松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣扶余油層成藏特征及圈閉評(píng)價(jià)

王 艷

(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)

大慶長(zhǎng)垣位于松遼盆地北部中央坳陷區(qū)，是松遼盆地最大的正向構(gòu)造圈閉，西接齊家—古龍凹陷，東鄰三肇凹陷，油源相對(duì)充足，扶余油層頂面構(gòu)造主體從北向南發(fā)育有喇嘛甸、薩爾圖、杏樹(shù)崗、太平屯、高臺(tái)子、葡萄花6個(gè)三級(jí)構(gòu)造，油氣成藏條件較為有利。區(qū)內(nèi)薩爾圖、葡萄花、高臺(tái)子油層現(xiàn)已全面開(kāi)發(fā)，下部的扶余油層近年取得了重要勘探成果，構(gòu)造主體已提交規(guī)模儲(chǔ)量，長(zhǎng)垣南部是低滲透油藏勘探的重點(diǎn)領(lǐng)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(fā)育河流相，三角洲平原、三角洲前緣亞相沉積，砂體規(guī)模小，錯(cuò)疊連片，配之被斷裂復(fù)雜化的壘、塹相間的構(gòu)造格局，具有控藏條件復(fù)雜、圈閉優(yōu)選難的特點(diǎn)。因此本文以大慶長(zhǎng)垣南部為例，從石油地質(zhì)特征研究入手，對(duì)圈閉地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析，目前，關(guān)于圈閉評(píng)價(jià)的方法較多，定性排隊(duì)和定量計(jì)算兩方面都有[1-5]，本文通過(guò)成藏條件分析把定性分析與定量計(jì)算相結(jié)合對(duì)圈閉進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而對(duì)油氣富集圈閉進(jìn)行優(yōu)選，為勘探目標(biāo)優(yōu)選提供依據(jù)。

1 成藏特征

1.1 構(gòu)造特征

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

研究區(qū)斷裂發(fā)育，以近南北向?yàn)橹鳎植堪l(fā)育北西向斷裂。斷層規(guī)模較小，斷層延伸長(zhǎng)度集中分布在1km之內(nèi)，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(fā)育在構(gòu)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(gòu)成斷裂密集帶。從成因上分析，斷裂密集帶可劃分為2種類(lèi)型，一種是向斜區(qū)的斷裂密集帶，發(fā)育于生油向斜中，主要是超壓水力破裂所致，內(nèi)部小斷層呈現(xiàn)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(qū)的斷裂密集帶，發(fā)育于構(gòu)造兩翼斜坡處，由構(gòu)造擠壓作用形成，內(nèi)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(yùn)移的中轉(zhuǎn)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(guī)模運(yùn)移，另一方面則對(duì)油氣發(fā)生側(cè)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(lái)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(qū)域性沉積，埋藏深度普遍超過(guò)1500m，烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅰ型為主[8-9]，具有較好的生油條件。長(zhǎng)垣南部油源條件優(yōu)越，一方面長(zhǎng)垣南部?jī)蓚?cè)的古龍凹陷和三肇凹陷是重要的生烴凹陷，通過(guò)側(cè)向運(yùn)移為長(zhǎng)垣南部?jī)?chǔ)層供油，另一方面大慶長(zhǎng)垣南部本身的青一段泥巖也較厚，為60～93m，平均為75.8m，鏡質(zhì)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(fā)生倒灌運(yùn)移形成上生下儲(chǔ)式成藏組合。同時(shí)，青二、三段與青一段共同組成長(zhǎng)垣南部的區(qū)域性蓋層，這為本區(qū)的油氣成藏起到了良好的保存作用。

1.3 沉積儲(chǔ)層特征

松遼盆地泉三、四段沉積時(shí)期，氣候較為干旱，盆地構(gòu)造沉降相對(duì)穩(wěn)定，地形平緩，盆地周緣河流體系十分發(fā)育，向坳陷中心部位匯集，因而在整個(gè)盆地范圍內(nèi)形成了廣泛河流相沉積[10]，本區(qū)主要受控于來(lái)自盆地東南部的河流沉積體系。扶余油層整體處于基準(zhǔn)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?yōu)楣铝⒌木W(wǎng)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(fā)育；FII主要為典型曲流河沉積，發(fā)育規(guī)模中等的決口扇沉積；FI3主要為網(wǎng)狀河沉積，靠近物源方向以典型曲流河沉積為主，發(fā)育規(guī)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(fā)育。

由沉積相決定本區(qū)扶余油層最有利的儲(chǔ)集砂體是曲流河點(diǎn)壩、網(wǎng)狀河和分流河河道砂體。由于當(dāng)時(shí)河流相非常發(fā)育且河道改道頻繁，各類(lèi)砂體相互疊置，連通性總體較好。不同沉積類(lèi)型砂體的規(guī)模和物性有一些差異：曲流河砂體規(guī)模最大，孔隙度6%～16%，平均12%，滲透率0.03～3mD，平均1mD；網(wǎng)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?？梢?jiàn)本區(qū)網(wǎng)狀河道砂體和曲流河道砂體由于規(guī)模大，物性好，與排烴斷裂切割的概率大，易于形成優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道和巖性類(lèi)油藏。

1.4 油藏類(lèi)型

大慶長(zhǎng)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(cè)向運(yùn)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(gòu)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(gòu)造高部位油氣下排深度較大，可達(dá)到扶二、扶三油層組。由于區(qū)內(nèi)發(fā)育近南北向斷裂帶，斷裂帶之間發(fā)育一些東西向、北西向的調(diào)諧斷裂，溝通兩側(cè)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(guān)系一般表現(xiàn)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(lèi)型的匹配關(guān)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(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道；而油氣運(yùn)移路徑上的反向斷層又對(duì)油氣起到了較好的遮擋作用，因此區(qū)內(nèi)扶余油層油氣成藏是油源、構(gòu)造、斷層與河道砂體四位一體共同控制的，其主要油藏類(lèi)型就是構(gòu)造背景下的巖性、斷層—巖性和構(gòu)造—巖性油藏（圖2）。

2 圈閉的圈定

根據(jù)扶余油層成藏特征及油藏類(lèi)型分析，針對(duì)不同構(gòu)造類(lèi)型和砂體展布以扶余油層FⅠ1、FⅠ2、FⅠ3砂層組為例開(kāi)展圈閉圈定優(yōu)選評(píng)價(jià)工作：首先在扶余油層頂面構(gòu)造圖上依據(jù)構(gòu)造幅度、構(gòu)造等高線(xiàn)及斷層等因素圈出構(gòu)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(xiàn)作為巖性圈閉下限進(jìn)行巖性圈閉圈定；最后將構(gòu)造圈閉范圍與巖性圈閉范圍疊合確定構(gòu)造—巖性圈閉，只符合一方面條件的定為推測(cè)圈閉。

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

3 圈閉評(píng)價(jià)

3.1 圈閉地質(zhì)評(píng)價(jià)

針對(duì)圈閉的復(fù)雜條件進(jìn)行詳細(xì)分析優(yōu)選，最終針對(duì)5個(gè)大方面，12個(gè)小方面進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和評(píng)價(jià)，5個(gè)大方面為圈閉條件評(píng)價(jià)、油源條件評(píng)價(jià)、儲(chǔ)層條件評(píng)價(jià)、保存條件評(píng)價(jià)以及配套史條件評(píng)價(jià)。

（1）圈閉條件評(píng)價(jià)主要針對(duì)圈閉落實(shí)程度、砂體類(lèi)型、砂體面積和構(gòu)造類(lèi)型來(lái)綜合評(píng)價(jià)（表1）。根據(jù)每個(gè)條件對(duì)圈閉的貢獻(xiàn)程度給出相應(yīng)的權(quán)值，對(duì)之前優(yōu)選的62個(gè)圈閉分別賦值完成后計(jì)算圈閉條件評(píng)價(jià)系數(shù)P1，進(jìn)而開(kāi)展圈閉條件綜合評(píng)價(jià)。

表1 圈閉條件評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（P1）

表2 圈閉油源條件評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（P2）

（2）圈閉油源條件評(píng)價(jià)主要針對(duì)源儲(chǔ)距離、輸導(dǎo)通道類(lèi)型、斷層與主應(yīng)力方向夾角、斷距、構(gòu)造勢(shì)和地層壓差來(lái)綜合評(píng)價(jià)（表2）。

（3）圈閉儲(chǔ)層條件評(píng)價(jià)主要針對(duì)儲(chǔ)層厚度和孔隙度來(lái)綜合評(píng)價(jià)(表3)。

（4）成藏地質(zhì)條件分析可見(jiàn)研究區(qū)保存條件和配套史條件良好，都可看作1，因此不需要單獨(dú)建立標(biāo)準(zhǔn)。

在以上各圈閉條件評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)概率法進(jìn)行圈閉地質(zhì)評(píng)價(jià)[5]。這種方法是把油源、圈閉、儲(chǔ)層、保存和配套史等5項(xiàng)石油地質(zhì)條件看成是相互獨(dú)立又缺一不可的，圈閉含油氣性的概率等于5項(xiàng)條件概率的積：

式中：P——圈閉含油氣概率；

pij——各子項(xiàng)地質(zhì)因素評(píng)價(jià)系數(shù)，0≤pij≤1；

qij——各項(xiàng)地質(zhì)因素取權(quán)值

應(yīng)用這個(gè)方法分別計(jì)算62個(gè)圈閉的地質(zhì)評(píng)價(jià)系數(shù)，從而進(jìn)行地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)。

表3 圈閉儲(chǔ)層條件評(píng)價(jià)（P3）

3.2 圈閉資源量評(píng)價(jià)

應(yīng)用體積法計(jì)算每個(gè)圈閉的潛在資源量：

式中：Q——預(yù)測(cè)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(chǔ)系數(shù)，104t/km2·m。

長(zhǎng)垣南部單儲(chǔ)系數(shù)取儲(chǔ)量計(jì)算所得值3.86×104t/km2·m。

3.3 圈閉綜合評(píng)價(jià)

圈閉綜合排隊(duì)是根據(jù)地質(zhì)評(píng)價(jià)系數(shù)和單個(gè)圈閉資源量的大小來(lái)進(jìn)行的。首先將每個(gè)圈閉資源量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，即算出圈閉資源量評(píng)價(jià)系數(shù)，然后進(jìn)行圈閉排隊(duì)系數(shù)的計(jì)算：

p——圈閉地質(zhì)評(píng)價(jià)系數(shù)，0≤p≤1；

k——圈閉資源量評(píng)價(jià)系數(shù)，0≤k≤1；

lnQi——任一圈閉資源量對(duì)數(shù)值。

R值越小，表示圈閉資源量獲得成功把握性越大，排隊(duì)名次就越靠前。與實(shí)際鉆井油氣顯示情況相結(jié)合，總結(jié)出分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ類(lèi)圈閉：0＜R≤0.4；Ⅱ類(lèi)圈閉：0.4＜R≤ 0.6；Ⅲ類(lèi)圈閉：0.6＜R ≤ 0.8；Ⅳ類(lèi)圈閉：R＞0.8。

4 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)成藏地質(zhì)條件分析可見(jiàn)區(qū)內(nèi)扶余油層油氣成藏是油源、構(gòu)造、斷層與河道砂體四位一體共同控制的，其主要油藏類(lèi)型就是構(gòu)造背景下的巖性，斷層—巖性和構(gòu)造—巖性油藏。

(2)結(jié)合成藏地質(zhì)條件，通過(guò)葡南地區(qū)扶余油層圈閉評(píng)價(jià)分析得出Ⅰ類(lèi)圈閉：9、16、18、32、51、52、54共7個(gè)；Ⅱ類(lèi)圈閉：3、6、7等共18個(gè) ；Ⅲ類(lèi)圈閉：2、4、5等共24個(gè)；Ⅳ類(lèi)圈閉：1、20、21等共13個(gè)。其中Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi)圈閉為目前勘探部署的主要優(yōu)選區(qū)，其次為Ⅲ類(lèi)圈閉。在砂體發(fā)育、物性較好的優(yōu)選區(qū)內(nèi)可以形成一定范圍的商業(yè)聚集。