松遼盆地南部大冷斷陷基本油氣地質條件分析

于 雷

（中國石化東北油氣分公司，吉林 長春 130021）

0 引言

大冷斷陷位于松遼盆地南部西南隆起區呈北東走向，在彰武斷陷西北方向約10 km處。其面積大約230 km2，自下而上沉積了義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組共4套地層，沉積地層最大厚度為3 200 m。2011年，在“早期深埋生烴，后期抬升剝蝕，油氣有效保存”成藏理論的指導下，在面積約150 km2，基底埋深約2 000 m的彰武斷陷中鉆探的彰武2、3井在九佛堂組獲得工業油流，實現勘探重大突破。因此加強對具有類似地質條件的大冷斷陷的油氣地質條件的評價研究十分必要。筆者利用現有的資料對大冷斷陷的石油地質條件進行分析，并且跟彰武斷陷情況作對比，找出二者之間相似和不同之處。本地區研究存在的主要問題在于相關資料相對比較少，認識不夠深入，不過隨著該區工作不斷的開展和推進，大冷斷陷作為下一個松南油氣突破區將成為現實。

1 構造特征

大冷斷陷為東斷西超的地塹式結構（圖1）。根據地震剖面反射波組特點，推斷東西斷陷間隆起為火山侵入所致，是斷陷形成后的火山噴發的結果。大參1井九佛堂組巖屑以火山礫石為主，也表明該斷陷周圍火山發育。控陷斷裂主要活動時期在九佛堂組—沙海組沉積時期。斷陷構造西側地層上傾顯著，屬于晚白堊世的改造作用，地層褶皺強于周邊各斷陷［1］。

大冷斷陷呈北東向展布，與彰武斷陷走向一致，且相互臨近，表明它們具有類似的形成和演化過程。斷陷沉降東側地塹強于西側，主體沉降區在東側地塹中。斷陷面積260 km2，九佛堂組和沙海組分布范圍接近。其充填特征與彰武斷陷相似，且與彰武斷陷一樣有著斷陷期地層發育，坳陷層不發育的特點。

從大冷斷陷東西向二維地震剖面可以看出（圖1），火山巖兩側沉積地層基本為等厚沉積，雖然受后期火山巖侵入影響較大，但靠近火山巖體兩側地層并沒有明顯減薄的趨勢，表明大冷斷陷是在九佛堂組、沙海組等主要斷陷期地層沉積結束以后才受到火山巖后期侵入影響。

所以從大冷斷陷的構造圖（圖2）可以看出，大冷斷陷早期應該為一個完整的斷陷，受后期火山巖侵入影響變成現今被火山體分割開來的2個斷陷。

圖1 大冷斷陷F線二維地震剖面圖

圖2 大冷斷陷九佛堂組頂面構造圖

2 構造演化

大冷斷陷與彰武斷陷等其他松南諸小斷陷相似，構造發育及演化大致分為5個階段。

2.1 裂陷萌發階段

義縣組沉積時期，斷陷處于裂陷期前階段。由于周緣地區深大斷裂的活動，整個斷陷及其周圍噴發了厚層的火山巖，分布廣，并且可能形成了高低起伏的地貌，發育有一些小型的堰塞湖（義縣組火山巖中有碎屑巖夾層）。

2.2 初始裂陷階段

九佛堂組是在區域性廣泛分布的義縣組基礎上發育起來的。在九下段沉積時期，斷陷東側的控陷斷裂迅速活動，形成了分割的小型湖盆。由于斷裂活動強烈，伸展量大，伸展速率快，湖盆迅速匯水并且達到半深—深水環境。由于湖盆小、相帶窄，沉積物可以進入斷陷中央的洼陷部位。形成的斷陷中央地層厚度明顯大于斷陷邊緣部位。九下段晚期斷裂活動周期性有所減弱，湖盆一度淤淺。

2.3 快速裂陷期

九佛堂組上段初期湖盆出現了一個沉積和沉降相近的穩定構造活動階段，發育有厚度較大的扇三角洲的沉積。構造伸展進一步發展，導致基底不同斷塊發生顯著的差異升降與掀斜作用，形成一系列的地塹、地壘及箕狀斷陷。中晚期，斷裂活動陡然增強，達到盆地的快速裂陷階段。晚期構造活動終止，盡管在斷陷的深部，九佛堂組都出現了一定的剝蝕，但是該時期沒有表現出地層的強烈變形和褶皺，斷陷顯示出平穩的升降，可能是湖泊的匯水能力減弱，區域性出現盆地外泄的結果。

2.4 裂陷發展階段

沙海組沉積時期為斷陷的發展階段，表現為斷裂活動比較平穩，斷陷重新匯水并且逐步形成湖泊。但是斷陷的控陷斷裂控制作用依舊明顯，沉降中心也有良好的繼承性。只是湖水再也沒有達到九佛堂組沉積時期的深水環境。

2.5 裂陷衰減階段

阜新組沉積時期為斷陷的萎縮階段，阜新組沉積時期已經基本上沒有湖泊存在，斷陷已經平原化。斷陷結構已經開始具備坳陷的一些特點。

這種早期深埋成烴、后期抬升改造的構造演化特征使油氣系統得到了有效的保存，這種理論已經在彰武斷陷的勘探工作中得到了很好的驗證。

已經有了堅實的理論基礎作為指導，那么大冷斷陷的勘探潛力到底怎么樣？2011年本著建立大冷斷陷地層層序，查明斷陷下白堊統烴源巖發育情況及其生烴潛力的鉆探目的，在大冷斷陷深洼部位部署了第一口參數井——大參1井。

3 地層特征

經過大參1井鉆探證實，大冷斷陷地層與彰武斷陷相似，以斷陷期地層為主，坳陷期地層剝蝕殆盡。層序及巖性組合主要為陸相碎屑沉積的砂泥巖互層。鉆井揭示自上而下鉆遇第四系、阜新組、沙海組、九佛堂組、義縣組，見表1。

4 烴源巖特征

大冷斷陷目前鉆探大參1井，九佛堂組揭示了非常厚的烴源巖，達405.6 m，暗地比為47.44%，彰武斷陷暗地比平均為59%，平均厚度為500 m左右。平面上呈狹長條帶狀，厚度最大處位于東側斷陷靠南的洼陷內，大參1井正處于沉積中心，西部洼陷烴源巖厚度較薄，預計最厚處在50 m左右。大冷斷陷沙海組烴源巖也較厚，大參1井統計為190.12 m。在松南諸小斷陷中，大冷斷陷的烴源巖厚度僅次于彰武斷陷。

大冷斷陷大參1井鉆探證實，在九佛堂組1 152～1 269 m和1 385～1 552 m發育兩套暗色泥巖。地化錄井顯示1 385～1 552 m井段樣品有機碳分布范圍為0.7%～6.5%，平均值為3.43%；PG值為1.3～23 mg／g，平均值為11.6 mg／g。總體評價有機質類型為I型。在1 152～1 269 m和1 305～1 331 m的樣品指標雖然不如1 385～1 552 m好，但都可以達到好烴源巖標準。彰武斷陷樣品有機碳分布范圍平均為3%，PG值為0.35～61.46 mg／g，平均值為19.25 mg／g［2］。

表1 大冷斷陷與彰武斷陷鉆井揭示地層對比簡表

大冷斷陷實驗室樣品地化分析顯示沙海組烴源巖平均有機碳為2.52%，九佛堂組更好，平均為3.67%；沙海組3個樣品生烴潛量平均為1.15 mg／g，生烴潛力一般，而九佛堂組4個樣品平均值達到12.14 mg／g，九佛堂組明顯優于沙海組。九佛堂組烴源巖的有機質類型以I型和II1型為主，類型好。另外，成熟度較高，九佛堂組平均達到0.92%，已經進入成熟演化階段。彰武斷陷九佛堂組Ro分布頻率最高區間在0.7%～1.0%之間，兩個斷陷在成熟度方面的比較相差不大。

大冷斷陷有機碳含量最高，豐度高區平均達到3.26%，屬于很好的烴源巖；沙海組烴源巖雖然有機碳含量也不低，大冷斷陷亦達到2.0%以上，但由于其類型為II2型到III型，生烴潛力不高，因此綜合評價為一般烴源巖。彰武斷陷豐度最高達到3.5%以上，平均值為2.5%左右（如表2所示）。

表2 大冷斷陷與彰武斷陷地化指標對比表

2012年新鉆探的大冷1井其鉆探情況同樣證實九佛堂組存在著非常好的烴源巖，有機質類型以Ⅱ1型和Ⅱ2型為主，總體達到成熟階段。更多的分析化驗資料正在處理中。

從地化指標上看來，大冷斷陷烴源巖指標要比彰武斷陷稍微差一些。

對大冷斷陷的烴源巖厚度、烴源巖有機碳、現今成熟度以及烴源巖有機質類型進行分析，并將其作為計算生烴量的基礎數據。由于對大冷斷陷沙海組烴源巖研究不深入，均只針對九佛堂組烴源巖計算，通過和彰武斷陷資源量（1.087×108t）對比計算后得到大冷斷陷層資源量為0.47× 108t［3］。

5 儲層特征

大冷斷陷為東斷西超型盆地，從地震剖面上追蹤大冷斷陷的物源方向來自東側。

主要目的層為下白堊統九佛堂組，儲層巖性以砂礫巖、礫巖為主，夾薄層細砂巖等。據實鉆臨井大參1井資料統計，九佛堂組儲層孔隙度在4.5%～17.9%之間，滲透率為0～84 mD，為中低孔低滲型儲層。

實鉆大參1井1 305～1 333 m發育28 m的灰黑色、黑色泥巖，這與1 355～1 385 m段視厚30 m的油氣顯示段形成良好的儲蓋關系。大冷1井與大參1井在該層段具有相似的泥巖反射特征，可作為5號砂體良好的蓋層。

大冷斷陷主要為自生自儲型的成藏模式，據實鉆大參1井油氣顯示段1 385～1 537 m巖性主要為灰黑色、黑色泥巖，是上端1 355～1 385 m油氣段的烴源巖，1 305～1 333 m發育的近30 m的灰黑色、黑色泥巖是其良好的蓋層，形成典型的自生自儲型成藏模式。

此外，兼有下生上儲、上生下儲兩種成藏類型。

6 圈閉特征

通過用人工合成記錄和大冷斷陷VSP速度測井，對層位進行精確標定發現大冷斷陷中部暗色泥巖局部可連續追蹤，并且分布穩定，地震反射特征總體呈平行且連續的席狀密集反射特征。而在1 269～1 385 m井段，兩套暗色泥巖中間夾著的砂巖呈現的是連續平行紅色相位，弱反射特征，局部可連續追蹤。通過對該套砂體的追蹤，最終刻畫出大冷斷陷巖性圈閉，邊界主要靠砂體尖滅線控制。大冷斷陷巖性圈閉面積可達35 km2，高點埋深200 m，閉合幅度可達1 000 m，圈閉測網控制密度為2×2 km～4×4 km，由5條測線控制。地震資料品質較好，通過圈閉主體位置砂體形態清晰，圈閉落實程度可靠。

同時為了增加儲層預測的準確性和精確性，對控制大冷斷陷巖性圈閉的5條二維測線進行了反演處理。

經過對反演剖面精細的對比和分析，通過反演剖面砂體橫向變化和特征的差異，大冷斷陷的砂體一共可以分為5套（上段3套，下段2套）。下面對這5套砂體做簡要的描述。

1號砂體。面積約12.2 km2，平均厚度約40 m，位于大冷斷陷主要洼陷的西北高部位，從地震相、沉積相和反演剖面綜合分析，應該是扇三角洲前緣反射特征，巖性應以細砂巖、粉砂巖為主，是下步勘探的有利方向。

2號砂體。面積約14.1 km2，平均厚度為40 m，位于主洼的東南方向，處于構造的低部位，靠近物源，以扇三角洲相為主，表現出物源供應充足、搬運距離不遠、堆積速度快等特點。大參1井鉆探證實，該套砂體以砂礫巖、粗砂巖為主。

3號砂體。面積約3.6 km2，平均厚度為40 m，位于主洼的西南部位。該套砂體是反演剖面上反演效果最好的一套砂體，砂體展布清晰，位于構造高部位。沉積相分析為扇三角洲前緣相。巖性推測以細砂巖和粉砂巖為主。

4號砂體。面積約10.8 km2，平均厚度為80 m，位于主洼西部，呈北東方向展布。該套砂體緊鄰大冷斷陷下部1 385～1 552 m處優質烴源巖，且砂體分布面積較廣，厚度大，是下步勘探的有利方向。

5號砂體。面積約14.5 km2，平均厚度60 m，位于主洼的東南部，是大冷斷陷5套砂體中面積最大的一套砂體。大參1井鉆探證實，該套砂體主要以粗砂巖和砂礫巖為主。

7 結束語

大冷斷陷具備優質的烴源巖并且分布范圍較廣，厚度較大。大參1井已見到多層熒光顯示，說明大冷斷陷是一個含油氣盆地。隨著以后對斷陷研究的不斷深入，相信大冷斷陷作為下一個松南新區實現突破的小斷陷已為時不遠。

［1］趙洪偉，洪雪，劉玉華，等.2012.松南新區勘探潛力分析與目標評價［R］.長春：中國石化東北油氣分公司.

［2］曾快相，張婷婷，于雷，等.2012.彰武油田九佛堂組新增石油控制儲量報告［R］.長春：中國石化東北油氣分公司.

［3］金之鈞，張金川.油氣資源評價技術［M］.北京：石油工業出版社，1999.