李曉光，陳永成，李玉金，藍(lán)闊，李敬含，鞏偉明

（中國(guó)石油遼河油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，遼寧盤(pán)錦 124010）

遼河坳陷是渤海灣裂谷盆地的次一級(jí)構(gòu)造單元。自20 世紀(jì)50 年代開(kāi)始區(qū)域普查以來(lái)，已有60 余年的勘探歷史。隨著勘探程度的提高，在勘探理論、勘探技術(shù)、勘探領(lǐng)域等方面都取得了許多新進(jìn)展、新成果。前人站在不同的歷史節(jié)點(diǎn)，根據(jù)不同的劃分原則，對(duì)遼河坳陷油氣勘探階段做過(guò)多種不同方案的劃分[1-4]，其中文獻(xiàn)［1］以重點(diǎn)區(qū)帶的油氣發(fā)現(xiàn)為主要依據(jù)，把遼河坳陷1955—1989年的勘探歷程劃分為8個(gè)階段：勘探區(qū)域的準(zhǔn)備；區(qū)域展開(kāi)，選擇重點(diǎn)勘探區(qū)；詳探興隆臺(tái)，解剖二級(jí)構(gòu)造帶；主攻西斜坡，拿下大油田；勘探潛山油藏，開(kāi)辟新的勘探領(lǐng)域；三探牛居獲油田；重上大民屯，開(kāi)辟新油區(qū)；以生油洼陷為中心深化勘探。筆者根據(jù)60余年油氣勘探的新認(rèn)識(shí)和新進(jìn)展，以油氣儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)為主線，重新劃分遼河坳陷的油氣勘探階段，并總結(jié)出取得油氣重要發(fā)現(xiàn)的勘探啟示，以期對(duì)類似地區(qū)的油氣勘探有所啟迪。

1 地質(zhì)概況

遼河坳陷位于渤海灣盆地東北部，屬新生代裂谷盆地，整體呈北東—南西向狹長(zhǎng)狀展布，在燕山運(yùn)動(dòng)期和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)期以塊斷活動(dòng)為主要運(yùn)動(dòng)形式，斷裂十分發(fā)育，造成凹凸相間排列的構(gòu)造格局[5-7]，可劃分為東部凹陷、西部凹陷、大民屯凹陷、東部凸起、中央凸起和西部凸起共6 個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，坳陷面積12 400 km2（圖1）。東部凹陷和西部凹陷具有東斷西超、東陡西緩、東深西淺的箕狀斷陷特點(diǎn)，大民屯凹陷為3條斷層所圍限的三角形斷陷。

圖1 遼河坳陷油氣勘探成果圖Fig.1.Oil and gas exploration results in Liaohe depression

遼河坳陷自下而上發(fā)育新太古界、中—新元古界、古生界、中生界和新生界5 套地層。新太古界為遼河坳陷最古老的變質(zhì)巖結(jié)晶基底，全區(qū)分布。中—新元古界主要分布在西部凹陷和大民屯凹陷西北部，為一套碳酸鹽巖夾碎屑巖的海相地層。古生界主要分布在東部凸起、東部凹陷中部和西部凹陷曙光地區(qū)，中央低凸起海月地區(qū)也有分布，主要為奧陶系深灰色厚層狀石灰?guī)r和石炭、二疊系的頁(yè)巖、砂巖、煤層及石灰?guī)r互層。中生界主要分布在東部凸起和西部凸起，凹陷區(qū)也有分布，為一套陸相沉積。新生代古近紀(jì)是裂谷盆地形成的主要時(shí)期，漸新世沙河街組沉積時(shí)期是裂谷湖盆發(fā)育的興盛期，沉積了厚達(dá)6 000 m的可生儲(chǔ)油氣的暗色泥巖和砂巖，沙河街組自上而下可劃分為4段：沙一段、沙二段、沙三段和沙四段：東營(yíng)期湖盆萎縮，沉積中心南移，遼河坳陷南部地區(qū)以湖相沉積為主，中北部地區(qū)以河流相沉積為主，全區(qū)分布。新近紀(jì)為拗陷期，地層覆蓋廣大地區(qū)，形成統(tǒng)一的坳陷[8]。

2 勘探歷程

2.1 區(qū)域普查與稀井廣探階段（1955—1969年）

1955 年開(kāi)始對(duì)下遼河平原的石油普查，在野外地質(zhì)調(diào)查的同時(shí)，開(kāi)展了大量的地球物理勘探工作，包括1∶100 000 到1∶1 000 000 的地面重力、磁法、電法測(cè)量和航空磁測(cè)，以及少量模擬二維地震勘探。以此為基礎(chǔ)，基本查明了遼河坳陷的分布范圍、基底結(jié)構(gòu)、埋藏深度、邊界位置和地層接觸關(guān)系，劃分了次一級(jí)的構(gòu)造單元（凹陷和凸起），初步查明了各凹陷內(nèi)二級(jí)構(gòu)造帶的輪廓，指出遼河坳陷是油氣勘探的有利區(qū)（圖2）。

圖2 遼河坳陷勘探階段劃分Fig.2.Division of exploration stages in Liaohe depression

1964 年，在遼河坳陷東部凹陷的黃金帶構(gòu)造鉆探第1 口區(qū)域探井——遼1 井，該井雖因工程報(bào)廢而未試油，但見(jiàn)到了良好的油氣顯示。1965 年7 月，在東部凹陷南部大平房構(gòu)造上鉆探的第2 口區(qū)域探井——遼2 井在東營(yíng)組試油，獲日產(chǎn)油1.68 t，首次在古近系獲得工業(yè)油氣流。1964—1966 年，地質(zhì)部在遼河坳陷的多個(gè)構(gòu)造上先后鉆探井13口，有5口井獲工業(yè)油氣流，證實(shí)了遼河坳陷的油氣勘探價(jià)值。

1967 年3 月，受當(dāng)時(shí)地質(zhì)認(rèn)識(shí)和技術(shù)條件限制，把出油氣點(diǎn)較多的東部凹陷中央構(gòu)造帶當(dāng)作長(zhǎng)垣式的構(gòu)造帶，采用先打高點(diǎn)，后打鞍部和兩翼的做法，結(jié)果在高點(diǎn)部位的井出油，而打在構(gòu)造帶鞍部和兩翼的井則落空。得出了下遼河盆地構(gòu)造小，油氣分布受局部構(gòu)造的高點(diǎn)控制的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而形成了“找雞蛋，占高點(diǎn)，守山頭”的部署思想。到1969 年底，共完鉆探井35 口，其中獲工業(yè)油氣流井19 口，發(fā)現(xiàn)了6 個(gè)含油氣構(gòu)造（興隆臺(tái)、于樓、牛居、榆樹(shù)臺(tái)、歐利坨子和大平房）和2個(gè)油氣田（熱河臺(tái)和黃金帶）。

2.2 局部詳探與重點(diǎn)突破階段（1970—1980年）

2.2.1 興隆臺(tái)億噸級(jí)油田的發(fā)現(xiàn)

興隆臺(tái)構(gòu)造位于西部凹陷中部，是一個(gè)潛山披覆斷裂背斜，為洼中之隆。1969 年9 月，在興隆臺(tái)構(gòu)造鉆探的興1 井獲得百噸以上高產(chǎn)油氣流，之后按照高點(diǎn)控油的思想沿構(gòu)造軸線向東北方向的高部位追蹤，只發(fā)現(xiàn)了陳家含油區(qū)塊，沒(méi)有取得預(yù)期效果。1972年，吸取前期教訓(xùn)，提出油田擴(kuò)邊要勇上低斷塊（階），鉆探井13口，11口井獲得工業(yè)油氣流，打破了高點(diǎn)控油的思想約束。1973 年，通過(guò)高產(chǎn)規(guī)律的研究，提出斷裂控油的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。按照占斷塊，打高點(diǎn)，沿?cái)鄬诱腋弋a(chǎn)，找到高產(chǎn)多打眼的勘探方法，當(dāng)年有28 口井獲高產(chǎn)，其中興411 井日產(chǎn)油748.0 t，馬20 井日產(chǎn)油2 093.0 t，日產(chǎn)氣452 000 m3。由于過(guò)于強(qiáng)調(diào)奪高產(chǎn)，注重小斷塊勘探，忽視了對(duì)二級(jí)構(gòu)造帶的解剖，造成多處出油無(wú)面積，找到高產(chǎn)無(wú)儲(chǔ)量的被動(dòng)局面。1974年，通過(guò)進(jìn)一步總結(jié)認(rèn)為，油氣的聚集不僅受構(gòu)造因素控制，還受巖相帶的控制，構(gòu)造巖相帶是控制油氣聚集的基本地質(zhì)單元，提出二級(jí)構(gòu)造帶控油的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。按照這一認(rèn)識(shí)，把興隆臺(tái)構(gòu)造帶作為整體集中勘探，迅速擴(kuò)大了含油氣面積，到1976 年底，該帶累計(jì)探明油氣儲(chǔ)量近億噸。

2.2.2 西部凹陷西斜坡三大油田的發(fā)現(xiàn)

遼河坳陷西部凹陷西部斜坡帶為一自西向東傾沒(méi)的大型斜坡，面積約1 230 km2，自北向南發(fā)育高升、曙光、杜家臺(tái)、勝利塘、齊家、歡喜嶺、西八千等斷鼻構(gòu)造。

1975 年，按照二級(jí)構(gòu)造帶控油的地質(zhì)認(rèn)識(shí)，先后在西部凹陷西斜坡南段、中段和北段分別部署實(shí)施了杜4 井、杜7 井和高1 井，并獲高產(chǎn)油氣流。1975 年底，在曙光地區(qū)大約200 km2的范圍內(nèi)進(jìn)行全面勘探和開(kāi)發(fā)，在不到2 年的時(shí)間里就基本探明了億噸級(jí)曙光油田。1977—1978 年，勘探開(kāi)發(fā)的重心向北段和南段轉(zhuǎn)移，又先后探明了高升和歡喜嶺2 個(gè)億噸級(jí)油田。

西部凹陷西部斜坡帶從開(kāi)始預(yù)探到初步探明石油儲(chǔ)量近30 000×104t，并全面投入開(kāi)發(fā)，前后只用了5年，特別是1975年以后，基本上是當(dāng)年探明，當(dāng)年開(kāi)發(fā)。

2.3 拓展勘探與規(guī)模增儲(chǔ)階段（1981—1991年）

立足于二級(jí)構(gòu)造帶整體含油的認(rèn)識(shí)，對(duì)二級(jí)構(gòu)造帶進(jìn)行整體解剖，雖然在勘探指導(dǎo)思想上前進(jìn)了一步，但其基本思想仍然是正向構(gòu)造控制油氣的觀點(diǎn)。20 世紀(jì)80 年代初期，遼河油田在深化石油地質(zhì)綜合研究的同時(shí)，加強(qiáng)了與渤海灣兄弟油田協(xié)同研究，深化地質(zhì)認(rèn)識(shí)，建立了不同類型構(gòu)造帶油氣藏分布模式（圖3），形成了復(fù)式油氣聚集（區(qū)）帶理論。在該理論指導(dǎo)下，廣泛應(yīng)用二維和三維數(shù)字地震及高凝油熱采等技術(shù)，整體解剖二級(jí)構(gòu)造帶，構(gòu)造和巖性并舉，不同層系兼顧，三大凹陷的多個(gè)構(gòu)造帶都獲得了新的規(guī)模發(fā)現(xiàn)，累計(jì)新增探明石油儲(chǔ)量106 000×104t。1986年，遼河油田原油年產(chǎn)量登上千萬(wàn)噸臺(tái)階。

圖3 遼河坳陷西部凹陷復(fù)式油氣聚集帶成藏模式（剖面位置見(jiàn)圖1）Fig.3.Composite oil and gas accumulation model in the Western sag of Liaohe depression (profile location is shown in Fig.1)

2.3.1 西部凹陷西斜坡中段—南段探明儲(chǔ)量大幅增長(zhǎng)

遼河坳陷西部凹陷西斜坡中段—南段可進(jìn)一步分為上臺(tái)階、高壘帶和下臺(tái)階3個(gè)次級(jí)帶。20世紀(jì)70年代，以高壘帶為重點(diǎn)探明石油儲(chǔ)量19 000×104t，80 年代，按照復(fù)式油氣聚集帶模式，對(duì)西部凹陷西斜坡的上臺(tái)階和下臺(tái)階進(jìn)行擴(kuò)展勘探，尋找新含油層系、新含油區(qū)塊和新油氣藏類型，探明儲(chǔ)量年年有新增長(zhǎng)。到1989年底，累計(jì)探明石油儲(chǔ)量達(dá)77 000×104t。

2.3.2 西部凹陷東部陡坡帶獲規(guī)模發(fā)現(xiàn)

遼河坳陷西部凹陷東部陡坡帶是受臺(tái)安—大洼斷層控制形成的復(fù)雜構(gòu)造帶。在深入分析二維地震資料和地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，精細(xì)解釋三維地震資料，綜合研究斷裂演化、構(gòu)造形態(tài)、圈閉類型和儲(chǔ)集層分布規(guī)律，部署實(shí)施了洼16 井、海2 井、冷37 井等，并先后獲得高產(chǎn)油氣流，勘探取得了重大突破，在陡坡帶南段發(fā)現(xiàn)了2 個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)油田（大洼和海外河），在中段發(fā)現(xiàn)了1個(gè)億噸級(jí)油田（冷家堡）。

2.3.3 大民屯凹陷發(fā)現(xiàn)靜安堡大油田

遼河坳陷大民屯凹陷面積約800 km2。1971—1975 年，先后鉆探了沈1、沈5、沈21、沈46 等探井，發(fā)現(xiàn)了大民屯和法哈牛油氣田，并發(fā)現(xiàn)了曹臺(tái)、靜安堡和大荒地含油氣構(gòu)造。由于油品以高凝油為主，受當(dāng)時(shí)試油和試采工藝限制，不能大規(guī)模開(kāi)發(fā)，同時(shí)，受當(dāng)時(shí)地震勘探技術(shù)的限制，深層構(gòu)造不落實(shí)，加之西部凹陷西斜坡勘探取得重大突破，暫時(shí)中斷了大民屯凹陷的勘探。

從1980 年冬開(kāi)始，在研究高凝油熱采工藝的同時(shí)，對(duì)大民屯凹陷重新部署地震詳查，進(jìn)行模擬12 次和數(shù)字24 次覆蓋地震連片測(cè)量，資料品質(zhì)有了明顯改善。1982—1983 年，以大民屯凹陷中部的靜安堡構(gòu)造帶為重點(diǎn)，部署實(shí)施的勝3 井和靜3 井分別在新太古界變質(zhì)巖和中—新元古界石灰?guī)r中獲高產(chǎn)油流，潛山勘探獲得重大突破。為進(jìn)一步落實(shí)潛山形態(tài)，1984 年冬，在靜安堡構(gòu)造帶開(kāi)展三維地震試驗(yàn)，1986年正式進(jìn)行三維地震勘探，為地質(zhì)研究、儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)和油田開(kāi)發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的資料基礎(chǔ)。到1989 年底，在靜安堡構(gòu)造帶累計(jì)探明石油儲(chǔ)量近20 000×104t。在大民屯凹陷建成了300×104t原油年生產(chǎn)能力，成為中國(guó)最大的高凝油生產(chǎn)基地。

2.3.4 東部凹陷北段找到3個(gè)中等規(guī)模油田

遼河坳陷東部凹陷北部地區(qū)主要包括牛居—青龍臺(tái)斷裂背斜構(gòu)造帶、茨榆坨潛山披覆構(gòu)造帶、頭臺(tái)—沈旦堡斷階帶等正向二級(jí)構(gòu)造帶。早期鉆探的牛1井、牛5井等已證實(shí)了牛居構(gòu)造的含油氣性，但勘探工作因地震資料（模擬6 次覆蓋）難以滿足需要而暫時(shí)中斷。

從1980 年開(kāi)始，應(yīng)用24 次覆蓋地震資料開(kāi)展部署研究，對(duì)東部凹陷北部地區(qū)實(shí)施新一輪鉆探，牛13井、龍10 井、茨10 井等獲工業(yè)油氣流，先后發(fā)現(xiàn)了牛居、青龍臺(tái)和茨榆坨3個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)油氣田。

2.4 深化陸上與加快灘海階段（1992—2005年）

隨著勘探程度的提高，遼河坳陷陸上主要構(gòu)造帶均已鉆探，遼河油田通過(guò)資源潛力分析，制定了深化陸上，加快灘海的戰(zhàn)略部署。通過(guò)加強(qiáng)石油地質(zhì)綜合研究，強(qiáng)化新技術(shù)的應(yīng)用，在深化復(fù)式油氣聚集帶勘探的同時(shí)，加強(qiáng)新區(qū)、新領(lǐng)域勘探，實(shí)現(xiàn)了遼河坳陷陸上低潛山油氣藏和火成巖油氣藏的突破，以及遼河灘海的油氣大發(fā)現(xiàn)。累計(jì)新增探明石油儲(chǔ)量80 500×104t。

2.4.1 坳陷陸上深化勘探成效顯著

（1）低潛山油氣藏勘探取得重要成果 20 世紀(jì)70—80 年代，以潛山為主要目的層，在西部凹陷西斜坡和大民屯凹陷的高潛山、中潛山獲得了規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)，但受“潛山具有統(tǒng)一油水界面”認(rèn)識(shí)的限制，勘探進(jìn)展緩慢。

1995 年初，在利用二維地震資料重新落實(shí)曙103圈閉時(shí)，認(rèn)為該圈閉是沙四段杜家臺(tái)油層披覆在潛山上的復(fù)合圈閉，部署實(shí)施了曙103 井。曙103 井在中新元古界試油，獲日產(chǎn)油437.0 t、日產(chǎn)氣45 823 m3的高產(chǎn)油氣流。隨后，對(duì)曙光低潛山帶進(jìn)行了重新評(píng)價(jià)和認(rèn)識(shí)，建立了低潛山油氣成藏模式（圖4），部署實(shí)施曙107 井、曙110 井等獲成功，突破了西部凹陷西斜坡潛山海拔-3 000 m 統(tǒng)一油水界面的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)[9]。

圖4 遼河坳陷西部凹陷曙光潛山帶油氣成藏模式（剖面位置見(jiàn)圖1）Fig.4.Oil and gas accumulation model in Shuguang buried hill belt in the Western sag of Liaohe depression(profile location is shown in Fig.1)

受曙光低潛山勘探成功的啟示，1999—2004 年，利用新采集的二次三維地震資料，應(yīng)用近（欠）平衡鉆井技術(shù)，對(duì)大民屯凹陷低潛山和興隆臺(tái)低潛山實(shí)施評(píng)價(jià)和鉆探，部署實(shí)施沈625 井、沈229 井、沈266 井、陳古1 井、馬古1 井、馬古3 井等獲得成功，將大民屯凹陷潛山油水界面（-3 080 m）下延了700 m 以上[10]，將興隆臺(tái)潛山含油底界由-2 720 m下延到-4 300 m。大民屯凹陷低潛山新增探明石油儲(chǔ)量3 982×104t。

（2）火成巖油氣藏勘探取得重要突破 20 世紀(jì)70 年代初，東部凹陷熱河臺(tái)地區(qū)的熱24 井在針對(duì)淺層砂巖勘探過(guò)程中，首次在沙三段火山巖中獲得工業(yè)性油氣流，就引起了研究人員的注意，但由于當(dāng)時(shí)碎屑巖勘探效果更好，在隨后很長(zhǎng)一段時(shí)間，對(duì)火成巖油氣藏的勘探一直處于探索中。1997 年，位于東部凹陷歐利坨子地區(qū)的歐26 井，在兼探的地質(zhì)異常體中發(fā)現(xiàn)了粗面巖油氣藏，獲日產(chǎn)百噸高產(chǎn)油氣流，從此揭開(kāi)了遼河坳陷火山巖油氣藏勘探的序幕。

歐26 井鉆探成功后，針對(duì)火山巖開(kāi)展了火山巖年代、儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)、油藏特征等多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，探討了粗面巖的形成機(jī)理，明確了粗面巖的巖體分布規(guī)律，建立了粗面巖油氣成藏模式，開(kāi)始了有目的性的鉆探。1999—2004 年，在東部凹陷黃沙坨和歐利坨子構(gòu)造先后部署實(shí)施的小22 井、小23 井、歐48 井等在沙三段粗面巖中獲得高產(chǎn)油氣流，探明石油儲(chǔ)量3 223×104t，發(fā)現(xiàn)了以火山巖為主要目的層的黃沙坨和歐利坨子2 個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)油田，成為遼河油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域。

2.4.2 遼河灘海油氣勘探獲重大發(fā)現(xiàn)

遼河灘海位于遼東灣北部，水深5 m 以內(nèi)的灘海地區(qū)，地表環(huán)境可劃分為陸灘、海灘、潮間帶和極淺海4種類型，是遼河坳陷陸上向海域的自然延伸。

20 世紀(jì)80 年代，開(kāi)展了1∶200 000 重力測(cè)量、1∶50 000 航磁測(cè)量及少量二維地震勘探。1990—1995年，開(kāi)展了全區(qū)二維和重點(diǎn)區(qū)塊三維地震勘探。通過(guò)二維和三維地震資料聯(lián)合解釋和目標(biāo)評(píng)價(jià)，先后在灘海西部的筆架嶺構(gòu)造帶和東部的太陽(yáng)島—葵花島構(gòu)造帶部署實(shí)施了LH4-1-1 井、LH13-1-1 井、LH18-1-l 井等，獲得工業(yè)油氣流，累計(jì)新增探明石油儲(chǔ)量1 880×104t，探明天然氣儲(chǔ)量7.48×108m3，發(fā)現(xiàn)了筆架嶺、太陽(yáng)島和葵花島油田。

1996 年，在二維地震資料精細(xì)解釋的基礎(chǔ)上，在遼河灘海中部的海南—月東構(gòu)造帶部署實(shí)施海南1井和月東1 井，均在東營(yíng)組獲高產(chǎn)油氣流。隨后加大了勘探投入和研究力度，連續(xù)采集三維地震516.4 km2，構(gòu)造帶主體實(shí)現(xiàn)了三維地震滿覆蓋。以此為基礎(chǔ)，對(duì)構(gòu)造格局、油源條件、沉積相帶、儲(chǔ)集層發(fā)育特征等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，建立油氣成藏模式（圖5）。1996—2000 年，共完鉆探井16 口，其中11 口井獲油氣流，探明石油儲(chǔ)量10 336×104t，發(fā)現(xiàn)了遼河灘海的第一個(gè)億噸級(jí)油氣田——月海油田。

圖5 遼河灘海月東披覆構(gòu)造帶油氣成藏模式（剖面位置見(jiàn)圖1）Fig.5.Oil and gas accumulation model in Yuedong drape structure belt in Liaohe beach (profile location is shown in Fig.1)

2.5 精細(xì)勘探與穩(wěn)定發(fā)展階段（2006年至今）

進(jìn)入“十一五”，面對(duì)主要正向二級(jí)構(gòu)造帶已基本探明、整裝油氣田和大型構(gòu)造油氣藏發(fā)現(xiàn)幾率越來(lái)越小的嚴(yán)峻形勢(shì)，以富油氣凹陷滿凹含油理念[11-12]為指導(dǎo)，立足全坳陷，取得了一系列大規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)和油氣成藏新認(rèn)識(shí)。

2.5.1 變質(zhì)巖內(nèi)幕油氣藏勘探獲重大突破

“十一五”以來(lái)，通過(guò)總結(jié)遼河坳陷西部凹陷和大民屯凹陷中、高、低潛山勘探的成功經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展了變質(zhì)巖潛山內(nèi)幕成藏條件和勘探技術(shù)的攻關(guān)研究與實(shí)踐。

在前期對(duì)興隆臺(tái)潛山帶的2 個(gè)低潛山（馬圈子和陳家）勘探成功的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)到高潛山深部應(yīng)該具有更優(yōu)越的成藏條件。2005 年10 月，位于興隆臺(tái)潛山主體部位的興古7 井于4 230 m 完鉆，揭露新太古界1 640 m，共解釋油層17 層136.0 m，差油層45 層414.5 m，試油3 次均獲工業(yè)油流，發(fā)現(xiàn)了潛山內(nèi)幕油氣藏。隨后加強(qiáng)了變質(zhì)巖內(nèi)幕油氣成藏條件及成藏機(jī)理研究，并對(duì)該區(qū)實(shí)施新一輪的三維地震勘探。按照整體部署、整體評(píng)價(jià)的勘探思路，在興隆臺(tái)潛山帶先后部署實(shí)施了13 口預(yù)探井（興古8 井、陳古2 井、馬古7 井等）和6 口評(píng)價(jià)井（興古7-5 井、興古7-6 井、興古7-10 井等），均獲工業(yè)油氣流，將興隆臺(tái)潛山帶新太古界油藏出油底界下延到4 660 m，潛山含油幅度超過(guò)2 360 m，并在此實(shí)踐過(guò)程中逐漸總結(jié)建立了變質(zhì)巖內(nèi)幕油氣成藏理論[13]。2010年，興隆臺(tái)潛山帶整體探明石油儲(chǔ)量12 700×104t。

2.5.2 火成巖油氣藏勘探取得新成果

“十一五”和“十二五”期間，針對(duì)火成巖刻畫(huà)中的瓶頸問(wèn)題，引進(jìn)技術(shù)，聯(lián)合攻關(guān)，探索形成了火成巖發(fā)育區(qū)地震低頻采集處理解釋、火成巖體識(shí)別與預(yù)測(cè)、火成巖有利目標(biāo)評(píng)價(jià)等技術(shù)：建立了火成巖巖性和巖相劃分及識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了火成巖機(jī)構(gòu)模式：提出了近油源、近斷裂、近優(yōu)勢(shì)相帶油氣富集的規(guī)律認(rèn)識(shí)[14-17]。在靠近駕掌寺斷裂帶一側(cè)的近油源地區(qū)，部署實(shí)施的紅22 井、紅28 井、于68 井等在火山巖地層中獲工業(yè)油氣流。

“十三五”以來(lái)，以桃園—大平房地區(qū)火成巖為重點(diǎn)開(kāi)展研究，運(yùn)用“兩寬一高”地震資料、時(shí)頻電磁資料，進(jìn)一步落實(shí)火山巖體分布。儲(chǔ)集層特征研究認(rèn)為，桃園—大平房地區(qū)火成巖以水下噴發(fā)為主，火山通道相、爆發(fā)相、溢流相等各相帶都因“淬火作用”而形成火山角礫巖，此類巖石原生礫間孔、礫間縫和次生溶蝕孔、溶蝕縫普遍發(fā)育，可成為良好儲(chǔ)集層。2019 年，優(yōu)先對(duì)桃園火成巖體實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)勘探，部署實(shí)施的駕探1井在沙三段中—下亞段4 360.0—4 396.0 m井段的玄武質(zhì)角礫巖中壓裂試油，8 mm 油嘴，獲日產(chǎn)325 200 m3的高產(chǎn)氣流，取得深層火成巖氣藏勘探的新突破，使火成巖成為深層天然氣勘探重要領(lǐng)域。

2.5.3 巖性油氣藏勘探成果不斷擴(kuò)大

“十一五”以來(lái)，針對(duì)遼河坳陷窄凹陷、近物源、相變快的地質(zhì)特點(diǎn)，依據(jù)巖性地層油氣藏地質(zhì)理論[18]，在三維地震資料精細(xì)采集、處理的基礎(chǔ)上，通過(guò)開(kāi)展地層層序、構(gòu)造格局、沉積儲(chǔ)集層、油層改造等攻關(guān)研究，建立了陡坡型、緩坡型和洼陷型巖性油氣藏成藏模式，形成了古地貌控扇、微相控儲(chǔ)、有效儲(chǔ)集層與構(gòu)造共同控制油氣富集新認(rèn)識(shí)，利用厚層砂礫巖體期次劃分和有效儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)技術(shù)，較好地解決了有效儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)和勘探目標(biāo)優(yōu)選問(wèn)題，在陡坡帶、洼陷帶的多個(gè)地區(qū)獲得成功，巖性油氣藏勘探實(shí)現(xiàn)了從斜坡區(qū)向洼陷區(qū)、從中淺層到中深層的轉(zhuǎn)變。大民屯凹陷西部陡坡帶砂礫巖體新增探明石油儲(chǔ)量1 124×104t，西部凹陷清水洼陷清東扇體新增探明石油儲(chǔ)量2 293×104t。

2.5.4 頁(yè)巖油勘探取得初步成果

沙河街組沉積時(shí)期，遼河坳陷經(jīng)歷多個(gè)穩(wěn)定沉降期，沉積中心以淺湖—半深湖亞相為主，泥巖或頁(yè)巖與粉細(xì)砂巖或白云質(zhì)碳酸鹽巖互層大面積發(fā)育，其既是富油氣凹陷的有效烴源巖，又是頁(yè)巖油大規(guī)模成藏的有利區(qū)[19-22]。2011 年以來(lái)，按照確定資源、儲(chǔ)備技術(shù)、逐步突破的思路，優(yōu)選西部凹陷曙光—雷家地區(qū)沙四段和大民屯凹陷中部沙四段，按照地質(zhì)—工程一體化緊密協(xié)作的理念，開(kāi)展資源潛力預(yù)測(cè)、“七性關(guān)系”及配套工程技術(shù)等攻關(guān)研究與鉆探實(shí)踐，初步形成了烴源巖、儲(chǔ)集層、工程“三品質(zhì)”評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)和油層改造增產(chǎn)技術(shù)系列，建立了宏觀、微觀“三明治”式源儲(chǔ)一體頁(yè)巖油成藏模式及“甜點(diǎn)”識(shí)別方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在曙光—雷家地區(qū)預(yù)測(cè)頁(yè)巖油資源量23 000×104t，完鉆探井23 口，獲工業(yè)油流11 口，新增探明石油儲(chǔ)量1 064 ×104t，控制石油儲(chǔ)量2 477× 104t，預(yù)測(cè)石油儲(chǔ)量3 848×104t。在大民屯凹陷中部預(yù)測(cè)頁(yè)巖油資源量23 600×104t，鉆探資料井1 口，水平井3 口，其中沈頁(yè)1 井采用細(xì)分切割等改造工藝，壓后日產(chǎn)油12 t，日產(chǎn)氣1 178 m3，取得了較好效果。

3 勘探啟示

遼河坳陷經(jīng)過(guò)60余年勘探，在12 400 km2的范圍內(nèi)，探明石油儲(chǔ)量238 600×104t、天然氣儲(chǔ)量725.27×108m3（截至2019 年底），證實(shí)遼河坳陷是滿凹含油的富油氣區(qū)，不同層系、不同埋深、不同構(gòu)造部位、不同巖性均可成藏?；仡櫄v史，有3方面啟示可供借鑒。

3.1 地質(zhì)認(rèn)識(shí)的提升、新技術(shù)的應(yīng)用是儲(chǔ)量持續(xù)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵

遼河坳陷的勘探實(shí)踐表明，油氣勘探的突破得益于對(duì)石油地質(zhì)理論或認(rèn)識(shí)的創(chuàng)新和勘探技術(shù)的進(jìn)步，但最為關(guān)鍵的是理論認(rèn)識(shí)的創(chuàng)新。

20世紀(jì)60年代至70年代初，參照大慶油田長(zhǎng)垣構(gòu)造的勘探思路，按照高點(diǎn)控油的認(rèn)識(shí)，利用模擬二維地震及非地震資料，鉆探發(fā)現(xiàn)了2個(gè)油氣田（熱河臺(tái)和黃金帶）和多個(gè)含油氣構(gòu)造（于樓、興隆臺(tái)、前進(jìn)等），但對(duì)斷塊油氣藏的特點(diǎn)缺乏認(rèn)識(shí)，未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模儲(chǔ)量。

20 世紀(jì)70 年代中后期，在局部詳查的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)油氣的聚集不僅受構(gòu)造因素控制，還受巖相帶的控制，構(gòu)造巖相帶是控制油氣聚集的基本地質(zhì)單元，形成了二級(jí)構(gòu)造帶控油的認(rèn)識(shí)。按照該認(rèn)識(shí)，利用數(shù)字二維地震資料，先后發(fā)現(xiàn)了4 個(gè)億噸級(jí)大油田（興隆臺(tái)、曙光、高升和歡喜嶺）。

20 世紀(jì)80 年代初期，在總結(jié)前期勘探成果的基礎(chǔ)上，與渤海灣兄弟油田協(xié)同研究，發(fā)展二級(jí)構(gòu)造帶控油認(rèn)識(shí)，形成了復(fù)式油氣聚集（區(qū)）帶理論：從屬于一個(gè)構(gòu)造帶的多個(gè)含油層系、多個(gè)油水系統(tǒng)和多種油氣藏類型組成的油氣藏群，縱向上互相疊置，平面上迭合連片，構(gòu)成一個(gè)復(fù)式油氣聚集帶。該理論使各凹陷正向二級(jí)構(gòu)造帶的不同層系、不同構(gòu)造部位全部成為探索對(duì)象。20 世紀(jì)80—90 年代，在復(fù)式油氣聚集（區(qū)）帶理論指導(dǎo)下，廣泛應(yīng)用二維和三維數(shù)字地震和高凝油、稠油熱采技術(shù)，三大凹陷的多個(gè)構(gòu)造帶都獲得了新的大規(guī)模發(fā)現(xiàn)。其中，西部凹陷西部斜坡帶勘探成果繼續(xù)擴(kuò)大，上臺(tái)階和下臺(tái)階發(fā)現(xiàn)大面積的稠油油藏和稀油油藏，歡喜嶺油田和曙光油田成為儲(chǔ)量4×108～5×108t的特大型油田：西部凹陷東部陡坡帶由北到南多點(diǎn)開(kāi)花，發(fā)現(xiàn)了3 個(gè)億噸級(jí)儲(chǔ)量區(qū)（冷家—雷家、小洼—海外河和海南—月東）：大民屯凹陷中央構(gòu)造帶發(fā)現(xiàn)了石油儲(chǔ)量近2×108t的靜安堡高凝油油田。

進(jìn)入21 世紀(jì)，面對(duì)主要正向二級(jí)構(gòu)造帶已基本探明、大型構(gòu)造油氣藏發(fā)現(xiàn)幾率越來(lái)越小的嚴(yán)峻形勢(shì)，深化油氣成藏條件研究，認(rèn)為遼河坳陷烴源巖分布面積廣、厚度大、質(zhì)量好，儲(chǔ)集層發(fā)育且類型豐富，具有滿凹含油的基本條件。按照這一理念，利用二次三維地震、“兩寬一高”地震、近（欠）平衡鉆井、酸化壓裂等新技術(shù)，勘探工作突破二級(jí)構(gòu)造帶范圍，向全凹陷的基巖、巖性、火成巖和非常規(guī)油氣藏領(lǐng)域延伸，取得了一系列大規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)和油氣成藏新認(rèn)識(shí)。

3.2 裂谷盆地的油氣勘探要更加注重對(duì)斷裂發(fā)育演化的研究

斷裂和斷陷活動(dòng)是裂谷盆地的主要特征。遼河坳陷經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，斷裂十分發(fā)育，主干斷裂控制著凹陷及二級(jí)構(gòu)造帶的形成發(fā)育，同時(shí)還有眾多的次級(jí)斷裂，這些斷裂對(duì)油氣的分布富集具有重要的控制作用。

主干斷裂的發(fā)育控制了凹陷的形態(tài)特征和二級(jí)構(gòu)造帶的形成[23]。遼河坳陷的主干斷裂的共同特點(diǎn)是呈北東—南西方向展布，延伸長(zhǎng)，斷距大，多期發(fā)育，分段展布，性質(zhì)多變。受早期伸展晚期走滑作用的影響，形成了遼河坳陷北部抬升，南部沉陷，東西分帶，總體上呈箕狀的凹陷形態(tài)特征。凹陷大體上都具有緩坡帶、深陷帶和陡坡帶的三分性。以西部凹陷最典型，在陡坡帶一側(cè)主要是帶狀展布的斷階，陡坡帶和深陷帶之間局部發(fā)育逆沖構(gòu)造（冷家堡地區(qū)）：深陷帶常發(fā)育生烴洼陷和斷裂背斜構(gòu)造（興隆臺(tái)地區(qū)）：緩坡帶下傾部位發(fā)育同生滑脫構(gòu)造和地壘披覆構(gòu)造，上傾部位多為斷階。遼河坳陷發(fā)育有12 個(gè)生烴洼陷（清水、長(zhǎng)灘、榮勝堡等）和31 個(gè)正向二級(jí)構(gòu)造帶（興隆臺(tái)、牛居、靜安堡等），為油氣的生成和聚集提供了良好條件。

主干斷裂的發(fā)育演化控制了凹陷內(nèi)各沉積體系的變化及生儲(chǔ)蓋組合特征。大斷裂是地殼上脆弱地帶，易于被水體侵蝕而成為盆地供給水系或河流的流經(jīng)途徑，同時(shí)斷裂又是古地形的突變帶，因此主干斷裂控制了沉積物源體系和沉積相帶的變化。斷裂的幕式活動(dòng)，引起沉積空間和湖盆范圍周期性擴(kuò)張與收縮，控制了生儲(chǔ)蓋及其組合特征。

主干斷裂是油氣運(yùn)移的重要通道。遼河坳陷沙四段和沙三段是主力生油氣層系，其生成的油氣沿主干斷裂向上、向下運(yùn)移，再通過(guò)滲透性砂體、不整合面運(yùn)移到不同層系的圈閉中聚集成藏。已發(fā)現(xiàn)的眾多淺層和潛山油氣藏就是例證。

派生斷裂對(duì)局部構(gòu)造的形成和油氣再分配起重要作用，與主干斷裂組合，形成了遼河坳陷豐富的局部構(gòu)造樣式?；趨^(qū)域上早期伸展和晚期走滑的宏觀構(gòu)造背景，派生斷裂在早期伸展階段主要以調(diào)節(jié)性的正向和反向正斷層的形式出現(xiàn)，到晚期走滑階段多為逆沖、羽狀和雁列狀分布在主干斷裂的周?chē)６嗥诖?、多種性質(zhì)的斷裂活動(dòng)，形成了遼河坳陷豐富的局部構(gòu)造樣式。按構(gòu)造成因，可劃分為伸展構(gòu)造、走滑構(gòu)造、反轉(zhuǎn)構(gòu)造等局部構(gòu)造樣式，構(gòu)成了遼河坳陷多種類型的含油氣構(gòu)造圈閉。主干斷裂往往是油源斷裂，而更多影響油氣分布富集的是派生斷裂。早期發(fā)育的斷裂，可使斷塊具有一定的圈閉條件，而晚期斷裂往往破壞了原生的油氣藏，使油氣在新圈閉中聚集成藏。

另外，斷裂控制特殊儲(chǔ)集層的裂縫發(fā)育。勘探實(shí)踐表明，在靠近斷裂的潛山、火成巖等特殊儲(chǔ)集層裂縫發(fā)育，儲(chǔ)集性能好，而遠(yuǎn)離斷裂處裂縫發(fā)育較少，儲(chǔ)集性能差。如榮76 井離榮興屯斷裂較近，火山巖儲(chǔ)集層裂縫相對(duì)發(fā)育，單井產(chǎn)量高，而位于同一火山巖體的榮101 井，因離斷裂較遠(yuǎn)，裂縫不發(fā)育，鉆探未獲成功。

3.3 特殊類型油氣藏也是富油氣凹陷油氣勘探的重要目標(biāo)

3.3.1 變質(zhì)巖內(nèi)幕油氣藏

2005 年，興隆臺(tái)潛山帶主體部位鉆探的興古7井，在厚達(dá)1 640 m 的新太古界變質(zhì)巖內(nèi)幕發(fā)現(xiàn)多段油氣層，在其后的成藏條件、成藏機(jī)理研究與鉆探實(shí)踐中，建立了變質(zhì)巖內(nèi)幕油氣成藏理論：變質(zhì)巖內(nèi)幕由多種巖類構(gòu)成，具有層狀或似層狀結(jié)構(gòu)；在統(tǒng)一構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的作用下，不同類型的巖石因其抗壓和抗剪能力的差異，形成非均質(zhì)性較強(qiáng)的多套裂縫型儲(chǔ)集層和非儲(chǔ)集層組合：不整合面、不同期次的斷裂及內(nèi)幕裂縫系統(tǒng)構(gòu)成立體化的油氣輸導(dǎo)體系；油氣以源-儲(chǔ)雙因素耦合為主導(dǎo)構(gòu)成有效運(yùn)聚單元，形成多套相對(duì)獨(dú)立的新生古儲(chǔ)型油氣藏[24-26]（圖6）。

圖6 遼河坳陷西部凹陷興隆臺(tái)潛山帶基巖內(nèi)幕油氣藏剖面（剖面位置見(jiàn)圖1）Fig.6.Profile of oil and gas reservoirs inside bedrock of Xinglongtai buried hill belt in the Western sag of Liaohe depression(profile location is shown in Fig.1)

變質(zhì)巖內(nèi)幕油氣成藏理論的提出使基巖勘探領(lǐng)域得到極大拓展，橫向上從占凹陷10%～15%的潛山拓展到整個(gè)含油氣盆地基底，縱向上由幅度200 m 以內(nèi)的風(fēng)化殼延伸到不小于烴源巖的最大埋深[10]。

3.3.2 火成巖油氣藏

遼河坳陷東部凹陷中段—南段的紅22 井、于68井、駕探1 井等的成功鉆探表明，緊鄰或“包裹”于生油巖系之中的中深層火成巖也具備規(guī)模成藏的有利條件（圖7）。研究和鉆探證實(shí)，火成巖比碎屑巖抗壓實(shí)強(qiáng)度高，相同深度下火成巖保留了更多的儲(chǔ)集空間，可以作為優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)集層。巖心觀察顯示，水上噴發(fā)的火山通道相火山角礫巖和溢流相粗面巖，水下噴發(fā)的不同相帶的火成巖因“淬火作用”形成的具淬碎結(jié)構(gòu)的火山角礫巖，原生礫間孔、礫間縫十分發(fā)育，次生溶蝕改造作用強(qiáng)烈，溶蝕孔和溶蝕縫普遍發(fā)育。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，深度在3 500～4 500 m 的火成巖孔隙度仍可達(dá)到10%～20%，可為深層天然氣成藏提供大規(guī)模儲(chǔ)集體。

圖7 遼河坳陷東部凹陷中南段火成巖成藏模式（剖面位置見(jiàn)圖1）Fig.7.Oil and gas accumulation model in igneous rocks in middle-south segment of the Eastern sag of Liaohe depression(profile location is shown in Fig.1)

3.3.3 頁(yè)巖油氣藏

遼河坳陷的優(yōu)質(zhì)烴源巖主要為沙四段和沙三段的泥頁(yè)巖，其生成的油氣既可以運(yùn)移到物性條件較好的地層中，形成自生自儲(chǔ)、下生上儲(chǔ)、新生古儲(chǔ)型常規(guī)油氣藏，也可以賦存在生油層內(nèi)部或緊鄰生油巖的原生空間內(nèi)，形成頁(yè)巖油氣藏（圖8）。2011 年以來(lái)，遼河油田在西部凹陷曙光—雷家地區(qū)和大民屯凹陷中部沙四段開(kāi)展了頁(yè)巖油成藏條件研究和增產(chǎn)技術(shù)試驗(yàn)，取得了良好效果。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步探索，有望成為大規(guī)模經(jīng)濟(jì)增儲(chǔ)的重要接替領(lǐng)域。

圖8 遼河坳陷西部凹陷雷家地區(qū)頁(yè)巖油成藏模式（剖面位置見(jiàn)圖1）Fig.8.Shale oil accumulation model in Leijia area of the Western sag in Liaohe depression (profile location is shown in Fig.1)

4 結(jié)論

（1）遼河坳陷油氣勘探主要經(jīng)歷了5 個(gè)階段：區(qū)域普查與稀井廣探階段、局部詳探與重點(diǎn)突破階段、拓展勘探與規(guī)模增儲(chǔ)階段、深化陸上與加快灘海階段和精細(xì)勘探與穩(wěn)定發(fā)展階段。

（2）遼河坳陷的油氣成藏認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了局部構(gòu)造高點(diǎn)控油、二級(jí)構(gòu)造帶控油、復(fù)式油氣聚集帶理論和富烴凹陷滿凹含油理論4次大的轉(zhuǎn)變。

（3）斷裂對(duì)裂谷盆地油氣的分布富集具有重要控制作用，油氣勘探要更加注重對(duì)斷裂發(fā)育演化的研究。

（4）變質(zhì)巖內(nèi)幕、火成巖、頁(yè)巖油等特殊油氣藏是富油氣凹陷油氣勘探的重要領(lǐng)域。