松遼盆地南部大冷斷陷基本油氣地質(zhì)條件分析

于 雷

（中國石化東北油氣分公司，吉林 長春 130021）

0 引言

大冷斷陷位于松遼盆地南部西南隆起區(qū)呈北東走向，在彰武斷陷西北方向約10 km處。其面積大約230 km2，自下而上沉積了義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組共4套地層，沉積地層最大厚度為3 200 m。2011年，在“早期深埋生烴，后期抬升剝蝕，油氣有效保存”成藏理論的指導(dǎo)下，在面積約150 km2，基底埋深約2 000 m的彰武斷陷中鉆探的彰武2、3井在九佛堂組獲得工業(yè)油流，實(shí)現(xiàn)勘探重大突破。因此加強(qiáng)對具有類似地質(zhì)條件的大冷斷陷的油氣地質(zhì)條件的評價(jià)研究十分必要。筆者利用現(xiàn)有的資料對大冷斷陷的石油地質(zhì)條件進(jìn)行分析，并且跟彰武斷陷情況作對比，找出二者之間相似和不同之處。本地區(qū)研究存在的主要問題在于相關(guān)資料相對比較少，認(rèn)識不夠深入，不過隨著該區(qū)工作不斷的開展和推進(jìn)，大冷斷陷作為下一個(gè)松南油氣突破區(qū)將成為現(xiàn)實(shí)。

1 構(gòu)造特征

大冷斷陷為東斷西超的地塹式結(jié)構(gòu)（圖1）。根據(jù)地震剖面反射波組特點(diǎn)，推斷東西斷陷間隆起為火山侵入所致，是斷陷形成后的火山噴發(fā)的結(jié)果。大參1井九佛堂組巖屑以火山礫石為主，也表明該斷陷周圍火山發(fā)育?？叵輸嗔阎饕顒訒r(shí)期在九佛堂組—沙海組沉積時(shí)期。斷陷構(gòu)造西側(cè)地層上傾顯著，屬于晚白堊世的改造作用，地層褶皺強(qiáng)于周邊各斷陷［1］。

大冷斷陷呈北東向展布，與彰武斷陷走向一致，且相互臨近，表明它們具有類似的形成和演化過程。斷陷沉降東側(cè)地塹強(qiáng)于西側(cè)，主體沉降區(qū)在東側(cè)地塹中。斷陷面積260 km2，九佛堂組和沙海組分布范圍接近。其充填特征與彰武斷陷相似，且與彰武斷陷一樣有著斷陷期地層發(fā)育，坳陷層不發(fā)育的特點(diǎn)。

從大冷斷陷東西向二維地震剖面可以看出（圖1），火山巖兩側(cè)沉積地層基本為等厚沉積，雖然受后期火山巖侵入影響較大，但靠近火山巖體兩側(cè)地層并沒有明顯減薄的趨勢，表明大冷斷陷是在九佛堂組、沙海組等主要斷陷期地層沉積結(jié)束以后才受到火山巖后期侵入影響。

所以從大冷斷陷的構(gòu)造圖（圖2）可以看出，大冷斷陷早期應(yīng)該為一個(gè)完整的斷陷，受后期火山巖侵入影響變成現(xiàn)今被火山體分割開來的2個(gè)斷陷。

圖1 大冷斷陷F線二維地震剖面圖

圖2 大冷斷陷九佛堂組頂面構(gòu)造圖

2 構(gòu)造演化

大冷斷陷與彰武斷陷等其他松南諸小斷陷相似，構(gòu)造發(fā)育及演化大致分為5個(gè)階段。

2.1 裂陷萌發(fā)階段

義縣組沉積時(shí)期，斷陷處于裂陷期前階段。由于周緣地區(qū)深大斷裂的活動，整個(gè)斷陷及其周圍噴發(fā)了厚層的火山巖，分布廣，并且可能形成了高低起伏的地貌，發(fā)育有一些小型的堰塞湖（義縣組火山巖中有碎屑巖夾層）。

2.2 初始裂陷階段

九佛堂組是在區(qū)域性廣泛分布的義縣組基礎(chǔ)上發(fā)育起來的。在九下段沉積時(shí)期，斷陷東側(cè)的控陷斷裂迅速活動，形成了分割的小型湖盆。由于斷裂活動強(qiáng)烈，伸展量大，伸展速率快，湖盆迅速匯水并且達(dá)到半深—深水環(huán)境。由于湖盆小、相帶窄，沉積物可以進(jìn)入斷陷中央的洼陷部位。形成的斷陷中央地層厚度明顯大于斷陷邊緣部位。九下段晚期斷裂活動周期性有所減弱，湖盆一度淤淺。

2.3 快速裂陷期

九佛堂組上段初期湖盆出現(xiàn)了一個(gè)沉積和沉降相近的穩(wěn)定構(gòu)造活動階段，發(fā)育有厚度較大的扇三角洲的沉積。構(gòu)造伸展進(jìn)一步發(fā)展，導(dǎo)致基底不同斷塊發(fā)生顯著的差異升降與掀斜作用，形成一系列的地塹、地壘及箕狀斷陷。中晚期，斷裂活動陡然增強(qiáng)，達(dá)到盆地的快速裂陷階段。晚期構(gòu)造活動終止，盡管在斷陷的深部，九佛堂組都出現(xiàn)了一定的剝蝕，但是該時(shí)期沒有表現(xiàn)出地層的強(qiáng)烈變形和褶皺，斷陷顯示出平穩(wěn)的升降，可能是湖泊的匯水能力減弱，區(qū)域性出現(xiàn)盆地外泄的結(jié)果。

2.4 裂陷發(fā)展階段

沙海組沉積時(shí)期為斷陷的發(fā)展階段，表現(xiàn)為斷裂活動比較平穩(wěn)，斷陷重新匯水并且逐步形成湖泊。但是斷陷的控陷斷裂控制作用依舊明顯，沉降中心也有良好的繼承性。只是湖水再也沒有達(dá)到九佛堂組沉積時(shí)期的深水環(huán)境。

2.5 裂陷衰減階段

阜新組沉積時(shí)期為斷陷的萎縮階段，阜新組沉積時(shí)期已經(jīng)基本上沒有湖泊存在，斷陷已經(jīng)平原化。斷陷結(jié)構(gòu)已經(jīng)開始具備坳陷的一些特點(diǎn)。

這種早期深埋成烴、后期抬升改造的構(gòu)造演化特征使油氣系統(tǒng)得到了有效的保存，這種理論已經(jīng)在彰武斷陷的勘探工作中得到了很好的驗(yàn)證。

已經(jīng)有了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)作為指導(dǎo)，那么大冷斷陷的勘探潛力到底怎么樣？2011年本著建立大冷斷陷地層層序，查明斷陷下白堊統(tǒng)烴源巖發(fā)育情況及其生烴潛力的鉆探目的，在大冷斷陷深洼部位部署了第一口參數(shù)井——大參1井。

3 地層特征

經(jīng)過大參1井鉆探證實(shí)，大冷斷陷地層與彰武斷陷相似，以斷陷期地層為主，坳陷期地層剝蝕殆盡。層序及巖性組合主要為陸相碎屑沉積的砂泥巖互層。鉆井揭示自上而下鉆遇第四系、阜新組、沙海組、九佛堂組、義縣組，見表1。

4 烴源巖特征

大冷斷陷目前鉆探大參1井，九佛堂組揭示了非常厚的烴源巖，達(dá)405.6 m，暗地比為47.44%，彰武斷陷暗地比平均為59%，平均厚度為500 m左右。平面上呈狹長條帶狀，厚度最大處位于東側(cè)斷陷靠南的洼陷內(nèi)，大參1井正處于沉積中心，西部洼陷烴源巖厚度較薄，預(yù)計(jì)最厚處在50 m左右。大冷斷陷沙海組烴源巖也較厚，大參1井統(tǒng)計(jì)為190.12 m。在松南諸小斷陷中，大冷斷陷的烴源巖厚度僅次于彰武斷陷。

大冷斷陷大參1井鉆探證實(shí)，在九佛堂組1 152～1 269 m和1 385～1 552 m發(fā)育兩套暗色泥巖。地化錄井顯示1 385～1 552 m井段樣品有機(jī)碳分布范圍為0.7%～6.5%，平均值為3.43%；PG值為1.3～23 mg／g，平均值為11.6 mg／g?？傮w評價(jià)有機(jī)質(zhì)類型為I型。在1 152～1 269 m和1 305～1 331 m的樣品指標(biāo)雖然不如1 385～1 552 m好，但都可以達(dá)到好烴源巖標(biāo)準(zhǔn)。彰武斷陷樣品有機(jī)碳分布范圍平均為3%，PG值為0.35～61.46 mg／g，平均值為19.25 mg／g［2］。

表1 大冷斷陷與彰武斷陷鉆井揭示地層對比簡表

大冷斷陷實(shí)驗(yàn)室樣品地化分析顯示沙海組烴源巖平均有機(jī)碳為2.52%，九佛堂組更好，平均為3.67%；沙海組3個(gè)樣品生烴潛量平均為1.15 mg／g，生烴潛力一般，而九佛堂組4個(gè)樣品平均值達(dá)到12.14 mg／g，九佛堂組明顯優(yōu)于沙海組。九佛堂組烴源巖的有機(jī)質(zhì)類型以I型和II1型為主，類型好。另外，成熟度較高，九佛堂組平均達(dá)到0.92%，已經(jīng)進(jìn)入成熟演化階段。彰武斷陷九佛堂組Ro分布頻率最高區(qū)間在0.7%～1.0%之間，兩個(gè)斷陷在成熟度方面的比較相差不大。

大冷斷陷有機(jī)碳含量最高，豐度高區(qū)平均達(dá)到3.26%，屬于很好的烴源巖；沙海組烴源巖雖然有機(jī)碳含量也不低，大冷斷陷亦達(dá)到2.0%以上，但由于其類型為II2型到III型，生烴潛力不高，因此綜合評價(jià)為一般烴源巖。彰武斷陷豐度最高達(dá)到3.5%以上，平均值為2.5%左右（如表2所示）。

表2 大冷斷陷與彰武斷陷地化指標(biāo)對比表

2012年新鉆探的大冷1井其鉆探情況同樣證實(shí)九佛堂組存在著非常好的烴源巖，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1型和Ⅱ2型為主，總體達(dá)到成熟階段。更多的分析化驗(yàn)資料正在處理中。

從地化指標(biāo)上看來，大冷斷陷烴源巖指標(biāo)要比彰武斷陷稍微差一些。

對大冷斷陷的烴源巖厚度、烴源巖有機(jī)碳、現(xiàn)今成熟度以及烴源巖有機(jī)質(zhì)類型進(jìn)行分析，并將其作為計(jì)算生烴量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于對大冷斷陷沙海組烴源巖研究不深入，均只針對九佛堂組烴源巖計(jì)算，通過和彰武斷陷資源量（1.087×108t）對比計(jì)算后得到大冷斷陷層資源量為0.47× 108t［3］。

5 儲層特征

大冷斷陷為東斷西超型盆地，從地震剖面上追蹤大冷斷陷的物源方向來自東側(cè)。

主要目的層為下白堊統(tǒng)九佛堂組，儲層巖性以砂礫巖、礫巖為主，夾薄層細(xì)砂巖等。據(jù)實(shí)鉆臨井大參1井資料統(tǒng)計(jì)，九佛堂組儲層孔隙度在4.5%～17.9%之間，滲透率為0～84 mD，為中低孔低滲型儲層。

實(shí)鉆大參1井1 305～1 333 m發(fā)育28 m的灰黑色、黑色泥巖，這與1 355～1 385 m段視厚30 m的油氣顯示段形成良好的儲蓋關(guān)系。大冷1井與大參1井在該層段具有相似的泥巖反射特征，可作為5號砂體良好的蓋層。

大冷斷陷主要為自生自儲型的成藏模式，據(jù)實(shí)鉆大參1井油氣顯示段1 385～1 537 m巖性主要為灰黑色、黑色泥巖，是上端1 355～1 385 m油氣段的烴源巖，1 305～1 333 m發(fā)育的近30 m的灰黑色、黑色泥巖是其良好的蓋層，形成典型的自生自儲型成藏模式。

此外，兼有下生上儲、上生下儲兩種成藏類型。

6 圈閉特征

通過用人工合成記錄和大冷斷陷VSP速度測井，對層位進(jìn)行精確標(biāo)定發(fā)現(xiàn)大冷斷陷中部暗色泥巖局部可連續(xù)追蹤，并且分布穩(wěn)定，地震反射特征總體呈平行且連續(xù)的席狀密集反射特征。而在1 269～1 385 m井段，兩套暗色泥巖中間夾著的砂巖呈現(xiàn)的是連續(xù)平行紅色相位，弱反射特征，局部可連續(xù)追蹤。通過對該套砂體的追蹤，最終刻畫出大冷斷陷巖性圈閉，邊界主要靠砂體尖滅線控制。大冷斷陷巖性圈閉面積可達(dá)35 km2，高點(diǎn)埋深200 m，閉合幅度可達(dá)1 000 m，圈閉測網(wǎng)控制密度為2×2 km～4×4 km，由5條測線控制。地震資料品質(zhì)較好，通過圈閉主體位置砂體形態(tài)清晰，圈閉落實(shí)程度可靠。

同時(shí)為了增加儲層預(yù)測的準(zhǔn)確性和精確性，對控制大冷斷陷巖性圈閉的5條二維測線進(jìn)行了反演處理。

經(jīng)過對反演剖面精細(xì)的對比和分析，通過反演剖面砂體橫向變化和特征的差異，大冷斷陷的砂體一共可以分為5套（上段3套，下段2套）。下面對這5套砂體做簡要的描述。

1號砂體。面積約12.2 km2，平均厚度約40 m，位于大冷斷陷主要洼陷的西北高部位，從地震相、沉積相和反演剖面綜合分析，應(yīng)該是扇三角洲前緣反射特征，巖性應(yīng)以細(xì)砂巖、粉砂巖為主，是下步勘探的有利方向。

2號砂體。面積約14.1 km2，平均厚度為40 m，位于主洼的東南方向，處于構(gòu)造的低部位，靠近物源，以扇三角洲相為主，表現(xiàn)出物源供應(yīng)充足、搬運(yùn)距離不遠(yuǎn)、堆積速度快等特點(diǎn)。大參1井鉆探證實(shí)，該套砂體以砂礫巖、粗砂巖為主。

3號砂體。面積約3.6 km2，平均厚度為40 m，位于主洼的西南部位。該套砂體是反演剖面上反演效果最好的一套砂體，砂體展布清晰，位于構(gòu)造高部位。沉積相分析為扇三角洲前緣相。巖性推測以細(xì)砂巖和粉砂巖為主。

4號砂體。面積約10.8 km2，平均厚度為80 m，位于主洼西部，呈北東方向展布。該套砂體緊鄰大冷斷陷下部1 385～1 552 m處優(yōu)質(zhì)烴源巖，且砂體分布面積較廣，厚度大，是下步勘探的有利方向。

5號砂體。面積約14.5 km2，平均厚度60 m，位于主洼的東南部，是大冷斷陷5套砂體中面積最大的一套砂體。大參1井鉆探證實(shí)，該套砂體主要以粗砂巖和砂礫巖為主。

7 結(jié)束語

大冷斷陷具備優(yōu)質(zhì)的烴源巖并且分布范圍較廣，厚度較大。大參1井已見到多層熒光顯示，說明大冷斷陷是一個(gè)含油氣盆地。隨著以后對斷陷研究的不斷深入，相信大冷斷陷作為下一個(gè)松南新區(qū)實(shí)現(xiàn)突破的小斷陷已為時(shí)不遠(yuǎn)。

［1］趙洪偉，洪雪，劉玉華，等.2012.松南新區(qū)勘探潛力分析與目標(biāo)評價(jià)［R］.長春：中國石化東北油氣分公司.

［2］曾快相，張婷婷，于雷，等.2012.彰武油田九佛堂組新增石油控制儲量報(bào)告［R］.長春：中國石化東北油氣分公司.

［3］金之鈞，張金川.油氣資源評價(jià)技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1999.