文　全，李　昂

（1.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712；2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北荊州434023）

“雙斷供隆”型氣藏成藏條件分析
——以松遼盆地長春嶺背斜帶扶楊油層為例

文全*1，李昂2

（1.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶163712；2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北荊州434023）

通過對長春嶺背斜帶天然氣組份和甲烷碳同位素δ13C1的地化分析，得出該區(qū)扶楊油層天然氣類型為煤型氣；利用甲烷碳同位素δ13C1與鏡質(zhì)體反射率Ro的對應(yīng)關(guān)系，認(rèn)為該區(qū)扶楊油層天然氣主要來自下伏斷陷期的沙河子組和營城組的煤層和暗色泥巖。下部的徐家圍子斷陷和雙城斷陷為此提供充足氣源，形成“雙斷供隆”的供氣格局，且源巖分布范圍廣、有機(jī)質(zhì)類型好且豐度高。綜合源巖條件、構(gòu)造演化、輸導(dǎo)條件、砂體特征等成藏要素，認(rèn)為天然氣沿?cái)嗔严蛏线\(yùn)移至扶楊油層的砂體中，在沿砂體做短距離側(cè)向運(yùn)移，在圈閉中聚集成藏，是古生新儲、下生上儲的成藏模式，形成斷背斜型、斷塊氣藏和斷層—巖性氣藏。源儲斷裂是控制天然氣成藏的主要因素，源儲斷裂控制的圈閉是主要的勘探目標(biāo)。

長春嶺背斜帶；扶楊油層；成因類型；氣源對比；成藏條件

隨著松遼盆地多年的勘探與開發(fā)，大慶油田的勘探戰(zhàn)略從過去探究薩葡高油層（上白堊統(tǒng)嫩江組、姚家組和青山口組的薩爾圖油層、葡萄花油層和高臺子油層）逐步向扶余油層（下白堊統(tǒng)泉頭組的扶余油層）轉(zhuǎn)移，從主力探油兼氣到油氣并舉轉(zhuǎn)移，扶楊油層的天然氣勘探越來越受到重視。早在20世紀(jì)50年代，長春嶺背斜帶已經(jīng)提交近100×108m3的天然氣探明儲量，發(fā)現(xiàn)了長春嶺、五站、三站及澇州等氣田。本文從天然氣的來源、控制因素及成藏模式來探討扶楊油層天然氣的富集規(guī)律，以期對該區(qū)下一步天然氣勘探有所裨益。

1　地質(zhì)概況

長春嶺背斜帶位于松遼盆地東南部，是東南隆起帶的二級構(gòu)造單元。形態(tài)如馬鞍型，北坡比南坡緩，軸向?yàn)楸睎|至南西方向。下部東西兩側(cè)分別為徐家圍子斷陷和雙城斷陷，兩斷陷為松遼盆地3套含油氣組合中的下部含油氣組合。現(xiàn)松遼盆地深層天然氣提交的儲量均在這兩斷陷內(nèi)。斷陷內(nèi)多套層系發(fā)現(xiàn)氣藏，一般有基巖風(fēng)化殼、火山巖氣藏、砂礫巖氣藏。

2　天然氣的成因類型與來源

研究區(qū)21口探井的試氣結(jié)果表明，天然氣組份中C1含量一般大于87%，C2+小于3%，非烴氣主要是N2及CO2，甲烷碳同位素δ13C1一般-35‰～-27‰，具有煤型氣的典型特征［1］。根據(jù)天然氣成因類型劃分圖版［2］，長春嶺背斜天然氣大部分屬于煤型氣，同時(shí)存在油型氣伴生的特征（圖1），說明氣源主要為深層煤系地層和暗色泥巖。

我國學(xué)者對國內(nèi)許多油氣田煤型氣和油型氣的研究結(jié)果指出［3］，煤型氣和油型氣δ13C1與其源巖鏡質(zhì)體反射率Ro具有一定的相關(guān)性［4］（圖2）。根據(jù)長春嶺背斜帶天然氣δ13C1的范圍，對應(yīng)的煤型氣和油型氣源巖Ro的范圍分別為0.9%～3.1%和2.9%～9.9%。長春嶺背斜下部為徐家圍子斷陷和雙城斷陷，徐家圍子斷陷烴源巖Ro從1.70%～3.56%，處于高成熟—過成熟階段［5］；雙城斷陷沙河子組烴源巖的Ro平均值達(dá)到2.7%，早已進(jìn)入了干氣階段。也就是長春嶺背斜源巖與深部烴源巖Ro值相近，進(jìn)一步證明長春嶺背斜的天然氣主要來自深部層系的源巖。

3　天然氣成藏條件

圖1　天然氣成因類型劃分圖版

圖2　長春嶺背斜天然氣δ13C1與其源巖Ro關(guān)系

3.1源巖條件

（1）源巖的分布。長春嶺背斜位于深部徐家圍子斷陷和雙城斷陷之間，扶楊油層天然氣主要來自2斷陷深部層系的沙河子、營城組與登婁庫組地層中的煤層與暗色泥巖。徐家圍子斷陷面積約為4620km2，沙河子組暗色泥巖厚度0～1400m，營城組暗色泥巖厚度0～160m，生氣強(qiáng)度（0～600）×108m3/km2；雙城斷陷沙河子組面積3394km2，暗色泥巖厚度0～800m，平均300m。目前，深層天然氣的勘探也取得了良好效果，徐家圍子斷陷已經(jīng)提交大規(guī)模的天然氣儲量，雙城斷陷中部分井已經(jīng)獲得了工業(yè)氣流［6］?？梢娫磶r的分布范圍廣，暗色泥巖厚度大，為淺部供氣提供強(qiáng)大的物質(zhì)基礎(chǔ)，形成雙側(cè)斷陷為上部隆起供氣的格局。

（2）有機(jī)質(zhì)豐度。有機(jī)質(zhì)豐度是烴源巖生烴與排烴的物質(zhì)基礎(chǔ)，既決定其油氣生成的數(shù)量，又影響油氣生成的質(zhì)量。深部層系中登婁庫組有機(jī)碳含量小于1.5%，營城組有機(jī)碳含量為1.58%～2.4%，沙河子組和火石嶺組一段的煤系地層有機(jī)碳含量為2.0%～6.97%。通過有機(jī)碳判別原始?xì)庠磶r標(biāo)準(zhǔn)，沙河子組、火石嶺組泥巖均達(dá)到好氣源巖標(biāo)準(zhǔn)，具有比較大的原始生氣潛力［5］。

3.2構(gòu)造特征

（1）圈閉條件。構(gòu)造格局改變不僅為本區(qū)天然氣成藏奠定優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)，也為天然氣聚集提供有利的場所。明水組沉積末期應(yīng)力場由強(qiáng)烈拉張到擠壓的變化，導(dǎo)致控制深層斷陷的基底斷裂開始反轉(zhuǎn)［7］，上盤地層隆升，形成反轉(zhuǎn)構(gòu)造，反轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造圈閉是松遼盆地極為普遍的一種圈閉類型，五站、三站、長春嶺等氣藏的圈閉類型就是受控圈斷層控制的反轉(zhuǎn)背斜。松遼盆地構(gòu)造高部位控氣的特征很明顯，天然氣一般聚集在構(gòu)造的高部位，背斜、潛山披覆、斷鼻是天然氣形成的主要圈閉類型。這些圈閉的形成、演化和分布都受基底及派生斷層的控制，這些斷層均屬于控圈斷層，同時(shí)也溝通了源巖和儲集層［8］。

（2）斷層特征。本區(qū)對天然氣起輸導(dǎo)作用的斷層，多為控圈斷層或縱向延伸較大的源儲斷層。從T2地震反射層看，斷層平面上分布密集且呈側(cè)列式帶狀，走向以南北向和北北西為主，大斷層周圍伴隨多個(gè)小斷層或分支斷層。剖面上具有4種組合形式，即壘斷層組合、塹式斷層組合、同向傾斜式斷層組合、Y字或反Y字型斷層組合（圖3）。不同的斷層組合樣式，均有形成氣藏的可能，其中壘式和Y字（反Y字）型斷層組合易成藏，形成斷背斜或斷層遮擋型氣藏；塹式和同向傾斜式組合可形成斷層遮擋和巖性氣藏，但當(dāng)斷層不具備封堵條件時(shí)，天然氣可能會從兩側(cè)地層漏失，不易成藏。往往一個(gè)氣藏的形成是多種斷層組合的合理配置。前人認(rèn)為，徐家圍子和雙城斷陷深層煤系地層大量生烴期為泉頭組沉積末期至四方臺組沉積時(shí)期；所以斷層的形成時(shí)期晚于源巖的生烴時(shí)期，為天然氣向上運(yùn)移提供有利的輸導(dǎo)通道［4、9-12］，是“兩斷供隆”型氣藏形成的必要條件。

3.3儲集和封蓋條件

長春嶺背斜帶扶楊油層厚度160～190m，以西南部物源為主，由北東向展布的曲流河河道沉積和決口扇（或決口河道）及泛濫平原沉積組成。砂體層薄、呈零形狀分布。厚度不均，一般5～20m，砂地比5%～20%。儲層物性為中孔低滲的特征，孔隙度一般在15%～25%，滲透率一般在3～25mD。沉積環(huán)境控制下的條帶狀或透鏡狀錯(cuò)迭連片的砂體是天然氣聚集的最有利空間。扶楊油層上覆的青山口組地層厚度320～480m，為松遼湖盆最大的水進(jìn)期，為深湖—半深湖沉積，廣泛發(fā)育的暗色泥巖是本區(qū)良好的區(qū)域性蓋層［13］。

圖3　松遼盆地長春嶺背斜帶T2反射層斷裂組合樣式剖面圖

4　成藏主控因素和模式

通過氣藏的精細(xì)解剖認(rèn)為溝通源巖和儲層的斷層在形成“兩斷供隆”型氣藏中起關(guān)鍵作用。源儲斷層活動時(shí)期，天然氣沿?cái)鄬酉蛏线\(yùn)移至扶楊油層的砂體中，再沿砂體做短距離側(cè)向運(yùn)移，在圈閉中聚集成藏，所以是古生新儲、下生上儲的成藏模式（圖4），可形成斷背斜型、斷塊氣藏和斷層-巖性氣藏。多種成藏要素的合理匹配是天然氣成藏的決定因素。受源儲斷層控制的斷層型圈閉是下一步天然氣勘探的主要目標(biāo)。

5　結(jié)論

（1）長春嶺背斜帶扶楊油層天然氣的成因類型主要為煤型氣，來自斷陷期沙河子、營城組的煤層和暗色泥巖。徐家圍子斷陷和雙城斷陷為長春嶺背斜帶提供充足氣源，物源豐富且有機(jī)質(zhì)豐度高，形成“雙斷供隆”格局。

（2）綜合源巖、構(gòu)造演化和沉積特征等成藏條件，認(rèn)為溝通源巖和儲層的斷層是形成“兩斷供隆”型氣藏的關(guān)鍵。

（3）源儲斷層活動時(shí)期，天然氣沿?cái)嗔严蛏线\(yùn)移至扶楊油層的砂體中，在沿砂體做短距離側(cè)向運(yùn)移，在圈閉中聚集成藏，天然氣成藏是古生新儲、下生上儲的成藏模式，可形成斷背斜型、斷塊氣藏和斷層—巖性氣藏。受源儲斷裂控制的斷層型圈閉是下一步天然氣勘探的主要目標(biāo)。

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TE34

A

1004-5716（2016）07-0067-03

2015-07-20

2015-07-31

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“油源斷裂轉(zhuǎn)換帶優(yōu)勢輸導(dǎo)油氣條件研究”（編號：41372153）。

文全（1983-），男（滿族），吉林吉林人，工程師，現(xiàn)從事油氣成藏綜合研究工作。