不同运移方式下断裂控藏作用的差异性——以松辽盆地升西—徐家围子向斜区葡萄花油层和杏北地区扶余油层为例

徐 宏

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆 163712）

不同运移方式下断裂控藏作用的差异性
——以松辽盆地升西—徐家围子向斜区葡萄花油层和杏北地区扶余油层为例

徐 宏

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆 163712）

为研究断裂在油气成藏与分布中的作用，在松辽盆地升西—徐家围子向斜区葡萄花油层和杏北地区扶余油层断裂发育及分布特征研究的基础上，采用断裂输导、封闭与油气分布之间关系分析方法，研究升西—徐家围子向斜区葡萄花油层和杏北地区扶余油层断裂控藏作用的差异性．结果表明：由于油运移方式不同，2个地区断裂输导油和聚集油作用存在差异性，升西—徐家围子向斜区断裂对葡萄花油层油运移起垂向输导作用，杏北地区断裂对扶余油层油运移起侧向连接输导作用；升西—徐家围子向斜区葡萄花油层油主要聚集在油源断裂上盘，即断裂密集带内，杏北地区扶余油层油主要聚集在反向断裂的下盘，即断裂密集带两侧，且反向断裂断距越大，越有利于油聚集．该研究结果对认识松辽盆地凹陷区下生上储式和源外隆起区上生下储式油气成藏规律和指导油气勘探具有参考意义．

断裂；油运移；油聚集；差异性；升西—徐家围子向斜区；杏北地区；扶余油层；葡萄花油层

0 引言

油气勘探实践表明，在含油气盆地中，断裂对油气聚集与分布起重要作用，它不仅是油气运移的输导通道，而且是油气聚集的遮挡物．由于含油气盆地内构造部位和层位不同，油气运移方式存在差异，表现为断裂对油气聚集与分布的控制作用也不同，认识断裂控藏作用的差异性，是对含油气盆地内不同构造部位和层位油气勘探的关键．人们对断裂对油气成藏与分布的控制作用进行研究，但主要针对同一含油气盆地或凹陷，将断裂作为输导通道［1—10］或遮挡物［11—16］研究油气成藏与分布的控制作用，而没有考虑断裂于含油气盆地或凹陷构造位置、不同层位关系的影响．由于断裂在含油气盆地或凹陷内所处的构造位置和层位不同，与源岩、储层之间的空间位置关系也就不同，虽然都可对油气的成藏与分布起控制作用，但对油气运移和聚集所起作用的形式和程度存在明显差异．因此，研究升西—徐家围子向斜区与杏北地区断裂控藏作用的差异性，对于正确认识松辽盆地凹陷区下生上储式和源外隆起区上生下储式油气成藏规律和指导油气勘探具重要意义．

1 地质概况

升西—徐家围子向斜区与杏北地区同位于松辽盆地中央拗陷区内（见图1）．升西—徐家围子向斜区位于中央凹陷区三肇凹陷内，主要目的层为上白垩统姚家组的葡萄花油层，是一个长期继承性发育的深水凹陷，是松辽盆地主力烃源岩—上白垩统青山口组一段源岩的主要分布区．升西—徐家围子向斜区葡萄花油层中的油通过断裂由下伏青一段源岩生成的油向上覆葡萄花油层中运移而来［17］．杏北地区位于大庆长恒杏树岗背斜北部，北与萨尔图背斜毗邻，西侧为齐家古龙凹陷，东部为安达向斜和三肇凹陷，位于古龙凹陷和三肇凹陷之间，长期处于隆起状态，主要目的层为下白垩统泉头组四段的扶余油层．杏北地区扶余油层中的油主要来自西部古龙凹陷青一段源岩生成“倒灌”运移进入扶余油层中的油，通过砂体配合断裂形成的输导通道侧向运移而来［18］．断裂在2个地区油成藏过程中起重要作用，但2个地区所处的构造位置和层位不同，与源岩之间的位置关系不同，断裂对油成藏与分布所起的作用也就不同．

2 断裂发育及分布特征

通过三维地震资料解释成果分析升西—徐家围子向斜区和杏北地区断裂发育及分布特征．

升西—徐家围子向斜区葡萄花油层发育大量断裂，主要为近南北向展布，少量为北北东向和北北西向展布，平均断裂密度为0．78条／km2，断裂断距多数小于20m，断距大于20m的断裂相对较少；在剖面上断裂呈似花状分布（见图2），在平面上密集成带分布（见图3）；共发育14条断裂密集带，其中北西向3条，北北东向5条，近南北向4条，东西向2条．该向斜区葡萄花油层主要发育4种类型断裂：（1）断陷期形成、拗陷期继续活动的断裂；（2）拗陷期形成的断裂；（3）拗陷期形成、反转期继续活动的断裂；（4）断陷期形成、拗陷期和反转期继续活动的断裂（见图2）．源岩排烃史研究结果表明，该向斜区青一段源岩在反转期（嫩江组沉积末期）开始大量向外排烃，按照文献［1］油源断裂确定方法，该区葡萄花油层油源断裂主要是拗陷期形成、反转期继续活动的断裂，以及断陷期形成、拗陷期和反转期继续活动的断裂（见图2），共有35条，均为断裂密集带的边界断裂（见图3）．

图1 升西—徐家围子向斜区和杏北地区构造位置Fig．1 Structural places of Shengxi—Xujiaweizi synclinal region and Xingbei region

图2 升西—徐家围子向斜区葡萄花油层内断裂类型分布Fig．2 Distribution of types of faults of P oil layer in Shengxi—Xujiaweizi synclinal region

杏北地区扶余油层发育大量断裂，主要为北西向和北西西向展布，延伸长度为0～5km，断裂密度最大为1．3条／km2，断距为0～80m；在剖面上断裂组合呈似花状分布（见图4），在平面上呈密集带分布．该区共发育18个断裂密集带（见图5），其中北北西向14条，近东北向3条，北东向1条．发育与升西—徐家围子向斜区同样的4种类型断裂，输导断裂主要为拗陷期形成、反转期继续活动的断裂，以及断陷期形成、拗陷期和反转期继续活动的断裂（见图4），主要分布在断裂密集带的边部（见图5）．

升西—徐家围子向斜区葡萄花油层和杏北地区扶余油层断裂发育特征存在明显差异，主要表现为：

（1）断裂走向不同：升西—徐家围子向斜区葡萄花油层断裂走向以近南北向为主；杏北地区扶余油层断裂走向以北西向和北西西向为主．

（2）断裂密集带条数不同：升西—徐家围子向斜区葡萄花油层发育14条断裂密集带，各方向展布皆有；杏北地区扶余油层发育18条断裂密集带，以北北西向为主．

图3 升西—徐家围子向斜区葡萄花油层断裂密集带、油源断裂与油分布关系Fig．3 Relation among fault condensed zones，faults counted source rock and oil distribution of P oil layer in Shengxi—Xujiaweizi synclinal region

图4 杏北地区扶余油层断裂密集带地震剖面Fig．4 Seismic section of fault condensed zones of F oil layer in Xingbei region

3 断裂输导油气作用

升西—徐家围子向斜区葡萄花油层和杏北地区扶余油层的油的来源和含油层位的差异性造成油成藏过程和模式不同，对油运移输导作用也不同．

3．1 垂向输导通道作用

升西—徐家围子向斜区葡萄花油层与下伏青一段源岩之间被多套泥岩层相隔，青一段源岩生成的油不能经由地层孔隙直接向上覆葡萄花油层中运移，只能通过油源断裂向上运移至葡萄花油层．该油层发现的油主要分布在油源断裂附近（见图3），因为只有分布在油源断裂附近的圈闭，才能通过油源断裂从下伏青一段源岩处获得油井聚集成藏；否则，其他成藏条件再好，也无油聚集分布．如升西向斜北部葡萄花油层无油分布的主要原因是其油源断裂不发育．

3．2 侧向连接输导作用

杏北地区位于古龙凹陷油源区之外，古龙凹陷青一段源岩生成、倒灌运移进入扶余油层中的油只能通过侧向运移到达杏北地区．由于杏北地区扶余油层为三角洲前缘亚相的水下分流河道沉积，砂体单层厚度小，横向分布不稳定，油气难以沿扶余油层作长距离的侧向运移，只能配合输导断裂的侧向连接作用，才能使古龙凹陷扶余油层中的油侧向运移至杏北地区．杏北地区扶余油层油成藏模式见图6．由图6可以看出，古龙凹陷扶余油层中的油在沿砂体向杏北地区侧向运移过程中，遇到多条输导断裂，改变油侧向运移方向而使油发生垂向运移，同时受到上覆青一段区域性盖层的阻挡，油沿断裂垂向运移距离较短，然后又改变运移方向继续沿砂体侧向运移．对于不同输导断裂，这种侧向连接作用依次作用下去，使油侧向运移至杏北地区，断裂对油运移起到侧向连接输导作用．

图5 杏北地区扶余油层断裂密集带与油分布关系Fig．5 Relation between fault condensed zones and oil distribution of Foil layer in Xingbei region

图6 杏北地区扶余油层油成藏模式Fig．6 Oil accumulation models of F oil layer in Xingbei region

4 断裂聚集油气作用差异性

油气勘探结果表明，虽然升西—徐家围子向斜区和杏北地区油气成藏和分布与断裂有密切关系，但位置存在明显差异．其不是由含油气层位和油来源不同造成的，而是升西—徐家围子向斜区和杏北地区断裂对油运移所起的作用不同，造成断裂对油聚集所起的作用存在差异性．

4．1 聚集在油源断裂上盘

由图3可以看出，升西—徐家围子向斜区葡萄花油层油主要分布在断裂密集带内（见图7）2条对倾边界断裂（也为油源断裂）的共同的上盘，即油主要聚集在油源断裂的上盘，是由断裂内部结构特征决定的（见图8）．野外观察描述结果［4］表明，由于断层岩和断层泥发育，断裂带中滑动破碎带的孔渗性明显低于围岩的，难以成为油气沿断裂向上运移的有效输导通道；但可以成为油侧向运移的遮挡物．由于多次序裂缝发育，诱导裂缝带的孔渗性明显高于围岩的，可以成为油气沿断裂向上运移的有效输导通道；但不能成为油气侧向运移的遮挡物．当油源断裂为斜断裂时，上盘作为断裂活动主动盘诱导裂缝带相对发育，而下盘作为断裂活动被动盘诱导裂缝带相对不发育．升西—徐家围子向斜区葡萄花油层砂体在断裂密集带内与油源断裂上盘对接时，是与诱导裂缝带对接，侧向封闭性差，有利于油从断裂两侧向上盘或断裂密集带砂体中侧向分流运移，在断裂密集带内的断块和断层—岩性圈闭中聚集成藏，形成目前断裂密集带富油特征．相反，葡萄花油层砂体与断裂密集带两侧油源断裂下盘的滑动破碎带对接时，侧向封闭性好，不利于沿油源断裂向上运移的油向侧向分流，形成目前断裂密集带两侧油不富集的特征．

图7 三肇凹陷北部葡萄花油层断裂密集带与油井分布关系Fig．7 Relation between of fault—condensed belts and oil wells distribution of Putaohua oil layers in the north of Sanzhao depression

图8 升西—徐家围子向斜区断裂密集带内部背形构造地震剖面Fig．8 Seismic section of structure with anticline form of fault condensed zones in Shengxi—Xujiaweizi synclinal region

4．2 聚集在反向断裂下盘

杏北地区扶余油层油分布与反向断裂关系见图9．由图9可以看出，杏北地区扶余油层油主要分布在反向断裂的下盘，而且反向断裂的断裂越大，油气富集程度越高（见图10）．这是因为杏北地区扶余油层砂体与反向断裂下盘对接时，因下盘诱导裂缝带不发育，即砂体与滑动破碎带对接，侧向封闭性好，有利于油气在砂体中聚集成藏．这些反向断裂往往也是断裂密集带的边界断裂，造成油主要分布在断裂密集带两侧（见图10）．反向断裂的断距越大，表明上盘下降与下盘砂体对接的青一段泥岩厚度越大，滑动破碎带中的泥质含量越大，侧向封闭性越好，被滑动破碎带封闭的下盘砂体层数越多，油气富集层数越多，油气富集程度越高；反向断裂上盘砂体与诱导裂缝带对接，侧向封闭性不好，不利于油聚集成藏，油聚集少或无油聚集（见图8）．

图10 杏北地区扶余油层反向断裂断距与油富集关系Fig．10 Relation between fault distance of transoid faults and oil accumulation degree of F oil layer in Xingbei region

5 结论

（1）不同运移方式下，断裂在凹陷区下生上储式和源外隆起区上生下储式输导油的作用存在差异性，如升西—徐家围子向斜区断裂对葡萄花油层油运移起垂向输导作用，而杏北地区断裂对扶余油层油运移起侧向连接输导作用．

（2）不同运移方式下，断裂在凹陷区下生上储式和源外隆起区上生下储式聚集油的作用存在差异性，如升西—徐家围子向斜区葡萄花油层油主要聚集在油源断裂的上盘，即断裂密集带内，而杏北地区扶余油层油主要聚集在反向断裂的下盘，即断裂密集带两侧，且反向断裂断距越大，油越富集．

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TE122．1

A

2095—4107（2013）05—0017—07

DOI 10．3969／j．issn．2095—4107．2013．05．003

2013—07—03；编辑：张兆虹

国家油气重大专项（2011ZX05007—002）；国家青年自然科学基金项目（41202101）

徐 宏（1963—），女，工程师，主要从事储层描述及评价方面的研究．