松遼盆地南部斷陷層油氣勘探領域

秦偉軍，郭金瑞

(中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發研究院，北京 100083)

1 盆地結構與地層沉積序列

1.1 盆地結構特征

松遼盆地是由2種不同類型的盆地疊加的復合型盆地。以T3面(即登婁庫組頂)為界，以上為一大型坳陷型沉積盆地疊加在若干斷陷型沉積盆地之上的復合型盆地。這就是常稱所謂的“斷坳型”疊加盆地。松南斷陷型盆地群是由16個分割獨立的斷陷盆地組成，總面積約5.36×104km2。坳陷型盆地總面積約10×104km2， 是一個統一的大型坳陷沉積體，但不同的區帶沉積厚度不一。

盆地基底為吉黑加里東褶皺系和吉黑華力西褶皺系拼接而成，巖性以古生界淺變質巖和花崗巖為主。分布特征是“東西一致，南北有別”，大體以長春—通榆一線為界，分南北兩區?；椎臉嬙毂憩F為三隆(扶余—釣魚臺、安廣—青山口、架馬吐)、四坳(長嶺、鶯—杏、德惠和開魯)的構造格局。

1.2 地層沉積序列

松遼盆地具有深淺層疊置的雙重地質結構特征的成因機制，屬裂谷型盆地。斷陷和坳陷分別是裂谷構造沉降和熱沉降發育階段的產物。松遼盆地的發育演化自三疊紀以來到新生代經歷了4個演化階段，即隆起階段(T3—J1-2)、斷陷階段(K1h-d)、坳陷階段(K2q—K2n)、盆地抬升萎縮階段(K2m—Q)。

圖1 松遼盆地斷陷層構造

根據盆地演化特征及區域構造運動的標志，以T3面(即登婁庫組頂)為界，可劃分為下部斷陷構造層(圖1)和上部坳陷構造層。下構造層序包括下白堊統火石嶺組、沙河子組、營城組及登婁庫組；上構造層序包括上白堊統泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組及明水組等。

松南斷、坳2套地層發育和沉積充填相序，由于處于不同的構造背景，東南隆起區與中央坳陷區存在明顯差異。如東南隆起區，由于受斷陷構造特征控制，各斷陷盆地內地層厚度及沉積相序變化較大；受嫩末構造運動影響，嫩江組剝蝕嚴重，有些地區青山口組亦被不同程度的剝蝕。而中央坳陷區，受構造運動影響較小，各斷陷盆地內地層厚度及沉積相序變化不大，同時自下而上地層發育齊全。

2 油氣地質條件

2.1 烴源巖

受斷陷的構造樣式和發育程度的控制，以東南隆起區為烴源巖的主要分布區，其次為中央坳陷區的長嶺和乾安地區[2]。在巖性上，主要為湖相暗色泥巖和沼澤相碳質泥巖和煤。此外，在東南隆起區的十屋和伏龍泉斷陷及中央坳陷區，登婁庫組中下部的湖相暗色泥巖也具有一定的生油氣能力。斷陷盆地中的烴源巖具有沉積厚度大、有機質豐度高、演化程度高等特點。在各斷陷盆地中，暗色泥巖厚度一般為200～600 m，最大可達3 500 m。有機碳含量為0.65%～2.4%，有機質類型為ⅡB—Ⅲ型。由于有后續坳陷層疊置，斷陷層烴源巖演化程度較高，除一些小型地塹式斷陷外，大部分斷陷層源巖均已進入成熟至高熟階段。油氣資源豐度一般為(5～20)×104t/km2，屬大型富油氣盆地中—高資源豐度的斷陷區。

2.2 儲集層

斷陷層發育火山巖和碎屑巖2種儲集巖類型[1]，其中營城組、火石嶺組主要為火山巖儲集體，登婁庫組則以碎屑巖為主。重磁資料、地震屬性分析資料和鉆探資料均反映火山巖呈帶狀展布?；鹕綆r厚達數百米(如DB11井營城組鉆遇600 m火山巖未穿)，儲層主要包括中、酸性安山巖、流紋巖及凝灰巖等，其次為少量的火山碎屑巖，孔隙度2%～15%，滲透率(0.55～122.0)×10-3μm2。儲集空間按成因可劃分為原生孔隙、次生孔隙和裂隙3種類型，它們單獨或組合成裂隙型和孔隙—裂隙型儲集類型。碎屑巖儲集體巖性有砂礫巖、含礫中—粗砂巖、中—細砂巖，由于埋藏深、地溫高、成巖作用強，導致儲層物性普遍較差，屬于低孔—低滲儲層，且非均質性強。

2.3 成藏組合與油氣藏類型

斷陷層油氣成藏系統在縱向上主要發育自生自儲成藏組合和下生上儲成藏組合。其中自生自儲成藏組合主要發育于火石嶺組、沙河子組和營城組，以原生油氣藏為主。下生上儲成藏組合主要發育于登婁庫組和泉頭組地層中，為次生油氣藏。油氣藏類型主要為同沉積背斜油氣藏、火山巖油氣藏、地層巖性油氣藏，以及后期構造作用疊加形成的構造—巖性復合油氣藏，并以構造—火山巖、構造—巖性復合油氣藏為主，其規模和豐度受構造、巖性雙重控制。同一構造背景控制下一系列相似的油氣藏縱向疊置、橫向連片，構成的復式油氣聚集帶成為大中型油氣田的勘探目標[3-8]。

3 勘探領域

3.1 火山巖油氣藏

火山巖在斷陷層廣泛分布，主要發育在營城組、火石嶺組，帶狀展布[9]。松南斷陷層發育營城組、沙河子組2套烴源巖。暗色泥巖厚度600～800 m，有機碳含量為0.65%～2.8%，平均為1.13%，類型為ⅡB—Ⅲ型。烴源巖熱演化程度達到過成熟—高成熟階段，處于大量生氣時期[10]?；鹕綆r圈閉成藏的資源背景好。

火山巖儲集體巖性[11-12]主要為中、酸性安山巖、流紋巖及凝灰巖等，其次為少量的火山碎屑巖，孔隙度2%～15%，滲透率(0.55～122)×10-3μm2。儲集空間按成因可劃分為原生孔隙、次生孔隙和裂隙3種類型，它們單獨或組合成裂隙型和孔隙—裂隙型儲集類型。區域蓋層發育，主要有泉頭組一、二段及青山組暗色泥巖，可有效封蓋斷陷層油氣藏；同時，登婁庫組泥巖、營城組暗色泥巖可作為直接蓋層，形成較好的封蓋條件。另外，斷陷層發育的斷層，在后期大部分已停止活動，對天然氣形成較好的封堵?；鹕綆r圈閉油氣保存條件較好。從生儲蓋組合特征看，多由營城組儲層(以火山巖儲層為主)與暗色泥巖(烴源巖、蓋層)構成的自生自儲成藏組合。

成藏有利的火山巖體在三維地震剖面上呈現類似漏斗狀外形和雜亂反射特征，為靠近火山口附近的溢流—爆發相反射特征[13-15](圖2)，相干體分析表明其裂縫發育，推測此類火山巖儲集體物性較好?；鹕綆r體多與古隆起復合，在構造背景上形成復合圈閉。圈閉的形成時間一般早于或等于生氣高峰時期，具有較好的時間匹配關系，可有效捕獲天然氣成藏?；鹕綆r油氣藏成為目前最重要的勘探領域之一。

3.2 地層不整合油氣藏

斷—坳轉換期，在基底古斜坡背景上地層逐層超覆尖滅形成地層不整合圈閉。斷—坳轉換期烴源巖較差，生儲蓋組合主要為側向運移的下生上儲成藏組合(圖3)。斷陷層營城組、沙河子組為深湖—半深湖—淺湖相沉積，泥巖發育，地層逐層超覆尖滅。上部為以泉頭組二、三段河流相、淺水湖相砂巖為儲層。砂巖成分成熟度低，結構成熟度中等—較高。由于埋藏淺，物性好，孔隙度一般均大于10%，滲透率變化較大，為(1～1 000)×10-3μm2，為較好儲層，并且平面分布穩定。蓋層有2種，一種是以青山口組湖相、濱淺湖相泥巖構成的區域蓋層，全區廣泛分布，層位穩定；另一種為局部直接蓋層，由泉二、三段淺湖相紅色泥巖構成。

圖3 松遼盆地南部十屋斷陷側向運移成藏組合

斜坡區地層超覆尖滅圈閉，近源，為油氣長期運聚指向區，是有利的油氣聚集帶之一。十屋斷陷北部發育該類圈閉。王家地區鉆探的SN144井，泉頭組儲層以砂巖為主，物性孔隙度7.0%～28%；滲透率(0.07～47.3)×10-3μm2，砂巖厚度較大，儲集性能好。營城組砂巖厚度小，儲集性能中等。登婁庫組、沙河子組砂巖厚度小，儲集性能較差。SN144井揭示的泥巖單層厚度較大，最厚達17.5 m，質純，平面分布穩定，對油氣運移和聚集可起到很好的保護作用，蓋層條件良好。

3.3 斷陷層陡坡帶巖性油氣藏

深層發育諸多斷陷，控盆斷層控制了斷陷的形成。在各個斷陷靠近斷裂一側，基底強烈下沉，形成了一系列水下扇和扇三角洲。單個水下扇平面上呈扇狀，以粗碎屑沉積為主，由于沉積混雜，地層成層性差，地震剖面上波阻連續性較差。同時由于控盆斷層活動時間長，洼陷持續沉降，沉積巨厚，控盆斷層一般未發生強烈反轉，因此，在鄰近控盆斷層區多不發育滾動背斜，構造圈閉不發育。下扇和扇三角洲砂體多沿長軸方向呈楔形伸入湖盆內，與烴源巖區直接接觸，具有油氣富集的良好條件。

圖2 松遼盆地火山巖體波阻抗反演剖面

如十屋斷陷，在西部控盆斷層附近發育較大型的扇體有馬家窯、桑樹臺、孤家子、西丁家等水下扇。其中西丁家構造在扇體之上針對泉頭組已實施探井1口(SN230井)，中淺層泉頭組已見到良好的氣測異常顯示，預示著深部水下扇體可能存在大型的天然氣聚集。

3.4 基巖潛山變質巖領域

松遼盆地基底是晚古生代末期至早中生代初期所固結的大陸地殼。盆地南部基底巖性主要是石炭—二疊系淺變質巖及同期巖漿巖。十屋斷陷發育中央構造帶潛山圈閉，緊鄰最有利的烴源區，油源供給充分，是有利的油氣聚集帶之一。2006-2007年兼探基底潛山含油氣性鉆探了2口井，均獲少量油氣發現。SN55井完鉆井深1 920 m，完鉆層位基底。在1 450 m進入基底變質巖，巖性為花崗巖、花崗閃長巖、絹云母綠泥石化片巖，在變質巖中錄井見9層裂隙含油顯示，測井解釋為裂隙油層和含油層，對變質巖井段(1 465～1 540 m)常規測試獲少量原油。SN64井在2 314.3 m進入基底，鉆遇泥晶灰巖223 m(未穿)，錄井獲5層氣顯示，測井解釋為含氣致密層—差氣層，常規試油獲得少量天然氣流，壓裂后獲輕質原油?；诐撋将@得上述發現，展示了潛山領域良好的勘探前景，是未來勘探的又一新目標。

4 結論

1)松遼盆地南部地區發育多個富油氣斷陷和凹陷，發育斷陷層和坳陷層2套含油氣系統。

2)斷陷層油氣地質條件好。油氣藏主要受有效火山巖儲層和有效低孔滲碎屑巖儲層發育情況控制，與構造復合分別形成火山巖儲層構造油氣藏和低滲透砂巖儲層構造油氣藏。

3)斷陷層勘探新領域包括：盆內火山巖油氣藏、邊坡地層不整合油氣藏、陡坡巖性體油氣藏、基底潛山變質巖油氣藏。

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