汤原断陷古近纪构造演化及对油气成藏的控制.pdf

2 o o 9年 8月 第 2 8卷第 4期 大庆石油地质与开发 P e t ml e u m Ge o l 0 g y a n d Oi l f i e l d De V e l o p me n t i n Da q i n g Au g ．，2 o o 9 Vo I | 2 8 N0 ． 4 DoI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． I S S N ． 1 O 0 0 ． 3 7 5 4 ． 2 0 0 9 ． 0 4 ． 0 0 6 汤原 断陷古近纪构造演化及对油气成 藏的控 制 郑桂英 王洪伟 安 明胜 赵 玉珍。 张维琴 1 ．大庆油 田有限责任公 司勘探开发研究院 ，黑龙江 大庆I 6 3 7 l 2 ；2 ．长庆油 田公 司低渗透油藏事业部 ，陕西 西安7 l 0 0 2 1 3 ．大庆油 田技术培训 中心，黑龙江 大庆1 6 3 2 5 5 摘要为搞清汤原断陷油气藏的分布规律 ，指导下步油气勘探，从研究汤原断陷构造演化过程 的研究入手，结 合钻探情况 ，分析了断陷的构造演化过程及其对油气成藏的控制作用。认为该断陷在古近纪经历了初始断陷、 强烈断陷、断凹转化和断陷消亡的过程，随之充填了多套生、储、盖组合，伴随断层的幕式活动，形成了逆牵 引背斜 、断块、断层遮挡和断层 一岩性等多种类型油气藏。指出了逆牵引背斜油气藏主要分布在东部凹陷带控 盆断裂附近，断块、断层遮挡和断层 一岩性等油气藏主要分布在构造复杂的中央隆起带 ，对进一步加大汤原断 陷油气勘探具有一定 的指导作用 。 关键词汤原断陷；构造演化 ；油气成藏 ；控制因素 中图分类号 I 1E 1 2 2 。 2 文献标识码A 文章编号l 0 0 0 3 7 5 4 2 0 0 9 0 4 - 0 2 3 0 4 PALEoGENE TECToNI C EVoLUTI oN AND I TS CoNTRoL oN HYDRoCARBoN RES ERVI oR． I NG I N TANGYUAN RI FT ZHENG Gui y i ng ， W ANG Ho n g we i ， AN Mi n g s h e n g ， ZHA0 Yu z h e n 。 ， ZHANG W e i ． q i n 1 ． 脚 f 0 r n 砌几n n 眈 f 0 p 胍 e n r c u t e 9 D C b 口 n y ， g l 6 3 7 1 2 ， 0 ； 2 ． e 口 n M r e D 印口 n f Q 厂 0 n g g D 扭 口 ， n 7 1 0 0 2 1 ， n 0 ； 3 ． n g n n r q D i f d ，D 口 g 1 6 3 2 5 5 ， Abs t r a c t I n o r d e r t 0 ma k e s u r e 0 f h y d mc a r h o n r e s e r v o i r d i s t r i b u t i o n l a ws i n Ta n g rua n Ri f t a n d g u i d e n e x t o i l ／ ， g a s e x p l o r a t i o n，be g i n ni n g wi t h s t u d y i n g t h e t e c t 0 n i c e v o l ut i o n c 0 u r s e i n T a n g y u a n Ri f t ， a nd c 0 mb i n i n g dr i Ui n g s i t u a t i o n s ，t h i s p a p e r a n a l y z e s t h e t e c t o n i c e v o l u t i o n c o u r s e i n T n g y u a n Ri f t a n d i t s c 0 n t ml o n h y d mc a r b o n r e s e Ⅳo i r f 0 Hn i n g ． I t i s be l i e V e d t h a t i n Pa l e 0 g e n e t h e r i f t h a s e x p e r i e n c e d t h e c o u r s e s 0 f i n i t i a l r i f t ，s t r o n g r i f t ，r i f t d e p r e s s i 0 n c o n V e r s i 0 n a n d r i f t c o n s u mp t i o n， s o 0 n a f t e r w a r d s mu l t i p l e s e t s 0 f s 0 u r c e r e s e I 、 ， o i 卜c a p c o mb i n a t i o n w e r e f i l l e d， a c c o mp a n y i n g wi t h t h e e p i s o d i c a c t i 0 n 0 f f a u l t s，mu l t i p l e t y p e s 0 f h y d r 0 c a r b o n r e s e r v o i r s ， s u c h a s r 0 Uo v e r a n t i c l i n e，f L u l t b l 0 c k，f u l I t b a I T i e r a n d f a u h l i t h o I o g y we I le f l0 丌T l e d． n i s p 0 i n t e d 0 u t t h a t t h e r l0 l 1 o v e r a n t i c l i n e h y d I ．0 一 c a r b o n r e s e r v 0 i r s ma i n l y d i s t r i bu t e ne a r t h e f a u l t s c o n t ml l e d b y t h e e a s t h 0 l l o w z 0 n e，t h e h y d r o c a r b 0 n r e s e r v o i r s i n ． c l u d i n g{ ．a u l t b l 0 c k，I ．a u l t b a I e r a n d f a u l t - l i t h o l o g y ma i n l y d i s t r i b u t e 0 n t h e c e n t r a 1 u p l i f t b e l t wi t h c o mpl i c a t e d s t m c t ur e s，wh i c h h a s a c e r t a i n g u i d e a c t i o n f 0 r s t r e n h e n i n g 0 i l ／ g a s e x p l 0 mt i o n i n Ta n g y ua n Ri f t ． Ke y w0 r d s T a n g ， u a n Ri f t ； t e c t o n i c e v 0 I u t i o n；r e s e r v 0 i r - f 0 啪 i n g ；c o n t r 0 l l i n g f a c t o r 收稿 日期 2 0 0 9 0 4 2 7 作者简介郑桂英 ，女 ，1 9 6 3年生，工程师，从事石油地质综合研究。 E ma i l z h e n g g u i y p e t mc h i n a ． c 0 m． c n 2 4 大庆石油地质与开发 2 o o 9年 汤原断陷为依 一舒地堑最北端 的次级构 造单 元 ，其边界受 N E向大体平行延伸的两条深大断裂 控制 ，古近系总体上受东部边界大断裂控制，表现 为东断西超的箕状断陷特征。汤原断陷的油气勘探 始于 1 9 8 0年 ，目前已完成 1 k m 2 k m测网的二维 地震精查 5 3 5 9 ． 1 k m，完成三维地震 7 0 4 ． 9 k m ， 完钻探井 3 6口。l 9 9 1 _ _ 2 0 0 5年完钻 的汤参 2井 、 吉 1 0 4井等 5口井获工业气流，2 0 0 1 年完钻 的新 2 井于达连河组试气 ，并获得 日产 7 3 1 0 m c 0 ， 低产 气流 ，2 0 0 5年完钻 的汤热 1井试水过程中见 少量 油流 ，证实盆地主要资源类型以天然气为主，c O ， 和石油也有一定勘探潜力。汤原断陷勘探虽有重大 突破 ，但对油气成藏类型和油气分布规律还需要进 一 步系统认识 。 1古近纪构造演化及沉积特征 汤原断陷在古生代变质岩基底上共充填了白垩 纪和古近纪两套 地层 ，其 中古近纪是汤原断 陷形 成 、发育、演化 的主要 阶段 l 2 J 。进 入 新生 代 以 后 ，太平洋板块向欧亚板块俯冲加剧 ，造成我国东 部地区地幔上拱 ，形成了一系列北东向展布的裂谷 盆地。汤原断陷就是在北东走 向的深大断裂控制 下，开始了构造演化及沉积的历程。 汤原断陷在断陷盆地初始的新安村和乌云组沉 积时期主要是在右行张扭应力作用下 ，东边界断裂 强烈活动 ，西边界断裂活动的强度远远弱于东边界 断裂 ，从而造成汤原断陷整体上东断西超的特征 ， 此时中部凸起带相应出现雏形 ，将断陷分割成东部 凹陷带、西部 凹陷带及西部斜坡带 ，其中沉降幅度 最大的是东部 凹陷带 ，第三系厚度最厚达 6 0 0 0 m 以上 。 在达连河组沉积 时期整个断 陷表现为持续沉 降 ，东部边界断裂继续强烈活动 ，但 由于北西向调 整断层的切割，使得东部各个块体受北东向断层走 滑 、沉降的影响不一，尤以断陷主体部位沉降幅度 较大，最大沉降幅度达 1 0 0 0 m，向西受逆冲推覆 作用影响，达连河组逐渐超覆变薄，中央隆起带继 承性发育 ，其上沉积地层相对最薄。 在宝泉岭组沉积时期 断陷 向凹陷转化并逐渐 消亡 。在宝一段时期快速拉张，中央凸起带仍继承 性发育 ，这时东西各个次凹由早期的分割明显逐渐 在拉张过程 中表现为统一的凹陷 ，在宝二段沉积时 期盆地强烈萎缩 ，充填了一套近源快速堆积的冲积 扇和河流相沉积。 2油气成藏要素 2 ． 1主干断层控制烃源岩的分布 汤原断陷是受断裂控制的断陷盆地。断裂的形 成发育过程控制着断陷内沉积物的厚度及分布 ，从 而也控制 了断陷内烃源岩 的分布 ] 。钻井揭示及 用地震资料预测 的烃 源岩分布主要是 在东兴、东 发、梧桐河 、新华 、鹤立 、荣丰和双兴等次凹。这 些次凹普遍的特点是沉积厚度大 ，尤其是东部的东 兴 、东发等次凹。它们不仅面积大，埋藏深 ，而且 湖相烃源岩发育 ，位于东兴次凹边部的汤参 2井揭 示 了累计 1 2 0 0 m厚的暗色泥岩。但是 由于断陷初 期边部扇体活动强烈 ，新安村和乌云组 、达连河组 暗色泥岩主要表现为与砂岩、砂砾岩薄互层 ，大套 的暗色泥岩主要发育在后期的宝泉岭组。 由于断裂的规模 、形成时期以及沉积物物源的 不同，沉积物沉积速率与盆地沉降速度不同，不同 次凹受断裂切割程度不同，烃源岩 的发育和分布也 不同。烃源岩的平面分布和纵向发育都不同程度地 受断裂的控制。 2 ． 2断裂幕式活动与油气成藏 由于断裂的幕式活动 ，形成了多套沉积层序与 生储盖组合 ，并且断陷期砂体临近烃源岩分布 ，有 利于油气聚集。断裂控制了纵 向多套含油气层系。 断裂不仅控制生储盖组合 ，而且控制油气成藏 ，汤 原断陷构造圈闭主要分布在断陷的东部和西部 ，即 沿东部边界断裂控制东部圈闭带 ，沿中央断裂带分 布中部圈闭带 ，其 中沿东部边界断裂分布有半背斜 和断鼻圈闭带 ，这个圈闭带由于受断层控制 ，多具 有同沉积性质 ，大多与边界断裂一起构成 同沉积背 斜和半背斜 ，中央凸起带上发育吉祥屯等典型的断 块圈闭带。 断层不仅控制层序与生储盖组合与圈闭 ，同时 也为油气的运移提供了良好的通道条件 ，如互助村 构造的互 1 井 ，在达连河组地层获得工业气流。该 井的气样分析表明，所产天然气为生物 一 热催化混 和天然气。酸解烃分析可知 c 含量明显增多，而 c 、C 等烃类是热解成因的。说 明互助村气藏 除了宝泉岭组一段 自生 自储成因气外 ，另有成熟油 气的迁入。本区成熟油气产生于其下部的宝泉岭组 一 段。而宝泉岭组一段与宝泉岭组二段之间有数百 米厚 的大套泥岩。那么，这些成熟的油气只能通过 第 2 8卷第 4期 郑桂英等汤原断陷古近纪构造演化及对油气成藏的控制 2 5 断层 向上运移进入互助村构造。 可见 ，构造运动控制了油气生成 、聚集必备 的 生油岩、储层分布与生储盖组合 ，也控制了油气生 成、聚集的地质过程和圈闭场所 ，油气 的分布与断 层的性质、分布 、活动过程息息相关。 3油气成藏模 式 油气藏类型划分 主要依据圈闭成因、油气藏形 态 、遮挡类型、储集层类型等 。构造与成藏条件研 究表明，汤原 断陷主要发育 了构造 背斜 、断背 斜 、断块 油气藏、岩性油 气藏、地层 地层超 覆及地层不整合遮挡油气藏 和构造 一岩性复合 油气藏等多种油气藏类型 ，这些油气藏类型实际上 都不同程度上受构造条件控制。如望 2井气藏位于 汤原断陷南部的望江地 区，气藏所在位置为西北倾 的斜坡 ，没有构造背景 图 1 ，应是与断层有关 的岩性 上 倾 尖灭 油气 藏 ，该 井在 达 连河 组 一段 8 4 0 ． 5～ 8 4 9 ． 8 m产气 9 5 8 9 6 m ／ d ，储集体为扇三 角洲前缘的断续砂体。 塑2 井 艟 图l汤原断陷望2 井岩性气藏剖面 Fi g．1 P r0 fi 1e Of 1i t h0l o gi c g as r es er v Oi r i n W e11 Wa ng 2 i n Ta ng yu a n Ri f t 构造运动学研究表 明，断块体差异升降和构造挤 压造成构造 一岩性复合油气藏 。汤原断陷断块体的 差异升降十分普遍，同时，多物源、近物源的沉积 体系造成下降断块体内发育了多套半深湖 一 深湖砂 体，后期，由于断块体均衡调节和挤压应力的共同 作用 ，在这些地区易于形成构造 一岩性复合圈闭。 另一方面 ，这种圈闭由于既存在早期的压实排烃过 程 ，又存在晚期异常高流体压力驱动的微裂缝型幕 式排烃过程，因此，极易形成构造 一 岩性复合油气 藏 。这类油气藏在汤原断陷比较普遍 ，互 1 、吉 l 、 汤参 2 井气藏等都属于此类。互 1 井气藏位于汤原 断陷中央隆起带 的互助 村南部断背斜构 造上 图 2 ，互 1 井在达连河组二段 7 9 38 0 2 m井段 中获 得工业气流 ，产量为 ll 7 6 m ／ d 。但 同属一个断块 构造 中的互 2 、互 4井 构造位置相对较高 却未 获成功 ，表明其油水界面不仅仅 受构造因素 的控 制 ，是一个构造 一岩性复合油气藏。除了构造因素 外 ，断层是否封闭、储层是否连通是评价该油气藏 类型的关键因素。吉 1井气藏也发育在互助村南部 构造上 ，由两条断层夹持形成断块圈闭。该圈闭处 于生烃凹陷边缘 ，吉 l井在达连河组二段 1 0 l 2 ． 6 ～ 1 O 5 5 ． 5 m产气 l o 0 8 9 3 m ／ d ，为原地生成的油 气通过砂体向上运移聚集形成 。 互 l 井 吉1 井 吕 ＼ 蟥 O 1 o o 0 图2汤原断陷互1 一 吉l 井构造一 岩性气藏剖面 Fi g． 2 P r0 fil e 0f st r uct u r al li t bo1 0 gi c g as r e s e r v 0 i r i n W el 1 H u 1 一 J i l i n T a n g y u a n Ri f t 主干断裂控制圈闭的形成和分布 ，断裂为油气的 运移提供了通道条件 ，断裂的封闭性为油气聚集成 藏提供 了有利的遮挡条件。以圈闭类型划分油气藏 类型为前 提 ，综 合油 气藏形 成 所需 要 的生、储 、 盖 、圈等诸多地质要素的时空匹配和组合 ，以及油 气运聚动态 过 程 ，建 立 了油 气成 藏模 式 剖 图 3 。 在断陷的中央隆起带发育背斜 、断背斜 圈闭， 在斜坡带发育反向断块、地层超覆及岩性上倾尖灭 圈闭 ，在深凹区发育透镜体 。这些构造圈闭主要发 育在达连河组沉积末期 、宝泉岭组沉积末期和新近 纪沉积末期的三次构造运动时期。岩性圈闭的形成 主要在达连河组和宝泉岭组沉积时期。烃源岩主要 来 自于深 凹部位 宝一段 、达 一段 、新 安村 组 、 2 6 大庆石油地质与开发 2 0 o 9年 E r宝亲岭组二段 b l 一 宝泉岭组一段 E 皿 E lw 一 新安村 乌云组E 一 达连河组K 一 白 垩系 图3汤原断陷油气成藏模式 Fi g ． 3 Res e r v0i rf O rmi n g p att e r n i n T an gy u an Ri f t 乌云组 、白垩 系滨 浅湖 一半深湖暗色泥岩 ，从 达连河组一段沉积以后 ，下部的烃源岩开始进人生 油气门限。油气生成后沿断层或 白垩系 一 达连河组 的砂体侧向运移 ，宝泉岭组一段和达连河组一段可 作为区域盖层 ，若存在有效的地层超覆圈闭、断层 遮挡圈闭、砂体上倾尖灭圈闭便可以聚集成藏 ，或 运移至 断背斜及断块中聚集成藏 。 。 除了上述成藏模式外 ，也同时存在油气沿不整 合面或砂体与断层组合长距离运移的古隆起之上各 种类型圈闭成藏模式。这种油气成藏模式是由于古 隆起存在 ，其上发育了逆牵引背斜 、断块 、断层遮 挡 、断层 一岩性等类型圈闭构造。生油洼陷中生成 的油气从两侧沿不整合面或砂体侧向运移再由断层 垂向运移至圈闭中聚集成藏。 4结 论 1 汤原断 陷在古 近纪经历 了初 始断陷 、强 烈断陷、断凹转化 和断陷消亡 的过程 ，在此过程 中，断裂不仅控制了断陷沉积、生储盖层的发育 ， 本刊声 明 而且也控制着油气在时空上的运移 ，聚集和成藏 。 2 东部 凹陷带和中央隆起带是下步重点勘 探区带 ，在东部 凹陷带控盆断裂附近发育逆牵引背 斜油气藏 ，在构造复杂的中央隆起带发育断块 、断 层遮挡 、断层 一岩性等多种油气藏类型。 参考文献 [ 1 ]朱光 ，王道轩 ，刘 国生 ，等 ．郯 庐断裂带 的伸展活 动及其动 力学背景 [ J ]．地质科学，2 0 o l ，3 6 3 2 6 9 - 2 7 8 ． [ 2 ]杨建国，黄清华 ．黑龙江汤原断陷第三纪地层层序及时代 [ J ]．地层学杂志 ，2 O o 4 ，3 4 4 l 6 8 - 1 7 1 ． [ 3 ]杨建国，刘俊来，吴河勇，等 ．黑龙江省东部汤原断陷构造 特征及其演化 [ J ]．大庆石油学 院学报 ，2 O o 7 ，3 1 1 1 9 ． 21 ． [ 4 ]陈守田，张克民 ，王青海 ，等 ．依 一舒 地堑下第 三系层序地 层分析 [ J ]．石油与天然气地质 ，2 o o 2 ，8 2 6 l 5 O 一 1 5 2 ． [ 5 ]王云龙 ．松辽盆地南部深层油气聚集带特征与勘探潜力 [ J ]． 大庆石油地质与开发 ，2 O o 4 ， 2 3 4 5 ． 6 ． [ 6 ] 吕大炜 ，李增学 ，孙静 ，等 ．浅析陆 相湖盆坡折 带理论及 其 对沉积 的控制[ J ] ，大庆 石油地 质与开 发，2 o o 8 ，2 7 3 2 5- 2 7 ． [ 7 ]侯德艳，魏魁生，李本才 ，等 ． 依通盆地岔路河地区早第三 纪层序地层模式与隐蔽圈闭预测[ J ]． 大庆石油地质与开发， 2 0 o 6 ，2 5 4 9 一 l 2 ． [ 8 ]王世辉，杨建 国，梁 晓东 ，等 ．黑龙 江东北部 汤原断陷 断块 体运动特征 及其 对 油气 成 藏 的控 制 作 用 [ J ] ．地质 通 报 ， 2 0 o 6 ，2 5 Z 2 l l 7 一 l 1 3 ． 【 9 ]李丕龙 ．陆相断陷盆地沉 积体系与油气分布 [ M]．北京 石 油工业出版社 ，2 0 o 3 5 8 _ 6 9 ． [ 1 O ]胡望水 ，吕炳全 ，张文军 ，等 ．松辽 盆地 构造演化及成盆动 力学探讨 [ J ]．地质科学 ，2 0 o 5 ，4 0 1 l 6 - 3 1 ． [ 1 1 ]郭学斌， 关秋华 ．方正断陷方 3井区砂砾岩构造气藏描述 [ J ]．大庆石油地质与开发 ，2 0 o 3 ，2 2 4 3 9 42 ． 编辑宋铁 星 ◆- ●◆ ◆- I ●◆● - ●◆● ●◆’ ◆◆●●◆●● 为适应我国信 息化建设 ，扩大本刊及作者知识信息交流渠道 ，本刊 已加入 “ 万方数据千种精品核 心 刊”计划 ，被 中国核心期刊遴选数据库收录，并通过万方数据资源 系统及其镜像 系统等对外提供无偿或 有偿信息服务，其作者文章著作权使用费与本刊稿酬一次性给付。如作者不同意文章被收录，请在来稿时 向本刊声明，本刊将作适 当处理。