断层圈闭油气成藏源-断-势控藏作用综合评价——以海塔盆地中部主要断陷带南一段为例

付　广，陈建华

（1.东北石油大学，黑龙江大庆163318；2.中国石油大庆钻探工程公司测井公司，黑龙江大庆138000）

·油气地质·

断层圈闭油气成藏源-断-势控藏作用综合评价
——以海塔盆地中部主要断陷带南一段为例

付广1，陈建华2

（1.东北石油大学，黑龙江大庆163318；2.中国石油大庆钻探工程公司测井公司，黑龙江大庆138000）

为明确海塔盆地中部主要断陷带南一段油气成藏规律，通过油气分布与源-断-势空间匹配关系分析，对研究区南一段断层圈闭的源-断-势控藏作用进行了综合评价。结果表明，源-断-势对海塔盆地中部主要断陷带南一段断层油气成藏具有3个方面的控制作用：①烃源岩区控制着断层油气藏形成与分布的范围；②早期伸展断裂为断层油气聚集提供了遮挡条件；③低势区控制着断层圈闭油气成藏的部位。反向断裂翘倾隆起和洼中隆起是南一段烃源岩生成油气侧向运移的指向区。南一段断层圈闭油气成藏所需的源-断-势控藏作用综合评价值应大于或等于2.63，由此预测得到海塔盆地中部主要断陷带南一段断层油气成藏的有利区主要分布在乌尔逊凹陷苏仁诺尔、乌东斜坡，贝尔凹陷苏德尔特，南贝尔凹陷东次凹、塔南凹陷中次凹的扇三角洲前缘亚相砂体分布区；其次是贝尔凹陷呼和诺仁、塔南凹陷东次凹的扇三角洲前缘亚相砂体分布区。

源-断-势断层圈闭综合评价断层油气藏南一段海塔盆地中部主要断陷带

海塔盆地是指中国的海拉尔盆地和蒙古国的塔木察格盆地，前者位于中国东北部，后者位于蒙古国东部，总面积为79 610 km2。海塔盆地中部主要断陷带从北至南包括乌尔逊、贝尔、南贝尔和塔南4个凹陷，是海塔盆地目前油气勘探的主要地区。4个凹陷从下至上主要发育上三叠统基岩潜山，下白垩统铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组、伊敏组，上白垩统青元岗组。截止到2010年，4个凹陷已发现油气储量近5×108t，而且近90%的油气分布在南屯组一段（南一段），油气藏类型以断层油气藏为主。油气分布除了受烃源岩分布的控制外，还受构造部位的控制，反向断裂翘倾隆起和洼中隆起是油气聚集的主要区域，洼槽中也有一定油气分布，但不管是隆起区还是洼槽区油气分布均与断裂密切相关。油源对比结果表明，南一段油气主要来自自身发育的烃源岩。南一段烃源岩生成的油气如何在南一段储层中聚集成藏，油气分布受哪些因素控制等，这些问题是海塔盆地中部主要断陷带南一段油气勘探的关键。尽管前人从油气运移［1-2］、构造与油气聚集［3-7］、油气聚集条件及主控因素［8-13］等方面对研究区某些凹陷的油气成藏规律进行过大量研究和探讨，但这些研究主要是针对乌尔逊和贝尔2个凹陷进行的，而针对南贝尔和塔南凹陷油气成藏规律的研究相对较少［9］，将4个凹陷综合起来从源-断-势入手研究其油气成藏规律的则更少［14］，而且这些研究仅以定性研究为主，缺少定量研究，这不利于研究区南一段油气勘探的深入。因此，开展海塔盆地中部主要断陷带南一段断层圈闭油气成藏源-断-势控藏作用综合评价，对于指导研究区油气勘探具有重要意义。

1　源-断-势对断层圈闭油气成藏的控制作用

通过海塔盆地中部主要断陷带南一段已知断层圈闭油气藏的解剖和油气分布与源、断、势之间空间配置关系研究发现，断层圈闭油气成藏明显受到源、断、势的控制。

1.1“源”控制油气藏形成与分布的范围

烃源岩是油气藏形成的物质基础，烃源岩只有进入大量生排烃阶段，才能为油气成藏与分布提供大量油气［15-16］。由图1可以看出，海塔盆地中部主要断陷带南一段目前已找到的12个油气田均分布在南一段烃源岩成熟区内或附近，在烃源岩成熟区内或附近，断层圈闭才能获得油气并聚集成藏，否则其他油气成藏条件再好也无油气在南一段断层圈闭中聚集与分布。

图1　海塔盆地中部主要断陷带南一段烃源岩与断层油气藏分布之间的关系Fig.1　Relationship between source rock and faults-enclosed oil/gas reservoirs in K1n1inmain central depression zonesofHaita basin

1.2“断”控制油气聚集与分布的数量

大量研究表明，断裂不仅能为油气成藏提供运移输导通道，而且为油气聚集提供遮挡条件［17］。由于海塔盆地中部主要断陷带南一段为自生自储油气，断裂不是南一段油气运移的主要输导通道，对油气主要起遮挡作用。研究区南一段发育早期伸展、早期伸展中期走滑和早期伸展中期走滑晚期反转3种类型断裂［14］。早期伸展断裂主要在铜钵庙组—南屯组沉积时期活动；早期伸展中期走滑断裂主要在伊敏组二、三段沉积时期活动；早期伸展中期走滑晚期反转断裂主要在青元岗组沉积时期活动。研究区南一段烃源岩在伊敏组沉积末期开始向外大量排烃［2］，由此可知，只有早期伸展断裂才能成为南一段断层圈闭油气聚集成藏的遮挡断裂。由图2可以看出，研究区南一段目前发现的12个油气田均发育大量的早期伸展断裂，而且断层油气藏早期伸展断裂越发育，工业油流井数越多；反之则越少。如乌尔逊凹陷的苏仁诺尔和乌东斜坡构造带、贝尔凹陷苏德尔特、霍多莫尔、贝中次凹和贝西斜坡构造带、南贝尔凹陷东次凹北洼槽、塔南凹陷中次凹和东次凹均属此类。这是因为南一段储层内发育的早期伸展断裂在南一段烃源岩大量向外生排油气时期——伊敏组沉积末期早已停止活动，可成为南一段油气聚集的遮挡断裂，使油气在其附近形成的断层圈闭中聚集分布。而且早期伸展断裂越发育，受其控制形成的断层圈闭数量越多，油气聚集与分布的数量也越多；反之则越少。

1.3“势”控制油气成藏与分布的部位

勘探实践表明，油气在地层空间中的运移和聚集明显受输导层流体势场空间分布的控制，油气由高势区向低势区运移，在低势区聚集成藏。根据流体势定义［18］，油气势能由重力、弹性和界面势能3部分构成。由于研究区南一段为常压地层，不存在超压（或无弹性势能），故其势能主要由重力和界面势能组成。其中重力势能主要由构造部位的相对高低来决定，而界面势能则主要由输导层孔渗性决定。

图2　海塔盆地中部主要断陷带南一段断层油气藏与早期伸展断裂之间的关系Fig.2　Relationship between early extensional faultsand faultsenclosed oil/gas reservoirs in K1n1inmain central depression zonesofHaitabasin

图3　海塔盆地中部主要断陷带南一段反转断裂翘倾隆起和洼中隆起与断层油气藏分布之间的关系Fig.3　Relationship between faults-enclosed oil/gas res11t formed by reversed fault，the upliftin subsag inmain centraldepression zonesofHaita basin

由图3可以看出，海塔盆地中部主要断陷带南一段目前发现的断层油气藏主要分布在反向断裂翘倾隆起和洼中隆起带，因为这2种隆起作为低重力势能区，是南一段烃源岩生成油气侧向运移的指向区，且这2种隆起上发育各种反向断裂遮挡的断层圈闭，同时均发育孔渗性相对较高的扇三角洲前缘亚相砂体［15］，为南一段烃源岩生成油气的聚集成藏提供了圈闭和储集体，有利于油气在此聚集成藏。

由图4可以看出，海塔盆地中部主要断陷带南一段目前发现的断层油气藏有少部分发育在洼槽内的岩性发育区，这是因为洼槽内虽然构造圈闭不发育，不是油气侧向运移的低重力势能区，但储层内因岩性变化与早期伸展断裂配合却可形成低界面势能区，即发育断层-岩性形成的断层圈闭，也可成为油气运移的指向区，而且其位于南一段烃源岩区中心部位，油气供给充足，有利于油气聚集成藏。

图4　塔南凹陷塔19-114—塔19-115井油藏剖面Fig.4　Profile ofoil-bearing reservoirsacrossWell Ta19-114-Ta19-55-3-Ta19-91-Ta19-115

2　源-断-势控藏作用综合评价

源、断、势是海塔盆地中部主要断陷带南一段断层圈闭油气成藏与分布的主控因素，然而，研究区南一段要形成大规模断层圈闭油气，仅仅具备这3个主控因素还不行，还必须要求这3个主控因素在空间上合理匹配。

2.1评价方法

选取源、断、势作为断层圈闭油气成藏的3个评价参数，根据3个评价参数不同取值对油气成藏作用进行好、中、差等级的划分。按照断层圈闭与烃源岩区的位置关系，可将烃源岩对断层圈闭油气成藏的控制作用按位于源内、位于源边和位于源外划分为好、中、差3个等级；将断裂对断层圈闭油气成藏的控制作用按断层圈闭内发育2条以上早期伸展断裂、仅发育1条早期伸展断裂、无早期伸展断裂，且按距早期伸展断裂相对较远划分为好、中、差3个等级；重力势能可用构造部位特征来反映，将其对断层圈闭油气成藏的控制作用按反向断裂翘倾隆起、洼中隆起和洼槽划分为好、中、差3个等级；界面势能可用优质储层是否发育来反映，将其对断层圈闭油气成藏的控制作用按扇三角洲前缘亚相砂体、滨湖及扇中亚相砂体和半深湖—深湖及扇根亚相砂体划分为好、中、差3个等级。对各评价参数的好、中、差3个等级分别赋予评价权值3，2，1；再按3个评价参数与断层圈闭油气成藏之间的所属关系权重系数分配，即烃源岩、早期伸展断裂、优质储层是否发育、构造部位对断层圈闭油气成藏控制作用的权重系数分别为1/3，1/3，1/6和1/6；最后由加权平均法便可计算得到源-断-势控藏作用的综合评价值。

2.2综合评价结果

对海塔盆地中部主要断陷带南一段已发现12个断层油气田的源、断、势特征进行了统计，按照上述方法对源-断-势控藏作用综合评价值进行了计算。结果（表1）表明，海塔盆地中部主要断陷带南一段12个断层油气田形成所需的源-断-势控藏作用综合评价值最小为2.63，最大可达3.0，平均为2.89。由此可以得到研究区南一段断层圈闭油气成藏形成所需源-断-势控藏作用的综合评价值应大于或等于2.63。

表1　海塔盆地中部主要断陷带南一段断层油气田源-断-势控藏作用综合评价结果Table1　Comprehensive evaluation resultson controleffectofsource rock-fault-potentialon oiland gasaccumulation in K1n1of faults-enclosed oiland gas field inmain centraldepression zonesofHaitabasin

3　有利区预测

按照上述评价方法，对南一段断层圈闭源-断-势控藏作用进行了综合评价（图5），将源-断-势控藏作用综合评价值大于2.63作为划分标准。由于海塔盆地中部主要断陷带南一段为自生自储式含油气组合，砂体是否发育是断层圈闭油气聚集的重要条件，故选取研究区南一段目前已发现的三角洲前缘亚相砂体作为断层圈闭油气成藏有利区预测的评价单元，统计其源、断、势特征。由图5可以看出，研究区南一段断层圈闭油气成藏的有利区主要分布在乌尔逊凹陷苏仁诺尔和乌东斜坡、贝尔凹陷苏德尔特、南贝尔凹陷东次凹、塔南凹陷中次凹的扇三角洲前缘亚相砂体分布区，其次是贝尔凹陷呼和诺仁、塔南凹陷东次凹的扇三角洲前缘亚相砂体分布区。

图5　海塔盆地中部主要断陷带南一段断层油气成藏有利区分布Fig.5　Distribution of favorable areasof faults-enclosed oil/gas reservoir in K1n1inmain central depression zonesofHaitabasin

4　结论

海塔盆地中部主要断陷带南一段断层油气成藏主要受源、断、势的控制，烃源岩区控制着油气藏形成与分布的范围，早期伸展断裂为油气聚集与分布提供了遮挡条件，低势区控制着油气成藏与分布的部位。建立了研究区南一段断层圈闭油气成藏源-断-势控藏作用综合评价方法，按照源-断-势控藏作用综合评价值大于或等于2.63的标准，研究区南一段断层圈闭油气成藏有利区主要分布在乌尔逊凹陷苏仁诺尔和乌东斜坡、贝尔凹陷苏德尔特、南贝尔凹陷东次凹、塔南凹陷中次凹的扇三角洲前缘亚相砂体分布区，其次是贝尔凹陷呼和诺仁、塔南凹陷东次凹的扇三角洲前缘亚相砂体分布区。

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编辑经雅丽

Comprehensive evaluation for controlof source rock，faultand potentialon faults-enclosed oil/gasaccumulation：A case study of K1n1of main centraldepression zones in Haita basin

Fu Guang1，Chen Jianhua2

（1.Northeast Petroleum University，Daqing City，Heilongjiang Province，163318，China；2.Logging Company，Daqing Drilling Engineering Company，PetroChina，Daqing City，Heilongjiang Province，138000，China）

To study laws ofoiland gas accumulation in K1n1inmain centraldepression zonesofHaita basin，based on anal⁃ysis of oiland gas distribution law，the controleffectof fault-trap source rock，faultand potentialon oiland gas accumula⁃tion in K1n1inmain central depression zones of Haita basin was evaluated comprehensively and quantitatively by analyzing the spatial relation between oil/gas distribution，source rock，faultand potential.The result indicates that the controleffects of source rock，faultand potentialon oiland gasaccumulation in K1n1inmain central depression exist in the following three areas：①areas of source rock control faults-enclosed oil/gas accumulation and its distribution areas；②early-extensional faults provide sealing conditions for faults-enclosed oil/gas accumulation；③low potential areas control the position of faults-enclosed oil/gas accumulation.The comprehensive evaluation value for controlof source rock，faultand potential on oiland gas accumulation in K1n1ofmain central depression zones in Haita basin should bemore than or equal to 2.63.Ac⁃cording to this，favorable areas for oil and gas accumulation in fault trap of K1n1inmain central depression zones of Haita basin were predicted.They distributemainly in sandbodiesof fan delta front in Surennouer，Wudong slope ofWuerxun sag，Sudeerte of Beier sag，eastsub-sag of south Beier sag and central sub-sag of Tanan sag；followed by the sandbodies of fan delta front in Hunouren of Beier sag，eastsub-sagof Tanan sag.

source rock-fault-potential；fault trap；comprehensive evaluation；faults-enclosed reservoir；K1n1；main central depression zonesofHaita basin

TE112.31文献标识码：A文章编号：1009-9603（2015）06-0001-06

2015-09-15。

付广（1962—），男，辽宁新宾人，教授，博士，从事油气藏形成与保存方面的研究。联系电话：（0459）6504024，E-mail：fu⁃guang2008@126.com。

国家自然科学基金项目“油源断裂转换带优势输导运移油气条件研究”（41372153）。