松遼盆地北部中淺層巖性油藏形成條件

熊慶莉

（大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

松遼盆地北部中淺層巖性油藏形成條件

熊慶莉*

（大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

對于松遼盆地陸相坳陷湖盆坡緩的中淺層而言，烴源巖和砂體大面積分布，巖性油藏能否成藏，關(guān)鍵因素是要具備有效儲層、有效圈閉和油源斷層。松遼盆地中淺層發(fā)育河流、三角洲和湖泊三大沉積體系，其中三角洲沉積體系成因的各種砂體是形成巖性油藏的有效儲集體；經(jīng)多年實踐勘探已發(fā)現(xiàn)的薩爾圖、葡萄花、高臺子和扶楊油層巖性油藏一般均分布于三角洲相帶各類砂體形成的巖性圈閉中；T1、T2斷層是溝通油源與儲層的唯一油運移通道。通過對松遼盆地內(nèi)部巖性油藏精細勘探，挖潛剩余油氣資源對大慶油田勘探開發(fā)油后備儲量具有重要意義。

巖性圈閉；巖性油藏；形成條件；松遼盆地北部

自1966年美國石油地質(zhì)學(xué)家Levorsen提出隱蔽圈閉勘探以來，世界上許多含油氣盆地都加強了對地層不整合、巖性及古地貌等圈閉的油氣勘探[1-3]，而且對其形成機理與分類方案作了系統(tǒng)的研究[4-9]，在勘探實踐中獲得了巨大的成功[10-11]。近年來，由于我國東部油田可采儲量與采出資源量之間的矛盾日益突出，儲量品位日趨下降，尋找隱蔽性復(fù)雜巖性油藏成為主要勘探方向之一[9]。經(jīng)過多年勘探實踐，在松遼盆地北部中淺層中發(fā)現(xiàn)多種類型的巖性油藏（表1），特別是在三角洲相帶巖性油藏勘探方面取得了突破性進展，發(fā)現(xiàn)了葡萄花油層1個億噸級的勘探目標區(qū)和6個5000×104t萬噸級儲量規(guī)模區(qū)，石油儲量累計達6.4×108t。但是，目前對區(qū)內(nèi)巖性油藏的成藏控制因素還沒有系統(tǒng)研究，本文擬從儲層物性條件、有效圈閉條件及運移通道條件3方面進行分析討論，為進一步提高油氣勘探效率、明確勘探目標提供石油地質(zhì)學(xué)依據(jù)。

表1 松遼盆地北部巖性油藏分類及分布（據(jù)蕭德銘等，2005略修改）

1 地質(zhì)背景

松遼盆地屬于中生界伸展型陸相含油氣盆地，經(jīng)歷了熱隆張裂、裂陷、坳陷和萎縮褶皺等4個構(gòu)造演化階段[12]，發(fā)育了白堊系泉頭組、青山口組、姚家組和嫩江組，最大沉積厚度超過7000m（圖1）。在盆地北部邊緣發(fā)育有沖積扇沉積體系、辮狀河沉積體系和曲流河沉積，在盆地中央發(fā)育多套三角洲和湖泊沉積體系。

2 巖性油藏成藏基本條件

對于巖性油藏的成藏條件不外乎生、儲、蓋、圈、運、保等條件。在松遼盆地北部宋芳屯、模范屯地區(qū)所鉆井中，就有許多是葡萄花油層被斷層錯斷的砂巖透鏡體油藏，如芳2井、芳14井、芳15井、芳16井等。

宋芳屯、模范屯油田葡萄花油層巖性油藏儲集砂體特征，上部為三角洲分流平原—三角洲內(nèi)前緣相的砂體為厚層條帶砂、小片薄層砂—斷續(xù)條帶砂、透鏡砂—席狀砂；下部為三角洲分流平原—三角洲內(nèi)前緣—濱淺湖相的砂體為條帶砂、小片薄層砂—透鏡砂、小片薄層砂（圖2）。其三角洲分流平原相—前緣相透鏡狀砂體、斷續(xù)條帶砂、小片席狀砂較發(fā)育，主體砂巖寬度小于400m，長度小于2000m，小片席狀砂、透鏡狀砂體面積約0.5～4.0km2。該區(qū)的葡萄花油層三角洲分流平原—三角洲前緣相的連續(xù)條帶狀砂和粉砂巖透鏡體，鑲嵌在紫紅色和綠灰色泥巖中，為油聚集成藏提供良好的巖性圈閉。鉆遇的被T2-T1斷層錯斷的砂巖透鏡體圍巖為紅色泥巖，不具生烴能力，據(jù)油源對比[13]，葡萄花油層的油來自下伏的青山口組二、三段生油巖。該生油巖在嫩江組沉積末期進入排烴門限，且在此期間T2-T1斷層活動，構(gòu)成流體運移通道，油沿斷層在水動力、浮力等作用下自下而上垂向運移、聚集在透鏡體砂巖中成藏。

3 巖性油藏成藏的因素分析

根據(jù)松遼盆地已知巖性油藏形成條件分析，有效烴源巖的生烴能力和分布范圍大體已經(jīng)明確；蓋層巖性和分布區(qū)域也已較清楚，這兩者已不是主要控制因素，由于巖性圈閉自身的特殊性，其成藏主控因素應(yīng)該為儲層物性條件、有效圈閉條件、運移通道條件。

3.1 儲層物性條件

儲層物性主要受埋藏深度、成巖作用影響，松遼盆地齊家北地區(qū)和三肇地區(qū)扶、楊油層埋藏深度在1000～2300m，成巖作用已進入晚成巖階段，石英次生加大和巖石粒間被粘土礦物充填，孔隙類型以再生孔隙式為主。儲集層多為含泥細?；旌洗址凵皫r，填隙物含量較高，泥質(zhì)含量普遍在10%以上（表2）。屬于中孔低滲—中孔中滲儲層，有利油進入儲層聚集成藏。

松遼盆地三肇、大慶長垣、齊家—古龍大部分地區(qū)薩、葡、高油層埋藏淺（多數(shù)小于1000m），成巖作用進入早期成巖階段，膠結(jié)疏松、孔隙發(fā)育，孔隙類型以原生粒間孔隙為主。儲集層多位含泥粗粉—細粒粉砂巖為主，巖屑含量較高，為長石質(zhì)巖屑砂巖，砂巖填隙物以泥質(zhì)為主，含量較低，一般小于10%。而在大慶長垣以西及以東的部分地區(qū)如英臺、古龍地區(qū)、太東薩、葡、高油層埋藏較深（1100～1800m），成巖作用已進入中期成巖階段，石英具次生加大與再生膠結(jié)，砂巖變得較致密，孔隙類型以原生粒間縮小孔隙為主。儲集層多位細粒長石砂巖為主，巖屑含量較高，為長石質(zhì)巖屑砂巖，砂巖填隙物以泥質(zhì)為主，含量較低，一般小于10%（表2）。屬于中孔低滲—中孔高滲儲層，有利油進入儲層聚集成藏。

表2 松遼盆地北部薩、葡、高油層及扶、楊油層巖性油藏儲集層特征

3.2 有效圈閉條件

3.2.1 圈閉形成條件

松遼盆地北部泉頭組三段、泉頭組四段（扶、楊油層）屬于低位域沉積（圖3），以淺水湖泊—三角洲沉積體系為主。受多物源控制形成的錯疊連片分流河道砂體，如三肇地區(qū)扶、楊油層沉積時期受西部和北部2個物源的影響，發(fā)育三角洲平原和三角洲前緣亞相分流河道砂和決口扇砂。對應(yīng)形成巖性圈閉的單層厚度為2～5m，其次為1～2m（表3）。

松遼盆地北部青二、三段（高臺子油層）砂體總體上屬于高位體系域沉積（圖3），以大型湖泊三角洲沉積為主。在青山口組一段大面積湖侵之后，盆地開始接受進積式充填，此時盆地內(nèi)發(fā)育的水系有四條，其中沿盆地南北長軸方向發(fā)育的河流規(guī)模較大，入湖后形成了大型三角洲復(fù)合體。如北部物源的泰康、齊西、小林克、薩西水系對龍虎泡至齊家地區(qū)均有較強影響，發(fā)育大面積三角洲前緣砂體。對應(yīng)形成巖性圈閉的單層厚度值為1～2m和2～5m，1～2m稍占優(yōu)（表3）。

表3 已知巖性油藏儲層單層厚度分布特征表

松遼盆地北部姚家組一段（葡萄花油層）屬于低水位體系域，以淺水湖泊和三角洲沉積體系為主（圖3），如大慶長垣南部、他拉哈、葡西、徐家圍子南部等地區(qū)發(fā)育三角洲前緣相的河口壩砂體，在其南部的豐樂—肇州—永樂—頭臺以及西部英臺東、大安等地區(qū)為三角洲前緣相席狀砂體沉積，砂體向南逐漸減薄并尖滅，相變?yōu)榍叭侵蕖獪\湖相的泥巖。對應(yīng)形成巖性圈閉的單層厚度值在1～2m之間，其次為0.5～1m和2～5m（表3）。

松遼盆地北部薩爾圖油層（姚二、三段—嫩一段）屬于席狀三角洲沉積模式（圖3），分流河道以順值型為主，屬快速廢棄充填沉積，層次多而不穩(wěn)定，前緣相帶較窄，以席狀砂沉積為主，河口砂壩很少。砂體在沉積時由于是水進過程，且湖泊對三角洲砂體的改造作用強烈，砂層較薄，但橫向較穩(wěn)定。而在三角洲的側(cè)緣或兩個三角洲體系之間的地帶，由于沿岸湖流的搬運作用，形成了一些小規(guī)模的沿岸砂壩。對應(yīng)形成巖性圈閉的單層厚度值多數(shù)小于1m，其次為2m左右（表3）。

3.2.2 蓋層封閉條件

松遼盆地北部中淺層縱向發(fā)育青山口組和嫩江組一、二段泥巖。青山口組一段泥巖在齊家—古龍凹陷到三肇凹陷及其以東地區(qū)分布，青山口組二、三泥巖齊家—古龍、三肇凹陷廣泛分布，嫩江組一、二段泥巖在全盆地廣泛分布。根據(jù)研究區(qū)30多塊青山口組一段、嫩江組一、二段泥巖樣品分析進行蓋層綜合評價（表4），齊家—古龍凹陷、三肇凹陷青山口組和嫩江組一、二段具有非常高遮擋能力的蓋層。據(jù)松遼盆地北部已發(fā)現(xiàn)的巖性油藏的儲集砂體均發(fā)育在三角洲相帶，水下分流河道砂體平面上呈斷續(xù)條帶狀，長度在1～5km，寬度小于0.5～0.7km，河口壩砂體呈透鏡狀，向湖方向突變成泥巖，這些砂體在垂向和側(cè)向被青山口組和嫩江組一、二段泥巖所封閉，形成有利油聚集的巖性圈閉。

表4 松遼盆地北部蓋層綜合評價表

3.2.3 側(cè)向封閉條件

巖性圈閉的側(cè)向封閉除儲集砂體周圍的泥巖外，還有溝通源巖與儲集體的油源斷層。斷層側(cè)向封閉性是指斷層在側(cè)向上對斷層兩盤對置層中沿斷層面法線方向穿過斷層面而運移油氣的封閉作用。Gibson[14]對Poui油田泥巖涂抹系數(shù)進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)其值小于4.0斷層側(cè)向封閉性好，反之差。研究中選擇泥巖涂抹系數(shù)法和斷裂帶中泥質(zhì)含量，對松遼盆地青二、三段及姚家組地層內(nèi)錯斷巖性圈閉的斷層進行側(cè)向封閉性評價。評價結(jié)果為松遼盆地北部姚家組和青二、三段地層內(nèi)發(fā)育的斷層泥巖涂抹系數(shù)均小于4.0，預(yù)測帶斷裂帶中泥質(zhì)含量均為100%，說明斷層側(cè)向封閉性普遍較好

3.3 運移通道條件

拉張型斷層附近砂巖的顯微構(gòu)造與成巖作用研究發(fā)現(xiàn)，與油氣二次運移同期活動的斷層是油氣運移的重要通道[15]。松遼盆地明水組沉積末期（燕山運動晚期）及古近紀末期（喜山運動早期），是松遼盆地油氣主要運移時期[16-18]。這兩個時期松遼盆地在近南北向壓扭應(yīng)力的作用下，使早期形成的T2斷層復(fù)活開啟（T2斷層主要是斷穿地震反射層T2上至青山口組一段、下至泉頭組），北西、南北、北東向斷層分別發(fā)生張扭性、扭性、壓扭性活動，T2斷層起到溝通青山口組一段烴源巖和扶楊儲層油運移通道。如三肇凹陷扶楊油層具有青山口組一段超壓為動力，以向下垂向運移為主，T2層斷層是油氣向下運移的良好通道（圖4），同時T2層斷層除了作為油的垂向運移通道外，也是油在透鏡砂體之間側(cè)向運移的通道。另外，松遼盆地明水末期及古近紀末期構(gòu)造運動，促使部分早期T2斷層復(fù)活延伸到T06及發(fā)育T1斷層，這些斷層溝通青山口組一段、嫩江組一、二段烴源巖與青山口組和嫩江組儲層，成為薩、葡、高油層油運移通道?？傊?，斷層是松遼盆地北部巖性油藏成藏過程中唯一油運移通道。

4 結(jié)論

通過松遼盆地北部巖性油藏成藏主控因素分析，認為：

（1）松遼盆地北部巖性油藏儲集層物性：扶楊油層為中孔低滲—中孔中滲、薩、葡、高油層為中孔中滲—中孔高滲，均有利油進入儲層聚集成藏。

（2）松遼盆地北部低水位體系域、高水位體系域以淺水湖泊、三角洲沉積為主，其發(fā)育的三角洲前緣亞相的分流河道、決口扇及河口壩砂體，被向湖相突變的泥巖及上伏的青山口組及嫩江組一、二段泥巖包圍構(gòu)成有效的巖性圈閉。錯斷巖性圈閉的油源斷層具有很好的側(cè)向封閉性。

（3）T2、T1、T2-T1、T2-T06斷層是松遼盆地北部巖性油藏成藏過程中唯一油運移通道。根據(jù)松遼盆地巖性油藏成藏控制因素分析，今后大慶油田應(yīng)當加強斷裂帶附近低水位期的三角洲前緣相的河口壩砂體、水進期的三角洲側(cè)緣、三角洲之間的沿岸砂壩、席狀砂及高水位期的三角洲前緣相的水下分流河道砂體精細刻畫及識別技術(shù)，對增加大慶油田勘探開發(fā)油后備儲量具有重要意義。

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TE357

A

1004-5716(2015)06-0086-05

2014-05-27

國家重大科技專項“松遼北部巖性地層油氣藏富集區(qū)帶、目標優(yōu)選與勘探技術(shù)應(yīng)用”(2011ZX05001-001-04)資助。

熊慶莉（1965-），女（漢族），甘肅臨夏人，工程師，現(xiàn)從事石油地質(zhì)學(xué)工作。