海拉尔盆地苏仁诺尔弧形断裂结构与油藏类型

陈 萍

(中油大庆油田有限责任公司，黑龙江 大庆 163712)

海拉尔盆地苏仁诺尔弧形断裂结构与油藏类型

陈 萍

(中油大庆油田有限责任公司，黑龙江 大庆 163712)

苏仁诺尔弧形断裂是一组具有同生性质的先张扭后压扭的断层，平面上呈苏仁诺尔断层与伴生羽状断层共同组成的帚状结构。同时，受苏仁诺尔弧形断裂的控制，在断层两侧形成了一系列构造圈闭。断层活动伴随有岩浆侵入，导致地温升高，形成CO2气藏，并改善了砂岩储层物性。同时，作为油气运移的主要通道，原油由烃源区中心向较远的收敛段运移并富集成藏。油藏类型以背斜型及断块型为主。

苏仁诺尔;弧形断裂;断层;油藏类型;海拉尔盆地

引 言

海拉尔盆地乌尔逊断陷北次凹陷发育近百条断层，多为北东—南西向。其中，苏仁诺尔弧形断裂是一个控带断裂，其控制的断隆带内已发现数个油田，且形成一定规模的产能。区内从下到上主要发育下白垩统铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组、伊敏组地层，沉积厚度超过4 000 m。其主要高产油目的层是南屯组一、二段。日产油量为10～50 t/d的探井达数口，CO2日产气量也达到上万立方米，是具一定规模的油气田。现已提交了上千万吨石油探明储量和上百亿立方米天然气探明储量［1－2］。本文拟对苏仁诺尔断裂结构特点及其控制的油气藏类型进行分析。

1 苏仁诺尔弧形断裂结构特点

1.1 断裂构造

苏仁诺尔断裂由17条大小不等的断层组成，平面上呈弧形，SW方向呈帚状撒开并在NE方向收敛，其轴向由NNE方向转为NEE方向，长为19 km，宽为1.6～4.4 km，控制面积约为80 km2。其中的主断层称为苏仁诺尔断层，由SE方向的正断层组成 (倾角为15～60°)，上陡下缓，剖面上表现为正断层，呈铲式或多米诺式。区域构造活动所产生的应力场方向由左行张扭逐渐转为右行压扭［3］，从而决定了区内的断裂特点，即早中期具左行张扭性，晚期具右旋压扭性。NNE段为收敛段，SW段为撒开段，中段曲率最大，向NW方向凸出，称为弧顶。

该断裂的垂直断距为0.07～1.78 km。收敛段的断距较小，生长指数小，活动性较弱，所控制的油气层埋藏较浅。从弧顶到收敛段，主要伴生与其近直交的羽状断层，撒开段的断距较大，活动性强，具有同生性质，生长指数大，为长期活动的同生断层 (表1)。断裂下降盘的下掉幅度大，形成与主断裂平行而倾向相反的正断层，倾角为40～45°，其中垂直断距最大的为0.31 km，所控制的油气层埋藏较深，这种特征与区域构造迁移的规律是一致的［4］。

1.2 断裂的演化与影响

早白垩纪早期，在先存断裂活动基础上，边界控陷断裂最先开始拉张、断陷伸展［5］，形成断陷雏形。伴随着岩浆作用，苏仁诺尔断裂开始活动，SW方向的撒开段与深部断裂相接，也就是在深部断裂踪迹基础上，撒开段进一步开始活动 和发展。

表1 苏仁诺尔断裂断距及两盘地层厚度

乌尔逊断陷北次凹陷在形成发育过程中，经历过4期构造活动 (铜钵庙沉积末期、南屯组沉积末期、大磨拐河组沉积末期和伊敏组沉积末期)。其中，铜钵庙组沉积期至南屯组沉积期［6］，主导构造应力方式为右旋张扭，由扭性剪切转为张裂;早白垩纪中晚期 (即大磨拐河组沉积期)是相对平稳沉降的过渡期，应力作用强度由强至弱;而伊敏组末期，构造应力作用方式转为左旋压扭，出现断层、构造反转。在这样的构造活动背景下，苏仁诺尔弧形断裂带的活动始终贯穿其中，在统一应力场作用下，发挥着其应有的作用，主要表现在4个方面。

(1)断裂活动伴有岩浆侵入。目前，在断层附近的苏8等井中的南屯组层间发现有电阻率超过1 000 Ω·m的岩性，经分析后认为是岩浆岩，虽未能确定其具体岩性，但已证明在拉张环境下，伴随有同步的岩浆活动。深部的岩浆活动除了利于形成大量质纯的CO2外，还使地层温度升高，促使有机质向烃类的演化，形成大量的油气并富集。

(2)断裂活动改善储集物性。断裂活动中伴生的大量裂缝(多为平行剪裂面)可以使砂岩储层物性得到改善。同时，伴生的酸性液体可以促使南屯组的砂岩和砂砾岩储层发生溶蚀作用，形成大量的次生孔隙［7］，次生孔隙带一般发育在1 200～1 400、1 800～2 000和2 200～2 400 m。

(3)断层活动是深源CO2气的运移通道，也是原油垂向运移的良好通道。目前，砂岩中发现丰富的碳钠铝石胶结物(含量为15.2%)，其δ13C为－2.05‰～－3.50‰，证明了CO2为深源无机气。也就是说，在苏仁诺尔断裂构造带中提交的上百亿立方米的CO2气属于无机成因［8］，其沿着苏仁诺尔断裂向上垂向运移并成藏。而断层活动是CO2气二次运移的动力来源。

(4)晚期断层及上覆泥岩层是良好盖层。断层活动中的扭动作用使两盘之间形成断层泥，对封堵油气十分有利。同时，上覆的大磨拐河组一段的厚层泥岩可作为良好盖层。

2 油气藏类型

断层活动必然造成地层形变，促使地层发生挠曲、坡折，并形成构造圈闭等。而它们与断层、岩性配合形成各类圈闭，成为有利的成藏目标区［9－10］。区内形成的构造圈闭大多与断层有关，包括断块型、背斜型、断层－岩性型等。

2.1 断块型圈闭

断块圈闭多分布于断裂上升盘一侧。如在苏仁诺尔断裂的收敛段，2条正断层具有一个共同的上升盘，加上基岩隆起，容易形成一些垒断块(图1a)，而在一系列断层依序活动中形成的阶梯状断层带中可以形成顺向断块。油气主要以侧向方式运移。

图1 断块型油气藏剖面

2.2 断层－岩性型圈闭

在收敛段，受古地形影响和断层控制，易形成斜坡，边缘滨岸砂和三角洲顺坡而下，形成砂体，与断层一起形成断层－岩性圈闭。

2.3 背斜型圈闭

2.3.1 披覆背斜

南屯组沉积期间，右旋张扭应力强度明显减弱，在填平补齐过程中，加上同生断层和差异压实作用的影响，在古地形高处形成顶厚翼薄的披覆背斜(图2a)。由于位于南屯组烃源岩内，原油主要以侧向方式运移，充满度高。

2.3.2 逆牵引背斜

在苏仁诺尔断层的撒开段下降盘一侧，在断块活动和重力滑动作用下，形成了一系列与主断层倾向相反的生长正断层。由于断层拉张引起上盘岩层向下弯曲，从而形成被次级断层复杂化的逆牵引背斜(图2b)。烃类主要以垂向运移方式聚集。

图2 背斜型油气藏剖面

2.3.3 断背斜

一般在2条较大规模的断层间容易形成断背斜，往往被断层复杂化，背斜两翼不对称。如苏3井所钻构造上部为油层，下部为气层，有各自的压力系统。油气以侧向运移为主(图2c)。

3 成藏规律

3.1 上升盘有利于形成高产油藏

苏仁诺尔断裂上升盘的含油气目的层埋藏浅，成岩程度相对较弱，且受溶蚀、溶解作用影响，易形成高孔渗储集层，聚集丰富的原油，形成高产油藏。

3.2 晚期左旋压扭有利于油气藏保存

压扭断裂在活动期是油气运移通道，但后期都有利于遮挡油气，起较好的保存作用。此外，断层岩也可以较好地封堵油气。

3.3 原油沿断层由深部到浅部，由中心向边部运移

从目前获得的原油性质来看，其原油密度在次凹中心，即在撒开段、弧段明显比收敛段要低。从中部的苏301井到边部的苏21井，半裸露异构体从 224.54 μg/g 降到 11.30 μg/g，裸露异构体从84.48 μg/g 降到 6.54 μg/g，表明原油发生过由西向东的运移。

4 结论

在断陷盆地中，类似苏仁诺尔弧形断裂是经常见到的，它们在形成发育过程中，对控制构造带的形成及油气运移、富集等发挥着巨大的作用。因此，对其结构特点及影响因素的分析对认识与其类似的断裂有较好的借鉴意义，对相关构造带的进一步勘探具有指导意义。

［1］冯志强，等，海拉尔盆地油气成藏特征及分布规律［J］．大庆石油地质与开发，2004，23(5):16 －19.

［2］马中振，等.海拉尔盆地乌尔逊凹陷石油地质特征［J］.新疆石油地质，2007，28(3):296－299.

［3］陈均亮，吴河勇，朱德丰，等.海拉尔盆地构造演化及油气勘探前景［J］. 地质科学，2007，42(1):147－159.

［4］张吉光，陈萍.贝尔湖坳陷构造迁移与油气分布［J］.石油勘探与开发，1994，21(2):15－21.

［5］黄超义，等.海拉尔盆地乌尔逊断陷构造特征和基底伸展量研究［J］.世界地质，24(1):48－52.

［6］张吉光.海拉尔盆地不整合面的确定与油气地质意义［J］. 大庆石油地质与开发，2002，21(5):8 －10.

［7］张吉光.乌尔逊断陷沉积成岩体系与油气分布［J］.古地理学报，2002，4(3):74 －81.

［8］王平在，李明生，王江.海拉尔盆地乌尔逊含氦二氧化碳气藏石油地质特征及勘探前景［J］.特种油气藏，2003，10(6):9 －12.

［9］付广，等.断裂对乌尔逊凹陷油气成藏与分布的控制作用［J］.油气地质与采收率，2005，12(1):33－35.

［10］杜春国，等.断裂在乌尔逊凹陷油气成藏中的控制作用［J］.新疆石油地质，2004，25(5):495－497.

Surennuoer arc fault structure and reservoir type in Hailer Basin

CHEN Ping
(Daqing Oilfield Co．，Ltd．，PetroChina，Daqing，Heilongjiang163712，China)

The Surennuoer arc fracture system includes a set of contemporaneous faults which had experienced tensional torsion then compressional torsion，displaying broom －like structure comprising Surennuoer fault and associated feather faults．A series of structural traps had formed along both sides of the Surennuoer arc fracture system．Fault movement was accompanied by magmatic intrusion，led to geotemperature rising，formed CO2gas reservoir and improved sandstone reservoir property．Meanwhile，these faults had served as hydrocarbon migration path along which oil migrated from source center and accumulated in reservoir．The reservoir types include anticlinal reservoir and fault block reservoir．

Surennuoer;arc fracture;fault;reservoir type;Hailer Basin

TE121.2

A

1006－6535(2011)04－0046－03

20110104;改回日期20110120

国家重大科技专项“大气田形成的盖层、断层控制作用与定量评价研究”(2008ZX05007－3)

陈萍(1962－)，女，工程师，1986年毕业于大庆职工大学石油地质专业，现从事油气勘探研究工作。

编辑 黄华彪