秦偉軍，郭金瑞

(中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

1 盆地結(jié)構(gòu)與地層沉積序列

1.1 盆地結(jié)構(gòu)特征

松遼盆地是由2種不同類型的盆地疊加的復(fù)合型盆地。以T3面(即登婁庫組頂)為界，以上為一大型坳陷型沉積盆地疊加在若干斷陷型沉積盆地之上的復(fù)合型盆地。這就是常稱所謂的“斷坳型”疊加盆地。松南斷陷型盆地群是由16個(gè)分割獨(dú)立的斷陷盆地組成，總面積約5.36×104km2。坳陷型盆地總面積約10×104km2， 是一個(gè)統(tǒng)一的大型坳陷沉積體，但不同的區(qū)帶沉積厚度不一。

盆地基底為吉黑加里東褶皺系和吉黑華力西褶皺系拼接而成，巖性以古生界淺變質(zhì)巖和花崗巖為主。分布特征是“東西一致，南北有別”，大體以長春—通榆一線為界，分南北兩區(qū)?；椎臉?gòu)造表現(xiàn)為三隆(扶余—釣魚臺、安廣—青山口、架馬吐)、四坳(長嶺、鶯—杏、德惠和開魯)的構(gòu)造格局。

1.2 地層沉積序列

松遼盆地具有深淺層疊置的雙重地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征的成因機(jī)制，屬裂谷型盆地。斷陷和坳陷分別是裂谷構(gòu)造沉降和熱沉降發(fā)育階段的產(chǎn)物。松遼盆地的發(fā)育演化自三疊紀(jì)以來到新生代經(jīng)歷了4個(gè)演化階段，即隆起階段(T3—J1-2)、斷陷階段(K1h-d)、坳陷階段(K2q—K2n)、盆地抬升萎縮階段(K2m—Q)。

圖1 松遼盆地?cái)嘞輰訕?gòu)造

根據(jù)盆地演化特征及區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志，以T3面(即登婁庫組頂)為界，可劃分為下部斷陷構(gòu)造層(圖1)和上部坳陷構(gòu)造層。下構(gòu)造層序包括下白堊統(tǒng)火石嶺組、沙河子組、營城組及登婁庫組；上構(gòu)造層序包括上白堊統(tǒng)泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組及明水組等。

松南斷、坳2套地層發(fā)育和沉積充填相序，由于處于不同的構(gòu)造背景，東南隆起區(qū)與中央坳陷區(qū)存在明顯差異。如東南隆起區(qū)，由于受斷陷構(gòu)造特征控制，各斷陷盆地內(nèi)地層厚度及沉積相序變化較大；受嫩末構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，嫩江組剝蝕嚴(yán)重，有些地區(qū)青山口組亦被不同程度的剝蝕。而中央坳陷區(qū)，受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響較小，各斷陷盆地內(nèi)地層厚度及沉積相序變化不大，同時(shí)自下而上地層發(fā)育齊全。

2 油氣地質(zhì)條件

2.1 烴源巖

受斷陷的構(gòu)造樣式和發(fā)育程度的控制，以東南隆起區(qū)為烴源巖的主要分布區(qū)，其次為中央坳陷區(qū)的長嶺和乾安地區(qū)[2]。在巖性上，主要為湖相暗色泥巖和沼澤相碳質(zhì)泥巖和煤。此外，在東南隆起區(qū)的十屋和伏龍泉斷陷及中央坳陷區(qū)，登婁庫組中下部的湖相暗色泥巖也具有一定的生油氣能力。斷陷盆地中的烴源巖具有沉積厚度大、有機(jī)質(zhì)豐度高、演化程度高等特點(diǎn)。在各斷陷盆地中，暗色泥巖厚度一般為200～600 m，最大可達(dá)3 500 m。有機(jī)碳含量為0.65%～2.4%，有機(jī)質(zhì)類型為ⅡB—Ⅲ型。由于有后續(xù)坳陷層疊置，斷陷層烴源巖演化程度較高，除一些小型地塹式斷陷外，大部分?jǐn)嘞輰釉磶r均已進(jìn)入成熟至高熟階段。油氣資源豐度一般為(5～20)×104t/km2，屬大型富油氣盆地中—高資源豐度的斷陷區(qū)。

2.2 儲集層

斷陷層發(fā)育火山巖和碎屑巖2種儲集巖類型[1]，其中營城組、火石嶺組主要為火山巖儲集體，登婁庫組則以碎屑巖為主。重磁資料、地震屬性分析資料和鉆探資料均反映火山巖呈帶狀展布?；鹕綆r厚達(dá)數(shù)百米(如DB11井營城組鉆遇600 m火山巖未穿)，儲層主要包括中、酸性安山巖、流紋巖及凝灰?guī)r等，其次為少量的火山碎屑巖，孔隙度2%～15%，滲透率(0.55～122.0)×10-3μm2。儲集空間按成因可劃分為原生孔隙、次生孔隙和裂隙3種類型，它們單獨(dú)或組合成裂隙型和孔隙—裂隙型儲集類型。碎屑巖儲集體巖性有砂礫巖、含礫中—粗砂巖、中—細(xì)砂巖，由于埋藏深、地溫高、成巖作用強(qiáng)，導(dǎo)致儲層物性普遍較差，屬于低孔—低滲儲層，且非均質(zhì)性強(qiáng)。

2.3 成藏組合與油氣藏類型

斷陷層油氣成藏系統(tǒng)在縱向上主要發(fā)育自生自儲成藏組合和下生上儲成藏組合。其中自生自儲成藏組合主要發(fā)育于火石嶺組、沙河子組和營城組，以原生油氣藏為主。下生上儲成藏組合主要發(fā)育于登婁庫組和泉頭組地層中，為次生油氣藏。油氣藏類型主要為同沉積背斜油氣藏、火山巖油氣藏、地層巖性油氣藏，以及后期構(gòu)造作用疊加形成的構(gòu)造—巖性復(fù)合油氣藏，并以構(gòu)造—火山巖、構(gòu)造—巖性復(fù)合油氣藏為主，其規(guī)模和豐度受構(gòu)造、巖性雙重控制。同一構(gòu)造背景控制下一系列相似的油氣藏縱向疊置、橫向連片，構(gòu)成的復(fù)式油氣聚集帶成為大中型油氣田的勘探目標(biāo)[3-8]。

3 勘探領(lǐng)域

3.1 火山巖油氣藏

火山巖在斷陷層廣泛分布，主要發(fā)育在營城組、火石嶺組，帶狀展布[9]。松南斷陷層發(fā)育營城組、沙河子組2套烴源巖。暗色泥巖厚度600～800 m，有機(jī)碳含量為0.65%～2.8%，平均為1.13%，類型為ⅡB—Ⅲ型。烴源巖熱演化程度達(dá)到過成熟—高成熟階段，處于大量生氣時(shí)期[10]。火山巖圈閉成藏的資源背景好。

火山巖儲集體巖性[11-12]主要為中、酸性安山巖、流紋巖及凝灰?guī)r等，其次為少量的火山碎屑巖，孔隙度2%～15%，滲透率(0.55～122)×10-3μm2。儲集空間按成因可劃分為原生孔隙、次生孔隙和裂隙3種類型，它們單獨(dú)或組合成裂隙型和孔隙—裂隙型儲集類型。區(qū)域蓋層發(fā)育，主要有泉頭組一、二段及青山組暗色泥巖，可有效封蓋斷陷層油氣藏；同時(shí)，登婁庫組泥巖、營城組暗色泥巖可作為直接蓋層，形成較好的封蓋條件。另外，斷陷層發(fā)育的斷層，在后期大部分已停止活動(dòng)，對天然氣形成較好的封堵。火山巖圈閉油氣保存條件較好。從生儲蓋組合特征看，多由營城組儲層(以火山巖儲層為主)與暗色泥巖(烴源巖、蓋層)構(gòu)成的自生自儲成藏組合。

成藏有利的火山巖體在三維地震剖面上呈現(xiàn)類似漏斗狀外形和雜亂反射特征，為靠近火山口附近的溢流—爆發(fā)相反射特征[13-15](圖2)，相干體分析表明其裂縫發(fā)育，推測此類火山巖儲集體物性較好?；鹕綆r體多與古隆起復(fù)合，在構(gòu)造背景上形成復(fù)合圈閉。圈閉的形成時(shí)間一般早于或等于生氣高峰時(shí)期，具有較好的時(shí)間匹配關(guān)系，可有效捕獲天然氣成藏。火山巖油氣藏成為目前最重要的勘探領(lǐng)域之一。

3.2 地層不整合油氣藏

斷—坳轉(zhuǎn)換期，在基底古斜坡背景上地層逐層超覆尖滅形成地層不整合圈閉。斷—坳轉(zhuǎn)換期烴源巖較差，生儲蓋組合主要為側(cè)向運(yùn)移的下生上儲成藏組合(圖3)。斷陷層營城組、沙河子組為深湖—半深湖—淺湖相沉積，泥巖發(fā)育，地層逐層超覆尖滅。上部為以泉頭組二、三段河流相、淺水湖相砂巖為儲層。砂巖成分成熟度低，結(jié)構(gòu)成熟度中等—較高。由于埋藏淺，物性好，孔隙度一般均大于10%，滲透率變化較大，為(1～1 000)×10-3μm2，為較好儲層，并且平面分布穩(wěn)定。蓋層有2種，一種是以青山口組湖相、濱淺湖相泥巖構(gòu)成的區(qū)域蓋層，全區(qū)廣泛分布，層位穩(wěn)定；另一種為局部直接蓋層，由泉二、三段淺湖相紅色泥巖構(gòu)成。

圖3 松遼盆地南部十屋斷陷側(cè)向運(yùn)移成藏組合

斜坡區(qū)地層超覆尖滅圈閉，近源，為油氣長期運(yùn)聚指向區(qū)，是有利的油氣聚集帶之一。十屋斷陷北部發(fā)育該類圈閉。王家地區(qū)鉆探的SN144井，泉頭組儲層以砂巖為主，物性孔隙度7.0%～28%；滲透率(0.07～47.3)×10-3μm2，砂巖厚度較大，儲集性能好。營城組砂巖厚度小，儲集性能中等。登婁庫組、沙河子組砂巖厚度小，儲集性能較差。SN144井揭示的泥巖單層厚度較大，最厚達(dá)17.5 m，質(zhì)純，平面分布穩(wěn)定，對油氣運(yùn)移和聚集可起到很好的保護(hù)作用，蓋層條件良好。

3.3 斷陷層陡坡帶巖性油氣藏

深層發(fā)育諸多斷陷，控盆斷層控制了斷陷的形成。在各個(gè)斷陷靠近斷裂一側(cè)，基底強(qiáng)烈下沉，形成了一系列水下扇和扇三角洲。單個(gè)水下扇平面上呈扇狀，以粗碎屑沉積為主，由于沉積混雜，地層成層性差，地震剖面上波阻連續(xù)性較差。同時(shí)由于控盆斷層活動(dòng)時(shí)間長，洼陷持續(xù)沉降，沉積巨厚，控盆斷層一般未發(fā)生強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)，因此，在鄰近控盆斷層區(qū)多不發(fā)育滾動(dòng)背斜，構(gòu)造圈閉不發(fā)育。下扇和扇三角洲砂體多沿長軸方向呈楔形伸入湖盆內(nèi)，與烴源巖區(qū)直接接觸，具有油氣富集的良好條件。

圖2 松遼盆地火山巖體波阻抗反演剖面

如十屋斷陷，在西部控盆斷層附近發(fā)育較大型的扇體有馬家窯、桑樹臺、孤家子、西丁家等水下扇。其中西丁家構(gòu)造在扇體之上針對泉頭組已實(shí)施探井1口(SN230井)，中淺層泉頭組已見到良好的氣測異常顯示，預(yù)示著深部水下扇體可能存在大型的天然氣聚集。

3.4 基巖潛山變質(zhì)巖領(lǐng)域

松遼盆地基底是晚古生代末期至早中生代初期所固結(jié)的大陸地殼。盆地南部基底巖性主要是石炭—二疊系淺變質(zhì)巖及同期巖漿巖。十屋斷陷發(fā)育中央構(gòu)造帶潛山圈閉，緊鄰最有利的烴源區(qū)，油源供給充分，是有利的油氣聚集帶之一。2006-2007年兼探基底潛山含油氣性鉆探了2口井，均獲少量油氣發(fā)現(xiàn)。SN55井完鉆井深1 920 m，完鉆層位基底。在1 450 m進(jìn)入基底變質(zhì)巖，巖性為花崗巖、花崗閃長巖、絹云母綠泥石化片巖，在變質(zhì)巖中錄井見9層裂隙含油顯示，測井解釋為裂隙油層和含油層，對變質(zhì)巖井段(1 465～1 540 m)常規(guī)測試獲少量原油。SN64井在2 314.3 m進(jìn)入基底，鉆遇泥晶灰?guī)r223 m(未穿)，錄井獲5層氣顯示，測井解釋為含氣致密層—差氣層，常規(guī)試油獲得少量天然氣流，壓裂后獲輕質(zhì)原油?；诐撋将@得上述發(fā)現(xiàn)，展示了潛山領(lǐng)域良好的勘探前景，是未來勘探的又一新目標(biāo)。

4 結(jié)論

1)松遼盆地南部地區(qū)發(fā)育多個(gè)富油氣斷陷和凹陷，發(fā)育斷陷層和坳陷層2套含油氣系統(tǒng)。

2)斷陷層油氣地質(zhì)條件好。油氣藏主要受有效火山巖儲層和有效低孔滲碎屑巖儲層發(fā)育情況控制，與構(gòu)造復(fù)合分別形成火山巖儲層構(gòu)造油氣藏和低滲透砂巖儲層構(gòu)造油氣藏。

3)斷陷層勘探新領(lǐng)域包括：盆內(nèi)火山巖油氣藏、邊坡地層不整合油氣藏、陡坡巖性體油氣藏、基底潛山變質(zhì)巖油氣藏。

參考文獻(xiàn):

[1] 秦偉軍,劉超英,談風(fēng)其,等. 松遼盆地長嶺斷陷火山巖相與天然氣成藏關(guān)系[J]. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2008,30(4):328-331.

[2] 周卓明,王再鋒,伍泓. 松遼盆地長嶺斷陷層烴源巖地球化學(xué)特征研究[J]. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2009,31(6):608-612.

[3] 周荔青,金之鈞. 松遼盆地?zé)o機(jī)成因氣藏形成分布特征及勘探方向 [J]. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2009,31(1)：12-18.

[4] 周荔青,雷一心. 松遼盆地?cái)嘞輰酉荡蟆⒅行陀蜌馓镄纬蓷l件及勘探方向[J] . 石油與天然氣地質(zhì),2006,27(6):820-826,840.

[5] 吳群,周荔青. 松遼盆地長嶺斷陷東部大中型火山巖(油)氣田形成分布特征[J]. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2009,31(1)：12-18.

[6] 張玉明,李明,李瑞磊. 松遼盆地南部深層系天然氣成藏規(guī)律[J] . 石油與天然氣地質(zhì),2006,27(6):841-848.

[7] 李春光. 試論松遼盆地深層油氣藏分布與形成[J]. 油氣地質(zhì)與采收率,2004,11(3)：31-33.

[8] 劉成林,金惠,高嘉玉,等. 松遼盆地深層天然氣成藏研究[J]. 油氣地質(zhì)與采收率,2009,16(1)：1-4.

[9] 鄧玉勝,王蘊(yùn),朱桂生,等. 松遼盆地南部長嶺斷陷火成巖特征及其對油氣藏的控制[J]. 中國石油勘探,2003,8(3)：31-37.

[10] 王啟軍,陳建渝. 油氣地球化學(xué)[M]. 武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1988:179-199.

[11] 綦敦科,齊景順,王革. 徐家圍子地區(qū)火山巖儲層特征研究[J]. 特種油氣藏,2002,9(4):30-45.

[12] 陸建林,張玉明,徐宏節(jié),等. 松遼盆地長嶺斷陷火山巖儲層形成特征研究[J]. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2009,31(5)：441-448.

[13] 王璞珺,陳樹民,劉萬洙,等. 松遼盆地火山巖相與火山巖儲層的關(guān)系[J]. 石油與天然氣地質(zhì),2003,24(1):18-27.

[14] 邵正奎,孟憲祿,王洪艷,等. 松遼盆地火山巖地震反射特征及其分布規(guī)律[J]. 長春科技大學(xué)學(xué)報(bào),1999,29(1):33-36.

[15] 邱春光,王璞珺,門廣田,等. 松遼盆地徐家圍子斷陷火山巖亞相和亞相的測井識別[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版),2003,33(專輯Ⅴ):123-127.