敖古拉斷裂輸導油氣有利部位及其對薩葡高油層油氣聚集規律的影響

王運增

(中國石油大慶油田有限責任公司，黑龍江 大慶 163618)

0 引 言

敖古拉斷裂位于松遼盆地西部，是一條北東向展布的正斷裂，其附近的薩葡高油層(薩爾圖姚二、三段—嫩一段油層，葡萄花姚一段油層和高臺子青二、三段油層)已發現了大量的油氣。但不同部位油氣分布特征明顯不同，除了受到不同部位圈閉及砂體發育程度不同的影響外，敖古拉斷裂不同時期輸導油氣有利部位起到了非常重要的作用，因此，能否準確預測敖古拉斷裂在薩葡高油層內不同時期輸導油氣有利部位，對于正確認識油氣分布規律及指導油氣勘探均具有重要意義。前人關于斷裂輸導油氣有利部位的研究主要分為以下3個方面：①根據斷蓋配置是否封閉，研究斷裂輸導油氣條件[1-4]，認為斷蓋配置不封閉，斷裂才能向上輸導油氣，否則斷裂不能繼續輸導油氣；②根據斷蓋配置不封閉區分布和輸導斷裂分布，研究斷裂輸導油氣分布區[5-7]，認為斷蓋配置不封閉區內的輸導斷裂分布區才是斷裂向上輸導油氣分布區；③根據輸導斷裂凸面脊分布和斷蓋配置不封閉區，研究斷裂輸導油氣有利部位[8-9]，認為斷蓋配置不封閉區內的輸導斷裂凸面脊發育部位應是斷裂輸導油氣有利部位。上述研究成果對正確認識含油氣盆地下生上儲式斷裂附近油氣分布規律和指導油氣勘探起到了非常重要的作用。然而，前人對斷裂輸導油氣有利部位的研究并不全面，只考慮了斷裂停止活動后凸面脊輸導油氣作用，沒有考慮活動時期伴生裂縫輸導油氣作用，難以準確反映地下斷裂輸導油氣有利部位，給油氣勘探帶來了一定風險。因此，該文開展敖古拉斷裂在薩葡高油層內不同時期輸導油氣有利部位與油氣聚集關系研究，正確認識其附近薩葡高油層油氣分布規律并指導油氣勘探。

1 斷裂發育及其與油氣側向運移關系

由三維地震資料解釋成果可知，敖古拉斷裂平面延伸長度約為26.6 km(圖1)，斷距為10～80 m，由下至上斷距逐漸變小，傾角變化不大，為31～33 °。敖古拉斷裂從下伏基底一直向上斷至古近系地層中，是一條長期繼承性發育的斷裂。

圖1 敖古拉斷裂發育特征及油氣分布關系

由于敖古拉斷裂位于東側齊家-古龍凹陷青一段烴源巖區之外，不能直接將下伏青一段烴源巖生成的油氣向上輸導運移。但可以對東側齊家-古龍凹陷青一段烴源巖生成的油氣進入到薩葡高油層后向西部側向運移起到輸導作用[10-12](圖2)。由圖2可知：東側齊家-古龍凹陷青一段烴源巖生成的油氣通過薩葡高油層砂體向西部側向運移的過程中，必然要遇到敖古拉斷裂，只有敖古拉斷裂北部油氣可以通過轉換帶穿過敖古拉斷裂繼續向西北方向側向運移，而大部分敖古拉斷裂因西側為高勢區，油氣無法穿過敖古拉斷裂繼續側向運移，因而在敖古拉斷裂處停止側向運移。

圖2 敖古拉斷裂與東側齊家-古龍凹陷薩葡高油層油氣側向運移關系

由鉆井資料揭示，敖古拉斷裂錯斷了嫩二段泥巖蓋層和薩葡高油層內10套泥巖隔層。由于嫩二段泥巖蓋層厚度大，雖被斷裂錯斷，但其上未見油氣顯示，說明嫩二段是封閉的。油氣無法穿過嫩二段泥巖蓋層沿敖古拉斷裂繼續向上運移，而薩葡高油層內10套泥巖隔層由于厚度較小，被敖古拉斷裂錯斷后，斷接厚度(蓋層厚度減去斷距)小，甚至出現負值，均是不封閉的(圖3)。因此，油氣可沿敖古拉斷裂在薩葡高油層內繼續向上運移。

圖3 敖古拉斷裂與10套泥巖隔層斷蓋配置斷接厚度分布特征

2 敖古拉斷裂不同時期輸導油氣有利部位及其分布特征

敖古拉斷裂活動于明水組沉積末期，此時為油氣成藏時期，可作為活動時期，研究其輸導油氣有利部位[10，12]。明水組沉積末期之后，敖古拉斷裂停止活動，可取其后的四方臺組沉積時期作為其停止活動時期，研究敖古拉斷裂輸導油氣有利部位。

2.1 伴生裂縫輸導油氣有利部位及其分布特征

斷裂活動時期由于伴生有大量裂縫的形成，這些伴生裂縫較圍巖地層具有相對更高的孔滲性，是斷裂活動期輸導油氣主要通道，也是斷裂活動時期輸導油氣有利部位。由于受目前研究手段的限制，難以直接確定斷裂伴生裂縫的發育部位，只能利用間接方法預測。具體方法是首先利用三維地震資料統計斷裂在目的層內的斷距，采用最大斷距相減法[13]恢復其在活動期的古斷距，再除以斷裂活動時間，便可得到斷裂在活動時期的古活動速率，然后統計研究區已知井點處斷裂古活動速率及其附近油氣顯示特征，取油氣分布處的最小古活動速率；作為斷裂伴生裂縫發育所需的最小古活動速率，因為斷裂只有伴生裂縫發育，才能輸導油氣，使油氣聚集成藏，油氣鉆探才能發現油氣，否則無油氣發現；最后將斷裂古活動速率大于伴生裂縫發育所需的最小古活動速率的部位圈在一起，便可以得到斷裂伴生裂縫發育部位。

按照上述方法，可以得到敖古拉斷裂不同法線處嫩江組沉積末期古活動速率(圖4)。由圖4可知：敖古拉斷裂與嫩江組沉積末期的古活動速率中部最大，可達到30 m/Ma以上，其次是西部和東部古活動速率均大于20 m/Ma，最小為西部、東部、中部局部部位，古活動速率小于15 m/Ma。松遼盆地北部薩葡高油層斷裂伴生裂縫發育所需的最小古活動速率約為15 m/Ma，敖古拉斷裂伴生裂縫發育，除西部、東部端部和中部2處局部部位伴生裂縫不發育外，其余部位皆發育伴生裂縫，均可成為輸導油氣有利部位。

圖4 敖古拉斷裂伴生裂縫輸導油氣有利部位與油氣分布關系

2.2 凸面脊輸導油氣有利部位及其分布特征

斷裂停止活動后，在上覆沉積載荷、區域活動和地下水所攜帶礦物質沉淀等作用下伴生裂縫緊閉愈合失去輸導油氣能力，不再是輸導油氣有利部位，但在斷裂未封閉前斷裂填充物尚未完全壓實成巖，仍具一定孔滲性和可輸導性，可成為輸導油氣有利部位。該文利用三維地震資料追索斷裂斷層面空間分布，由地層古埋深恢復方法[14]恢復其停止活動后的古埋深，由式(1)計算斷裂斷層面古油氣勢能值，由其古油氣勢能值線法線匯聚線，便可以得到斷裂凸面脊發育部位。利用該方法得到敖古拉斷裂古四方臺組沉積時期古油氣勢能等值線法線匯聚線(凸面脊)(圖5)。由圖5中可知，敖古拉斷裂發育7處凸面脊，其中，中部發育3處凸面脊，中西部發育3處凸面脊，東部僅發育1處凸面脊，可成為輸導油氣有利部位。

圖5 敖古拉斷裂凸面脊輸導油氣有利部位與油氣分布關系

(1)

式中：ΦH為古油氣勢能值，kJ；Z為古埋深，m；p為流體壓力，MPa；g為重力加速度，m/s2；ρH為油氣密度，g/cm3。

3 不同時期輸導油氣有利部位與油氣聚集關系

3.1 薩爾圖油層油氣最為富集

敖古拉斷裂附近以薩爾圖油層油氣最富集，其次為高臺子組油層，最少為葡萄花油層。這是由于敖古拉斷裂在活動時期(嫩江組沉積末期)伴生裂縫較為發育(圖4)，可成為輸導油氣有利部位，有利于下伏高臺子油層和葡萄花油層中的油氣在斷裂活動時期向上覆薩爾圖油層輸導運移；斷裂停止活動后(四方臺組沉積時期)，其凸面脊較為發育(圖5)，也可成為輸導油氣有利部位，有利于下伏高臺子油層和葡萄花油層中的油氣在斷裂活動停止活動后向上覆薩爾圖油層輸導運移。而薩爾圖油層頂部為嫩二段區域性封閉蓋層，被斷裂輸導運移上來的油氣不能穿過嫩二段區域性封閉蓋層繼續向上運移，只能在薩爾圖油層中聚集，使薩爾圖油層內的油氣最為富集。而下部高臺子油層(圖3)，由于其斷蓋配置斷接厚度比葡萄花油層斷蓋配置斷接厚度相對較大，因此，油氣保存條件相對較好，漏失的油氣相對較少，油氣聚集數量明顯多于中部葡萄花油層油氣聚集數量(圖4、5)。

3.2 伴生裂縫輸導對油氣成藏貢獻較大

敖古拉斷裂附近薩葡高油層油氣平面分布與活動時期伴生裂縫輸導油氣有利部位關系要好于薩葡高油層油氣分布與停止活動后凸面脊輸導油氣有利部位之間關系，主要表現在敖古拉東、西部和中部局部，薩葡高油層的油氣相對富集，但凸面脊輸導油氣有利部位不發育(圖5)，而伴生裂縫輸導油氣有利部位較為發育(圖4)。表明活動時期伴生裂縫對薩葡高油層油氣輸導油氣能力對成藏貢獻要大于停止活動后凸面脊輸導油氣有利部位對薩葡高油層油氣輸導油氣能力。

4 結 論

(1) 敖古拉斷裂在薩葡高油層內除了東、西部和中部2處局部部位外，其余部位皆發育伴生裂縫輸導油氣有利部位。

(2) 敖古拉斷裂在薩葡高油層內發育7處凸面脊輸導油氣有利部位，中部和中西部各發育3處凸面脊輸導油氣有利部位，東部僅發育1處凸面脊輸導油氣有利部位。

(3) 敖古拉斷裂不同時期輸導油氣有利部位與薩葡高油層油氣聚集關系主要表現為伴生裂縫和凸面脊共同輸導使薩爾圖油層油氣最為富集，伴生裂縫輸導對油氣成藏貢獻大于凸面脊輸導對油氣成藏貢獻。