朝阳沟-长春岭地区扶余油层油气运移特征.pdf
2 0 1 2年 1 2月 第 3 1卷第 6期 大庆石油地质与开发 Pe t r o l e um Ge o l o g y a n d Oi l fie l d De v e l o p me n t i n Da q i n g De c .,2 01 2 Vo 1 . 3 1 No . 6 DOI 1 0 . 3 9 6 9 / J . I S S N . 1 0 0 0 . 3 7 5 4 . 2 0 1 2 . 0 6 . 0 01 朝 阳沟一 长春岭地 区扶余油层油气 运移特征 柴方源 , 李国会 施立志。 王卓卓。 1 .中国地质大学地球科学与资源学院, 北京 1 0 0 0 8 3 ; 2 .大庆油田有限责任公司, 黑龙江 大庆 1 6 3 4 5 3 3 . 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院, 黑龙江 大庆1 6 3 7 1 2 摘要朝阳沟一长春岭地区青山口组烃源岩有机质丰度高、厚度大,油气富集是否与其有直接关系一直存在不 同的认识。研究表明,朝阳沟至长春岭构造带之间本地烃源岩生烃能力有限,绝大多数原油与其临近的三肇凹 陷或王府凹陷具有较好的对比性。南西一北东向展布的河道砂体和南北向的断裂构成了油气由三肇凹陷向朝阳 沟构造及由王府凹陷向长春岭构造运移的疏导体系。三肇凹陷与王府凹陷内生成的油气在超压作用下垂向下排 到扶余油层,并在流体势场的作用下 ,沿断层和砂体构成 的复合疏导体系向朝阳沟一长春岭低势区侧向运移, 进而在构造高部位形成了以构造为主控的岩性一构造油气藏,在面向主力烃源岩区一侧的斜坡部位形成了上倾 尖灭的断层一岩性油藏。 关键词朝阳沟一长春岭地区;扶余油层;油气来源;油气运移疏导体系 中图分类号T E 1 2 2 . 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 0 3 7 5 4 2 0 1 2 0 6 - 0 0 0 1 - 0 5 CHARACTERI S TI CS OF THE HYDROCARBON M I GRATI oN I N F UYU oI L RES ERVoI R I N CHAoYANGGoU。 CHANGCHUNLI NG AREA CHAI Fa n g y u a n , LI Gu o h u i , S HI Li z h i , W ANG Zh u o z h u o 1 . C o l l e g e o f E a r t h S c i e n c e s a n d R e s o u r c e s o f C h i n a U n i v e r s i t y of G e o s c i e n c e s , B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 ,C h i n a ; 2 . D a q i n g O i lfie l d C o m p a n y L t d . ,D a q i n g 1 6 3 4 5 3 ,C h i n a ;3 . E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p m e n t R e s e a r c h I n s t i t u t e of D a q i n g O i lfie l d C o m p a n y L t d . ,D a q i n g 1 6 3 7 1 2 ,C h i n a A b s t r a c t T h e h y d r o c a r b o n s o u r c e r o c k s o f Q i n g s h a n k o u F o r ma t i o n i n C h a o y a n g g o u C h a n g c h u n l i n g a r e a a r e c h a r a c t e r i z e d b y hi g h o r g a n i c a b u n da n c e a n d b i g t h i c k n e s s ,a n d whe t h e r t h e r e a r e di r e c t r e l a t i o n wi t h t h e h y d r o c a r b o n a c c umu l a t i o n o r n o t f o r t h e r o c k s i s s t i l l i n a i r u p t o n o w.Th e s t u d y s ho ws t ha t t h e h y d r o c a r b o n g e n e r a t i ng a b i l i t y i n t he i n- s i t u s o u r c e r o c k s i s l i mi t e d be t we e n Ch a o y a ng g o u t o C ha n g c hu n l i n g s t r uc t u r a l be l t s ,a n d mo r e o v e r t h e r e a r e mu c h be t t e r c o r r e l a t i o n for t he mo s t o f c ru d e o i l i n t h e b e l t s wi t h t h o s e i n Sa n z h a o o r W a n g f u S a g s .Th e h y d r o c a r b o n mi g r a t i n g a n d t r a n s po r t i n g s y s t e ms f r o m S a n z ha o S a g t o Ch a o y a n g g o u S t r u c t ur e a n d fro m W a n g f u S a g t o Ch a n g c h u n - l i n g S t ru c t u r e a r e f o r me d b y t h e c h a n n e l s a n d b o d i e s s p r e a d b y S W NE s t r i k e a n d SN f a u l t s y s t e m.Th e h y d r o c a r b o n g e n e r a t e d i n t h e a b o v e t wo s a g s mi g r a t e s fi r s t d o wn wa r d t o F u y u o i l l a y e r v e r t i c a l l y o n t h e a c t i o n o f o v e r p r e s s u r e a n d f u rth e rm o r e a c t e d b y fl u i d p o t e n t i al fi e l d, t h e a b o v e t w o c o mp l e x s y s t e ms c o mb i n e d b y t h e f a u l t s a n d s a n d b o d i e s l a t - e r a l l y mi g r a t e t o t h e l o w p o t e n t i a l a r e a a l o n g Ch a o y a n g g o u Ch a ng c hu n l i n g . F i n a l l y t h e l i t h o l o g i c al s t ru c t u r a l pe t r o 一 收稿 日期 2 0 1 2 4 3 8 1 4 改 回 日期 2 0 1 2 43 9 - 2 0 基金项目国家重点基础研究发展计划 “ 9 7 3 ”计划项 目 2 0 0 6 C B 7 0 1 4 0 3 资助。 作者简介柴方源,男,1 9 7 2年生 , 在读博士,主要从事资源经济评价方向研究。 E ma i l c h a i f a n g y u a n p e t r o c h i n a .e o m. c n 2 大庆石油 地质 与开发 l e u m r e s e r v o i r s ma i n l y c o n t r o l l e d b y t h e s t r u c t u r e s a r e b u i l t o n t h e pe a k o f t h e s t ru c t u r e s;t h e f a u l t l i t h o l o g i c a l o i l r e s e rvo i r s i n t he p i n c ho u t t r a p o f l i t h o l o g y a r e f o r me d o n t he s l o p e f a c i n g t h e ma i n h y d r o c a r b o n s o u r c e r o c k a r e a. Ke y wo r d s Cha o y a n g g o u Cha n g c h un l i n g a r e a;F u y u o i l r e s e rvo i r ;p e t r o l e u m s o u r c e;h y d r o c a r b o n mi g r a t i n g a nd t r a n s po r t i n g s y s t e m 朝阳沟一长春岭地区构造上位于中央坳陷区的 朝阳沟阶地和东南隆起区长春岭背斜带,西北部紧 邻三肇 凹陷 ,东南 部 为 王 府 凹陷,勘 探 面 积 约 6 5 0 0 k m ,主要 目的层为扶余油层 。 。朝 阳沟一 长春岭地 区作为松辽盆地北部 中浅层油气主要富集 区,其油气分布规律和勘探方向等问题备受勘探界 和学术界所关注。近年来 ,随着高分辨率三维地震 勘探技术进步,井震结合河道砂体精细刻画为深人 分析该区油气藏特征提供 了可能。尽管如此 ,对朝 阳沟一长春岭地区油气来源 、运移特征等问题一直 存在有不同的认识 剖。一种观点认为朝 阳沟一长 春岭地 区自身青山口组烃源岩没有生烃能力 ,油气 全部来 自三肇凹陷与王府凹陷 ;另一种观点认为本 地烃源岩具有一定的生烃能力 ,可以生、排烃 ,且 对油气聚集有一定程度的贡献。两种不同的观点决 定着截然不 同的勘探 思路 ,系统梳理油 源亲疏关 系 ,剖析研究区油气运聚的动力学特征 ,对于进一 步落实朝阳沟一长春岭地区扶余油层油气藏分布规 律和明确下一步勘探方向具有重要的理论意义和现 实意 义。 1油气来源 传统烃源岩分类认为有机碳质量分数大于 1 % 应为好的烃源岩 ,尺 大于 0 . 5 %即可生烃。朝 阳沟 ~ 长春岭地 区主力烃 源岩为青一段 ,厚度在 5 0~ 1 1 5 m,其次是青二 、三段 ,厚度一般大于 1 0 0 m, 有机碳 质量分数在 2 % ~7 % ,生烃物 质基础好 。 尽管该 区 尺 总体上小于 0 . 7 % ,但绝大多数地区 尺 大于 0 . 5 % ,据此推断朝阳沟一长春岭地区 自身 烃源岩具有较好 的生烃能力。计算表 明,三肇 凹 陷、王府凹陷青一段烃源岩最大排烃强度可分别达 到 1 0 6 3 . 51 0 t / k m 和 3 0 01 0 t / k in 以上 ,朝 阳沟一长春岭地区局部最大排烃强度也达 1] 2 0 0 1 0 t / k m 以上 ,对 油 气 聚 集应 有 一 定 程 度 的贡 献 。 近年来,对不同类型有机质丰度烃源岩氢指数 统计和热模拟试验 ,证实未成熟烃源岩和成熟烃源 岩恢复后 的原始氢指数均为 7 5 0 mg / g左右 ,残烃 量下限为 1 0 0 mg / g 。有效烃源岩 的氢指数分布 在 1 0 0~ 6 5 0 mg ,烃指数在 4 0~1 0 0 m g / g ,对应 。 值为 0 . 7 5 % ~1 . 2 %,而 非 过 去 认 为 的起 算 值 0 . 5 % 。三肇 凹陷与王府 凹陷 s / T O C平 均值 分别 为 7 6 . 2 3 m g / g与 6 3 . 7 mg / g ,氢 指 数 平 均 在 5 2 0 m g / g 左右 ,烃源岩已经成熟排烃,而朝 阳沟阶 地和长春岭背斜带 S / T O C值低 ,特别是长春岭背 斜带 S / T O C值一般 小于 2 0 mg / g ,氢指数相对较 高,平均值在 6 5 0 m g / g以上 ,为非有效 烃源岩 , 生烃量十分有限。 朝 阳沟一长春岭地区绝大多数原油的甾烷类化 合物反映出成熟原油特征 ,与本地发育的未熟一低 熟烃源岩相矛盾 ,而少量未熟和低熟原油样品可能 与本地 烃 源 岩有 关 ,但 分 布 十分 局 限 图 1 。 P r / n C 和 P h / n C 是既能反映生油母质类型又能 反映成熟度的色谱参数。研究表明 ,朝阳沟油 田原 油与三肇 原油、三肇青 一段暗色 泥岩 的 P r / n C ⋯ P h / n C 明显分布在同一条直线上 ,在色谱特征 上反映 出二 者具有 亲缘关 系 。 I 5 m J 。同时 ,油一 油 、油一岩的甾烷类生物标志化合物质谱对比分析 也进一步揭示朝阳沟构造原油与三肇 凹陷、长春岭 构造原油与王府凹陷具有 明显 的可对比特征 ,这意 味着朝 阳沟一长春岭地区的原油主要来源于临近的 三肇凹陷和王府凹陷的主力烃源岩 。 氰 0 . 案 。 . o. Q C 2 g 甾烷S 构型 / C 2 9 甾烷S R 构型 图1朝阳沟一 长春岭地区原油成熟度划分 Fi g. 1 Di vi si on of t h e c r u de oi l mat uri t i es i n Ch a oy a ng g o u C ha ng c h unl i ng Ar e a 4 大庆石油地质与开发 2 0 1 2焦 g 重 力 加 速 度 ,m / s ;p 测 点 压 力 ,P a ; p 流体密度 ,g / a m ;q v 流体 的流动 速度 , m/s 。 、 用单位质量的油势分析研究 区目的层 中的流体 势分布特征及其与油气运移的关系 ,其表达式为 h Z 卫 P。 g 式 中 。 总 油 势 ,m;z 高 程 油 势 ,m; 上 测压油势,m。 P。 g 流体势恢复表明,明水组沉积末期三肇凹陷与 王府 凹 陷 为 高 势 区,油 势 主 要 分 布 在 4 0 0 0~ 5 0 0 0 m,而朝 阳沟一长春岭地方 则为低势 区,其 中朝阳沟阶地油势主要分布在 2 0 0 0~ 3 0 0 0 m,这 个时期 ,油气从三肇凹陷与王府凹陷由高势区沿着 疏导体向朝阳沟一长春岭地区低势区进行侧向运 移 。 流体势场分析可再造油气运移流线,从图4不 难看出 ,朝 阳沟地区的油气主要来 自三肇凹陷 ,油 气从三肇凹陷沿多条路径向朝阳沟地区运聚;而长 春岭构造西部的少量原油来 自于三肇凹陷的远距离 运移 4 0 k m ,长春岭构造北端原油主要 来 自王 府凹陷 ,运移距离相对较短 2 0 k m 。 图4 朝阳沟一长春岭地区扶余油层油气运移流线图 F i g . 4 M i g r a t i o n l i n e s o f t h e h y d r o c a r b o n f o r F u y u oi l re s er v oi r i n Ch a oy a ng g o u C ha ng c h unl i n g Ar ea 3油气成藏模式 朝阳沟~长春岭地区油气成藏经历了复杂的地 质过程。邻区有效烃源岩,继承性发育的构造背 景,断层与砂体构成的复合疏导体系,超压和流体 势场 ,晚期 的构造抬升作用 等综合控制 了油气 富 集 。 1 油源是油气成藏 的物质基础。朝 阳沟一 长春岭地区青 山口组为非有效烃源岩 ,自身生烃潜 力十分有限,大量的油气聚集与三肇凹陷和王府凹 陷有密切关系。明水组沉积末期为油气成藏关键时 期,三肇凹陷与王府凹陷成熟的烃源岩大量排烃, 为朝阳沟一长春岭地区扶余油层提供了充足的油气 来源。 2 继承性构造对 油气运聚具有 明显的诱 导 作用。朝阳沟地区扶余油层顶面在姚一段沉积前已 呈现背斜构造雏形 ,嫩 四段沉积前显示 出宽缓的长 轴背斜 ,是油气运移的有利指向区。四方台组沉积 后 ,受东南方向的挤压应力作用 ,朝 阳沟构造幅度 明显增高 ,短轴方向构造变陡 ,长春岭构造形成 , 油气藏主要进行垂向局部调整。 3 河 道砂体 为朝 阳沟一长春岭 地区主力储 集层 ,整体上呈现南西一北东向长条状展布 ,横向 上连通性差 ,纵向上错叠连片。砂体在南北向断裂 的沟通下形成了由三肇凹陷向朝阳沟地区、由王府 凹陷向长春岭地 区运移的复杂疏导体系。 4 在三肇及王府 凹陷中心部位油气沿断层 或裂缝通道以超压方式垂向 “ 倒灌”到扶余油层, 形成 了以岩性为主的油气藏。而由凹陷向构造转折 的斜坡部位,油气沿断裂与砂体构成的复合疏导体 系,在浮力的作用下进行二次侧向运移 ,形成 以断 层一岩性 、岩性为主的油气藏 ;在朝阳沟和长春岭 构造高部位则形成岩性一构造油气藏 图 5 。由 于河道砂体的走向与主体构造长轴方 向基本平行 , 在朝阳沟一长春岭构造面向三肇凹陷和王府凹陷一 侧寻找岩性上顷尖灭的断层一岩性油藏或岩性油藏 应为近期勘探的重点。 4结 论 1 朝阳沟一长春岭地 区烃 源岩为低熟 、未 熟源岩 ,油气主要来 自三肇 凹陷与王府 凹陷成熟烃 源岩,扶余油层河道砂体与近南北向展布的大断裂 带构成油气运移的疏导体。 2 在三肇 凹陷与王府 凹陷 内,油气先 在超 压的作用下垂向下排到扶余油层,然后在流体势的 作用下 ,在层内沿着疏导体侧向运移到朝阳沟一长 春岭低势区聚集成藏。 3 在已有油田面向三肇和王府凹陷主力烃 第 3 1 卷第 6期 柴方源等 朝阳沟一长春岭地区扶余油层油气运移特征 5 S h u l l 8 井 Z h l 9 井 Z h 2 0 井Z h 3 4 井C h a o 4 3 井C h a o 9 8 井C h a o 9 4 8 井 C h l 4 井C h 5 4 1 井 S h 2 3 井 S h 2 I 井 S h 3 2 井 i同 油 层 口气 层 咖油水同层口水 层 ■一 气水同 层 团运移方向 图5朝阳沟一 长春岭地区扶余油层油气运聚成藏模式 Fi g . 5 P at t e rns o f t he hy d ro ca r bo n mi g rat i o n a nd ac c u mul a ti o n f o r F u y u o i l r e s e r v o i r i n C h a o y a n g g o u C h an g c h u n l i n g A r e a 源岩一侧 ,具有发育岩性上顷尖灭的断层一岩性和 岩性油藏有利条件 ,是进一步勘探的重点区域。 参考文献 [ 1 ]高瑞祺 ,蔡希源 .松辽 盆地油气 田形成条件 与分布规律 [ M]. 北 京 石油工业 出版社 ,1 9 9 7 1 . 3 1 9 . 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