不同運(yùn)移方式下斷裂控藏作用的差異性
——以松遼盆地升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層和杏北地區(qū)扶余油層為例

徐 宏

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

不同運(yùn)移方式下斷裂控藏作用的差異性
——以松遼盆地升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層和杏北地區(qū)扶余油層為例

徐 宏

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

為研究斷裂在油氣成藏與分布中的作用，在松遼盆地升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層和杏北地區(qū)扶余油層斷裂發(fā)育及分布特征研究的基礎(chǔ)上，采用斷裂輸導(dǎo)、封閉與油氣分布之間關(guān)系分析方法，研究升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層和杏北地區(qū)扶余油層斷裂控藏作用的差異性．結(jié)果表明：由于油運(yùn)移方式不同，2個(gè)地區(qū)斷裂輸導(dǎo)油和聚集油作用存在差異性，升西—徐家圍子向斜區(qū)斷裂對(duì)葡萄花油層油運(yùn)移起垂向輸導(dǎo)作用，杏北地區(qū)斷裂對(duì)扶余油層油運(yùn)移起側(cè)向連接輸導(dǎo)作用；升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層油主要聚集在油源斷裂上盤，即斷裂密集帶內(nèi)，杏北地區(qū)扶余油層油主要聚集在反向斷裂的下盤，即斷裂密集帶兩側(cè)，且反向斷裂斷距越大，越有利于油聚集．該研究結(jié)果對(duì)認(rèn)識(shí)松遼盆地凹陷區(qū)下生上儲(chǔ)式和源外隆起區(qū)上生下儲(chǔ)式油氣成藏規(guī)律和指導(dǎo)油氣勘探具有參考意義．

斷裂；油運(yùn)移；油聚集；差異性；升西—徐家圍子向斜區(qū)；杏北地區(qū)；扶余油層；葡萄花油層

0 引言

油氣勘探實(shí)踐表明，在含油氣盆地中，斷裂對(duì)油氣聚集與分布起重要作用，它不僅是油氣運(yùn)移的輸導(dǎo)通道，而且是油氣聚集的遮擋物．由于含油氣盆地內(nèi)構(gòu)造部位和層位不同，油氣運(yùn)移方式存在差異，表現(xiàn)為斷裂對(duì)油氣聚集與分布的控制作用也不同，認(rèn)識(shí)斷裂控藏作用的差異性，是對(duì)含油氣盆地內(nèi)不同構(gòu)造部位和層位油氣勘探的關(guān)鍵．人們對(duì)斷裂對(duì)油氣成藏與分布的控制作用進(jìn)行研究，但主要針對(duì)同一含油氣盆地或凹陷，將斷裂作為輸導(dǎo)通道［1—10］或遮擋物［11—16］研究油氣成藏與分布的控制作用，而沒有考慮斷裂于含油氣盆地或凹陷構(gòu)造位置、不同層位關(guān)系的影響．由于斷裂在含油氣盆地或凹陷內(nèi)所處的構(gòu)造位置和層位不同，與源巖、儲(chǔ)層之間的空間位置關(guān)系也就不同，雖然都可對(duì)油氣的成藏與分布起控制作用，但對(duì)油氣運(yùn)移和聚集所起作用的形式和程度存在明顯差異．因此，研究升西—徐家圍子向斜區(qū)與杏北地區(qū)斷裂控藏作用的差異性，對(duì)于正確認(rèn)識(shí)松遼盆地凹陷區(qū)下生上儲(chǔ)式和源外隆起區(qū)上生下儲(chǔ)式油氣成藏規(guī)律和指導(dǎo)油氣勘探具重要意義．

1 地質(zhì)概況

升西—徐家圍子向斜區(qū)與杏北地區(qū)同位于松遼盆地中央拗陷區(qū)內(nèi)（見圖1）．升西—徐家圍子向斜區(qū)位于中央凹陷區(qū)三肇凹陷內(nèi)，主要目的層為上白堊統(tǒng)姚家組的葡萄花油層，是一個(gè)長期繼承性發(fā)育的深水凹陷，是松遼盆地主力烴源巖—上白堊統(tǒng)青山口組一段源巖的主要分布區(qū)．升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層中的油通過斷裂由下伏青一段源巖生成的油向上覆葡萄花油層中運(yùn)移而來［17］．杏北地區(qū)位于大慶長恒杏樹崗背斜北部，北與薩爾圖背斜毗鄰，西側(cè)為齊家古龍凹陷，東部為安達(dá)向斜和三肇凹陷，位于古龍凹陷和三肇凹陷之間，長期處于隆起狀態(tài)，主要目的層為下白堊統(tǒng)泉頭組四段的扶余油層．杏北地區(qū)扶余油層中的油主要來自西部古龍凹陷青一段源巖生成“倒灌”運(yùn)移進(jìn)入扶余油層中的油，通過砂體配合斷裂形成的輸導(dǎo)通道側(cè)向運(yùn)移而來［18］．?dāng)嗔言?個(gè)地區(qū)油成藏過程中起重要作用，但2個(gè)地區(qū)所處的構(gòu)造位置和層位不同，與源巖之間的位置關(guān)系不同，斷裂對(duì)油成藏與分布所起的作用也就不同．

2 斷裂發(fā)育及分布特征

通過三維地震資料解釋成果分析升西—徐家圍子向斜區(qū)和杏北地區(qū)斷裂發(fā)育及分布特征．

升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層發(fā)育大量斷裂，主要為近南北向展布，少量為北北東向和北北西向展布，平均斷裂密度為0．78條／km2，斷裂斷距多數(shù)小于20m，斷距大于20m的斷裂相對(duì)較少；在剖面上斷裂呈似花狀分布（見圖2），在平面上密集成帶分布（見圖3）；共發(fā)育14條斷裂密集帶，其中北西向3條，北北東向5條，近南北向4條，東西向2條．該向斜區(qū)葡萄花油層主要發(fā)育4種類型斷裂：（1）斷陷期形成、拗陷期繼續(xù)活動(dòng)的斷裂；（2）拗陷期形成的斷裂；（3）拗陷期形成、反轉(zhuǎn)期繼續(xù)活動(dòng)的斷裂；（4）斷陷期形成、拗陷期和反轉(zhuǎn)期繼續(xù)活動(dòng)的斷裂（見圖2）．源巖排烴史研究結(jié)果表明，該向斜區(qū)青一段源巖在反轉(zhuǎn)期（嫩江組沉積末期）開始大量向外排烴，按照文獻(xiàn)［1］油源斷裂確定方法，該區(qū)葡萄花油層油源斷裂主要是拗陷期形成、反轉(zhuǎn)期繼續(xù)活動(dòng)的斷裂，以及斷陷期形成、拗陷期和反轉(zhuǎn)期繼續(xù)活動(dòng)的斷裂（見圖2），共有35條，均為斷裂密集帶的邊界斷裂（見圖3）．

圖1 升西—徐家圍子向斜區(qū)和杏北地區(qū)構(gòu)造位置Fig．1 Structural places of Shengxi—Xujiaweizi synclinal region and Xingbei region

圖2 升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層內(nèi)斷裂類型分布Fig．2 Distribution of types of faults of P oil layer in Shengxi—Xujiaweizi synclinal region

杏北地區(qū)扶余油層發(fā)育大量斷裂，主要為北西向和北西西向展布，延伸長度為0～5km，斷裂密度最大為1．3條／km2，斷距為0～80m；在剖面上斷裂組合呈似花狀分布（見圖4），在平面上呈密集帶分布．該區(qū)共發(fā)育18個(gè)斷裂密集帶（見圖5），其中北北西向14條，近東北向3條，北東向1條．發(fā)育與升西—徐家圍子向斜區(qū)同樣的4種類型斷裂，輸導(dǎo)斷裂主要為拗陷期形成、反轉(zhuǎn)期繼續(xù)活動(dòng)的斷裂，以及斷陷期形成、拗陷期和反轉(zhuǎn)期繼續(xù)活動(dòng)的斷裂（見圖4），主要分布在斷裂密集帶的邊部（見圖5）．

升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層和杏北地區(qū)扶余油層斷裂發(fā)育特征存在明顯差異，主要表現(xiàn)為：

（1）斷裂走向不同：升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層斷裂走向以近南北向?yàn)橹?；杏北地區(qū)扶余油層斷裂走向以北西向和北西西向?yàn)橹鳎?/p>

（2）斷裂密集帶條數(shù)不同：升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層發(fā)育14條斷裂密集帶，各方向展布皆有；杏北地區(qū)扶余油層發(fā)育18條斷裂密集帶，以北北西向?yàn)橹鳎?/p>

圖3 升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層斷裂密集帶、油源斷裂與油分布關(guān)系Fig．3 Relation among fault condensed zones，faults counted source rock and oil distribution of P oil layer in Shengxi—Xujiaweizi synclinal region

圖4 杏北地區(qū)扶余油層斷裂密集帶地震剖面Fig．4 Seismic section of fault condensed zones of F oil layer in Xingbei region

3 斷裂輸導(dǎo)油氣作用

升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層和杏北地區(qū)扶余油層的油的來源和含油層位的差異性造成油成藏過程和模式不同，對(duì)油運(yùn)移輸導(dǎo)作用也不同．

3．1 垂向輸導(dǎo)通道作用

升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層與下伏青一段源巖之間被多套泥巖層相隔，青一段源巖生成的油不能經(jīng)由地層孔隙直接向上覆葡萄花油層中運(yùn)移，只能通過油源斷裂向上運(yùn)移至葡萄花油層．該油層發(fā)現(xiàn)的油主要分布在油源斷裂附近（見圖3），因?yàn)橹挥蟹植荚谟驮磾嗔迅浇娜﹂]，才能通過油源斷裂從下伏青一段源巖處獲得油井聚集成藏；否則，其他成藏條件再好，也無油聚集分布．如升西向斜北部葡萄花油層無油分布的主要原因是其油源斷裂不發(fā)育．

3．2 側(cè)向連接輸導(dǎo)作用

杏北地區(qū)位于古龍凹陷油源區(qū)之外，古龍凹陷青一段源巖生成、倒灌運(yùn)移進(jìn)入扶余油層中的油只能通過側(cè)向運(yùn)移到達(dá)杏北地區(qū)．由于杏北地區(qū)扶余油層為三角洲前緣亞相的水下分流河道沉積，砂體單層厚度小，橫向分布不穩(wěn)定，油氣難以沿扶余油層作長距離的側(cè)向運(yùn)移，只能配合輸導(dǎo)斷裂的側(cè)向連接作用，才能使古龍凹陷扶余油層中的油側(cè)向運(yùn)移至杏北地區(qū)．杏北地區(qū)扶余油層油成藏模式見圖6．由圖6可以看出，古龍凹陷扶余油層中的油在沿砂體向杏北地區(qū)側(cè)向運(yùn)移過程中，遇到多條輸導(dǎo)斷裂，改變油側(cè)向運(yùn)移方向而使油發(fā)生垂向運(yùn)移，同時(shí)受到上覆青一段區(qū)域性蓋層的阻擋，油沿?cái)嗔汛瓜蜻\(yùn)移距離較短，然后又改變運(yùn)移方向繼續(xù)沿砂體側(cè)向運(yùn)移．對(duì)于不同輸導(dǎo)斷裂，這種側(cè)向連接作用依次作用下去，使油側(cè)向運(yùn)移至杏北地區(qū)，斷裂對(duì)油運(yùn)移起到側(cè)向連接輸導(dǎo)作用．

圖5 杏北地區(qū)扶余油層斷裂密集帶與油分布關(guān)系Fig．5 Relation between fault condensed zones and oil distribution of Foil layer in Xingbei region

圖6 杏北地區(qū)扶余油層油成藏模式Fig．6 Oil accumulation models of F oil layer in Xingbei region

4 斷裂聚集油氣作用差異性

油氣勘探結(jié)果表明，雖然升西—徐家圍子向斜區(qū)和杏北地區(qū)油氣成藏和分布與斷裂有密切關(guān)系，但位置存在明顯差異．其不是由含油氣層位和油來源不同造成的，而是升西—徐家圍子向斜區(qū)和杏北地區(qū)斷裂對(duì)油運(yùn)移所起的作用不同，造成斷裂對(duì)油聚集所起的作用存在差異性．

4．1 聚集在油源斷裂上盤

由圖3可以看出，升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層油主要分布在斷裂密集帶內(nèi)（見圖7）2條對(duì)傾邊界斷裂（也為油源斷裂）的共同的上盤，即油主要聚集在油源斷裂的上盤，是由斷裂內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征決定的（見圖8）．野外觀察描述結(jié)果［4］表明，由于斷層巖和斷層泥發(fā)育，斷裂帶中滑動(dòng)破碎帶的孔滲性明顯低于圍巖的，難以成為油氣沿?cái)嗔严蛏线\(yùn)移的有效輸導(dǎo)通道；但可以成為油側(cè)向運(yùn)移的遮擋物．由于多次序裂縫發(fā)育，誘導(dǎo)裂縫帶的孔滲性明顯高于圍巖的，可以成為油氣沿?cái)嗔严蛏线\(yùn)移的有效輸導(dǎo)通道；但不能成為油氣側(cè)向運(yùn)移的遮擋物．當(dāng)油源斷裂為斜斷裂時(shí)，上盤作為斷裂活動(dòng)主動(dòng)盤誘導(dǎo)裂縫帶相對(duì)發(fā)育，而下盤作為斷裂活動(dòng)被動(dòng)盤誘導(dǎo)裂縫帶相對(duì)不發(fā)育．升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層砂體在斷裂密集帶內(nèi)與油源斷裂上盤對(duì)接時(shí)，是與誘導(dǎo)裂縫帶對(duì)接，側(cè)向封閉性差，有利于油從斷裂兩側(cè)向上盤或斷裂密集帶砂體中側(cè)向分流運(yùn)移，在斷裂密集帶內(nèi)的斷塊和斷層—巖性圈閉中聚集成藏，形成目前斷裂密集帶富油特征．相反，葡萄花油層砂體與斷裂密集帶兩側(cè)油源斷裂下盤的滑動(dòng)破碎帶對(duì)接時(shí)，側(cè)向封閉性好，不利于沿油源斷裂向上運(yùn)移的油向側(cè)向分流，形成目前斷裂密集帶兩側(cè)油不富集的特征．

圖7 三肇凹陷北部葡萄花油層斷裂密集帶與油井分布關(guān)系Fig．7 Relation between of fault—condensed belts and oil wells distribution of Putaohua oil layers in the north of Sanzhao depression

圖8 升西—徐家圍子向斜區(qū)斷裂密集帶內(nèi)部背形構(gòu)造地震剖面Fig．8 Seismic section of structure with anticline form of fault condensed zones in Shengxi—Xujiaweizi synclinal region

4．2 聚集在反向斷裂下盤

杏北地區(qū)扶余油層油分布與反向斷裂關(guān)系見圖9．由圖9可以看出，杏北地區(qū)扶余油層油主要分布在反向斷裂的下盤，而且反向斷裂的斷裂越大，油氣富集程度越高（見圖10）．這是因?yàn)樾颖钡貐^(qū)扶余油層砂體與反向斷裂下盤對(duì)接時(shí)，因下盤誘導(dǎo)裂縫帶不發(fā)育，即砂體與滑動(dòng)破碎帶對(duì)接，側(cè)向封閉性好，有利于油氣在砂體中聚集成藏．這些反向斷裂往往也是斷裂密集帶的邊界斷裂，造成油主要分布在斷裂密集帶兩側(cè)（見圖10）．反向斷裂的斷距越大，表明上盤下降與下盤砂體對(duì)接的青一段泥巖厚度越大，滑動(dòng)破碎帶中的泥質(zhì)含量越大，側(cè)向封閉性越好，被滑動(dòng)破碎帶封閉的下盤砂體層數(shù)越多，油氣富集層數(shù)越多，油氣富集程度越高；反向斷裂上盤砂體與誘導(dǎo)裂縫帶對(duì)接，側(cè)向封閉性不好，不利于油聚集成藏，油聚集少或無油聚集（見圖8）．

圖10 杏北地區(qū)扶余油層反向斷裂斷距與油富集關(guān)系Fig．10 Relation between fault distance of transoid faults and oil accumulation degree of F oil layer in Xingbei region

5 結(jié)論

（1）不同運(yùn)移方式下，斷裂在凹陷區(qū)下生上儲(chǔ)式和源外隆起區(qū)上生下儲(chǔ)式輸導(dǎo)油的作用存在差異性，如升西—徐家圍子向斜區(qū)斷裂對(duì)葡萄花油層油運(yùn)移起垂向輸導(dǎo)作用，而杏北地區(qū)斷裂對(duì)扶余油層油運(yùn)移起側(cè)向連接輸導(dǎo)作用．

（2）不同運(yùn)移方式下，斷裂在凹陷區(qū)下生上儲(chǔ)式和源外隆起區(qū)上生下儲(chǔ)式聚集油的作用存在差異性，如升西—徐家圍子向斜區(qū)葡萄花油層油主要聚集在油源斷裂的上盤，即斷裂密集帶內(nèi)，而杏北地區(qū)扶余油層油主要聚集在反向斷裂的下盤，即斷裂密集帶兩側(cè)，且反向斷裂斷距越大，油越富集．

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TE122．1

A

2095—4107（2013）05—0017—07

DOI 10．3969／j．issn．2095—4107．2013．05．003

2013—07—03；編輯：張兆虹

國家油氣重大專項(xiàng)（2011ZX05007—002）；國家青年自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41202101）

徐 宏（1963—），女，工程師，主要從事儲(chǔ)層描述及評(píng)價(jià)方面的研究．