松遼盆地北部熱儲(chǔ)有利區(qū)分布特征

胡　霞，呂建才

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

松遼盆地北部熱儲(chǔ)有利區(qū)分布特征

胡霞*，呂建才

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

松遼盆地是一個(gè)大型中低溫地?zé)釄?chǎng)盆地，蘊(yùn)藏豐富的地?zé)豳Y源，平均地溫梯度為3.8℃/100m。盆地內(nèi)發(fā)育上下2套熱儲(chǔ)體系，下部熱儲(chǔ)體系由泉頭組三段、四段地層構(gòu)成熱儲(chǔ)層，埋藏較深，地層溫度較高，熱儲(chǔ)較發(fā)育，以青一段泥巖和泉二段泥巖為上下隔水層。上部熱儲(chǔ)體系由青山口組的青二三段和姚家組地層構(gòu)成熱儲(chǔ)層，埋藏較淺，以嫩江組一段、二段泥巖和青一段泥巖為上下隔水層。結(jié)合盆地構(gòu)造特征、沉積和地溫場(chǎng)特征，對(duì)地層埋深、砂巖展布及厚度、儲(chǔ)層物性特征和探井測(cè)溫等資料綜合分析研究，確定下部熱儲(chǔ)體系有利開發(fā)利用區(qū)位于大慶—泰康—林甸—青岡、大安—鎮(zhèn)賚兩個(gè)區(qū)域；上部熱儲(chǔ)體系開發(fā)利用有利區(qū)位于大慶—林甸、肇東—青岡—望奎、雙城—哈爾濱3個(gè)區(qū)域。

松遼盆地北部；地?zé)豳Y源；沉積相；地溫梯度；熱儲(chǔ)有利區(qū)

松遼盆地位于我國(guó)東北地區(qū)，長(zhǎng)750km，寬330～370km，形狀近似菱形，面積約26×104Km2，地跨黑龍江、吉林、遼寧和內(nèi)蒙古等三省一區(qū)，北部是指位于黑龍江省部分［1］。松遼盆地是大型陸相盆地，蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，同時(shí)也是一個(gè)大型中低溫地?zé)釄?chǎng)盆地，存在十分可觀的地?zé)豳Y源，平均地溫梯度為3.8℃/100m。松遼盆地的地溫梯度高于全球平均值，屬于地?zé)岣弋惓^(qū)域［2］。

1　地溫場(chǎng)特征

松遼盆地地殼厚度較薄，莫霍面埋深在29～33km之間，莫霍面埋藏深度及分布直接控制了盆地現(xiàn)今地溫場(chǎng)的分布。松遼盆地北部上地幔高導(dǎo)層埋深在60～118km之間，大慶地區(qū)剛好處在地幔高導(dǎo)層隆起區(qū)，上地幔高導(dǎo)層埋深在60～70km之間（金旭，1994；云金表，2003）［3］。地震波速結(jié)構(gòu)與電測(cè)深證實(shí)松遼盆地9～17km和20km之下存在2個(gè)低速層，即低電阻率、低密度的高導(dǎo)層，這些高導(dǎo)層可能是構(gòu)造薄弱帶。頂部低速高導(dǎo)層可能是中上地殼間的構(gòu)造拆離帶，也可能為地殼內(nèi)的巖漿房。因此，莫霍面隆起、上地幔上隆及殼內(nèi)高導(dǎo)層的存在是松遼盆地地溫梯度及大地?zé)崃髦蹈叩纳畈吭颍?］。

盆地基底廣泛分布的華力西及燕山期花崗巖，含放射性元素高，在衰變過程中釋放大量的熱量，對(duì)現(xiàn)今地溫場(chǎng)有一定的貢獻(xiàn)；同時(shí)，基底深大斷裂發(fā)育，可以成為深部熱源的良好通道，對(duì)淺部地溫場(chǎng)有重要控制作用。根據(jù)大地?zé)崃鳒y(cè)試結(jié)果（吳乾蕃，1985），松遼盆地大地?zé)崃髦到橛?0～90mW/m2之間，平均熱流值為70mW/m2。松遼盆地地溫梯度總體上是盆地中央地溫梯度高，向外依次降低，大致呈一環(huán)狀分布。從圖1可以看出，盆地主體部分的地溫梯度介于（3.0℃～5.0℃）/100m，平均地溫梯度為3.8℃/100m［5-6］。

根據(jù)油田探井測(cè)溫資料統(tǒng)計(jì)1000m、2000m、3000m深處的平均地溫分別為40℃～50℃，70℃～80℃和90℃～110℃，而且隨著深度的增加溫度逐漸升高。通過地溫場(chǎng)特征分析表明，松遼盆地北部為地溫的高值區(qū)，地?zé)豳Y源豐富，開發(fā)前景廣闊［7］。

2　地?zé)衢_發(fā)利用有利區(qū)

松遼盆地是大型中、新生代沉積盆地，其蓋層在一系列侏羅系斷陷的基礎(chǔ)上發(fā)育了厚度達(dá)4000～5000m的白堊系、第三系及第四系陸相碎屑巖沉積，其中埋深1000～2500m的上白堊系中下部的泉頭組、青山口組、姚家組地層，埋藏深度一般為1000～2000m，地層溫度高，砂體發(fā)育，孔滲條件好，其間的泉二段、青一段、姚一段厚層泥巖形成良好的隔水層，構(gòu)成了松遼盆地北部上下兩套主要熱儲(chǔ)體系［8］。

下部熱儲(chǔ)體系由泉頭組三段、四段地層構(gòu)成熱儲(chǔ)層，埋藏較深（泉四段頂面埋深1479.0～2389.0m），地層溫度較高（54℃～92℃），熱儲(chǔ)較發(fā)育，以青一段泥巖和泉二段泥巖為上下隔水層。

上部熱儲(chǔ)體系由青山口組的青二三段和姚家組地層構(gòu)成熱儲(chǔ)層，埋藏較淺（姚家組頂面埋深為835.4～1947.0m），地層厚度為237.0～448.0m，地層溫度較高（42℃～82℃），以嫩江組一段、二段泥巖和青一段泥巖為上下隔水層。

圖1　松遼盆地北部地溫梯度等值線圖

2.1泉三、四段熱儲(chǔ)有利區(qū)

2.1.1泉頭組沉積相分布特征

泉頭組處于坳陷沉積的早期階段，此時(shí)氣候干旱，盆地快速沉降、快速充填，形成了獨(dú)特的淺水湖泊—三角洲沉積體系。泉三、泉四段是在泉二段沉積末期盆地整體抬升的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在盆地北部，訥河—依安水系自訥河附近進(jìn)入盆地，在盆地邊緣形成沖積扇體流向正南，影響著大慶長(zhǎng)垣及齊家、三肇地區(qū)；拜泉—青崗水系從拜泉—海倫一帶流入盆地并形成沖積扇體，繼而河流向南偏西方向，經(jīng)明水地區(qū)至安達(dá)北部地區(qū)開始分流，并繼續(xù)向南進(jìn)入三肇地區(qū)，主要控制了三肇凹陷北部的沉積作用；齊齊哈爾水系包括來自齊齊哈爾和泰來地區(qū)的河流，規(guī)模和前兩個(gè)相比明顯偏小，以一系列暫時(shí)性—永久性小河流為特征，流程短、規(guī)模小，流向南東，河流—三角洲沉積或消失于龍虎泡東部——杏西湖相泥巖中，或匯入相鄰英臺(tái)、白城水系。受這些龐大水系的控制，泉三、四段以河流作用強(qiáng)盛為特征，沉積于阿爾必期，此時(shí)地形平坦，物源供應(yīng)充沛，洪水期坳陷中心部位形成統(tǒng)一的淺水湖盆，來自各方向的河流在盆地中心部位交匯并向東流出盆地，局部地區(qū)殘存小型湖泊，成為河間湖。總體上，相帶呈環(huán)帶形展布，由盆地邊緣向中心依次為沖積扇、沖積平原、分流平原及三角洲前緣和濱淺湖相，中心相帶為淺水三角洲和濱淺湖相［9］。

2.1.2泉三、四段熱儲(chǔ)有利區(qū)分布特征

為了分析熱儲(chǔ)有利區(qū)的分布規(guī)律，應(yīng)用探井資料對(duì)泉三、四段地層內(nèi)砂體厚度進(jìn)行了預(yù)測(cè)，從圖2中可以看出，砂體主要發(fā)育在北安—依安—拜泉一帶，這與沉積相中陳述的訥河—依安水系有關(guān)，這是該時(shí)期主要的沉積物源方向，河流砂體發(fā)育。根據(jù)砂體預(yù)測(cè)圖該層段可劃分依安、北安、大慶、林甸、肇東、青岡、望奎、哈爾濱、雙城等9個(gè)砂巖發(fā)育區(qū)。下面是根據(jù)地層埋深、砂巖厚度，探井測(cè)溫資料對(duì)上述9個(gè)砂巖發(fā)育區(qū)評(píng)價(jià)情況（表1），大慶、林甸、肇東3個(gè)地區(qū)地層溫度較高60℃～70℃，砂巖厚度50～120m，埋深1100～2000m之間，屬于經(jīng)濟(jì)型地?zé)豳Y源開發(fā)利用范圍之內(nèi)（表1）。

表1　松遼盆地北部泉三、四段熱儲(chǔ)有利區(qū)預(yù)測(cè)表

2.2青二、三段熱儲(chǔ)有利區(qū)

2.2.1青山口組沉積相分布特征

青一段是在深湖—半深湖相背景下發(fā)生的2次基準(zhǔn)面下降事件使三角洲向湖泊推進(jìn)的沉積結(jié)果反映。早期的湖侵使湖泊面積突然擴(kuò)大，然后發(fā)生的2次基準(zhǔn)面下降事件使三角洲不規(guī)則向湖泊延伸，湖區(qū)縮小，地層沉積厚度最大的地區(qū)主要位于中央坳陷區(qū)。盆地北部的嫩江—訥河水系規(guī)模最大，自盆地邊緣匯入湖泊，在林甸-黑魚泡地區(qū)形成三角洲，三角洲前緣最遠(yuǎn)可延至泰康—喇嘛甸油田以北地區(qū)，其次的?？邓档染幸欢òl(fā)育，但流程短、相帶窄。沉積相帶呈不規(guī)則的半環(huán)帶狀展布，自盆地邊緣向中心依次出現(xiàn)河流相（辮狀河、曲流河）二三角洲相—湖相［10］。

青二段總體上為一退積型沉積序列，相帶呈環(huán)帶狀展布，相類型發(fā)育齊全，自邊緣向盆地中心依次為沖積扇相—河流相—三角洲相—濱淺湖相—半深、深湖相，沖積扇相發(fā)育于訥河—德都以北地區(qū)，為巨厚的礫巖沉積。在濱北地區(qū)，來自嫩江、訥河和北安—克東方向的水系形成遼闊的辮狀河平原，沉積了一套分布廣、連通性好的厚層砂巖。青三段湖岸線與青二段基本相當(dāng)，河流規(guī)模減小，三角洲前緣相分布于龍虎泡南部—杏樹崗北部—安達(dá)—青崗以北地區(qū)。

青山口組沉積末期，松遼盆地北部邊緣構(gòu)造隆起抬升，使青山口組地層遭受剝蝕。

2.2.2青二、三段熱儲(chǔ)有利區(qū)分布特征

從圖3中可以看出，青二、三段地層內(nèi)砂巖主要發(fā)育在濱北地區(qū)的和盆地西南的鎮(zhèn)賚—安廣2個(gè)區(qū)域。在大慶—泰康—林甸—依安—拜泉區(qū)域主要是受嫩江、訥河和北安—克東方向的水系影響，沉積了一套分布廣、連通性好的厚層砂巖（100～150m），蘊(yùn)藏?zé)豳Y源豐富（溫度55℃～60℃）。深度在1000～1800m之間，是一個(gè)非常有潛力的開發(fā)利用區(qū)域。鎮(zhèn)賚—安廣區(qū)域同樣具有砂巖厚度大、分布廣、地層溫度高、埋藏較淺的特點(diǎn)，也是一個(gè)好的熱儲(chǔ)有利區(qū)（表2）。

圖2　松遼盆地北部泉三、四段砂巖分布圖

圖3　松遼盆地北部青二、三段砂巖分布圖

表2　松遼盆地北部青二、三段熱儲(chǔ)有利區(qū)預(yù)測(cè)表

2.3姚家組熱儲(chǔ)有利區(qū)

2.3.1姚家組沉積相分布特征

姚一段沉積于盆地基準(zhǔn)面快速下降至緩慢上升時(shí)期，沉積范圍局限，僅相當(dāng)于中央坳陷區(qū)的范圍，河流作用強(qiáng)盛，長(zhǎng)距離向湖泊推進(jìn)。沉積層序總體上為一進(jìn)積—退積的旋回，湖岸線大致位于4站—榆樹林中部—衛(wèi)星—太平屯—齊家南—哈拉海—大安—乾安—黑帝廟—楊大城子—德惠這一環(huán)形帶內(nèi)；環(huán)帶外，以辮狀河、分流河道沉積為主，砂體厚，呈板狀，連通性好。盆地北部發(fā)育寬展的三角洲前緣帶，寬達(dá)60～70km，砂體以水下河道沉積為主，三角洲為鳥足狀、干枝狀，三角洲前緣達(dá)大慶—肇源—四站一線。從物源上看，北部水系最為強(qiáng)盛，其次為齊齊哈爾水系。

姚二、姚三段總體上由2個(gè)層序構(gòu)成退積型沉積組合，相帶呈半環(huán)帶狀展布，一次為河流相、三角洲分流平原、三角洲前緣和湖相，缺少?zèng)_積扇相，河流相帶以砂質(zhì)辮狀河與低彎度曲流河為主。水系有繼承性，最主要的水系是北部水系，發(fā)源于訥河、北安地區(qū)的水系并列形成統(tǒng)一的三角洲平原，并分別控制齊家與安達(dá)地區(qū)；海倫、綏棱又有新的次要物源加入，三角洲相帶分異明顯，以葉狀三角洲為主。三角洲前緣相在松遼盆地北部可延至龍虎泡—安達(dá)一線。此外，盆地西部三角洲體系也較發(fā)育［11］。

2.3.2姚家組熱儲(chǔ)有利區(qū)分布特征

從圖4中可以看出，姚家組砂巖主要發(fā)育在依安—克山—訥河、大慶—泰康—林甸—青岡、鎮(zhèn)賚—安廣3個(gè)區(qū)域，砂體整體上呈北東走向，富集于3個(gè)區(qū)域內(nèi)，厚度35～90m，依安—克山—訥河區(qū)域地層溫度低，地?zé)釛l件差。大慶—泰康—林甸和鎮(zhèn)賚—安廣2個(gè)區(qū)域，砂巖較發(fā)育，分布范圍大，地層溫度高，埋深較淺，是前景廣闊的地?zé)衢_發(fā)區(qū)（表3）。

表3　松遼盆地北部姚家組熱儲(chǔ)有利區(qū)預(yù)測(cè)表

圖4　松遼盆地北部姚家組砂巖分布圖

3　結(jié)論

（1）松遼盆地北部平均地溫梯度為3.8℃/100m，最大值位于哈爾濱與肇源之間，達(dá)到5.4℃/100m。

（2）上白堊系中下部的泉頭組、青山口組、姚家組地層，埋藏深度一般為1000～2000m，地溫溫度較高，砂體發(fā)育，孔滲條件好，其間的泉二段、青一段、姚一段厚層泥巖形成良好的隔水層，構(gòu)成了松遼盆地北部上下兩套主要熱儲(chǔ)體系。

（3）泉三、四段發(fā)育大慶、林甸、肇東3個(gè)熱儲(chǔ)有利區(qū)；青二、三段發(fā)育大慶—泰康—林甸—依安—拜泉和鎮(zhèn)賚—安廣2個(gè)熱儲(chǔ)有利區(qū)；姚家組發(fā)育大慶—泰康—林甸—青岡和鎮(zhèn)賚—安廣2個(gè)熱儲(chǔ)有利區(qū)。

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TE122

A

1004-5716（2016）03-0033-05

2015-11-06

2015-11-11

項(xiàng)目來源：中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目（2011A-4901）。

胡霞（1981-），女（漢族），黑龍江綏化人，工程師，現(xiàn)從事非常規(guī)資源勘探等相關(guān)工作。