伍 英
(中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,黑龍江大慶 163712)
哈爾溫油田地理位置位于黑龍江省大慶市,東鄰杏西油田,西為龍虎泡油田,南至龍南油田,北鄰金騰油田,是松遼盆地北部中淺層的油氣勘探有利地區(qū)之一。哈爾溫地區(qū)周邊構(gòu)造主體油田的鉆探工作始于20世紀(jì)60年代,經(jīng)過(guò)多年的勘探與開(kāi)發(fā),陸續(xù)獲得大規(guī)模的石油儲(chǔ)量。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始轉(zhuǎn)變勘探思路,該區(qū)在對(duì)構(gòu)造高部位勘探的同時(shí),積極下凹探索巖性油藏,在哈爾溫地區(qū)發(fā)現(xiàn)了以葡萄花油層為主的較為豐富的油氣資源,薩爾圖油層卻仍然存在油氣富集層位差異、油水分布關(guān)系復(fù)雜及油氣富集規(guī)律不清等問(wèn)題。因此,有必要深入剖析該區(qū)薩爾圖油層油藏分布特征,研究該區(qū)油氣富集規(guī)律及控制因素,指導(dǎo)下一步油氣勘探。
哈爾溫油田構(gòu)造位置為松遼盆地北部齊家—古龍凹陷和龍虎泡大安階地兩個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元之間的斜坡和向斜部位(圖1)。該區(qū)構(gòu)造演化經(jīng)歷了裂陷前期、裂陷期、坳陷期和反轉(zhuǎn)期等4個(gè)階段,縱向上可劃分為斷陷層、坳陷層及反轉(zhuǎn)構(gòu)造層[1-2];自下而上鉆遇的地層依次為下白堊統(tǒng)泉頭組、上白堊統(tǒng)青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺(tái)組、明水組、新近系泰康組、第四系。薩爾圖油層為姚家組二、三段至嫩江組一段沉積時(shí)期的地層,是該區(qū)勘探的主要目的層位之一,自下而上分為薩Ⅲ、薩Ⅱ、薩Ⅰ和薩零等4個(gè)油層組,薩Ⅱ+Ⅲ對(duì)應(yīng)白堊系姚家組的姚二、三段,后兩者對(duì)應(yīng)白堊系嫩江組嫩一段。
哈爾溫地區(qū)薩爾圖油層廣泛見(jiàn)到油氣顯示,含油層比較多,表明該區(qū)曾有大量油氣運(yùn)移及成藏。縱向上薩爾圖油層均有油層分布,油層厚度一般在2~6m左右,但薩零、薩Ⅰ油層分布零散,薩Ⅱ和薩Ⅲ油層分布范圍較廣,不同構(gòu)造位置,油水分布特征不同(圖2)??v向存在上油下水、上水下油、上油下油水同層、上油水同層下油等多種形式,全區(qū)沒(méi)有統(tǒng)一的油水界面。從平面上看,構(gòu)造高部位含油比例高,局部高部位存在純油區(qū)、在斜坡區(qū)及向斜區(qū)油水同層和水層為主,油水關(guān)系復(fù)雜。
哈爾溫油田臨近齊家—古龍凹陷生油中心,薩爾圖油層的油氣主要油源來(lái)自青山口組一段烴源巖[3]。該段暗色泥巖為深湖—半深湖沉積,厚度一般60~80m,富含有機(jī)質(zhì),干酪根類型主要是Ⅰ型,其次是Ⅱ1型。青一段是本區(qū)最有利的烴源巖層,推算當(dāng)青山口組烴源巖埋藏深度達(dá)1600m 左右時(shí),Ro普遍大于0.8,烴源巖進(jìn)入大量生排烴時(shí)期,且以生油為主。對(duì)嫩江組末、明水組末、古近紀(jì)末Ro演化研究表明,明末、古近紀(jì)末是烴源巖生排烴的關(guān)鍵時(shí)期[4]。明水組沉積末期青一段Ro≥0.8 分布區(qū)域廣泛,龍虎泡構(gòu)造帶、哈爾溫構(gòu)造帶以及杏西鼻狀構(gòu)造帶均在青一段烴源灶范圍內(nèi)。齊家—古龍凹陷生成的油氣為哈爾溫地區(qū)油氣成藏提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。
明水組沉積末期受北西—南東向區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)擠壓作用,齊家—古龍地區(qū)向斜區(qū)變的狹長(zhǎng)且被分割,龍虎泡背斜、哈爾溫構(gòu)造和杏西鼻狀構(gòu)造等坳陷層三級(jí)構(gòu)造帶形態(tài)基本定型,走向均為北東向,構(gòu)造帶形成并控制了一系列北東向構(gòu)造圈閉帶,圈閉定型時(shí)期為明水組沉積末期[5]。哈爾溫油田東西夾持在龍虎泡背斜和杏西鼻狀構(gòu)造帶之間、南北位于齊家—古龍凹陷常家圍子向斜和齊家南向斜之間的凹間脊部位,由西向東發(fā)育的龍虎泡背斜、哈爾溫構(gòu)造和杏西鼻狀構(gòu)造等三級(jí)構(gòu)造的高部位是油氣聚集的有利場(chǎng)所(圖3)。
哈爾溫地區(qū)斷裂比較發(fā)育,以張性正斷層為主,斷裂展布方向以北西向、近東西向?yàn)橹?,間或有近南北向、北北東向斷層發(fā)育(圖3)。縱向剖面上斷層多表現(xiàn)為“Y”型、“X”型、“入”字型和“人”字型、“椅”式等多種表現(xiàn)形式,在斷裂帶內(nèi)部多為階梯狀、地塹、地壘等表現(xiàn)形式。斷層發(fā)育期次在縱向上表現(xiàn)為不均衡發(fā)育的特點(diǎn),斷穿T1(姚家組頂面)、T11(姚家組底面)、T2(青山口組底面)反射層斷層數(shù)量相對(duì)較多。
在烴源巖大規(guī)模生排烴時(shí)期,活動(dòng)斷裂可作為油氣垂向疏導(dǎo)運(yùn)移的通道,不活動(dòng)斷裂對(duì)油氣側(cè)向運(yùn)移起到遮擋作用。該區(qū)油源斷裂多為中期張扭晚期反轉(zhuǎn)斷裂系統(tǒng)(T2-T1),走向多為北西向,油源斷層從生油凹陷至斜坡區(qū)呈條帶狀分布,能夠有效地溝通儲(chǔ)層與烴源巖,有利于油氣從生油凹陷向斜坡區(qū)運(yùn)移,因此成藏關(guān)鍵時(shí)刻該斷裂系統(tǒng)對(duì)油氣垂向和側(cè)向均具有疏導(dǎo)能力。斷穿T11-T1層的斷層以及T11、T1層間發(fā)育的斷層,形成于姚家組沉積時(shí)期或沉積末期,后期停止活動(dòng),為中期發(fā)育的斷層,受到區(qū)域左旋壓扭應(yīng)力場(chǎng)派生的擠壓應(yīng)力作用,使斷層的側(cè)向封堵能力增強(qiáng),是油氣保存的有利條件。
哈爾溫地區(qū)薩爾圖油層沉積時(shí)處于坳陷期,整體上是一個(gè)構(gòu)造沉降、湖盆擴(kuò)張的過(guò)程,內(nèi)部幕式構(gòu)造抬升較弱,沉積時(shí)間較短,整個(gè)薩爾圖油層以水進(jìn)沉積為主,湖泊范圍逐漸擴(kuò)大。區(qū)內(nèi)以北部物源為主,主要發(fā)育三角洲前緣相帶沉積,全區(qū)以大面積分布的席狀砂沉積為主,局部發(fā)育河口壩和分流河道微相,河道主要近南北向展布(圖4)。前緣分流河道、席狀砂和河口壩為油氣聚集提供了有利的儲(chǔ)集空間。儲(chǔ)層物性受沉積相帶影響,水下分流河道砂發(fā)育區(qū)物性較好,砂體類型和物性影響影響了油氣富集程度[4]。
研究區(qū)構(gòu)造格局的形成期、斷裂的復(fù)活期與排烴期相匹配,有利于油氣運(yùn)移和聚集。本區(qū)普遍發(fā)育的北西向斷層,多斷穿至青山口組生油巖,油氣在斷層的輸導(dǎo)作用下向上運(yùn)移,長(zhǎng)期發(fā)育的斜坡和鼻狀構(gòu)造背景以及低隆起是油氣運(yùn)移的主要指向(圖3)。本區(qū)薩爾圖油層發(fā)育的三角洲前緣席狀砂、水下分流河道、河口壩,是油氣運(yùn)移的主要載體,也是主要儲(chǔ)層。油氣的富集受控于砂體類型、構(gòu)造及斷裂等因素,構(gòu)造高部位和側(cè)向尖滅砂巖透鏡體易于成藏;在油氣運(yùn)移路徑上,不活動(dòng)斷裂遮擋成藏。
龍虎泡構(gòu)造東坡油層具有明顯的差異聚集成藏特點(diǎn),從洼陷向斜坡再到構(gòu)造頂部油氣分布表現(xiàn)為從薩Ⅲ油層組逐層向上運(yùn)移至薩Ⅰ油層組的特點(diǎn)(圖2),斜坡背景下形成斷層—巖性或巖性上傾尖滅油藏。杏西鼻狀構(gòu)造為齊家、古龍凹陷雙側(cè)油源供應(yīng),砂體發(fā)育,構(gòu)造高部位油氣富集,主要發(fā)育巖性—構(gòu)造、構(gòu)造—巖性、斷層—巖性油藏。哈爾溫構(gòu)造夾持在兩個(gè)向斜之間,主要發(fā)育斷層—巖性或構(gòu)造—巖性油藏,從向斜到構(gòu)造頂部,油氣分布表現(xiàn)為從薩Ⅲ、薩Ⅱ油層組向上運(yùn)移至薩Ⅰ油層組運(yùn)移聚集的特點(diǎn)(圖5)。
綜上所述,哈爾溫地區(qū)薩爾圖油層北西向油源斷裂與北東向構(gòu)造和砂體展布方向均高角度相交,在構(gòu)造及斜坡背景下易于形成巖性、斷層—巖性、構(gòu)造—巖性、巖性—構(gòu)造、構(gòu)造等多種油氣藏類型,也說(shuō)明了該區(qū)構(gòu)造、斷層與不同相帶發(fā)育的砂體的良好匹配關(guān)系,為形成復(fù)雜多樣的油氣藏類型創(chuàng)造了條件。由于構(gòu)造背景與沉積相帶發(fā)育的差異性,導(dǎo)致了薩爾圖油層油氣藏縱向上分布的不均衡性和平面上的分帶性特征。
(1)哈爾溫地區(qū)薩爾圖油層為下生上儲(chǔ)式的生儲(chǔ)蓋組合,油氣主要來(lái)自于下伏青一段烴源巖;
(2)油氣運(yùn)聚的疏導(dǎo)體系主要是斷層,其次是滲透性好的三角洲前緣砂體儲(chǔ)層;
(3)油氣從齊家—古龍凹陷垂向和側(cè)向運(yùn)移哈爾溫構(gòu)造以及龍虎泡和杏西鼻狀構(gòu)造,在凹陷低部位形成巖性透鏡體油藏、斜坡帶形成斷層(構(gòu)造)—巖性、在構(gòu)造高部位形成巖性—構(gòu)造或構(gòu)造油藏。