松南地區(qū)改造型斷陷盆地的勘探潛力——以彰武斷陷為例

黃桂雄 （中石化東北油氣田分公司，吉林 長(zhǎng)春130062）

松遼盆地南部地區(qū)中生代以來(lái)發(fā)育了一系列斷陷盆地，早白堊世為斷陷沉積期，晚白堊世為拗陷沉積期，并以斷陷期沉積為主。這些斷陷盆地大小不一，其成盆期類(lèi)似［1］，總體上受 NE向斷裂控制 （圖1），同時(shí)受EW向斷裂的影響。主要發(fā)育早白堊世的義縣組 （K1yx）、九佛堂組 （K1jf）、沙海組（K1sh）、阜新組 （K1fx）和晚白堊世孫家灣組（K2sjw），K1yx以火山巖夾少量火山碎屑巖沉積為主；K1jf以泥巖、凝灰質(zhì)泥巖、油頁(yè)巖夾砂巖沉積為主，為區(qū)域性烴源巖發(fā)育層和主力勘探層系。早白堊世晚期遭受強(qiáng)烈改造作用，發(fā)生大規(guī)模擠壓抬升與剝蝕作用，K1fx及以上早白堊世地層大部分被剝蝕。晚白堊世沉積厚度薄，大部分缺少古近系和新近系，導(dǎo)致斷陷埋藏淺，殘存規(guī)模小，具有典型的改造型盆地的特點(diǎn)［2，3］。

彰武斷陷位于松南斷陷群的南部 （圖1），是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的斷陷，殘存面積僅100km2，研究發(fā)現(xiàn)，彰武斷陷具有 “早期深埋生烴，后期抬升改造，油氣有效保存”的成藏特點(diǎn)，對(duì)該斷陷的勘探表明，彰武斷陷烴源巖豐度高，成熟度中等，保存條件好，其中彰武2井、彰武3井分別獲得日產(chǎn)12．4m3和17．6m3的油產(chǎn)量，目前評(píng)價(jià)井也有多口井獲工業(yè)油流，估算資源規(guī)模近億噸。筆者旨在對(duì)彰武斷陷含油氣特征的深入解剖，發(fā)現(xiàn)其相關(guān)規(guī)律，為松南地區(qū)同類(lèi)斷陷的勘探提供參照。

圖1 松遼盆地南部中生代斷陷分布圖

1 彰武斷陷結(jié)構(gòu)特征

彰武斷陷位于松遼盆地西南隆起區(qū)，斷陷結(jié)構(gòu)呈箕狀特征，平面呈橢圓形態(tài)，NE向展布，現(xiàn)今的斷陷面積約150km2，斷陷層最大埋深約3000m。早白堊世晚期斷陷遭受較強(qiáng)烈的剝蝕，K1fx以上地層基本被剝蝕殆盡，保留地層自上而下包括K1fx、K1sh、K1jf、K1yx，斷陷邊緣地層剝蝕量大，上述地層均有不同程度的剝蝕 （圖2）。

圖2 彰武斷陷結(jié)構(gòu)特征圖

彰武斷陷最大沉降區(qū)位于中央的彰武3井東南，K1jf現(xiàn)今最大埋深為2200m。向斷陷邊緣部位迅速抬升并有部分被剝蝕。地層分布具有斷陷中央厚、邊緣薄，東側(cè)厚、西側(cè)薄的特點(diǎn)。埋深大于1000m的K1jf下段分布面積也不到100km2。但目的層厚度大，K1jf累積厚度達(dá)1800m，占現(xiàn)今斷陷地層總厚度的60%。

2 彰武斷陷油氣成藏特征

根據(jù)彰武斷陷深洼部位3口探井的地化分析資料，彰武斷陷烴源巖具有厚度大、有機(jī)質(zhì)豐度高、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型好的特點(diǎn)。

主要目的層K1jf烴源巖最大厚度達(dá)800m，殘余有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)w（TOC）平均達(dá)到2．70%以上，最大值為8．63% （表1），有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅰ型和Ⅱ1為主，表明有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于湖盆中低等動(dòng)植物［4］。

對(duì)于這類(lèi)抬升早、埋藏較淺的斷陷，有機(jī)質(zhì)是否成熟是油氣富集的關(guān)鍵的影響因素之一。研究表明，烴源巖經(jīng)歷早期深埋生烴作用，其證據(jù)來(lái)自2個(gè)方面，一是根據(jù)彰武3井的埋藏史分析 （圖3），單井模擬結(jié)果顯示，彰武3井K1jf－K1fx連續(xù)快速沉積，沉積速率達(dá)到104m／Ma。K1jf底界埋深達(dá)到3000m，K1jf溫度達(dá)到100℃。K1jf烴源巖在K1fx沉積期間進(jìn)入成熟門(mén)限，在K1fx沉積末期其中下部烴源巖鏡質(zhì)體反射率Ro達(dá)到1%，K1sh底部烴源巖同時(shí)進(jìn)入成熟門(mén)限，Ro達(dá)到0．5%。K1fx沉積末地層開(kāi)始抬升剝蝕，地層溫度降低，烴源巖演化停滯。

模擬結(jié)果表明，K1sh底部和K1jf上部烴源巖演化屬于低熟階段，K1jf下部烴源巖演化屬于成熟階段。K1jf和K1sh烴源巖存在一期生烴過(guò)程。

二是根據(jù)目的層獲得的大量流體包裹體分析數(shù)據(jù)，與烴類(lèi)包裹體同期的鹽水包裹體均一溫度分布在100～120℃之間，反映K1jf烴源巖有機(jī)質(zhì)已經(jīng)成熟，普遍進(jìn)入生烴高峰階段。

表1 松南地區(qū)彰武斷陷K1jf烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度

圖3 彰武3井埋藏史、熱史演化示意圖

3 彰武斷陷油氣保存條件

早白堊世末，受燕山運(yùn)動(dòng)Ⅲ幕影響，研究區(qū)發(fā)生了近NW向左旋擠壓作用，地層遭受強(qiáng)烈的抬升剝蝕［5］，根據(jù)彰武1井聲波測(cè)井資料計(jì)算的K1fx以上地層剝蝕厚度約750m，反映斷陷改造強(qiáng)烈，對(duì)油氣的有效保存帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，但從彰武斷陷已發(fā)現(xiàn)的油藏分析，油藏含油飽和度高，地層水為氯化鈣型，間接反映斷陷在后期強(qiáng)烈改造的背景仍然具有良好的保存條件。

彰武斷陷具有優(yōu)異的保存條件與良好的區(qū)域與局部蓋層條件密不可分，K1sh底部沉積一套湖沼相泥巖，分布面積廣，厚度穩(wěn)定，在早白堊世末期的抬升剝蝕中得以完整保存，為區(qū)域性蓋層，K1jf上段泥巖既是烴源巖也是良好的蓋層，厚度都在100m以上，既是斷陷的區(qū)域性蓋層，也是油藏的局部蓋層。

圖4 彰武斷陷主要有藏類(lèi)型示意圖

彰武斷陷雖在成盆期發(fā)育控凹斷層及調(diào)整斷層，但這些斷層在后期擠壓抬升過(guò)程中斷層沒(méi)有明顯的反轉(zhuǎn)，加之K1jf砂地比較低，可以預(yù)計(jì)斷層始終處于閉合狀態(tài)。因?yàn)橐寻l(fā)現(xiàn)的油氣藏以巖性油藏為主 （圖4），同時(shí)已發(fā)現(xiàn)的油藏成熟度較低，原油具有較高 密 度 （0．9231g／cm3） 和 黏 度（160mPa·s），較 高 的 凝 固 點(diǎn)（26℃），一定程度上限制了油氣運(yùn)移距離，使得油氣具有近源成藏的特點(diǎn)。

4 對(duì)松南地區(qū)其他斷陷勘探的借鑒意義

松南地區(qū)共有大小斷陷30多個(gè)，在過(guò)去20年的勘探中，經(jīng)歷多次反復(fù)，到目前為止，除陸家堡、奈曼、張強(qiáng)等少數(shù)較大斷陷獲得油氣外，一直處于徘徊局面，主要原因是對(duì)松南地區(qū)現(xiàn)今殘余面積小，目的層埋藏淺的斷陷認(rèn)識(shí)有限。2011年，在勘探面積僅150km2的彰武斷陷勘探取得重大突破。研究表明，彰武斷陷具有 “早期深埋生烴，晚期抬升改造，油氣有效保存”改造型盆地成烴成藏演化特點(diǎn)，松南地區(qū)大部份斷陷也具有類(lèi)似特點(diǎn)，彰武斷陷勘探認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)這些斷陷勘探具有重要的借鑒意義。

5 結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)改造型盆地 “早期深埋生烴，晚期抬升改造，油氣有效保存”的成烴成藏演化特點(diǎn)，這類(lèi)盆地的資源潛力取決如下關(guān)鍵要素：①烴源巖數(shù)量和質(zhì)量是基礎(chǔ)，松南地區(qū)已獲得油氣資源的斷陷烴源巖厚，有機(jī)質(zhì)豐度高，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型均為Ⅰ型或Ⅱ1型干酪根，成熟度達(dá)到低熟－成熟階段，其中成熟度是非常重要影響因素。②良好的區(qū)域與局部蓋層是必要條件，改造型盆地在后期改造時(shí)蓋層易受到剝蝕而導(dǎo)致油氣散失，區(qū)域蓋層得到有效保存是關(guān)鍵，松南地區(qū)大部分?jǐn)嘞軰1sh下部煤系地層和K1jf上段泥巖蓋層在后期改造時(shí)得以保留，為油氣有效保存提供條件。

［1］云金表，羅傅清，李玉喜 ．東北地區(qū)中生代斷陷盆地群構(gòu)造演化與成油關(guān)系探討 ［J］．石油勘探與開(kāi)發(fā)，1994，21（6）：40～47．

［2］劉池洋，楊興科 ．改造盆地研究與油氣評(píng)價(jià)的思路 ［J］．石油與天然氣地質(zhì)，2000，21（1）：11～15．

［3］孔凡軍，陳文學(xué) ．改造型含油氣盆地油氣成藏研究進(jìn)展 ［J］．石油天然氣學(xué)報(bào) （江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2010，32（1）：174～176．

［4］程克明，王鐵冠，鐘寧寧，等 ．烴源巖地球化學(xué) ［M］．北京：科學(xué)出版社，1995．

［5］周建波，張興洲，馬志紅，等 ．中國(guó)東北地區(qū)的構(gòu)造格局與盆地演化 ［J］．石油與天然地質(zhì)，2009，30（5）：530～538．