渤海灣盆地渤海海域大中型油田成藏模式和規律*

薛永安 韋阿娟 彭靖淞 祝春榮 王粵川

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452)

渤海灣盆地渤海海域大中型油田成藏模式和規律*

薛永安 韋阿娟 彭靖淞 祝春榮 王粵川

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300452)

渤海灣盆地渤海海域已發現大中型油田31個，且有9個是億噸級油田。結合前人認識，總結這31個大中型油田的成藏模式和規律，對渤海海域大中型油田的持續發現，確保儲量增長具有重要的指導作用。研究表明，渤海海域大中型油田具有凸起披覆型、走滑反轉型、凹中隆披覆型、陡坡斷塊型和緩坡斷鼻型等5種主要成藏模式，且具有獨特的成藏規律：緊鄰(潛在)富烴凹陷是形成大中型油田的必要條件；優越儲蓋組合是形成大中型油田的保障；活動斷裂帶特別是郯廬斷裂帶是大中型油田形成的有利聚集區帶；晚期成藏中“時-空-源”成藏條件的耦合是形成大中型油田的關鍵。

大中型油田；成藏模式；郯廬斷裂；晚期成藏；新構造運動

渤海灣盆地位于中國華北板塊東部，面積約20萬km2，是中生代以來疊置在華北古生界克拉通基底上的多旋回裂谷斷陷盆地[1]。盆地四周分別受燕山褶皺帶、太行山造山帶、魯西隆起區及遼東-魯東隆起帶的限制，整體呈“菱形”。在多期伸展拉張和走滑擠壓的區域應力場作用下[2-3]，盆地內凹凸相間，以陸源湖泊沉積為主，在古近紀發生多幕裂陷和沉降充填，從而形成多套優質烴源巖及多種類型的優質儲集體[4-7]，并在盆地不同的構造部位形成不同類型的復式油氣聚集帶[8]。

渤海海域是渤海灣盆地現今的海域部分，是由遼東半島、遼河平原、華北平原和山東半島所環抱的半封閉內海，面積7.3萬km2，可供油氣勘探面積約5.1萬km2，占整個渤海灣盆地面積的1/4。渤海海域經過50多年的勘探，共鉆探井近900口，落實石油地質儲量超過50億t油當量。渤海海域油田的油氣礦產以石油為主，而且已發現的石油中重質油占比超過70%。渤海海域目前已發現的大中型油田共計31個，其中有9個是億噸級油田，包括綏中36-1、旅大21-2、蓬萊9-1、蓬萊15-2、蓬萊19-3、秦皇島29-2、曹妃甸11-1、渤中25-1南和墾利10-1油田。據統計，渤海海域已發現大中型油田的儲量占到總儲量的78%，大中型油田的持續發現一直是渤海儲量增長的主要動力。本文結合前人認識，系統分析了31個已發現大中型油田的成藏模式和特征，以期總結規律，促進渤海油氣勘探事業的可持續發展。

1 主要成藏模式

前人對遼東灣、石臼坨、沙壘田、渤南或渤東等局部區域油田的成藏模式進行過劃分[9-16]，包括披覆型、背斜型、反轉型和斷塊型等油藏類型，但缺乏全渤海的基于構造區帶的模式劃分。本文將構造區帶與成藏特征聯系起來把渤海海域31個大中型油田的成藏模式歸納為5種：凸起披覆型、走滑反轉型、凹中隆披覆型、陡坡斷塊型和緩坡斷鼻型(表1)。

1) 凸起披覆型。該類型成藏模式是指主要發育于繼承性凸起/潛山及其披覆構造上的石油聚集及其成藏。渤海海域具有典型的裂陷盆地的“壘塹相間”格局，凸起和凹陷非常發育，在凸起/潛山區通常發育寬緩的背斜、半背斜、斷背斜、潛山和巖性圈閉；縱向上該類型成藏的層位從潛山、古近系到新近系都有分布；凸起區及披覆構造為低勢區，是石油運移最終的指向區，常具有多洼供烴的特點，運移活躍。該模式綜合成藏條件優越，遼西低凸起綏中36-1油田、旅大5-2北油田和錦州25-1南油田，廟西北凸起蓬萊9-1油田，石臼坨凸起秦皇島32-6油田和南堡35-2油田，沙壘田凸起曹妃甸11-1等油田(表1、2)是該類型成藏模式的典型代表。

2) 走滑反轉型。該類型成藏模式是指主要發育于郯廬斷裂走滑反轉帶的石油聚集及其成藏。郯廬斷裂帶位于渤海海域東部、斜切遼東灣凹陷、渤中凹陷、萊東廟南等地區。漸新世郯廬斷裂大規模的右旋走滑運動及差異升降和“海豚”效應產生了大量的斷塊、斷鼻和反轉構造。這些構造通常位于凹陷內部，多面環洼，近油源，石油充注活躍；由于古近紀晚期才發生反轉，構造區遠離物源區，其古近系儲層通常較差，但拗陷期館陶組和明化鎮組具有較好的儲蓋組合；縱向上大量的斷層構成了良好的垂向輸導體系，淺層油源條件優越。總之，該模式石油成藏是在“油凹里打油”，淺層成藏條件好，郯廬斷裂遼東段金縣1-1油田，渤中段旅大21-2油田，渤南段蓬萊19-3油田、蓬萊25-6等油田(表1、2)是該類型成藏模式的典型代表。

3) 凹中隆披覆型。該類型成藏模式是指主要發育于凹中隆起及其披覆構造上的石油聚集及其成藏。渤海海域“壘塹構造”非常發育，在凹陷內部常常還有一些幅度較低的隆起或者是凸起的傾沒端把凹陷分割成洼陷。這些洼中隆上通常具有類似于凸起的成藏條件，發育背斜、半/斷背斜和潛山圈閉，是石油運移的低勢區，且多面環洼，距油源非常近，石油運移活躍；縱向上發育從潛山、古近系到新近系多套儲蓋組合。該模式亦具有良好的成藏條件，其典型油藏有：位于遼西北洼和遼西中洼之間的錦州25-1油田，渤中西北次洼和西南次洼之間的渤中8-4油田，渤中凹陷和黃河口凹陷之間的渤中25-1/1南油田等(表1、2)。

4) 陡坡斷塊型。該類型成藏模式是指主要發育于凸起區靠凹陷一側陡坡帶上的石油聚集及其成藏。渤海海域大多數凹陷具有單斷或雙斷特征，因此陡坡帶常沿凸起成裙帶狀發育。陡坡帶常常發育斷塊和半背斜圈閉，距離沉降中心/生烴凹陷較近，深大斷裂發育，油源充注條件優越；陡坡帶下可容納空間大，是砂體卸載、富砂沉積體系分布的重要區域，儲層十分發育，其綜合成藏條件優越。目前已發現的典型油藏主要有：遼西凸起陡坡帶旅大5-2油田、遼東凸起陡坡帶旅大6-2油田、石臼坨凸起陡坡帶秦皇島29-2油田、萊北凸起陡坡帶墾利10-1油田、廟西凸起陡坡帶蓬萊15-2油田等(表1、2)。

5) 緩坡斷鼻型。該類型成藏模式是指主要發育于凸起區向凹陷區過渡的緩坡帶上的石油聚集及其成藏。在箕狀斷陷的緩坡一側，通常形成具有滾動背斜背景的斷階帶，發育半背斜以及具有局部高點背景的地層/巖性圈閉；階梯的斷裂坡折/撓曲坡折是砂體逐級卸載的有利地區，儲蓋組合條件好；斜坡帶是石油由凹陷向凸起區運移的必經之路，因此也具備良好的運移條件。目前渤海海域已發現的該類型油田較少，主要有黃河口南部緩坡帶墾利9-5/6油田和石南斜坡帶秦皇島34-3含油構造(表1、2)。

通過以上分析可見，渤海海域現今主要的石油發現其成藏模式主要集中于凸起披覆型和走滑反轉型，這2種類型主要集中在凸起區和走滑反轉帶；陡坡斷塊型、緩坡斷鼻型和凹中隆披覆型等的發現相對較少。隨著凸起區勘探程度越來越高、可供勘探的目標越來越少，勘探程度較低的斜坡帶、陡坡帶和凹陷區逐漸成為了現今渤海海域勘探的主戰場，陡坡斷塊型、緩坡斷鼻型和凹中隆披覆型將具有較大的勘探潛力(表1、2)。

表1 渤海海域大中型油田油藏特征統計

表2 渤海海域大中型油田典型成藏模式特征

Table 2 Statistics of typical reservoir mode characteristic of large-middle oilfields in Bohai sea

2 主要成藏規律

1)緊鄰富烴凹陷(潛在富烴凹陷)是形成大中型油田的必要條件。

受沉積旋回性影響，渤海海域發育沙河街組、東營組2套優質烴源巖[9,15-16]，有機質類型普遍為Ⅰ型、Ⅱ1型和Ⅱ2型，總有機碳含量2%～4%(圖1、2)。沙河街組烴源巖具有高伽馬蠟烷(沙一、四段較高，沙三段較低)、高C304-甲基甾烷、低C19/C23三環萜烷比值和低C24四環萜烷的特征；而東營組具有低伽馬蠟烷、低C304-甲基甾烷、高C19/C23三環萜烷比值和高C24四環萜烷的特征(圖3)。

圖1 渤海海域烴源巖特征對比

圖2 渤海海域烴源巖類型

圖3 渤海海域主要烴源巖生物標志化合物特征

渤中凹陷油源對比研究表明：該凹陷具有三環帶差異聚集規律，內環洼陷帶以東營組油源為主，中環斜坡帶以沙河街組與東營組混源為主，外環凸起帶以沙河街組油源為主。具有明顯的“內新、中混、外老”特征(圖4)，這一特征可能與沙河街組—東營組油源由老到新順序充注有關。多層系的優質烴源巖大大提高了渤中凹陷的勘探潛力。

遼中、渤中和黃河口凹陷均發育沙河街組、東營組優質烴源巖，是渤海海域三大富烴凹陷(圖5)，其資源量占渤海海域總資源量的62%。現在已發現的31個大中型油田中，有29個集中于該三大凹陷(表1)。可見，繼續圍繞富烴凹陷或潛在富烴凹陷尋找大中型油田仍是渤海海域未來的勘探方向。

2)優越儲蓋組合是形成大中型油田的保障。

渤海油田的勘探層系主要包括以新近系明下段、館陶組為主的上組合層系，以古近系東營組、沙河街組為主的中組合層系及以潛山為主的下組合層系[4,17-18]。

上組合層系主要為館陶組河流相砂體與明化鎮組下部淺水三角洲砂泥巖互層組成的良好儲蓋組合。受新構造運動的控制，上組合層系是凸起披覆型、凹中隆型和走滑反轉型等成藏模式的主要儲蓋組合。中組合層系包括沙河街組上部辮狀河三角洲儲層和東營組三段湖相泥巖組成的儲蓋組合、東營組一段辮狀河三角洲砂泥巖互層儲蓋組合，這是陡坡斷塊型、緩坡斷階型、凹中反轉型和凸起披覆型等成藏模式的主要儲蓋組合。下組合層系為潛山頂部風化殼和古近系湖相泥巖組成的儲蓋組合，這是凸起披覆型、緩坡斷階型和陡坡斷塊型等成藏模式的主要儲蓋組合。

多旋回、多巖性儲蓋組合是渤海海域大中型油田形成的保障(表3)。其中，遼東灣石油成藏以中組合為主，渤中、黃河口凹陷、渤東和廟西等環渤中圍區石油主要分布在上組合。目前，渤海海域有60%的油氣發現集中于上組合，而中下組合埋藏較深，勘探程度較低，仍具有較大的勘探潛力。

圖4 環渤中區域油源對比

圖5 渤海海域各凹陷資源潛力對比

3) 活動斷裂帶(特別是郯廬斷裂帶)是大中型油田分布的有利區帶。

渤海灣盆地是在印支期華北板塊和揚子板塊碰撞之后穩定地臺逐漸解體，以及燕山晚期逐漸開始裂陷形成的新生代進一步發育、消亡的裂谷盆地。盆地斷裂十分發育，其中郯廬斷裂在盆地演化過程中始終起著環太平洋域俯沖方向變化和喜馬拉雅構造運動華北板塊向東擠出的區域應力協調的作用，經歷了由燕山期左旋撕裂到新生代右旋拉分的過程，斷裂帶圍區派生斷裂發育[2,19]。由此可見，渤海海域同時具有拉分和走滑構造及斷裂特征，盆地破碎、斷裂發育[20-23]。

表3 渤海海域大中型油田儲蓋組合統計

郯廬斷裂帶是渤海東部一條北東向的走滑斷裂帶(圖6)，迄今已經有了60多年的研究歷史，其成因和演化對渤海一系列中新生代盆地的形成和演化起著重要的控制作用[2,9,23-26]。龔再升 等[24,27]以新構造運動控制渤海海域晚期油氣成藏的思想為指導，進一步深化了郯廬斷裂帶對渤海海域油氣成藏控制的研究。郯廬斷裂帶附近是渤海海域油氣分布的主要區域，目前渤海海域已發現石油探明儲量的60%都與郯廬斷裂有關(圖6、表4)。

圖6 郯廬斷裂帶油氣田分布[26]

表4 郯廬斷裂帶油田分布統計

郯廬斷裂對石油成藏的控制主要體現在以下方面：①控烴源，郯廬斷裂帶新生代的劇烈活動，導致了古近系烴源巖的形成和演化；②控圈閉，郯廬斷裂帶活動頻繁，在走滑拉分和擠壓應力的控制下，形成了大量呈線狀分布的斷鼻型、反轉型和披覆型圈閉；③控儲層，郯廬斷裂的活動改變了圍區的古地貌格局，進而控制了沉積體系和儲層的分布；④控運移，郯廬斷裂帶新生代以來的多期活動形成了大量的運移斷層，且斷裂帶泵吸效應明顯，油氣運移活躍。

郯廬斷裂帶優越的成藏條件使其形成了豐富的成藏模式，其主斷裂帶主要的成藏模式為走滑反轉型和陡坡斷塊型，如蓬萊19-3、蓬萊25-6、金縣1-1和旅大6-2等油田；而在郯廬斷裂帶周緣主要為凸起披覆型和凹中隆型，如綏中36-1、錦州25-1南、錦州25-1和蓬萊9-1等油田。

4)晚期成藏中“時-空-源”成藏條件的耦合是形成大中型油田的關鍵。

油氣晚期—超晚期成藏是中國含油氣盆地的重要特點[24,28-31]。受烴源巖大規模排烴和構造運動時空耦合的影響，渤海海域絕大多數油田以油氣晚期成藏為主[9,24,27,32-38]，其大中型油田也基本都是晚期成藏，且普遍具有“時-空-源”成藏條件的良好耦合關系。具體表現為：

①中新世以來沙河街組和東營組烴源巖大規模生排烴，渤海海域成藏時間較晚(圖7)；

②新構造運動使得渤海海域淺層形成了一系列的圈閉；

③新構造運動中斷裂大量發育，一方面大量破壞、調整了之前形成的油藏，另一方面為淺層石油的聚集提供了良好的運移通道；

④渤海海域在新構造運動時進入拗陷期，在明化鎮組發育了大量的淺水三角洲沉積，儲蓋組合良好；

⑤由于成藏時間較晚，因此至今渤海海域很多油田仍處于運-逸的動平衡中，油藏形成時間晚，對保存條件的要求相對較小(相對于中國西部的油藏)。

綜上所述，晚期成藏是源控論“瓜熟蒂落”的必然結果，渤海海域(特別是環渤中地區)晚期成藏中“時-空-源”成藏條件的耦合，使得渤海這個保存條件較差的“碎盤子”在現今地質時期的活動斷裂帶仍具有良好的成藏條件；同時，作為晚期成藏中“時-空-源”成藏條件耦合最好的層系，上組合新近系勘探層系是渤海海域石油聚集最主要的層系。

圖7 渤海海域包裹體均一溫度與埋藏史及熱史對照

3 結束語

對渤海海域大中型油田的成藏模式和規律進行全面總結，可為國內外裂陷盆地早期油氣勘探提供重要借鑒。渤海海域具有烴源充足、儲蓋豐富、斷裂及其圈閉發育和油氣運移活躍等良好的油氣地質條件，但目前的探明率僅為35%，勘探潛力巨大。根據渤海油田中長期發展的需要，大中型油氣田的發現對于增儲上產非常重要，因此，努力尋找大中型油氣田仍然是渤海海域下一步勘探的重要指導思想。目前渤海油田的油氣勘探已經逐漸由凸起區向緩坡帶、陡坡帶和凹陷區挺進，其中陡坡斷塊型、凹中隆型和走滑反轉型都是下一步勘探發現大中型油氣田可能的重要成藏模式，但受勘探程度的制約，目前的發現相對較少，還須進一步重點勘探。

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(編輯：周雯雯)

Accumulation models and regularities of large-middle scale oilfields in Bohai sea, Bohai Bay basin

Xue Yongan Wei Ajuan Peng Jingsong Zhu Chunrong Wang Yuechuan

(TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300452,China)

Thirty-one large-middle scale oilfields including 9 oilfields with hundreds of millions of tons reserves are discovered in Bohai sea, Bohai Bay basin. Combined with the previous research, hydrocarbon accumulation models and laws of the 31 large-middle oilfields are summarized, which can provide an important role to guide continuous discoveries of large-middle scale oilfields and ensure the reserve growth. Studies show that there are five hydrocarbon accumulation models of the large-middle scale oilfields in Bohai sea including drape anticline type, strike-slip inversion type, uplift of the sag-draped type, steep slope-fault block type and gentle slope-fault nose type, which possess the unique accumulation regulations: adjacent to (potential) hydrocarbon rich sag is the essential; the superior reservoir-seal assemblages are the important guarantee; active fault zone, especially Tan-lu fault zone is favorable hydrocarbon accumulation belt; the coupling of time-space-source in late hydrocarbon accumulation is the key．

large-middle scale oilfield; accumulation model; Tan-lu fault; late hydrocarbon accumulation; neotectonic movement

薛永安，男，博士，教授級高級工程師，現任渤海石油管理局總地質師，長期從事海上油氣勘探研究與管理工作。地址：天津市濱海新區渤海石油路688號海洋石油大廈(郵編：300452)。

1673-1506(2016)03-0010-10

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.03.002

TE122

A

2015-11-20 改回日期：2016-03-04

*“十二五”國家科技重大專項“渤海海域大中型油氣田地質特征(編號：2011ZX05023-006-002)”部分研究成果。

薛永安,韋阿娟,彭靖淞，等.渤海灣盆地渤海海域大中型油田成藏模式和規律[J].中國海上油氣，2016,28(3)：10-19.

Xue Yongan,Wei Ajuan,Peng Jingsong,et al.Accumulation models and regularities of large-middle scale oilfields in Bohai sea, Bohai Bay basin[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(3):10-19.