王府?dāng)嘞菪〕亲託馓锘鹗瘞X組氣藏天然氣成藏模式及富集規(guī)律

蔣 飛 李忠誠(chéng) 程日輝 劉 宇 許中杰 王茂汀

1. 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 2. 中國(guó)石油吉林油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院

王府?dāng)嘞菪〕亲託馓锘鹗瘞X組氣藏天然氣成藏模式及富集規(guī)律

蔣 飛1李忠誠(chéng)2程日輝1劉 宇2許中杰1王茂汀1

1. 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 2. 中國(guó)石油吉林油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院

蔣飛等.王府?dāng)嘞菪〕亲託馓锘鹗瘞X組氣藏天然氣成藏模式及富集規(guī)律. 天然氣工業(yè), 2016, 36(10): 46-55.

松遼盆地王府?dāng)嘞菪〕亲託馓锞哂猩锨|立方米的天然氣儲(chǔ)量規(guī)模，其中，以上侏羅統(tǒng)火石嶺組原生氣藏的儲(chǔ)量規(guī)模為最大。為了更有效地指導(dǎo)該區(qū)天然氣勘探部署，從地層、構(gòu)造、巖性—巖相和含氣性等方面對(duì)該區(qū)火石嶺組氣藏的成藏特征和富集規(guī)律進(jìn)行了研究，總結(jié)了天然氣成藏模式。結(jié)果表明：①火石嶺組氣藏發(fā)育下部和上部?jī)商缀瑲鈱酉?，下部含氣層系分布在粗安巖段上部，上部含氣層系主要分布在流紋巖段；②流紋巖段最有利于天然氣成藏，但天然氣成藏的主體層段卻在粗安巖段；③天然氣主要富集在火山口雜巖相帶，其次是火山斜坡相帶；④山東屯構(gòu)造帶是天然氣的主要富集區(qū)，在南北方向表現(xiàn)出分區(qū)性，主要包括3個(gè)成藏區(qū)，即X12井成藏區(qū)、X14井—X13井—X18井成藏區(qū)和X4井成藏區(qū)；⑤共有4種成藏模式，即反轉(zhuǎn)背斜—地層成藏、斷塊成藏、巖性—斷塊成藏和斷塊—反轉(zhuǎn)背斜—地層復(fù)合成藏，其中以斷塊成藏和巖性—斷塊成藏模式為主；⑥具有“斷控—層控—體控”復(fù)合型天然氣聚集規(guī)律。

松遼盆地 王府?dāng)嘞?晚侏羅世 火山巖 氣藏 儲(chǔ)集層 成藏模式 富集規(guī)律

松遼盆地是我國(guó)重要的含油氣盆地，在碎屑沉積巖地層[1]和火山巖地層[2]中都存在大量油氣資源。自徐深1井于下白堊統(tǒng)營(yíng)城組火山巖中獲得日產(chǎn)54×104m3的高產(chǎn)氣流后[3]，松遼盆地就逐步進(jìn)入了深層火山巖的大規(guī)?？碧诫A段，相繼在徐家圍子[4]、長(zhǎng)嶺[5]、十屋[6]、英臺(tái)[7]和王府[8-9]等多個(gè)斷陷中發(fā)現(xiàn)了火山巖油氣藏，同時(shí)在火山巖儲(chǔ)層的巖性—巖相[10-11]、儲(chǔ)集空間特征[12]、儲(chǔ)層主控因素[2]、有利儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和地震勘探[13-14]等多個(gè)方面也開(kāi)展了卓有成效的研究工作。但在火山巖天然氣成藏研究方面還存在兩大不足：①對(duì)天然氣成藏的研究主要集中在成藏條件及控制因素等方面[15-16]，對(duì)天然氣成藏模式的研究較少[17]；②研究的范圍主要集中在徐家圍子斷陷[18]和長(zhǎng)嶺斷陷[19]，而對(duì)于松遼盆地內(nèi)其他發(fā)現(xiàn)了火山巖氣藏的斷陷則研究較少。

王府?dāng)嘞菔撬蛇|盆地東南部深層天然氣的重要勘探區(qū)，具有上千億立方米的天然氣儲(chǔ)量規(guī)模，其中，以上侏羅統(tǒng)火石嶺組火山巖的原生氣藏儲(chǔ)量規(guī)模為最大[8]。針對(duì)王府?dāng)嘞莼鹕綆r天然氣藏，目前只在斷裂對(duì)油氣的控制作用[20]、儲(chǔ)層控制因素[21]、儲(chǔ)層特征[22]等方面進(jìn)行了相關(guān)研究，為此，筆者以王府?dāng)嘞菪〕亲託馓锘鹗瘞X組為例。從地層、構(gòu)造、巖性—巖相等方面入手，總結(jié)了王府地區(qū)火山巖整體性的天然氣成藏模式和成藏規(guī)律，以期為該區(qū)天然氣的勘探部署提供參考。

1 地質(zhì)背景

王府?dāng)嘞菸挥谒蛇|盆地東南隆起區(qū)的西北部，與榆樹(shù)斷陷、鶯山斷陷和德惠斷陷毗鄰，工區(qū)主要位于小城子洼槽（圖1）。王府?dāng)嘞輼?gòu)造演化經(jīng)歷了“隆起、裂谷、凹陷、抬升”4個(gè)階段，形成“下斷上坳”的雙層結(jié)構(gòu)[23]。斷陷期地層為火石嶺組（J3h）、沙河子組（K1s）、營(yíng)城組（K1y）和登婁庫(kù)組（K1d），其中火石嶺組最大埋深超過(guò)4 000 m；凹陷期地層主要為泉頭組（K1q）、青山口組（K2q）、姚家組（K2y）和嫩江組（K2n）等[24]。中生代—新生代時(shí)期，受古太平洋板塊俯沖作用影響，松遼區(qū)域巖石圈伸展減薄，形成北西—南東向拉張應(yīng)力場(chǎng)[25-26]，導(dǎo)致了包括研究區(qū)在內(nèi)的區(qū)域性巖漿活動(dòng)，火石嶺期和營(yíng)城期是松遼區(qū)域的兩個(gè)主要火山活動(dòng)期[26]，而王府地區(qū)的火山活動(dòng)期主要在火石嶺期。受構(gòu)造活動(dòng)影響，地層在斷陷期形成了東高西低的構(gòu)造格局，且在小城子氣田從西至東發(fā)育山東屯構(gòu)造帶、小城子構(gòu)造帶和武家屯構(gòu)造帶[8]，其中山東屯構(gòu)造帶緊鄰生烴凹陷，火山巖儲(chǔ)層大量發(fā)育，為有利的油氣聚集帶。

圖1 王府?dāng)嘞莸乩砦恢肹9]示意圖

王府?dāng)嘞莼鹗瘞X組包括底部粗安巖段、中部火山碎屑巖段和上部流紋巖段。粗安巖段為第一個(gè)火山旋回，由中基性巖漿噴發(fā)形成，以角度不整合覆蓋于盆地基底之上，巖性主要為粗安巖、安山巖和火山碎屑巖，發(fā)育少量沉火山碎屑巖和碎屑沉積巖?；鹕剿樾紟r段為第二個(gè)火山沉積旋回，火山活動(dòng)相對(duì)較弱，以平行不整合或角度不整合發(fā)育在粗安巖段之上，斷陷東部地層抬升遭受剝蝕，有小規(guī)模的火山活動(dòng)，而西部則接受沉降，形成火山碎屑巖或火山碎屑沉積巖。流紋巖段為第三個(gè)火山旋回，巖性以流紋巖和流紋質(zhì)火山碎屑巖為主，以平行不整合或角度不整合發(fā)育在火山碎屑巖段之上。粗安巖段上部和流紋巖段為天然氣聚集的主要層位。

2 地層

圖2 X12井地層—巖性柱狀圖

根據(jù)“火山旋回—冷卻單元組（期次）—冷卻單元（事件）”的地層劃分對(duì)比方法[27]，對(duì)王府?dāng)嘞莼鹗瘞X組地層進(jìn)行分級(jí)控制、逐級(jí)劃分對(duì)比，共劃分3個(gè)旋回，13個(gè)冷卻單元組，其中第一個(gè)旋回為粗安巖段，由單元組1—單元組8組成，第二個(gè)旋回為火山碎屑巖段，包括單元組10—單元組12，第三個(gè)旋回為流紋巖段，由單元組13構(gòu)成（圖2）。井震結(jié)合，用單井進(jìn)行層位標(biāo)定，以冷卻單元組為地震刻畫(huà)基本單元，進(jìn)行火山地層單元的對(duì)比劃分。在王府地區(qū)，火石嶺組地層頂部反射代號(hào)為T(mén)42，與上覆沙河子組地層為平行不整合接觸；粗安巖段地層頂部反射代號(hào)為T(mén)cay，與上覆第二個(gè)旋回的火山碎屑巖段地層呈平行不整合或角度不整合接觸?；鹗瘞X組地層底部反射代號(hào)為T(mén)5，與下伏基底成角度不整合接觸（圖3）。各單元組地層之間為噴發(fā)間斷不整合接觸，其中單元組1的頂面反射代號(hào)為T(mén)42-1，單元組2的頂面反射代號(hào)為T(mén)42-2，其他類(lèi)似。

在整個(gè)火石嶺組的3個(gè)火山巖旋回中都有天然氣的發(fā)現(xiàn)，其中，在第一旋回的粗安巖段和第三旋回的流紋巖段的天然氣測(cè)試結(jié)果最高。在第一個(gè)旋回，天然氣主要聚集在上部，即冷卻單元組6、組7、組8，其中冷卻單元組7是天然氣的富集層位；在第二個(gè)旋回，即火山碎屑巖段，天然氣主要聚集在該段的上部，即冷卻單元組12，而在單元組10和單元組11中僅有零星的天然氣分布。在第三個(gè)旋回，即流紋巖段（冷卻單元組13），是天然氣的又一個(gè)富集層位（圖2）。從天然氣的分布聚集規(guī)律來(lái)看，研究區(qū)天然氣主要分布在每期火山旋回的頂部，這是因?yàn)樾仨敳康幕鹕降貙邮茱L(fēng)化淋濾作用和構(gòu)造作用改造強(qiáng)烈，次生溶孔和構(gòu)造裂縫較發(fā)育，儲(chǔ)層物性較好。王府?dāng)嘞莼鹗瘞X組有兩個(gè)主要?dú)庠磳覽8]：①火石嶺組火山碎屑巖段的泥巖層；②上部沙河子組的煤層和泥巖層。

根據(jù)水層、氣水同層、氣層以及隔層（如泥巖層）發(fā)育規(guī)律，將火石嶺組分為上部和下部?jī)商缀瑲鈱酉?，下部含氣層系?duì)應(yīng)單元組6～單元組8，上部含氣層系對(duì)應(yīng)單元組12和單元組13。兩套含氣層系的頂界面均為不整合風(fēng)化界面，在含氣層系內(nèi)氣水分布大致表現(xiàn)一定的規(guī)律，即下部含水率高，上部含水率低。

3 巖性和巖相

基于巖相的形成和發(fā)育機(jī)理以及地震反射的可識(shí)別性，本文將巖相劃分為火山口雜巖相（簡(jiǎn)稱(chēng)火山口相）、火山斜坡相和盆地相3大類(lèi)型，并以冷卻單元組作為火山巖相的地震識(shí)別和火山機(jī)構(gòu)刻畫(huà)的基本單元，其中火山口雜巖相和火山斜坡相共同組成一個(gè)火山機(jī)構(gòu)（或火山巖體）（圖4）。

在形成機(jī)理方面，火山口雜巖相是原生—改造（構(gòu)造）巖相，火山斜坡相則是原生相。火山口區(qū)原生相常被改造，表現(xiàn)為：①火山通道反復(fù)出現(xiàn)，成穿插樣式；②火山口經(jīng)常塌陷，巖性和地層被改造；③原生和后期的斷裂相疊加。相比較而言，火山斜坡區(qū)地層比較穩(wěn)定，巖性和地層改造小，是難得的火山地層的順序記錄，在地震剖面上表現(xiàn)出層狀或似層狀的反射結(jié)構(gòu)，是火山巖地層對(duì)比的一個(gè)核心。一定時(shí)期的噴發(fā)結(jié)束后，風(fēng)化不整合界面形成，限定這一時(shí)期的“類(lèi)似雜亂”的火山口地層可以與同期相對(duì)完好的火山斜坡地層對(duì)比，同樣也可以通過(guò)火山斜坡與盆地地層對(duì)比。

在地震反射的可識(shí)別性方面，主要反射界面如火山期次（冷卻單元組）和火山旋回（冷冷單元組

疊置）界面，多是區(qū)域性不整合，局部呈角度不整合，而火山口雜巖相以雜亂反射、塊狀或透鏡狀外形為主要特色，火山斜坡相則多以平行—亞平行和前積結(jié)構(gòu)為總體特色，外型多為楔型（圖5）。因此，可以非常明顯地區(qū)分火山口雜巖相和火山斜坡相。

火山口雜巖相、火山斜坡相和盆地相的關(guān)系，類(lèi)似于“碳酸鹽臺(tái)地”，火山口雜巖體類(lèi)似于碳酸鹽臺(tái)地，火山斜坡類(lèi)似臺(tái)前斜坡，而斜坡之外被盆地（凹地）沉積所圍限。

圖3 過(guò)X7—X4井地層地震解釋剖面圖

圖4 單元組內(nèi)火山機(jī)構(gòu)模式圖

圖5 火山口雜巖相（a）和火山斜坡相（b）的地震反射特征與識(shí)別圖

對(duì)王府?dāng)嘞?2口井的火石嶺組地層的巖性和巖相進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)粗安巖在氣層、差氣層、含氣層中的厚度占比分別為40.11%、29.88%、26.10%，優(yōu)勢(shì)明顯，而流紋巖在三類(lèi)氣層中的厚度占比分別為26.8%、12.3%、10.38%，角礫熔巖的厚度占比分別為17.38%、19.02%、18.36%（表1）?？梢?jiàn)粗安巖是天然氣成藏的主體巖性，而流紋巖在氣層中的占比很突出，是天然氣成藏最有利的巖性，但由于整體厚度較薄而優(yōu)勢(shì)不明顯。據(jù)巖相統(tǒng)計(jì)規(guī)律（表2）顯示，有利于天然氣成藏的巖相是火山口雜巖相，其含氣

性最好，占有絕對(duì)的厚度優(yōu)勢(shì)，其次是火山斜坡相，再次是火山口—火山斜坡的過(guò)渡相。

表1 王府?dāng)嘞莼鹗瘞X組含氣層巖性統(tǒng)計(jì)表

表2 王府?dāng)嘞莼鹗瘞X組含氣層巖相統(tǒng)計(jì)表

4 構(gòu)造

4.1 斷裂與裂縫分布規(guī)律

研究區(qū)斷裂體系復(fù)雜，根據(jù)斷裂的控制作用及相互組合關(guān)系，可分為4個(gè)斷裂系統(tǒng)（圖6a）：斷裂體系1位于研究區(qū)西邊，是斷陷的控緣斷裂及其伴生斷裂，控制西部凹陷的形成，是烴源巖發(fā)育區(qū)；斷裂體系2和斷裂體系3共同控制形成山東屯構(gòu)造帶，構(gòu)造圈閉和巖性—構(gòu)造圈閉比較發(fā)育，是天然氣成藏最主要的區(qū)域；斷裂體系4位于斷陷東側(cè)，和斷裂體系3共同控制形成了中央凹陷和小城子構(gòu)造帶，其中小城子構(gòu)造帶是本區(qū)另一個(gè)天然氣有利成藏區(qū)。由于受控于4個(gè)斷裂系統(tǒng)，研究區(qū)呈現(xiàn)出東西向的凹隆相間的構(gòu)造格局。

王府?dāng)嘞輼?gòu)造作用強(qiáng)烈，斷裂密集，產(chǎn)生了大量的構(gòu)造裂縫，其中流紋巖中的裂縫比粗安巖中的裂縫更為發(fā)育。在對(duì)火山巖構(gòu)造裂縫進(jìn)行識(shí)別和預(yù)測(cè)時(shí)，首先通過(guò)巖心觀察來(lái)總結(jié)裂縫發(fā)育特征，再通過(guò)巖心來(lái)刻度測(cè)井，利用FMI成像測(cè)井識(shí)別裂縫，計(jì)算裂縫參數(shù)（表3），最后利用單井?dāng)?shù)據(jù)來(lái)標(biāo)定地震，分析裂縫的地震響應(yīng)特征，進(jìn)行地震屬性預(yù)測(cè)。本文選取了地震傾角屬性來(lái)進(jìn)行裂縫預(yù)測(cè)（圖6b），在傾角屬性圖中，藍(lán)色—綠色—黃色—紅色代表傾角變大，黃綠色—紅色線型條帶代表大斷層，黃綠色的短線條或團(tuán)塊通常代表微斷裂或微裂縫。根據(jù)斷裂和裂縫的展布特征，可將研究區(qū)劃分為3個(gè)區(qū)塊，分別為北部區(qū)、中部區(qū)和南部區(qū)。

北部區(qū)，由順直斷裂控制，斷裂走向近南北向，且不同斷裂的走向基本平行（圖6a），儲(chǔ)集空間中原生孔隙和次生孔隙比例較大，但在X12井附近裂縫較為發(fā)育（圖6b），通過(guò)成像測(cè)井進(jìn)行裂縫參數(shù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示X12井平均裂縫密度為1.02條/m（表3），X12井區(qū)是北部的主要成藏區(qū)；中部區(qū)，由交叉斷裂控制（圖6a），大面積發(fā)育微裂縫（圖6b），X14井、X13井和X18井都位于中部區(qū)，平均裂縫密度為0.62～0.84條/m（表3），儲(chǔ)集空間中構(gòu)造裂縫較為發(fā)育，中部區(qū)的有利成藏區(qū)分布范圍較大，主要集中在X14井—X13井—X18井的構(gòu)造隆起帶上；南部區(qū)，也由順直斷裂控制（圖6a），與北部區(qū)基本一致，但具有高地壘優(yōu)勢(shì)，儲(chǔ)集空間以孔隙為主，構(gòu)造裂縫在X3井—X4井附近較為發(fā)育（圖6b），裂縫

平均密度介于0.80～1.38條/m（表3），X4井區(qū)是有利的成藏區(qū)。

圖6 王府?dāng)嘞莼鹗瘞X組冷卻單元組7的構(gòu)造分區(qū)(a)與裂縫分布特征(b)圖

表3 王府?dāng)嘞莼鹗瘞X組冷卻單元組7裂縫密度統(tǒng)計(jì)表

4.2 斷裂及裂縫作用

研究區(qū)斷裂密集，在火山成巖和油氣成藏過(guò)程中都具有重要作用。早期的斷裂為火山活動(dòng)提供了噴發(fā)通道，形成大量火山巖。斷層也可以作為天然氣的運(yùn)移通道，連接烴源和圈閉使天然氣成藏（圖7b），其空間延伸范圍控制著天然氣運(yùn)移的最大距離。研究區(qū)的西部凹陷和中央凹陷是兩個(gè)主要烴源區(qū)（圖6），在斷裂和不整合面的疏導(dǎo)作用下（圖7c），天然氣側(cè)向運(yùn)移聚集到山東屯構(gòu)造帶上，根據(jù)火山巖氣藏近源成藏的特點(diǎn)，在隆起帶高部位（X14井區(qū)）只形成了火石嶺組氣藏的下部含氣層系（圖7b），而在位置較低的隆起帶邊緣至凹地地區(qū)（X12井區(qū)）則形成了火石嶺組氣藏的上部和下部?jī)商缀瑲鈱酉担▓D7a）。

裂縫對(duì)火山巖儲(chǔ)集層的形成和天然氣成藏也具重要作用。裂縫通過(guò)3種方式改善了火山巖儲(chǔ)層物性：①連通了火山巖中孤立的原生孔隙；②本身作為儲(chǔ)集空間；③作為深部流體的良好通道，為溶蝕作用的發(fā)生提供了重要條件。此外，在油氣成藏過(guò)程中，裂縫也是重要的油氣運(yùn)移通道。

5 成藏模式

研究區(qū)共分為3個(gè)成藏區(qū)塊，根據(jù)火山巖成藏特征及主要控制因素，總結(jié)出4種成藏模式，即反轉(zhuǎn)背斜—地層成藏，斷塊成藏，巖性—斷塊成藏和斷塊—反轉(zhuǎn)背斜—地層復(fù)合成藏，各成藏模式特征如表4所示。

5.1 反轉(zhuǎn)背斜—地層成藏模式

圖7 王府?dāng)嘞莼鹕綆r成藏模式示意圖

表4 王府?dāng)嘞莼鹕綆r成藏模式特征表

該類(lèi)成藏模式表現(xiàn)為正斷層上盤(pán)地層在構(gòu)造反轉(zhuǎn)的過(guò)程中形成背斜構(gòu)造，而且由于不整合作用的影響，儲(chǔ)集層在縱向或側(cè)向的連續(xù)性發(fā)生中斷而形成圈閉。在該類(lèi)背斜構(gòu)造內(nèi)，由于火山巖儲(chǔ)層的非均質(zhì)性和噴發(fā)期次的多期性，垂向上可形成多個(gè)圈閉，天然氣沿著斷裂或不整合面運(yùn)移到這些圈閉內(nèi)，形成多個(gè)天然氣藏，在不整合面附近儲(chǔ)層物性較好，更有利于天然氣成藏。地層不整合和構(gòu)造反轉(zhuǎn)是該類(lèi)成藏模式的主控因素。以X12井的成藏為例（圖7a），該井位于反轉(zhuǎn)背斜核部，側(cè)向被不整合面封擋而形成圈閉，火石嶺組發(fā)育兩套含氣層系，下部含氣層系以單元組6、組7、組8為主要有效儲(chǔ)層，上部含氣層系以單元組13為主要有效儲(chǔ)層。有效儲(chǔ)層

基本分布在火山口相帶，以溢流和爆溢熔巖流微相為主，巖性以碎屑熔巖為主。

5.2 斷塊成藏模式

斷塊成藏是研究區(qū)較為常見(jiàn)的一種成藏模式，主要分布在中部成藏區(qū)，該區(qū)域受到兩組交叉斷裂控制，形成山東屯構(gòu)造帶，表現(xiàn)為“坳中隆”的構(gòu)造格局。據(jù)現(xiàn)有勘探成果，山東屯構(gòu)造帶為天然氣的富集區(qū)域。斷塊成藏模式表現(xiàn)為，天然氣聚集在由一系列斷裂形成的斷塊圈閉中，主要沿?cái)嗔押筒徽厦孢\(yùn)移，是最有利的成藏模式，不同的斷塊氣藏可以具有統(tǒng)一的氣水界面。斷裂活動(dòng)是該類(lèi)成藏模式的主要控制因素。以X14井的成藏為例（圖7b），傾向相背的兩組斷裂形成一系列斷塊，斷層面兩側(cè)被沙河子組的泥巖層封閉，形成斷塊圈閉，在火石嶺組僅存在下部含氣層系，以單元組7為有效儲(chǔ)層，基本分布在火山口相帶。儲(chǔ)層巖性為碎屑熔巖和熔巖，構(gòu)造裂縫是重要的儲(chǔ)集空間。由于冷卻界面附近的原生裂縫和原生孔隙更發(fā)育，冷卻單元組頂部和底部的物性更好。因此在單元組7內(nèi)形成頂部和底部?jī)蓚€(gè)天然氣聚集區(qū)。

5.3 巖性—斷塊成藏模式

巖性—斷塊成藏在中部成藏區(qū)較為常見(jiàn)，主要分布在山東屯構(gòu)造帶的次級(jí)隆起部位，天然氣聚集在由巖性相變和斷裂封閉共同形成的巖性—斷塊圈閉中。巖性—斷塊成藏模式主要受斷裂和火山作用的控制，氣藏規(guī)模一般不大，垂向上形成多個(gè)氣藏時(shí)，一般不具有統(tǒng)一的氣水界面。以X13井的成藏為例（圖7b），火石嶺組存在上部和下部?jī)商缀瑲鈱酉?。上部含氣層系為斷塊成藏，以單元組13為有效儲(chǔ)層，主要分布在近火山口的火山斜坡相帶。下部含氣層系為巖性—斷塊成藏，有效儲(chǔ)層主要為單元組7，儲(chǔ)層的上傾方向被斷層遮擋，下傾方向由于巖性和巖相的變化，導(dǎo)致儲(chǔ)層物性變差，且主要分布在火山口相帶，巖性為熔巖和火山碎屑巖。

5.4 斷塊—反轉(zhuǎn)背斜—地層復(fù)合成藏模式

斷塊—反轉(zhuǎn)背斜—地層復(fù)合成藏模式表現(xiàn)為反轉(zhuǎn)構(gòu)造形成背斜構(gòu)造，而背斜構(gòu)造內(nèi)的儲(chǔ)層在縱向上和側(cè)向上被斷裂和不整合面封閉。這種成藏模式受構(gòu)造活動(dòng)和不整合作用等多因素控制，在不整合面的附近更有利于天然氣成藏，成藏規(guī)模受圈閉的構(gòu)造幅度控制。以X1井的成藏為例（圖7c），該井大致位于反轉(zhuǎn)背斜的核部，單元組7為有效儲(chǔ)層，側(cè)向上受到斷裂和不整合面的封擋。有效儲(chǔ)層基本分布在火山口相，以空落回填和爆溢熔巖流微相為主，巖性為火山碎屑巖和碎屑熔巖。

6 天然氣富集規(guī)律

1）火山巖地層方面。①冷卻單元是基本地層成因單元，也是形成儲(chǔ)集層的基本單元，由能夠反映其成因的巖性和巖相組合構(gòu)成，主要的原生孔隙和裂縫都是隨著冷卻單元的形成而形成；②冷卻單元組是天然氣成藏的基本單元，單元組界面附近的物性較好，頂界發(fā)育沉積地層或風(fēng)化殼，冷卻單元組6、組7、組8、組13是火石嶺組主要的天然氣成藏單元；③若干個(gè)冷卻單元組構(gòu)成了火山巖地層旋回，是氣藏的成藏系統(tǒng)，由區(qū)域性不整合限定，每個(gè)成藏系統(tǒng)內(nèi)具有獨(dú)立的油氣水分布規(guī)律，研究區(qū)火石嶺組包含下部和上部?jī)蓚€(gè)成藏系統(tǒng)。

2）巖性和巖相方面。流紋巖的原生儲(chǔ)集空間就比較發(fā)育，且遭受了強(qiáng)烈的風(fēng)化剝蝕作用，故儲(chǔ)層物性好，因而更加有利于天然氣的聚集成藏，但是流紋巖厚度薄，而粗安巖厚度大，故粗安巖才是本區(qū)天然氣成藏的主體巖性。此外，天然氣主要聚集在火山口雜巖相帶，其次是火山斜坡相帶。

3）構(gòu)造方面。斷裂展布影響了天然氣的運(yùn)移與聚集，并最終控制了火山巖儲(chǔ)層分布及有效圈閉的形成。研究區(qū)火石嶺組的火山巖氣藏在平面上具有沿帶成區(qū)的分布特征，成帶性表現(xiàn)為天然氣主要沿山東屯構(gòu)造帶分布，成區(qū)性表現(xiàn)為天然氣在研究區(qū)范圍內(nèi)主要分布在3個(gè)成藏區(qū)塊，即北部的X12井成藏區(qū)、中部的X14井—X13井—X18井成藏區(qū)和南部的X4井成藏區(qū)。

4）地層、巖性—巖相、構(gòu)造與成藏的關(guān)系，揭示了王府地區(qū)“斷控—層控—體控”復(fù)合的天然氣聚集規(guī)律，表現(xiàn)為整個(gè)研究區(qū)天然氣成藏分為1個(gè)富集帶，3個(gè)成藏區(qū)和4種成藏模式，而且在天然氣富集的火山隆起帶上基本只發(fā)育了下部含氣層系，而其邊緣至凹地則發(fā)育兩套含氣層系。根據(jù)以上總結(jié)的天然氣成藏富集規(guī)律，認(rèn)為中部區(qū)斷裂密集，裂縫較發(fā)育，是有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，且距離烴源更近，是有利的成藏區(qū)，成藏方式多為斷塊成藏和巖性—斷塊成藏。因此建議將中央隆起區(qū)的次級(jí)隆起帶作為下一步的重點(diǎn)勘探區(qū)。

7 結(jié)論

1）王府?dāng)嘞莼鹗瘞X組發(fā)育兩套含氣層系，下部含氣層系分布在粗安巖段上部，單元組7是氣藏發(fā)育主體；上部含氣層系包括火山碎屑巖段和流紋巖段，單元組13（流紋巖段）是氣藏發(fā)育主體。

2）天然氣成藏的有利巖性為流紋巖，而天然氣成藏的主體巖性為粗安巖，其次是角礫熔巖。有利于天然氣成藏的巖相是火山口雜巖相，其次是火山斜坡相，再次是火山口—火山斜坡的過(guò)渡相。

3）4套斷裂系統(tǒng)控制了斷陷的構(gòu)造格局，呈東西向凹隆相間特征，西部凹陷為主要烴源區(qū)，山東屯構(gòu)造帶為天然氣主要聚集帶。斷裂、裂縫和天然氣的分布具有南北分帶的特征，北部為X12井成藏區(qū)，受順直斷裂控制；中部為X14井—X13井—X18井成藏區(qū)，受交叉斷裂控制；南部為X4井成藏區(qū)，受順直斷裂控制。

4）王府?dāng)嘞莼鹗瘞X組火山巖氣藏的成藏模式概括為4種：反轉(zhuǎn)背斜—地層成藏，斷塊成藏，巖性—斷塊成藏和斷塊—反轉(zhuǎn)背斜—地層復(fù)合成藏，其中斷塊成藏和巖性—斷塊成藏是研究區(qū)主要的成藏類(lèi)型。通過(guò)對(duì)地層、構(gòu)造、巖性—巖相與成藏關(guān)系的探討，揭示了王府?dāng)嘞菪〕亲託馓锘鹗瘞X組氣藏“斷控—層控—體控”復(fù)合的天然氣聚集規(guī)律。

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（修改回稿日期 2016-07-28 編 輯 陳 玲）

Natural gas accumulation models and enrichment patterns of the Huoshiling Fm reservoirs in the Xiaochengzi gas field, Wangfu fault depression, Songliao Basin

Jiang Fei1, Li Zhongcheng2, Cheng Rihui1, Liu Yu2, Xu Zhongjie1, Wang Maoting1
(1. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun, Jilin 130061, China; 2. Exploration and Development Research Institute, PetroChina Jilin Oilfield Company, Songyuan, Jilin 138001, China)
NATUR. GAS IND. VOLUME 36, ISSUE 10, pp.46-55, 10/25/2016. (ISSN 1000-0976; In Chinese)

The geological natural gas reserves of the Xiaochengzi gas field in the Wangfu fault depression, Songliao Basin, amounts to more than 100 billion m3, among which the primary gas reserves in the Late Jurassic Huoshiling Fm are in the greatest scale. To have a better exploration planning in this study area, we discussed the characteristics of gas accumulation and enrichment patterns of the Huoshiling Fm gas reservoirs in the Wangfu fault depression, and summarized accumulation models in terms of stratigraphy, structure, lithology–lithofacies, gas-bearing properties, etc. The findings were obtained as follows. ① The Huoshiling Fm gas reservoirs contains two suites of gas-bearing series, the bottom one distributes in the upper part of the andesitoid member, and the upper one mainly distributes in the rhyolite member. ② Rhyolite is the most favorable rock type for gas accumulation, while andesitoid is the main part for gas accumulation. ③ Natural gas is mainly enriched in areas of crater facies, next, in areas of volcanic slope facies. ④ The Shandongtun structural belt is the main area for natural gas accumulation, and the gas reservoirs can be divided into three accumulation areas through wells from the north to the south, i.e. Well X12, Wells X14-X13-X18 and Well X4. ⑤ Four kinds of gas accumulation models were summarized, including reversed anticline–stratigraphy accumulation model, fault block accumulation model, lithology–fault block accumulation model, and fault block–reversed anticline–stratigraphy accumulation model. Fault block accumulation model and lithology–fault block accumulation model are the main types. ⑥ Gas accumulation in the Wangfu fault depression is controlled by fault, stratigraphy and volcanic edifice together.

Songliao Basin; Wangfu fault depression; Late Jurassic; Volcanic rock gas reservoir; Reservoir-forming model; Gas enrichment pattern

10.3787/j.issn.1000-0976.2016.10.006

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：40972074）、國(guó)家青年科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：41402087）。

蔣飛，1989年生，博士研究生；主要從事油氣地質(zhì)勘探方面的研究工作。地址：（130061）吉林省長(zhǎng)春市朝陽(yáng)區(qū)建設(shè)街2199號(hào)。ORCID: 0000-0003-1095-1793。E-mail: jiangfei89@foxmail.com

程日輝，1963年生，教授，博士生導(dǎo)師；主要從事沉積學(xué)和石油地質(zhì)學(xué)的科研與教學(xué)工作。地址：（130061）吉林省長(zhǎng)春市朝陽(yáng)區(qū)建設(shè)街2199號(hào)。ORCID: 0000-0002-6680-4963。E-mail: chengrh@jlu.edu.cn