辽中凹陷西斜坡古近系东三段湖底扇发育模式及大油田发现.pdf

第 36 卷 第 2 期2024 年 3 月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSVol.36 No.2Mar.2024牛成民等：辽中凹陷西斜坡古近系东三段湖底扇发育模式及大油田发现收稿日期：2023-02-12；修回日期：2023-04-17；网络发表日期：2023-07-03基金项目：中海石油（中国）有限公司“七年行动计划”科技重大专项课题“渤海油田上产 4 000 万吨新领域勘探关键技术”（编号：CNOOC-KJ 135 ZDXM 36 TJ 08 TJ）资助。第一作者：牛成民（1966），男，教授级高级工程师，主要从事勘探地质综合研究与管理工作。地址：（300459）天津市滨海新区海川路 2121号渤海石油管理局 B 座。Email：N。文章编号：1673-8926（2024）02-0033-10DOI：10.12108/yxyqc.20240204引用：牛成民，惠冠洲，杜晓峰，等.辽中凹陷西斜坡古近系东三段湖底扇发育模式及大油田发现 J.岩性油气藏，2024，36（2）：33-42.Cite：NIU Chengmin，HUI Guanzhou，DU Xiaofeng，et al.Sedimentary model of sublacustrine fan of the third member of Paleogene Dongying Formation and large-scale oilfield discovered in western slope of Liaozhong Sag J.Lithologic Reservoirs，2024，36（2）：33-42.辽中凹陷西斜坡古近系东三段湖底扇发育模式及大油田发现牛成民，惠冠洲，杜晓峰，官大勇，王冰洁，王启明，张宏国（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）摘要：通过地层层序研究、古地貌恢复、锆石测年和地震资料分析等，从物源体系、古地貌、坡折体系和湖平面变化等方面探讨了辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段（东三段）湖底扇的发育模式，并对油气藏的特征及成藏模式进行了研究。研究结果表明：辽中凹陷西斜坡东三段湖底扇砂体表现为“物源-坡折带-湖平面”控制的富砂模式；物源主要来自燕山褶皱带，其次为辽西凸起，大规模的物源供给和变质岩的母岩区为湖底扇的形成提供了碎屑物质和优质的储集砂体；沉积坡折带控制湖底扇重力流卸载位置，断裂坡折带形成的微古地貌变化控制局部砂体搬运方向和差异富集程度；湖平面变化与物源体系变化耦合形成的三角洲、湖泊和湖底扇沉积在空间上反复叠置发育，为岩性圈闭的形成提供了良好的保存条件。旅大10-6 油田湖底扇岩性主要为中细粒长石岩屑砂岩，颗粒粒度较小，以重力流沉积为主；孔隙类型主要为原生粒间孔和溶蚀粒间孔，见少量粒内溶孔，孔隙发育一般，连通性较差；湖底扇发育具有垂向上多期叠置、平面上连片的特征，位于斜坡中部的中扇亚相具有明显的滑塌变形构造，是最有利的勘探相带。旅大10-6 油田湖底扇油藏是辽中凹陷西斜坡从构造圈闭勘探转为岩性圈闭勘探的重大发现，实现了渤海油田斜坡带古近系湖底扇型岩性油气藏勘探领域的重大突破，共发育11 个油藏和 9 个气藏，油气藏相互独立、储量规模大、丰度高，探明油当量为3 000104t，原油物性好、探井测试产能高，为“汇聚脊-通源断层-顺向砂体”三元耦合成藏模式。关键词：湖底扇；古地貌；坡折体系；沉积模式；油气成藏模式；斜坡带；东营组三段；古近系；辽中凹陷中图分类号：TE122.1；P618.13文献标志码：ASedimentarymodelofsublacustrinefanofthethirdmemberofPaleogeneDongyingFormation and large-scale oilfield discovered in western slope of Liaozhong SagNIU Chengmin，HUI Guanzhou，DU Xiaofeng，GUAN Dayong，WANG Bingjie，WANG Qiming，ZHANG Hongguo（Tianjin Branch of CNOOC Limited，Tianjin 300459，China）Abstract：Through stratigraphic sequence research，paleogeomorphological restoration，zircon dating and seismicdata analysis，the sublacustrine fan development model of the third member of Paleogene Dongying Formation34岩性油气藏第 36 卷第 2 期（Ed3）in western slope of Liaozhong Sag was discussed from the aspects of source system，paleogeomorphologyand slope break system and lake level change，and the reservoir characteristics and accumulation model werestudied.The results show that：（1）The sand bodies of the sublacustrine fan in the western slope of LiaozhongSag are characterized by a sand-rich model controlled by“source-slope break zone-lake level”.The sources aremainly from Yanshan fold belt，followed by Liaoxi uplift.Large-scale source supply and parent rock area of metamorphic rocks provide clastic materials and high-quality reservoir sand bodies for the formation of the sublacustrine fan.Sedimentary slope break zones control the unloading position of gravity flow in the sublacustrine fan，and the micro paleogeomorphic changes formed by the fault slope break zones control the direction of local sandbody transport and the degree of differential enrichment.The coupling of lake level changes and source systemchanges has resulted in the repeated stacking and development of delta，lake，and sublacustrine fan sediments inspace，providing good preservation conditions for the formation of lithologic traps.（2）The lithologies of the sublacustrine fan in Lvda 10-6 oilfield are mainly medium to fine grained feldspar lithic sandstone，with smaller particle size and mainly composed of gravity flow sedimentation.The pore types are mainly primary intergranularpores and dissolved intergranular pores，with a small amount of intragranular dissolved pores.The pore development is average and the connectivity is poor.The development of the sublacustrine fan has the characteristics ofvertical multi-stage overlap and planar continuity.The middle fan subfacies of the sublacustrine fan located in themiddle of the slope have obvious collapse deformation structures，making them the most favorable exploration facieszone.（3）The sublacustrine fan reservoir in Lvda 10-6 oilfield is a major discovery in the western slope of Liaozhong Sag shifted from structural trap exploration to lithological trap exploration，achieving a significant breakthrough in the exploration field of Paleogene sublacustrine fan type lithologic reservoirs in the slope zone of Bohai Oilfield，with 11 oil reservoirs and 9 gas reservoirs developed.The oil and gas reservoirs are mutually independent，with large reserves，high abundance，a proven oil equivalent of 3 000104t，good physical properties ofcrude oil and high production capacity for exploratory well testing.The reservoir accumulation model is a ternarycoupling of“convergence ridge-source fault-parallel sand body”.Key words：sublacustrine fan；paleogeomorphology；slope break system；sedimentary model；hydrocarbon accumulation model；slope zone；the third member of Dongying Formation；Paleogene；Liaozhong Sag0引言湖底扇的概念来源于海底扇，是指在陆相湖盆中由地震、洪水、构造运动等事件触发，导致碎屑物沿斜坡带进入深湖区而形成的一种深水重力流沉积体。深水重力流沉积研究源于 20 世纪五六十年代，Kuenen 等1首次提出了浊流概念；Bouma2通过野外露头建立了著名的鲍马序列；1978年，Walker3和 Normark4先后提出了海底扇标准相模式；1984年，刘孟慧等5和赵澂林等6对渤海湾盆地重力流沉积特征进行了研究，提出了湖底扇相模式并进行了储层预测。21 世纪以来，湖底扇研究进入了新的阶段，众多学者对湖底扇的形成演化机制7-10、沉积储层特征11-13、有利砂体预测14-15进行了深入的解剖，明确了其巨大的油气勘探地质意义。勘探实践表明，在我国松辽盆地16、二连盆地17、鄂尔多斯盆地18、渤海湾盆地19-20、北部湾盆地21-22等陆相含油盆地的湖底扇岩性体中都获得了规模性的勘探发现。随着渤海海域勘探程度逐渐提高，单一构造圈闭勘探已不能满足油气增储上产的需求，勘探方向逐步向地层油气藏、岩性油气藏等隐蔽油气藏方向拓展，其中湖底扇成为了岩性油气藏勘探研究的重要领域。近年来，在渤海海域的辽中凹陷、莱州湾凹陷和黄河口凹陷湖底扇勘探中都获得了一定的发现，其中在辽中凹陷西部斜坡带古近系东营组三段（东三段）湖底扇砂体的勘探中获得了重大油气发现。然而，学者们对辽中凹陷湖底扇的研究主要集中在北洼，而斜坡区湖底扇因钻井资料少且地震资料品质较差，研究相对较少，对其沉积主控因素、沉积模式、成藏模式等缺乏系统认识。通过对辽中凹陷西斜坡湖底扇物源体系、古地貌与坡折体系、湖平面变化进行分析，探讨其沉积模式，在对旅大10-6油田湖底扇沉积的岩石学特征，测井相、地震相特征及沉积相标志认识的基础上，梳理湖底扇型岩性油气藏的勘探发现历程、油气藏特征及油气成藏模式，以期为今后斜坡带湖底扇型隐蔽油气藏的勘探提供参考。1区域概况辽中凹陷位于渤海海域东北部、辽东湾坳陷中部，东西两侧分别被辽东凸起和辽西凸起所夹持，是辽东湾坳陷中面积最大的富生烃凹陷，面积约牛成民等：辽中凹陷西斜坡古近系东三段湖底扇发育模式及大油田发现2024 年354 800 km2。在四十多年的勘探中，于区域内中央反转带相继发现了旅大21-2、旅大27-2、旅大16-3等大中型油气田，勘探实践表明其为有利的油气聚集区。辽中凹陷在构造上整体表现为东断西超的典型箕状特征，东侧为受辽东1号断层控制的陡坡带，西侧是狭长宽缓的斜坡带。研究区辽中凹陷西侧斜坡带（以下简称为西斜坡）紧邻生烃中心，成藏条件好，钻井揭示古近系发育完整，自下而上分别为孔店组、沙河街组和东营组。其中，东营组为区域主要勘探目标，自下而上可进一步划分为东三段、东二段和东一段，湖底扇沉积体系主要发育在东三段（图 1）。东三段厚度为 4781 207 m，岩性分为3 段，上部为厚层泥岩夹薄层砂岩，中部以厚层泥岩为主，夹少量薄砂层，下部为泥岩与砂岩不等厚互图 1辽中凹陷构造位置（a）和古近系岩性地层综合柱状图（b）Fig.1Structural location of Liaozhong Sag（a）and stratigraphic column of Paleogene（b）层，局部发育中厚层细砂岩。2斜坡带湖底扇发育模式2.1物源体系渤海周缘前新生界地层层序研究表明，辽中凹陷西斜坡物源区包括辽西凸起和渤海湾盆地外西部燕山褶皱带。研究区古地貌恢复图（图2）显示，东三段沉积早期，辽西凸起部分出露在水面之上，形成“链状岛”，能够提供一定的物源供给，而没于水下的部分形成了潜在的输砂通道，可将燕山褶皱带的物源供给输送至研究区内，为湖底扇沉积提供了物质基础；东三段沉积中期，辽西凸起大部分没于水下，仅少量出露水面，其作为研究区物源的有效性进一步下降，而燕山褶皱带则持续供源，形成了大规模的辫状河三角洲沉积，越过辽西凸起，为研究区供源。在东三段沉积期，辽西凸起出露母岩主要为中生代火成岩，燕山褶皱带出露大面积的太古代变质岩，而东三段湖底扇碎屑锆石测年显示其年龄主要为图 2辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段沉积期源-汇体系Fig.2Source-sink system of Ed3in the western slopeof Liaozhong Sag2 500 Ma，在 200 Ma 也有少量分布，这说明研究区碎屑岩中锆石以太古代的碎屑锆石为主，只有少量的水 下 低 凸 起辽 西 凸 起盆外物源区旅大 10-5旅大 10-6010 km时间厚度/ms160800123234165物源方向 井名三角洲湖底扇沉积坡折带地层界新生界中生界系新近系古近系统渐新统始新统组馆陶组东营组沙河街组段东一段东二上段东二下段东三段沙一段沙二段沙三段沙四段年龄/Ma地层代号NgEd1Ed2UEd2LEd3Es1Es2Es3Es4Mz岩性地震反射界面构造演化阶段裂陷幕第二裂后热沉降幕裂陷幕裂前（a）（b）24.627.430.332.836.038.042.065.0第二裂后热沉降幕T3UT3MT2T3T4T5T6T8盆地边界断层凸起研究区井名地名砂砾岩细砂岩中砂岩泥岩凝灰岩36岩性油气藏第 36 卷第 2 期中生代碎屑锆石，进一步证实了燕山褶皱带是主要的物源供给区，而辽西凸起为次要物源供给区。综上所述，研究区湖底扇是渤海湾盆地内、外共同供源的结果，盆外大规模的物源供给和变质岩的母岩区提供了碎屑物质和优质的储集砂体。2.2古地貌与坡折体系断陷湖盆斜坡带与陡坡带相比地形相对平缓，但在沉积作用和构造作用的控制下，常发育沉积坡折带和断裂坡折带。沉积坡折带是指由于不同沉积体系的沉积速率差异造成地形坡度突变，从而在空间形态上形成的坡折带。地形坡度发生变化为早期沉积物滑动、滑塌提供了有利条件，直接控制了重力流卸载的主要发育位置。研究区东三段沉积中期，从辽西凸起向辽中凹陷湖盆中进积的辫状河三角洲沉积体系在斜坡带形成了沉积坡折，该坡折位于三角洲平原与三角洲前缘的结合位置，在地震剖面上一般与前积反射的顶部相对应，并且与湖底扇沉积具有较为清晰的界线（图 3），其形成与早期三角洲沉积所形成的古地貌背景息息相关。断裂坡折是受控凹断裂及区域构造应力影响而形成的具有一定断层坡度和断距的断裂组合，整体断裂发育规模较小，平面上多呈近东西向展布，地层以缓坡与凹陷相连接，向湖盆中心还发育次级断裂坡折，形成较为明显的沉积坡折。断裂坡折带形成的微古地貌变化控制着局部砂体搬运方向和差异富集程度，如研究区旅大10-5构造主要发育反向断层形成的断裂坡折带，碎屑物的运移受到遮挡，湖底扇集中发育，而旅大10-6构造发育同向断裂坡折带，湖底扇沿断阶带向湖方向展布。图 3辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段沉积坡折带控制湖底扇卸载位置Fig.3Sedimentary slope break zone controls theunloading position of the sublacustrine fan ofEd3in the western slope of Liaozhong Sag2.3湖平面变化东三段沉积期，研究区湖平面整体呈现出不断上升的过程，受到频繁变化的湖平面影响，形成多期次级湖泛面，湖底扇体系与三角洲体系在时间上先后发育、在空间上错位互补。东三段沉积初期，湖平面相对较低，沉积可容纳空间较小，辽西凸起整体出露水面，辽中凹陷仅能接受辽西凸起供给物源，形成辫状河三角洲沉积，随着湖平面上升，辽西凸起沉没水下，湖盆欠补偿形成湖相泥岩沉积。湖平面变化与物源体系变化耦合形成了三角洲、湖泊和湖底扇沉积，三者在空间上的反复叠置为岩性圈闭的形成提供了良好的保存条件（图 4）。图 4辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段湖平面变化控制湖底扇垂相叠置关系Fig.4Lake level changes control the vertical superposition relationship of the sublacustrine fan of Ed3in thewestern slope of Liaozhong Sag2.4沉积模式东三段沉积早期，湖平面较低，提供的可容纳空间有限，辽西凸起南侧整体出露水面，为旅大10-5构造辫状河三角洲沉积提供了物源。北侧凸起出露规模较小，仅能形成规模较小的三角洲沉积，三角洲沉积体发生滑塌，在旅大 10-6 构造形成了湖底东三段顶最大湖泛面初始湖泛面东三段底深度/m1 0001 5002 0002 5003 0003 500东三段层序顶界面高频层序次级湖泛面高频层序转换面东三段层序东三段层序底界面潜山不整合面辫状河三角洲基准面旋回湖泛泥岩滨浅湖半深湖深湖砂质碎屑流滑塌CDP9517931791178917871785171 5002 0002 5003 0003 500双程旅行时间/ms01 km新生界底沉积坡折湖扩域三角洲前积低位域+湖扩域物源区高位域物源通道湖扩域湖底扇HSTESTLST牛成民等：辽中凹陷西斜坡古近系东三段湖底扇发育模式及大油田发现2024 年37扇沉积（图 5a）。东三段沉积中期，湖平面开始上升，可容纳空间逐渐变大，辽西凸起整体沉入水下，仅有少量出露，形成了“链状岛”，水淹没部分形成了有效的输砂通道，燕山褶皱带的盆外物源形成的大型辫状河三角洲可通过“链状岛”之间的输砂通道进入研究区，形成了大规模的辫状河三角洲沉积。旅大10-5构造受反向断裂坡折控制，湖底扇相对集中发育，图 5辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段湖底扇发育模式与沉积体系展布Fig.5Sublacustrine fan development model and sedimentary system distribution of Ed3in thewestern slope of Liaozhong Sag而旅大10-6 构造受沉积坡折和顺向断裂坡折控制，滑动滑塌体沉积于坡脚部位，易向砂质碎屑流转化，并表现为舌状体向湖方向延伸（图 5b）。东三段沉积晚期，湖平面进一步上升，可容纳空间充足，燕山褶皱带物源供给持续增强，碎屑物越过辽西凸起在研究区卸载沉积，形成了大型的辫状河三角洲体系。受继承性古地貌背景和持续断裂活动的影响，三角洲滑塌在旅大10-5 构造和旅大10-6 构造分别形成湖底扇沉积（图 5c）。3湖底扇发育特征3.1岩石学特征对辽中凹陷西斜坡旅大10-6 油田 5口井东三段174 个岩石薄片进行鉴定发现，岩性主要为中细粒长石岩屑砂岩（图 6a），矿物成分主要为石英、长石和岩屑，其中石英体积分数为 16.0%38.0%，图 6辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段湖底扇储层岩石类型及孔隙特征Fig.6Sublacustrine fan reservoirs rock types and pore characteristics of Ed3in the western slope of Liaozhong Sag.石英砂岩；.长石石英砂岩；.岩屑石英砂岩；.长石砂岩；.岩屑长石砂岩；.长石岩屑砂岩；.岩屑砂岩。（a）岩石类型（b）孔隙特征（石英）/%（长石）/%257550（岩屑）/%7595 孔隙全貌，2 855.0 m，LD10-5-2 井原生粒间孔为主，3 243.0 m，LD10-6-2 井长石溶蚀孔，2 715.0 m，LD10-5-1 井颗粒溶蚀孔，3 486.0 m，LD10-6-1 井200 m50 m200 m200 m010 km中辽西洼湖相辽辽中西辽西洼南起凸陷凹旅大 10-5123旅大 10-6341562（a）东三段沉积早期010 km中辽西洼辽辽中西辽西洼南起凸陷凹旅大 10-5123旅大 10-6341562（b）东三段沉积中期010 km中辽西洼辽辽中西辽西洼南起凸陷凹旅大 10-5123旅大 10-6341562（c）东三段沉积晚期凸起三角洲前缘主体三角洲前缘远端湖底扇断层井名研究区38岩性油气藏第 36 卷第 2 期平均为 26.6%；长石体积分数为 30.0%48.0%，平均为 40.7%；岩屑体积分数为 15.0%45.0%，平均为 32.7%，岩屑成分以岩浆岩和变质岩岩块为主。碎屑颗粒分选性中等好，呈次圆次棱状，成分成熟度较低，结构成熟度较高。储层孔隙类型主要为原生粒间孔和溶蚀粒间孔，见少量粒内溶孔，孔隙发育一般，连通性较差。粒间充填物主要为铁白云石、菱铁矿和高岭石，其中菱铁矿呈凝块状分散于粒间，铁白云石呈星点状分布，高岭石呈分散状充填粒间。颗粒间以点-线、线接触为主，长石风化程度中等（图6b）。颗粒粒度的分布和分选性是判断沉积环境和水动力的标志，常用粒度概率累积曲线及C-M 图（C为累积曲线上算数百分比值为 1%处对应的粒径，M 为累积曲线上算数百分比值为 50%处对应的粒径）来判断沉积环境及水动力特征26。研究区东三段砂体颗粒粒度概率累积曲线为“一跳一悬”式，滚动次总体不发育，跳跃总体和悬浮总体占优势，跳跃次总体的体积分数约为 60%，悬浮总体体积分数约为 40%，两者交点粒度值为 2，粒度较小，代表受牵引流影响的重力流沉积（图 7a）。研究区东三段砂体颗粒粒度在 C-M 图上表现出数据点与CM线平行的特征，即以递变悬浮总体为主，代表快速沉积作用下形成的未经分选的沉积物，也说明流体图 7辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段砂体粒度分析Fig.7Sand particle size of Ed3in the western slope of Liaozhong Sag性质以重力流为主（图 7b）。3.2测井相及地震相特征测井响应特征不仅能反映岩-电对应关系，也能指示沉积相带。研究区东三段湖底扇按照沉积位置和形成机制可进一步划分为内扇、中扇和外扇 3个亚相，从测井曲线的变化可以看出湖底扇内扇中扇外扇沉积相带的变化。内扇亚相距物源区位置最近，沉积物粒度最大，岩性以中细砂岩为主，测井响应特征为高电阻率值和低自然伽马值，电阻率和自然伽马曲线均表现为钟形和箱形（图 8a）；中扇亚相距离物源区相对较远，岩性以细砂岩为主，见少量粉砂岩，从内扇中扇颗粒粒度逐渐变小，测井响应特征为中高电阻率值和低自然伽马值，电阻率和自然伽马曲线均为齿化箱形和钟形（图 8b）；外扇亚相靠近湖盆中心，岩性以砂泥薄互层为主，粒度最小，测井响应特征为中电阻率值和中低自然伽马值，电阻率和自然伽马曲线均为齿形或指形（图 8c）。此外，东三段测井曲线整体表现为多个箱形或齿化箱形叠加，反映了多期湖底扇相互叠置发育的沉积特征。湖底扇沉积具有独特的地震相特征，表现为与相邻的湖相或三角洲相沉积的波阻抗差异较大。研究区东三段湖底扇为大套湖相泥岩沉积背景下发育的厚层砂岩夹薄层泥岩的岩性组合，地震反射累积曲线100908070605040302010010310210110-110-2粒径/m算数百分比/%-2（a）（b）C/m2046810121499.99999.99099.90099.00095.00090.00080.00070.00060.00050.00040.00030.00020.00010.0001.0000.1000.0100.001104103102101101102103M/m概率百分比/%概率累积曲线频率曲线旅大 10-5旅大 10-6牛成民等：辽中凹陷西斜坡古近系东三段湖底扇发育模式及大油田发现2024 年39图 8辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段湖底扇测井相特征Fig.8Logging facies characteristics of sublacustrine fan of Ed3in the western slope of Liaozhong Sag特征表现为“底平顶凸”透镜状或丘状外形结构，东三段顶、底均为强振幅反射，地层内部呈现出多个低频、强振幅连续反射，具有较小规模的前积特征，反映出湖底扇内部有多期主沟道相叠加，与围岩泥岩的弱振幅空白反射明显不同，平面上呈多期湖底扇叠置连片分布（图 9）。图 9辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段湖底扇地震相特征Fig.9Seismic facies characteristics of sublacustrine fanof Ed3in the western slope of Liaozhong Sag3.3沉积相标志研究区东三段湖底扇沉积中的中扇亚相是最有利的勘探相带，钻井取心主要集中在中扇亚相。从岩心可以识别出水平层理、泥岩漂砾、拉条状的泥岩撕裂屑及土黄色的磨圆度较好的泥砾，在粒度变小的岩心段具有明显的滑塌变形构造，在砂底可见砂泥岩突变面、变形层理等多种沉积构造（图10）。4旅大 10-6 油田勘探发现4.1发现历程辽中凹陷西斜坡的勘探始于 20 世纪90 年代，由于整个斜坡带形态宽缓、构造简单且几乎不发育断层，无法形成有效的构造圈闭，近三十年勘探仅获得了锦州 27-6 油气田和锦州 31-1 气田 2 个小型商业发现。2018年，根据走滑控圈模式在斜坡南段解释发现了旅大10-5 和旅大10-6 构造，但这 2 个构造断裂系统复杂，单个断块圈闭面积仅为 0.82.5 km2，勘探风险极大。旅大10-6 构造经历了近五年 3 轮次的勘探，主要包括构造勘探阶段、岩性探索阶段和岩性评价阶段。2018 年，从构造圈闭勘探转为岩性圈闭勘探，在东三段发现的湖底扇砂体总面积约为 57.7 km2，内部可追踪7 期砂体，单期面积为 2.39.5 km2，古近系湖底扇型岩性油气藏勘探领域获得重大突破。为探索研究区含油气性及油气成藏模式，在构造圈闭面积大、储层发育的断块钻探了 LD10-6-1 井，于东三段钻遇了 4 期湖底扇砂体，砂岩总厚度为239.1 m，单砂层厚度为 1.633.5 m，平均厚度为9.7 m，测井解释油层总厚度为 67.7 m，气层总厚度为 17.8 m，多个油组未揭示油水界面，湖底扇型岩性油气藏初露端倪。湖底扇双程旅行时间/msLD10-6-2 井GR/API-50150SP/mV0150东三段顶最大湖泛面初始湖泛面东三段底3 0002 5002 000GR/API50120深度/m岩性RLLD/（m）0.11003 7803 8003 8203 8403 860（a）内扇GR/API80150深度/m岩性RLLD/（m）0.1100（b）中扇GR/API80120深度/m岩性RLLD/（m）0.11003 4403 4603 4803 5003 5203 540（c）外扇3 2803 3003 3203 3403 360灰质粉砂岩细砂岩中砂岩泥岩40岩性油气藏第 36 卷第 2 期图 10辽中凹陷西斜坡 LD10-6-2 井古近系东营组三段湖底扇岩心照片Fig.10Core photos of sublacustrine fan of Ed3of well LD10-6-2 in the western slope of Liaozhong Sag20192020 年，为了探索研究区岩性油气藏模式、扩大储量规模，开展了湖底扇岩性目标整体研究，针对该区中深层进行了三维地震资料重新处理，识别并精细刻画了旅大10-5 和旅大10-6 这 2 个构造区共 39 个湖底扇砂体。结合沉积及油气运聚条件研究，优选储层发育、油气汇聚条件好的湖底扇，按照岩性油藏模式设计并钻探的 LD10-6-2 井在东三段钻遇 4 期湖底扇砂体，砂岩总厚度为187.6 m，测井解释油层厚度为 57.7 m，气层厚度为74.3 m，气层测试获日产气 40.3104m3、日产油212.6 m3，油层测试获日产油 241.2 m3、日产气 4.5104m3，证实了斜坡带岩性勘探的巨大潜力，确立了研究区岩性油气藏模式。20202021 年，为了加深湖底扇的特征及分布研究，在旅大10-5、旅大10-6 构造区开展了整体评价钻探，在钻探过程中发现部分探井储层砂体横向快速尖灭、储层发育但整体见水等复杂情况，3 口评价井接连失利。针对储层尖灭问题，开展层序地层研究、划分沉积期次、恢复不同沉积期古地貌，进而明确物源、古地貌及湖平面变化共同控制湖底扇分布及富砂性。同时开展油气运聚研究，明确了“汇聚脊-通源断层-顺向砂体”三元耦合湖底扇规模性源外油气成藏模式，重新优选了具备有利运聚背景的 3 个湖底扇开展钻探。其中，LD10-6-6 井在东三段钻遇厚层湖底扇砂体，厚度达 153.7 m，测井解释油层厚度 24.0 m，气层厚度 29.8 m，证实了“物源-坡折带-湖平面”控制的富砂模式和“汇聚脊-通源断层-顺向砂体”控制的油气富集规律，确定了辽中凹陷西斜坡岩性油气藏的规模。4.2油气藏特征旅大10-6 油田位于辽中凹陷中洼西斜坡，紧邻生烃主洼，油源供给充足，整体成藏条件优越。主力含油层系东三段主要发育湖底扇沉积，砂体平面分布范围较广，纵向上多期叠置，单砂体面积为3.4752.74 km2，平均厚度为 5.552.5 m，储层孔隙度为 14.1%20.8%，平均为18.0%，渗透率为 0.3203.3 mD，平均为 45.7 mD，具有中孔、低渗特征。受多条断层和不同期次砂体控制，旅大10-6 油田东三段可分为20个相互独立的油气藏，其中11个油藏、9 个气藏，埋深为 2 660.03 420.0 m。基于测试和取样资料可知，该区东三段地层温度为70.70113.50，温度梯度为 2.84/100 m，原始地层压力为 24.65235.233 MPa，压力系数为 1.055，压力梯度为1.07 MPa/100 m，属于常温、常压油气藏。油藏原油为轻质油，具有低含硫、高含蜡、胶质沥青质含量中等、凝固点高的特征，地面（20）原油密度为 0.8310.833 g/cm3，50 时黏度为 2.672.90 mPas。其中硫的质量分数为 0.05%，蜡的质量分数为17.14%18.99%，凝固点为24.026.0，气油比199233 m3/m3。该区气藏中天然气具有低含 CO2、微含硫、不含氦气的特征，其中CH4和C2H6C6H14以上气体的质3 226.223 226.47 m，分选性较好的块状细砂岩、泥岩，杂基含量少3 230.773 231.02 m，分选性和磨圆程度均明显不同的泥岩漂砾，泥砾的直径超过 5 cm3 229.793 230.09 m，拉条状的泥岩撕裂屑和土黄色磨圆度较好的泥砾，泥砾直径约 5 cm3 228.073 228.42 m，泥岩的厚度相对较小，可见包裹砂质3 229.943 230.19 m，可见粒度变细部分发生了明显的变形作用3 229.273 229.54 m，可见砂底突变面和泥质中包裹砂质3 226.023 226.20 m，砂泥岩存在明显的突变面，在砂岩中可以看见微小的断裂特征块状砂岩泥岩漂砾泥岩撕裂砂质团块变形构造底部冲刷突变接触牛成民等：辽中凹陷西斜坡古近系东三段湖底扇发育模式及大油田发现2024 年41量分数分别为81.45%85.89%和12.15%16.74%，N2和 CO2质量分数分别为 00.31%和 1.50%1.65%。天然气相对密度为 0.6740.744，H2S密度为6.4512.37 mg/m3。凝析油具有低密度、低黏度、低含硫、中含蜡、凝固点低的特征，地面（20）凝析油密度为 0.765 g/cm3，黏度为0.920.97 mPa s。4.3油气成藏模式辽中凹陷发育古近系沙河街组三段（沙三段）、沙一二段和东三段共 3 套烃源岩。油源对比结果显示，研究区油样色-质谱表现出中高 4 甲基甾烷、中高伽马蜡烷及C27甾烷优势等特征，反映出深层沙河街组是主力供烃层系。因此，东营组湖底扇砂体储层为“下生上储”成藏，属于“脊-断”耦合成藏模式。旅大10-5、旅大10-6构造区深部发育2条近东西向构造脊，构造脊上沙三段发育的砂砾岩分布面积较大，凹陷区沙河街组油气生成之后，经过初次运移直接进入与烃源岩相接的沙三段砂砾岩体中，再通过构造脊由凹陷区向斜坡带横向运移并聚集在构造脊高部位形成构造脊“中转站”油气藏。随着斜坡带断层的幕式活动，切脊断层将深部砂砾岩中汇聚的油气向上部东三段湖底扇储层中垂向转移，形成了高效的垂向运移通道，而非切脊断层只能将断面周围接触的烃源岩所生成的少量油气运移至浅层，形成垂向差异运移。油气到达湖底扇砂体后，由于断层的分割作用，产生侧向分流，优先在顺向砂体中聚集。东三段湖底扇发育的斜坡区整体以湖相泥岩沉积为主，湖底扇优质储层包裹在厚层泥岩之间，形成了“泥包砂”的特征，油气保存条件较好。因此，研究区形成了以旅大10-6构造区为代表的“汇聚脊-通源断层-顺向砂体”