松遼盆地南部?jī)删貐^(qū)扶余油層油藏成藏機(jī)制及主控因素

王勝男，付憲弟，趙 程，馬世忠，單佳梅

（1.中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠，黑龍江 大慶 163001；2.中國(guó)石油大慶油田勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712；3.中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠，黑龍江 大慶 163414；4.東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶163318；5.中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠，黑龍江 大慶 163514）

兩井地區(qū)位于長(zhǎng)嶺凹陷東北部的古鼻狀構(gòu)造上，青山口組源巖位于扶余油層的上部，屬于典型的上生下儲(chǔ)型油藏（圖1）。截止目前兩井地區(qū)已于扶余油層獲得20口工業(yè)油流井，低產(chǎn)油氣流井8口，且部分區(qū)塊已投入開發(fā)，顯示了良好的資源前景。但是，由于該區(qū)部分地區(qū)處于油源區(qū)（以1 750 m排烴門限為界確定的青一段源巖分布）內(nèi)，部分位于油源區(qū)外，油源區(qū)內(nèi)外成藏條件及差異制約了兩井地區(qū)進(jìn)一步的評(píng)價(jià)。盡管前人對(duì)于松遼盆地其它地區(qū)扶余油層油成藏的機(jī)制及研究很多[1-10]，但是針對(duì)兩井地區(qū)油運(yùn)移成藏模式及研究的文獻(xiàn)目前尚鮮見。因此，開展兩井地區(qū)油層成藏機(jī)制及主控因素的研究，對(duì)于指導(dǎo)下一步的評(píng)價(jià)部署具有重要的意義。

1 兩井地區(qū)斷裂、砂體發(fā)育特征

1.1 油源斷裂發(fā)育特征

應(yīng)用該區(qū)三維地震解釋的成果，對(duì)斷裂系統(tǒng)進(jìn)行了劃分。斷裂主要為近北西向展布，均為正斷層，一般斷距為10～50 m，最大為100 m，斷層長(zhǎng)度為3～5 km，斷裂密度平均為0.61條/km2，最大可達(dá)到5條/km2，一般為1.0～3.0條/km2。兩井地區(qū)發(fā)育有大量的T2斷裂，但這些斷裂并非均可作為油向下“倒灌”運(yùn)移的輸導(dǎo)通道，只有那些T2油源斷裂才能成為青一段源巖生成油向下“倒灌”運(yùn)移的輸導(dǎo)通道。所謂T2油源斷裂是指連接青一段源巖和下伏扶余油層，且在青一段源巖大量生排烴期活動(dòng)的斷裂[11]。通過對(duì)研究區(qū)試油井位附近斷層的研究，發(fā)現(xiàn)斷穿T2—T03及斷穿T2—T3的斷裂附近均有油氣聚集，由此可以判定斷穿T2—T03及斷穿T2—T3的斷裂均可作為油源斷裂。該區(qū)油源斷裂的類型不同于其它區(qū)油源[11]，主要是因?yàn)樵搮^(qū)主要發(fā)育扶余油層，上部姚家組等地層內(nèi)油層不發(fā)育，儲(chǔ)層差，即該區(qū)青一段生成并排出的油氣只能向下“倒灌”運(yùn)移至扶余油層聚集。

圖1 兩井地區(qū)地層綜合柱狀圖及源巖區(qū)平面分布Fig.1 The synthetic histogram and mother rock plane distribution of Liangjing area

1.2 砂體發(fā)育特征

地層的精細(xì)劃分與對(duì)比，是平面砂體展布研究的基礎(chǔ)，直接影響到儲(chǔ)層研究的精度。以高分辨率層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，應(yīng)用“以區(qū)域骨架封閉剖面為控制全區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)層控制下的洪泛面系列組合標(biāo)志、沉積模式—同生斷層模式指導(dǎo)、逐級(jí)優(yōu)先逼近等綜合對(duì)比”的河流相油層對(duì)比方法[12]，建立研究區(qū)統(tǒng)一而精細(xì)的單砂體級(jí)等時(shí)地層格架。對(duì)區(qū)內(nèi)5口取心井進(jìn)行了單井相分析，進(jìn)而建立巖電對(duì)應(yīng)關(guān)系并建立測(cè)井相模式。通過對(duì)研究區(qū)120口開發(fā)密井網(wǎng)解剖，繪制研究區(qū)13個(gè)小層的沉積微相，主要發(fā)育水下分流河道、席狀砂等微相。其中分流河道呈北東向展布，寬度200～500 m不等，席狀砂分布在河道的兩側(cè)，具明顯的河控特征。

2 運(yùn)聚成藏機(jī)制

油源對(duì)比表明[13-14]：研究區(qū)扶余油層的油來自于上覆的青山口組源巖。結(jié)合兩井地區(qū)扶余油層與長(zhǎng)嶺凹陷青一段源巖之間的空間位置關(guān)系，以及油運(yùn)移動(dòng)力和通道特征，可將其油運(yùn)聚成藏分為以下2種機(jī)制。

2.1 油源區(qū)內(nèi)扶余油層油運(yùn)聚成藏機(jī)制

處于油源區(qū)內(nèi)部的兩井地區(qū)，扶余油層上部即為成熟的青一段源巖，油向下運(yùn)移需要2個(gè)條件：超壓、疏導(dǎo)通道。據(jù)王永春等研究[15]，長(zhǎng)嶺凹陷青一段源巖超壓值最大可達(dá)到14 MPa，主要分布在長(zhǎng)嶺凹陷中心的查10井處，次極值點(diǎn)分布在黑43井處，超壓值可達(dá)10 MPa，由高值區(qū)向其四周青一段源巖超壓值逐漸減小。長(zhǎng)嶺凹陷青一段源巖超壓開始形成于青二、三段沉積時(shí)期，主要形成于在嫩四段沉積時(shí)期[15]。由于長(zhǎng)嶺凹陷青一段源巖之上的青二三、嫩江組（缺失嫩二段以上地層）均發(fā)育為泥巖，其生成的油難以向上覆地層中運(yùn)移，相比之下青一段源巖之下扶余油層砂巖發(fā)育，其生成的油可以向下“倒灌”運(yùn)移。由文獻(xiàn)[16]中的方法可以計(jì)算得到長(zhǎng)嶺凹陷青一段源巖生成的油向扶余油層“倒灌”運(yùn)移的最大為350 m，大于扶余油層的厚度。另外該區(qū)發(fā)育大量的T2油源斷裂，因此，該區(qū)具備油向下“倒灌”運(yùn)移的條件。油源區(qū)內(nèi)油的運(yùn)聚模式可以概括為：青一段源巖生成的油在超壓下沿油源斷裂向下“倒灌”運(yùn)移至下覆扶余油層并在有利圈閉中聚集成藏（圖2）。

2.2 油源區(qū)外扶余油層油運(yùn)聚成藏機(jī)制

兩井地區(qū)處于油源區(qū)外的部分，其扶余油層的上覆地層不是成熟的源巖，不具備排烴的能力。但就目前發(fā)現(xiàn)的工業(yè)油流井的分布來看，處于成熟烴源巖外的扶余油層仍然具工業(yè)油流井。說明源區(qū)外扶余油層的油是側(cè)向運(yùn)移來的，結(jié)合上述砂體展布規(guī)律的研究，提出源區(qū)外扶余油層成藏機(jī)制：油首先“倒灌”運(yùn)移至扶余油層，再在浮力的作用下，沿被斷裂溝通的砂體側(cè)向運(yùn)移至兩井地區(qū)，并在斷層—巖性圈閉中聚集成藏（圖2）。

圖2 兩井地區(qū)源內(nèi)外油運(yùn)移方式模式Fig.2 The oil migration pattern of inside and outside source area in Liangjing area

3 油成藏主控因素

3.1 油源區(qū)內(nèi)扶余油層油成藏主控因素

通過油源區(qū)內(nèi)油藏解剖分析和油藏與油成藏條件之間空間位置關(guān)系研究，兩井地區(qū)油源區(qū)內(nèi)扶余油層油成藏主要受到以下2個(gè)因素的控制。

1）T2油源斷裂控制著油運(yùn)聚的部位

兩井地區(qū)油源區(qū)內(nèi)扶余油層工業(yè)油流井均分布在T2油源斷裂附近。這說明T2油源斷裂不僅為青一段源巖生成的油向下伏扶余油層“倒灌”運(yùn)移提供了輸導(dǎo)通道，而且為沿其向下“倒灌”運(yùn)移進(jìn)入扶余油層中的油在其附近聚集提供了遮擋條件，形成工業(yè)油流井分布其附近。

2）距油源斷裂的距離控制產(chǎn)能大小

通過對(duì)兩井地區(qū)已發(fā)現(xiàn)油氣顯示井的產(chǎn)能大小及其與油源斷裂距離的統(tǒng)計(jì)來看（圖3）：距離油源斷裂的距離越近，油的產(chǎn)能越高；距離油源斷裂越遠(yuǎn)，油的產(chǎn)能越低。因?yàn)樵谏绑w相同的情況下，距離油源斷裂越近，由上覆青一段“倒灌”下來的油在附近砂體中聚集的越多；而距離油源斷裂越遠(yuǎn)，由上覆青一段“倒灌”下來的油在浮力作用下，向高部位砂體運(yùn)移，油源斷裂附近富集的就越少。

圖3 油產(chǎn)能與油源斷裂距離統(tǒng)計(jì)交匯Fig.3 Intersection chart of deliverability and oil source fault distance

3.2 油源區(qū)外扶余油層油成藏主控因素

通過油源區(qū)外油藏解剖分析和油藏與油成藏條件之間空間位置關(guān)系研究，兩井地區(qū)油源區(qū)外扶余油層油成藏主要受到以下2個(gè)因素的控制。

1）位于古鼻狀構(gòu)造軸部及兩翼運(yùn)移路徑上或附近的圈閉才能形成油藏

兩井地區(qū)油氣主要富集在古鼻狀構(gòu)造的軸部及兩翼。這是由于古鼻狀構(gòu)造在油氣運(yùn)移期為低勢(shì)區(qū)，為油氣運(yùn)移的指向區(qū)。鼻狀構(gòu)造軸部為油匯集區(qū)，而兩翼為油運(yùn)移的必經(jīng)之路（圖4）。

2）斷裂展布方向控制著油氣的富集

圖4 兩井地區(qū)古構(gòu)造運(yùn)移場(chǎng)及鼻狀構(gòu)造模擬運(yùn)移場(chǎng)示意圖Fig.4 Sketch of palaeostructural migration fields and nose structural simulated migration fields in Liangjing area

通過對(duì)兩井地區(qū)斷裂展布方向及試油產(chǎn)能的統(tǒng)計(jì)（圖5）。兩井地區(qū)油源區(qū)外呈北西—南東向展布的斷裂附近油的產(chǎn)能最高，而水的產(chǎn)量最低，越遠(yuǎn)離斷裂，油的產(chǎn)能越低，水的產(chǎn)能越高。這是因?yàn)?，兩井地區(qū)砂體主要呈北東—南西向展布，這與油氣運(yùn)移方向相同。油氣沿北東—南西向展布的砂體向鼻狀構(gòu)造軸部運(yùn)移時(shí)，當(dāng)遇到南西—北東向展布的斷裂時(shí)更容易與斷層形成斷層—巖性圈閉聚集油。而呈北東—南西向展布的斷裂與油氣的運(yùn)移方向相同，當(dāng)油氣沿砂體運(yùn)移時(shí)，不易形成斷層—巖性圈閉，油不能聚集成藏。

圖5 兩井地區(qū)不同展布方向斷裂附近井產(chǎn)能情況統(tǒng)計(jì)Fig.5 Deliverability statistics of wells near faults in different distribution directions of Liangjing area

4 結(jié)論與建議

在對(duì)兩井地區(qū)斷裂、砂體剖析清晰的基礎(chǔ)上，通過油藏解剖和油成藏條件空間配置關(guān)系，對(duì)兩井地區(qū)扶余油層油運(yùn)聚成藏機(jī)制和主控因素進(jìn)行了研究，得出了如下認(rèn)識(shí)：

1）兩井地區(qū)斷層主要呈南東—北西向展布，斷穿T2—T03及斷穿T2—T3的斷裂均可以作為該區(qū)扶余油層的油源斷裂，砂體主要是分流河道、溢岸砂，其主要呈北東—南西向展布。

2）油源區(qū)內(nèi)扶余油層油運(yùn)聚成藏模式為∶長(zhǎng)嶺凹陷青一段源巖生成的油在超壓作用下通過T2油源斷裂向下“倒灌”運(yùn)移進(jìn)入扶余油層成藏。主要受控于：青一段源巖生成的油向下“倒灌”運(yùn)移區(qū)控制著油藏形成與分布區(qū)域；距油源斷裂的距離控制產(chǎn)能大小。油源區(qū)外扶余油層油運(yùn)聚成藏模式為：長(zhǎng)嶺凹陷青一段源巖生成的油首先向下“倒灌”運(yùn)移進(jìn)入扶余油層后，再在浮力作用下，沿被斷裂溝通的扶余油層河道砂體側(cè)向運(yùn)移至兩井地區(qū)，再在斷裂和河道砂體交叉配合形成的斷塊、斷層遮擋和斷層—巖性圈閉中聚集成藏。油成藏主要受控于：位于古鼻狀構(gòu)造軸部及兩翼運(yùn)移路徑上或附近的圈閉才能形成油藏；斷裂展布方向控制著油氣的富集。

3）兩井地區(qū)油源區(qū)內(nèi)T2油源斷裂附近和油源區(qū)外古鼻狀構(gòu)造兩翼運(yùn)移路徑附近北西向斷裂、砂體均發(fā)育區(qū)應(yīng)為油勘探的有利目標(biāo)。

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