松遼盆地尚2區(qū)塊扶楊油層油氣成藏模式與主控因素

張?jiān)品澹?魯 鶴， 李 鑫， 安 旭

(1.東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318;2.中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司 第五采油廠，黑龍江 大慶 163514;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)

松遼盆地扶楊油層是一個(gè)典型的“上生下儲(chǔ)”型的次生油氣藏，上覆青山口組烴源巖為其油氣成藏提供了充足的油氣來源[1－4]。近年來，針對(duì)扶楊油層的勘探研究取得了豐碩的成果，主要涉及對(duì)扶楊油層成藏期次的厘定，斷裂與砂體配置關(guān)系的探討[5－9]，生－儲(chǔ)－蓋組合模式以及對(duì)油氣運(yùn)移輸導(dǎo)體系的研究，但這些研究成果大多關(guān)于某一區(qū)塊的特定地質(zhì)條件對(duì)扶楊油層油氣成藏的控制作用。相對(duì)而言，對(duì)指導(dǎo)局部地區(qū)油氣勘探的意義較小。

尚2區(qū)塊位于松遼盆地三肇凹陷東北部鼻狀構(gòu)造上，北臨綏化凹陷，西側(cè)是榆樹林油田。作為松遼盆地勘探開發(fā)的空白區(qū)，扶楊油層主體部位勘探程度較低，地質(zhì)認(rèn)識(shí)、油氣資源潛力認(rèn)識(shí)及油氣分布規(guī)律不清楚，解決這些問題是積極尋找油氣后備儲(chǔ)量、促進(jìn)油田持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展的必然要求，也是大慶油田油水?dāng)U邊、增產(chǎn)上儲(chǔ)的迫切需求。為此，筆者采用油氣分布與成藏條件疊合的分析方法，研究油氣成藏的主控因素和模式。

1 油氣藏類型與油水分布規(guī)律

油氣勘探結(jié)果表明，尚2區(qū)塊扶楊油層目前已發(fā)現(xiàn)的油氣藏主要為斷塊、斷層遮擋和斷層－巖性油藏。從目前尚家扶楊油層油平面分布來看，整個(gè)尚家工區(qū)扶楊油層油主要聚集在西部及西南部的榆樹林油田，已經(jīng)連片分布。而尚2區(qū)塊油氣主要分布在其工區(qū)西部，工區(qū)東部目前未有很好的油氣顯示。油氣主要富集區(qū)為尚家鼻狀構(gòu)造的脊線及其南部斜坡區(qū)(圖1)。

圖1 尚2區(qū)塊扶楊油層油源斷裂與油氣分布關(guān)系Fig.1 Relation schema between oil source fault and hydrocarbon distribution of Fuyang oil units in Shang2 block

扶楊油層油氣在縱向上分布較為復(fù)雜，油氣以FⅠ油層組最為富集，下部的楊大城子的YⅡ油層組也有油層發(fā)現(xiàn)，總體上具有兩套油水系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2 尚2區(qū)塊扶楊油層油氣縱向分布Fig.2 Vertical distribution of oil and gas of Fuyang oil units in Shang2 block

2 油氣成藏與分布的控制因素

尚2地區(qū)扶楊油層屬于“上生下儲(chǔ)”式生儲(chǔ)蓋組合，油源對(duì)比結(jié)果[1]顯示，油氣主要來自上覆青山口組一段源巖，同時(shí)源巖具有超壓(最大值20 MPa)且存在與下伏儲(chǔ)層連通的斷裂[4]，滿足向下“倒灌”運(yùn)移的條件。因此，油氣運(yùn)聚成藏的過程可劃分為油氣的“倒灌”運(yùn)移、油氣的側(cè)向運(yùn)移和油氣聚集。

對(duì)尚2區(qū)塊扶楊油層油氣分布與成藏條件進(jìn)行疊合研究，分析得出其油氣成藏與分布主要受多種因素控制。

2.1 油源斷裂

油源斷裂是指連接源巖與儲(chǔ)層，且在源巖大量排烴期間活動(dòng)的斷裂。尚2區(qū)塊在斷陷期形成的坳陷期及構(gòu)造反轉(zhuǎn)期活動(dòng)的斷裂，以及在坳陷期形成的構(gòu)造反轉(zhuǎn)期活動(dòng)的斷裂在構(gòu)造反轉(zhuǎn)期受NE—SW向拉張應(yīng)力作用活動(dòng)開啟，可以作為該區(qū)油氣的輸導(dǎo)斷裂[10－12]。這兩類斷裂一般為斷裂帶邊界斷裂，配合砂體構(gòu)成了尚2區(qū)塊扶楊油層的油氣輸導(dǎo)體系。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的工業(yè)油流井均分布在這兩類斷裂附近，如圖1所示。這是因?yàn)橛蜌庠谶\(yùn)移過程中受到多套泥巖阻隔，而地層孔隙又不能作為油氣垂向運(yùn)移的輸導(dǎo)通道，所以，青山口組源巖所生成的油氣只能夠在超壓的作用下通過油源斷裂向下倒灌運(yùn)移至下伏的扶楊油層中，然后在浮力作用下進(jìn)行側(cè)向運(yùn)移，沿著被斷裂溝通的砂體運(yùn)移至斷塊和斷層遮擋及斷層巖性圈閉中聚集成藏。因此，油源斷裂是油氣向扶楊油層垂向運(yùn)移的輸導(dǎo)通道。

分析扶楊油層有效砂巖厚度(代表油柱高度)與距油源斷裂垂直距離(l)之間的關(guān)系，結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出，兩者具有負(fù)相關(guān)性，總體上呈現(xiàn)隨距油源斷裂距離逐漸增大含油氣性逐漸變差的“源控”特征。

圖3 尚2區(qū)塊扶楊油層油井產(chǎn)能與斷裂密集帶之間距離的關(guān)系Fig.3 Relation schema between fracture density and hydrocarbon distribution of Fuyang oil units in Shang2 block

2.2 斷裂密集帶邊部的地壘與斷階構(gòu)造

分析尚2區(qū)塊扶楊油層已鉆的34口獲得工業(yè)油流的探井油氣分布特點(diǎn)(圖4)，可知，斷裂密集帶邊部的地壘構(gòu)造有19口井獲得了工業(yè)油流，斷階構(gòu)造有13口井獲得工業(yè)油流，因此，斷裂帶邊部的地壘構(gòu)造及斷階構(gòu)造是尚2工區(qū)扶楊油層油聚集的有利部位。這是因?yàn)閿嗔褞У倪吔鐢鄬佣酁檩攲?dǎo)斷裂，而地壘構(gòu)造是低勢(shì)區(qū)，油在運(yùn)移輸導(dǎo)過程中利于在其中聚集。而斷裂密集帶邊部的斷階構(gòu)造(反向斷階)，是油在斷裂配合砂體側(cè)向運(yùn)移過程中，由于斷層上盤節(jié)節(jié)下掉，致使砂體輸導(dǎo)層與另一盤的遮擋層對(duì)接，油多在斷層下盤聚集，形成斷層遮擋型油藏。

圖4 尚2區(qū)塊扶楊油層斷裂密集帶與油氣分布關(guān)系Fig.4 Relationship between fracture density and hydrocarbon distribution of Fuyang oil units in Shang2 block

2.3 三角洲分流河道砂體與前緣席狀砂體

由尚2區(qū)塊扶楊油層已鉆井砂體儲(chǔ)層類型統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，目前，尚2區(qū)塊已鉆油層主要富集在三角洲分流河道、道間砂體及三角洲前緣席狀砂體中，如圖5所示。因此，三角洲分流河道砂體及其前緣席狀砂體是尚2區(qū)塊扶楊油層油聚集的主要儲(chǔ)集空間類型，控制著扶楊油層油聚集與分布特征。

圖5 尚2區(qū)塊儲(chǔ)層砂體類型統(tǒng)計(jì)Fig.5 Statistical chart of reservoir sand body types of Fuyang oil units in Shang2 block

3 油氣成藏模式

前人研究成果已經(jīng)證實(shí)，尚家工區(qū)尚2區(qū)塊扶楊油層油氣主要來自于三肇凹陷青一段源巖[1－4]。當(dāng)三肇凹陷青一段源巖達(dá)到成熟階段以后，其生成的原油在上覆地層的超壓下通過T2斷裂“倒灌”運(yùn)移至扶楊油層中，并在浮力作用下，通過斷裂與砂體配合形成的側(cè)向運(yùn)移輸導(dǎo)通道，運(yùn)移至鼻狀構(gòu)造的高部位聚集成藏。而尚家鼻狀構(gòu)造是長(zhǎng)期繼承性發(fā)育的古鼻狀構(gòu)造，是一個(gè)構(gòu)造低勢(shì)區(qū)，也是一個(gè)油氣側(cè)向運(yùn)移的指向區(qū)，但是由于鼻狀構(gòu)造軸線與斷裂呈現(xiàn)高角度相交，導(dǎo)致鼻狀構(gòu)造受斷層切割嚴(yán)重，使得斷裂與砂體構(gòu)成的油氣輸導(dǎo)體系更加復(fù)雜。根據(jù)油水分布特征及油氣藏解剖可以確定，尚2區(qū)塊扶楊油層油聚集模式具有反向斷層配合砂體側(cè)向輸導(dǎo)運(yùn)聚模式(成藏模式一)和南北向展布砂體側(cè)向輸導(dǎo)運(yùn)聚模式(成藏模式二)兩種成藏模式。

3.1 反向斷層配合砂體側(cè)向輸導(dǎo)運(yùn)聚模式

受反向斷層控制，斷層上盤節(jié)節(jié)下掉，導(dǎo)致油側(cè)向的輸導(dǎo)能力變差，當(dāng)遇到斷裂密集帶(地塹)時(shí)，由于密集帶內(nèi)另一側(cè)斷層下盤地層相對(duì)抬升，以及斷裂密集帶兩側(cè)斷層在伸展活動(dòng)過程中正斷層的對(duì)向活動(dòng)，所以，靠近地層下降盤一側(cè)，地層滑移距離大，而在中間地層位移距離小，形成“地塹式”背斜。這就導(dǎo)致側(cè)向輸導(dǎo)過程中，油不會(huì)在地層下傾方向進(jìn)行側(cè)向輸導(dǎo)，也就是說油側(cè)向運(yùn)移終止或是運(yùn)移方向發(fā)生了改向[13－15]。油聚集受斷裂密集帶控制明顯，在斷裂密集帶靠近油源區(qū)一側(cè)，多形成斷層遮擋、斷層－巖性油藏，在斷裂密集帶內(nèi)可形成微幅度背斜控制的構(gòu)造油藏。其運(yùn)聚特征如圖6所示。

圖6 尚2區(qū)塊扶楊油層運(yùn)聚成藏模式Fig.6 Migration and accumulation model of oil and gas in Fuyang oil units of Shang2 block

3.2 南北向展布砂體側(cè)向輸導(dǎo)運(yùn)聚模式

由于尚2工區(qū)鼻狀構(gòu)造是一個(gè)NE—SW向的正向構(gòu)造，受南北向斷層切割，自西向東多呈塹壘相間分布的構(gòu)造格局，受鼻狀構(gòu)造影響，工區(qū)自南向北地勢(shì)呈低—高—低的特征，致使斷裂密集帶兩側(cè)的地壘構(gòu)造處于一個(gè)低勢(shì)區(qū)。另外，根據(jù)尚家工區(qū)沉積特征，砂體多以南北向展布，也就是說，在南北方向上砂體受斷層切割不明顯，其連通性較好，油氣可在斷裂密集帶邊部地壘構(gòu)造上由南北向側(cè)向運(yùn)移至構(gòu)造高部位，多形成斷塊、斷層巖性油藏(圖6)。

4 結(jié)論

(1)尚2區(qū)塊扶楊油層油成藏主要受油源斷裂、斷裂密集帶邊部的地壘與斷階構(gòu)造及三角洲分流河道砂體與三角洲前緣席狀砂體控制。油源斷裂是油氣向扶楊油層垂向運(yùn)移的輸導(dǎo)通道;斷裂密集帶邊部的地壘與斷階構(gòu)造是油聚集成藏的有利部位;三角洲分流河道砂體及三角洲前緣席狀砂體是油氣富集的主要砂體類型。

(2)尚家地區(qū)扶楊油層油運(yùn)聚成藏有反向斷層配合砂體側(cè)向輸導(dǎo)運(yùn)聚模式和南北向展布砂體側(cè)向輸導(dǎo)運(yùn)聚模式兩種主要成藏模式。

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