周海超

（中國石油大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠，黑龍江 大慶 163001）

0 引 言

隨著油氣勘探的深入，在含油氣盆地下生上儲式生儲蓋組合中，來自下部同一源巖的上部儲蓋組合油氣分布明顯受到下部儲蓋組合油氣分布的控制，不僅表現(xiàn)在油氣聚集區(qū)和有利部位上，而且還表現(xiàn)在油氣成藏規(guī)模上，能否正確認(rèn)識下部對上部同源儲蓋組合油氣聚集的控制作用，對指導(dǎo)含油氣盆地與下部同源上部儲蓋組合油氣勘探至關(guān)重要。

關(guān)于同源上、下部儲蓋組合油氣運聚成藏之間的關(guān)系，前人對不同含油氣盆地做過一定研究，主要包括3 個方面：（1）利用各種地化指標(biāo)，研究上、下部儲蓋組合之間的油氣來源關(guān)系［1‐3］，并根據(jù)儲層流體包裹體均一溫度，結(jié)合儲層埋藏史和熱史，研究上、下部儲蓋組合油氣成藏期次［4‐6］，據(jù)此再研究上、下部儲蓋組合之間的油氣成因聯(lián)系，認(rèn)為上、下部儲蓋組合油氣來自同一源巖，且上部儲蓋組合油氣成藏期應(yīng)略晚于下部儲蓋組合油氣成藏期；（2）利用調(diào)整斷裂分布，研究上、下部儲蓋組合之間油氣分布之間的位置關(guān)系［7‐9］，認(rèn)為上部儲蓋組合只有位于下部儲蓋組合調(diào)整斷裂附近，才能從下部儲蓋組合獲得油氣進行運聚成藏，調(diào)整斷裂附近應(yīng)是上部儲蓋組合油氣成藏的有利部位；（3）利用上、下部儲蓋組合之間已發(fā)現(xiàn)油氣的分布特征，研究上、下部儲蓋組合油氣分布之間的互補關(guān)系［10‐12］，認(rèn)為上部儲蓋組合油氣分布越多，則下部儲蓋組合油氣分布越少。然而，上述研究的（1）和（3）是上、下部儲蓋組合之間油氣分布關(guān)系研究，僅（2）涉及了下部對上部同源儲蓋組合油氣聚集控制作用研究，且僅是單一某一方面的研究，仍不全面，難以準(zhǔn)確地反映含油氣盆地與下部同源上部儲蓋組合油氣分布規(guī)律，給油氣勘探帶來一定風(fēng)險。因此，開展下部對上部同源儲蓋組合油氣聚集的控制作用研究，對于正確認(rèn)識含油氣盆地與下部同源上部儲蓋組合油氣分布規(guī)律及指導(dǎo)油氣勘探均具重要意義。

本文通過含油氣盆地同源上、下部儲蓋組合典型油氣藏解剖和上部儲蓋組合油氣分布與下部儲蓋組合油氣分布之間關(guān)系實例研究，分析下部對上部同源儲蓋組合油氣聚集的控制作用。

1 下部儲蓋組合蓋層滲漏區(qū)分布對上部儲蓋組合油氣聚集區(qū)的控制作用

由于上部儲蓋組合無直接源巖，其油氣只能來自下部儲蓋組合，而下部儲蓋組合油氣只能通過其蓋層滲漏向上部儲蓋組合中運移，為其油氣聚集提供來源，使油氣聚集成藏，因此，上部儲蓋組合中油氣只能在下部儲蓋組合蓋層滲漏區(qū)內(nèi)進行聚集成藏，即下部儲蓋組合蓋層滲漏區(qū)分布控制著上部儲蓋組合油氣聚集區(qū)分布。

下部儲蓋組合蓋層滲漏區(qū)分布主要取決于油源斷裂對其破壞程度，如果斷裂斷距大，錯斷下部儲蓋組合蓋層，且在油氣成藏期蓋層古斷接厚度（蓋層厚度減去斷裂斷距）小于斷裂在蓋層內(nèi)分段生長上下連接所需的最大斷接厚度［13］，那么油源斷裂在下部儲蓋組合蓋層內(nèi)分段生長、上下連接，成為下部儲蓋組合油氣向上部儲蓋組合運移的輸導(dǎo)通道。下部儲蓋組合中油氣通過油源斷裂穿過蓋層向上部儲蓋組合中運移，此種情況下下部儲蓋組合蓋層已滲漏，將蓋層所有滲漏部位圈在一起即為下部儲蓋組合蓋層滲漏區(qū)，即為上部儲蓋組合油氣聚集區(qū)，下部儲蓋組合蓋層滲漏區(qū)越大，上部儲蓋組合油氣聚集范圍越大，越有利油氣聚集成藏，反之越不利油氣聚集成藏。

如渤海灣盆地歧口凹陷板橋地區(qū)，位于歧口凹陷北部，是歧口凹陷油氣勘探的重點地區(qū)，該區(qū)從下至上發(fā)育主要為古近系和新近系，少量為第四系，古近系發(fā)育有孔店組、沙河街組和東營組，新近系發(fā)育館陶組和明化鎮(zhèn)組，目前板橋地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的油氣主要分布在沙河街組，少量分布在東營組。油氣主要來自下伏沙三段源巖。沙一段下亞段儲層與沙一中亞段泥巖蓋層構(gòu)成了下部儲蓋組合，東三段儲層和東二段泥巖蓋層構(gòu)成了上部儲蓋組合。由于上部儲蓋組合無源巖，只能通過下部儲蓋組合蓋層至沙一中亞段泥巖蓋層滲漏區(qū)向上部儲蓋組合提供油氣來源，油氣才能聚集成藏。

由圖1 中可以看出，板橋地區(qū)沙一中亞段泥巖蓋層發(fā)育，最大厚度可達(dá)到500 m 以上，主要分布在西南、東部2 個局部地區(qū)，沙一中亞段泥巖蓋層厚度由2 個高值區(qū)向其四周逐漸減小，在東北和南部局部地區(qū)厚度減小至100 m 左右。統(tǒng)計板橋地區(qū)油源斷裂（連接沙三段源巖和東營組儲層，且在油氣成藏期至明化鎮(zhèn)組沉積中晚期活動的斷裂）在沙一中亞段泥巖蓋層內(nèi)的斷距和對應(yīng)處沙一中亞段泥巖蓋層厚度，由最大斷距相減法［14］和地層古厚度恢復(fù)方法［15‐17］恢復(fù)油氣成藏期油源斷裂古斷距和沙一中亞段泥巖蓋層古厚度，由二者計算沙一中亞段泥巖蓋層的古斷接厚度。

圖1 板橋地區(qū)沙一中亞段泥巖蓋層厚度Fig.1 Es1z mudstone caprock thickness in Banqiao area

統(tǒng)計板橋地區(qū)已知井點處沙一中亞段泥巖蓋層古斷接厚度與其上下油氣分布關(guān)系，可以得到斷裂在泥巖蓋層內(nèi)分段生長上下連接所需的最大斷接厚度約為139 m（圖2）。將板橋地區(qū)沙一中下亞段泥巖蓋層古斷接厚度小于139 m 的部位圈在一起，便可以得到其下部儲蓋組合蓋層至沙一中亞段泥巖蓋層滲漏區(qū)，即為上部儲蓋組合的油氣聚集區(qū)（圖3），由圖3 可知，板橋地區(qū)下部儲蓋組合蓋層至沙一中亞段泥巖蓋層滲漏區(qū)或上部儲蓋組合的油氣聚集區(qū)主要分布在其南部和東部，少量分布在西南部和東北部。

圖2 板橋地區(qū)斷裂在蓋層內(nèi)分段生長上下連接所需的最大古斷接厚度厘定Fig.2 Calibration of maximum paleo-fault contact thickness required for segmental growth of upper and lower connections in faulted caprock in Banqiao area

由圖3 中可以看出，目前板橋地區(qū)上部儲蓋組合東三段目前已發(fā)現(xiàn)的油氣主要分布其南部和東部，少量分布在其西南部和東北部，位于下部儲蓋組合蓋層滲漏區(qū)內(nèi)，這是因為上部儲蓋組合只有位于下部儲蓋組合向上部儲蓋組合蓋層滲漏區(qū)內(nèi)，才能通過油源斷裂穿過沙一中亞段泥巖蓋層進入到東三段內(nèi)聚集成藏，油氣鉆探才能發(fā)現(xiàn)油氣；否則無油氣發(fā)現(xiàn)。因此，下部儲蓋組合蓋層滲漏區(qū)分布控制著上部同源儲蓋組合油氣聚集區(qū)分布。

圖3 板橋地區(qū)下部儲蓋組合向上部儲蓋組合供油氣區(qū)與上部儲蓋組合油氣分布Fig.3 Hydrocarbon supply area from lower to upper reservoir-seal assemblage and hydrocarbon distribution in upper reservoir-seal assemblage in Banqiao area

2 下部儲蓋組合油氣供給有利部位對上部儲蓋組合油氣聚集有利部位的控制作用

下部儲蓋組合中的油氣只有通過斷穿蓋層的油源斷裂才能向上部儲蓋組合中運移，故斷穿蓋層的油源斷裂處應(yīng)是下部儲蓋組合向上部儲蓋組合油氣供給的有利部位。下部儲蓋組合中的油氣通過斷穿蓋層的油源斷裂向上部儲蓋組合供給油氣，進入到上部儲蓋組合后，由于受到上部儲蓋組合蓋層阻擋，油氣便在上部儲蓋組合內(nèi)發(fā)生側(cè)向分流運移，最后便在油源斷裂附近聚集成藏。因此，斷穿蓋層的油源斷裂處應(yīng)是上部儲蓋組合油氣成藏的有利部位，油源斷裂越發(fā)育，越有利于上部儲蓋組合油氣聚集成藏，反之，不利于油氣聚集成藏。

如海拉爾盆地貝爾凹陷貝東北地區(qū)，構(gòu)造上包括蘇德爾特潛山構(gòu)造帶中部、霍多莫爾斷鼻構(gòu)造帶、貝西洼槽南部地區(qū)，是貝爾凹陷油氣勘探的主要地區(qū)。該區(qū)從下至上主要為白堊系，少量新生界地層，下白堊統(tǒng)有南屯組、大磨拐河組和伊敏組，上白堊統(tǒng)只有青元崗組，目前已發(fā)現(xiàn)油氣主要分布在南屯組，少量分布在大磨拐河組，油源對比結(jié)果可知南屯組和大磨拐河組油氣均來自南一段下部源巖，南一段上部儲層與南屯組頂部泥巖蓋層構(gòu)成了該區(qū)下部儲蓋組合，大磨拐河組儲層與大磨拐河組頂部泥巖蓋層構(gòu)成了該區(qū)上部儲蓋組合（圖4）。由于上部儲蓋組合的大磨拐河組暗色泥巖埋藏相對較淺，尚未成熟，不能為上部儲蓋組合提供油氣來源，上部儲蓋組合油氣只能通過油源斷裂來自下部南屯組儲蓋組合。

圖4 貝東北地區(qū)上下儲蓋組合Fig.4 Upper and lower reservoir-seal assemblages in Beidongbei area

由于貝東北地區(qū)上部組合大磨拐河組油氣主要來自下部南屯組儲蓋組合，所以下部南屯組儲蓋組合向上部大磨拐河組儲蓋組合油氣供給有利部位——斷穿蓋層油源斷裂處，應(yīng)是上部大磨拐河組儲蓋組合油氣成藏有利部位。由鉆井資料統(tǒng)計可以得到貝東北地區(qū)南屯組上部泥巖蓋層厚度大于300 m，主要分布在西部2 個局部地區(qū)，由2個高值區(qū)向其四周逐漸減小，在中北部和南部中部局部地區(qū)達(dá)到最小，小于50 m（圖5）。

圖5 貝東北地區(qū)南屯組上部泥巖蓋層厚度Fig.5 Thickness of mudstone caprock in upper Nantun Formation in Beidongbei area

由地震資料解釋成果可知，貝東北地區(qū)南屯組油源斷裂（連接南一段下部源巖和南屯組儲層，且在油氣成藏期——伊敏組沉積末期活動的斷裂）主要分布在其中北部和西南地區(qū)（圖6）。統(tǒng)計貝東北地區(qū)南屯組油源斷裂在南屯組上部泥巖蓋層內(nèi)斷距和對應(yīng)處泥巖蓋層厚度，由最大斷距相減法［14］和地層古厚度恢復(fù)方法［15］恢復(fù)其在油氣成藏期的古斷距和古蓋層厚度，二者相減求取南屯組上部泥巖蓋層古斷接厚度，由貝東北地區(qū)南屯組上部泥巖蓋層封油氣所需的最小斷接厚度（約為95 m）［14］，可以得到貝東北地區(qū)南屯組上部泥巖蓋層滲漏區(qū)（圖6），由圖6 可以看出，貝東北地區(qū)南屯組上部泥巖蓋層滲漏區(qū)主要分布在其中北部和西南部。

將上述已確定出的貝東北地區(qū)南屯組上部泥巖蓋層滲漏區(qū)和油源斷裂疊合，便可以得到下部南屯組儲蓋組合向上部大磨拐河組儲蓋組合油氣供給有利部位，亦為上部大磨拐河組儲蓋組合油氣成藏有利部位，由圖6 中可以看出，目前貝東北地區(qū)上部大磨拐河組儲蓋組合已發(fā)現(xiàn)的油氣均分布在斷穿南屯組上部泥巖蓋層油源斷裂附近，這是因為只有位于斷穿南屯組上部泥巖蓋層油源斷裂附近，才能通過斷穿南屯組上部泥巖蓋層油源斷裂從下部南屯組儲蓋組合獲得油氣在上部大磨拐河組中聚集成藏，油氣鉆探才能發(fā)現(xiàn)油氣；否則無油氣發(fā)現(xiàn)。此例也充分說明，下部南屯組儲蓋組合油氣供給有利部位分布控制著上部大磨拐河組儲蓋組合油氣成藏有利部位分布。

圖6 貝東北地區(qū)上部大磨拐河組油氣與下部南屯組儲層供油氣有利部位關(guān)系Fig.6 Relationship between hydrocarbon in Damo‐guaihe Formation in upper part and favorable hydrocarbon supply position of Nantun Formation in lower part of Beidongbei area

3 下部儲蓋組合油氣供給量對上部儲蓋組合油氣聚集規(guī)模的控制作用

下部儲蓋組合不僅為上部儲蓋組合提供了油氣來源，而且供給量（工業(yè)油流井產(chǎn)量大于1 t/d）控制著油氣聚集規(guī)模，下部儲蓋組合油氣供給量越大，上部儲蓋組合油氣聚集規(guī)模越大；反之則越小。由于源巖生成的油氣量是一定的，其下部儲蓋組合為上部儲蓋組合供給的油氣越多，上部儲蓋組合油氣聚集越多，下部儲蓋組合剩余的油氣聚集越少；相反，下部儲蓋組合向上部儲蓋組合供給的油氣越少，下部儲蓋組合剩余油氣聚集越多。造成上部儲蓋組合與下部儲蓋組合油氣分布具有互補特征，如圖7 所示。

圖7 上下部儲蓋組合油氣聚集互補關(guān)系Fig.7 Complementary relationship of hydrocarbon accumulation in upper and lower reservoir-seal assemblages

如上述海拉爾盆地貝爾凹陷貝東北地區(qū)，目前已鉆探井揭示的下部南屯組儲蓋組合油氣分布與上部大磨拐河組儲蓋組合油氣分布之間存在3 種分布關(guān)系。

第1 種關(guān)系是下部南屯組儲蓋組合有油氣，而上部大磨拐河組儲蓋組合無油氣，說明下部南屯組儲蓋組合未向上部大磨拐河組儲蓋組合供給油氣，無油氣在上部大磨拐河組儲蓋組合中聚集成藏，油氣仍在南屯組中聚集成藏。

第2 種關(guān)系是下部南屯組儲蓋組合無油氣，而上部大磨拐河組儲蓋組合有油氣，說明下部南屯組儲蓋組合中所有油氣均供給了上部大磨拐河組儲蓋組合，油氣在上部大磨拐河組儲蓋組合聚集成藏，下部南屯組儲蓋組合中已無油氣剩余聚集成藏。

第3 種關(guān)系是下部南屯組儲蓋組合和上部大磨拐河組儲蓋組合均有油氣，說明下部南屯組儲蓋組合中一部分油氣供給上部大磨拐河組儲蓋組合，使油氣在上部大磨拐河組儲蓋組合中聚集成藏，下部南屯組儲蓋組合中仍剩余油氣聚集成藏。因此，下部儲蓋組合油氣供給量控制上部儲蓋組合油氣成藏規(guī)模。

4 結(jié) 論

（1）上部儲蓋組合無源巖，其油氣只能來自下部儲蓋組合，而下部儲蓋組合油氣只能通過其蓋層滲漏向上部儲蓋組合中運移，為其油氣聚集提供來源，使油氣聚集成藏。

（2）含油氣盆地下部儲蓋組合泥巖蓋層滲漏區(qū)分布控制著上部同源儲蓋組合油氣聚集區(qū)分布，下部儲蓋組合蓋層滲漏范圍越大，越有利于向上部儲蓋組合供給油氣和聚集成藏；反之則不利于上部儲蓋組合油氣聚集成藏。

（3）含油氣盆地下部儲蓋組合油氣供給有利部位分布控制著上部儲蓋組合油氣聚集有利部位分布，斷穿蓋層油源斷裂越發(fā)育，越有利向上部儲蓋組合供給油氣和聚集成藏；反之則不利于上部儲蓋組合聚集成藏。

（4）含油氣盆地下部儲蓋組合供油氣量控制著上部同源儲蓋組合油氣成藏規(guī)模，下部儲蓋組合油氣供給量越大，上部儲蓋組合油氣越聚集；反之上部儲蓋組合油氣越不聚集。