源外斜坡区油气成藏主控因素及模式

王文广,邹佳琦,柳成志

(东北石油大学 地球科学学院,黑龙江 大庆 163318)



源外斜坡区油气成藏主控因素及模式

王文广,邹佳琦,柳成志

(东北石油大学 地球科学学院,黑龙江 大庆 163318)

正确认识油气成藏规律对油气勘探开发意义重大。在研究沉积相、油气藏类型及分布规律、油水分布规律的基础上,通过岩心、测井和地震等资料,对松辽盆地北部朝阳沟油田朝84-6区块扶余油层油气成藏与分布主控因素及成藏模式进行探究。 结果表明:研究区油气成藏与分布主控因素有源储压差控制油气藏规模、构造作用控制油气的聚集与分异、沉积相控制油气藏分布三种因素;油气成藏存在断裂侧向输导斜坡高位断块油气聚集成藏、砂体侧向输导断裂遮挡油气聚集成藏、断裂侧向封闭垂向输导岩性圈闭油气聚集成藏三种模式。该项研究可以为类似地区油气成藏主控因素及模式的分析和应用提供参考。

主控因素;成藏模式;扶余油层;朝阳沟油田;松辽盆地北部

0　引　言

扶余油层是朝阳沟油田的重要产油层位,已获得多口工业油流井,充分显示出扶余油层良好的勘探前景。然而,研究区扶余油层油气来源于三肇凹陷青一段源岩,油气运移过程复杂,在平面上的分布差异也较大,油气主要分布在构造斜坡部位,由构造斜坡向构造高部位油层逐渐减薄。为此,研究油气在平面上分布的差异,以及油气成藏与分布受哪些因素控制,有几种成藏模式,成为对朝84-6区块扶余油层油气进一步勘探开发的关键。许多研究人员对三肇凹陷及周边朝长地区扶余油层的油气来源、沉积、构造及成藏特征等作过大量探讨[1-11],起到非常重要的作用,但对朝阳沟油田特别是其中某一复杂区块扶余油层油气成藏与分布的主控因素及模式的研究相对薄弱。因此,笔者试图开展朝84-6区块扶余油层油气成藏与分布主控因素及模式的研究,以探究复杂局部构造中扶余油层油气成藏规律。

1　区域地质概况

朝84-6区块位于松辽盆地北部朝阳沟阶地中部翻身屯背斜的北翼,属于背斜侧翼油水过渡带。区域内构造北西低、南东高,断层分布密集,断层走向以近SN向为主,NW—SE向为辅,存在少量EW向断层,如图1所示。这些断层分布错综复杂,单条断层延伸长度0.3～2.2 km,断距在10～80 m之间,形成了地垒、地堑、断阶等组成的复杂短轴背斜。

图1　朝84-6区块扶余油层构造模型

Fig.1Structure model of Fuyu oil layer isChao 84-6 block

研究区地层自下而上发育基底、侏罗系、第四系、白垩系下白垩统登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组和嫩江组,缺失白垩系上白垩统四方台组、明水组及第三系。开采目的层为扶余油层,对应于泉头组三段上部及泉四段,可进一步划分为FⅠ、FⅡ、FⅢ,共三个油层组和17个小层,其中FⅠ油层组划分为七个小层,FⅡ油层组划分为五个小层,FⅢ油层组划分为五个小层。目前,探明未动用储量170.62×104t,含油面积3.67 km2,扶顶海拔-950～-1 300 m,平均孔隙度12.26%,空气渗透率1.65 mD,属低孔-特低渗透储层。地层原油黏度4.7 mPa·s,流度0.35 mD/mPa·s。

扶余油层沉积时期,气候干旱、炎热,构造沉降平稳,地形相对平坦,发源于盆地周边讷河、拜泉、怀德、保康、白城及齐齐哈尔等方向的六条水系向盆地中心汇集,并在坳陷中心部位交汇[6-7]。该区处于三肇凹陷汇水中心的东南部,靠近西南保康和东南九台两个沉积体系前部的交汇地带,重矿物分析得出该区物源主要来自保康沉积体系。沉积相类型上可以识别出河流相、三角洲相、湖泊相三种相类型,可进一步划分出五种亚相、15个微相类型,主要的沉积微相类型有曲流河点砂坝、决口扇、席状砂、水上分流河道、分流间湾等。整个沉积体系呈现一套退积式沉积序列,表现为从下向上由曲流河段、三角洲平原向三角洲前缘、浅湖相演化的趋势,顶部以浅湖相泥岩为主,见图2。

2　油气藏类型及油水分布规律

通过对区块内单井和主干连井剖面中油水空间关系的分析,结合三维地震构造层位解释及储层反演结果,得出该区主要发育断块油藏、断层遮挡油藏、断层-岩性油藏、岩性油藏四种基本油藏类型,以断块油藏、断层遮挡油藏为主,其次是断层-岩性油藏,岩性油藏仅存在于少数井的FⅠ油层组中下部及FⅡ油层组内。

扶余油层油水分布在纵向上,总体表现为上油下水的分布特征,且由构造低部位至构造高部位含油层位由多变少,存在全井纯油、上油下水、上油中同下水、油水互层、全井水层五种类型。受断层和岩性变化影响,全区没有统一的油水界面,油气主要分布于FⅠ和FⅡ油层组,FⅠ油层组油柱高度较大,主要发育油层,局部发育油水同层、水层及水夹油层;FⅡ油层组主要发育油水同层及水层,局部发育薄油层。平面上,油层主要分布在构造斜坡部位,FⅠ、FⅡ油层组均有分布,随着构造斜坡向构造高部位油层逐渐减薄,含油区域以F Ⅰ油层组为主。

3　油气成藏主控因素

3.1源储压差控制油气藏规模

研究表明,朝阳沟阶地扶余油层油源来自三肇凹陷青一段源岩,油气在源储压差的作用下由青一段通过源断裂“倒灌”运移进入扶余油层,并控制扶余油层油柱的高度[7-10],源储压差越大,油气藏规模越大。研究区块扶余油层的油气分布主要集中在构造斜坡上,在构造高部位油层少而薄。这一油气分布规律表明,源储压差控制油气通过源断裂“倒灌”运移进入扶余油层后,由于源储压差大小的限制,油源供给并不充足,油气只能通过断裂和砂体侧向运移至附近圈闭内聚集成藏,不能突破近源断裂圈闭束缚远距离供给油气。构造高位只能接受构造斜坡侧向运移来的油气的充注,油柱的高度与油气的充注量有关,因而源储压差决定了FⅠ油层组油气分布面积最大,FⅡ油层组油气分布向构造高位逐渐递减至消失,在构造高位油气供给不足不能形成大规模油气藏。

3.2构造作用控制油气的聚集与分异

研究区构造发育经历了嫩江组沉积末期、明水组沉积末期、伊安组沉积末期三次主要幕式构造运动期次,形成一系列正向构造[6]。扶余油层在嫩江组沉积末期开始构造反转,明水组沉积末期定型,形成了断块、断背斜等构造圈闭,这些构造为油气提供了良好的聚集空间。青一段源岩在嫩江组沉积末期开始生烃,在明水组沉积末期、古近系和新近系沉积末期达到生烃高峰期,地层超压形成并达到高峰。断层自形成后在嫩江组沉积末期、明水组沉积末期活动开启,成为油气运移的输导通道,因而明水组沉积末期成为扶余油层油气成藏的主要时期。从油气聚集成藏的场所来看,也主要在这些正向构造带上。此外,油、水受重力分异作用明显,总体上表现为油分布在水层的上面,水在构造的底部,呈现良好的重力分异特征。如朝80-4井下水上油,向构造高位朝82-2井下油中同上油,再向构造高位朝86-2井下同上油,再到朝90-4井为纯油层,整体呈现了上油下水的分异特征,如图3所示。种种迹象表明,构造作用对油气的聚集与分异,有着明显的控制作用。

图3　扶余油层油水纵向分布特征

3.3沉积相控制油气藏分布

油气经开启断层垂向运移到有效储层砂体内侧向运移至有利的圈闭中才能聚集成藏,而砂体的发育及展布受沉积相控制。如朝78-10井FⅠ4小层为油层,沉积相类型为河道微相,砂体厚度5.6 m,而邻井朝76-6井FⅠ4小层为泥岩层,沉积相类型为河道间微相,砂体厚度0 m。相邻不远的井由于沉积相的差异,含油性差别较大。沉积相结合试油结果分析得出,沿NE—SW方向展布且多期发育的曲流河砂体特别是河道构成了FⅠ、FⅡ油层组储集层的主体格架,其次是决口扇及三角洲河道砂体。三角洲发育横向多变的分流河道砂体,多形成岩性油气藏[3]。曲流河河道砂体连续性越好,延伸距离越远,油气侧向运移的距离就越远,可在距油源断裂较远的区域内聚集成藏,见图4。由此可见,有利储集相带是油气富集的载体,沉积相对油气藏分布起到明显的控制作用。

图4　朝84-6区块扶余油层砂体高分辨率反演剖面

Fig.4High-resolution inversion profile of sand body of Fuyu oil layer in Chao 84-6 block

4　油气成藏模式

油藏解剖和油气分布与成藏主控因素空间匹配关系研究表明,三肇凹陷青山口组生成的油气在源储压差的作用下,沿断层(裂缝)、砂体垂向下排到扶余油层,沿储层砂体、断层向构造位置较高的背斜、断层和断层-岩性等圈闭中聚集形成油气藏[11]。油气侧向运移经过断裂侧向输导到斜坡高位断块,形成断块油气藏;油气在砂体中侧向运移至封闭断裂,形成断层遮挡油气藏;油气经侧向封闭垂向开启断裂运移至砂体内部侧向运移聚集成藏,形成断层-岩性油气藏、岩性油气藏。因此,研究区内油气成藏存在断裂侧向输导斜坡高位断块油气聚集成藏、砂体侧向输导断裂遮挡油气聚集成藏、断裂侧向封闭垂向输导岩性圈闭油气聚集成藏三种模式(图5)。源储压差、构造作用、沉积相等因素控制了油气藏规模、油气的聚集与分异、油气藏分布。在背斜缓坡部位多形成断块油藏,在背斜陡坡部位多形成断层遮挡油藏、断层-岩性油藏、岩性油气藏。

图5　朝84-6区块扶余油层剖面及油气运聚成藏模式

Fig.5Hydrocarbon accumulation pattems of Fuyuformation Chao 84-6 block

5　结　论

研究区块扶余油层成藏与分布主控因素及成藏模式,得出如下结论:

(1)油层主要发育断块油藏、断层遮挡油藏、断层-岩性油藏、岩性油藏四种基本油藏类型,以断块油藏、断层遮挡油藏为主,其次是断层-岩性油藏。

(2)油水关系主要表现为上油下水的分布特征,且由构造低部位至构造高部位含油层位由多变少,存在全井纯油、上油下水、上油中同下水、油水互层、全井水层五种类型。

(3)油气成藏的主控因素有源储压差控制油气藏规模,构造作用控制油气的聚集与分异,沉积相控制油气藏分布。

(4)油气成藏存在断裂侧向输导斜坡高位断块油气聚集成藏、砂体侧向输导断裂遮挡油气聚集成藏、断裂侧向封闭垂向输导岩性圈闭油气聚集成藏三种模式。

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(编辑徐岩)

Main controlling factors and models analysis of oil and gas accumulation in slope area outside oil source area

WANG Wenguang,ZOU Jiaqi,LIU Chengzhi

(School of Geosciences,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China)

This paper is devoted to a novel study necessitated by the realization that digging deeper into the law behind oil and gas accumulation is of a greater significance to gas exploration and development.This study probes deeply into the main controlling factors and models of oil and gas accumulation and distribution of Fuyu oil layer in Chaoyanggou oilfield of the northern Songliao Basin Chao 84-6 block and this is based entirely on the study of sedimentary facies,reservoir types,distribution laws and oil and water distribution rules,along with the study of well logs and seismic data.The results show that the oil and gas accumulation and distribution are mainly controlled by three factors：pressure difference between source rock and reservoir controlling reservoir scale;internal agency controlling assembling and differentiation of oil and gas;and sedimentary facies controlling reservoir distribution.Oil and gas accumulation are governed by three modes：fracture of lateral slope transporting high block oil and gas accumulation reservoir,oil and gas migrating through sand bodies and sealed by antithetic faults,fracture of lateral lithologic traps closed vertical transporting hydrocarbon accumulation reservoir.The research may serve as a reference for analysis and application of main controlling factors and modes of hydrocarbon accumulation in similar areas.

main controlling factors;accumulation model;Fuyu oil layer;Chaoyanggou oilfield;northern Songliao Basin

2014-12-29

王文广(1958-),男,辽宁省朝阳人,教授,硕士,研究方向:沉积相和石油储层,E-mail:wwg580303@163.com。

10.3969/j.issn.2095-7262.2015.02.008

P618.13

2095-7262(2015)02-0152-05

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