伊通盆地莫里青斷陷古近紀斷裂活動對基巖油氣成藏的影響

李娜，吳欣松，劉旭武，張健

（1.中國石油大學（北京），北京102200；2.中國石油吉林油田公司，吉林 松原138000；3.中國石化勝利油田分公司，山東 東營257000）

基巖油氣藏是以基巖作為儲層而形成的油氣藏。我國學者一般將其定義為年輕生油巖系底部不整合面之下地層中的油氣聚集，當具有一定儲集空間的基巖潛山直接與上覆有效烴源巖接觸或者間接溝通時，就可能形成基巖潛山油氣藏［1-4］。

截至2013年底，伊通盆地莫里青斷陷鉆遇基巖的探井共53 口，見油氣顯示的井13 口，對11 口井進行了試油，有2 口井獲得工業(yè)油流，分別是位于馬鞍山附近的伊18 井（日產(chǎn)油量11.4 t，日產(chǎn)水量7.25 t）和位于小孤山附近的伊2-15 井（日產(chǎn)油量1.5 t，不含水）。所有見油氣顯示的井均位于基巖頂面斷裂帶附近，說明斷裂與油氣成藏具有較好的相關性。

1 地質背景

莫里青斷陷位于伊通盆地南端，地處吉林省境內，面積約540 km2。伊通盆地在構造位置上屬于郯廬斷裂帶北延部分，為狹長的雙斷式盆地，由南至北可劃分為莫里青斷陷、鹿鄉(xiāng)斷陷和岔路河斷陷3 個二級構造單元。盆地的形成與發(fā)展明顯受郯廬斷裂帶多次運動的控制與制約，為典型的走滑拉分盆地［5-8］。研究區(qū)由北至南又可進一步劃分為西北緣斷褶帶、馬鞍山斷階帶、尖山構造帶、靠山凹陷、大孤山斷階帶和小孤山斜坡帶［8］?；讕r性主要為古近系花崗巖類，其次為變質巖系［9］。

研究區(qū)斷裂活動主要發(fā)生在古近紀［8］，斷塊運動不僅形成古潛山構造，而且對其儲層、圈閉及油氣運聚都能產(chǎn)生積極的影響［10］。為此本次研究將在莫里青斷陷古近紀斷裂特征分析的基礎上，探究斷裂活動對基巖成藏產(chǎn)生的影響。

2 基巖頂面斷裂特征及斷裂體系劃分

對盆地的構造特征及其演化的研究，是進行潛山成藏研究的重點部分［11-12］。斷裂構造是研究區(qū)最主要構造類型之一，盆地發(fā)育的斷裂規(guī)模不等、數(shù)量眾多。剖面上（見圖1），莫里青斷陷以Tc為界，可劃分為上下2 套斷裂系統(tǒng)。下部斷裂系統(tǒng)多終止于Tc界面，即在永吉組沉積之前，受新生代早期拉張作用，形成一系列斷階。下部斷裂主要分布在小孤山斜坡和大孤山斜坡，斷距一般較小。上部斷裂系統(tǒng)多由萬昌組底部斷穿至基巖，分析上下不同地層被斷開的斷距，結合斷層生長指數(shù)的變化（見表1），認為這一類斷裂多為同生型斷層，一般呈現(xiàn)為垂向斷距較大的斷階帶，多分布在馬鞍山斷階帶和小孤山斜坡帶。

圖1 莫里青斷陷基巖頂面構造剖面

表1 莫里青斷陷典型斷層數(shù)據(jù)統(tǒng)計

從圖2可以看出，莫里青斷陷內存在2 組共軛斷裂，即以NE—SW 與NW—SE 走向、近S—N 與E—W走向的2 組共軛斷裂。結合剖面斷裂特征，認為NE—SW 走向斷裂發(fā)育時間較早，且持續(xù)時間較長，自始新統(tǒng)雙陽組雙一段沉積起到永吉組沉積末期均有發(fā)育，而近S—N 走向斷裂主要發(fā)育在永吉組沉積之前。

圖2 莫里青斷陷基巖頂面斷裂展布

3 斷裂活動對基巖油氣成藏的影響

3.1 基巖圈閉的形成與演化

伊通盆地晚古生代主要為海相沉積并伴有火山活動，中生代接受了侏羅紀—白堊紀陸相沉積，且?guī)r漿活動活躍，形成大規(guī)模的侵入和噴出巖；白堊紀末盆地整體抬升，致使大部分白堊系被剝蝕；古新統(tǒng)盆地繼續(xù)抬升剝蝕，部分石炭—二疊系地層出露地表；始新統(tǒng)盆地拉分，接受古近系沉積形成斷陷盆地［13］。在基巖遭受了白堊紀到古新統(tǒng)的風化剝蝕后，形成了大量儲集空間。自雙一段沉積末期開始，基巖頂面以斷階為主要特征，分布在馬鞍山、小孤山構造帶，背斜分布在靠山凹陷及研究區(qū)北部；至雙陽組沉積末期，基巖頂面雖然仍呈現(xiàn)為斷階構造，但僅分布在大孤山和馬鞍山，背斜僅見于研究區(qū)北部；至永吉組沉積早期，基巖頂面的斷階構造形態(tài)又一次緊鄰靠山凹陷出現(xiàn)，主要分布在小孤山、馬鞍山構造帶，另外在尖山構造帶也出現(xiàn)地壘地塹形態(tài)；至永吉組沉積末期，基巖頂面的斷階形態(tài)移至大孤山、馬鞍山構造帶（見圖3）。

不同的學者根據(jù)成因、巖性、構造、形成時期等提出了不同的潛山分類方案［14-17］。依據(jù)構造的形成與蓋層沉積的先后關系，結合潛山圈閉的形態(tài)特征，莫里青基巖潛山可分為古地貌潛山、同生潛山、后生潛山3 大類，每一類依據(jù)不同的形態(tài)可繼續(xù)進行劃分（見圖4）。其中，同生潛山是盆地中最有利于成藏的潛山類型，以與同生斷層相伴生為特點，自基底一直受到同生斷層的控制，處于相對隆起狀態(tài)。隨著不斷沉積，隆起幅度不斷加強，在盆地中主要環(huán)靠山凹陷分布在小孤山和馬鞍山構造帶，形態(tài)上可分為隆起、斷塊、地壘、地塹、斷階等。

3.2 油氣運移通道的組合與分布

莫里青斷陷基巖頂面發(fā)育大量斷裂，其中只有那些連接源巖和基巖潛山且在源巖大量生排烴期活動的斷裂，才能成為油氣向基巖潛山運移的輸導通道。研究區(qū)雙陽組雙一段暗色泥巖厚度可達250 m，直接覆蓋在基巖儲層之上，有機質豐度高、類型好［5］，于始新世中期至始新世末期進入成熟開始生烴，漸新世早期達到生烴高峰［18-19］。可見，在永吉組沉積時期活動的斷裂可與烴源巖生排烴時期相匹配，該時期活動的斷裂可作為有效的油氣運移通道。如前所述，小孤山、馬鞍山構造帶在永吉組沉積時均有斷裂活動發(fā)生。從油氣顯示上來看，有油氣顯示的井大部分集中在這2 個構造帶，由此可見，斷層在油氣運聚成藏上起到了非常重要的作用。

圖3 不同時期活動斷裂及圈閉分布示意

研究區(qū)油氣運移通道除斷層外還有砂體和不整合面等。對于距離生烴凹陷較近的區(qū)域，基巖儲層的上覆泥巖厚度一般比較大。例如馬鞍山斷階帶的F8，F(xiàn)10斷層（見表1），斷距一般小于泥巖厚度，使得下盤泥巖與上盤基巖儲層側向對接，當斷層開啟時，斷層下盤泥巖生成的油氣可以穿過斷層直接進入基巖儲層。對于距離生烴凹陷較遠的區(qū)域，基巖儲層上覆泥巖厚度一般較薄，例如小孤山斜坡帶、大孤山斷階帶、尖山構造帶等（見表1）。這些區(qū)域發(fā)育的斷層一般斷距大于上覆泥巖厚度，生烴凹陷生成的油氣一般通過不整合面或雙陽組底砂體側向運移至斷層處，當斷層開啟時，便可沿斷層向上運移至上盤基巖儲層內，從而聚集成藏。這些斷裂與不整合面、 砂體構成良好的階梯狀疏導體系（見圖5）。

3.3 斷裂活動對儲層的改造

構造運動是基巖儲層發(fā)育最主要的控制因素［20-23］?；鶐r儲層受斷裂的相互切割，產(chǎn)生大量的裂縫，裂縫不僅本身可以作為儲集體，而且有利于風化剝蝕作用向潛山的較深層進行，從而有利于擴大儲集空間［13］。根據(jù)巖心儲集空間發(fā)育情況，結合測井資料，將研究區(qū)儲層劃分為4 種類型。其中Ⅰ類、 Ⅱ類為較好的儲層類型（見表2）。觀察巖心特征，可以發(fā)現(xiàn)巖性對儲集空間的發(fā)育有著直接影響。較好的儲層類型多為花崗巖和大理巖，而千枚巖一般儲集空間發(fā)育較差，這與不同巖性的礦物組成密切相關?；◢弾r中的石英和長石均為脆性礦物，容易發(fā)生破裂，同時長石可蝕變產(chǎn)生次生孔隙，大理巖中主要為碳酸鹽巖礦物，易于溶解形成次生孔隙。當巖性相同，與斷層距離的遠近成為另一個影響儲集空間發(fā)育的主要條件，距離斷層越近，裂縫發(fā)育情況越好，裂縫密度越大，發(fā)育Ⅰ類、Ⅱ類儲層的井與斷層間的距離一般不超過500 m，而發(fā)育Ⅲ類和致密類儲層的井與斷層的距離一般大于500 m。另外，在裂縫發(fā)育的情況下，沿著裂縫可見次生溶蝕孔洞，說明裂縫的發(fā)育不僅起到了溝通孤立孔洞的作用，還大大提升了儲層的儲集空間。

圖4 莫里青斷陷潛山類型

從巖性來看，Y46 井和Y14 井都為灰白色花崗巖儲層，但Y46 井為Ⅰ類儲層，Y14 井為Ⅲ類儲層（見圖6）。其中，Y46 井位于馬鞍山斷階帶與小孤山斜坡帶交界處，井周圍有NE 向、NW 向2 組斷裂發(fā)育，距離最近的斷層僅250 m，巖心上多組裂縫發(fā)育，且沿裂縫伴生次生溶蝕孔洞；Y14 井位于尖山構造帶，距離最近的斷層約580 m，巖心表面可見麻點狀次生溶蝕孔，溶蝕孔彼此獨立。由此可見，在巖性相近的情況下，與斷層距離的遠近對儲集空間的發(fā)育有一定的影響。

表2 典型井儲層特征統(tǒng)計

圖5 Y2-15—Y41—Y31—Y18-1—Y18—Y18-2—Y11 連井油氣成藏模式

圖6 巖心照片

4 結論

1）莫里青斷陷古近紀斷裂活動可分為多期活動和一期活動2 類。根據(jù)構造的形成與蓋層沉積的先后關系，結合斷裂活動對基巖圈閉形態(tài)的影響，將莫里青基巖潛山劃分為古地貌潛山、同生潛山、后生潛山3 大類10 小類。多期活動斷裂對應同生型潛山，這類圈閉由于烴源巖排烴時斷層開啟，具備有效的運移通道。

2）斷層是研究區(qū)主要的油氣運移通道，可與砂體、不整合面構成良好的階梯狀疏導體系。斷裂活動對于基巖儲層裂縫的形成有著重要的作用，距離斷層越近，裂縫發(fā)育情況越好，裂縫密度越大，儲集空間相對發(fā)育。

3）綜合圈閉、油氣運移、儲層等條件認為，位于馬鞍山斷階帶和小孤山斜坡帶的同生斷階潛山對研究區(qū)的基巖油氣成藏最為有利。

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