变质岩潜山是渤海湾盆地油气勘探的重要领域,茨榆坨潜山作为辽河坳陷东部凹陷西侧的地垒式构造,其油气分布受风化壳结构及物性分异显著控制。为明确茨榆坨潜山油气分布不均的原因,利用岩心、薄片、测井及分析化验等资料,对潜山顶面风化壳进行纵向结构划分与特征研究,通过解析其演化过程及物性分布规律,明确风化壳对潜山油气聚集的控制作用。研究表明：茨榆坨潜山风化壳缺失黏土带与风化砂砾岩带,纵向由淋蚀带和崩解带组成;风化壳厚度及物性差异控制“上倾尖灭”圈闭形成,淋蚀带（渗透率>10 mD）为优势运移通道;生烃强度分级模拟显示,高生烃强度（5×106 t/km2）下油气可充注崩解带（厚度>12 m）。研究结果揭示了风化壳对潜山油气聚集的控制作用,为深化潜山成藏规律认识及优化勘探部署提供了重要地质依据。
Metamorphic buried hill is the key field of oil and gas exploration in Bohai Bay Basin. As a horst structure on the west side of the eastern depression of Liaohe Depression,the oil and gas distribution of Ciyutuo buried hill is controlled by the weathered crust structure and significant physical property differentiation. In order to clarify the cause of uneven distribution of oil and gas in Ciyutuo buried hill,the longitudinal structure division and characteristics of the weathering crust on the top of buried hill were studied by using core,thin section,well logging and analysis data,so as to analyze its evolutionary process and physical property distribution law and clarify the control effect of the weathering crust on hydrocarbon accumulation in the buried hill. The results show that the weathering crust of Ciyutuo buried hill lacks clay bands and weathered glutenite bands,and is vertically composed of leached zones and disintegration zones. The weathering crust thickness and physical properties differences control the formation of "up dip pinch out" traps,and the leached zone （permeability higher than 10 mD） is the dominant migration channel. Graded simulations of hydrocarbon generation intensity show that under high hydrocarbon generation intensity with 5×106 t/km2,oil and gas can charge the disintegration zone （thickness higher than 12 m）. The results reveal the controlling effect of weathering crust on hydrocarbon accumulation in buried hill,and provide an important basis for deepening the understanding of reservoir-formation law and optimizing exploration deployment.
可利用测井曲线对风化壳和潜山内幕进行划分。电阻率曲线：由于风化壳岩性及孔隙中流体的双重影响, 其电阻率一般为70~150 Ω ∙ m, 略高于上覆沉积岩层, 远低于潜山基岩带（500~10 000 Ω ∙ m）, 风化壳与上下岩层之间存在明显突变台阶。三孔隙度曲线（声波时差、密度、中子）：潜山由表及里, 风化作用逐渐减弱, 溶蚀孔隙及裂缝发育程度也逐渐变差, 致使密度曲线值由风化壳向基岩逐渐增大, 声波时差、中子曲线值逐渐减小, 直至平稳, 由上至下为渐变趋势, 无明显突变台阶（图2）。这种测井响应的差异性为潜山结构的划分提供了可靠的识别标志。
淋蚀带：为变质岩破裂所产生的裂缝经大气降水淋滤作用形成, 岩石蚀变较为严重, 岩心可见明显的溶蚀孔洞（图3a）, 以及风化裂缝的溶蚀扩大现象（图3b）, 薄片中多处可见长石表面蚀变及内溶孔（图3c）。崩解带：为淋蚀带向下的过渡带, 淋蚀作用较上部弱, 多见无溶蚀现象的裂缝, 溶蚀孔隙较少, 主要发育产状及形态各异的风化裂缝（图3d）。
淋蚀带与崩解带电阻率曲线整体形态类似, 均为中低幅锯齿形; 但两者的声波时差、密度曲线有明显区别, 即淋蚀带的声波时差、密度曲线齿化程度比崩解带高, 且其曲线基值均低于崩解带（图4）。
一般来说, 风化作用较强的区域应发育风化程度更深的风化壳结构, 但在茨榆坨潜山不同部位, 风化壳的纵向结构组合规律却与之相反。在风化作用更强的茨西断层附近（高部位）, 以崩解带为主（图5a）, 甚至不发育风化壳, 直接以潜山基岩带形式下伏于沉积地层（图5b）; 而风化作用较弱的茨东断层附近（低部位）以风化程度较强的“ 淋蚀带+崩解带” 为主（图5c）。这种组合特征与风化壳的形成过程有关。
2.2.1 风化壳形成阶段
中生代沉积前, 太古宇变质岩潜山经历了长时间暴露, 形成了完整的风化壳纵向结构。高部位暴露时间更长, 风化作用更强, 发育了完整的风化壳垂向结构, 自上而下为“ 黏土带+风化砂砾岩带+淋蚀带+崩解带” ; 而低部位风化作用较弱, 多发育“ 淋蚀带+崩解带” 双层组合或仅发育崩解带（图6a）。这一差异为后期差异演化奠定了基础。
2.2.2 风化壳保存阶段
中生代时期接受沉积, 沉积范围较广, 此时整个潜山被中生界砂砾岩覆盖, 使得早期形成的风化壳得以暂时保存（图6b）。
2.2.3 风化壳剥蚀阶段
这是造成现今结构差异的关键时期。在新生代地层沉积前, 潜山上覆地层抬升并遭到不同程度剥蚀, 其中潜山高部位中生代地层被完全剥蚀, 甚至先前形成的风化壳也被剥蚀殆尽, 特别是黏土带与风化砂砾岩带部分。低部位由于中生代地层沉积厚度较厚, 加之风化程度较高部位弱, 使其尚有残留, 其下的风化壳得以留存（图6c）, 造成现今高部位风化壳结构简单化、低部位相对完整的分布格局。
2.2.4 风化壳再保存阶段
新生代地层（房身泡组）形成后, 风化作用未能波及至潜山, 形成了风化壳的现今纵向结构（图6d）。
上述演化模式表明, 茨榆坨潜山风化壳经历了“ 形成-保存-剥蚀-再保存” 的过程, 虽然高部位风化作用较强, 但破坏作用也同样较强, 最终导致在潜山的不同部位, 风化壳的现今结构具有一定差异。
利用井资料识别风化壳, 并结合井震标定, 可在地震剖面上追踪其顶底界面、绘制风化壳厚度图（图8）。可以看出, 淋蚀带平面分布范围较小, 在茨东断层附近厚度较大, 高部位由于剥蚀作用严重, 大部分区域缺失此结构, 西侧仅在C 4-C 111井一线发育; 崩解带平面分布范围明显大于淋蚀带, 在南侧连片分布, 北部呈零散“ 土豆状” , 厚度由东至西逐渐减薄, 在茨西断层附近消失。风化壳形成和保存条件对其分布有明显控制作用：茨东断层附近由于构造影响, 裂缝较为发育, 淋滤作用更充分, 风化壳较厚; 高部位暴露时间长, 剥蚀与破坏作用更强, 导致风化壳欠发育。
潜山风化壳对油气成藏具有控制作用, 具体表现为：风化壳可作为油气储集空间, 其物性变化直接控制着圈闭的形成; 风化壳可作为油气的运移通道, 其物性差异决定了优势运移通道分布。
在常规砂岩油藏中, 储层岩性或物性变化可形成圈闭, 在潜山油藏中也有同样现象。如上文所述, 潜山风化壳厚度小于7 m时, 基本上全部为物性较差的“ 填积层” , 难以形成有效的储集空间, 只有厚度大于7 m的风化壳才能发育有效储层。在潜山风化壳平面分布范围边界附近, 例如C 57井附近, 低部位井风化壳厚度22 m, 向高部位厚度变薄, 物性变差, 可形成与常规砂岩油藏类似的“ 上倾尖灭” 岩性圈闭（图9）。
为确定潜山油气运移路径, 利用“ 流线法” 对不同生烃强度条件下油气在风化壳中的运移状态进行预测。采用三级生烃强度（2× 105、1× 106、5× 106 t/km2）进行模拟, 分别代表低、中、高生烃强度3种情况。结果显示（图10）：在低生烃强度（2× 105 t/km2）条件下, 油气在风化壳中优先沿着厚度较大的淋蚀带（10 m以上）进行运移, 称为“ Ⅰ 类路径” ; 中等生烃强度（1× 106 t/km2）时, 随着生烃强度升高, 油气可继续充注厚度较薄的淋蚀带（7~10 m）和厚度较大的崩解带（12 m以上）, 称为“ Ⅱ 类路径” ; 当生烃强度继续增加至5× 106 t/km2, 厚度较小的崩解带也可成为油气运移通道, 称为“ Ⅲ 类路径” 。
由于缺少原油高压物性及地化分析等数据, 选用油气显示级别对模拟结果进行验证。位于“ Ⅰ 类路径” 上的井油气显示多为油浸及以上级别, “ Ⅱ 类路径” 上的井为油斑-油迹, “ Ⅲ 类路径” 上的井基本为荧光显示。此外, “ Ⅰ 类路径” 上C 26-118井累产油2 418 t, “ Ⅱ 类路径” 产能略低, C 21-135井累产油1 619 t, “ Ⅲ 类路径” 上的井基本无产能。这一运移规律与储层物性高度吻合：“ Ⅰ 类路径” 对应淋蚀带高孔渗段（孔隙度> 8%, 渗透率> 5 mD）, “ Ⅱ 类路径” 对应中等物性段, “ Ⅲ 类路径” 则主要发育在低孔渗带。由此也可证实所模拟油气运移路径的准确性。
针对茨榆坨潜山风化壳在圈闭与油气运移两方面控制作用的分析, 既清晰揭示了油气在风化壳中运移及聚集过程, 也较好地解释了潜山油气差异分布的原因。
（1）依靠岩心、薄片及测井曲线等资料, 将茨榆坨潜山纵向上划分为风化壳和潜山基岩带, 其中风化壳可分为淋蚀带与崩解带两部分。
（2）茨榆坨潜山风化壳经历了“ 形成-保存-剥蚀-再保存” 的过程, 导致其缺失黏土带与风化砂砾岩带, 不同构造位置的风化壳结构组成不同：高部位由于风化作用较强, 早先形成的风化壳遭遇不同程度剥蚀, 一般以崩解带形式存在, 或不发育风化壳; 低部位保存条件较好, 通常发育“ 淋蚀带+崩解带” 组合。
（3）淋蚀带物性整体优于崩解带, 纵向上由于风化壳存在“ 填积层” , 其顶部0~7 m范围内物性最差, 中部（7~12 m）物性变好, 再向下由于风化程度减弱, 孔渗逐渐减小, 物性逐渐变差。
（4）风化壳对潜山油气成藏的控制作用主要体现在两个方面：一是风化壳厚度及物性变化可形成与砂岩油藏类似的“ 上倾尖灭” 圈闭; 二是物性好的风化壳可作为油气运移的优势通道, 进而控制有效圈闭的分布。失利井的原因主要是圈闭没有位于优势运移通道上, 故建议优先部署Ⅰ 、Ⅱ 类路径上的圈闭以提升勘探成功率。