松遼盆地北部三肇凹陷衛星油田扶余油層油氣富集規律

張英芝

安達市慶新油田開發有限責任公司，黑龍江 安達 151400

楊鐵軍

大慶榆樹林油田開發有限責任公司，黑龍江 大慶 163000

松遼盆地北部三肇凹陷衛星油田扶余油層油氣富集規律

張英芝

安達市慶新油田開發有限責任公司，黑龍江 安達 151400

楊鐵軍

大慶榆樹林油田開發有限責任公司，黑龍江 大慶 163000

在油氣藏類型及分布規律研究基礎上，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衛星油田扶余油層油氣成藏主控因素進行了研究。結果表明，扶余油層發育斷層-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：三肇凹陷向斜區青一段優質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勢通道；斷層密集帶兩側反向斷階圈閉為油氣主要富集部位，其中背形圈閉反轉系數越大含油性越好。最終建立衛星油田扶余油層“源-路-圈”控藏的源外斜坡區油氣成藏模式：源內向斜區優質烴源巖供烴-近源斜坡區分流河道“橋連”油源斷層輸導-源外斜坡區斷層密集帶正向構造圈閉聚油。

源外斜坡區；成藏主控因素；成藏模式；扶余油層；衛星油田；松遼盆地

衛星油田位于松遼盆地三肇凹陷西北部，東鄰升西向斜，南接宋芳屯鼻狀構造，整體表現為大慶長垣向三肇凹陷傾沒的東傾斜坡。研究區主要油氣產層為下白堊統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距離強物源充填影響，發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。研究區經歷了早期區域勘探、中期圈閉預探和現今油藏評價3個階段，目前已經鉆遇了多口工業油流井。前人對三肇凹陷向斜區扶余油層油氣成藏規律已經做了大量工作，在效源巖評價[2,3]、油氣“倒灌”運移機理[4～7]、油氣輸導通道[8,9]和油氣成藏模式[10,11]等方面取得了很多認識，但針對凹陷斜坡區油水分布復雜的巖性油藏成藏機理研究較少，導致油氣富集部位和層位不清楚。因此，筆者基于構造分區背景下的油藏精細解剖，分析了衛星油田扶余油層“油氣來源-運移路徑-聚油部位”等成藏主控因素，進而建立了源外斜坡區油氣成藏模式。

1 油藏類型及油水分布規律

圖1 衛星油田扶余油層頂面構造圖

衛星油田扶余油層頂面構造是由大慶長垣向三肇過渡的部位，表現為西高東低的單傾斜坡，依據構造深度差異、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號斷階帶構造深度在-1430～-1520m之間，地層傾角一般在2～2.5°，右側以近南北向穿越太12井與太23井之間的斷層帶為界；2號斷階帶構造深度在-1620～-1520m之間，地層傾角一般在1.7～2.3°，右側以近南北向穿越衛21井與芳27-5井之間的斷層帶為界；3號斷階帶構造深度在-1670～-1620m之間，地層傾角一般在1.5～2.0°，左側以近南北向穿越衛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，砂體類型主要為規模小且平面連續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。進而進行圈閉類型分析及油藏精細解剖：扶余油層主要發育斷層-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。

研究區油氣在平面上的各個斷階帶內都有分布(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計表

圖2 衛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油氣分布與成藏條件空間匹配關系分析，衛星油田扶余油層油氣成藏主要受源巖供給、優勢運移通道和正向富油構造等因素控制。

2.1 凹陷向斜區優質烴源巖是油氣富集成藏先決條件

優質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。衛星油田位于與大慶長垣東翼相接的三肇凹陷西側斜坡，區內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的青山口組一段源巖(表2)。總有機碳質量分數(w(TOC))、氯仿瀝青“A”含量均是判斷生油巖研究中的一個基礎指標，它可用于確定生油巖、指示有機質豐度；生烴潛量(w(S1+S2)))、氫指數(IH)、鏡質體反射率(Ro)等3個指標是反映烴源巖演化程度和有機質成熟度的重要指標，有機質熱變質作用愈深，上述數值越大。三肇凹陷凹陷區與斜坡區烴源巖對比來看，凹陷區烴源巖有機質豐度明顯高于斜坡區，說明生烴物質基礎較好。根據烴源巖評價標準，三肇凹陷的凹陷區烴源巖等幾項重要評價指標(w(TOC)、w(S1+S2)、IH)平均值反映出該區發育優質的烴源巖，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%，已達成熟階段[12]，進一步說明烴源巖成熟度高和生烴量大的特點(表2)。同時衛星油田位于三肇凹陷向斜區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勢通道

圖3 衛星油田扶余油層斷層密集帶圖

油氣運移優勢通道制約著油氣藏的分布，進而控制著油氣在不同層位及有利圈閉內聚集成藏。從衛星油田扶余油層源儲空間匹配關系得出，研究區位于三肇凹陷西側斜坡北端，為典型的凹陷源外斜坡區成藏。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生成油氣向研究區長距離側向運移通道(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，如扶余油層中目前已獲工業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，在該斷階帶南部發育多條利于油氣輸導的北西向油源斷層，北北東河道砂體發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 斷層密集帶兩側正向構造圈閉是控制油氣富集的主要部位

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

斷層密集兩側反向斷階圈閉控油受斷層規模和圈閉幅度影響，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)；同時研究發現斷層密集帶交叉部位儲層含油性較好，主要表現為個別近東西向斷層密集帶的分割調節部位(圖3)。因此，斷層密集帶附近正向構造圈閉是源外斜坡區油氣富集有利部位，可作為下一步油氣勘探的重點井區。

3 油氣成藏模式

油氣藏解剖及其成藏主控因素耦合關系研究表明，衛星油田扶余油層主要發育斷裂帶內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，三肇凹陷向斜區青山口組一段源巖生成的油，在源儲壓差作用下，首先進入與其接觸的側向和下伏扶余油層，然后再通過溝通分流河道砂體的北西向油源斷層向衛星油田遠距離側向運移，最終在源外斜坡區斷層密集帶內背形圈閉和斷層密集帶兩側反向斷階圈閉中聚集成藏(圖4)。

圖4 衛星油田扶余油層油氣成藏模式圖

4 結論

1)衛星油田扶余油層依據構造高程、地層傾角和斷層邊界自西向東發育3個斷階帶。扶余油層受斜坡構造背景、儲層砂地比低和多方位斷層分割影響發育斷層-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：凹陷向斜區優質烴源巖是油氣富集成藏先決條件；晚期發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勢通道；斷層密集帶兩側正向構造圈閉控制油氣富集主要部位。

3)衛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遠距離側向運移，最終在斷層密集帶附近的正向構造圈閉中聚集成藏。

[1]朱筱敏，劉媛，方慶，等.大型湖盆淺水三角洲形成條件和沉積模式——以松遼盆地三肇凹陷扶余油層為例[J].地學前緣，2012,19(1)：89～99.

[2]張順，崔坤寧，張晨晨，等.松遼盆地泉頭組三、四段河流相儲層巖性油藏控制因素及分布規律[J].石油與天然氣地質，2011，31(3):411～419，429.

[3] 劉云燕.松遼盆地三肇凹陷葡萄花油層成藏條件及模式的差異性[J].石油與天然氣地質，2012,33(4)：616～623.

[4]付曉飛，平貴東，范瑞東，等.三肇凹陷扶楊油層油氣“倒灌”運聚成藏規律研究[J].沉積學報，2009，27(3)：558～566.

[5]遲元林，蕭德銘，殷進垠.松遼盆地三肇地區上生下儲“注入式”成藏機制[J].地質學報，2000，74(4)：371～377.

[6] 付廣，王有功.三肇凹陷青山口組源巖生成油向下“倒灌”運移層位及其研究意義[J].沉積學報，2008，26(2)：355～360.

[7]劉宗堡，付曉飛，呂延防，等.大型凹陷向斜區油氣倒灌式成藏——以松遼盆地三肇凹陷扶楊油層為例[J].地質論評，2009，55(5)：685～692.

[8] 霍秋立，馮子輝，付麗，等.松遼盆地三肇凹陷扶楊油層石油運移方式[J].石油勘探與開發，1999，26(3)：25～27.

[9]付廣，雷琳.油源區內外斷裂控藏作用差異性研究——以松遼盆地三肇凹陷和長 10 區塊扶余—楊大城子油層為例[J].地質論評，2010，56(5)：719～725.

[10] 張雷，盧雙舫，張學娟，等.松遼盆地三肇地區扶楊油層油氣成藏過程主控因素及成藏模式[J].吉林大學學報(地球科學版)，2010，40(3)：491～502.

[11] 王有功，付廣，劉阿男，等.源外斜坡區斷裂對油氣聚集與分布的控制作用研究——以松遼盆地尚家油田扶余、楊大城子油層為例[J].地質論評，2011，57(1)：101～108.

[12] 盧雙舫，馬延伶，曹瑞成，等.優質烴源巖評價標準及其應用：以海拉爾盆地烏爾遜凹陷為例[J].地球科學(中國地質大學學報)，2012,37(3):535～544.

[13]施立志，吳河勇，林鐵鋒，等.松遼盆地大慶長垣及其以西地區扶楊油層油氣運移特征[J].石油學報，2007,28(6):21～31.

[14]劉宗堡，宗壽魁，姜崇，等.凹陷向斜區油氣滯留成因機制及成藏模式——以松遼盆地古龍向斜葡萄花油層為例[J].中國礦業大學學報，2015,44(1)：76～85.

[15]王海學、付曉飛、付廣，等.三肇凹陷斷層垂向分段生長與扶楊油層油源斷層的厘定[J].地球科學(中國地質大學學報)，2014，39(11)：1639～1646.

[16]王有功，嚴萌，郎岳，等。松遼盆地三肇凹陷葡萄花油層油源斷層新探[J].石油勘探與開發，2015,46(6)：1～7.

[17]陳方文，盧雙舫，薛海濤，等，王民.三肇凹陷扶楊油藏斷裂密集帶樣式及有利成藏部位[J].地球科學(中國地質大學學報)，2013,38(6)：1281～1288.

[18]劉曉峰，董月霞，王華.渤海灣盆地南堡凹陷的背形負花狀構造[J].地球科學(中國地質大學學報)，2010,35(6)：1029～1034.

[編輯] 宋換新

2016-10-20

國家自然科學基金項目(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星油田扶余油層油氣富集規律[J].長江大學學報(自科版), 2017,14(11):12～17.