乌尔逊-贝尔凹陷油气成藏主控因素分析.pdf

第 2 6卷 第 5期 大庆石 油地质与开发P ． G ． O ． D ． D ． 2 0 0 7年 1 0月 文章编号 1 0 0 0 - 3 7 5 4 2 0 0 7 0 5 - 0 0 0 1 - 0 4 乌尔逊 一贝尔 凹陷油气成藏 主控 因素分析 李明刚 ，庞雄奇 ，马中振 ，徐 旺林 ’ 魏建设 1 ．中国石油大学 石油天然气成藏机理教育部重点实验 室，北 京1 0 2 2 4 9；2 ．中国石油大学 盆地与油藏研究中心 ，北 京1 0 2 2 4 9 3 ．中国石油 勘探开发研究院 ，北京1 0 0 0 8 3 ；4 ．西安市地质矿产研 究所 ，陕西 西安7 1 0 0 5 4 摘要乌 尔逊 一贝尔凹陷是海拉 尔盆地 最重要 的油气发现 区。经过 2 0多年的油气勘探 ，乌 尔逊 一贝 尔凹陷油气勘探 已取得长足进展 ，但是该 凹陷地质奈件相 当复杂 ，影响油气成藏因素较 多，油气勘探 难度越来越 大。在乌 尔逊 一贝尔凹陷油气藏特征研 究的基础上 ，提 出了4个油气成藏主控 因素 烃源 灶控制着油气藏规模、数量与分布 ；沉积岩相控制着油气富集和分布；区域盖层越厚 ，其下储集层富 集油气概率越大；断裂作用对 圈闭含 油气性 变化的影响十分显著。通过主控 因素研 究表明，贝中次洼 及乌 东斜坡带是下步有利勘探区带。 关 键词乌 尔逊 一贝尔凹陷；主控 因素 ；烃源灶 ；断裂 中图分 类号 T El 2 2 ． 3 文献标识码 A An a l y s i s o f d o mi na n t f a c t o r s t o h yd r o c a r bo n a c c u mu l a t i o n i n W u e r x u n- Be i e r de p r e s s i o n L I Mi n g g a n g ， PANG Xi o n g q i ’ ， MA Z ho ng z h e n ， XU W a n g l i n 。 ，W E I J i a n s h e 1 ． K e y L a b o f E d u c a t i o n Mi n i s t r y f o r H y d r o c a r b o n R e s e r v o i r G e n e r a t i o n ， P e t r o l e u m U n i v e r s i t y of C h i n a ，B e ij i n g 1 0 2 2 4 9 ，C h i n a ；2 ． B a s i n a n d R e s e rv o i r R e s e a r c h C e n t r e ， P e t r o l e u m U n i v e r s i t y of C h i n a ， B e ifi n g 1 0 2 2 4 9 ， 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 P e t r o C h i n a ， B e o i n g 1 0 0 0 8 3 ， C h i n a ；4 ． Geo l o g y a n d Mi n e r a l R e s e a r c h I nst i t u t e ofX i ’ a n ， X i ’ a n 7 1 0 0 5 4 ，C h i n a Abs t r a c t W u e r x u n Be i e r d e p r e s s i o n i s t h e mo s t i mp o r t a n t a r e a f o r h y d r o c a r b o n d i s c o v e r y i n Ha i l a e r b a s i n ．Afte r mo r e t h a n 2 0 y e a r s e x p l o r a t i o n．s i g n i fic a n t i mp r o v e me n t h a s ma d e i n h y d r o c a r b o n e x p l o r a t i o n i n W u e r x u n Be i e r d e pr e s s i o n ． Bu t i n t h i s d e p r e s s i o n，t he g e o l o g i c c o n d i t i o n s a r e v e ry c o mp l i c a t e d，a n d t h e r e a r e ma n y f a c t o r s a f f e c t i ng h y d r o c a r b o n a c c umu l a t i o n．S o，t h e e x p l o r a t i o n i n t h i s a r e a i s mo r e a nd mo r e d i f fic u l t ．Ba s e d o n t h e r e s e a r c h o n h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r c h a r a c t e ris t i c s o f W u e r x u n Be i e r d e p r e s s i o n，4 d o mi n a n t f a c t o r s aff e c t i n g h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n a r e p u t f o r wa r dh y d r o c a r b o n ki t c h e n d o mi n a t e s t h e s i z e，n u mb e r a n d d i s t ribu t i o n o f h y d r o c a r b o n r e s e rvo i r ；s e di me n t a ry r o c k c o n t r o l s h y d r o c a r b o n ric h n e s s a n d d i s t rib ut i o n；t h i c k e r r e g i o n a l s e a l me a ns mo r e p o s s i b i l i t y o f h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n i n u n d e r l y i n g r e s e rvo i r ；t h e e f f e c t o f rift i n g o n h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n i n t r a p i s o b v i o u s ．Th e r e s e a r c h o n t he ma i n d o mi n a n t f a c t o r s i n d i c a t e s t h a t Be i z h o n g s u b d e p r e s s i o n a n d W u d o n g s l o p e a r e t h e f a v o r a b l e z o n e s for f u rth e r e x p l o r a t i o n． Ke y wo r d sW u e r x u n Be i e r d e p r e s s i o n；ma i n d o mi n a n t f a c t o r s ；h y d r o c a r b o n k i t c h e n；f a u l t 海拉尔盆地属 中、新生代断 陷一 坳 陷型盆地 ，构 造非常复杂 ，断裂广泛发育。乌尔逊 一贝尔凹陷是海 拉尔盆地最重要 的油气发现区，前人在研究乌尔逊 一 贝尔凹陷油气成藏影响因素方面做 了大量的工作 。研 究表明 成熟烃源岩中心对油气藏 的分布具有明显的 控制作用⋯ ，国内一些学者认为排烃灶 对油气具有 明显的控制作用，还有一些学者提出主控断裂对油气 分布具有一定的控制作用 。但是由于凹陷构造的 复杂性，使得人们至今对乌尔逊 一 贝尔凹陷油气成藏 的主控因素认识还不够 明确 、全面 。据此，本文在全 面分析有效烃源灶分布 、沉积相类型 、盖层厚度及重 点分析断裂的基础上对 凹陷油气藏分布特征进行了详 细的研究 ，归纳出油气成藏四个 主控因素，预测了油 气成藏的有利分布区，对乌尔逊 一贝尔凹陷下一步油 气勘探具有很现实的指导意义 。 海拉尔盆地是松辽外围盆地 中最大的一个含油气 盆地， 具三坳两隆的构造格局特征， 可进一步划分为 1 6个 凹陷 ， 断层极其发育 ， 盆地较为破碎。乌尔逊 收稿 日期 2 0 0 6 1 2 - 0 6 作者简介 李明刚 1 9 7 9一 ，男 ，山东临沂人 ，在读博士 ，从事油气成 藏机理研究 。 维普资讯 2 大庆石油地质与开发P ． G ． O ． D ． D ． 第 2 6卷 第5期 一 贝尔凹陷为海拉尔盆地贝尔湖坳陷的二级构造单 元 ， 见工业油气流 ， 是海 拉尔盆地 最具潜力 的勘探地 区。主要的烃源岩为南屯组， 储集层为南屯组二段和 大磨拐河组一段 ， 其次为铜钵庙组 ， 区域性盖层为大磨 拐河组一段。盆地内生、 储、 盖组合有4种类型 自生 自储型、 下生上储型 、 古生新储型和新生古储型。 1 油气藏主控因素分析 乌尔逊 一 贝尔凹陷油气藏类型丰富 J ， 且以与断 层有关的构造油气藏发育最多 J ， 隐蔽油气藏目前发 现较少 。本区的地质条件相 当复杂 ， 形成的油气藏并 不是 由单一地质因素所控制 的， 而是 由多种地质 因素 结合共同作用形成的油气藏。尤其明显的现象是几乎 所有的油气藏 岩性油气藏除外 与断层有关， 可见断 层在本地 区油气聚集成藏 中作用巨大， 断层控制油气 作用显著 。在研究乌尔逊 一贝尔凹陷油气藏特征的基 础上， 认为本区油气成藏主控因素有以下4种。 1 ． 1 烃 源灶 大量的石油地质资料表明 绝大多数含油气盆地 凹陷、 坳陷 和成油系统内， 只能发生过短距离的油 气运移过程， 油气就近聚集在烃源岩分布区或其邻近 地带， 生烃中心基本上控制了油气田的分布范围 。 海拉尔盆地乌尔逊 一 贝尔凹陷已经发现大量的油 气藏 ，其中 9 8 ％的油气 藏发育在距有效烃源岩 中心 2 5 k m范围内，9 5 ％以上的石油探 明地质储量分布在 扇三角堋前缘湖底扇 近岸扇 浊积扇 其他 a工业油气藏井与低产油气藏井沉积相分布 距有效烃源岩中心 1 0 k m范围内，油气藏受烃源灶控 制显著。从平面分布上看，乌尔逊凹陷油气主要分布 在油源区内或其周边的断裂构造带 苏仁诺尔构造 带和巴彦塔拉构造带上。苏仁诺尔油气聚集带紧 邻乌北次洼，通过苏仁诺尔大断裂与乌北次洼相连； 贝尔凹陷油气主要分布在生油洼槽内或生油洼槽的边 缘，具体分布在呼和诺仁断鼻构造带、苏德尔特潜山 构造带、霍多莫尔背斜构造带和苏乃诺尔构造带等区 带上。呼和诺仁油田紧邻贝西洼槽， 霍多莫尔油气聚 集带位于贝西洼槽中央，苏德尔特油气聚集带位于敖 瑙海洼槽和贝西洼槽之 间。 可见 ，有效烃源岩中心对油气藏分布有很强的控 制作用 ，距有效烃源岩 中心 2 5 k m范围是本区找油的 主要场所。 1 ． 2 沉积岩相 沉积相控制着储集层 的性质 ，影响油气 的富集。 乌尔逊 一贝尔凹陷油气藏的储集层岩相主要有扇三角 洲前缘相、湖底扇、近岸扇和浊积扇等。研究表明， 工业油层中扇三角洲前缘相储层共 l O层，占总数 3 8 ％，湖底扇和浊积扇储层各 5层，分别 占总数 1 9 ％；低产油层 中扇三角洲前缘相储层共 6层，占总 数 3 3 ％，湖底扇储层 5 层，占总数2 8 ％ 图 l a 。 从乌尔逊 一贝尔凹陷探井 日产量和储层沉积相图 中，可以看出扇三角洲沉积相上探井 日产量最高 图 1 b 。因此扇三角洲前缘相储集体是本地 区最有 利的油气聚集相带。 5 0 4 0 ● ≮3 0 2 0 m 1 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 9 ． 5 3 0 单井日 产量序列 b乌尔逊一贝尔凹陷储层沉积相与油 日产量关系 工 生油 层循 产 { 由 屡差 油层低产 袖 木屡含 水 工业 抽 屡 可 疑油 层工 业 气层 低产 气 毖 c 曲 气储 层 岩性 统 计 图 l 沉 积 岩 相 与 油 气 的关 系 F i g ． I R e l at i o n s hi p b et w e e n s e d i me n t a r y f a ci e s a n d h y d r o c ar b o n 维普资讯 2 0 0 7年 1 0月 李明刚等乌尔逊． 贝尔凹陷油气成藏主控因素分析 3 海拉尔盆地乌尔逊 一 贝尔凹陷的储层的岩石类型 有粉砂岩、 砂砾岩 、 砾岩 、 粗砂岩 、 细砂岩 、 粉砂质泥岩 和泥质粉砂岩 7种。分析发现 图 1 c ， 工业油层中粉 砂岩储层共 4 5层 ， 占总数 6 1 ． 6 4 ％ ， 砂砾 岩储层共 1 8 层 ， 占总数 2 4 ． 7 ％； 低产油层 中粉砂岩储层共 4 2层 ， 占总数 7 0 ％ ， 砂砾岩储层共 9层 ， 占总数 1 5 ％ ； 差油层 中粉砂岩共 1 6层 ， 占总数 6 7 ％ ， 砂砾岩储层共 6层 ， 占总数 2 5 ％ ； 见油气显示层 中粉砂岩储层共 2 3层 ， 占 6 1 ． 3 6 ％ ， 砂砾岩储层共 8层 ， 占总数 2 1 ． 6 ％。可 见 ， 本地区储层以粉砂岩为主， 粉砂岩和砂砾岩是乌尔逊 一 贝尔凹陷重要的油气储集岩性， 粉砂岩和砂砾岩的 发育区是油气藏的有利发育区。 1 ． 3盖层 盖层是油气藏形成的重要条件之一 ，盖层厚度越 大，韧性越高 ，横 向分布的连续性越好 ，分布面积越 大，盖层条件就越好 J 。乌 尔逊 一贝尔 凹陷盖层 分 布有所差异。通过 对 3 3个含油气圈 闭的研究表 明， 有 1 9个构造 以大磨 拐河组一段 的泥 岩为盖层 ，8个 构造以南屯组一段的泥岩为盖层 ，5个构造 以伊敏组 一 段泥岩为盖层 ，1 个构造 以南 屯组二段 的泥岩为盖 层。可以清楚地看出，沉积较厚的区域性盖层大磨拐 河组一段是研究 区内最为主要 的盖层。研究 区内的所 有油井的盖层泥岩厚度都 比储层砂岩厚 ，几乎所有油 井的盖层 泥 岩厚 度 大于 断距 ，只 有少 量 的近相 等 图 2 。可见盖层越厚对油气富集成藏越有 利，盖层 厚度大于储层砂岩厚度有利于油气聚集成藏 ，盖层厚 度大于断距有利于油气聚集成藏。 1 ． 4 断裂 断裂是油气成藏的重要条件 ，尤其是在断陷盆地 中，它不仅可以作为连接烃源岩与圈闭的通道 ，还可 以作为遮挡物形成油气聚集圈闭。乌尔逊 一 贝尔凹陷 内地质条件复杂 ，断裂 比较发育 ，控油气作用显著。 分析认为 断层 的走 向，断层控制 的圈闭到断层 的距 离 ，断距大小及其与储盖层厚度的关系是该区断层控 制油气聚集 的主要因素。 1 ． 4 ． 1 N E E向的断层 附近 圈闭油气富集程度 高 乌尔逊． 贝尔 凹陷的油气分布与断层走向关 系密 切。如图 3 a所示 ， 走向为 N E E向的断层控制井 日产 量要高于其他方向， 最高单井 日产量达到 1 3 5 ． 8 4 t ／ d ； 其次为由走向是 N N E向的断层控制的井，最高单井 日产量可达 4 4 ． 8 1 3 t ／ d ；再次是走 向为 N E向的断层 控制 的井 ，最 高单井 日产量 可 达 4 1 ． 5 9 t ／ d 。可 见 N E E向断层附近的圈闭油气富集程度要高于其他走 向的断层。 1 ． 4 ． 2 圈闭到断层距 离控制油气的富集 油气沿断裂通道运 移，在断层附近 的圈闭 中成 目 ＼ 鞋 蹦 挫 目 ＼ 璐 啮 相 j m 断距 ／m 图2盖层厚度与储层厚度及断距关系 Fi g ．2 R e l a t i o n s h i p b e t we e n s e al t hi e k n e s s , r e s e r v o i r t h i c k ne s s a n d f a ul t t t Ir a - 藏。乌尔逊 一贝尔凹陷 7 8 ％的油气 显示井分布在断 层两侧 5 0 0 m 的范 围内。并且 5 0 ％ 的工业油流井分 布在距断层 2 0 0～5 0 0 m的范围内。油气主要富集在 断裂两侧约 1 0 0 0 m范围内的圈闭中。到断层距离在 1 0 0～ 7 0 0 n l 范围内的井平均 日产量大于 8 t ，其中到 断层距离在 1 0 0～2 0 0 m范 围内的井平均 日产量达到 2 8 ． 4 3 t 图 3 b 。 1 ． 4 ． 3 断距的大小是油气富集的决定性因素 乌尔逊 一贝尔凹陷内油气井产量与其附近断层断 距紧密相关，断距小于 1 0 0 m的井总日 产量占全部试 油井总 日产量 的 5 2 ％ ，有 5 0 ％的油气井分布在断距 小于 1 0 0 m的断层附近，且随着断距 的增大油气井的 产量明显变小 。 另一方面 ，每 口井试油的平均 日产量也与断层断 距有关。断层断距介于 2 0 0～ 3 0 0 m时 ，单井试油平 均日产量最高，达到 2 6 ． 5 t 。当断距增大或减小时， 单井试油平均 日 产量均呈下降趋势。这表明，当断距 介于 2 0 0～ 3 0 0 m 时，断块 圈闭的规模最大 ，而研究 区的主要盖层的泥岩厚度一般为 3 0 0 m，说明断块圈 闭的大小与上覆盖层 的厚度有关 图 3 e 。 1 ． 4 ． 4 断距 大于区域性盖层的 圈闭发 育区不利 于油 气富集 断层错断地层 ，当断距大于区域性盖层时 ，储层 不能与泥岩对接 ，油气易于散失 ，不利于油气成藏。 维普资讯 4 大庆石油地质与开发P ． G ． 0 ． D ． D ． 第2 6卷 第5期 产量序号 a断裂走向与试井日产量关系 0 一I 加l ∞一 2 0 0 - 3 0 0 一 种 一 姗 一 6 0 0 7 0 0 - 8 0 0 9 0 0 - 1 0 0 0 - I 1 0 0 一 l 2 0 0 2 0 0 3 0 D 枷姗6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 I 2 0 0 I 3 0 0 井封 断层的距 离／ m b探井试油显示井平均 日产量和井刊断层距离关系 } ki⋯ 一。 一 ． 0 一l 0 0 l ∞一2 0 0 3 0 0 4 0 0 一 姗 一6 0 0 一 _ 删 一阳D 一 9 0 0 1 0 0 0 1 l 0 0 一 蛳 3 0 D 枷 姗6 0 0 螂 9 0 0 1 0 0 0 1 1 ∞ 1 2 0 0 断距／ m c平均日产量与断层断距关系 图3断层控油气关 系 F i 舀3 R el a t i o n s h i p o f f a u l t c o n t r o l l i n g h y d r o c a r b on 通过对研究区的各油井的资料分析表明，大部分油气 层的盖层厚度都 比断距 大，水层 的盖层厚度 小于断 距。由此可以发现断距大于区域性盖层的圈闭发育 区 不利于油气富集， 形成的油气不易保存，大部分为水 层 图 2 。 2 有利区预测 由上述分析可 以看出 ，乌尔逊一 贝尔凹陷油气成 藏主要受烃源灶的位置 、沉积岩相的类型、盖层的厚 度以及发育断裂的属性共同控制，结合这四种主要控 制因素 ，对整个乌尔逊 一贝尔凹陷的石油地质特征做 了系统分析，结果表 明乌东斜坡位于乌南与乌北次 洼之间的地区，靠近凹陷南北两个生烃中心，盖层发 育较好，厚度大，且 N N E和 N E E走向断层发育，断 距普遍小于3 0 0 m， 受断层控制的圈闭紧邻生烃 中 心，此处受断层控制 的扇三角洲沉积体系发育 ；贝中 次洼地 区本身处于生烃范围内，盖层厚度大 ，受断层 控制的圈闭发育 ，大部分断层断距小于盖层厚度，扇 三角洲相发育。因此 ，认为乌东斜坡和贝中次洼是 2 个有利 的勘探区。 3 结论 通过对乌尔逊 一贝尔凹陷油气成藏主控因素的分 析研究 ，得出了以下 5点认识。 1 烃源灶 控 制着 油气藏 规模 、数量 与分布 ， 油气主要分布在烃源灶 内或其周边 的断裂构造带上 ， 距烃源灶 2 5 k m以内是最有利勘探领域。 2 沉积岩相 控制着油气 富集和分布 ，粉砂 岩 和砂砾岩发育的沉积相有利油气勘探 。 3 区域盖层 越厚 ，其下储层 富集油气概率越 大 ，厚度大于储层 的区域有利于油气勘探 。 4 圈闭含油气性变化受 断裂作用 的影响十分 显著，N E E向断层附近的圈闭及到断层的距离小于 1 0 0 0 m的断层控制圈闭有利于油气富集 ，区域盖层 厚度 断距 储层厚度的圈闭发育区有利油气勘探 。 5 通过 成藏主控 因素研究认 为贝中次洼和乌 东斜坡带成藏条件好 ，是下步有利勘探地区。 参考文献 [ 1 ]张文宾，陈守田，周俊宏 ． 海拉尔盆地油气分布规律及成藏模式 [ J ]．大庆石油学院学报 ， 2 0 0 4，2 8 6 8 - 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