构造演化对葡南黑帝庙油层油气分布的控制.pdf

2 0 0 9年 2月 第 2 8卷第 1期 大庆石油地质与开发 Pe t r o l e u m Ge o l o g y a n d Oi l fi e l d De v e l o p me n t i n Da q i n g F e b ．， 2 0 0 8 V n 1 ． 2 8 Nn 1 文章编号 1 0 0 0 3 7 5 4 2 0 0 9 0 1 - 0 0 0 6 - 0 4 构造演化对葡南黑帝庙油层油气分布 的控 制 段新国 李忠权 麻成斗 刘洪涛 胡永章。 1 ．成都理工大学“ 油气田地 质及开发工程” 国家重点实验室 ，四川 成都6 1 0 0 5 9 ；2 ．大庆油田有限责任公司第七采油厂 黑龙江 大庆1 6 3 0 0 0；3 ．中国石化西南油气分公 司工程技术研 究院，四川 德阳6 1 8 0 0 0 摘要 黑帝庙油层属松辽盆地上部含油组合 ，该层从 1 9 6 7年勘探至今 已经有 多 口井发现 工业油气流 ，展示 了其 良好的勘探开发前景。以葡南地区构造特征研究为契人点，通过研究葡南地区构造演化规律以及古构造对油气 运聚的影响，探讨了黑帝庙油气的分布规律。研究表明，葡南地区黑帝庙油层的构造格局在明水组地层沉积前 后发生了巨大的变化 ，由明水组地层沉积前 “ 三隆两 凹”的构造格局转 变为现今 “ 一 隆” 的构造格局 。这说 明 明水组反转变形前的构造格局也决定了嫩末时期所形成的黑帝庙油气藏的分布，古构造高点可能也是当时油气 运聚的中心地带 ，这为黑帝庙油层寻找油气指明了方向。 关键词 黑帝庙油层 ；油气分布 ；明水组末期 ；构造格局 中图分类号 T El 2 1 ．1 文献标识码 A CoNTRoL oF S TRUCTRUAL EVoLUTI oN oN oI L AND GAS DI S TRI BUTI oN OF HEI DI M I Ao RES ERVoI R I N PUNAN AREA DUAN Xi n g u o ，L I Zh o n g q u a n ， MA Ch e n g ． d o u ， L I U Ho n g t a o ， HU Yo n g ． z h a n g 1 ． N a t i o n a l K e y L a b o r a t o r y of O i l a n d G a s R e s e r v o i r G e o l o g y a n d E x p l o i t a t i o n ，C h e n g d u U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， C h e n g d u 6 1 0 0 5 9 ，C h i n a ；2 ． N o ． 7 O i l P r o d u c t i o n C o m p a n y 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 0 0 0； 3 ． E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y I n s t i t u t e of S o u t h w e s t P e t r o l e u m B r a n c h ，D e y a n g 6 1 8 0 0 0 ，C h i n a Ab s t r a c t He i di mi a o Re s e r v o i r b e l o n g s t o t h e t o p c o mb i n a t i o n o f o i l b e a r i n g l a y e r s i n S o n g l i a o Ba s i n． Co mme r c i a l o i l a n d g a s f l o w h a s b e e n d i s c o v e r e d i n ma n y we l l s i n t h i s r e s e r v o i r s i n c e e x p l o r a t i o n i n 1 96 7 u p t o no w，a nd s h o ws i t s hi g h e x p l o r a t i o n a n d d e v e l o p me n t p o t e n t i a 1 ． S t a r t i n g fro m s t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s o f Pu n a n a r e a，t hi s p a p e r s u mma r i z e s o i 1 ／g a s d i s t r i b ut i o n r u l e s i n He i d i mi a o Re s e r v o i r t h r o u g h s t u d y i n g e f f e c t o f s t r uc t u r a l e v o l u t i o n a n d p a l a e o s t ruc t u r e s i n P un a n a r e a o n o i l ／g a s mi g r a t i o n a n d a c c u mu l a t i o n． Th e s t ud y i n d i c a t e s t h a t t r e me n d o u s c h a n g e o f t h e s t ruc t u r a l fra me w o r k o f He i d i mi a o Re s e r v o i r i n P u n a n a r e a t o o k p l a c e b e f o r e a n d a ft e r t h e d e p o s i t i o n o f Mi n g s h u i l a y e r ，t h e s t r u c t u r a l fra me wo r k o f“t h e r e up l i fts a n d t wo s a g s ’ ’ b e f o r e t h e d e p o s i t i o n o f Mi n g s h u i l a y e r i s c h a n g e d i n t o c u r r e n t“ o n e up l i ft ”．Th i s s ho ws t h a t s t ruc t u r a l fra me wo r k b e f o r e r e v e r s i o n d e f o r ma t i o n o f Mi n g s h u i f o r ma t i o n a l s o d e t e r m i n e s d i s t r i b u t i o n o f H e i d i m i a o R e s e rvo i r f o r me d i n N e n j i a n g p e r i o d ， a n d p a l a e o s t ruc t u r al h i g h ma y b e t h e c e n t r a l a r e a f o r o i l a n d g a s mi g r a t i o n a n d a c c u mu l a t i o n a t t h a t t i me ． Ke y wo r d s He i d i mi a o Re s e rvo i r ； o i l a n d g a s d i s t r i b u t i o n； l a s t s t a g e o f Mi n g s h ui F o r ma t i o n； s t ru c t u r a l fra me wo r k 收稿 日期 2 0 0 8 - 0 3 - 0 1 基金项 目国家 自然科学基金项 目 4 0 3 7 3 0 0 5 。 作者简介 段新 国，男 ，1 9 7 8年生 ，博 士，讲师 ，从事石油地质研究工作。 E ma i l d ua n x i n g uo 88 8 1 63 ．c o nl 第 2 8卷第 1 期 段新国等构造演化对葡南黑帝庙油层油气分布的控制 7 黑帝庙油层发育在嫩江组三、四段地层中，属 松辽盆地上部含油组合。中部含油组合的葡萄花油 层已投入开发多年。黑帝 庙油层 的试油工 作始于 1 9 6 7年。当年在葡北生产试验区内钻 了葡浅 1 、葡 浅 2 、葡浅 3三 口资料井。同年进行 了 l 0个层段 的试油，仅在葡浅 1井 H I I 组获 日产 1 ． 0 31 0 m 工业气流。1 9 7 5年至 1 9 7 6年 ，为 了搞清黑帝庙油 层 的油 、气 、水分布及工业价值 ，又在葡浅 1 井周 围各断块 高点 完钻 了 1 0口井 ，试油 7口井 2 3个 层 。结果 ，葡浅 6井在 H I 油层组获 日产 0 ． 0 0 2 m 油和 2 ． 4 m 水，葡浅 7井在 HI I 油层组获 日产 1 ． 0 7 1 0 m 的工业气流。1 9 8 8年又在葡南完钻 了葡浅 1 5 、葡浅 1 6两 口井 ，未取心，试油 3层 ，葡浅 l 6 井在 Hl 油层 组获 日产 0 ． 1 m 的少量油 流。1 9 9 0 年 ，在葡浅 1 、葡浅 8和葡浅 l 2井断块又完钻 4口 评价井 葡浅 7 0 1 、8 0 1 、8 0 2、1 2 1 ，试油 3口井 5层 ，葡浅 7 0 1在 H I I 油层组获 6 ． 31 0 m 无阻 流量 的工业气流，同时产水 1 6 ． 2 m ／ d 。对老井 葡浅 3和葡浅 9井的可疑气层各试气 1层 ，结果均 出水不出气 。1 9 9 3年在葡浅 1 2井 区开辟 0 ． 8 k m 热采试 验 区，钻 开 发井 3 2口 含 葡 浅 1 2井 ， 2 0 0 1 年对葡浅 1 2井 区进行 了加 密调整 ，钻 井 3 6 口，截至2 0 0 3年底 ，葡浅 1 2井区累积注汽2 6 ． 3 1 0 1 1 1 ，累计产油 l 0 ． 41 0 t 。2 0 0 4年 ，计算 葡浅 1 2区块黑帝庙油层石油探明地质储量 4 4 8 ’ 1 0 t ， 含油面积 3 ． 0 k m 。2 0 0 6年 ，古 6 l断块葡 1 9 41 6 井进行了试气 ，获得 了5 1 X 1 0 1 1 1 无阻流量 的 工业气流 。总之，葡南地区黑帝庙油层呈现出了处 处见油气 ，且时有发现新的工业油气流井 ，展示了 黑帝庙油层 良好的勘探开发前景 。 是什么因素控制 了黑帝庙油气层油气 的分布 黑帝庙油层 的油气分布有 什么规律针对 这些问 题，针对黑帝庙油层的构造特征做 了详细研究 ，研 究表明，黑帝庙层油气的分布与构造格局的演变有 很大关系。在明水组沉积前后，工 区的构造格局发 生了巨大的变化 ，由变形前 “ 三 隆夹两 凹” 的构 造格局转变为现今 “ 一隆” 的构造 格局 ，这对 油 气运聚具有很强的控制作用⋯。 1区域构造背景 位于松辽盆地 中央坳陷区内的大庆长垣属一级 坳陷区中的二级构造单元 ， 该二级构造 由7个局部 构造组成 ， 自北而南分别是喇嘛甸构造 、 萨尔 图 构造 、 杏树 岗构造 、 高台子构造 、 太平屯构造 、 葡萄花 构造及敖包塔构造； 若以 一 1 1 0 0 m 葡 I 组顶部 等 深线作为圈闭线 ， 则圈闭面积为 2 0 0 0 k m ， 幅度为 5 6 7 ． 8 m。构造不仅面积大 ， 幅度亦大。大庆长垣表 现了西翼陡 、 东翼缓 ， 由上 向下岩层倾 角变大。岩层 厚度由两翼 向顶部减薄 ， 岩性 由两翼 向顶部变粗。 工区位于葡萄花构造南部 。 2黑帝庙油层现今构造特征 工区整体为一大的近南北向构造隆起带 ，具体 又分为 2个四级构造带 ，即近南北向的葡萄花构造 带 、北东 向的葡西鼻状构造带。黑帝庙油层底面构 造继承了葡萄花油层 的构造格局 图 1 。葡萄花 构造 为一 穹 隆 状 背斜 ，轴 向北 东 l 5 。～2 0 。 ，以 一 5 0 0 m构造线 圈闭 ，构造 高点 一3 4 0 m，构 造幅 度 1 6 0 m。断层主要集中在葡西鼻状构造上和葡萄 花构造的轴部褶皱较强地带。 图1黑帝庙油层底面 构造及 圈闭分布图 Fi g ．1 Di st ri buti o n of bot t om st r uct u re a nd t ra p of Hei di mi a o Res e rv oi r 1 葡萄花构造带 主要为北部的葡 一1 、葡 一 2 、葡 一3三 个圈 闭构成 隆起 ，向南逐渐 变低。 在黑帝庙油层底面构造上 ，最低以 一 3 9 0 m构造等 值线形成圈闭，该构造带上有 5个圈闭，其 中圈闭 葡 一1最大 ，面积 6 ． 9 k m ，幅度 2 0 m，圈闭葡南 一 1 最小 ，面积 0 ． 2 1 k m ，幅度 2 0 m。 2 葡西鼻状构造带 平面上 圈闭沿轴 向 自 北东 向西南逐渐变低。构造带受北西向断层切割形 成多个北西 向的断鼻构造 。在黑帝庙油层底面构造 上，最低以 一 7 7 5 m构造等值线形成圈闭 ，该构造 带上有 9个圈 闭，其 中圈闭葡西 一1最 大，面积 8 大庆石油地质与开发 2 0 0 9正 9 ． 1 3 k m ，幅度 3 5 IT I ，圈闭新肇 一4最小 ，面积 0 ． 3 5 k m ，幅度 6 0 IT I 。 3黑帝庙油层构造演化特征 任何一个盆地的现今构造格局都是多期变形 的 结果 ，每一期变形 的强弱特点及其应力场背景都不 相同 7 - 8 ] 。只有通过 “ 分解 多项式 ” ，解析多期叠 加变形为多个单期构造变形 ，才能抓住构造演化规 律 ，进而通过每期 的构造变形分析实现对构造演化 的动态监控 ，为石油地质综合研究的多维模型的建 立奠定基础 。同时 ，也可掌握各期构造变形与油气 聚集的关系，尤其是晚期排烃期及其以前的构造变 形对油气聚集的作用更大 。 。 平衡剖面是利用物质守恒的原理来恢复盆地构 造演化史和沉积发育 的一种有效方法 。根据最 新的地震反射层位解释方案 ，选取了 l i n e 6 6 8 图 2 和 t r a c e 7 3 0 图 3 两条东西 向和南北 向横切 葡萄花构造 的剖 面，采用层 长不变 、面积守恒原 则 ，编制了平衡地质剖面 ，进而研究葡萄花构造的 形成过程。 薹 薹 薹_ 茎蔫■ 主 薹_ 晶l水组 姓 ‘ ■_ 兰 ■- 罔■霜 ■ ■_ 一 I_ 嫩段沉积后 明水组反转变形后 图2葡南l i n e 6 6 8 线发育史剖面 Fi g． 2 St r uct u ra l hi st o r y s e cti o n o f 1 i l i e 6 6 8 i n P u nan ar ea 东西向 l i n e 6 6 8线的发育史表 明嫩三段沉 积 前为西高东低的古斜坡 ，嫩四段底也继承了这一构 ■ 兰■ _ 三需 耋 ■一 至_ _ il I j_ ■ 图3葡南t r a c e 7 3 0 线发育史剖面 Fi g． 3 St r uc tu r al hi s t or y s e ct i on of tr ac e 73 0 i n P un an are a 造变形特征 ，嫩五段底这一特征基本消失。而在明 水组沉积末 ，早期形成的构造格局得到 了彻底改 变 ，葡 3 1 5井区早期发育的构造已荡然无存 ，在工 区东侧形成了现今 的葡萄花构造。南北 向 t r a c e 7 3 0 线 的构造变形也具有相似的特征 ，嫩江组沉积时该 区为一南高北低的斜坡 ，明水组沉积末的构造反转 中，在工区北部形成了葡萄花构造 ，彻底改变了南 高北低的古构造格局。 4古构造对黑帝庙油层油气运聚影响 从研究区构造演化特征可以看出，明水组沉积 是葡南地区黑帝庙层构造格局的分水岭。明水组沉 积前后构造格局由原来 “ 三隆夹两 凹” 的构造格 局转变为现今 的 “ 一隆”构造格局 图4、图 5 。 从 明水组反转前构造图 图 4 上可以看出，构造 变形前 ，工 区 内各层构 造表现 为 “ 三隆夹两 凹” 的构造格局 ，东西两个隆起带的走向由南至北均由 北北西 向转近南北向，与现今葡萄花构造相似。隆 起带的南部均由多个呈雁列式展布的北北西向小构 造组成 ，共同构成了隆起带，说明早期的构造变形 也具有张扭成 因。嫩江组沉积末期，盆地受到近南 第 2 8卷第 1 期 段新 国等 构造演化对葡南黑帝庙 油层 油气分 布的控 制 。9 北向左行张扭应力场的作用 ，盆地基底北北东向断 裂系产生强烈的左行张扭活动。在 I B J I 东向断裂系 内派生大量北北西向张性断层。通过区域应力场分 析可知 ，明水组反转变形前的构造主要为嫩江组沉 积末期近南北向左行张扭应力场 的作用下形成 。 图4 黑帝庙油层底界在明水组反转变形前构造格局 Fi g ．4 S tr u ct ur al f ra me wor k b e fo re rev e rsi o n d e fo r mati o n o f bo tt om b o und a ry o f H ei di mi ao Res e rv oi r 图5黑帝庙油层底 界现 今构造格局 Fi g． 5 Cu r re nt st ruc tu ra l f ra me wo rk o f bo tt o m b ou nd ar y o f flei di mi ao Re s er voi r 从 l i n e 6 6 8现今深度剖 面上 可以看 出， 葡 3 1 4 和葡 4 8 2井分别位于葡西鼻状构 造和葡萄花构造 上 ， 而 葡 3 1 5井 却 在 葡 西 鼻 状 构 造 的 侧 翼 ， 而 l i n e 6 6 8晚期构造反转变形前 的构造格局却大不相 同， 葡 4 8 2井仍处在构造高点上 ， 同时葡 3 1 5井也落 在了构造高点上， 而葡 3 1 4井却位于构造的侧翼上 ； t r a c e 7 3 0线现今深度剖面与晚期反转变形前深度剖 面的构造格局也大不相同， 现今的工区构造格局 为 北高南低 ， 而 明水组末期反 转变形前 ， 却是南高北 低。 通过现今深度剖面和变形前深度剖面的分析 ， 现工区内的构造格局在晚期的构造变形中发生了大 的变化 ，因此 明水组反转变形前的构造格局也决定 了嫩末时期所形成的黑帝庙油气藏的分布。这就意 味着反转变形前除现今的葡萄花构造外 ，该 区还有 另外 的 2个油 气运 移聚集带 古 6 1构 造带 和葡 5 5 一葡 3 1 8 一敖 1 0 6构造带。这为今后黑帝庙层寻 找油气指明了方向。 5结 论 影 响一个地 区油气分布的因素有沉积因素及构 造因素等 ，不同的地区各种因素的影响程度是不同 的。从构造方面对葡南地区黑帝庙油层油气的运聚 及其分布做了较深人的研究。研究发现 ，葡南地区 黑帝庙油层的构造格局在明水组沉积前后发生了巨 大的变化，由明水组沉积前 “ 三隆两凹”的构造格 局转变为现今 “ 一 隆” 的构造格局。明水组沉积 前的 “ 三隆”地 区都是黑帝庙层油气运 聚的指 向 区，在现今 “ 一 隆” 的构 造格局下 ，其他两个古 隆起地区也可能形成隐蔽油气藏 ，扩大了葡南地 区 黑帝庙油层寻找油气的空间。 参考文献 [ 1 ]杨光 ．松辽盆地 南部油 气成藏期 研究 以黑帝 庙地 区为例 [ J ]．世界地质 ，2 0 0 8 ，2 7 1 5 3 - 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