松遼盆地臺九區(qū)塊葡萄花油層油氣成藏模式與主控因素

李　鑫

(1.東北石油大學 地球科學學院, 黑龍江 大慶 163318; 2.中國石油大慶油田有限責任公司, 黑龍江 大慶 163453)

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松遼盆地臺九區(qū)塊葡萄花油層油氣成藏模式與主控因素

李鑫1,2

(1.東北石油大學 地球科學學院, 黑龍江 大慶 163318; 2.中國石油大慶油田有限責任公司, 黑龍江 大慶 163453)

為了解臺九區(qū)塊葡萄花油層油氣成藏規(guī)律,采用油氣分布與成藏條件疊合分析方法,研究其油氣成藏的主控因素和模式。 結果表明:油源斷裂附近高砂地比區(qū)是油氣成藏的有利范圍;局部正向構造是油氣聚集的有利部位;砂巖厚度控制油氣縱向聚集層位。油氣成藏模式為:下部青一段源巖生成的油氣沿油源斷裂向上輸導運移,在姚二三段蓋層的遮擋下,向葡萄花油層兩側砂體大于20%的地層發(fā)生側向分流運移,最終在油源斷裂附近的正向構造內的斷層遮擋、斷鼻、斷層-巖性和砂巖透鏡體圈閉中聚集成藏。

油源斷裂; 葡萄花油層; 臺九區(qū)塊; 正向構造; 砂地比; 砂巖厚度

0　引　言

三肇凹陷葡萄花油層整體具“滿凹含油”特征,但油水分布極其復雜,以各種斷塊、微幅構造、斷層-巖性及巖性類油藏為主。前人曾對三肇凹陷葡萄花油層油氣成藏進行過大量的研究和探討[1-6],主要涉及斷裂活動、封閉與開啟性及其對成藏的控制作用[7-11],構造及其對沉積和油氣成藏的作用[12-15],生儲蓋條件和油氣成藏模式[16-18]等方面。隨著三肇凹陷葡萄花油層主體含油區(qū)塊的相繼動用,剩余未動用及空白區(qū)主要位于油水分布復雜區(qū),臺九區(qū)塊就是其中之一。由于對這些區(qū)塊的認識長期缺乏理論指導及進一步的精細研究,而三肇凹陷葡萄花油層以往研究的理論成果又未必適用，因此,在這些區(qū)塊油田的擴邊、空白區(qū)布井十分困難。臺九區(qū)塊葡萄花油層油水關系復雜,無統(tǒng)一的油水界面;斷裂對油藏分布的控制作用不明確;儲層特征不清。這些問題都嚴重制約著臺九區(qū)塊油氣勘探的深入。因此,開展臺九區(qū)塊葡萄花油層油氣成藏主控因素及模式的研究,對于正確認識其油氣分布規(guī)律及指導油氣勘探均具有重要意義。

1　區(qū)域概況與油氣藏分布規(guī)律

1.1區(qū)域概況

臺九區(qū)塊構造位于三肇凹陷永樂向斜西翼、頭臺鼻狀構造北部、大慶長垣與三肇凹陷之間,為長期繼承性發(fā)育的由WN向ES傾斜的單斜構造。參照近SN向貫穿全區(qū)的大斷裂可將臺九區(qū)塊劃分為反轉區(qū)和非反轉區(qū),如圖1所示。

圖1　構造單元與油氣分布

從圖1可見,反轉區(qū)分布面積明顯大于非反轉區(qū)的分布面積。按照斷裂組合關系,臺九區(qū)塊又可以進一步分為地壘、地塹和斷階三個構造單元。其中,地塹構造分布面積相對較大,主要分布在研究區(qū)東部和中部;斷階和地壘構造分布面積相差不大,只是地壘構造主要分布在研究區(qū)西北部,少量分布在東南部;斷階構造主要分布在研究區(qū)東北至西南的條帶中。1.2油氣藏類型及其分布規(guī)律

油氣勘探結果表明,在臺九區(qū)塊葡萄花油層，已發(fā)現(xiàn)的油氣藏主要為斷層-巖性油氣藏、斷層圈閉油藏和砂巖透鏡體巖性油藏?？v向上看,臺九區(qū)塊葡萄花油層油氣藏不同構造部位由頂至底均不同程度含油,總體呈現(xiàn)向斜低部位含油層系較多、往斜坡區(qū)減少的特征。

目前,鉆井數量具有明顯的東西不均衡性,研究區(qū)80.5%(共207口)的井分布于此區(qū)域,油氣顯示普遍較好,具有大面積含油的特征,中部及西部屬于待評價區(qū)域,已鉆井位較少(圖1)。

油水平面分布特征與構造單元之間存在一定的對應關系。整個研究區(qū)油井統(tǒng)計結果如圖2所示。

由圖2可見,地塹區(qū)油井所占比例最高,超過50%,其次是反向斷階區(qū),約為15%,最少是地壘區(qū)。

為了降低鉆井數量不均衡造成的影響,僅對中區(qū)和西區(qū)(反轉區(qū))的油井在各構造單元所占比例進行統(tǒng)計,如圖3所示。

圖3　反轉區(qū)構造單元與油氣分布關系

由圖3可以看出,地塹區(qū)油井比例仍較高,達28%,其次是地壘區(qū),約14%,最少為反向斷階區(qū)。

不同的統(tǒng)計結果均顯示出研究區(qū)內油井以地塹區(qū)最多、反向斷階區(qū)和地壘區(qū)次之的特征。不考慮鉆井不均衡的影響,臺九區(qū)塊油氣分布受構造和巖性雙重因素控制。

2　油氣成藏與分布的主控因素及成藏模式

對臺九區(qū)塊葡萄花油層油氣分布與成藏條件進行疊合研究,認為其油氣成藏與分布主要受多種因素控制。

2.1油氣成藏與分布的主控因素

2.1.1油源斷裂附近高砂地比值區(qū)

油源對比結果顯示,臺九區(qū)塊葡萄花油層油主要來自下伏青一段發(fā)育的源巖。由于青一段源巖與葡萄花油層之間被多套泥巖層相隔,因此,生成的油氣不能通過地層空隙向后者運移,只能通過油源斷裂將其運移至葡萄花油層中。所謂油源斷裂,是指連接青一段源巖與葡萄花油層,且在源巖大量排烴時期活動的斷裂。通過葡萄花油層油源斷裂、砂地比值和油氣分布之間的疊合結果(圖4)可以明顯看出,目前已鉆油井均分布于油源斷裂附近且砂地比值較高的區(qū)域。這是因為油源斷裂為葡萄花油層提供了油氣來源的輸導通道,油氣沿著油源斷裂垂向運移至葡萄花油層,而后在油源斷裂附近與斷裂連通并且自身連通的砂巖層側向分流運移,當砂地比值大于20%時,砂體為流體連通的,因此,油源斷裂兩側的高砂地比區(qū)具有“近水樓臺”的優(yōu)勢成藏條件,附近高砂地比值區(qū)的合適圈閉為油氣運移至葡萄花油層后的最終“歸宿”。

圖4　　　　油層油源斷裂、砂地比與油氣分布

葡萄花油層有效砂巖厚度(d,代表含油氣性或油柱高度)與距油源斷裂距離(l)的關系,如圖5所示。由結果可看出,二者呈負相關關系,即隨著距油源斷裂距離的增大,含油氣程度逐漸變差,具有“源控”特征。

圖5　油層有效砂巖厚度與距油源斷裂距離的關系

綜合以上分析可知,當油源充足時,油源斷裂附近高砂地比值區(qū)是油氣有利的成藏部位,在此前提下離油源斷裂越近油氣富集程度越高,隨著與油源斷裂距離增大,油氣富集程度逐漸變差。

2.1.2局部正向構造

臺九區(qū)塊整體為一向東傾的寬緩斜坡,共存在三種類型局部正向構造,即低幅度背斜隆起、斷鼻或斷背斜及反向斷層下盤遮擋圈閉,如圖6所示。其中低幅度背斜隆起屬于向斜低部位的“凹中隆”相對的構造高部位。

圖6　油層局部正向構造與油氣分布

從油氣分布來看,90%以上油井均分布于此三類局部正向構造內。這是因為油氣總是沿著最省功的路徑運移,運移的總體方向是由高勢區(qū)向低勢區(qū),所以正向構造(低勢區(qū))必然是油氣優(yōu)先發(fā)生聚集的位置。

統(tǒng)計各類局部正向構造內油井所占比率,如圖7所示。由結果可知,向斜區(qū)低幅度背斜隆起所占比率最大,達30%以上；其次為反向斷層下盤遮擋圈閉；最差為斷背斜或斷鼻構造?？傮w來看,相對高部位的局部正向構造有利于油氣的富集,在中、西部空白區(qū)未鉆井區(qū)局部正向構造為潛在的有利成藏部位。

圖7　油層各局部正向構造內油井所占比例

2.1.3砂巖厚度

通過區(qū)塊葡萄花油層11個沉積時間單元砂巖厚度與油氣分布疊合結果可以看出,各單元目前已鉆油井均分布于砂巖厚度大于0.5m的區(qū)域,即各沉積單元砂巖厚度大于0.5m的區(qū)域儲油性能較好。由此來看,當垂向上11個時間單元疊加,整個葡萄花油層砂巖厚度大于5m的范圍為有利的油氣聚集區(qū)。如圖8所示,目前所鉆油井基本分布于砂巖厚度大于5m的區(qū)域。

圖8　油層砂巖厚度與油井分布

為進一步確認砂巖厚度與優(yōu)勢油井(多個時間單元均含油)之間的關系,對砂巖厚度分布范圍與含油層數進行統(tǒng)計,如圖9所示。從油層數量統(tǒng)計結果來看,當葡萄花砂巖厚度大于4～6m時,含油層數基本在四層及以上,含油層數在六層以上逐漸增多。由此可以證實,葡萄花油層砂體越發(fā)育,油氣富集層數越多,砂巖厚度大于6m時含油性最好,砂巖厚度控制了油氣縱向富集層位。

圖9　油層砂巖厚度范圍與含油層數之間關系

2.2油氣成藏模式

根據上述油氣分布規(guī)律和主控因素研究成果,確定臺九區(qū)塊葡萄花油層油氣運聚成藏模式,如圖10所示。

圖10　臺九區(qū)塊葡萄花油層油氣運聚成藏模式

臺九區(qū)塊葡萄花油層油氣成藏模式為:下部青一段源巖生成的油氣沿油源斷裂向上輸導運移,在姚二三段蓋層的遮擋下,向葡萄花油層兩側砂體大于20%的地層發(fā)生側向分流,最終在油源斷裂附近的正向構造上的斷層遮擋、斷鼻、斷層-巖性和砂巖透鏡體圈閉中聚集成藏。

3　結　論

(1)松遼盆地臺九區(qū)塊葡萄花油層油氣分布主要受控于油源斷裂、砂體及正向構造的聯(lián)合控制。油源斷裂是油氣垂向運移的通道,其附近高砂地比區(qū)域為油氣儲集的有利空間;正向構造為油氣聚集有利部位;砂巖厚度控制油氣縱向聚集層位。

(2)臺九區(qū)塊葡萄花油層油氣成藏模式:下部青一段源巖生成的油氣沿油源斷裂向上輸導運移,在姚二三段蓋層的遮擋下,向葡萄花油層兩側砂體大于20%的地層發(fā)生側向分流,最終在油源斷裂附近的正向構造上的斷層遮擋、斷鼻、斷層-巖性和砂巖透鏡體圈閉中聚集成藏。

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(編輯荀海鑫)

Main controlling factors and mode of oil and gas accumulation and distribution of P oil layer of Tai9 in Songliao Basin

LIXin1,2

(1.School of Geosciences, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China; 2.Daqing Oilfield Limited Company of PetroChina, Daqing 163453, China)

This paper is motivated by a research into the law underlying oil and gas accumulation in P oil layer in Tai9 of Songliao Basin. The study looks at the main controlling factors and mode associated with oil and gas accumulation using an analysis method—a combination of hydrocarbon distribution and reservoir-forming condition. The results show that the range with high ratio of sand-stratum near faults connected with source rocks is an area favorable for oil and gas accumulation; partial positive construction is position favorable for oil and gas to accumulation; the layers of oil and gas accumulation in the vertical are controlled by the thickness of sandstone. Oil and gas accumulation is found to be in such a mode that hydrocarbon coming from underlying K2qn1layer’s source rocks begins with migrating upward along faults connected with source rocks, continues to transport laterally into strata of P oil layer with ratio of sand- stratum greater than 20%, due to the blocking of cap rock in K2n layer, and ends up with accumulation into fault sealing traps, nose-shaped high traps and fault-lithology traps of positive construction which are near faults connected with source rocks.

faults connected with source rock; P oil layer; Tai9; positive construction; ratio of sand-stratum; thickness of sandstone

2014-01-21

國家油氣重大專項課題(2011ZX05007)

李鑫(1988-),男,黑龍江省安達人,碩士,研究方向:油氣藏形成與資源評價,E-mail:lixin-2686@126.com。

10.3969/j.issn.2095-7262.2014.03.015

P618.13

2095-7262(2014)03-0290-05

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