茫漢斷陷成藏條件分析及區(qū)帶優(yōu)選

孫宜樸 （中石化石油勘探開發(fā)研究院，北京100083）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

茫漢斷陷位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市 （原哲里木盟）的開魯縣、奈曼旗、庫倫旗境內(nèi)，是哲中坳陷中部的一個(gè)次級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元［1～7］。其西北與舍伯吐隆起和陸家堡斷陷相鄰，東南與哲東南隆起相接，西與東明凸起及八仙筒斷陷相隔，東與東蘇日吐凸起及龍灣筒斷陷相望（圖1）。斷陷呈北北東向狹長條帶狀展布，南北長約97km，東西寬約6～32km，面積2150km2，基底最大埋深5000m。

圖1 茫漢斷陷構(gòu)造位置示意圖

2 成藏條件分析

2．1 地層特征

茫漢斷陷基底為元古界和古生界，上覆白堊系齊全。早白堊世發(fā)育義縣組、九佛堂組 （Kj）、沙海組 （Ks）、阜新組；晚白堊世發(fā)育泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺(tái)組和明水組 （表1）。其中，Kj和Ks為區(qū)內(nèi)主要勘探層系。Kj下部為深灰色泥巖與薄層灰褐色油頁巖互層，夾少量凝灰質(zhì)泥巖；上部為深灰色凝灰質(zhì)泥巖夾薄層凝灰質(zhì)砂巖、棕褐色油頁巖、泥灰?guī)r。Ks以深灰色泥巖為主夾淺灰色粉、細(xì)砂巖、砂礫巖，底部油頁巖較發(fā)育，自下而上粒度逐漸變細(xì)，泥巖逐漸由灰色變?yōu)榧t綠雜色繼而變?yōu)樽霞t色。

表1 茫漢斷陷地層層序表

2．2 沉積特征

通過對(duì)區(qū)內(nèi)單井相、地震相以及沉積相的分析認(rèn)為，茫漢斷陷為典型的斷陷湖盆沉積，發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲、濱淺湖、半深湖和深湖等沉積相類型［3］。

2．2．1 九佛堂組沉積時(shí)期

Kj沉積時(shí)期，茫漢斷陷呈現(xiàn)為一個(gè)規(guī)模較大的斷陷湖盆，主要發(fā)育扇三角洲、半深湖及濱淺湖相沉積 （圖2）。

扇三角洲主要發(fā)育于斷陷西北部和東南部的邊緣處。在西北邊界發(fā)育有3個(gè)相對(duì)集中的扇三角洲進(jìn)積體，其中最北部的規(guī)模較大，其他2個(gè)稍小，均沿剝蝕邊界分布。在南東邊界發(fā)育有2個(gè)扇三角洲進(jìn)積體，呈不規(guī)則的扇狀向盆地內(nèi)延伸。斷陷北部和西南部剝蝕邊界內(nèi)各發(fā)育一個(gè)小型的扇三角洲砂體。哈圖北部發(fā)育一個(gè)北北西向展布的辮狀河三角洲沉積砂體。湖盆的西南部發(fā)育半深湖相沉積，總體為北東向展布，與西北部和東南部發(fā)育的扇三角洲接觸。半深湖沉積相帶內(nèi)，發(fā)育多個(gè)水下扇，以上游扇體為物源，通過垮塌、滑坡和濁流作用再次沉積形成。水下扇多發(fā)育于上傾坡度較大、下傾較緩的斜坡上，位于淺湖與半深湖過渡地帶。

2．2．2 沙海組沉積時(shí)期

Ks沉積時(shí)期，斷陷深湖區(qū)面積擴(kuò)大，扇三角洲分布面積縮小。主要發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲、濱淺湖、半深湖及深湖等沉積相類型 （圖3）。

半深湖沉積區(qū)呈北東－南西向展布，與西北部和東南部剝蝕邊界區(qū)域發(fā)育的扇三角洲和辮狀河三角洲接觸。相對(duì)于Kj沉積時(shí)期而言，剝蝕邊界處的扇三角洲和辮狀河三角洲沉積區(qū)域縮小甚至消失，在哲參2井以東、圖1井以北有一規(guī)模較大的深湖區(qū)，為該期的沉積沉降中心。

2．3 烴源巖特征

從圖1井和哲參2井鉆探結(jié)果來看［8～11］，Kj和Ks暗色泥巖為斷陷的主要烴源巖，其厚度均為50～400m，斷陷南部圖1井附近為沉積中心，暗色泥巖厚度最大 （圖4、5）。

對(duì)哲參2井24塊暗色泥巖樣品進(jìn)行地球化學(xué)測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)：Ks樣品的總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)（w（TOC））為0．25%～2．24%，平均1．37%；生烴潛量 （w（S1＋S2））為0．03%～12．34%，平均4．05%；氯仿瀝青 “A”質(zhì)量分?jǐn)?shù) （w（“A”））為0．004%～0．194%，平均0．061%。Kj樣品的w（TOC）為0．14%～1．97%，平均1．12%；w（S1＋S2）為0．03%～10．9%，平均4．09%，w（“A”）為0．004%～0．191%，平均0．076%。Kj與Ks干酪根類型以Ⅱ2型為主，其次是Ⅱ1型，Ⅰ型和Ⅲ型較少。結(jié)合鏡質(zhì)體反射率 （Ro）來反映區(qū)內(nèi)烴源巖成熟度，Ks暗色泥巖的Ro為0．5%～0．65%，有機(jī)質(zhì)整體處于低成熟演化階段。對(duì)于Kj，根據(jù)其埋深不同，有機(jī)質(zhì)成熟度也存在一定的差異。Kj上段1600m以上，烴源巖樣品Ro為0．65%～0．70%之間，處于低成熟演化階段；埋深大于1600m，烴源巖Ro大于0．70%，有機(jī)質(zhì)進(jìn)入成熟演化階段；而Kj下段，Ro為1．48%～1．55%，有機(jī)質(zhì)處于高成熟演化階段。

圖2 茫漢斷陷Kj沉積相圖

圖3 茫漢斷陷Ks沉積相圖

圖4 茫漢斷陷Kj暗色泥巖厚度圖

圖5 茫漢斷陷Ks暗色泥巖厚度圖

綜上所述，茫漢斷陷下白堊統(tǒng)中，Ks烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較高，屬中等源巖，有機(jī)質(zhì)類型相對(duì)較好，以Ⅱ2型為主，含少量Ⅲ型，烴源巖處于低成熟演化階段，對(duì)油氣生成具有一定的貢獻(xiàn)。而Kj烴源巖達(dá)到好－較好標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ2型為主，大部分處于成熟演化階段，埋深較大處已進(jìn)入高成熟演化階段。茫漢斷陷南部洼陷的主力烴源巖應(yīng)為分布于中央深洼帶內(nèi)的Kj暗色泥巖。

2．4 儲(chǔ)層特征

研究區(qū)Kj上段砂體厚度變化較大，哲參2井以南砂體較為發(fā)育，厚度大于360m （圖6）；Ks砂體厚度一般介于20～100m之間，斷陷中心厚度較大，向兩側(cè)斜坡逐漸變薄 （圖7）。物性分析結(jié)果表明：Ks孔隙度介于2%～13．51%之間，平均為8．6%；滲透率介于1．22～19mD之間，平均為6．7mD；Kj隙度介于1．4%～11．8%之間，平均為5．5%；滲透率介于1～2．72mD之間，平均為1．26mD。故茫漢斷陷Ks儲(chǔ)層具有低孔－低、特低滲特征，而Kj儲(chǔ)層具有特低孔、超低孔－特低滲、超低滲特征，儲(chǔ)層物性由淺層至深層逐漸變差。但Kj砂體明顯較Ks發(fā)育，斷陷中心的水下扇和斜坡上的扇三角洲為區(qū)內(nèi)有利的儲(chǔ)集相帶［5］。

圖6 茫漢斷陷Kj砂巖厚度圖

圖7 茫漢斷陷Ks砂巖厚度圖

2．5 生儲(chǔ)蓋組合特征

研究區(qū)區(qū)域性蓋層為Ks中、上部大套泥巖組合，為最高水位時(shí)期沉積形成的一套穩(wěn)定的細(xì)粒沉積。其單層泥巖厚度介于15～35m之間，平均可達(dá)20m，全區(qū)分布相對(duì)穩(wěn)定，可連續(xù)追蹤。除區(qū)域性蓋層外，研究區(qū)內(nèi)仍發(fā)育一定數(shù)量的局部蓋層，只要薄層泥巖組合達(dá)到一定厚度即可局部封蓋油氣，如Kj內(nèi)的泥巖即可局部封蓋其下部形成的油氣藏。

通過分析茫漢斷陷儲(chǔ)層及蓋層分布特征，對(duì)比周邊陸家堡、錢家店、龍灣筒斷陷的主要出油層位［6，9］，總結(jié)出區(qū)內(nèi)2套典型的儲(chǔ)蓋組合：①以Kj中部砂礫巖為儲(chǔ)層，上部泥巖為蓋層；②以Kj頂部及Ks底部砂巖為儲(chǔ)層，Ks泥巖為蓋層。其中，第2套儲(chǔ)蓋組合在區(qū)內(nèi)平面上分布更為穩(wěn)定，且鄰近于成熟的優(yōu)質(zhì)烴源巖。

3 區(qū)帶評(píng)價(jià)及優(yōu)選

結(jié)合構(gòu)造解釋和區(qū)域地質(zhì)研究成果發(fā)現(xiàn)，茫漢斷陷共發(fā)育6個(gè)構(gòu)造帶，分別為南部斷階帶、中央洼陷帶、中央次洼帶、西部斜坡帶、東部陡岸帶、北部凸起帶 （圖8）。其中，南部斷階帶緊鄰生烴洼陷，具良好的油氣源條件；發(fā)育大型的斷鼻及斷背斜構(gòu)造，形成時(shí)間早，易于捕獲油氣；斷裂規(guī)模較大，以正斷層為主，可溝通烴源巖及儲(chǔ)層并改善儲(chǔ)集性能；其上部構(gòu)造穩(wěn)定，斷裂發(fā)育較少，有利于油氣藏的保存。綜合上述特征，南部斷階帶為研究區(qū)內(nèi)最有利勘探區(qū)帶。

4 結(jié)論

1）茫漢斷陷沙海組 （Ks）和九佛堂組（Kj）為區(qū)內(nèi)主要的生烴層系及儲(chǔ)集層，烴源巖層主要為深湖－半深湖時(shí)期沉積形成的暗色泥巖，而儲(chǔ)集層多為扇三角洲及辮狀河三角洲沉積時(shí)期形成的砂體。

2）Kj烴源巖厚度大，分布穩(wěn)定，達(dá)到好－較好標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ2型為主，大部分處于成熟演化階段，為區(qū)內(nèi)主要的生烴層系。Ks烴源巖對(duì)油氣生成也有一定的貢獻(xiàn)。

3）區(qū)內(nèi)Kj與Ks儲(chǔ)層物性較差，均具低孔、超低孔－低滲、超低滲特征，其主要的儲(chǔ)蓋組合類型為以Kj頂部及Ks底部砂巖為儲(chǔ)層，Ks泥巖為蓋層。4）研究區(qū)共發(fā)育6個(gè)構(gòu)造帶，南部斷階帶具備有利的成藏條件，為勘探的主要區(qū)帶。

圖8 茫漢斷陷南部洼陷構(gòu)造帶劃分示意圖

［1］陳云鋒，許世紅，姜穎，等 ．松遼盆地茫漢斷陷構(gòu)造特征研究 ［J］．長江大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2012，9（10）：28～32．

［2］黃桂雄 ．松南地區(qū)改造型斷陷盆地的勘探潛力——以彰武斷陷為例 ［J］．石油天然氣學(xué)報(bào) （江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2013，35 （1）：48～49．

［3］吳亞生，鐘大康，邱楠生 ．松南地區(qū)下白堊統(tǒng)九佛堂組沉積相特征 ［J］．石油天然氣學(xué)報(bào) （江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2012，34（10）：30～33．

［4］趙洪偉，劉玉華 ．昌圖斷陷南部烴源巖特征與油氣資源潛力 ［J］．石油天然氣學(xué)報(bào) （江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2012，34（6）：21～24．

［5］劉偉 ．松南氣營城組火山巖氣藏儲(chǔ)層預(yù)測(cè) ［J］．石油天然氣學(xué)報(bào) （江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2011，33（10）：21～24．

［6］郭彧 ．松遼盆地南部梨樹地區(qū)油氣藏形成地質(zhì)條件研究 ［J］．石油與天然氣地質(zhì)，1992，13（3）：322～331．

［7］程三友，劉少鋒，蘇三 ．松遼盆地茫漢凹陷構(gòu)造特征分析 ［J］．西部探礦工程，2011，34（3）：224～230．

［8］伍軼鳴，尹志軍 ．開魯盆地茫漢斷陷烴源巖評(píng)價(jià) ［J］．西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（1）：37～41．

［9］趙洪偉 ．松南新區(qū)彰武斷陷油氣地質(zhì)特征及成藏條件分析 ［J］．世界地質(zhì)，2012，31（4）：721～729．

［10］胡純心，洪雪，趙洪偉，等 ．松南斷陷群石油勘探潛力與勘探方向分析 ［J］．石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2012，34（3）：252～256．

［11］張玉明 ．茫漢斷陷烴源巖特征及生烴潛力分析 ［J］．天然氣工業(yè)，2006，26（10）：30～32．