发现商业油田。 功夫不负有心人，钻后证实前两个因素均得到证实。 在东营组和沙河街组均发现了较厚的好油层，厚度分别 为 20.1 m 及 23.3 m，测试产量分别为90.3 m³/d、47.8 m³/d。 金县 1 -1 油田是在辽东带上发现的第 一个油田，并且地质储量达 1.5 ×10⁸ m³ ，是一个大油田。

金县 1 -1 是一个断裂—背斜构造（见图 4、图 5），其形成受断层及泥底辟的控制。 渐新世末期，辽中断裂是郯—庐断裂在辽东湾的主干断层。辽中断裂受张—扭应力作用，强烈活动，在 JX1 -1 构造东面抬升，并向南走滑，西面下降向北走滑。 同时张—扭断层活动，使地层破碎，并诱发沙三段塑性泥岩在主断层处上拱底辟，加剧了上部断块的运动，使圈闭幅度增大。 金县 1 -1 构造以辽中断层为界，分东西两个半背斜，两个半背斜又被多条北东东向次级断层分成多个断块，西部半背斜上有 5 条次级断层分成 6 个断块；东部背斜上有 12 条次级断层，分割成 13 个断块，次级断层呈羽状展布，与主断层的交角为 30 °~60 °。 辽中主断层在剖面上呈上缓下陡，与次级断层组成“树枝状”结构，断层的平剖面具有水平走滑特征。 在东营组主力油层顶部整体圈闭面积为 67.2 km²，幅度 130 ~900 m。

《图4》

图4　JX1 －1 油藏剖面图

Fig.4　The geological profile of JX1 －1 structure

注：剖面位置见图 1

《图5》

图5　JX1 －1 东营组油层顶面构造图

Fig.5　The structural diagram of the top of the Oil Group in Dongying Formation for JX1 －1 structure

注：等深数值单位为毫秒　　　

金县 1 -1 油田的油层主要分布在沙河街组和东营组。 沙河街组储层为扇三角洲沉积，物源是东面的胶辽隆起，属近源沉积，岩性组合为砂泥岩互层，砂岩单层厚 3 ~40 m，泥岩单层厚 3 ~10 m；砂岩主要成分是石英、长石、岩屑，属岩屑质长石砂岩，细粒为主；储层埋深 1 500 ~3 600 m，储层孔隙度为17 % ~34 %，平均约为 24 %，渗透率为 10 ×10^-3 ~1 500 ×10^-3 μm²，平均约为 265 ×10^-3 μm²，属中孔中渗储层。 东营组为三角洲沉积，属金县三角洲体系；源远流长的河流携带的砂质碎屑经长距离搬运，磨圆、分选好，形成储层的孔隙度为 18 % ~38 %，平均约为 31 %，渗透率为 55.9 ×10^-3 ~1 989.6 ×10^-3 μm² ，平均约为 950 ×10^-3 μm²，为高孔高渗储层。 砂岩单层厚 3 ~25 m，泥岩单层厚 2 ~383 m。 岩石中石英含量为 65 % ~78 %，长石为16 % ~25 %，岩屑为 6 % ~15 %，属岩屑长石质石英砂岩。

金县 1 -1 是一个多油水系统的断裂背斜油藏（见图 4）。 基本聚油单元是断块，不同断块具有不同油水界面，同一断块内不同砂层组具有不同油水系统，同一断块内一般有多个油水系统。 金县 1 -1油田内原油性质变化很大，沙河街组为轻质油，原油密度为 0.828 ~0.866 g/cm³。 东营组中部为中质原油，原油相对密度为 0.876 ~0.925 g/cm³。 东营组上部为重油，原油相对密度为 0.943 ~0.998 g/cm³。因原油性质，储层物性不同，测试产量也不同，沙河街轻质油产量为 45 ~203 m³/d，东下段为 27 ~171 m³/d，东上段为 8.2 ~22.1 m³/d。 目前金县1 -1油田正在建设中，在油田高部位钻探的开发井，单井油层厚达 190 m，是渤海单井油层最厚的开发井，该油田将为渤海稳产 3 000 ×10⁴ t 做出重要贡献。

《5 结语》

5 结语

1) 已钻井成败原因分析，成藏主控因素分析是勘探突破的最有效方法，金县 1 -1 油田是经历了15 年勘探，钻探 12 口探井之后，经深入分析，突破认识，指导勘探发现的大油田。

2) 辽东带东营组生油岩成熟度低，不能提供油源，东营组成藏的关键是油气运移。

3) 辽东带沙河街组为近源沉积，分选较差，碳酸盐岩胶结物含量高，且埋藏较深影响储层物性，沙河街组突破的关键是寻找好储层。