松遼盆地A區(qū)塊斷裂對油氣成藏控制作用

傅彥華

（大慶油田有限責(zé)任公司第十采油廠，黑龍江大慶163000）

A區(qū)塊構(gòu)造上位于松遼盆地北部中央坳陷區(qū)三肇凹陷東翼，處于西傾的單斜背景之上，總體表現(xiàn)為西南低、東北高的構(gòu)造格局。該區(qū)主要發(fā)育3個(gè)三級構(gòu)造帶，即榆樹林構(gòu)造、郝家粉房構(gòu)造及尚家鼻狀構(gòu)造，均表現(xiàn)為受斷層切割形成的斷塊和斷背構(gòu)造群。局部構(gòu)造由深至淺呈繼承性發(fā)育，大多由同一斷層控制。四級構(gòu)造主要發(fā)育在斷裂相對發(fā)育的區(qū)域，主要呈近北西向展布，其次為近南北向、北東向展布。該區(qū)主要目的層為泉三、四段的扶楊油層，為北部物源控制下的河流—三角洲相沉積體系，砂體寬度120～300m。區(qū)塊距三肇凹陷生油中心較近，油源較豐富，蓋層穩(wěn)定，油氣在超壓作用下“倒灌”運(yùn)移[1-5]經(jīng)初次運(yùn)移至下部扶楊油層，之后沿?cái)嗔押蜕绑w配合形成的復(fù)合通道進(jìn)行二次運(yùn)移，并于斷裂帶兩側(cè)的高斷塊內(nèi)聚集成藏。該區(qū)目前已部分提交探明儲(chǔ)量，但由于區(qū)塊油水分布極其復(fù)雜，縱向上沒有統(tǒng)一的油水界面，平面上受井控程度較低的限制，油氣組合模式有待進(jìn)一步加深認(rèn)識，為此本文通過分析區(qū)塊斷裂特征，從斷裂對油氣運(yùn)聚成藏的控制作用入手，確定不同目標(biāo)區(qū)油藏類型，以便更好地指導(dǎo)該區(qū)油氣的勘探開發(fā)工作。

1 斷層精細(xì)解釋及斷裂特征

1.1 斷層精細(xì)解釋

A區(qū)塊斷層發(fā)育復(fù)雜，斷裂密集帶將工區(qū)切割成不同類型的斷塊。針對此特征，對斷層進(jìn)行精細(xì)解釋，分析斷層特征，搞清斷層形態(tài)、展布方向和形成時(shí)間等要素，對研究該區(qū)扶楊油層儲(chǔ)層及油水特征具有重要意義。為了保證斷層解釋的準(zhǔn)確、合理，本次采用平面、剖面相互對照，剖面內(nèi)各向閉合的原則，利用傾角導(dǎo)向?yàn)V波法，通過斷層主測線和聯(lián)絡(luò)側(cè)線不同方向的閉合檢查，精細(xì)識別小斷層；利用地震相干體屬性切片技術(shù)，通過連續(xù)層位切片成像的定位，精細(xì)刻畫斷層走向及斷層展布規(guī)律；利用變波形、變密度及多窗口多剖面對比技術(shù)，通過三維可視化窗口逐一進(jìn)行斷層顯示，準(zhǔn)確判定斷點(diǎn)位置，細(xì)化斷層組合效果。本次對該區(qū)300km2，按照4×4解釋精度，共解釋閉合斷層329條。

1.2 斷層剖面特征

研究區(qū)斷層均為正斷層，從應(yīng)變特征看，屬“張扭”性伸展斷層。對扶楊油層而言，主要為坳陷演化階段中后期形成的斷層，斷層規(guī)?？v向上自下而上逐漸變小，斷距集中在5～20m之間，由于區(qū)域上的受力不均性，工區(qū)西部斷距較大，最大達(dá)114m。受復(fù)雜多變的構(gòu)造應(yīng)力控制，發(fā)育多期斷層，延伸長度集中在1～3km，延伸長度較大的斷層一般為繼承性發(fā)育斷層，最長可達(dá)7.2km。根據(jù)力學(xué)成因機(jī)制，建立了4種剖面組合模式，即復(fù)雜斷裂背斜模式、單斜反向斷階模式、Y字模式和反Y字模式，具典型的伸展構(gòu)造組合特征。

1.3 斷層平面組合特征

扶楊油層斷層總體呈現(xiàn)塹—壘式組合模式，平面展布上呈明顯的條帶狀分布。由南至北，斷層平面上具有南北向轉(zhuǎn)北西向再轉(zhuǎn)南北向的展布特征，表現(xiàn)出明顯的壓扭狀形態(tài)。工區(qū)北部斷層平面展布條帶性差，斷層組合形式多樣，主要為北東向小斷層溝通南北向控陷斷層形成的復(fù)雜斷塊；工區(qū)南部沿北西—南東向，發(fā)育明顯的3個(gè)斷裂帶，一是位于西部，伸展成因形成的地塹式密集帶，該密集帶斷層切割關(guān)系復(fù)雜，斷層走向多變，主要發(fā)育近南北向和北西向斷層，同時(shí)有北東向斷層發(fā)育；二是位于中部，走滑成因形成的辮式密集帶，主要發(fā)育北東向和近東西向斷層，斷裂密集帶兩側(cè)形成較開闊的高斷塊，內(nèi)部為夾陷形成的面積較小的地塹及部分地壘斷塊；三是位于東部，扭動(dòng)成因形成的雁行式密集帶，主要發(fā)育北北東向和北北西向斷層，呈壘塹相間式發(fā)育。

1.4 斷裂期次劃分

根據(jù)構(gòu)造演化史分析表明，區(qū)塊斷裂主要經(jīng)歷了6個(gè)形成演化時(shí)期：即早白堊世早期、青山口組沉積早期、姚家組—嫩一二段沉積時(shí)期、嫩江組沉積末期以及明水組沉積末期和古近紀(jì)末期。對扶楊油層而言，以早白堊世早期、青山口組沉積早期和明水組沉積末期最為強(qiáng)烈，對斷裂系統(tǒng)的分布及性質(zhì)最具控制作用。根據(jù)斷層形成期次及不同期次斷層在地震剖面上與地層相對位置關(guān)系，將該區(qū)斷層分為4類，分別命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期斷層。

Ⅰ期斷層為早期發(fā)育的斷層，單斷或斷穿侏羅系、登婁庫組地層，該期斷層多形成于斷陷期，具有形成時(shí)間早、數(shù)量少、發(fā)育時(shí)間短暫的特點(diǎn)，基本發(fā)育在工區(qū)南部，走向?yàn)楸北睎|向和近南北向，斷距規(guī)模較大，控陷能力不強(qiáng)。

Ⅱ期斷層為中期發(fā)育的斷層，向上斷到T2及T2以下泉頭組地層內(nèi)幕層，為青山口組地層沉積前時(shí)期斷層，表現(xiàn)為T2層斷距最大，向上、向下斷距逐漸變小，視覺表現(xiàn)為無根斷層。此類斷層垂向上不能有效溝通上部青山口組烴源巖，但可以作為凹陷內(nèi)生成的油氣側(cè)向運(yùn)移通道，斷層全區(qū)發(fā)育，走向?yàn)楸蔽飨蚝徒鼥|西向。

Ⅲ期斷層為晚期發(fā)育的斷層，向上斷到T06層以上，是嫩江組沉積末期及以后構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的斷層，斷開T06層及其以上層位，少量向下斷至T2層。該期斷層發(fā)育數(shù)量多，斷距小，延伸長度短，對葡萄花油層的沉積有一定影響，但控制構(gòu)造的形成能力不大。區(qū)內(nèi)發(fā)育的北東向斷層多數(shù)是晚期發(fā)育的斷層，是在近南北向左行剪切應(yīng)力場作用下形成的壓扭性斷層，主要起封閉作用，對葡萄花油層的保存十分有利。由于斷層活動(dòng)期晚，可能對早期油藏有一定的破壞作用。

Ⅳ期斷層為長期繼承性發(fā)育的斷層，向上斷到T1-1－T1層之間，消失于姚家組，斷層平面走向以近南北向和北西向?yàn)橹?，剖面上表現(xiàn)為斷距下大上小，下降盤地層向下彎曲，上升盤地層向上拱起的特征。此類斷層形成時(shí)間早，長期活動(dòng)，繼承性發(fā)育，規(guī)模相對較大，一般處于地塹、地壘帶的兩側(cè)，既可以作為油氣垂向運(yùn)移的通道，也可以作為油氣側(cè)向運(yùn)移通道，對油氣成藏最為有利，同時(shí)在油氣圈閉形成以后又可能破壞原有的含油氣圈閉，改變油氣保存條件，對油氣進(jìn)行二次分異。

2 斷裂對油氣控制作用

不同時(shí)期發(fā)育的斷層不只對研究區(qū)的構(gòu)造演化、沉積環(huán)境具明顯的控制作用，同時(shí)與油氣運(yùn)聚和散失也有密切關(guān)系，這主要表現(xiàn)在3方面，一方面斷裂可以對油氣起到輸導(dǎo)的作用，油氣在橫向上通過斷層在有利的構(gòu)造或者巖性圈閉聚集成藏，并在垂向上通過斷層進(jìn)行不同層位的重力分異作用；另一方面斷層可以對側(cè)向運(yùn)移來的油氣起到封堵作用，使得油氣得以保存并聚集成藏；最后，斷層可以對早期形成的油氣藏起到破壞作用，主要表現(xiàn)在斷裂的晚期活動(dòng)對原有油氣保存條件的破壞，導(dǎo)致油氣的散失，針對扶楊油層而言，該區(qū)晚期斷層不具明顯的控制作用，此文不做詳細(xì)介紹。

2.1 斷裂對油氣的運(yùn)移輸導(dǎo)作用

該區(qū)青山口組烴源巖未進(jìn)入成熟期，油源來自西北部三肇凹陷青山口組烴源巖，生成的油氣需由縱向上連通源巖和儲(chǔ)集層的斷層“倒灌”運(yùn)移至三肇凹陷扶楊油層。工區(qū)物源來自北部拜泉—青岡水系，扶余油層沉積時(shí)期主要發(fā)育三角洲平原分流河道和三角洲前緣水下分流河道沉積，楊大城子油層沉積時(shí)期發(fā)育河流相沉積，受河流擺動(dòng)和湖水升降等沉積環(huán)境不斷變化的影響，河道砂體發(fā)育極不穩(wěn)定，砂體橫向變化快，砂體規(guī)模小，砂體寬度一般在120～300m，單靠砂體無法形成有效的油氣運(yùn)移通道。因此，油氣運(yùn)移至本區(qū)需要由近東西向斷裂溝通近南北向砂體，在二者的有機(jī)配合下經(jīng)過側(cè)向運(yùn)移圈閉成藏。本區(qū)斷層主體為近南北向壓扭應(yīng)力場作用下的近南北向斷層和北北西及北北東向拉扭斷層，然而全區(qū)發(fā)育的北西向、北東向及近東西向斷層，雖斷距和延伸長度較近南北向斷層都相對要小，但正是這類斷層作為調(diào)節(jié)斷層，溝通了近南北向斷層和近南北向砂體，形成了油氣排烴運(yùn)移的有利通道。該類斷層主要為與砂體展布方向呈中小角度相交的中期斷層和長期繼承性發(fā)育的斷層。特別是工區(qū)北部，距烴源巖較遠(yuǎn)，油氣聚集明顯受斷層控制，沿?cái)鄬有纬梢欢ㄒ?guī)模的油氣藏。

2.2 斷裂對油氣的側(cè)向封堵作用

從扶楊油層油水分布規(guī)律及工業(yè)油流井分布位置看，油井主要分布在工區(qū)南部斷裂密集帶靠近油源一側(cè)的高斷塊上，且西部含油性明顯高于東部，這主要是由于油氣自三肇凹陷向區(qū)內(nèi)運(yùn)移過程中，逐步受到斷層的遮擋、攔截，加之地層側(cè)向?qū)?，?chǔ)層物性變差，豐度逐步遞減。其中反向正斷層的遮擋作用尤為明顯，特別是位于局部構(gòu)造上傾方向的反向正斷層，該類斷層與砂體有機(jī)配合，形成有利的油氣富集區(qū)。如A2井，位于工區(qū)南部第三斷裂帶西側(cè)的反向斷階上，處于一個(gè)微幅度構(gòu)造的頂端，構(gòu)造上傾方向被近南北向斷層有效遮擋，形成油氣富集區(qū)，該井經(jīng)壓后試油獲31.8t高產(chǎn)工業(yè)油流，并以此井為基礎(chǔ)，開辟了水平井開發(fā)試驗(yàn)區(qū)，目前幾口水平井均獲得了較好的開發(fā)效果。同時(shí)該區(qū)斷層泥比率評價(jià)結(jié)果表明，主要斷層具有較好的封閉性，如A3井東部的斷層泥比率均大于50%，其側(cè)向是封堵的，該井扶余油層試油3.9t，楊大城子油層試油2.3t，均獲工業(yè)油流，與該井同一封堵斷層位于該井相鄰斷塊的A6井，同樣經(jīng)試油獲得了工業(yè)油流，并于該斷塊相繼成功鉆獲了3口工業(yè)油流井，證實(shí)了斷塊東部斷層具良好的側(cè)向封堵性。

3 油水分布特征及油藏類型

平面上，該區(qū)油水表現(xiàn)為獨(dú)特的“高水低油”分布特征。油氣受油源、斷裂帶及砂體共同控制，油層多分布在工區(qū)西南部靠近油源一側(cè)；受斷層側(cè)向遮擋影響，水層分布于工區(qū)東北部及第二斷裂帶和第三斷裂帶東側(cè)；工區(qū)西北部同層發(fā)育，這主要是由于北部距離油源較遠(yuǎn)，且斷層多為近南北向，缺乏橫向溝通，油氣長距離運(yùn)移至此，油源供給不足導(dǎo)致的。

垂向上，扶余及楊大城子油層為2套相對獨(dú)立的油水系統(tǒng)，全區(qū)沒有統(tǒng)一的油水界面，油水分布不規(guī)律，常見高部位含水、低部位含油，局部發(fā)育水夾層、油水互層?？傮w而言，扶余油層表現(xiàn)為上油下水分布特征，楊大城子油層油集中在楊一組上部YⅠ1層及下部YⅠ6層。油氣自西南向東北運(yùn)聚過程中，受豐度逐步遞減和斷塊逐步抬升的影響，含油層位逐漸減少，且油富集層位不一致。

三肇凹陷扶楊油層油氣藏為上生下儲(chǔ)型[6-10]。超壓是驅(qū)使油氣向下運(yùn)移的動(dòng)力，不同期次、不同走向斷裂與北東向砂體的有機(jī)配合是油氣運(yùn)移的主要通道，斷裂帶靠近油源一側(cè)的反向斷階及斷裂帶內(nèi)部嵌壘相接的高斷塊是油氣富集的主要場所。在古鼻狀構(gòu)造和現(xiàn)今區(qū)域上傾單斜構(gòu)造的背景上，該區(qū)扶楊油層油氣在斷層、砂體及巖性、物性因素有機(jī)配合、共同控制的作用下，在北部尚家鼻狀構(gòu)造高部位形成構(gòu)造—巖性油藏，在緩坡區(qū)形成斷層—巖性油藏，在南部榆樹林構(gòu)造和郝家粉房構(gòu)造形成斷層—巖性油藏和斷塊油藏。其中，斷層—巖性油藏是今后重點(diǎn)勘探的圈閉類型。

4 結(jié)論

（1）A區(qū)塊經(jīng)歷斷陷、反轉(zhuǎn)和坳陷3個(gè)階段后，主要發(fā)育“張扭”性正斷層，剖面上呈復(fù)雜斷裂背斜模式、單斜反向斷階模式、Y字模式和反Y字模式4種組合模式，平面上總體呈現(xiàn)塹—壘式組合模式，主要表現(xiàn)為走滑成因、扭動(dòng)成因和伸展成因3種成因類型的斷裂密集帶。對扶楊油層而言，斷層在地震剖面上主要表現(xiàn)為4個(gè)發(fā)育期次，分別為早期、中期、晚期和長期發(fā)育的斷層。

（2）斷裂對扶楊油層油氣成藏控制作用主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：一是明水組末期和古近紀(jì)末期，在近南北向壓扭應(yīng)力場的作用下，處于開啟狀態(tài)的中期斷層和長期繼承性發(fā)育的斷層形成油氣側(cè)向運(yùn)移和垂向分異的輸導(dǎo)體系；二是局部構(gòu)造中的斷層，特別是反向正斷層形成油氣圈閉和富集成藏的側(cè)向遮擋。

（3）A區(qū)塊油氣富集是在古鼻狀構(gòu)造和現(xiàn)今區(qū)域上傾單斜構(gòu)造的背景上，受烴源巖與儲(chǔ)集層相對位置關(guān)系及烴源巖生排烴豐度影響，在斷層、砂體及巖性、物性因素有機(jī)配合、共同控制的作用下，形成斷層—巖性和斷塊油藏，斷裂帶靠近油源一側(cè)的反向斷階及斷裂帶內(nèi)部嵌壘相接的高斷塊是油氣富集的主要場所。

[1] 付廣，王有功.源外鼻狀構(gòu)造區(qū)油運(yùn)移輸導(dǎo)通道及對成藏的作用——以松遼盆地尚家地區(qū)為例［J］.地質(zhì)評論，2008.

[2] 施立志，林鐵鋒，吳海波，等.松遼盆地尚家-太平川地區(qū)石油地質(zhì)條件及勘探方向分析［J］.地質(zhì)科學(xué)，2008.

[3] 林鐵鋒，施立志，王卓卓，等.松遼盆地北部宋站-尚家地區(qū)斷裂發(fā)育特征及其對油氣成藏的控制作用［J］.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2008.

[4] 楊喜貴，劉宗堡.大型凹陷斜坡區(qū)倒灌式成藏模式——以三肇凹陷扶楊油層為例［J］.西安石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2009.

[5] 付曉飛，平貴東，范瑞東，等.三肇凹陷扶楊油層油氣“倒灌”運(yùn)聚成藏規(guī)律研究［J］.沉積學(xué)報(bào)，2009.

[6] 張厚福，張萬選.石油地質(zhì)學(xué)[M].2版.石油工業(yè)出版社.

[7] 蔡希源，陳章明，王玉華，等.松遼兩江地區(qū)石油地質(zhì)分析[M].石油工業(yè)出版社，1999.

[8] 大慶石油管理局勘探開發(fā)研究院.石油地質(zhì)研究報(bào)告集（22）：兩江地區(qū)扶、楊油層沉積體系研究[R]，1994.

[9] 陳孔全，吳金才，唐黎明，等.松遼盆地南部斷陷成藏體系[M].中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1999.

[10] 李明誠.石油與天然氣運(yùn)移［M］.3版.石油工業(yè)出版社，2004.