梨樹斷陷蘇家屯地區(qū)成藏條件及主控因素分析

李 闊，趙新宇，陳宏博

(1.中國石化東北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，吉林長春 130000；2.中國石化東北油氣分公司四平采油廠)

梨樹斷陷蘇家屯地區(qū)成藏條件及主控因素分析

李 闊1，趙新宇2，陳宏博2

(1.中國石化東北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，吉林長春 130000；2.中國石化東北油氣分公司四平采油廠)

為探索蘇家屯油氣富集規(guī)律，通過對松遼盆地梨樹斷陷蘇家屯次洼基本地質(zhì)條件分析表明：蘇家屯次洼發(fā)育沙河子組與營一段兩套烴源巖，以半深湖暗色泥巖沉積為主，受桑樹臺斷裂北段控制，主要來源于沙河子組烴源巖，與蘇家屯東部斷階帶上部儲層形成近源側(cè)向運移為主的自生自儲型油氣藏。研究認為蘇家屯東部斷階帶以曲家屯斷裂帶為油氣輸導主要路徑，而其它斷層多以封堵作用為主，主要呈現(xiàn)近源斷塊油氣相對富集、沉積相帶控制儲層發(fā)育邊界、砂體物性控制油氣聚集層段的特點。

梨樹斷陷；蘇家屯地區(qū)；成藏條件；圈閉；主控因素

多年勘探證實，梨樹斷陷從西北到東南發(fā)育3條SW-NE走向的斷裂帶[1-3]：皮家走滑斷裂帶、小寬走滑斷裂帶和秦家屯走滑斷裂帶，同時也是油氣聚集帶。對于發(fā)育于區(qū)域斜坡背景上系列圈閉油氣聚集的基本原理，最早由加拿大石油地質(zhì)學家 Gussow 所闡明，并稱之為油氣差異聚集原理[4]。梨樹斷陷帶具備形成差異聚集的地質(zhì)條件，然而梨樹斷陷北部斜坡帶以西，蘇家屯地區(qū)的勘探研究尚淺。自2011年以SW33X、梨2井在營城組首次獲得工業(yè)油氣流之后，2012年蘇家屯區(qū)塊投產(chǎn)24口，平均單井初期日產(chǎn)油2.3 t，未達到設計要求，方案被迫停止，油藏成了謎團。面對謎團，依據(jù)新開發(fā)的低效井，重新進行小層對比，油藏主控因素及富集帶的研究工作發(fā)現(xiàn)：蘇家屯地區(qū)主要油源來自沙河子組，而非營一段，同時上部營二段儲層砂體單層厚度薄，連續(xù)性差；蘇家屯東部斷階帶富油區(qū)伴有大量近南北向斷層，斷層多發(fā)育在生烴前，斷層上下兩盤多發(fā)生封堵作用，呈現(xiàn)近源富集的規(guī)律。因而，對蘇家屯地區(qū)成藏條件及主控因素分析尤為重要。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

蘇家屯次洼位于梨樹斷陷北部斜坡帶以西，發(fā)育于斷陷沉積期，與梨樹斷陷主體相連，受區(qū)域構(gòu)造運動和皮家斷裂長期活動的影響，斷裂較發(fā)育，近南北向桑樹臺控盆斷層為一級斷層，延伸較遠，為斷陷期長期活動的斷層，控制了登婁庫組以下地層的沉積；北東向皮家走滑斷層為二級斷層，控制了早期地層的沉積，對梨樹斷陷的構(gòu)造格局的劃分起著重要的作用，將蘇家屯次洼與梨樹斷陷主體分割[5-7]。近南北走向的曲家屯斷層(圖1)為三級斷層，將蘇家屯次洼分為西部深洼帶和東部斷階帶。西部深洼帶為受桑樹臺斷裂和曲家屯斷裂夾持的地塹式沉積，地層穩(wěn)定，斷裂不發(fā)育；而東部斷階帶則發(fā)育一系列近南北向西掉四級正斷層，斷層斷開層位T4-T5，將其分割為多斷塊。該次洼南部地層發(fā)育較全，向北受登婁庫組沉積末期抬升影響，登婁庫組地層被大量剝蝕，整體上表現(xiàn)為“南部雙斷地塹，北部東斷西超”的構(gòu)造格局。

圖1 蘇家屯次洼在梨樹斷陷的位置

蘇家屯地區(qū)地處梨樹斷陷北部的上傾斜坡上，是主要的物源過路區(qū)，主要發(fā)育為濱淺湖與辮狀河三角洲沉積體系[8-9]。沉積分上下兩套層系，下部是上侏羅-下白堊統(tǒng)斷陷盆地沉積，自下而上的地層為火石嶺組(J3)、沙河子組(K1)、營城組(K1)、登婁庫組(K1)；上部為上白堊統(tǒng)坳陷盆地沉積，發(fā)育了泉頭組(K2)、青山口組(K2)、姚家組(K2)、嫩家組(K2)[9-10]，其中火石嶺組、營城組、登婁庫組末期經(jīng)受三期整體抬升剝蝕。

2 成藏條件分析

2.1 油源條件分析

蘇家屯地區(qū)緊臨兩個生油洼陷，桑樹臺洼陷與蘇家屯次洼，其烴源巖主要發(fā)育于沙河子組和營城組，以半深湖相暗色泥巖沉積為主，全區(qū)廣泛發(fā)育，厚度大于500 m。根據(jù)已鉆井分析，該區(qū)在營一段鉆遇的暗色泥巖占地層厚度70%以上，有機質(zhì)豐富，烴源巖以III型干酪根為主，Ro為0.7%～0.85%，處于成熟階段；沙河子組暗色泥巖占地層厚度90%以上，有機質(zhì)豐富，烴源巖以II型干酪根為主，Ro在0.7%～1.3%，處于成熟階段，部分進入了高成熟階段，具有良好的生烴能力。蘇家屯次洼部分地區(qū)可見混源油的特征，證實了沙河子組烴源巖是蘇家屯次洼的主要生油巖。

2.2 儲層條件

儲集砂體儲集物性的優(yōu)劣主要取決于儲集砂體所處的沉積相帶，研究區(qū)的主力儲層為營城組，營城組物源繼承了沙河子組北東、西南雙方向的物源特點，北部物源影響范圍大，可波及到SW332以北的地區(qū)，西南物源主要波及到L2井以西地區(qū)。登婁庫組西南物源消失，北東方向的物源與楊大城子物源匯合，形成范圍更廣的扇三角洲體(圖2)。

圖2 梨樹斷陷蘇家屯地區(qū)營二段沉積相分布

從儲層砂體平面分布來看，砂巖層在平面上分布不穩(wěn)定,其厚度也不大。根據(jù)已鉆井統(tǒng)計，儲層較發(fā)育，尤其是營城組的營一、營二段，儲層占地層的30%～50%。該區(qū)儲層以細砂巖、含礫砂巖及含礫中砂巖為主，泥質(zhì)含量較高，為孔隙式膠結(jié)，以原生粒間孔與次生孔隙為主，孔隙度一般在6%～15%，水平滲透率(0.03～0.139)×10-3μm2。屬于低孔低滲儲層。

2.3 儲蓋組合條件

蘇家屯地區(qū)營城組，營二段上部、營三段、營四段主要以泥包砂特征為主，沉積厚度大，發(fā)育范圍廣，全區(qū)穩(wěn)定分布，可作為區(qū)域蓋層，與下部發(fā)育的砂巖儲層形成良好的儲蓋組合，十屋30、十屋33X等鉆遇的營城組的油藏都是這一組合特征。

2.4 油氣輸導條件

蘇家屯地區(qū)油氣輸導條件為該區(qū)油氣成藏的關鍵。研究區(qū)儲層主要為辮狀河三角洲砂體，發(fā)育水下分支河道砂體、河口壩及席狀砂體，平面上疊合連片，砂體之間的連通性較差。東部斷階帶發(fā)育多條順向斷層，其中以曲家屯斷裂為主，切割至西部凹陷油源區(qū)，能提供良好的運移條件，梨2井營城組儲層發(fā)育，但是沒有成藏主要是因為斷層不發(fā)育，儲層與油源的溝通差。在斷階帶的十屋33X等井都在營城組成藏，而在東部斷階帶東側(cè)油氣顯示效果較差，這是由于距油源較遠，砂體沉積厚度薄，砂泥互層發(fā)育，斷層多起封堵作用。

2.5 圈閉條件

受長期活動的基底及桑樹臺、皮家斷裂的影響，蘇家屯呈現(xiàn)一洼一斷階的構(gòu)造格局[11]。火石嶺組地層沉積時就存在的斷階帶，一直處于繼承性發(fā)育階段；至泉頭組地層沉積早期，斷階帶斷裂活動減弱，斷階帶構(gòu)造定型，進入穩(wěn)定沉降時期。東部斷階帶主要發(fā)育辮狀河三角洲水下分支河道砂體、河口壩及席狀砂體，受斷層切割，形成斷層-巖性圈閉；西部桑樹臺斷層下降盤發(fā)育近岸水下扇沉積，儲層較發(fā)育，向上受斷層封堵，形成巖性-斷層圈閉。

3 成藏主控因素分析

2011年，當時的認識是蘇家屯地區(qū)斷層發(fā)育，形成多個斷塊，發(fā)育多個斷塊構(gòu)造油藏，認為主要是構(gòu)造控制油藏的分布[12]。通過對蘇家屯地區(qū)進行沉積體系研究、儲層物性統(tǒng)計、油藏解剖等，認為該區(qū)的油藏是由多個因素控制的。

3.1 斷層是油氣成藏的關鍵

斷層是控制蘇家屯地區(qū)油氣成藏的關鍵。研究區(qū)的烴源巖主要發(fā)育于沙河子組和營城組，營城組以營一段為主[13]，但是生烴能力較弱，單純靠儲層周圍的烴源巖向砂體供烴是不夠的，這也就是梨2井在營城組多套含油而沒有成藏的主要原因。同時，通過2013-2014開發(fā)部署38口井，證實鄰近曲家屯斷裂的斷塊油氣相對富集，平面上距曲家屯斷層越近，油氣富集、含油面積越大；縱向上距曲家屯斷層越近，含油層增多。研究表明，蘇家屯次洼東部斜坡帶，靠近曲家屯斷層多切割油藏，是油氣縱向運移的良好通道，而油藏內(nèi)部斷層對油氣具有封堵作用(圖3)。

圖3 蘇家屯地區(qū)斷層控油模式

3.2 儲層砂體展布控制油藏發(fā)育邊界

結(jié)合研究區(qū)主要特點，并考慮鄰近曲家屯斷裂的斷塊油氣相對富集，重點分析儲層砂體波及范圍。營城組沉積類型為辮狀河三角洲沉積，在蘇家屯地區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相和辮狀河三角洲前緣亞相，儲層主要以辮狀河道、水下分流河道、河口壩為主，儲層物性好，分布范圍較大，雖然表現(xiàn)為在平面上連接成片(圖4)，但是由于砂體被多條東西向斷層切割，同時砂體內(nèi)部物性的差異變化大，把砂體分隔成多個小的單元，形成多個小的油藏(圖4)。

3.3 儲層物性控制油氣的富集層系

蘇家屯地區(qū)含油層系主要集中于營二段下部，雖然受儲蓋條件的限制，但是儲層的物性控制了油氣的富集層位。表1是根據(jù)測井解釋數(shù)據(jù)統(tǒng)計的營城組四個層段的所有小層的孔隙度、滲透率散點統(tǒng)計結(jié)果，油層的孔隙度一般大于9%，滲透率大于0.3×10-3μm2。從表1中可以看出，四個層段中，營二段儲層的物性最好，所以，以營二段油氣最為富集。

表1 營城組物性統(tǒng)計

層段孔隙度/%滲透率/10-3μm2營四段7．380．27營三段8．140．21營二段11．500．95營一段7．830．80

4 勘探方向及目標優(yōu)選

蘇家屯地區(qū)沉積以辮狀河三角洲為主，由于受湖平面頻繁升降變化影響明顯，分流河道被反復廢棄或者改道，難以形成穩(wěn)定的分流河道砂體，砂體在湖流的作用下廣泛分布，雖然厚度較薄，但連片分布，砂體之間的連通性差，形成單個的砂體圈閉。如果這些圈閉能夠成藏，就必須有斷層與油源溝通。所以在勘探部署時首先考濾到有效儲層的分布范圍，同時是否存在油源斷層這些必要的條件。下步應積極探索曲家屯斷裂帶南部油氣藏規(guī)模。

5 結(jié)論

(1)蘇家屯次洼發(fā)育沙河子組與營一段兩套烴源巖，主要來源于沙河子組烴源巖，而非營一段烴源巖，并與蘇家屯東部斷階帶上部儲層形成近源側(cè)向運移為主的自生自儲型斷層-巖性油氣藏。

(2)蘇家屯呈現(xiàn)一洼一斷階的構(gòu)造格局，西部洼陷帶斷裂不發(fā)育；東部發(fā)育一系列近南北向斷層，其中曲家屯斷裂帶切割沙河子組烴源巖，為油氣主要運移通道，而其它斷層未切割沙河子組烴源巖，多以封堵作用為主，同時油氣富集規(guī)律平面上呈現(xiàn)近源斷塊儲層豐度高，相帶控制儲層發(fā)育邊界；剖面上呈現(xiàn)物性控制油氣聚集層段，構(gòu)造高度決定油水邊界。

(3)有效儲層砂體的平面分布是影響蘇家屯地區(qū)油氣聚集成藏的關鍵，下一步應在東部斷階帶繼續(xù)向曲家屯斷裂南部滾動擴邊，同時積極探索洼陷區(qū)環(huán)洼分布的近岸水下扇巖性-斷層油氣藏。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)02-0029-04

2014-10-22

李闊，碩士，1985年生，2012年畢業(yè)于長江大學礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)研究工作。

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