楊 雪

大民屯凹陷太古宇油氣富集主控因素研究

楊 雪

（中油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院， 遼寧 盤錦 124010）

在儲(chǔ)集巖和烴源巖發(fā)育的基礎(chǔ)上，大民屯凹陷太古宇潛山中油氣富集受斷裂控制。斷裂活動(dòng)控制了潛山的形成和儲(chǔ)層裂縫的發(fā)育程度，并在油氣運(yùn)-聚過程中起主導(dǎo)作用；斷裂的性質(zhì)和規(guī)?？刂屏擞蜌飧患潭?，逆斷層控制形成的潛山油氣最為富集，大斷距正斷層的兩盤均可形成油氣富集區(qū)塊。

太古宇潛山；油氣富集；主控因素；大民屯凹陷

大民屯凹陷面積約 800 km2，資源量近億t，是我國東部著名的富油氣凹陷。主要的含油層系包括太古宇、中-上元古界和新生界的沙河街組。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，三個(gè)含油層系中，太古宇中的原油儲(chǔ)量和產(chǎn)量均超過總數(shù)的35%，這個(gè)比例在我國東部同類含油氣盆地中戰(zhàn)據(jù)領(lǐng)先位置[1]。文中對(duì)其大民屯凹陷太古宇油氣富集的主控因素進(jìn)行研究，總結(jié)其油氣富集規(guī)律，指導(dǎo)勘探工作的深入開展。

1 地質(zhì)概況

大民屯凹陷是新生代發(fā)育的陸相凹陷，早期拉張斷陷和晚期擠壓走滑的演化模式[2]，形成了下寬上窄凹陷結(jié)構(gòu)。凹陷基底為太古宇（Ar）變質(zhì)巖，西北部殘存了中-上元古界（Pt）和中生界（Mz），蓋層為新生界砂、泥巖。太古宇基底的主要巖性包括混合巖類、變粒巖類和片麻巖類，局部發(fā)育角閃巖類。鉆井證實(shí)，前三類巖石脆性礦物含量高，受力易形成裂縫，具有良好的儲(chǔ)集性能。新生界的最大厚度達(dá)7 000 m，自下而上依次為古近系房身泡組（E1f）、沙河街組（E2s）、東營組（E3d）和新近系（N）。其中，沙河街組四段（E2s4）發(fā)育油頁巖和暗色泥巖兩套烴源巖，烴源巖平均厚度達(dá)500 m，在凹陷大部分地區(qū)與太古宇直接接觸，為其成藏提供充足的油源以及良好的封蓋條件。

2 太古宇油氣富集主控因素

大民屯凹陷經(jīng)歷了多期構(gòu)造活動(dòng)的疊加作用，斷裂十分發(fā)育，斷裂在油氣成藏過程中扮演了重要的角色。

2.1 斷裂控制潛山的形成

大民屯凹陷的斷裂數(shù)量眾多，規(guī)模不等，性質(zhì)多變，在平面上相互交錯(cuò)，在縱向上形成兩套獨(dú)立的斷裂體系。下部基底斷裂產(chǎn)狀較陡，斷開層位少，多數(shù)終止于沙四段的泥巖中，將下伏的潛山封閉于泥巖蓋層之下?；讛嗔训淖呦虼篌w上可分為 NE向、NNE向和EW向三組。

主要斷裂以NE向?yàn)橹?，控制著潛山的形成和分布，如東勝堡、前進(jìn)、邊臺(tái)和曹臺(tái)等潛山均受NE向斷裂控制形成；次級(jí)斷裂走向多樣，北部地區(qū)以EW向斷裂為主，南部地區(qū)NNE向和NW向斷裂發(fā)育，次級(jí)斷裂將NE向展布的潛山分割成若干斷塊，呈現(xiàn)出南北分塊的特點(diǎn)。

2.2 斷裂控制儲(chǔ)層裂縫發(fā)育程度

大民屯凹陷太古宇潛山裂縫的形成受多期構(gòu)造應(yīng)力疊加作用，但裂縫的產(chǎn)狀和密度主要受斷裂活動(dòng)控制。

大民屯凹陷現(xiàn)今處于為 NEE-SWW 擠壓剪切應(yīng)力場(chǎng)中。通過巖心觀察，結(jié)合測(cè)井資料分析，太古宇發(fā)育的裂縫主要為NNE、NW和EW 三個(gè)方向，其南部地區(qū)裂縫的優(yōu)勢(shì)方向?yàn)镹NE和NW向，北部地區(qū)裂縫優(yōu)勢(shì)方向?yàn)榻麰W向，裂縫的優(yōu)勢(shì)方向與這兩個(gè)地區(qū)斷裂的走向基本一致，而現(xiàn)今的應(yīng)力場(chǎng)對(duì)裂縫的優(yōu)勢(shì)方向并無明顯的控制作用。另外，從裂縫平面分布情況分析，其發(fā)育密集程度與斷裂發(fā)育程度十分吻合，說明斷裂對(duì)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育程度起到控制作用。

2.3 斷裂控制油氣運(yùn)-聚匹配關(guān)系

大民屯凹陷的潛山油藏均為“新生古儲(chǔ)”型。在油氣運(yùn)移至太古宇潛山成藏的動(dòng)態(tài)過程中，斷裂活動(dòng)起主導(dǎo)作用。多期斷裂活動(dòng)伴隨潛山裂縫發(fā)育，為油氣聚集提供場(chǎng)所；晚期（漸新世）壓扭性右旋走滑活動(dòng)不僅驅(qū)動(dòng)油氣發(fā)生大規(guī)模運(yùn)移[2]，還造成邊界斷裂發(fā)生高角度逆沖，上部地層受擠壓，利于油氣向下運(yùn)移；同時(shí)下部地層被拉張，一些基底斷裂發(fā)生開啟，成為油氣向下運(yùn)移的主要通道；而獨(dú)立的基底斷裂體系和地層壓力差的存在確保油氣在太古宇潛山中聚集。在整個(gè)過程中，斷裂活動(dòng)使?jié)撋匠蔀樽罴训挠蜌膺\(yùn)-聚場(chǎng)所。

3 太古宇油氣富集規(guī)律

大民屯凹陷基底油藏類型主要為構(gòu)造（斷層）油藏。勘探實(shí)踐表明，油氣不僅廣泛分布于潛山風(fēng)化殼中，而且分布于潛山內(nèi)幕，油氣是否富集與接觸烴源巖方式無關(guān)，主要取決于 斷層的性質(zhì)和規(guī)模。下文通過三種油氣成藏模式，對(duì)太古宇油氣富集規(guī)律加以總結(jié)。

3.1 正斷層模式

大斷距（斷距＞200 m）斷層發(fā)育的區(qū)域，由于斷層長期活動(dòng)，斷層兩盤周邊的裂縫發(fā)育程度高。對(duì)于斷層上升盤，其側(cè)向具備較大供油窗口，并在垂向與烴源巖直接接觸，油氣從兩個(gè)方向進(jìn)入潛山，既能形成風(fēng)化殼油藏，也能形成內(nèi)幕油藏（如東勝堡潛山）。而對(duì)于下降盤，作為斷層活動(dòng)的主動(dòng)盤，剛性基底更易發(fā)生碎裂，形成好的儲(chǔ)集體[3]；斷層下降盤上覆厚層的烴源巖，油源供給充足，同樣能夠形成油氣富集區(qū)塊（如勝西低潛山，圖1a）。

圖1 大民屯凹陷太古宇潛山油氣成藏模式Fig.1 Hydrocarbon accumulation patterns of Archaeozoic buried hill in Damintun sag

另外，油氣不易在大斷層的斷面中聚集。斷層本身是巖層破裂并發(fā)生位移形成，比裂縫更具不穩(wěn)定性，一旦地層壓力發(fā)生變化，斷面中的油氣便向周邊低勢(shì)能區(qū)（裂縫）運(yùn)移[4]。因而鉆遇斷面的井能見到油氣顯示，卻不能成藏。

小斷距（斷距＜150 m）斷層發(fā)育的區(qū)域，由于斷層早期活動(dòng)，后期停止活動(dòng)，其斷裂規(guī)模較小，一般來說,小斷層本身既不起通道作用,又不能作為遮擋體；油氣以垂向運(yùn)移為主，其動(dòng)力為上覆烴源巖的排烴壓力，運(yùn)移距離短，僅在風(fēng)化殼聚集。這類潛山頂面構(gòu)造形態(tài)平緩，其間小斷層和風(fēng)化殼裂縫連通性好，易于形成大面積風(fēng)化殼油藏（如靜安堡潛山，圖1b）。

3.2 逆斷層模式

不同性質(zhì)斷層控制形成的潛山含油氣豐度不同。大民屯凹陷潛山的含油氣豐度由高到低依次為安福屯潛山、邊臺(tái)潛山、東勝堡潛山和曹臺(tái)潛山，除東勝堡潛山外其它潛山均受逆斷層控制形成。由于逆斷層的形成比正斷層和走滑斷層需要更高的強(qiáng)度，在相同條件下，一個(gè)傾角 30°的逆斷層滑動(dòng)所需的應(yīng)力比正斷層高約4倍，比走滑斷層高約2倍，并且隨著斷層傾角增加，逆斷層滑動(dòng)所需的應(yīng)力逐漸增大[5]。因此，其周邊裂縫最為發(fā)育。大民屯凹陷高角度逆斷層發(fā)育，而且形成時(shí)期晚，逆斷層周邊有效裂縫密度大，連通性好，受它們控制形成的潛山油氣富集程度最高。以曹臺(tái)潛山和邊臺(tái)潛山最為典型（圖1c）。

3.3 斷層橫向運(yùn)移模式

對(duì)于頂部覆蓋中生界和房身泡組隔層的太古宇潛山，或者不能與烴源巖直接接觸的潛山內(nèi)幕，斷層是主要的油氣疏導(dǎo)方式。生油洼陷生成的油氣通過區(qū)域性的油源斷層，與潛山裂縫組成網(wǎng)格狀疏導(dǎo)體系，進(jìn)行遠(yuǎn)距離橫向運(yùn)移，形成內(nèi)幕油藏（如前進(jìn)北潛山，圖1d）。

4 結(jié) 論

（1）潛山儲(chǔ)集性能好，并被優(yōu)質(zhì)烴源巖覆蓋，是油氣在太古宇中富集的基礎(chǔ)；

（2）油氣太古宇潛山中富集受斷裂活動(dòng)控制。斷裂活動(dòng)不僅控制潛山的形成和儲(chǔ)層裂縫的發(fā)育程度，還在油氣運(yùn)-聚過程中起主導(dǎo)作用；

（3）斷裂的性質(zhì)和規(guī)?？刂屏颂庞顫撋接蜌飧患某潭取Ｄ鏀鄬又苓吜芽p最為發(fā)育，控制形成的潛山油氣富集程度最高；大斷距正斷層的兩盤均可形成油氣富集區(qū)塊，其斷面處不利于油氣成藏。

［1］ 薛永安，余宏忠，項(xiàng)華．渤海灣盆地主要凹陷油氣富集規(guī)律對(duì)比研究［J］．中國海上油氣，2007，19（3）：145-148．

［2］ 楊雪．大民屯凹陷構(gòu)造演化與基巖油藏［J］．特種油氣藏，2011，18（增刊）：16-19．

［3］ 宋國奇，劉克奇．?dāng)鄬觾杀P裂縫發(fā)育特征及其石油地質(zhì)意義［J］．油氣地質(zhì)與采收率，2009，16（4）：1-4．

［4］杜春國，郝芳，鄒華耀,等．?dāng)嗔演攲?dǎo)體系研究現(xiàn)狀及存在的問題［J］．地質(zhì)科技情報(bào)，2007，26（1）：51-55．

［5］周永勝，何昌榮．汶川地震區(qū)的流變結(jié)構(gòu)與發(fā)震高角度逆斷層滑動(dòng)的力學(xué)條件［J］．地球物理學(xué)報(bào)，2009，52(2)：474-484．

Study on Controlling Factors of Hydrocarbon Enrichment in Archeozoic Reservoir of Damintun Sag

YANG Xue
（Liaohe Oil Field Branch Company of CNPC, Liaoning Panjin 124010, China）

Being the favorable conditions of reservoir and source rock, hydrocarbon accumulation of Archaeozoic buried hill is controlled by fault activity in Damintun sag. Faults not only are crucial factor for the formation of the buried hills and the fractures, but also play dominant role in the process of hydrocarbon migration and accumulation. In addition, the degree of hydrocarbon enrichment is closely connected with characteristics and scale of the faults. In the upper wall of the thrust fault, hydrocarbon is the most abundant, thus the two walls of the big heave normal fault are both hydrocarbon enrichment blocks.

Archaeozoic buried hill; Hydrocarbon enrichment; Controlling factors; Damintun sag

TE 122

A

1671-0460（2015）04-0718-03

2014-11-16

楊雪（1974-），女，新疆昌吉人，工程師，2006年碩士畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)，研究方向：石油地質(zhì)綜合研究。郵箱：yangxuexxx@126.com。