松辽盆地长岭断陷深层天然气输导体系研究.pdf

第 3 4卷第6期 2 0 1 2年 l 1 月 石 油 雾 劈沾届 PE TRoLEUM GEoLoGY ＆ EXP ERI M ENT Vo 1 ． 3 4， No ． 6 No v ．． 2 0 1 2 文章编号 1 0 0 1 - 6 1 1 2 2 0 1 2 l 0 6 - 0 5 8 2 - 0 5 松辽盆地长岭断陷深层天然气输导体 系研究 张彦霞， 李海华， 王保华， 陆建林 中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所， 江苏 无锡2 1 4 1 2 6 摘要 长岭断陷深层输 导体分为断层 、 砂层 、 裂缝和不整合 面 4种类型 ， 断层是天然气垂 向穿层运移输导的主要通 道 ， 与烃源岩互 层的砂层可作为天然气侧向输导通道， 裂缝为火山岩储层天然气输导提供良好通道， 是火山岩层能作为有效储层的关键。长岭 断陷深层输导体系的有效性受烃源灶位置与生排烃期、 天然气运移路径与输导体匹配等因素影响， 在烃源岩生排烃期及优势运 移路径上呈连通状态的输导体系对天然气聚集至关重要。天然气平面分布的广泛性和垂向上的多层系与输导体系的时空配置 关系密切 ， 近烃源断裂输 导是长岭深层火山岩气藏最主要的输导方式 ． 控制 了深层天然气的运 聚规律 ， 天然气沿 断裂运移输导并 在其 附近聚集分布 。 关键词 输导特征 ； 天然气成藏 深层 长岭断陷 ； 松辽盆地 中图分类号 T E l 2 2 ． 1 2 文献标识码 A Ch a r a c t e r i s t i c s o f d e e p g a s t r a ns p o r t a t i o n i n Ch a n g l i n g Fa u l t De p r e s s i o n， ． S o n g l i a o Ba s i n Z h a n g Ya n x i a ，L i Ha i h u a，Wa n g B a o h u a ，L u J i a n l i n W u x i R e s e a r c h I n s t i t u t e o fP e t r o l e u m G e o l o g y ， S I N O P E C，W u x i ， J i a n g s u 2 1 4 1 2 6 ，C h i n a Ab s t r a c t Th e r e a r e f o u r de e p t r a n s p o r t a t i o n t y pe s i n t he Ch a n g l i n g F a u l t De p r e s s i o nf a u l t ，s a n ds t o n e，f r a c t u r e a n d un c o n f o r mi t y s u r f a c e ． F a u l t s a r e t he ma i n p a t h wa y s f o r g a s v e rti c a l mi g r a t i o n． S a n d s t o n e s wh i c h i n t e r b e d wi t h s o u r c e r o c k s a r e t h e ma i n p a t h wa y s for g a s l a t e r a l mi g r a t i o n ． Fr a c t u r e s i n v o l c a n i c r o c k s p r o v i d e f a v o r a b l e p a t h wa y s for g a s mi gra t i o n，wh i c h i s t he c o n t r o l l i n g f a c t o r for t h e e f f e c t i v e n e s s o f v o l c a n i c r e s e r v o i r s ．Th e e f f e c t i v e n e s s o f d e e p t r a n s p o rta t i o n s y s t e m i n t h e C h a n g l i n g F a u l t De p r e s s i o n i s a f f e c t e d b y t h e ma t c h i n g o f h y d r o e a r b o n k i t c h e n l o c a t i o n a n d h y d r o c a r bo n g e n e r a t i o n a n d e x p u l s i o n s t a g e s a s we l l a s t h e ma t c h i n g o f g a s mi g r a t i o n p a t h wa y a n d t r a n s p o r t a t i o n s y s t e m．T h e t r a n s p o r t a t i o n s y s t e m w h i c h e x i s t s d u r i n g h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n a n d e x p u l s i o n s t a g e s a n d i s c o n n e c t e d a l o n g f a v o r a b l e mi g r a t i o n p a t h wa y s i s c r i t i c a l for g a s a c c u mu l a t i o n ． C l o s e l y r e l a t e d t o t h e t i me a n d s p a c e d i s t rib u t i o n s o f t r a n s p o rt a t i o n s y s t e m，n a t u r a l g a s i s w i d e s p r e a d l a t e r a l l y a n d i s f o u n d i n mu l t i p l e l a y e r s v e rt i c a l l y ．F a u l t t r a n s p o r t a t i o n c l o s e t o s o u r c e r o c k s i s t h e mo s t c o mmo n t r a n s p o rt a t i o n wa y f o r v o l c a n i c r e s e r v o i r s i n t h e Ch a n g l i n g Fa u l t De p r e s s i o n，wh i c h c o n t r o l l s t h e r e g ul a r mi g r a t i o n pa t t e r n o f d e e p g a s ．Ga s mi g r a t e s a l o n g f a u l t s a n d a c c u mu l a t e s n e a r b y． Ke y wo r dst r a ns p o r t a t i o n c h a r a c t e ris t i c s ；g a s a c c u mu l a t i o n；d e e p l a y e r ；C h a n g l i n g F a ult De p r e s s i o n；S o n g L i a o B asi n 松辽盆地长岭断陷深层天然气勘探不断取得突 破性进展． 腰英台深层构造、 查干花斜坡带先后有多 口探井获高产工业气流 ， 展示 了天然气 良好的勘探 前景和勘探潜力[ 1 - 2 ] 。目前已发现的工业气藏主要 储集于营城组上部火山岩储层中， 部分储集于登娄 库组下部砂岩储层 中． 主力烃源岩为沙河子组 暗色 泥岩。营城组火山岩广泛发育是长岭深层地层的主 要特点之一_ 3 ] ， 火山岩成藏系统具有其特殊性 。 与 碎屑岩系统有较大差异， 有必要开展针对性的研究 工作。正确认识输导特征． 分析烃源岩生成排出的 天然气如何运移进人上述储层 ， 是研究长岭深层天 然气藏形成机制的关键。国内外不少学者对天然气 输导方式 、 输导距离以及输导体系有效性等进行了 相关研究和探讨_ 9 ， 这些工作为认识和评价长岭 深层天然气输导特征提供了有益的参考。 1 输导体类型及输导特征 长岭深层天然气输导体分为断层、 砂层、 裂缝、 收稿 日期 2 0 1 2 0 5 1 0 ； 修 订 日期 2 0 1 2 0 9 2 9 。 作者简介 张彦霞 1 9 7 2 一 ， 女， 工程师， 从事石油地质勘探研究。E - m a i l z y x r m d ． s y k y s i n o p e c ． t o m 。 基金项目 中国石油化工股份有限公司科技部项目 P 0 5 0 3 7 资助。 第 6期 张彦霞， 等．松辽盆地长岭断陷深层天然气输导体系研究 5 8 3 不整合面4种 ， 各种输导体对天然气的控制作用不 同 ， 或 以垂 向输导为主 ， 或以侧向输导为主， 或 以沟 通孔洞 、 改善储层物性为主。这些输导体往往相互 交叉叠置和连通 ． 分级次运移 ， 且各类输 导体之 间 相互影响。如构造缝的形成与断裂、 火山活动等构 造作用有关 ； 而断层和裂缝又是改善储层物性的有 利 因素。作 为烃 源岩与圈闭之间 的连接 “ 桥梁 ” ， 输导体及其组合关系在天然气运移 、 聚集过程 中发 挥着重要作用 1 ． 1 断层输导特征 长岭断陷经历了多期次构造运动， 形成了多种 类型的断裂及与断层相关 的圈闭。通过对地震资 料的构造解析 ． 长岭深层主要发育早期断层和长期 断层。同时断穿 T 火石岭组前 和 T 4 营城组末 的早期断层 是基底断层 继承性发育 形成 ． 只断穿 T 的早期断层形成 于营城组沉积末期 ， 为断陷期 断裂 。长期断层从 L 或 T 4断至 T 泉头组末 或 以上， 往往在营城组沉积末期、 青山口组沉积末期、 嫩江组沉积末期等多期活动。 对长岭深层天然气而言 ． 断裂沟通了纵向上相 距较远的烃源岩与储层 ， 是天然气垂 向穿层长距离 运移输导的高效通道 。早期 断层是该 区沙河子组 烃源岩生成排 出的天然气 向营城组火山岩和登娄 库组下部砂岩储层输导的优势通道， 长期断层由于 多期活动， 还是气藏气向登娄库组及以上储层运移 输导的主要通道。在东英台含气构造 Y s 3井区 ， 早 期断层断穿营城组火山岩体和沙河子组烃源岩 。 烃 源岩生成排出的天然气沿断层 向上输 导运移至营 城组火山岩断背斜圈闭中聚集成藏 图 1 ， 长岭断 陷营城组火山岩气藏均是 以断层输导为主导形成 的。登娄库组砂岩储层 与主力烃源岩之 间隔着大 套致密火山岩， 登娄库组砂岩气藏的形成与断层多 期活动和垂向运移输导紧密相关 。在腰英 台构造 Y s l O l井区， 达尔罕断裂在嫩江组沉积末期再次活 动 ， 使得天然气沿断层垂 向运移输导进入登娄库组 砂层 ， 并在有利部位聚集 图 1 。此外 ， 长岭断陷 火 山活动活跃 ， 导致底部幔源气沿基底断裂发生运 移。钻井已证实， C O ， 气体通过基底深大断裂后期 活动沟通而向上运移输导， 在断裂附近遇到合适圈 闭就会聚集成藏。C s 2井 区就是 C O ， 沿查 干花西 断裂向上运移输导形成的 C O ， 气藏 图 1 。 1 ． 2砂层输导特征 长岭深层砂层在沙河子组、 营城组 、 登娄库组 均有分布 ， 此类输导体在砂泥岩互层 的生烃层系中 很重要 。 横向稳定发育的连通砂层能够有效输导天 然气。沙河子组烃源岩生成排 出的天然气优先运 移进人互层砂层 中 图 1 ， 在泥岩等盖层 的封隔下 向构造主体方向侧向输导 。 遇到有利圈闭就会发生 聚集 。在查干花地区， 沙河子组和营城组砂砾岩储 层 中普遍有气显示 ， Y s 6井沙河子组储层压裂测试 日产天然气 5 0 0 m。 。由于沙河子组和营城组砂层 埋藏深， 成岩作用较强， 渗透性较差， 其侧向输导能 力相对变差。登娄库组砂层离烃源岩较远 ， 考虑到 砂层与烃源岩间的叠置关系． 认为不能独立对天然 气起直接输导作用 。天然气先沿断层垂向运移 ， 穿 过营城组火山岩层后 ， 可 以进入登娄库组砂层进行 图 1 长岭断陷深层天然气输导特征示意 F i g ． 1 T r a n s p o r t a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f d e e p g a s i n C h a n g l i n g F a u l t De p r e s s i o n 5 8 6 石 油 察 劈 沾 屡 第 3 4卷 Y s 3等井区无一例外。断裂系统输导天然气 的能 力要强于连通砂层和不整合面 ， 沙河子组烃源岩生 成排出的天然气 主要依靠通 源断裂及周 边伴生 的 次级断裂作为输导通道 ， 沿优势运移路径向火山岩 储层输导， 并在断层附近的圈闭中聚集成藏。 断裂的延伸层位控制着局部构造的含气层位。 腰英 台深层构造主要受达尔罕断裂的控制， 其从基 底逐渐延伸至泉头组 ， 天然气沿断裂 向上输导运移 至营城组 、 登娄库组和泉一段 ， 并在其内运聚成藏 ， 从而形成营城组火山岩气藏 、 登娄库组碎屑岩气藏 和泉一段碎屑岩气藏。在查干花地 区， 位于查干花 次洼的东英台构造断裂十分发育 ， 尤其从沙河子组 到泉一段最为发育； 而同位于查干花次洼的达北构 造， 断裂发育较少， 只有一条达北断裂切穿 L 反射 层， 构造高点处的断距也相对比较小， 这可能是东 英 台构造 Y s 3井 区比达北构造 Y s 2井 区气显示层 位高的主要原因。这也说 明断层在空间上 的延伸 层位控制着天然气在垂 向上的运聚层位。 4 结论 1 长岭断陷深层发育断层 、 砂层 、 裂缝和不整 合面4种输导体。断层是天然气向营城组火山岩 及登娄库组砂岩垂 向穿层长距离运移输导 的高效 通道。与沙河子组烃源岩互层 的砂层可作为天然 气侧向输导的通道， 此类输导体在砂泥岩互层的生 烃层系中很重要。裂缝改善 了营城组火 山岩孔隙 连通状况和渗流性能， 是火 山岩能作为有效储层的 关键所在， 为火山岩层天然气的垂向输导做出了重 要贡献。不整合面以早期输导为主。 2 长岭断陷深层输导体系的有效性受烃源灶 位置与生排烃期、 天然气运移路径与输导体匹配等 因素影响。在沙河子组烃源岩生排烃期与其相连 通的输导体或组合才有实际意义。天然气由生烃 中心向构造高部位的流体低势区运移 ． 在运移期和 优势运移路径上呈开启状态的输导体系才能对天 然气聚集起到积极促进作用。 3 近烃源断裂输导是长岭断陷深层火山岩气 藏最主要 的输导方式 ． 控制了深层天然气的运聚规 律 。 天然气沿断裂运移输导并在断层附近的圈闭中 聚集成藏。 参考文献 [ 1 ] 秦伟军， 郭金瑞． 松辽盆地南部断陷层油气勘探领域[ J ] ． 石 油实验地质 ， 2 0 1 0， 3 2 4 3 2 6 3 2 9 ． [ 2 ] 赵德力 ， 徐佑 德 ， 魏分粮 ， 等． 长岭断陷营城组火 山岩成藏特 征及勘探方 向[ J ] ． 断块 油气 田， 2 0 0 9， 1 6 3 1 7 - 2 0 ． [ 3 ] 张彦霞， 王保华， 陆建林． 长岭断陷营城组火山岩储层物性及 影响因素研究 [ J ] ． 石油实验地质 ， 2 0 1 1 ， 3 3 2 1 7 7 - 1 8 1 ． [ 4] 徐宏节 ， 陆建林 ， 于文修 ， 等． 长岭断陷火山岩储层形 成及控 藏作用[ J ] ． 石油实验地质， 2 0 1 1 ， 3 3 3 2 3 9 - 2 4 3 ． [ 5 ] 于轶星 ， 王震亮 ． 松 辽盆地南部 致密砂 岩储 层油气成 藏期次 研究[ J ] ． 断块油气田， 2 0 1 1 ， 1 8 2 2 0 3 2 0 6 ． [ 6 ] 王英伟， 潘保芝， 王满， 等． 长岭地区营城组火山岩储层参数 分布规律[ J ] ． 断块油气田， 2 0 1 0 ， 1 7 2 1 3 4 1 3 7 ． [ 7 ] 王德喜 ， 陆建林 ． 长岭断 陷东部地 区火 山岩形成 的构造控制 作用研究[ J ] ． 石油实验地质 ， 2 0 1 0 ， 3 2 2 1 1 5 - 1 1 9 ． [ 8 ] 陆建林 ， 张玉 明， 徐宏 节 ， 等． 松辽盆地 长岭断陷火 山岩储层 形成特征研究[ J ] ． 石油实验地质， 2 0 0 9 ， 3 1 5 4 4 1 - 4 4 8 ． [ 9 ] 卢学军 ， 刘华 ， 王建瑞 ， 等． 渤海湾盆地霸县凹陷输导体系与新近 系油气运聚特征[ J ] ． 石油实验地质， 2 0 1 0 ， 3 2 3 2 5 8 - 2 6 1 ． [ 1 O ] 万涛， 蒋有录， 谢君 ， 等． 南堡凹陷油气运聚单元及输导体系 性能定量评价 [ J ] ． 断块油气 田， 2 0 1 1 ， 1 8 6 6 8 1 6 8 5 ． [ 1 1 ] 陈欢庆， 朱筱敏， 张琴， 等． 输导体系研究进展[ J ] ． 地质论 评 ， 2 0 0 9， 5 5 2 2 6 9 - 2 7 5 ． [ 1 2 ] 罗群． 断裂带的输导与封闭性及其控藏特征[ J ] ． 石油实验 地质 ， 2 0 1 1 ． 3 3 5 4 7 4 - 4 7 9 ． [ 1 3] 杜春 国， 郝芳 ， 邹华耀 ， 等． 断裂输导体系研究现状及存 在的 问题 [ J ] ． 地质科技情报 ， 2 0 0 7， 2 6 1 5 卜5 6 ． [ 1 4 ] 李坤， 沈忠民， 肖宗林． 卡塔克古隆起油气运移输导体系演 化特征 [ J ] ． 断块油气 田， 2 0 1 1 ， 1 8 3 3 1 7 - 3 2 0 ． [ 1 5 ] 武芳芳， 朱光有， 张水昌， 等． 塔里木盆地油气输导体系及对 油气成藏的控制作用 [ J ] ． 石油学报 ， 2 0 0 9， 3 0 3 3 3 2 3 4 1 ． [ 1 6 ] 汪新伟， 沃玉进， 周雁， 等． 构造作用对油气保存影响的研究 进展 以上扬子地区为例[ J ] ． 石油实验地质， 2 0 1 1 ， 3 3 1 3 4 4 2 ． [ 1 7 ] 付广． 徐家围子断陷源圈空间配置关系与天然气运移输导 形式 [ J ] ． 大庆石油学院学报 ， 2 0 0 9， 3 3 5 2 7 3 1 ． [ 1 8 ] 付广， 孟庆芬． 徐家 围子地 区深层运移输导系统及对天然气成 藏与分布的控制 [ J ] ． 油气地质与采收率， 2 0 0 4 ， 1 1 2 1 8 - 2 4 ． [ 1 9 ] 周卓明， 王保华， 朱廷祥。 等． 长岭断陷火石岭组烃源岩特征 及勘探远景分析[ J ] ． 石油实验地质， 2 0 1 1 ， 3 3 6 6 1 3 6 1 6 ． 编辑徐 文明