松辽盆地南部断陷层油气勘探领域.pdf

第 3 2卷 第 4期 2 0 1 0年 8月 石 油 窦 劈 弛 屡 PETRoLEUM GE0LoGY ＆ EXPERI M ENT Vo1 ．3 2． NO． 4 Au g．， 2 O1 O 文章编号 i 0 0 1 6 1 1 2 2 O 1 O 0 4 ～0 3 2 6 0 4 松辽盆地南部断陷层油气勘探领域 秦伟军 ， 郭金瑞 中 国石 油 化 工 股 份 有 限 公 司 石 油 勘 探 开发 研 究 院 ， 北 京 1 0 0 0 8 3 摘要 松辽盆地南部地区发育多个富含油气的断陷和 凹陷 ， 十屋断陷和长岭断 凹 陷是其中富含油气的地质单元 ， 已发现 了一批 中小型油气 田。研究认为该 区发育断陷层和坳 陷层 2套含油气系统， 断陷层油气藏包括火 山岩油气藏 、 地层不整合油气藏 、 陡坡 岩性 油气藏和基岩潜山变质 岩油气藏等 ， 主要受有效火 山岩储层和有效低孔渗碎 屑岩储 层发育情况控制 ， 与构造 复合分别形成 火山岩储层构造油气藏和低 渗透砂岩储层构造 油气藏 ； 坳陷层油气藏受三角洲前缘相砂 体层布控制 ， 在有利 的构 造背景下形成 构造一岩性油气藏。研究认为 ， 松辽盆地南部 断陷层勘探领域包括 ①火 山岩油气藏 ． ②地层不整合油气藏 ， ③陡坡岩性油气藏 ， ④基岩潜山变质岩油气藏 。 关键词 勘探领域； 断陷层 ； 油气藏类型 ； 松辽盆地 中图分类号 TE 1 2 2 ． 3 文献标识码 A oI L AND GAS EXPLoRATI oN FI ELD I N RI FT S TRATUM I N THE S oUTH oF TH E S oNGLI Ao BAS I N Qi n We i j u n，Gu o J i n r u i SI NOPEC Ex pl o r a t i o n a n d De v e l o pme n t Re s e a r c h I n s t i t u t e，Be i j i n g 1 0 0 0 8 3，C h i n a Ab s t r a c t The r e a r e ma n y r i f t s a nd d e p r e s s i on s wi t h r i c h oi l a n d ga s i n t he s ou t h o f t he S o ngl i a o Ba s i n ． Shi wu De p r e s s i o n a nd Cha n gl i n g Ri f t de p r e s s i o n a r e t he g e o l o gi c a l u ni t s wi t h r i c h o i l a nd g a s，a nd a numbe r o f s ma l l a n d m e d i um o i l g a s f i e l ds ha d be e n d i s c o v e r e d．Re s e a r c h s u g ge s t e d t ha t t he r e a r e t wo t y pe s o f r i f t s t r a t u m a nd de pr e s s i o n s t r a t um pe t r ol e um s y s t e m s ． Oi l g a s r e s e r v o i r o f r i f t s t r a t um i s m a i nl y c o nt r o l l e d by t he e f f i c i e nt v o l c a ni c r e s e r v oi r a n d l o w p o r os i t y p e r m e a b i l i t y of t he r e s e r v o i r ． St r u c t u r a l r e s e r vo i r o f vo l c a ni c r oc ks a n d l ow p e r m e a bi l i t y s a nd s t on e r e s e r vo i r s we r e f o r me d c ompo s i t e wi t h s t r uc t u r a 1 ． De pr e s s i o n r e s e r vo i r wa s c on t r o l l e d by s a nd di s t r i b ut i o n o f de l t a f r o nt ，f o r m i n g s t r u c t ur e l i t ho l og y r e s e r v o i r a t a f a v o r a bl e c o nt e xt ． S t ud i e s s ug ge s t t ha t e xp l o r a t i o n f i e l d s of r i f t s t r a t um i n c l ud ev o l c a ni c r oc ks r e s e r v oi r， s t r a t i gr a p hi c u nc on f o r m i t y r e s e r v o i r ， s t e e p l i t h ol o g y r e s e r vo i r a nd m e t a mor p hi c r o c k r e s e r v o i r o f b e d r oc k． Ke y wo r d se x pl o r a t i on f i e l d；r i f t s t r a t um ；r e s e r v o i r t y p e s；So ng l i a o Ba s i n 1 盆地结构 与地层沉积序列 1 ． 1 盆地 结构 特征 松辽 盆 地是 由 2种不 同类 型 的盆地 叠 加 的复 合 型盆地 。 以 T 。面 即登 娄库 组 顶 为 界 ， 以上 为 一 大型坳 陷型沉 积 盆地 叠 加 在 若 干断 陷 型 沉积 盆 地之上的复合型盆地 。这就是常称所谓 的“ 断坳 型” 叠加盆地。松南断陷型盆地群是 由 1 6个分割 独立 的断 陷 盆 地 组 成 ， 总 面 积 约 5 ． 3 6 1 0 k m 。 坳 陷型盆地 总面 积约 1 0 1 0 k m。 ， 是 一个统 一 的 大型坳陷沉积体 ， 但不同的区带沉积厚度不一 。 盆 地 基底 为 吉黑 加 里 东褶 皱 系 和吉 黑华 力 西 褶 皱系 拼接而成 ， 岩性 以古 生界浅 变质 岩和花 岗岩 为主 。分布特 征是 “ 东西 一 致 ， 南北 有 别 ” ， 大体 以 长 春通榆一线 为界 ， 分南 北两 区 。基底 的构 造表 现 为三 隆 扶余 一钓 鱼 台、 安广一 青 山 口、 架 马吐 、 四坳 长 岭 、 莺一 杏 、 德惠 和开鲁 的构造 格局 。 1 ． 2地 层沉 积序 列 松辽盆地具有 深浅层叠置 的双重地质结 构特征 的成 因机制 ， 属 裂谷 型盆地 。断 陷和坳 陷 分别 是裂 谷构造 沉降和热沉降发育 阶段 的产 物 。松辽 盆地 的 发育演 化 自三叠纪 以来到新 生代 经历 了 4 个 演化 阶 段 ， 即隆起阶段 T 。 一J 、 断陷阶段 K h 、 坳 陷 阶段 K 。 q K n 、 盆地抬升萎缩 阶段 K 。 m Q 。 收稿 日期 2 0 0 9 0 7 1 4 ； 修 订 E t 期 2 0 1 0 0 6 1 8 。 作者简介 秦伟军 1 9 6 4 ， 男 ， 教授级高级工程师 ， 从事石油天然气地质与勘探战略规划研究 。E ma i l q i n w j p e p r i s ． t o m。 第 4期 秦伟军 ， 等．松辽盆地南部断陷层油气勘探领域 3 2 7 0 4 0 8 0m 区 陷 带 部 断 裂 ＼ 偌 裂 带 ＼ ／带 图 1 松辽盆地断 陷层构造 Fi g ． 1 Te c t on i c f e a t u r e s o f r i f t s t r a t u m i n t h e S o n gl i a o Ba s i n 根据 盆地 演化 特征及 区域 构造 运动 的标 志 ， 以 T 。面 即登 娄 库组 顶 为界 ， 可划 分 为下 部 断 陷构 造层 图 1 和 上 部坳 陷构 造 层 。下 构 造 层 序 包 括 下 白垩统 火石岭 组 、 沙河子 组 、 营城组 及登 娄库 组 ； 上构 造层 序包括 上 白垩 统 泉头 组 、 青 山 口组 、 姚 家 组 、 嫩 江组 、 四方 台组及 明水 组等 。 松南 断 、 坳 2套 地 层发 育 和 沉积 充 填 相 序 ， 由 于处 于不 同的构 造背 景 ， 东 南隆起 区 与 中央坳 陷区 存在 明显差 异 。如东南 隆起 区 ， 由于受 断 陷构造 特 征控 制 ， 各 断陷盆 地 内地 层厚 度及 沉积 相序 变化较 大 ； 受嫩 末构 造运 动影 响 ， 嫩 江组剥 蚀严 重 ， 有些地 区青 山 口组 亦被 不 同程 度 的剥蚀 。而 中央坳 陷 区 ， 受构造 运动影 响较 小 ， 各 断 陷盆地 内地层 厚度 及沉 积相序 变化不 大 ， 同时 自下而 上地 层发 育齐全 。 2 油气地质条件 2 ． 1 烃 源岩 受 断陷 的构 造样 式 和发育 程度 的控制 ， 以东南 隆起区为烃源岩 的主要分布区， 其次为中央坳陷区 的长岭 和乾安 地 区_ 2 ] 。在 岩性 上 ， 主要为湖 相 暗色 泥岩和沼泽相碳质泥岩和煤。此外 ， 在东南隆起区 的十屋 和伏龙 泉断 陷及 中央坳 陷 区 ， 登娄 库组 中下 部 的湖 相 暗色 泥岩 也 具 有 一定 的 生油 气 能 力 。断 陷盆地 中 的烃 源 岩 具 有 沉 积 厚 度 大 、 有 机 质 丰 度 高、 演化程度高等特点。在各断陷盆地中， 暗色泥 岩 厚度 一般 为 2 0 0 6 0 0 m， 最 大 可达 3 5 0 0 m。有 机碳 含量 为0 ． 6 5 ～2 ． 4 ， 有机 质类 型 为 Ⅱ。 一 Ⅲ 型 。 由于有后 续坳 陷层 叠置 ， 断 陷层烃 源岩 演化程 度较高 ， 除一些小型地堑式断陷外 ， 大部分断陷层 源岩 均 已进入 成 熟 至 高 熟 阶段 。油气 资 源 丰 度一 般 为 5 ～2 0 1 0 t ／ k m ， 属 大 型 富油 气盆 地 中一 高 资源丰 度 的断 陷 区。 2 ． 2储 集层 断 陷层 发 育 火 山 岩 和 碎 屑 岩 2种 储 集 岩 类 型r 】 ] ， 其 中营城组 、 火 石岭 组 主要为 火 山岩储集 体 ， 登娄库组则以碎屑岩为主。重磁资料 、 地震属性分 析资料 和 钻探 资 料 均反 映火 山岩 呈 带状 展 布 。火 山岩 厚达 数百米 如 D B 1 1 井 营城 组钻遇 6 0 0 m 火 山岩 未穿 ， 储层 主要 包 括 中、 酸 性 安 山岩 、 流纹 岩 及凝 灰岩 等， 其 次为少 量 的火 山碎屑 岩， 孔 隙度 2 ～1 5 ， 渗透率 0 ． 5 5 ～1 2 2 ． 0 1 0 ～ m 。储 集 空 间按成 因可 划分 为原 生孔 隙 、 次 生孔 隙和裂 隙 3 种 类 型 ， 它们 单独 或组 合 成 裂 隙型 和孔 隙一 裂 隙 型储集 类 型 。碎 屑 岩 储 集 体 岩 性 有 砂 砾 岩 、 含 砾 中一粗 砂岩 、 中～ 细砂 岩 ， 由于 埋藏 深 、 地 温 高 、 成 岩 作用 强 ， 导 致 储 层 物 性普 遍 较 差 ， 属 于 低 孔～低 渗储 层 ， 且非 均质 性强 。 2 ． 3成 藏 组合 与油气 藏类 型 断 陷 层油 气 成 藏 系统 在纵 向上 主要 发 育 自生 自储 成 藏组合 和下 生 上储 成 藏 组 合 。其 中 自生 自 储成 藏组 合 主要发 育于火 石 岭组 、 沙河 子组 和营城 组 ， 以原 生油气 藏 为主 。下生 上储 成藏 组合 主要发 育 于登娄 库组 和泉 头组地 层 中 ， 为 次生油 气藏 。油 气藏 类 型主 要 为 同沉 积 背 斜 油 气 藏 、 火 山岩 油 气 藏 、 地 层岩 性油 气 藏 ， 以及后 期 构 造 作 用 叠加 形 成 的构 造～ 岩性 复合 油 气 藏 ， 并 以构 造一 火 山岩 、 构 造一岩性复合油气藏为主， 其规模 和丰度受构造、 岩性双 重控 制 。 同一 构造 背 景 控 制 下一 系列 相 似 的油气 藏纵 向叠 置 、 横 向连 片 ， 构 成 的 复式 油 气 聚 集 带成 为大 中型 油气 田的勘 探 目标【 3 ～ 。 3 勘探领域 3 ． 1火 山岩 油气 藏 火山岩在断陷层广泛分布， 主要发育在营城组、 火石岭组， 带状展布嘲。松南断陷层发育营城组、 沙 河子组 2套烃 源岩 。暗 色泥岩 厚度 6 0 0 8 0 0 m， 有 机碳 含量为 0 ． 6 5 ～2 ． 8 ， 平 均为 1 ． 1 3 ， 类 型 为 3 2 8 石 油 察 鼯 沾 届 第 3 2卷 Ⅱ 一 Ⅲ型。烃源岩热演化程度达到过成熟一高成 熟 阶段 ， 处 于 大 量 生 气 时 期[ 1 。火 山岩 圈 闭成 藏 的资源背景好。 火山岩储集体岩性_ 1 卜 ] 主要为 中、 酸性安 山 岩、 流纹岩及凝灰岩等 ， 其次为少量的火山碎屑岩， 孔隙度 2 ～1 5 ， 渗透 率 0 ． 5 5～1 2 2 1 0 肚m 。 。储集 空 间按成 因可划 分 为原 生孔 隙 、 次生 孔 隙和裂 隙 3种类 型 ， 它们 单独 或组 合成裂 隙 型和孔 隙一裂 隙型储 集类 型 。区域 盖层发 育 ， 主要有 泉头 组一 、 二段及青山组暗色泥岩 ， 可有效封盖断陷层 油气 藏 ； 同时 ， 登 娄库组 泥岩 、 营城 组暗色 泥岩 可作 为直接盖层 ， 形成较好 的封盖条件。另外， 断陷层 发育的断层 ， 在后期大部分 已停止活动 ， 对天然气 形成较 好 的封堵 。火 山岩 圈闭油气保 存条 件较好 。 从 生储 盖组合 特 征看 ， 多 由营 城组 储 层 以火 山岩 储层 为主 与暗色 泥 岩 烃 源 岩 、 盖层 构成 的 自生 自储成藏组合 。 成 藏 有利 的火 山岩 体 在 三维 地震 剖 面上 呈 现 类似漏斗状外形和杂乱反射特征， 为靠近火山E l 附 近 的溢 流一爆 发 相 反 射 特 征【 1 。 5 l 图 2 ， 相 干 体 分析表 明其裂缝发育， 推测此类火山岩储集体物性 较好。火山岩体多与古隆起复合， 在构造背景上形 成复合圈闭。圈闭的形成时间一般早于或等于生 气 高峰 时期 ， 具 有 较 好 的 时 间 匹配 关 系 ， 可有 效 捕 获天然 气成 藏 。火 山岩 油 气 藏成 为 目前 最重 要 的 勘探领 域之一 。 3 ． 2地层不 整合 油气藏 断一 坳转 换期 ， 在基 底古斜 坡 背景上 地层逐层 超覆尖灭形成地层不整合圈闭。断一坳转换期烃 源岩较 差 ， 生储 盖 组合 主要为 侧 向运移 的下生上 储 成藏组 合 图 3 。断陷层营城组 、 沙河子组 为深 湖一半深湖一浅湖相沉积， 泥岩发育， 地层逐层超 图 3松辽 盆地南部十屋断陷侧 向运移成藏组合 Fi g． 3 Re s e r v o i r c o mbi na t i o n o n t he l a t e r a l mi gr a t i o n i n Sh i wu Ri f t of t he So ng l i a o Ba s i n 覆尖 灭 。上 部 为 以泉 头组 二 、 三 段河 流 相 、 浅 水 湖 相砂岩为储层 。砂岩成分成熟度低 ， 结构成熟度 中 等一 较高。由于埋 藏浅 ， 物性好 ， 孔 隙度一般 均大 于 1 O ， 渗透率 变化较 大 ， 为 1 ～1 0 0 0 l O 一 r n 2 ， 为 较好 储 层 ， 并 且 平 面分 布 稳定 。盖 层 有 2种 ， 一 种 是 以青 山 口组 湖 相 、 滨 浅 湖 相 泥 岩 构 成 的 区 域 盖 层 ， 全区广泛分布， 层位稳定 ； 另一种为局部直接盖 层 ， 由泉二 、 三段 浅湖 相红色 泥岩构 成 。 斜坡区地层超覆尖灭 圈闭， 近源， 为油气长期 运 聚指 向区 ， 是有 利 的油气 聚集带 之一 。十屋 断陷 北部 发育 该 类 圈 闭 。王 家 地 区 钻探 的 S N1 4 4井 ， 泉头 组 储 层 以 砂 岩 为 主 ， 物 性 孔 隙 度 7 ． 0 ～ 2 8 ； 渗透 率 0 ． 0 7 ～4 7 ． 3 1 0 ／f i n 。 ， 砂 岩 厚 度 较大 ， 储集性 能好 。营城组砂岩厚度小， 储集性能 中等 。登娄 库 组 、 沙河 子 组砂 岩厚 度 小 ， 储集 性 能 较差 。S N1 4 4井 揭示 的 泥 岩 单 层 厚 度 较 大 ， 最 厚 达 1 7 ． 5 m， 质 纯 ， 平 面 分 布 稳定 ， 对 油气 运 移 和 聚 集可 起到很 好 的保 护作 用 ， 盖 层条件 良好 。 3 ． 3断陷层 陡坡带岩 性油气 藏 深层发育诸多断陷， 控盆断层控制了断陷的形 成 。在 各个 断 陷靠 近 断裂 一 侧 ， 基 底 强 烈下沉 ， 形 成了一系列水下扇和扇三角洲。 单个水下扇平面上 图 2 松辽盆地火山岩体波 阻抗反演剖面 Fi g ．2 I m p e da n c e i nv e r s i on p r of i l e of t h e v ol c a ni c r oc k bo dy i n t he S on gl i a o Ba s i n 第 4期 秦伟军 ， 等．松辽盆地南部断陷层油气勘探领域 3 2 9 呈扇 状 ， 以粗碎 屑沉积 为 主 ， 由于沉积 混杂 ， 地层 成 层性 差 ， 地震 剖 面上波 阻连 续性 较差 。 同时 由于控 盆断 层活 动时 间长 ， 洼 陷持 续沉 降 ， 沉 积 巨厚 ， 控 盆 断层 一般未 发生 强 烈反 转 ， 因此 ， 在 邻 近 控 盆 断 层 区多 不发育 滚动 背斜 ， 构造 圈闭 不发育 。下 扇和 扇 三角洲砂体多沿长轴方 向呈楔形伸人湖盆内， 与烃 源岩 区直接 接触 ， 具有 油气 富集 的 良好 条件 。 如 十屋 断陷 ， 在 西部 控盆 断层 附近 发育较 大 型 的扇体有马家窑、 桑树 台、 孤家子、 西 丁家等水 下 扇 。其 中西 丁家构 造 在 扇 体 之上 针 对 泉 头组 已实 施 探井 1口 S N2 3 0井 ， 中浅 层 泉 头 组 已见 到 良 好的气测异常显示 ， 预示着深部水下扇体可能存在 大 型 的天 然气 聚集 。 3 ． 4基岩 潜 山变质 岩领域 松辽盆地基底是晚古生代末期至早中生代初 期所 固结 的大 陆地 壳 。盆地 南 部 基 底 岩性 主 要 是 石炭～ 二叠 系 浅变 质 岩 及 同期 岩 浆 岩 。十 屋 断 陷 发育 中央构造带潜 山圈闭， 紧邻最有利 的烃源区， 油源供 给充 分 ， 是 有利 的油气 聚集 带之 一 。2 0 0 6 2 0 0 7年兼 探基 底 潜 山含 油 气 性 钻 探 了 2口井 ， 均 获少量 油气 发 现 。S N5 5井 完 钻 井 深 1 9 2 0 I T I ， 完 钻层位 基底 。在 1 4 5 0 m 进 入基底 变 质岩 ， 岩性 为 花 岗岩 、 花 岗闪长岩 、 绢 云母绿 泥石 化 片岩 ， 在 变质 岩 中录井 见 9层裂 隙含 油显示 ， 测 井解 释为裂 隙油 层 和含油 层 ， 对 变质 岩井段 1 4 6 5 ～ 1 5 4 0 m 常规 测 试获 少 量 原 油 。S N6 4井 在 2 3 1 4 ． 3 m 进 入 基 底 ， 钻遇泥 晶灰 岩 2 2 3 m 未 穿 ， 录井 获 5层 气 显 示 ， 测 井解 释 为含 气 致 密层 一差 气 层 ， 常规 试 油 获 得少 量天 然气 流 ， 压 裂后获 轻质 原油 。基底 潜 山获 得上述 发现 ， 展示 了潜 山领域 良好 的勘 探 前 景 ， 是 未来勘 探 的又一新 目标 。 4 结论 1 松 辽 盆地南 部 地 区发 育 多个 富 油 气 断 陷 和 凹陷， 发育断陷层和坳陷层 2套含油气系统。 2 断陷层油气地质条件好。油气藏主要受有 效 火 山岩储层 和 有效 低 孔 渗 碎 屑 岩储 层 发 育情 况 控 制 ， 与 构造 复合 分别形 成火 山岩 储层 构造 油气藏 和低渗透砂岩储层构造油气藏 。 3 断陷层勘探新领域包括 盆 内火 山岩油气 藏 、 边坡地 层 不整合 油气 藏 、 陡坡 岩性体 油气藏 、 基 底潜山变质岩油气藏 。 参考文献 [ 1 ] 秦伟军 ， 刘超英 ， 谈风其 ， 等．松辽盆 地长岭断 陷火山岩相与 天然气成藏关系E J 3 ．石油实验地质 ， 2 0 0 8 ， 3 0 4 3 2 8 3 3 1 ． E 2 - ] 周卓 明， 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