松遼盆地三肇凹陷葡萄花油層成藏條件及模式的差異性

劉云燕

（東北石油大學(xué)，黑龍江大慶 163318）

松遼盆地三肇凹陷葡萄花油層成藏條件及模式的差異性

劉云燕

（東北石油大學(xué)，黑龍江大慶 163318）

典型油藏解剖和油藏與成藏條件空間分布配置關(guān)系研究表明，三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)外葡萄花油層油成藏與分布主要存在4個差異。①油來源不同:油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油直接來自下伏青山口組一段源巖;而油源區(qū)外油直接來自下伏扶楊油層。②油運移條件不同:油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油運移動力有浮力和超壓，運移距離短，途中損耗量小;而油源區(qū)外油運移動力僅有浮力，運移距離長，途中損耗量大。③油運聚成藏過程和模式不同:油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油成藏模式為青一段源巖生成的油在超壓和浮力的作用下，通過油源斷裂向上覆葡萄花油層中運移，在油源斷裂附近的斷塊或斷層－巖性圈閉中聚集成藏;而油源區(qū)外油成藏過程及模式為下伏扶楊油層中已聚集的油在浮力的作用下，通過油源斷裂向上部葡萄花油層調(diào)整運移，在油源斷裂附近的斷塊或斷層－巖性圈閉中聚集成藏。④油成藏分布的控制因素不同:油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油成藏過程及分布主要受油源斷裂分布控制;而油源區(qū)外油成藏分布主要受扶楊油層油區(qū)和油源斷裂分布的共同控制。正是上述4個差異，造成油源區(qū)葡萄花油層油明顯較油源區(qū)外富集。

成藏條件;成藏模式;葡萄花油層;三肇凹陷;松遼盆地

三肇凹陷位于松遼盆地北部中央坳陷內(nèi)，是松遼盆地中部含油氣組合油氣勘探的重點地區(qū)。該區(qū)從下至上發(fā)育有下白堊統(tǒng)的火石嶺組、沙河子組、營城組、登婁庫組、泉頭組，上白堊統(tǒng)青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組和明水組及古近系、第四系，位于上白堊統(tǒng)姚家組內(nèi)的葡萄花油層是該區(qū)的主力產(chǎn)油層位，已發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星、升平、徐家圍子、肇州、宋芳屯、模范屯、永樂和尚家油田 ，充分展示了該區(qū)葡萄花油層油的潛在資源遠景。然而，該區(qū)葡萄花油層除了主要分布在油源區(qū)內(nèi)（排烴門限以內(nèi)），如衛(wèi)星、升平、徐家圍子、肇州中北部、永樂中北部和模范屯中北部，在油源區(qū)之外（即排烴門限外）也找到了一些油藏，如尚家、肇州南部、永樂南部和模范屯南部（圖1）。這些油藏與油源區(qū)內(nèi)油藏相比，不僅位置不同，而且其成藏條件也不相同，盡管前人對該區(qū)扶楊油層（F，Y）和葡萄花油層（p，y）油運聚成藏條件及模式曾做過大量研究和探討［1－16］，但對油源內(nèi)、外葡萄花油層油成藏條件和模式的對比研究仍是一個空白，這無疑不利于該區(qū)葡萄花油層勘探由凹陷向邊部發(fā)展。因此，開展三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)外葡萄花油層油成藏條件和模式差異性研究，對于總結(jié)油氣成藏規(guī)律和指導(dǎo)深入勘探均具重要意義。

1 主力油層油來源不同

圖1 三肇凹陷葡萄花油層油藏分布與油源區(qū)關(guān)系Fig.1 Relation between Putaohua play distribution and hydrocarbon kitchen in Sanzhao depression

圖2 三肇凹陷葡萄花油層青一段源巖Pr/nC17－ Ph/nC18關(guān)系Fig.2 Pr/nC17vs.Ph/nC18of source rocks in the

油－源對比結(jié)果表明，三肇凹陷葡萄花油層無論是源內(nèi)還是源外油的樣本點與其下伏青山口組一段（青一段）源巖的樣本點在Pr/nC17－Ph/nC18關(guān)系圖（圖2）上分布在相同的區(qū)域內(nèi)。一般而言，同源油分布在一條線上表明二者之間具較好的親緣關(guān)系，即三肇凹陷內(nèi)、外葡萄花油層油都應(yīng)來自下伏青一段源巖。油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層位于下伏青一段源巖正上方，通過斷裂便可使青一段源巖生成的油向上運移進入到上覆葡萄花油層中，因此，三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油應(yīng)直接來自下伏青一段源巖。而油源區(qū)外葡萄花油層油主要為下部扶楊油層調(diào)整運移的結(jié)果:一方面前人以通過甾烷和萜烷色譜－質(zhì)譜等地化指標也證實了源外來源于青一段源巖［10］，但其之下青一段源巖為未成熟源巖，不可能成為之上葡萄花油層的直接來源。另一方面，油源區(qū)外葡萄花油層油藏不是源內(nèi)油側(cè)向運移的結(jié)果，葡萄花油層砂體不發(fā)育，砂地比一般小于20%，橫向分布不連續(xù)，難以成為油側(cè)向長距離運移的輸導(dǎo)通道，另外源外葡萄花油層原油低碳數(shù)含量較源內(nèi)原油低［4］，如果油沿葡萄花油層側(cè)向運移而來，由于地層的層析作用，低碳數(shù)比例應(yīng)該大，造成低碳數(shù)偏低的根本原因可能是斷裂活動將扶楊油層的原油調(diào)整到葡萄花，造成部分輕烴散失所致。凹陷區(qū)內(nèi)青一段源巖生成的油先“倒灌”運移至下伏扶楊油層［2］，后沿砂體側(cè)向運移至油源區(qū)之外的葡萄花油層下方的扶楊油層中，再通過晚期斷裂活動調(diào)整垂向運移至上覆葡萄花油層中聚集成藏。從目前油源區(qū)外葡萄花油層已發(fā)現(xiàn)的油藏來看，其下的扶楊油層皆有油，通過油油對比（圖3）可以得到，葡萄花油層中的油與下伏扶楊油層中的油具較好的親緣關(guān)系，表明油源區(qū)之外葡萄花油層中的油應(yīng)直接來自下伏扶楊油層。

2 葡萄花油層油運移條件不同

由上可知，三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)、外葡萄花油層油來源不同，前者直接來源于下伏青一段源巖，后者則直接來源于下伏扶楊油層。由于葡萄花油層與下伏青一段源巖和扶楊油層之間空間距離不同，以及青一段源巖和扶楊油層本身的特征不同，造成油源區(qū)內(nèi)外葡萄花油層油運移條件也就不同，主要表現(xiàn)在以下兩個方面。

2.1 運移動力不同

圖3 尚家地區(qū)葡萄花油層與扶楊油層油特征隨深度變化關(guān)系Fig.3 Correlation between geochemical characteristics of oil in Putaohua and Fuyang play in Shangjia area

三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)青一段源巖具有超壓特征［1］，現(xiàn)今超壓值最大可達 20 MPa，普遍在 8 ～16 MPa，其生成的油在通過油源斷裂向上運移的過程中，除了油本身的浮力外，還有源巖內(nèi)的超壓作用，油極易向上覆葡萄花油層中運移聚集，且運移速度快。而油源區(qū)外的扶楊油層為常壓油層（壓力系數(shù)近于等于1），其內(nèi)油在通過源斷裂向上覆葡萄花油層運移的過程中，僅僅受到浮力作用，而無超壓作用，且又要穿過青山口組大套泥巖，油相對不易向上覆葡萄花油層中運移聚集，且運移速度慢。因此，油源區(qū)外與油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油相比，油運移動力小，運移速度慢，這可能是造成三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油富集程度較油源區(qū)外油富集程度高的一個重要原因。

2.2 運移距離不同

由于葡萄花油層和扶楊油層分布位于青一段接觸，而葡萄花油層至青一段源巖的距離一般為180～220 m左右，扶楊油層距上覆葡萄花油層的空間距離大于青一段源巖距上覆葡萄花油層之間距離，一般超過90～120 m，造成油從扶楊油層向上覆葡萄花油層運移過程中所受到的地層吸附阻力大于油從青一段源巖向上覆葡萄花油層運移所受到的地層吸附阻力，加之扶楊油層油向上覆葡萄花油層中運移要穿過青一段源巖，其內(nèi)超壓也會阻止油向上運移。因此，三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層中的油在運移途中的損失量明顯小于油源區(qū)之外油在運移途中的損失量，這可能也是造成前者油富集而后者油不富集的又一個重要原因。

3 油運聚過程和成藏模式不同

由于三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)、外油來源和運移條件不同造成其油運聚成藏過程和模式不同。通過油藏解剖得到，油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油運聚成藏過程及模式為青一段源巖生成的油在超壓和油本身浮力的作用下，通過油源斷裂向上覆葡萄花油層中運移，在油源斷裂附近的斷塊或斷層－巖性圈閉中聚集成藏（圖4）。該區(qū)衛(wèi)星、升平、宋芳屯、徐家圍子、模范屯北部和中部、永樂北部和中部、肇州北部和中部葡萄花油層油藏均屬于此類型。

油源區(qū)之外葡萄花油層油運聚成藏過程及模式為下伏扶楊油層中已聚集的油在浮力作用下通過油源斷裂向上覆葡萄花油層運移，在油源斷裂附近的斷塊或斷層－巖性圈閉中聚集成藏（圖5，圖6）。這個模式的前提需要源外葡萄花油層之下的扶楊油層有油的聚集，而源外扶楊油層油的聚集是源內(nèi)源巖生成的油在超壓的作用下經(jīng)倒灌運移至儲層，后經(jīng)側(cè)向運移而成藏［2］。因此，源外葡萄花油藏為晚期構(gòu)造活動斷裂垂向調(diào)整扶楊油層油運移的結(jié)果，在成藏時間上晚于下部扶楊油層，源外地區(qū)的尚家地區(qū)、肇州南部、永樂南部、模范屯南部葡萄花油層油藏皆屬于此類型。

由此可以看出，油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油運聚成藏過程和模式明顯較油源區(qū)外葡萄花油層油運聚成藏過程和模式簡單，這不僅表現(xiàn)為:①前者油運聚成藏只需垂向運移即可，而后者除了垂向運移外還需要側(cè)向運移;②前者油氣垂向運移的距離相對后者也要近。

圖4 三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油運聚成藏模式Fig.4 Hydrocarbon migration and accumulation pattern of Putaohua play inside the kitchen in Sanzhao depression

圖5 三肇凹陷油源區(qū)外葡萄花油層油運聚成藏模式Fig.5 Hydrocarbon migration and accumulation pattern of Putaohua play outside the kitchen in Sanzhao depression

圖6 三肇凹陷油源區(qū)外葡萄花油層油運聚成藏剖面Fig.6 Oil reservoir section showing Putaohua play outside the kitchen in Sanzhao depression

4 油成藏分布的控制因素不同

由于三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)、外葡萄花油層油成藏過程和模式不同，造成油成藏分布的控制因素也就不同。油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油直接來自下伏青一段源巖，青一段源巖生成的油主要通過油源斷裂向上運移進入葡萄花油層，且在油源斷裂附近的斷塊或斷層－巖性圈閉中聚集成藏。由此看出，油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油成藏分布主要受油源斷裂分布的控制。所謂葡萄花油層的油源斷裂是指連接葡萄花油層和下伏青一段源巖，且在青一段源巖大量生排烴期——明水組沉積末期活動的斷裂，這種斷裂在該區(qū)應(yīng)為斷陷期形成、坳陷期和反轉(zhuǎn)期均活動的斷裂和坳陷期形成反轉(zhuǎn)期活動的斷裂。油源區(qū)內(nèi)這類斷裂在該區(qū)大量發(fā)育，共有282條，主要為北北東向、北北西向和近南北向分布，升平、宋芳屯、衛(wèi)星、肇州和模范屯地區(qū)油源斷裂發(fā)育，永樂地區(qū)、徐家圍子地區(qū)東部油源斷裂不發(fā)育，正是由于油源斷裂廣泛發(fā)育，下伏青一段源巖生成的油可以通過其向上覆葡萄花油層大面積運移，造成油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油藏大面積分布（圖7）。

而油源區(qū)外葡萄花油層油直接來自下伏扶楊油層，只有扶楊油層有油存在的地方，再加之有斷裂作為輸導(dǎo)通道，下伏扶楊油層中的油才能在浮力的作用下運移至上覆葡萄花油層中，且在輸導(dǎo)斷裂附近的斷塊或斷層－巖性圈閉中聚集成藏（圖6）。由此看出，油源區(qū)外葡萄花油層成藏分布要受到扶楊油層油區(qū)分布和油源斷裂分布的共同控制（圖8，圖9）。在尚家地區(qū)、肇州南部、永樂南部、模范屯南部葡萄花油層下伏扶楊油層均有油分布（圖8），這些地區(qū)葡萄花油層在有油源斷裂分布的區(qū)域就有油聚集成藏（圖9），而其它地區(qū)下伏扶楊油層無油分布，葡萄花油層也就無油聚集成藏;下伏有扶楊油層油分布的區(qū)域，若無油源斷裂輸導(dǎo)，葡萄花油層也無油成藏分布。因此總結(jié)起來葡萄花油層源外成藏需要具備的兩個必要條件:一是下伏扶楊油層有油分布;二是要有溝通葡萄花和扶楊的油源斷裂。

圖7 三肇凹陷徐家圍子油田葡萄花油層油井分布與油源斷裂關(guān)系Fig.7 Relationship between the distribution of oil wells and source rocks-rooted faults of Putaohua play in Xujiaweizi oilfield，Sanzhao depression

圖8 三肇凹陷油源區(qū)外葡萄花油層油分布與扶楊油層油分布關(guān)系Fig.8 Relations between the distribution of oil in Putaohua and Fuyang plays outside the kitchen in Sanzhao depression

圖9 尚家地區(qū)葡萄花油層油與扶楊油層油關(guān)系Fig.9 Relationship between oil in Putaohua and Fuyang plays in Shangjia area

由于油源區(qū)外扶楊油層油藏分布有限，僅分布在朝陽溝油田、榆樹林油田東部和肇州油田南部（圖8），其分布面積遠遠小于三肇凹陷青一段源巖區(qū)的分布面積，造成油源區(qū)外葡萄花油層油的供給量小于油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油的供給量，這可能也是造成三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油較油源區(qū)外葡萄花油層油富集又一主要原因。

5 結(jié)論

1）三肇凹陷以排烴門限為界分為油源區(qū)內(nèi)和外兩個油區(qū)，油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油直接來源于下伏青一段源巖，而油源區(qū)外葡萄花油層油直接來自下伏扶楊油層。

2）三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)、外葡萄花油層油運移條件不同。油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油運移動力為浮力和超壓，而油源區(qū)外葡萄花油層運移動力僅為浮力。

3）三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)、外葡萄花油層油運聚成藏過程和模式不同。

4）三肇凹陷油源區(qū)內(nèi)、外葡萄花油層油成藏分布的控制因素不同，油源區(qū)內(nèi)葡萄花油層油成藏分布主要受到油源斷裂分布的控制，油源區(qū)外葡萄花油層油成藏分布主要受到扶楊油層油區(qū)分布和油源斷裂分布的共同控制。

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Differences of oil accumulation conditions and patterns in Putaohua play，Sanzhao depression，Songliao Basin

Liu Yunyan

（Northeast Petroleum University，Daqing，Heilongjiang163318，China）

Analysis of typical oil reservoirs and hydrocarbon accumulation conditions indicate that there are four major differences of hydrocarbon accumulation and distribution between Putaohua play inside and outside hydrocarbon kitchen in Sanzhao depression.①Oil sources are different.Oil of Putaohua play inside the kitchen is directly sourced from the source rocks in the underlying 1stmember of Qingshankou Formation（MQF），while that outside the kitchen is directly sourced from the underlying Fuyang play.②Hydrocarbon migration conditions are different.Oil migration to Putaohua play inside the kitchen are driven by both buoyancy and overpressure and features in short distance and small amount of loss.In contrast，that outside the kitchen is solely driven by buoyancy，and is characterized by long distance and large amount of loss.③Hydrocarbon accumulation process and patterns are different.For Putaohua play inside the kitchen，oil generated by MQF source rocks migrates to the overlying Putaohua play along the source rock-rooted faults under the driving of overpressure and buoyancy，and accumulates in fault blocks or fault-lithologic traps near the faults.In contrast，for Putaohua play outside the kitchen，oil from Fuyang play migrates to the overlying Putaohua play along the source rock-rooted faults under the driving of buoyancy and accumulates in fault blocks or fault-lithologic traps near the faults.④Controlling factors of hydrocarbon accumulation and distribution are different.Hydrocarbon accumulation and distribution of Putaohua play inside the kitchen is mainly controlled by the distribution of the source rock-rooted faults，whilethat outside the kitchen is jointly controlled by the distribution of Fuyang play and source rock-rooted faults.

hydrocarbon accumulation condition，hydrocarbon accumulation pattern，Putaohua play，Sanzhao Depression，Songliao Basin

TE122.1

A

0253－9985（2012）04－0616－08

2012－04－21;

2012－07－11。

劉云燕（1968—），女，博士研究生，石油地質(zhì)及開發(fā)。

（編輯 張亞雄）