松遼盆地北部大慶長垣扶余油層成藏特征及圈閉評價

王 艷

(大慶油田有限責任公司勘探開發研究院，黑龍江大慶163712)

大慶長垣位于松遼盆地北部中央坳陷區，是松遼盆地最大的正向構造圈閉，西接齊家—古龍凹陷，東鄰三肇凹陷，油源相對充足，扶余油層頂面構造主體從北向南發育有喇嘛甸、薩爾圖、杏樹崗、太平屯、高臺子、葡萄花6個三級構造，油氣成藏條件較為有利。區內薩爾圖、葡萄花、高臺子油層現已全面開發，下部的扶余油層近年取得了重要勘探成果，構造主體已提交規模儲量，長垣南部是低滲透油藏勘探的重點領域。

目的層段扶余油層屬于白堊系泉三、泉四段地層，其中扶一油層組屬于泉四段地層，自下而上可分為FⅠ1、FⅠ2、FⅠ3砂層組，扶二、扶三油層組屬于泉三段上部地層，總厚度一般為250～260m。主要發育河流相，三角洲平原、三角洲前緣亞相沉積，砂體規模小，錯疊連片，配之被斷裂復雜化的壘、塹相間的構造格局，具有控藏條件復雜、圈閉優選難的特點。因此本文以大慶長垣南部為例，從石油地質特征研究入手，對圈閉地質條件進行綜合分析，目前，關于圈閉評價的方法較多，定性排隊和定量計算兩方面都有[1-5]，本文通過成藏條件分析把定性分析與定量計算相結合對圈閉進行綜合評價，從而對油氣富集圈閉進行優選，為勘探目標優選提供依據。

1 成藏特征

1.1 構造特征

大慶長垣南部主要由長垣背斜主體的葡萄花構造及西側的葡西鼻狀構造、新肇鼻狀構造和敖南鼻狀構造4部分組成（圖1）。松遼盆地北部普遍經歷了3次沉降、2次抬升。青山口組到嫩江組、四方臺組到明水組、新第三系泰康組到第四系沉積時期，構成3次沉降；而2次區域抬升分別發生于嫩江組沉積后和明水組沉積后[6]。大慶長垣南部的葡萄花構造及西側的鼻狀構造帶主要形成于這2次構造抬升過程中，由于這種構造演化造成了地形上的很大差異，因此不僅為構造誘導作用創造了十分有利的條件，同時也為構造背景下巖性圈閉的形成創造了條件，是油氣富集的主要指向區。

研究區斷裂發育，以近南北向為主，局部發育北西向斷裂。斷層規模較小，斷層延伸長度集中分布在1km之內，占60%以上，1～2km的斷層僅占五分之一，大于2km的斷層不足十分之一。這些斷裂一般集中發育在構造兩翼地層曲率變化較大的地方，由6～10條延伸幾到十幾公里的小斷層組成，構成斷裂密集帶。從成因上分析，斷裂密集帶可劃分為2種類型，一種是向斜區的斷裂密集帶，發育于生油向斜中，主要是超壓水力破裂所致，內部小斷層呈現出雞爪式或多叉式放射特征，是幕式排烴作用的流體泄壓帶；另一種是斜坡區的斷裂密集帶，發育于構造兩翼斜坡處，由構造擠壓作用形成，內部小斷層與密集帶走向斜交，既有反向斷層，也有順向斷層，是油氣運移的中轉帶。因此這些斷裂密集帶與河道砂體在空間上互相切割，一方面有利于油氣的規模運移，另一方面則對油氣發生側向遮擋從而形成斷層—巖性油藏（圖2）。

1.2 油源特征

松遼盆地扶楊油層油源來自青山口組一段的烴源巖[7]，青山口組一段屬于半深湖—深湖相泥巖，是區域性沉積，埋藏深度普遍超過1500m，烴源巖有機質類型以Ⅰ型為主[8-9]，具有較好的生油條件。長垣南部油源條件優越，一方面長垣南部兩側的古龍凹陷和三肇凹陷是重要的生烴凹陷，通過側向運移為長垣南部儲層供油，另一方面大慶長垣南部本身的青一段泥巖也較厚，為60～93m，平均為75.8m，鏡質體反射率一般大于0.7%，處于成熟階段，而且，其青一段烴源巖夾持在上部青二、三段泥巖與下部泉四段滲透性砂巖層之間，因此有利于發生倒灌運移形成上生下儲式成藏組合。同時，青二、三段與青一段共同組成長垣南部的區域性蓋層，這為本區的油氣成藏起到了良好的保存作用。

1.3 沉積儲層特征

松遼盆地泉三、四段沉積時期，氣候較為干旱，盆地構造沉降相對穩定，地形平緩，盆地周緣河流體系十分發育，向坳陷中心部位匯集，因而在整個盆地范圍內形成了廣泛河流相沉積[10]，本區主要受控于來自盆地東南部的河流沉積體系。扶余油層整體處于基準面上升期，自下而上河道沉積作用逐漸減弱，河道厚度、河道相域分布面積逐漸減小，由多期疊置的曲流河道逐漸變為孤立的網狀河道和分支河道。FIII層段以典型厚層曲流河沉積為主，河道厚度較大，橫向展布范圍較寬，決口扇較發育；FII主要為典型曲流河沉積，發育規模中等的決口扇沉積；FI3主要為網狀河沉積，靠近物源方向以典型曲流河沉積為主，發育規模較大的決口扇沉積；FI2主要為分流河道沉積，靠近物源方向以部分曲流河沉積為主，決口扇沉積逐漸消逝；FI1主要為水下分流河道沉積，席狀砂廣泛發育。

由沉積相決定本區扶余油層最有利的儲集砂體是曲流河點壩、網狀河和分流河河道砂體。由于當時河流相非常發育且河道改道頻繁，各類砂體相互疊置，連通性總體較好。不同沉積類型砂體的規模和物性有一些差異：曲流河砂體規模最大，孔隙度6%～16%，平均12%，滲透率0.03～3mD，平均1mD；網狀河砂體孔隙度6%～18%，平均11%，滲透率0.04～3mD，平均0.7mD；分流河道砂體孔隙度4%～18%，平均10%，滲透率0.05～2mD，平均0.5mD；決口河道砂體孔隙度4%～12%，滲透率0.05～2mD；決口扇和席狀砂體孔隙度一般小于10%，滲透率小于0.1mD。可見本區網狀河道砂體和曲流河道砂體由于規模大，物性好，與排烴斷裂切割的概率大，易于形成優勢運移通道和巖性類油藏。

1.4 油藏類型

大慶長垣南部受控于東南部物源，青一段源巖成熟，剩余壓力較大，油氣下排和側向運移共同作用，基本上所有井都有油氣顯示，屬于大面積普遍含油，但受構造、砂體及物性等因素影響油氣分布有較大差異，油氣集中分布在扶余油層組頂部，只有在構造高部位油氣下排深度較大，可達到扶二、扶三油層組。由于區內發育近南北向斷裂帶，斷裂帶之間發育一些東西向、北西向的調諧斷裂，溝通兩側油源與砂體，近南北向展布排烴斷層與扶余油層砂體空間上的切割關系一般表現為順切型，排烴斷層的走向與砂體走向相同或交角小于45o，這種類型的匹配關系使排烴斷層與砂體的接觸面大，排烴效率高，有利于形成優勢運移通道；而油氣運移路徑上的反向斷層又對油氣起到了較好的遮擋作用，因此區內扶余油層油氣成藏是油源、構造、斷層與河道砂體四位一體共同控制的，其主要油藏類型就是構造背景下的巖性、斷層—巖性和構造—巖性油藏（圖2）。

2 圈閉的圈定

根據扶余油層成藏特征及油藏類型分析，針對不同構造類型和砂體展布以扶余油層FⅠ1、FⅠ2、FⅠ3砂層組為例開展圈閉圈定優選評價工作：首先在扶余油層頂面構造圖上依據構造幅度、構造等高線及斷層等因素圈出構造圈閉范圍；而后將不同層位沉積河道平面分布圖與砂巖厚度等值圖疊合，以6～8m砂巖厚度等值線作為巖性圈閉下限進行巖性圈閉圈定；最后將構造圈閉范圍與巖性圈閉范圍疊合確定構造—巖性圈閉，只符合一方面條件的定為推測圈閉。

最終在FⅠ1油層組優選圈閉25個，在FⅠ2油層組優選圈閉19個，在FⅠ3油層組優選圈閉18個（圖3）。

3 圈閉評價

3.1 圈閉地質評價

針對圈閉的復雜條件進行詳細分析優選，最終針對5個大方面，12個小方面進行系統統計、計算和評價，5個大方面為圈閉條件評價、油源條件評價、儲層條件評價、保存條件評價以及配套史條件評價。

（1）圈閉條件評價主要針對圈閉落實程度、砂體類型、砂體面積和構造類型來綜合評價（表1）。根據每個條件對圈閉的貢獻程度給出相應的權值，對之前優選的62個圈閉分別賦值完成后計算圈閉條件評價系數P1，進而開展圈閉條件綜合評價。

表1 圈閉條件評價標準（P1）

表2 圈閉油源條件評價標準（P2）

（2）圈閉油源條件評價主要針對源儲距離、輸導通道類型、斷層與主應力方向夾角、斷距、構造勢和地層壓差來綜合評價（表2）。

（3）圈閉儲層條件評價主要針對儲層厚度和孔隙度來綜合評價(表3)。

（4）成藏地質條件分析可見研究區保存條件和配套史條件良好，都可看作1，因此不需要單獨建立標準。

在以上各圈閉條件評價的基礎上，運用風險概率法進行圈閉地質評價[5]。這種方法是把油源、圈閉、儲層、保存和配套史等5項石油地質條件看成是相互獨立又缺一不可的，圈閉含油氣性的概率等于5項條件概率的積：

式中：P——圈閉含油氣概率；

pij——各子項地質因素評價系數，0≤pij≤1；

qij——各項地質因素取權值

應用這個方法分別計算62個圈閉的地質評價系數，從而進行地質綜合評價。

表3 圈閉儲層條件評價（P3）

3.2 圈閉資源量評價

應用體積法計算每個圈閉的潛在資源量：

式中：Q——預測圈閉資源量，104t；

A——圈閉含油面積，km2；

H——油層有效厚度，m；

D——單儲系數，104t/km2·m。

長垣南部單儲系數取儲量計算所得值3.86×104t/km2·m。

3.3 圈閉綜合評價

圈閉綜合排隊是根據地質評價系數和單個圈閉資源量的大小來進行的。首先將每個圈閉資源量數據進行歸一化處理，即算出圈閉資源量評價系數，然后進行圈閉排隊系數的計算：

p——圈閉地質評價系數，0≤p≤1；

k——圈閉資源量評價系數，0≤k≤1；

lnQi——任一圈閉資源量對數值。

R值越小，表示圈閉資源量獲得成功把握性越大，排隊名次就越靠前。與實際鉆井油氣顯示情況相結合，總結出分類標準：Ⅰ類圈閉：0＜R≤0.4；Ⅱ類圈閉：0.4＜R≤ 0.6；Ⅲ類圈閉：0.6＜R ≤ 0.8；Ⅳ類圈閉：R＞0.8。

4 結論

(1)通過對成藏地質條件分析可見區內扶余油層油氣成藏是油源、構造、斷層與河道砂體四位一體共同控制的，其主要油藏類型就是構造背景下的巖性，斷層—巖性和構造—巖性油藏。

(2)結合成藏地質條件，通過葡南地區扶余油層圈閉評價分析得出Ⅰ類圈閉：9、16、18、32、51、52、54共7個；Ⅱ類圈閉：3、6、7等共18個 ；Ⅲ類圈閉：2、4、5等共24個；Ⅳ類圈閉：1、20、21等共13個。其中Ⅰ類和Ⅱ類圈閉為目前勘探部署的主要優選區，其次為Ⅲ類圈閉。在砂體發育、物性較好的優選區內可以形成一定范圍的商業聚集。