松遼盆地南部增盛斷陷油氣勘探前景分析

肖陽(yáng)，樓仁興，王立賢，董清水，4，劉長(zhǎng)利，朱瑩

1.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061；2.吉林大學(xué) 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)春 130022；3.中國(guó)石油吉林油田分公司 勘探部，吉林 松原 138000；4.吉林大學(xué) 吉林省油頁(yè)巖與共生能源礦產(chǎn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春 130061

0 引言

增盛斷陷地處吉林省北部扶余市境內(nèi)的松遼盆地深部層系，其西部以扶新凸起與孤店斷陷分隔，南部以登婁庫(kù)凸起與王府?dāng)嘞莘指?，東部以長(zhǎng)春嶺凸起與三岔河斷陷分隔(圖1)，北部被大三井字凸起分隔與黑龍江省大慶油田徐家圍子斷陷相鄰，是以東斷為主、多邊發(fā)育次級(jí)同沉積斷裂的不規(guī)則斷陷盆地。目前，增盛斷陷勘探程度低，東部深凹帶僅有1口探井和174 km2的三維地震覆蓋，西北邊緣有5口探井，其他區(qū)帶只有20世紀(jì)80年代1×2 km或2×4 km的二維地震勘探，一直未有油氣發(fā)現(xiàn)。

圖1 增盛斷陷區(qū)域構(gòu)造位置圖[1]Fig.1 Regional tectonic location of Zengsheng fault depression

鑒于近年增盛斷陷相鄰的王府、孤店、德惠等斷陷相繼發(fā)現(xiàn)了的大量油氣資源[1]，而增盛斷陷卻未實(shí)現(xiàn)油氣勘探突破的現(xiàn)狀，筆者對(duì)增盛斷陷開展的前期研究工作發(fā)現(xiàn)，增盛斷陷與鄰區(qū)王府、孤店、德惠等斷陷是早白堊世在同一構(gòu)造應(yīng)力機(jī)制下形成的產(chǎn)物[2-4]，有相似的構(gòu)造格架、沉積演化和生儲(chǔ)蓋組合等特征，在理論上也具有一定的油氣勘探前景。但增盛斷陷僅在斷陷深凹帶和邊緣區(qū)有鉆探工程實(shí)施，而在與類似王府?dāng)嘞莺凸碌陻嘞莅l(fā)現(xiàn)大量油氣資源的斜坡帶卻沒有鉆探工程部署。因此，增盛斷陷仍然具有進(jìn)一步的勘探前景。為此，希望通過本文的探討，為本區(qū)乃至類似區(qū)的油氣勘探提供借鑒。

1 地質(zhì)概況

增盛斷陷面積約1 300 km2，斷陷層最大厚度2 573 m，基底巖性以上古生界千枚巖為主，基底最大埋深6 600 m。斷陷整體為一北東向的東斷西超復(fù)雜半地塹，斷陷東南的F1斷層為主要控陷斷層，并與次級(jí)斷層F2等斷層共同形成了增盛斷陷的控盆斷裂帶(圖2)。此外，斷陷的東北部和北部還分別發(fā)育有F3、F4兩條次級(jí)同沉積斷層，其共同圍陷構(gòu)成了增盛斷陷以東斷為主的不規(guī)則多邊形態(tài)(圖3)，并在斷陷東北部和西南部分別形成了兩個(gè)次級(jí)洼槽；而斷陷西北部總體為斜坡帶，但在其中部和西北部分別發(fā)育了低幅的次級(jí)鼻凸構(gòu)造(圖4)。

圖2 增盛斷陷FDY00-602-5測(cè)線地震地層構(gòu)造格架圖Fig.2 Structural framework diagram through line No. FDY00-602-5 of Zengsheng fault depression

圖3 增盛斷陷基底構(gòu)造圖Fig.3 Basal structure of Zengsheng fault depression

圖4 增盛斷陷地層厚度分布圖Fig.4 Formation thickness of Zengsheng fault depression

斷陷內(nèi)自下而上發(fā)育了火石嶺組、沙河子組和營(yíng)城組。其中，火石嶺組在斷陷西北邊緣的ZC47、ZC49、ZC51、ZC56等井均有揭示，最大可達(dá)1 600 m，其下部主要為紫色或綠灰色安山巖、粗面巖、安山質(zhì)火山角礫巖及綠灰色或灰色礫巖，夾薄層灰色、灰黑色、黑色泥巖和灰色粉砂質(zhì)泥巖；中部為灰色、深灰色砂礫巖、礫巖、安山質(zhì)火山角礫巖及厚層黑色、灰黑色泥巖。上部為綠灰色、灰紫色安山巖及灰色凝灰質(zhì)砂礫巖、深灰色砂礫巖。本區(qū)的沙河子組只有ZS1井鉆遇(圖5)，揭示厚度432 m。與鄰區(qū)揭示沙河子組較全的王府?dāng)嘞莸貙訉?duì)比表明，ZS1井只揭示了沙河子組的中上部。所以，綜合地震解釋與ZS1井所揭示的沙河子組地層特征，并類比王府?dāng)嘞萆澈幼咏M巖性組合面貌，推斷增盛斷陷沙河子組地層厚度最大可達(dá)1 300 m，其下部主要應(yīng)為細(xì)碎屑沉積和煤層；中部以灰色含礫細(xì)砂巖、砂礫巖、礫巖為主，部分層段發(fā)育厚層灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖；上部主要為厚層黑色、灰黑色泥巖與灰色砂巖、礫巖互層。本區(qū)營(yíng)城組最大厚度可達(dá)800 m，據(jù)巖性可以分為二段，下段在斷陷中部主要為灰色粉砂巖與凝灰質(zhì)泥巖互層，夾薄層黑色泥巖和灰色砂巖、砂礫巖，向斷陷邊緣過渡為灰色、綠灰色砂礫巖、礫巖；上段在斷陷中部以厚層灰色粉砂巖為主，下部發(fā)育灰色砂巖、礫巖，頂部發(fā)育灰色泥巖，向斷陷邊緣過渡為灰色、綠灰色、雜色礫巖和黑色炭質(zhì)泥巖。

圖5 ZS1井綜合分析柱狀圖Fig.5 Comprehensive analysis histogram of ZS 1

2 沉積特征

綜合單井相、地震相并類比鄰區(qū)王府?dāng)嘞莸某练e特征分析表明，增盛斷陷主要發(fā)育有火山巖相的溢流亞相、爆發(fā)亞相，扇三角洲相的平原亞相、前緣亞相，湖底扇相的內(nèi)扇亞相、中扇亞相，湖泊相的濱淺湖亞相和半深湖亞相[5]。其中，火石嶺組形成時(shí)期，全區(qū)火山巖發(fā)育，中部地區(qū)分布了大面積的溢流亞相，全區(qū)大面積廣布了爆發(fā)亞相；僅在斷陷東部的ZC65井區(qū)和西北部的ZC47～ZC49井區(qū)發(fā)育小范圍的濱淺湖和湖沼相沉積。

沙河子組沉積期，全區(qū)碎屑巖沉積發(fā)育，地層分布受斷裂控制明顯。斷陷東部為主要物源區(qū)，向中部延伸依次發(fā)育扇三角洲平原、前緣、湖底扇的內(nèi)扇、中扇及半深湖沉積；斷陷西部及西北部發(fā)育小規(guī)模扇三角洲沉積；斷陷中部為半深湖沉積亞相，周緣為濱淺湖沉積。斷陷整體構(gòu)成了以東部物源供給為主、西部物源供給為輔的扇三角洲-半深湖-湖底扇沉積體系(圖6)。

營(yíng)城組沉積時(shí)期，湖盆范圍擴(kuò)展，但水體變淺，并伴隨小規(guī)模的火山活動(dòng)[6]。此時(shí)西部成為了主要物源供給區(qū)，在斷陷西部形成了大面積的扇三角洲平原及扇三角洲前緣亞相；斷陷東部為次要物源供給區(qū)，東部邊緣以濱淺湖亞相為主，但在東部斷階帶發(fā)育了一定規(guī)模的湖底扇沉積；而盆地中部主要為淺湖沉積。斷陷整體構(gòu)成了以西部物源供給為主的扇三角洲-淺湖-湖底扇沉積體系。

3 油氣地質(zhì)條件

3.1 烴源巖特征

綜合鉆井與沉積相分析可知，增盛斷陷暗色泥巖主要發(fā)育在沙河子組及營(yíng)城組時(shí)期，火石嶺組暗色泥巖發(fā)育有限，根據(jù)中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T5735-1995)分別對(duì)各組烴源巖特征進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。其中，火石嶺組暗色泥巖主要為湖沼相黑色泥巖和碳質(zhì)泥巖，主要發(fā)育在斷陷東部的ZC65井區(qū)和西北部的ZC47～ZC49井區(qū)，累厚可達(dá)120 m，但范圍較小。據(jù)ZC49井火石嶺組暗色泥巖的有機(jī)碳平均含量為1.41%，平均生烴潛量(S1+S2)為0.48 mg/g，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型?？傮w上，火石嶺組烴源巖類型為較差。

沙河子組暗色泥巖主要位于斷陷中部，最大厚度可達(dá)250 m。其ZS1井沙河子組暗色泥巖有機(jī)碳平均含量為1.32%，氯仿瀝青“A” 平均為0.044%，生烴潛量(S1+S2)平均為1.56 mg/g；有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主，部分為Ⅱ2型；鏡質(zhì)體反射率(Ro)值在1.7%～2.4%，處于高成熟-過成熟階段?？傮w上，沙河子組烴源巖類型為較好。

營(yíng)城組暗色泥巖分布范圍較大，但厚度有所減少，厚度高值區(qū)位于斷陷中部，最大厚度可達(dá)170 m。其ZS1井營(yíng)城組暗色泥巖有機(jī)碳平均含量為0.88%，氯仿瀝青“A” 平均為0.105 %，生烴潛量(S1+S2)平均為1.01 mg/g；有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型；鏡質(zhì)體反射率值(Ro)1.45%～1.57%，處于高成熟階段?？傮w上，營(yíng)城組烴源巖類型屬于較差。

綜上，增盛斷陷沙河子組暗色泥巖是中等氣源巖，是本區(qū)的主力烴源巖；火石嶺組與營(yíng)城組暗色泥巖生烴潛力較差，是次要?dú)庠磶r。

3.2 儲(chǔ)集層特征

增盛斷陷內(nèi)的儲(chǔ)集層依據(jù)巖性可劃分為碎屑巖儲(chǔ)集層和火山巖儲(chǔ)集層。其中，火山巖儲(chǔ)集層主要分布于火石嶺組，厚度可達(dá)400 m，但目前沒有物性測(cè)試數(shù)據(jù)。碎屑巖儲(chǔ)集層主要分布于沙河子組和營(yíng)城組。

其中，沙河子組碎屑巖儲(chǔ)集層主要富集于斷陷東部，累計(jì)厚度達(dá)300 m，砂地比值為47.29%；此外，在斷陷西北和西南部邊緣各有一相對(duì)高值區(qū)，最大砂體厚度約200 m。物性測(cè)試表明，沙河子組砂巖孔隙度(Φ)平均值為2.2 %，滲透率(K)平均值為1.4×10-3μm2，按含氣儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)屬于特低孔隙度、低滲透率儲(chǔ)集層。

營(yíng)城組碎屑巖儲(chǔ)集層主要富集在斷陷西部邊緣和東部斷階帶。其中，西部邊緣ZC51井砂巖厚度248.6 m，砂地比高達(dá)96.88%；東部斷階帶ZS1井砂巖厚度505.67 m，砂地比74.47%。測(cè)試表明，營(yíng)城組砂體孔隙度(Φ)分布在1.6%～4.7%，平均值為2.69%；滲透率分布在(0. 02～0.04)×10-3μm2，滲透率(K)平均值為0.03×10-3μm2。屬于特低孔隙度、特低滲透率儲(chǔ)集層。

4 油氣勘探前景

綜合增盛斷陷下白堊統(tǒng)火石嶺組、沙河子組及營(yíng)城組烴源巖與儲(chǔ)集層發(fā)育特征可以得出，火石嶺組和營(yíng)城組主要發(fā)育儲(chǔ)集層，而沙河子組不僅發(fā)育厚層半深湖相烴源巖，還發(fā)育一定規(guī)模的碎屑巖儲(chǔ)集層。其中，沙河子組內(nèi)烴源巖直接與其互層的湖底扇中扇砂體儲(chǔ)層以及與其橫向相變的扇三角洲砂體儲(chǔ)層共同構(gòu)成了自生自儲(chǔ)型生儲(chǔ)蓋組合。同時(shí)，沙河子組烴源巖又分別與其上覆的營(yíng)城組儲(chǔ)集層及其下伏的火石嶺組儲(chǔ)集層構(gòu)成了下生上儲(chǔ)型和上生下儲(chǔ)型生儲(chǔ)蓋組合[7](圖5)，為增盛斷陷油氣成藏提供了較好的時(shí)空匹配關(guān)系。

特別是在斷陷盆地深凹帶與斜坡帶下端，沙河子組沉積期為半深湖相帶，發(fā)育物源來(lái)自于東南部斷裂控陷帶的湖底扇砂體(圖6)，該砂體的前端中扇部分具有一定的儲(chǔ)集性能，其周緣及前方皆為半深湖相泥巖封堵[8]。在后期盆地氧化過程中，隨著盆地中部下坳和盆地邊緣上隆，該湖底扇砂體的前端中扇部分被不斷抬升，最終形成了砂體上傾尖滅巖性圈閉(圖2)。在該區(qū)沙河子組半深湖相泥質(zhì)烴源巖的匹配下，形成了上傾尖滅巖性油氣藏的有利條件[9]。

與沙河子組類似，在營(yíng)城組形成期，增盛斷陷的深凹帶與斜坡帶下端雖然發(fā)育淺湖沉積，但物源來(lái)自于東南部斷裂控陷帶的湖底扇砂體同樣可以形成被淺湖相泥質(zhì)沉積封堵的砂體上傾尖滅巖性圈閉。由于本區(qū)深凹帶斷層發(fā)育，在斷層對(duì)沙河子組烴源巖與營(yíng)城組上傾尖滅砂體的溝通導(dǎo)運(yùn)下[10,11]，營(yíng)城組中的砂體上傾尖滅巖性圈閉也易于發(fā)生油氣聚集。

因此，綜合上述油氣成藏條件可以得出，增盛斷陷具有一定的油氣勘探前景，重點(diǎn)勘探層位是沙河子組，兼探層位是營(yíng)城組，有利勘探目標(biāo)是斜坡帶下端的砂體上傾尖滅帶。

5 結(jié)論

(1)增盛斷陷火石嶺組時(shí)期以火山巖噴發(fā)作用為主，局部發(fā)育了濱淺湖和湖沼相沉積；沙河子組時(shí)期斷陷整體為以東部物源供給為主的扇三角洲-半深湖-湖底扇沉積體系；營(yíng)城組沉積時(shí)期斷陷整體呈以西部物源供給為主的扇三角洲-淺湖-湖底扇沉積體系。

(2)增盛斷陷沙河子組暗色泥巖是中等氣源巖，是本區(qū)的主力烴源巖；沙河子組碎屑巖儲(chǔ)集層屬于特低孔隙度、低滲透率儲(chǔ)集層，營(yíng)城組碎屑巖儲(chǔ)集層主要為特低孔隙度、特低滲透率儲(chǔ)集層。

(3)增盛斷陷形成了自生自儲(chǔ)型、下生上儲(chǔ)型和上生下儲(chǔ)型三類生儲(chǔ)蓋組合，具有一定的油氣勘探前景，重點(diǎn)勘探層位是沙河子組，兼探層位是營(yíng)城組，有利勘探目標(biāo)是斜坡帶下端的砂體上傾尖滅帶。