太東地區(qū)葡萄花油層油氣成藏主控因素與模式

崔敬偉， 宋子學(xué)

(大慶油田有限責(zé)任公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

太東地區(qū)葡萄花油層油氣成藏主控因素與模式

崔敬偉， 宋子學(xué)

(大慶油田有限責(zé)任公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

為探究太東地區(qū)油氣的形成條件和油藏類型，通過(guò)二、三維地震資料精細(xì)解釋，明確了該區(qū)的斷層發(fā)育特征和構(gòu)造格局，以層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，確定太東地區(qū)葡萄花油層等時(shí)地層格架。通過(guò)沉積微相研究，詳細(xì)論述葡萄花油層各類沉積砂體的展布特征、發(fā)育規(guī)模。結(jié)合評(píng)價(jià)部署新資料，進(jìn)一步明確太東地區(qū)葡萄花油層的成藏主控因素，得出研究區(qū)葡萄花油層具有超壓間歇釋放幕式運(yùn)移的成藏模式以及油藏類型多樣的結(jié)論，為斜坡帶落實(shí)含油區(qū)提供了充分的依據(jù)。

葡萄花油層;太東地區(qū);主控因素;成藏模式

太東地區(qū)位于松遼盆地北部中央凹陷區(qū)三肇凹陷二級(jí)構(gòu)造帶上，處于宋芳屯鼻狀構(gòu)造西翼向大慶長(zhǎng)垣太平屯背斜構(gòu)造南部過(guò)渡的斜坡部位，南鄰永樂(lè)向斜。該區(qū)構(gòu)造主體為大慶長(zhǎng)垣東南翼斜坡和永樂(lè)向斜，西高東低、北高南低。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育下白堊統(tǒng)姚家組一段的葡萄花油層。筆者應(yīng)用鉆井、測(cè)井、錄井、測(cè)試及分析化驗(yàn)等資料，通過(guò)成藏特征的多因素分析，重點(diǎn)論述區(qū)內(nèi)油氣的形成條件和油藏類型，總結(jié)該區(qū)的成藏模式，試圖為該區(qū)落實(shí)含油區(qū)和下一步的開(kāi)發(fā)工作奠定基礎(chǔ)。

1 石油地質(zhì)概況

1.1 構(gòu)造、斷層特征

太東地區(qū)構(gòu)造位置與斷裂組合見(jiàn)圖1。該區(qū)構(gòu)造解釋采用的是疊偏剖面成圖，利用各反射層空變平均速度場(chǎng)，對(duì)二維資料進(jìn)行空間歸位，對(duì)三維資料直接進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一成構(gòu)造成果圖。區(qū)內(nèi)斷裂十分發(fā)育，大多數(shù)為繼承性發(fā)育的斷層，主要斷穿T1(姚家組頂面)至T2(泉頭組頂面)反射層，延伸長(zhǎng)度一般在0.6～11 km，垂直斷距一般為10～40 m，最大60 m。垂直斷距大的深大斷裂控制了區(qū)域油水分布。在縱向上該區(qū)斷層多為“Y”、“X”、“人”字和“入”字形等表現(xiàn)形式。工區(qū)內(nèi)斷層的展布方向大體上可分為北西向、北東向及南北向，其中，近南北向斷層最發(fā)育，數(shù)量最多。

圖1 太東地區(qū)構(gòu)造位置與斷裂組合Fig.1 Geographical structure location and fracture combination map in taidong region

1.2 地層特征與地層格架

葡萄花油層是太東地區(qū)主要產(chǎn)油層之一，屬白堊系下統(tǒng)姚家組一段地層，厚度一般在34～60 m，呈西北厚東南薄的展布特征。巖性主要為深灰、綠灰色泥巖，泥質(zhì)粉砂巖、灰色粉砂巖、灰棕色含油粉砂巖、細(xì)砂巖及過(guò)渡巖性，呈不等厚互層，與下伏地層呈假整合接觸。葡萄花油層頂部的薩葡夾層為10～20 m的灰黑色泥巖，它控制了葡萄花油層頂界，是良好的區(qū)域蓋層。葡萄花油層下伏的青山口組頂部為一套穩(wěn)定分布的暗色泥巖，電阻率曲線較平直。

根據(jù)高分辨率層序地層學(xué)原理，通過(guò)各級(jí)基準(zhǔn)面旋回的識(shí)別，建立起單井的基準(zhǔn)面旋回格架借以完成單井的小層劃分，進(jìn)而通過(guò)對(duì)比形成三維地層格架，完成小層的平面和空間對(duì)應(yīng)關(guān)系［1］。另外，基于小層是沉積作用的產(chǎn)物，把各級(jí)地質(zhì)界面作為小層的自然邊界，通過(guò)儲(chǔ)層精細(xì)沉積微相研究，弄清各級(jí)界面和砂體的空間展布，確定各級(jí)砂體之間的連通性和流體流動(dòng)能力，進(jìn)而完成小層的劃分和對(duì)比。將其劃分為1個(gè)大旋回、2個(gè)中旋回和9個(gè)小旋回。研究區(qū)的葡萄花油層均可劃分為9個(gè)準(zhǔn)層序，2個(gè)準(zhǔn)層序組，低位域沉積體系。層序劃分見(jiàn)表1。

表1 太東地區(qū)姚一段地層(葡萄花油層)層序劃分Table 1 Sequence division of first member of yaojia formation(Putaohua oil-bearing layer)in Taidong region

1.3 沉積、儲(chǔ)層特征

通過(guò)巖心觀察，利用測(cè)井、錄井、粒度分析等資料，結(jié)合區(qū)域沉積環(huán)境，認(rèn)為該區(qū)青山口組水退旋回的晚期與姚家組至嫩江組水進(jìn)旋回的早期，整個(gè)盆地沉降速度明顯減慢，處于總體坳陷過(guò)程中的一個(gè)顯著充填時(shí)期。該時(shí)期盆地氣候變得相對(duì)干旱，周邊物源充足，河流—三角洲沉積十分發(fā)育，湖泊被淤積變淺，陸上和水下地形平緩。大型河流—三角洲沉積廣泛發(fā)育，表現(xiàn)出典型淺水湖泊的沉積特征。葡萄花油層沉積主要受北部沉積體系控制，屬于三角洲前緣亞相，可以劃出以下五個(gè)沉積微相:水下分流河道、分流間灣、席狀砂、砂壩和泥坪沉積。北部水下分流河道發(fā)育，進(jìn)入?yún)^(qū)內(nèi)的分流河道主要有五支，均呈北西向展布，向東南方向延伸。由于受古地貌影響，河道的交匯分支現(xiàn)象多見(jiàn)，東北部的分支局部沿西南方向，分流河道間灣泥巖發(fā)育。向東南部，即分流河道前緣方向，席狀砂發(fā)育。

儲(chǔ)集層主要為水下分流河道砂、河口壩和三角洲外前緣席狀砂。由于受沉積相帶的控制，砂體多呈南北向展布，單砂層厚度、累計(jì)砂巖厚度、砂地比等南北變化較大;具有砂巖層數(shù)多、單層厚度薄、層間差異大、平面連續(xù)性差的特點(diǎn)。巖性以石英長(zhǎng)石碎屑巖為主，多為泥質(zhì)雜基，膠結(jié)物以方解石為主，分選程度一般為好至中等，長(zhǎng)石風(fēng)化程度一般為中等，膠結(jié)方式主要為薄膜—孔隙或孔隙—薄膜、再生—孔隙、再生—薄膜等，孔隙類型以原生粒間孔為主。儲(chǔ)層物性研究平均孔隙度為20.9%，平均滲透率為75.1 mD，屬中孔、中滲儲(chǔ)層。

2 葡萄花油層主控因素

在構(gòu)造、沉積及斷裂等條件控制下，該區(qū)油藏發(fā)育具有“多種原因影響油氣藏的發(fā)育，主要因素控制油氣藏的類型”的特征。油藏的形成和分布在宏觀上受多種因素的影響，這些宏觀的地質(zhì)因素包括構(gòu)造帶類型、沉積體系域類型、儲(chǔ)集相類型、烴源巖條件等［2］。而油氣成藏的控制因素主要有五個(gè):第一，優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育;第二，有利的儲(chǔ)蓋組合條件、斷層遮擋因素;第三，良好的儲(chǔ)集層的發(fā)育;第四，有利的構(gòu)造地質(zhì)背景;第五，良好的油氣輸導(dǎo)通道的發(fā)育。

2.1 優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育

青山口組泥巖是I類生油巖，源巖層系厚、品質(zhì)好、演化程度高，能夠提供豐富的油氣資源。青山口組生成的石油在超壓作用下，沿?cái)嗔汛瓜蜻\(yùn)移至葡萄花油層。加之東側(cè)的徐家圍子向斜和西南的永樂(lè)向斜這兩大生油凹陷生成的石油側(cè)向運(yùn)移至該區(qū)，也為其提供了充足的油源。

2.2 有利的儲(chǔ)蓋組合條件

區(qū)域的儲(chǔ)蓋組合是油氣藏存在的基礎(chǔ)，上覆蓋層封閉性受其形成的地質(zhì)條件和后期成巖條件等宏觀因素的控制。這些影響因素包括蓋層巖性、厚度、成巖程度、所含礦物成分及其含量，而蓋層封閉能力決定了它能否封閉油氣以及所封閉油氣的含量［3］。

姚二、三段發(fā)育了100～120 m厚的區(qū)域性致密泥巖蓋層，為油氣藏提供了良好的封蓋條件。姚一段為有利的儲(chǔ)集層，而其下部發(fā)育的青山口組的泥巖則是該區(qū)的源巖。斜坡帶各層段分布不連續(xù)的泥巖均可作為局部蓋層，側(cè)向上砂巖上傾對(duì)接的泥巖、物性變差的砂巖及斷層均可作為良好的側(cè)相遮擋條件，形成有利的儲(chǔ)蓋組合［4－6］。

2.3 良好儲(chǔ)集層的發(fā)育

發(fā)育低水位體系位域時(shí)期三角洲前緣沉積，該區(qū)葡萄花油層在工區(qū)西北部主要以河道和河道間沉積為主，物源主要來(lái)自于工區(qū)西北方向和北部，來(lái)自于西北方向的河流走向大多成北西—南東向展布，水下分流河道砂、河間砂都是有利的儲(chǔ)集層;工區(qū)南部主要以三角洲前緣席狀砂和零星分布的砂壩相為主，砂巖連通性較好?？傮w上看，位于三角洲內(nèi)前緣的分流河道的單井產(chǎn)量高，河道間單井產(chǎn)量低;位于三角洲外前緣的席狀砂分布區(qū)，砂巖厚度小，產(chǎn)水量和產(chǎn)油量都較低。

2.4 有利的構(gòu)造地質(zhì)背景

油氣生成及運(yùn)移與構(gòu)造發(fā)育演化的相互配套關(guān)系是控制油氣富集的重要因素。局部構(gòu)造是油氣聚集的基本單元。在區(qū)域性構(gòu)造隆起背景上的局部構(gòu)造是形成油氣聚集的最有利地區(qū)。

太東地區(qū)總體上為一繼承性發(fā)育在長(zhǎng)垣隆起區(qū)東側(cè)的斜坡區(qū)。其構(gòu)造發(fā)育史主要可分為以下四個(gè)階段，一是侏羅系沉積前褶皺剝蝕階段，二是侏羅系斷陷沉積階段沉積時(shí)期，三是登婁庫(kù)組—嫩江組坳陷沉積階段，四是第三、四系地層沉積時(shí)期盆地回返萎縮階段。登婁庫(kù)組—嫩江組的坳陷沉積階段是長(zhǎng)期發(fā)育的繼承性局部構(gòu)造形成的主要階段。大部分局部構(gòu)造在葡萄花油層沉積末期已具雛形，在姚家組—嫩江組沉積規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，四方臺(tái)組沉積末期的斷裂活動(dòng)對(duì)局部構(gòu)造具有一定的破壞作用，使局部構(gòu)造的面積和幅度有所減小。在嫩五段沉積時(shí)期，基本上奠定了現(xiàn)今西北高、東低、南凹的構(gòu)造格局。由此來(lái)看，在進(jìn)行油氣大規(guī)模運(yùn)移以前，現(xiàn)今的構(gòu)造格局已經(jīng)形成。也就是說(shuō)，現(xiàn)今的構(gòu)造圈閉聚集油氣是有效的。

有利的構(gòu)造地質(zhì)背景條件下，北東向和北西向斷層相互交切形成的半封閉構(gòu)造也是重要的油氣聚集場(chǎng)所。工區(qū)內(nèi)斷層的展布方向大體上可分為北西向和北東向，在縱向上多為“Y”、“X”、“人”字和“入”字形等表現(xiàn)形式，在條帶內(nèi)部多為階梯狀或地塹、地壘等表現(xiàn)形式。斷層相互切割，形成了許多斷塊構(gòu)造，成為該區(qū)葡萄花油層較好的油氣聚集帶。

2.5 良好的油氣輸導(dǎo)通道的發(fā)育

斷層既可作為油氣遮擋條件，也可以作為烴源巖和儲(chǔ)集層之間連通橋梁。太東地區(qū)葡萄花油層發(fā)育的斷層95%以上斷穿了青山口組的烴源巖層，即斷層連接了烴源巖和儲(chǔ)集層，使得大量油氣向砂體沖注，形成有利油氣藏。

3 成藏模式與油層類型

3.1 油氣成藏模式

太東地區(qū)由大慶長(zhǎng)垣東翼斜坡、宋芳屯鼻狀構(gòu)造和永樂(lè)向斜三個(gè)局部構(gòu)造背景所組成。斷裂發(fā)育，姚一段沉積時(shí)期為北部物源沉積體入湖所形成的三角洲前緣沉積背景，水下分流河道、河口壩、席狀砂發(fā)育，巖性巖相變化快。在這種構(gòu)造、沉積背景條件下，縱橫交錯(cuò)的斷層與變化多樣的巖性、巖相相互匹配，奠定了該區(qū)以斷層、巖性變化為主要控制因素的油氣運(yùn)聚成藏背景和油氣藏類型。

葡萄花油層下伏巨厚青山口組優(yōu)質(zhì)烴源巖層，上覆封蓋條件良好的姚二、三段——嫩江組區(qū)域蓋層，兩者之間發(fā)育密集的油源斷裂。在下有充足的油源供給，中有眾多溝通油源與圈閉的油源斷裂提供運(yùn)移通道，上有良好的封蓋條件，這樣得天獨(dú)厚的成藏背景下，位于優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道上覆方向分布廣泛而豐富多樣具有良好儲(chǔ)集條件的圈閉必然會(huì)聚集油氣形成油氣藏。

不同構(gòu)造背景由于斷裂展布、沉積特征及構(gòu)造位置的差異具有不同的成藏規(guī)律，長(zhǎng)垣東翼整體為東傾斜坡背景，近南北向斷裂為遮擋條件，其下伏方向匯油斷裂運(yùn)移上來(lái)的油氣在上傾方向受斷層遮擋的各類圈閉中聚集成藏，形成以斷層—巖性為主兼有構(gòu)造—巖性油氣藏;宋芳屯鼻狀構(gòu)造斷裂相互交錯(cuò)，形成以斷塊為主的圈閉，捕集油源斷層輸導(dǎo)上來(lái)的油氣形成以斷塊油氣藏為主的油藏類型;永樂(lè)向斜地勢(shì)最低，位于三角洲前緣相前緣，巖性變化大，它們與近南北向的斷裂匹配形成以巖性為主的油氣圈閉。油藏分布與成藏模式見(jiàn)圖2。

圖2 太東地區(qū)葡萄花油層油藏分布與成藏模式Fig.2 Reservoir distribution and model of putaohua oil-bearing layer in taidong region

綜上所述，葡萄花油層油氣運(yùn)移成藏的基本模式——超壓間歇釋放幕式運(yùn)移成藏模式。即下伏方向具有優(yōu)勢(shì)的運(yùn)移通道的油源斷裂，溝通青山口組烴源巖成熟油氣，上覆方向各種類型的圈閉捕集油氣成藏，浮力和下伏烴源巖超壓幕式釋放是油氣運(yùn)移的動(dòng)力。

3.2 油氣藏類型與分布

太東地區(qū)葡萄花油層在構(gòu)造、沉積等因素的影響下，已發(fā)現(xiàn)的油氣藏主要有4種類型:

3.2.1 構(gòu)造—巖性復(fù)合油藏

在斜坡背景下，在構(gòu)造的高部位，油氣分布主要受構(gòu)造及沉積儲(chǔ)層發(fā)育情況的控制。分析認(rèn)為，在太30井區(qū)主要發(fā)育構(gòu)造—巖性復(fù)合油藏，如圖3所示。

圖3 太30－2～太30井葡萄花油層油藏剖面Fig.3 Reservoir profile diagram about tai30－2～tai30 wells of putaohua reservoir

3.2.2 斷塊油氣藏

斷塊油氣藏主要靠斷層作為遮擋因素，如芳8井區(qū)。芳8井區(qū)油氣富集帶位于芳8井西側(cè)和東斷層所構(gòu)成的地壘塊上，見(jiàn)圖4。另外，油氣富集區(qū)位于“人”、“入”字形的斷塊內(nèi)，均為斷塊油藏，如肇35井區(qū)。

圖4 芳8－1～芳8井葡萄花油層油藏剖面Fig.4 Reservoir profile diagram about fang8－1～fang8 wells of putaohua reservoir

3.2.3 斷層—巖性復(fù)合油藏

由斷層與巖性尖滅構(gòu)成的斷層—巖性復(fù)合油氣藏，也是該區(qū)油氣藏的類型之一。如圖5所示，此類油氣藏在地層上傾方向主要受斷層遮擋，在側(cè)向上，由巖性尖滅和物性變差而形成遮擋。如芳18－2、芳98－16等井區(qū)上傾方向被斷層切割，其下傾方向儲(chǔ)層尖滅，形成斷層—巖性復(fù)合油藏。

圖5 芳121－1～芳18－2井葡萄花油層油藏剖面Fig.5 Reservoir profile diagram about fang121－1～fang18－2 wells of putaohua reservoir

3.2.4 巖性油藏

凹陷中巖性油氣藏分布遵循“互補(bǔ)性”原理［7］。隱蔽油藏與構(gòu)造油藏，在油氣資源量分配和油氣空間分布上具有互補(bǔ)性，不同的構(gòu)造帶、不同的構(gòu)造部位發(fā)育不同的油藏類型;在資源總量和油氣分布上，具有明顯的互補(bǔ)性，永樂(lè)向斜中心附近構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較弱，以隱蔽圈閉為主，大面積分布了巖性油藏，油層發(fā)育受巖性的控制也很明顯，如肇46井區(qū)，見(jiàn)圖6。

圖6 肇46井葡萄花油層油藏剖面Fig.6 Reservoir profile diagram about zhao46 wells of putaohua reservoir

4 結(jié)論

(1)太東地區(qū)葡萄花油層斜坡帶構(gòu)造格局受南北向斷層的影響，在斜坡帶的不同部位新發(fā)現(xiàn)落實(shí)了一系列有利圈閉。

(2)太東地區(qū)葡萄花油層在構(gòu)造、沉積及斷裂等條件控制下，油藏具有“多種原因影響油氣藏的發(fā)育，主要因素控制油氣藏的類型”的特點(diǎn)，主控因素主要體現(xiàn)在五方面，即優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育，有利的儲(chǔ)蓋組合條件、斷層遮擋因素，良好的儲(chǔ)集層的發(fā)育，有利的構(gòu)造地質(zhì)背景和良好的油氣輸導(dǎo)通道的發(fā)育。這些因素的總結(jié)，為該區(qū)油藏類型的確定提供了充分的理由。

(3)太東地區(qū)葡萄花油層下伏方向具有成熟烴源巖的發(fā)育，斷裂為油氣提供優(yōu)勢(shì)的運(yùn)移通道，溝通青山口組烴源巖成熟油氣，上覆方向各種類型的有利圈閉捕集油氣成藏，浮力和下伏烴源巖超壓幕式釋放是油氣運(yùn)移的動(dòng)力。因此，形成了該區(qū)油氣運(yùn)移成藏的基本模式——超壓間歇釋放幕式運(yùn)移成藏模式。

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Controlling factors and model of hydrocarbon accumulation of Putaohua reservoir in Taidong region in north songliao basin

CUI Jingwei，SONG Zixue
(Exploration＆ Development Research Institute of Daqing Oilfield Company Limited，Daqing 136217，China)

This paper is an attempt to establish the development characteristics of faults and tectonic framework by fine interpretation on 2D and 3D seismic data，compartmentalize the isochron stratigraphic framework of Putaohua reservoir in Taidong region under the direction of sequence stratigraphic theory，and expatiate.The distribution and scales of all kinds of sand bodies of Putaohua reservoir based on the study on sedimentary microfaces.The paper details the controlling factors for hydrocarbon accumulation of putaohua reservoir in Taidong region，combined with data of new wells and concludes that the formation model of oil pool in Putaohua reservoir is characteristic of episodic oil accumulation driven by abnormal press and developing multi-type of oil pools.This study offers a basis for further exploration in Taidong region.

Putaohua reservoir;Taidong region;controlling factor;accumulation model

P618.130.2

A

1671－0118(2012)04－0377－05

2012－06－15

崔敬偉(1958－)，男，山東省召遠(yuǎn)人，高級(jí)工程，博士，研究方向:地震資料處理與油氣工程，E-mail:cuijw@petnochina.com.cn。

(編輯 徐 巖)