海拉爾盆地貝爾凹陷中部隆起帶控藏因素及成藏模式

崔鑫 ，姜洪福 ，王運增 ，楊少英 ，齊林海

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院遙感信息與圖像分析技術(shù)國家級重點實驗室，北京 100029；2.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871；3.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司海拉爾石油勘探開發(fā)指揮部，黑龍江 大慶 163453）

0 引言

貝爾凹陷是海拉爾盆地主要的二級富油凹陷［1-3］，凹陷內(nèi)斷裂發(fā)育，多隆、多洼。凹陷中部隆起帶屬于典型的復(fù)雜斷塊帶，發(fā)育蘇德爾特、霍多莫爾等多個富油隆起帶，且均有高產(chǎn)油氣田發(fā)現(xiàn)［4］。中部隆起帶的油藏勘探開發(fā)難度大，具有分布不均、形狀不規(guī)則、厚度小、連續(xù)性差等特點［5-6］。前人對凹陷內(nèi)隆起帶的成藏規(guī)律研究多針對凹陷整體或某個特定的典型油田［4-5，7-8］，少有針對中部隆起帶整體源巖特征、斷層組合和砂體展布等主要控藏要素的分析研究?！胺稚ⅰ钡纳鸁N洼槽、破碎復(fù)雜的斷塊，造成中部隆起帶獨特的成藏模式和聚烴規(guī)律。為此，需要“化零為整”，針對整個中部富油隆起帶開展源巖分析、砂體反演和斷層刻畫等成藏要素研究，以認(rèn)清區(qū)域油氣成藏特征、模式及規(guī)律。

本文從源巖分析入手，明確中部隆起帶鄰區(qū)主要次級洼陷的源巖特征及成藏貢獻(xiàn)。利用三維地震刻畫斷層屬性及空間分布，通過儲層反演計算和等時屬性切片，明確興安嶺組儲層砂體的展布特征，結(jié)合勘探實際，分析研究區(qū)的成藏要素，總結(jié)成藏模式和聚集規(guī)律，從而服務(wù)油田的勘探開發(fā)。

1 地質(zhì)概況

貝爾凹陷位于海拉爾盆地南側(cè)，與蒙古國塔木察格盆地的南貝爾凹陷相鄰，凹陷面積約為3 010 km2。受早期伸展作用和后期張扭作用的影響，凹陷內(nèi)正斷層和走滑斷層發(fā)育。中部隆起帶為一系列受“雁列式”走滑斷層和邊界正斷層控制的NE—SW走向斷塊群（見圖1），包括霍多莫爾構(gòu)造帶、蘇德爾特構(gòu)造帶以及貝東斷隆帶。隆起帶自南向北，由蘇德爾特構(gòu)造逐漸向霍多莫爾構(gòu)造轉(zhuǎn)化，中間被貝西次洼、貝中次洼和貝北次洼相隔，具有典型的“三洼兩隆一斜坡”的構(gòu)造格局（見圖 1a）。

圖1 貝爾凹陷構(gòu)造綱要及綜合地層柱狀圖

凹陷沉積地層包括侏羅系布達(dá)特組基底（J3b），白堊系興安嶺組（K1x）、銅缽廟組（K1t）、南屯組（K1n）、大磨拐河組（K1d）、伊敏組（K1y）、青元崗組（K2q），古近系呼查山組（Eh）及第四系地層（Q）［2，5］。興安嶺組發(fā)育在中部隆起帶及鄰區(qū)，主要巖性包括凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)碎屑砂巖和砂礫巖等（見圖1b）。

2 控藏因素分析

2.1 烴源巖

凹陷中部隆起帶被貝西、貝北和貝中3個次級洼槽包圍，其中貝西洼槽面積250 km2，埋深超過6 000 m，是貝爾凹陷最大的生烴洼槽，也是中部隆起帶的主要供烴中心。源巖層主要包括白堊系南屯組一段、二段（K1n1及 K1n2），大磨拐河組一段、二段（K1d1及 K1d2）。其中南屯組和大磨拐河組一段的排烴量最大，是本區(qū)主要的2套烴源巖，構(gòu)成本區(qū)主要生烴層位［9-10］。

對典型井的有機質(zhì)豐度及類型分析可知（見圖2）：研究區(qū)主要門限深度約為1 400 m，排烴高峰深度在2500m左右，生油高峰深度為1800m；在1500～3000 m，隨深度（h）增加，有機質(zhì)豐度逐漸增高，這一深度主要對應(yīng)南屯組泥巖地層。該結(jié)論與前人認(rèn)識是一致的［9-12］。油氣藏多分布在鄰近貝西洼槽的中部隆起帶，表明該含油系統(tǒng)對區(qū)域油氣聚集成藏起著重要作用。

圖2 貝爾凹陷南屯組烴源巖地化特征

2.2 斷層

貝爾凹陷斷裂活動期長、期次多［2，13］，從地震剖面可識別出4期斷裂空間組合：1）鏟式正斷層；2）由低角度向高角度過渡的正斷層；3）伸展量較小，但密集發(fā)育的高角度正斷層；4）早期張性斷裂發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)的正斷層，上部伴生發(fā)育逆沖相關(guān)褶皺及構(gòu)造三角帶。這些斷層活動于南屯組和伊敏組時期，與該區(qū)南屯組源巖排烴期吻合［5］，形成了有效的油氣運移通道。中部隆起帶斷層錯綜復(fù)雜，斷面寬度大，斷距橫向變化較快，再加上后期的構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用，使得地層彎曲變形，形成了眾多的地壘、地塹、“階梯狀”斷塊帶和“塹中隆”等構(gòu)造。這種斷隆構(gòu)造與砂體組合形成了大量的斷層-巖性圈閉和構(gòu)造-巖性圈閉，從而有利于油氣的聚集［13-14］。

2.3 砂體

通過屬性切片和反演計算，對貝爾凹陷興安嶺組儲層砂體展布特征進(jìn)行了研究。研究區(qū)砂巖主要集中分布在東部和南部地區(qū)，與主要構(gòu)造帶走向一致。

興安嶺組沉積時期研究區(qū)主要為扇三角洲和辮狀河三角洲沉積環(huán)境［11］，中部隆起帶主要發(fā)育扇三角洲和辮狀河三角洲前緣河道砂體及席狀砂，儲層物性相對較好，大型斷裂控砂特征明顯，這與反演結(jié)果一致（見圖 3）。

興安嶺組砂層組具有層數(shù)多、平均砂層厚度小的特點。統(tǒng)計興安嶺組油層的近30口井，平均單井鉆遇砂巖厚度約為100 m，層數(shù)約50個，平均單層砂巖厚度2.5 m左右。整體厚度呈現(xiàn)出東厚西薄的特點，砂體集中發(fā)育在隆起處和近斷層的凹陷處，有利于油氣的捕獲成藏［12］。

圖3 貝爾凹陷中部隆起帶興安嶺組儲層反演

3 成藏特征及模式

貝爾凹陷中部隆起帶興安嶺組油藏主要分布在鄰近次級洼槽斷裂的上升盤，各構(gòu)造帶因構(gòu)造部位的不同，油層分布差別很大。綜合源巖、砂體和斷層等因素，總結(jié)出3類主要成藏模式。

3.1 “側(cè)向長距離式”油氣運移

貝爾凹陷中部隆起帶的主體構(gòu)造帶為典型的 “凹中隆”，發(fā)育大量的早期伸展斷裂，復(fù)雜的斷裂控制形成了大量的“壘塹”斷塊圈閉［15］（見圖 4a）。斷塊內(nèi)興安嶺組沉積時期為扇三角洲前緣沉積［11］，發(fā)育大量的有利砂體儲層。油氣成藏與斷層密切相關(guān)，斷層控制的高點油最富集。對B14井興安嶺組油源分析表明，油源主要來自貝西次洼及斷塊北側(cè)的次級洼槽南屯組一段泥巖［9，15］。該井區(qū)是隆起帶的構(gòu)造高部位，發(fā)育大量的被斷層錯斷的“斷壘”構(gòu)造。南一段源巖生成的油氣沿斷層、砂體和不整合面等通道從貝西次洼向遠(yuǎn)端斷壘帶興安嶺組砂體運聚，形成“側(cè)向長距離遷移”的運聚成藏模式。

3.2 “階梯式”油氣運移

中部隆起帶西側(cè)發(fā)育大量“多米諾式”正斷層，形成大量“階梯式”正斷層（見圖4b）。油藏主要位于主生烴洼陷邊界斷層的上升盤，具有獨立的油水系統(tǒng)。多數(shù)圈閉位于油氣運移通道上，構(gòu)造位置逐級增高。由于鄰近貝西次凹主洼槽，油源條件好，致使該處斷塊儲層含油層段多，油氣充注飽滿。該模式油氣側(cè)向運移距離不遠(yuǎn)，油氣沿不整合或砂體橫向遷移后，再沿著斷層進(jìn)行垂向分配，逐級運移，逐漸升高，形成階梯狀的油氣運移路線。在靠近主生油洼槽，油源供應(yīng)充足的情況下，興安嶺組含油狀況主要受控于砂體發(fā)育程度，斷層會對油的分布起調(diào)整作用［16-17］。

3.3 “源-儲對接式”油氣運移

中部隆起帶東側(cè)鄰近凹陷內(nèi)邊界斷層，這些斷層多為成盆初期形成的生長斷層［2，18-19］。巨大的斷距使得南屯組烴源巖直接與興安嶺組儲層側(cè)向?qū)?（見圖4c）。前人通過分析該區(qū)油井油樣發(fā)現(xiàn)，油氣主要來自Ⅱ2型干酪根，與北側(cè)貝北洼槽Ⅱ1型和Ⅱ2型干酪根類型相符，證明兩者具有較好的親緣性［3，9，15］。說明興安嶺儲層油氣直接由鄰近的貝北次洼供給，即油氣主要通過邊界斷層側(cè)向注入近斷層的儲層中，為“源-儲對接”的單向成藏模式（見圖4c）。

4 油藏滾動開發(fā)勘探方向

貝爾凹陷中部隆起帶勘探工作應(yīng)建立在對已知油藏成藏主控因素的分析和成藏規(guī)律的總結(jié)上。以該區(qū)的成藏模式為指導(dǎo)，向外圍斜坡帶或是次級洼陷地區(qū)的巖性和構(gòu)造-巖性油氣潛力區(qū)滾動。

圖4 貝爾凹陷中部隆起帶油氣成藏模式

對于近斷層的油氣藏，成藏主控因素為斷層的封閉性和儲層分布特征，研究重點是斷層特征評價和儲層精細(xì)刻畫2個方面。需要針對薄砂層集中發(fā)育段，利用斷層封閉性評價方法確定封閉可能性較大的區(qū)域，然后在此區(qū)域內(nèi)部開展河道展布的精細(xì)刻畫，分析失利井原因，篩選有利的河道砂體，進(jìn)行井位部署。

對于外圍斜坡帶或次級洼陷地區(qū)，應(yīng)以 “孤立砂體”型油藏勘探為主，工作應(yīng)集中在圈閉形態(tài)分析和儲層分布特征研究上，充分利用現(xiàn)有地震資料和鉆井資料，在薄砂層集中發(fā)育段開展疊前、疊后儲層預(yù)測，盡可能提高預(yù)測精度，確定砂體儲層的平面展布特征，并結(jié)合斷層和地層產(chǎn)狀等構(gòu)造特征，篩選有利圈閉。

5 結(jié)論

1）貝爾凹陷中部隆起帶油藏主要受控于源巖、砂體及斷層。表現(xiàn)為：源巖控制油氣近源成藏；砂體控制油氣邊界；斷層形成大量“塹壘型”圈閉，同時控砂、控油氣分布特征明顯。

2）貝爾凹陷中部隆起帶主要存在“側(cè)向長距離式”、“階梯式”和“源-儲對接式”3種油氣運移成藏模式。針對凹陷油氣的滾動勘探，應(yīng)在成藏模式認(rèn)識基礎(chǔ)上進(jìn)行斷層評價和砂體精細(xì)刻畫：近斷層的油氣藏，應(yīng)重點研究斷層封閉性和儲層精細(xì)描述；斜坡帶或是洼陷內(nèi)應(yīng)以“孤立砂體”型油藏勘探為主，勘探工作應(yīng)集中在圈閉形態(tài)分析和儲層分布的描述上。