松遼盆地北部三肇凹陷衛(wèi)星油田扶余油層油氣富集規(guī)律

張英芝

安達(dá)市慶新油田開發(fā)有限責(zé)任公司，黑龍江 安達(dá) 151400

楊鐵軍

大慶榆樹林油田開發(fā)有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000

松遼盆地北部三肇凹陷衛(wèi)星油田扶余油層油氣富集規(guī)律

張英芝

安達(dá)市慶新油田開發(fā)有限責(zé)任公司，黑龍江 安達(dá) 151400

楊鐵軍

大慶榆樹林油田開發(fā)有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000

在油氣藏類型及分布規(guī)律研究基礎(chǔ)上，采用油氣分布與成藏條件疊合分析方法，對松遼盆地三肇凹陷源外斜坡區(qū)衛(wèi)星油田扶余油層油氣成藏主控因素進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，扶余油層發(fā)育斷層-巖性、巖性和斷背斜3種類型油氣藏，其中受儲層連通性差和多方位斷層分割影響，斷層-巖性油藏為最主要類型。扶余油層油氣成藏主控因素為：三肇凹陷向斜區(qū)青一段優(yōu)質(zhì)烴源巖提供了油氣富集先決條件；北西向斷層密集帶邊界斷層組成油氣運移優(yōu)勢通道；斷層密集帶兩側(cè)反向斷階圈閉為油氣主要富集部位，其中背形圈閉反轉(zhuǎn)系數(shù)越大含油性越好。最終建立衛(wèi)星油田扶余油層“源-路-圈”控藏的源外斜坡區(qū)油氣成藏模式：源內(nèi)向斜區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖供烴-近源斜坡區(qū)分流河道“橋連”油源斷層輸導(dǎo)-源外斜坡區(qū)斷層密集帶正向構(gòu)造圈閉聚油。

源外斜坡區(qū)；成藏主控因素；成藏模式；扶余油層；衛(wèi)星油田；松遼盆地

衛(wèi)星油田位于松遼盆地三肇凹陷西北部，東鄰升西向斜，南接宋芳屯鼻狀構(gòu)造，整體表現(xiàn)為大慶長垣向三肇凹陷傾沒的東傾斜坡。研究區(qū)主要油氣產(chǎn)層為下白堊統(tǒng)泉頭組四段扶余油層。扶余油層形成于盆地坳陷期，受古地形平緩、古氣候干旱和北部遠(yuǎn)距離強物源充填影響，發(fā)育了一套以河控淺水三角洲為背景的砂泥巖薄互層沉積體系[1]。三維地震資料解釋成果表明扶余油層頂面發(fā)育多方位正斷層，其中以北北東向和北西向為主，斷層密度較大(0.82條/km2)，斷層延伸長度規(guī)模較小(0～2.5km)，平面上呈密集條帶狀展布，剖面上為“V”或“Y”形對傾組合。研究區(qū)經(jīng)歷了早期區(qū)域勘探、中期圈閉預(yù)探和現(xiàn)今油藏評價3個階段，目前已經(jīng)鉆遇了多口工業(yè)油流井。前人對三肇凹陷向斜區(qū)扶余油層油氣成藏規(guī)律已經(jīng)做了大量工作，在效源巖評價[2,3]、油氣“倒灌”運移機理[4～7]、油氣輸導(dǎo)通道[8,9]和油氣成藏模式[10,11]等方面取得了很多認(rèn)識，但針對凹陷斜坡區(qū)油水分布復(fù)雜的巖性油藏成藏機理研究較少，導(dǎo)致油氣富集部位和層位不清楚。因此，筆者基于構(gòu)造分區(qū)背景下的油藏精細(xì)解剖，分析了衛(wèi)星油田扶余油層“油氣來源-運移路徑-聚油部位”等成藏主控因素，進(jìn)而建立了源外斜坡區(qū)油氣成藏模式。

1 油藏類型及油水分布規(guī)律

圖1 衛(wèi)星油田扶余油層頂面構(gòu)造圖

衛(wèi)星油田扶余油層頂面構(gòu)造是由大慶長垣向三肇過渡的部位，表現(xiàn)為西高東低的單傾斜坡，依據(jù)構(gòu)造深度差異、地層傾角變化和近南北向斷層邊界遮擋，將扶余油層自西向東劃分為3個斷階帶，其分別為：1號斷階帶構(gòu)造深度在-1430～-1520m之間，地層傾角一般在2～2.5°，右側(cè)以近南北向穿越太12井與太23井之間的斷層帶為界；2號斷階帶構(gòu)造深度在-1620～-1520m之間，地層傾角一般在1.7～2.3°，右側(cè)以近南北向穿越衛(wèi)21井與芳27-5井之間的斷層帶為界；3號斷階帶構(gòu)造深度在-1670～-1620m之間，地層傾角一般在1.5～2.0°，左側(cè)以近南北向穿越衛(wèi)21井與芳27-5井之間的斷層帶為界(圖1)。扶余油層儲層整體表現(xiàn)為砂地比值低(15%～25%)和物性較差(孔隙度<15%和滲透率<5mD)的特征，砂體類型主要為規(guī)模小且平面連續(xù)的北東向分流河道砂體，這些砂體與北北東向斷層低角度相交，與北西向斷層高角度相交。進(jìn)而進(jìn)行圈閉類型分析及油藏精細(xì)解剖：扶余油層主要發(fā)育斷層-巖性油藏，其次為巖性和斷背斜油藏(表1)，分析原因主要為東傾斜坡構(gòu)造背景、多方位斷層切割、儲層砂體連通性差和非河道砂體上傾尖滅。

研究區(qū)油氣在平面上的各個斷階帶內(nèi)都有分布(圖1)，其中3號斷階帶油氣相對富集，1號斷階帶和2號斷階帶含油性相對較差，整體具有南好北差和西好東差的分布特征，且其與斷層密集帶位置關(guān)系十分密切。扶余油層油氣縱向上具有上部油層下部干層的特征，油氣主要分布于扶Ⅰ油層組，扶Ⅱ油層組較少，扶Ⅲ油層組幾乎不含油(以干層居多)，且整體表現(xiàn)為“非油即干”的儲層流體特點(圖2)。

表1 扶余油層探評井試油統(tǒng)計表

圖2 衛(wèi)星油田扶余油層油藏剖面圖(位置見圖1)

2 油氣成藏主控因素分析

通過對凹陷源外斜坡區(qū)油氣分布與成藏條件空間匹配關(guān)系分析，衛(wèi)星油田扶余油層油氣成藏主要受源巖供給、優(yōu)勢運移通道和正向富油構(gòu)造等因素控制。

2.1 凹陷向斜區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖是油氣富集成藏先決條件

優(yōu)質(zhì)烴源巖控制著油氣運聚成藏及空間分布范圍，是油氣富集的先決條件。衛(wèi)星油田位于與大慶長垣東翼相接的三肇凹陷西側(cè)斜坡，區(qū)內(nèi)青山口組泥巖由于埋深淺和成熟度低，不具備形成有效烴源巖的條件，因而油氣只能來自于三肇凹陷凹陷區(qū)的青山口組一段源巖(表2)?？傆袡C碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w(TOC))、氯仿瀝青“A”含量均是判斷生油巖研究中的一個基礎(chǔ)指標(biāo)，它可用于確定生油巖、指示有機質(zhì)豐度；生烴潛量(w(S1+S2)))、氫指數(shù)(IH)、鏡質(zhì)體反射率(Ro)等3個指標(biāo)是反映烴源巖演化程度和有機質(zhì)成熟度的重要指標(biāo)，有機質(zhì)熱變質(zhì)作用愈深，上述數(shù)值越大。三肇凹陷凹陷區(qū)與斜坡區(qū)烴源巖對比來看，凹陷區(qū)烴源巖有機質(zhì)豐度明顯高于斜坡區(qū)，說明生烴物質(zhì)基礎(chǔ)較好。根據(jù)烴源巖評價標(biāo)準(zhǔn)，三肇凹陷的凹陷區(qū)烴源巖等幾項重要評價指標(biāo)(w(TOC)、w(S1+S2)、IH)平均值反映出該區(qū)發(fā)育優(yōu)質(zhì)的烴源巖，如w(TOC)平均值2.97%(>1.5%)，w(S1+S2)平均值18.85mg/g(>6mg/g)，IH平均值462mg/g(>400mg/g)。Ro介于0.47%～1.26%之間，平均為0.91%，已達(dá)成熟階段[12]，進(jìn)一步說明烴源巖成熟度高和生烴量大的特點(表2)。同時衛(wèi)星油田位于三肇凹陷向斜區(qū)向大慶長垣油氣運移的路徑上[13]，且南北向的臺階狀斷階帶遮擋有利于捕獲充足的油氣。

表2 三肇凹陷青山口組一段烴源巖評價表

2.2 北西向斷層密集帶邊界斷層組成油氣運移優(yōu)勢通道

圖3 衛(wèi)星油田扶余油層斷層密集帶圖

油氣運移優(yōu)勢通道制約著油氣藏的分布，進(jìn)而控制著油氣在不同層位及有利圈閉內(nèi)聚集成藏。從衛(wèi)星油田扶余油層源儲空間匹配關(guān)系得出，研究區(qū)位于三肇凹陷西側(cè)斜坡北端，為典型的凹陷源外斜坡區(qū)成藏。油氣運移通道主要為搭接分流河道的油源斷層[14]，分析表明這些油源斷層多為晚期具有反轉(zhuǎn)傳播褶皺的斷層密集帶邊界斷層[15，16]。其中北西向斷層密集帶與地層傾向呈低角度相交，且與分流河道砂體匹配良好，其邊界油源斷層組成向斜區(qū)生成油氣向研究區(qū)長距離側(cè)向運移通道(圖3)[17]，北北東向斷層密集帶與地層傾向呈高角度相交，此時油氣運移受斷層密集帶邊界反向斷層遮擋，主要分布在斷層密集帶鄰凹一側(cè)，如扶余油層中目前已獲工業(yè)油流井主要分布于斷層密集帶附近(表1、圖3)。以3號斷階帶為例，在該斷階帶南部發(fā)育多條利于油氣輸導(dǎo)的北西向油源斷層，北北東河道砂體發(fā)育且與北西向斷層密集帶邊界反向斷層高角度相交形成有效遮擋(圖2)，正是由于這種斷砂匹配樣式形成3號斷階帶油氣相對富集，同樣的還有2號斷階帶南部和1號斷階帶中部。

2.3 斷層密集帶兩側(cè)正向構(gòu)造圈閉是控制油氣富集的主要部位

衛(wèi)星油田扶余油層頂面斷層密集帶發(fā)育，受明水組沉積時期壓扭作用影響發(fā)生弱反轉(zhuǎn)，在斷層密集帶內(nèi)部形成背形圈閉，斷層密集帶兩側(cè)發(fā)育反向斷階圈閉，形成凹陷斜坡區(qū)斷層密集帶“塹中隆”和“帶上脊”的控油特征[18]。斷層密集帶內(nèi)背形構(gòu)造的反轉(zhuǎn)幅度對油氣富集程度也具有重要控制作用，如斷層密集帶反轉(zhuǎn)系數(shù)(S)越大，探評井試油產(chǎn)量越高，統(tǒng)計表明反轉(zhuǎn)系數(shù)大于1.6倍時探評井試油日產(chǎn)量在2.5t以上，反之較低。但少數(shù)情況下油氣不受斷層密集帶反轉(zhuǎn)影響：①鉆遇斷層密集帶但儲層砂體不發(fā)育，如衛(wèi)21井和衛(wèi)2-42-29井；②鉆遇斷層密集帶且儲層砂體發(fā)育，但其兩側(cè)不是油源斷層，如衛(wèi)25井和衛(wèi)2-43-16井等；③鉆遇斷層密集帶且儲層砂巖發(fā)育，但儲層砂巖位于扶余油層下部，如衛(wèi)2-51-32井和衛(wèi)23井(表1)。

斷層密集兩側(cè)反向斷階圈閉控油受斷層規(guī)模和圈閉幅度影響，分析表明西傾反向斷階圈閉控油最好，主要分布在3號斷階帶；其次為北傾反向斷階圈閉，主要分布在3號和2號斷階帶；東傾和南傾反向斷階圈閉規(guī)模和圈閉幅度最小，控油最差，主要分布在2號和1號斷階帶(表1)；同時研究發(fā)現(xiàn)斷層密集帶交叉部位儲層含油性較好，主要表現(xiàn)為個別近東西向斷層密集帶的分割調(diào)節(jié)部位(圖3)。因此，斷層密集帶附近正向構(gòu)造圈閉是源外斜坡區(qū)油氣富集有利部位，可作為下一步油氣勘探的重點井區(qū)。

3 油氣成藏模式

油氣藏解剖及其成藏主控因素耦合關(guān)系研究表明，衛(wèi)星油田扶余油層主要發(fā)育斷裂帶內(nèi)背形圈閉和斷層密集帶間反向斷階圈閉聚油的油氣成藏模式。即明水組沉積末期，三肇凹陷向斜區(qū)青山口組一段源巖生成的油，在源儲壓差作用下，首先進(jìn)入與其接觸的側(cè)向和下伏扶余油層，然后再通過溝通分流河道砂體的北西向油源斷層向衛(wèi)星油田遠(yuǎn)距離側(cè)向運移，最終在源外斜坡區(qū)斷層密集帶內(nèi)背形圈閉和斷層密集帶兩側(cè)反向斷階圈閉中聚集成藏(圖4)。

圖4 衛(wèi)星油田扶余油層油氣成藏模式圖

4 結(jié)論

1)衛(wèi)星油田扶余油層依據(jù)構(gòu)造高程、地層傾角和斷層邊界自西向東發(fā)育3個斷階帶。扶余油層受斜坡構(gòu)造背景、儲層砂地比低和多方位斷層分割影響發(fā)育斷層-巖性、斷背斜和巖性3種類型油氣藏，油氣平面分布受控于斷層密集帶，垂向分布受控于層位高差。

2)衛(wèi)星油田扶余油層油氣成藏與分布受控于3方面：凹陷向斜區(qū)優(yōu)質(zhì)烴源巖是油氣富集成藏先決條件；晚期發(fā)育斷層傳播褶皺的北西向密集帶邊界斷層組成油氣運移優(yōu)勢通道；斷層密集帶兩側(cè)正向構(gòu)造圈閉控制油氣富集主要部位。

3)衛(wèi)星油田扶余油層油氣成藏模式為：明水組沉積末期，三肇凹陷向斜區(qū)青山口組一段源巖生成的油，在源儲壓差作用下，通過北西向油源斷層向源外斜坡區(qū)遠(yuǎn)距離側(cè)向運移，最終在斷層密集帶附近的正向構(gòu)造圈閉中聚集成藏。

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[編輯] 宋換新

2016-10-20

國家自然科學(xué)基金項目(41502136)。

張英芝(1969-)，女，博士，高級工程師，主要從事油田開發(fā)與管理工作，zhangyingzhi@petrochina.com.cn。

TE122.1

A

1673-1409(2017)11-0012-06

[引著格式]張英芝，楊鐵軍.松遼盆地北部三肇凹陷衛(wèi)星油田扶余油層油氣富集規(guī)律[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版), 2017,14(11):12～17.