松辽盆地北部浅层气分布、成藏控制因素及有利勘探方向分析

王晓波，李 剑，王东良，李志生，陈践发，张 英，李 谨，王义凤，王 蓉

（1.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京 102249； 2.中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院廊坊分院，河北 廊坊 065007； 3.中国石油天然气集团公司 天然气成藏与开发重点实验室，河北 廊坊 065007； 4.中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院，北京 100083）

0 引言

天然气按埋藏深度通常可分为浅层气、中深层气、深层气和超深层气，根据国家标准GBn 270-1988《天然气储量规范》，浅层气藏埋藏深度一般小于1 500m.浅层气具有埋深较浅、勘探开发成本低、投资少、见效快、风险小等优势，受到人们的重视.

埋深小于1 500m的浅层气气田数量约占世界天然气田总数的20%，储量约占世界天然气总储量的23%.世界上许多国家发现具有工业价值的浅层气藏，其中俄罗斯西伯利亚盆地、中国柴达木盆地、波兰喀尔巴阡山前缘、意大利北部波河盆地、日本新泄、北美库克湾、墨西哥湾，以及北美大平原的阿尔伯达和密执安盆地等是最重要的浅层气田区[1］.目前，北美地区包括浅层气、页岩气等非常规天然气勘探活跃，并且成为天然气储量及产量快速增长的重要领域[2-3］.人们从浅层气成因分类和鉴别、气藏分类、资源前景和潜力、勘探开发建议和注意问题等角度对浅层气进行研究，目前中国已发现的浅层气大气田主要分布于柴达木盆地[4-5］，且以生物成因气为主.

近年来，以松辽盆地北部天然气为主要内容开展研究[6-22］：云金表等认为长期活动的深断裂带、深部热流底辟、良好盖层是松辽盆地南部CO2气藏的成藏条件，并给出CO2气藏成藏模式及有利勘探方向[6］；付广等认为松辽盆地北部天然气成藏与分布主要受气源岩与盖层时空配置关系和断层因素控制[7］；付广等从盖层厚度和空间分布、封闭能力及与源岩配置关系等方面，分析松辽盆地北部深层和中下部组合天然气盖层，认为中下部天然气富集好于深层[8］；付广等指出盖源匹配关系和长期活动晚期反转断裂是松辽盆地北部扶杨油层深层气藏成藏与分布的主控因素，徐家围子凹陷南部、古龙凹陷南部、齐家凹陷局部地区和林甸凹陷南部为有利区[9］；付晓飞等认为松辽盆地北部深层盖层不连续分布特征决定天然气只能局部分布，登二段的泥岩盖层同源岩匹配关系好于泉一、二段的[10］；孙英杰等分析松辽盆地北部源岩和盖层时空匹配关系及其对天然气聚集与分布的控制作用，认为扶杨油层的天然气富集程度大庆长垣以东地区好于以西地区，萨尔图、葡萄花、高台子和黑帝庙油层的天然气富集程度大庆长垣以西地区好于以东地区[11］；张顺等分析松辽盆地新生界第四系和第三系大安组生物气聚集及成藏条件，根据盖层、第四系和第三系大安组气源岩的分布特征，认为大庆长垣以西及南部大安、北部林甸一带是形成生物气藏的有利地区[12］；王占国等认为大庆长垣以西地区黑帝庙油层油气成藏主要受烃源岩、砂体与构造、断层因素控制[13］；汤慧等认为西部斜坡区天然气成因类型有原油伴生气、原油菌解气和原生生物气，西斜坡区具有原油伴生气远距离运聚和生物气近距离聚集成藏模式[14］；王雪等对松辽盆地北部西部斜坡区、长垣—古龙、朝长—王府地区分布的生物气进行地化特征对比，明确各自组分和同位素特征及其成因类型[15］；王民等以松辽盆地北部浅层生物气源岩为例，对多套烃源岩天然气扩散散失量进行定量评价[16］；李迪等认为大庆长垣南部黑帝庙油层浅层气分布主要受沉积微相控制[17］；胡望水等认为松辽盆地南部浅层天然气为甲烷型生物成因气，生物气气源层具强—较强的还原环境、较高的有机质丰度、较好的有机质类型，持续沉降、快速沉积作用和有利的沉积环境是生物气形成的重要地质条件，良好的储盖条件有利于浅层气的聚集和保存[18］；沙子萱将大庆长垣南部地区黑帝庙油层天然气分为生物气和油型气，主要受源断裂和圈闭类型控制，由源断裂控制的断背斜圈闭是天然气富集的有利场所[19］；黄桂雄分析中石化松北探区萨尔图、葡萄花、高台子油层油气成藏条件，认为哈尔滨东和呼兰附近应是成藏的有利区[20］；邢翔等对松辽盆地东南缘西丁家地区深层层系营城组沉积相进行分析，为下一步深层勘探开发及资源评价提供指导[21］.

现有研究主要以松辽盆地北部或局部地区的涉及中深层天然气、油气成藏及有利区预测等为主，近年来，深层火山岩、致密碎屑岩领域天然气勘探取得重大突破[22-23］，深层及深层天然气研究颇多，针对浅层及浅层气的讨论相对较少，而对松辽盆地北部的浅层气分布、不同类型浅层气成藏控制因素及其差异性，以及不同成因类型浅层气有利勘探方向等缺乏针对性的研究.因此，笔者以松辽盆地北部为研究对象，分析浅层气分布规律、不同成因类型浅层气成藏控制因素及其差异性，探讨不同类型浅层气有利勘探方向，对松辽盆地北部浅层气勘探具有指导作用.

1 地质概况

松辽盆地位于中国东北部，总面积约为26×104km2，构造上地处西伯利亚、太平洋和中朝三大板块交界处，属于天山—兴蒙地槽褶皱带（见图1），是世界上已发现特大油田、油气资源最丰富的陆相含油气盆地.松辽盆地是一个在古生代褶皱基底上发育的以中、新生代为主的复合型沉积盆地，具有断拗双重结构，中、新生代碎屑沉积岩最大厚度逾万米.盆地构造演化主要受深部地幔物质热动力变化和太平洋板块活动的影响，大致经历隆起、断陷、拗陷、抬升阶段：

（1）盆地基底由上古生界石炭—二叠系变质岩和不同期次的花岗岩组成，三叠纪—早侏罗世，地幔物质上涌引起地壳大范围隆起，盆地整体呈上升隆起状态；

（2）中侏罗世—早白垩世早期，盆地中部莫霍面拱起使异常地幔作用进一步加剧，造成更大规模的拉张，断裂活动频繁，产生以北北东向为主的张性断裂带，并伴随火山喷发，盆地进入断陷发育阶段；

（3）早白垩世晚期—晚白垩世嫩江期，大范围热张裂引起地壳大面积塌陷，形成统一的湖盆，并在青山口组合嫩江期湖盆发育达到全盛，盆地进入陆内拗陷发育阶段；

（4）晚白垩世嫩江组沉积后，喜山运动时期地壳抬升加剧，受挤压应力作用盆地开始抬升，湖盆明显收缩，松辽盆地进入褶皱萎缩期.

松辽盆地北部主要指松花江以北、嫩江以东地区，面积约为12×104km2，可以划分为中央拗陷、西部斜坡、东北隆起、东南隆起、北部倾没区等5个一级构造单元（见图1），主要发育上侏罗统火石岭组（J3h），白垩系沙河子组（K1sh）、营城子组（K1yc）、登娄库组（K1d）、泉头组（K1q），青山口组（K2qn）、姚家组（K2y）、嫩江组（K2n）、四方台组（K2s）、明水组（K2m），古近系（E）、新近系（N）和第四系（Q）等地层；浅层主要烃源岩包括嫩江组、青山口组巨厚的泥质烃源岩及沙河子组煤系烃源岩；主要储层包括黑帝庙（H，k2n3-K2n5）、萨尔图（S，k2n1、k2y2＋3）、高台子（G，K2qn2＋3）、扶余（F，k1q3）和杨大城子油层（Y，k1q4）等.

图1 松辽盆地区域大地构造背景及构造单元分区（据高瑞祺等，1997年，修改）Fig.1 The regional tectonics background and structural unit division of northern Songliao basin（According to GAO Ruiqi et al.，1997，modified）

2 浅层气分布规律

2.1 平面分布

统计分析松辽盆地北部埋深小于1 500m的浅层气田（藏）或含气区块发现，松辽盆地北部浅层气资源丰富，平面分布广泛，目前已发现包括平洋、阿拉新、二站、江桥、富拉尔基、敖南、葡北、喇嘛甸、朝阳沟、新站、三站、四站、五站、长春岭、太平庄气田等25个浅层气田（藏）或浅层气含气区块.此外，松辽盆地浅层气显示广泛，松辽盆地已开发的油田，在浅部地层的钻井过程中普遍发现有不同程度的天然气显示[8］.松辽盆地北部浅层气平面上主要分布在西部斜坡区泰康隆起带，中央凹陷区的齐家—古龙凹陷、大庆长垣、朝阳沟阶地和三肇凹陷东北部及东南隆起区长春岭背斜带等地（见表1）.

2.2 纵向组合及分布

由于存在不同构造单元接受沉积和剥蚀的差异，松辽盆地北部浅层气纵向发育层系较多.中央拗陷区浅层气层位相对较新，以嫩江组（K2n）为主；东南隆起区剥蚀严重，浅层气层位相对较老，达到泉头组（K1q）；西部斜坡区的浅层气层位介于两者之间，以姚家组（K2y）和青山口组（K1qn）为主.松辽盆地北部浅层气纵向上存在上、中、下3套浅层气组合（见图2）：（1）上部浅层气组合以黑帝庙油层（H，K2n3-K2n5）和明水组（K2m）为储集层，黑帝庙油层（H，K2n3-K2n5）和明水组（K2m）泥岩既是烃源岩又是直接盖层；（2）中部浅层气组合以萨尔图油层（S，K2n1、K2y2＋3）、葡萄花油层（P，K2y1）、高台子油层（G，K2qn2＋3）为储集层，青山口组（K2qn）和嫩一、二段（K2n1、K2n1）泥岩为主要烃源岩，嫩江组（K2n）泥岩既是直接盖层又是区域盖层；（3）下部浅层气组合以扶余（F，K1q4）、杨大城子油层（Y，K1q3）为储集层，泉一、二段（K1q1，K1q2）及下部泥岩为主要烃源岩，青山口组（K2qn）及上覆嫩一、二段（K2n1、K2n2）泥岩分别作为直接盖层和区域盖层.

表1 松辽盆地北部主要浅层气田（藏）或浅层含气区块Table1 Main shallow gas fields（reservoirs）or areas in northern Songliao basin

松辽盆地北部浅层气纵向分布特征：

（1）西部斜坡区浅层气以中部组合为主，主力层位为萨尔图（S）和高台子油层（G），如阿拉新、二站和平洋气田等.

双重差分法的使用具有一定的前提条件，它要求政策变量与因变量变动不相关，亦即在政策实施前实施地区与未实施地区的发展轨迹须是平行的（共同趋势假定），否则会造成选择偏误问题，导致估计结果有偏误且偏向未知（Besley & Case，2000）。为满足这一假定，可以采用倾向得分匹配法（Propensity Score Matching，PSM）与双重差分法相结合来提高估计结果的准确性（Heckman，Ichimura & Todd，1998）。

（2）中央拗陷区存在3套浅层气组合，上部浅层气组合以黑帝庙油层（H）为主，主要分布在大庆长垣和齐家—古龙凹陷南部地区，如敖南、葡北、新站和龙南等；中部浅层气组合以萨尔图（S）和葡萄花油层（P）为主，主要分布在大庆长垣和齐家—古龙凹陷北部地区及朝阳沟阶地，如敖古拉、他拉哈、新店、喇嘛甸、萨尔图和朝阳沟等；下部浅层气组合以扶余、杨大城子油层（F，Y）为主，主要分布在三肇凹陷东北部分地区，如宋站、羊草气田等.

（3）东南隆起区浅层气主要分布在长春岭背斜和宾县—王府凹陷，存在中、下部组合，中部组合以葡萄花油层（P）为主，如四站气田；下部组合以扶余、杨大城子油层（F，Y）为主，如三站、五站和长春岭等（见表1和图2）.

2.3 试气产量分布

由松辽盆地北部浅层气试气产量频率分布图（见图3）可以看出，浅层气测试产量较高，在统计112口井的185层试气数据中，浅层气试气产量分布范围较宽，其中7%的浅层气试气产量高于10×105m3／d，56%的浅层气试气产量在（1～10）×105m3／d之间，17%的浅层气试气产量在1 500～5 000m3／d之间，仅15%的浅层气试气产量小于1 500m3／d.由松辽盆地北部浅层气试气产量与深度关系图（见图4）可以看出，浅层气试气产量相对较高的层位埋深主要分布在600～800m之间，并且总体上黑帝庙（H）和萨尔图油层（S）浅层气试气产量相对最高，而扶余和杨大城子（F、Y）试气产量相对较低.

图2 松辽盆地北部浅层气纵向分布特征及浅层气组合划分Fig.2 Longitude distribution of shallow gas and its combination division in northern Songliao basin

图3 松辽盆地北部浅层气试气产量频率分布Fig.3 Frequency distribution of gas testing productionof shallow gas in northern Songliao basin

图4 松辽盆地北部浅层气试气产量与深度关系Fig.4 Relationship between gas testing production of shallow gas and depth in northern Songliao basin

3 成藏控制因素

3.1 浅层气组分、碳同位素分布特征

3.1.1 组分

由松辽盆地北部浅层气甲烷含量（体积分数）频数分布图（见图5）可以看出，浅层气中甲烷含量相对较高，主频在90%～100%之间.其中明水组浅层气甲烷含量普遍较高，全部在90%～100%之间；黑帝庙油层的浅层气甲烷含量较高，主频在95%～100%之间；扶余、杨大城子油层浅层气甲烷含量相对较高，大部分在90%～100%之间；萨尔图油层、葡萄花油层、高台子油层的浅层气甲烷含量分布范围较宽且相对均匀，主要分布在75%～100%之间.

图5 松辽盆地北部浅层气甲烷含量频数分布Fig.5 Frequency distribution of methane content of shallow gas in northern Songliao basin

3.1.2 干燥系数

由松辽盆地北部浅层气干燥系数C1／C1＋频数分布图（见图6）可以看出，浅层气干燥系数较大，主频集中在0.98～1.00之间.其中明水组浅层气干燥系数最高，大于0.99；黑帝庙油层浅层气干燥系数相对较高，主频集中在0.98～1.00之间，次主频在0.85～0.90之间；扶余、杨大城子油层浅层气干燥系数相对较高，主要在0.97～1.00之间；萨尔图、葡萄花和高台子油层浅层气干燥系数整体相对较低，大部分小于0.80.

3.1.3 甲烷碳同位素

松辽盆地北部浅层气甲烷碳同位素分布范围较宽，大多分布在-60‰～-30‰之间（见图7）.明水组天然气甲烷碳同位素全部大于-50‰；黑帝庙油层浅层气甲烷碳同位素主要在-55‰～-45‰之间；萨尔图、葡萄花和高台子油层浅层气甲烷碳同位素相对于扶杨油层明显偏轻，主频在-60‰～-45‰之间；扶余油层和杨大城子油层浅层气甲烷碳同位素主频在-35‰～-30‰之间，次主频在-50‰～-45‰之间.

图6 松辽盆地北部浅层气干燥系数频数分布Fig.6 Frequency distribution of dry coefficient of shallow gas in northern Songliao basin

3.2 浅层气成因类型

在浅层气地球化学特征分析的基础上，考虑浅层气形成的地质条件，结合不同成因类型天然气鉴别方法：（1）生物气以较轻的碳同位素组成，富集甲烷、几乎不含液态烃而区别于其他来源天然气，甲烷碳同位素一般小于-55‰，乙烷及以上重烃组分含量较低（一般小于0.5%）[1］；（2）低熟气甲烷碳同位素一般大于-48‰，干燥系数一般分布在0.70～0.99，天然气的源岩成熟度Ro一般在0.25%～0.60%之间；（3）油型气甲烷碳同位素主要分布于-55‰～-30‰，乙烷碳同位素一般小于-28‰；（4）煤成气甲烷碳同位素δ13C1主要分布于-43‰～-10‰，乙烷碳同位素δ13C2一般大于-28‰，对松辽盆地北部浅层气开展天然气成因综合判识.

图7 松辽盆地北部浅层气甲烷碳同位素频数分布Fig.7 Frequency distribution of methane carbon isotope of shallow gas in northern Songliao basin

松辽盆地北部浅层气可分为生物气（Ⅰ）、低熟气（Ⅱ）、油型气（Ⅲ）和煤成气（Ⅳ）（见图8）：

（1）江桥、平洋、林甸、阿拉新、红岗（部分）、大安、敖南（部分）、四站（部分）及葡萄花（大部分）等地区或气田的浅层气，主要分布于西部斜坡区泰康隆起带萨尔图和高台子油层（S，G），以及中央拗陷区黑帝庙油层（H）和明水组（K2m），甲烷碳同位素δ13C1小于-55‰，主要来源于西部斜坡区降解原油和部分嫩一、二段和青山口组未熟烃源岩，以及中央拗陷区嫩江组、明水组及以上层位的未熟烃源，为典型生物气；

（2）新站、敖南（大部分）、四站（部分）、红岗（部分）、龙南（部分）、葡萄花（部分）等地区浅层气，主要分布于中央拗陷区齐家—古龙凹陷、大庆长垣和朝阳沟阶地，δ13C1主要分布于-55‰～-48‰，干燥系数分布于0.8～1.0，主要来自中央拗陷区浅层嫩江组烃源岩（Ro为0.4%～0.7%）演化阶段下，由生物和低温热催化共同作用形成的低熟气；

（3）敖古拉、敖包塔、龙南（部分）及新站（部分）等地区浅层气，主要分布于中央拗陷齐家—古龙凹陷、大庆长垣和龙虎泡阶地，甲烷碳同位素δ13C1主要介于-48‰～-43‰之间，且干燥系数显著降低，主要来自齐家—古龙凹陷青山口、嫩江组的成熟腐泥型烃源岩的典型油型气；

（4）三站、五站、长春岭、太平庄、宋站等地区浅层气，主要分布于东南隆起区及中央拗陷三肇凹陷部分地区，甲烷碳同位素δ13C1主要分布在-40‰～-28‰，干燥系数普遍较高，主要来自莺山、王府等深层断陷高—过成熟的沙河子组煤系烃源岩的高—过成熟阶段煤成气.

图8 松辽盆地北部浅层气成因类型综合判识Fig.8 The comprehensive genetic type identification of shallow gas in northern Songliao basin

各层系中：明水组（K2m）主要分布于中央拗陷区，受嫩江组、明水组及以上层位未熟—低熟烃源岩控制，浅层气以生物气和低熟气为主；扶余、杨大城子油层（F、Y）主要分布于东南隆起带，受深层断陷高—过成熟的沙河子组煤系烃源岩控制，浅层气以煤成气为主；黑帝庙油层（H）、萨尔图油层（S）、葡萄花油层（P）主要分布于中央拗陷区，受中央拗陷区浅层嫩三、四、五段及以上层位未熟—低熟烃源岩控制，浅层气以生物气、低熟气为主，同时埋深相对较深的部分嫩一、二段和青山口组腐泥型烃源岩达到成熟阶段，相对较深部位纵向上也叠置大量油型气；高台子油层（G）和萨尔图油层（S）在西部斜坡区十分发育，受西部斜坡区降解原油和嫩一、二段和青山口组未熟烃源岩及部分成熟烃源岩控制，浅层气以生物气为主、油型气为辅.

3.3 不同类型浅层气成藏

（1）气源类型及分布控制不同类型浅层气藏的形成和分布.①浅层热成因气分布受成熟源岩分布控制.浅层热成因气主要包括油型气和煤成气，其中，浅层热成因油型气分布受拗陷期青山口组和嫩江组的青一段和嫩一、二段泥岩、富含有机质的深湖—半深湖相泥岩的成熟源岩分布范围控制，主要分布于齐家—古龙凹陷及大庆长垣地区，如喇嘛甸、敖古拉、龙南、白音诺勒等气田；浅层热成因煤成气分布受高过成熟的深层断陷侏罗系沙河子组煤系烃源岩分布控制，主要分布于松辽盆地北部的东部地区的徐家围子、莺山、王府等地区，如宋站、三站、五站、长春岭等气田.②松辽盆地北部浅层生物气包括源岩降解生物气和原油降解生物气，前者为原生型，后者为次生型.低熟气与未熟源岩降解生物气在生烃演化阶段具有连续性，主要受青一段和嫩一、二段泥岩及以上层位的未熟—低熟烃源岩分布控制，沿齐家—古龙凹陷和三肇凹陷成熟生烃中心周边呈环状分布或分布于盆地边缘[24］，如大庆长垣南部敖南、葡北和新站（黑帝庙油层）等含气区块或气田，朝阳沟阶地的朝阳沟含气区块（葡萄花油层）等.原油降解次生生物气的分布受降解原油分布及其降解程度控制，常与降解原油相伴生分布在稠油油藏的上方或上倾方[25-26］，如西部斜坡区的富拉尔基、江桥、平洋、阿拉新和二站等气田.

（2）圈闭及圈闭类型是控制浅层气成藏的关键，直接影响浅层气的富集.松辽盆地北部广泛发育的背斜、断背斜、构造—岩性、岩性上倾尖灭、透镜体、断层遮挡、地层不整合等类型的圈闭，为浅层气富集成藏提供有利场所[25］.以浅层生物气和低熟气为主的葡萄花和葡西构造区以断层—岩性圈闭气藏为主；敖包塔构造区以构造—岩性圈闭气藏为主；二站气田为背斜圈闭气藏；阿拉新气田为构造—岩性圈闭气藏；江桥气藏为地层不整合圈闭气藏；富拉尔基气藏为河道砂透镜体圈闭气藏.以浅层热成因油型气的敖古拉、龙南气田为断鼻圈闭气藏，白音诺勒、喇嘛甸、二站等气田主要为背斜圈闭气藏；以浅层热成因煤成气为主的三站、五站、长春岭气田主要为断块圈闭气藏.可见，浅层生物气和低熟气成藏主要受岩性相关圈闭控制；浅层热成因气成藏主要受与断层相关的圈闭控制.

（3）盖层对于天然气气藏，特别是对于埋藏相对较浅、成岩演化程度较低的浅层气成藏及保存至关重要，其封闭能力直接影响浅层气富集的数量，其空间展布的大小控制浅层气在空间上的分布[27］.松辽盆地存在青山口组和嫩江组两大套区域性泥岩盖层.青山口组泥岩厚度大（一般大于300m），沉积速率（青一段为193.58m／Ma，青二、三段为50.01m／Ma）快，以及在矿物转化脱水、水热增压和有机质向油气转化等作用下，普遍欠压实具有超压，青一段泥岩在古龙凹陷中心处最大超压可达到12MPa，在三肇凹陷中心处最大超压可达到10MPa[28-29］.嫩一段泥岩最大厚度高于110m，嫩二段泥岩最大厚度高于240m，全盆地分布稳定，具有较强的毛细管封闭能力，同时具有压力和烃浓度封闭能力[30］；嫩二段浅层气藏上部有厚50～110m的嫩三段黑色泥岩作盖层，全盆地稳定分布，为良好区域盖层；嫩三段上部浅层气藏上部为厚25～30m的较纯泥岩，盆地内稳定分布，明水组一段浅层气藏的上部为厚20～25m的黑色泥岩，盆地内稳定分布，是区域标准层[18］.

（4）断层对浅层气富集成藏具有影响[7，9，13］，断层既可以作为浅层气运移的通道，也可以成为浅层气聚集的遮挡物，控制浅层气形成、分布及保存.通过断层与圈闭沟通，深部热成因天然气可以在浅层聚集成藏，如东南隆起区沙河子组—营城组源岩生成排出的深层天然气，沿着断层向上运移至扶余、杨大城子油层中，在一系列断层—岩性或断块圈闭中聚集成藏形成汪家屯、五站、长春岭、羊草、宋站、三站等浅层气田；浅层生物气和低熟气也可以通过断层运移至临近圈闭聚集成藏，如松辽盆地北部大庆长垣南部的新站气田、敖南区块、葡北区块黑帝庙油层形成构造—岩性和断层—岩性等类型浅层气藏.

松辽盆地北部浅层生物气和低熟气与浅层热成因气（油型气和煤成气）在主要成藏控制因素上存在差异：浅层生物气和低熟气成藏主要受青一段和嫩一、二段泥岩及以上层位的未熟—低熟烃源岩或降解原油的分布和降解程度、岩性相关圈闭及盖层等因素控制；浅层热成因油型气和煤成气分别受青一段和嫩一、二段成熟腐泥型烃源岩分布或深层断陷侏罗系煤系成熟烃源岩、断层相关圈闭、盖层和断层等因素控制.

4 勘探方向及前景分析

通过浅层气平面和纵向分布特征研究，结合浅层气成因类型判识，对松辽盆地北部不同成因类型浅层气有利勘探方向进行分析，认为：（1）西部斜坡区中部组合萨尔图油层（S）、高台子油层（G），中央拗陷区上部组合的黑帝庙油层及以上层位（H，K2m），朝阳沟阶地中部组合葡萄花油层（P）是与生物作用相关浅层气（生物气、低熟气）的有利勘探方向；（2）中央拗陷区中部组合葡萄花和萨尔图油层（P、S）是浅层油型气的有利勘探方向；（3）东南隆起区和中央拗陷三肇凹陷部分地区下部组合扶余、杨大城子油层（F、Y）是浅层煤成气的有利勘探方向.

（1）分析试气产量，松辽盆地北部浅层气试气产量及浅层气成因类型密切相关，生物作用相关的浅层气比热成因作用相关的浅层气具有更高的试气产量.黑帝庙油层（H）和萨尔图油层（S）的浅层生物气、低熟气试气产量最高；扶余、杨大城子油层（F、Y）的浅层热成因煤成气试气产量相对较低；萨尔图（S）和葡萄花油层（P）的浅层热成因油型气试气产量介于两者之间.（2）分析气源条件，松辽盆地北部热成因作用相关的浅层气主要为中深部热成因天然气通过构造调整运移到浅层聚集形成，与构造运动和断裂密切相关，受到气源供给的限制，储量规模和分布范围相对较小；松辽盆地北部大面积分布、纵向发育层系众多、广泛分布的未熟—低熟烃源岩及西部斜坡区稠油为生物作用相关的浅层生物气、低熟气生成提供连续且充足的气源[25-26］.因此，生物作用相关的浅层气（生物气、低熟气）比热成因相关的浅层气（油型气、煤成气）具有更为广阔的资源和勘探前景.

5 结论

（1）松辽盆地北部浅层气显示丰富，分布广泛，平面上主要分布在西部斜坡区泰康隆起带，中央凹陷区齐家—古龙凹陷、大庆长垣、朝阳沟阶地和三肇凹陷东北部，以及东南隆起区长春岭背斜带等地；纵向上分布于黑帝庙油层（H）和明水组（K2m）上部浅层气组合，萨尔图油层（S）、葡萄花油层（P）、高台子油层（G）的中部浅层气组合，扶余、杨大城子油层（F、Y）下部浅层气组合；浅层气试气日产量主要分布在（1～10）×104m3／d之间，高产层埋深主要分布于600～800m.

（2）松辽盆地北部浅层气甲烷含量高、主频分布在90%～100%之间，甲烷碳同位素分布范围较宽、主频分布在-60‰～-30‰之间，干燥系数主要分布在0.98～1.00之间；按成因可划分为生物气（Ⅰ）、低熟气（Ⅱ）、油型气（Ⅲ）和煤成气（Ⅳ）4种类型；各层系浅层气中，K2m受浅层嫩江组、明水组及以上层位未熟—低熟烃源岩控制，以生物气和低熟气为主；F、Y受深层断陷高—过成熟的沙河子组煤系烃源岩控制，以煤成气为主；H、S、P（中央拗陷区）受浅层大面积嫩三、四、五段及以上层位未熟—低熟烃源岩及部分嫩一、二段和青山口组成熟烃源岩控制，浅层气以生物气、低熟气为主，且纵向上也叠置大量油型气；G、S（西部斜坡区）受降解原油和嫩一、二段和青山口组未熟烃源岩及部分成熟烃源岩控制，浅层气以生物气为主、油型气为辅；生物作用相关浅层气成藏主要受未熟—低熟烃源岩或降解原油的分布、岩性和构造相关圈闭及盖层控制，热成因相关的浅层气成藏主要受腐泥型或煤系成熟气源岩、构造和断层遮挡相关圈闭、盖层和断层控制.

（3）松辽盆地北部西部斜坡区中部组合萨尔图油层（S）、高台子油层（G），中央拗陷区上部组合黑帝庙油层及以上层位（H，K2m），朝阳沟阶地中部组合葡萄花油层（P）是与生物作用相关浅层气（生物气、低熟气）的有利勘探方向；中央拗陷区中部组合葡萄花和萨尔图油层（P、S）是浅层油型气的有利勘探方向；东南隆起区和中央拗陷三肇凹陷部分地区下部组合扶余、杨大城子油层（F、Y）是浅层煤成气的有利勘探方向；生物作用相关浅层气（生物气、低熟气）比热成因相关浅层气（油型气、煤成气）具有更为广阔的资源和勘探前景.

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