“双断供隆”型气藏成藏条件分析——以松辽盆地长春岭背斜带扶杨油层为例

文　全，李　昂

（1.中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712；2.长江大学地球科学学院，湖北荆州434023）

“双断供隆”型气藏成藏条件分析
——以松辽盆地长春岭背斜带扶杨油层为例

文全*1，李昂2

（1.中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712；2.长江大学地球科学学院，湖北荆州434023）

通过对长春岭背斜带天然气组份和甲烷碳同位素δ13C1的地化分析，得出该区扶杨油层天然气类型为煤型气；利用甲烷碳同位素δ13C1与镜质体反射率Ro的对应关系，认为该区扶杨油层天然气主要来自下伏断陷期的沙河子组和营城组的煤层和暗色泥岩。下部的徐家围子断陷和双城断陷为此提供充足气源，形成“双断供隆”的供气格局，且源岩分布范围广、有机质类型好且丰度高。综合源岩条件、构造演化、输导条件、砂体特征等成藏要素，认为天然气沿断裂向上运移至扶杨油层的砂体中，在沿砂体做短距离侧向运移，在圈闭中聚集成藏，是古生新储、下生上储的成藏模式，形成断背斜型、断块气藏和断层—岩性气藏。源储断裂是控制天然气成藏的主要因素，源储断裂控制的圈闭是主要的勘探目标。

长春岭背斜带；扶杨油层；成因类型；气源对比；成藏条件

随着松辽盆地多年的勘探与开发，大庆油田的勘探战略从过去探究萨葡高油层（上白垩统嫩江组、姚家组和青山口组的萨尔图油层、葡萄花油层和高台子油层）逐步向扶余油层（下白垩统泉头组的扶余油层）转移，从主力探油兼气到油气并举转移，扶杨油层的天然气勘探越来越受到重视。早在20世纪50年代，长春岭背斜带已经提交近100×108m3的天然气探明储量，发现了长春岭、五站、三站及涝州等气田。本文从天然气的来源、控制因素及成藏模式来探讨扶杨油层天然气的富集规律，以期对该区下一步天然气勘探有所裨益。

1　地质概况

长春岭背斜带位于松辽盆地东南部，是东南隆起带的二级构造单元。形态如马鞍型，北坡比南坡缓，轴向为北东至南西方向。下部东西两侧分别为徐家围子断陷和双城断陷，两断陷为松辽盆地3套含油气组合中的下部含油气组合。现松辽盆地深层天然气提交的储量均在这两断陷内。断陷内多套层系发现气藏，一般有基岩风化壳、火山岩气藏、砂砾岩气藏。

2　天然气的成因类型与来源

研究区21口探井的试气结果表明，天然气组份中C1含量一般大于87%，C2+小于3%，非烃气主要是N2及CO2，甲烷碳同位素δ13C1一般-35‰～-27‰，具有煤型气的典型特征［1］。根据天然气成因类型划分图版［2］，长春岭背斜天然气大部分属于煤型气，同时存在油型气伴生的特征（图1），说明气源主要为深层煤系地层和暗色泥岩。

我国学者对国内许多油气田煤型气和油型气的研究结果指出［3］，煤型气和油型气δ13C1与其源岩镜质体反射率Ro具有一定的相关性［4］（图2）。根据长春岭背斜带天然气δ13C1的范围，对应的煤型气和油型气源岩Ro的范围分别为0.9%～3.1%和2.9%～9.9%。长春岭背斜下部为徐家围子断陷和双城断陷，徐家围子断陷烃源岩Ro从1.70%～3.56%，处于高成熟—过成熟阶段［5］；双城断陷沙河子组烃源岩的Ro平均值达到2.7%，早已进入了干气阶段。也就是长春岭背斜源岩与深部烃源岩Ro值相近，进一步证明长春岭背斜的天然气主要来自深部层系的源岩。

3　天然气成藏条件

图1　天然气成因类型划分图版

图2　长春岭背斜天然气δ13C1与其源岩Ro关系

3.1源岩条件

（1）源岩的分布。长春岭背斜位于深部徐家围子断陷和双城断陷之间，扶杨油层天然气主要来自2断陷深部层系的沙河子、营城组与登娄库组地层中的煤层与暗色泥岩。徐家围子断陷面积约为4620km2，沙河子组暗色泥岩厚度0～1400m，营城组暗色泥岩厚度0～160m，生气强度（0～600）×108m3/km2；双城断陷沙河子组面积3394km2，暗色泥岩厚度0～800m，平均300m。目前，深层天然气的勘探也取得了良好效果，徐家围子断陷已经提交大规模的天然气储量，双城断陷中部分井已经获得了工业气流［6］。可见源岩的分布范围广，暗色泥岩厚度大，为浅部供气提供强大的物质基础，形成双侧断陷为上部隆起供气的格局。

（2）有机质丰度。有机质丰度是烃源岩生烃与排烃的物质基础，既决定其油气生成的数量，又影响油气生成的质量。深部层系中登娄库组有机碳含量小于1.5%，营城组有机碳含量为1.58%～2.4%，沙河子组和火石岭组一段的煤系地层有机碳含量为2.0%～6.97%。通过有机碳判别原始气源岩标准，沙河子组、火石岭组泥岩均达到好气源岩标准，具有比较大的原始生气潜力［5］。

3.2构造特征

（1）圈闭条件。构造格局改变不仅为本区天然气成藏奠定优质基础，也为天然气聚集提供有利的场所。明水组沉积末期应力场由强烈拉张到挤压的变化，导致控制深层断陷的基底断裂开始反转［7］，上盘地层隆升，形成反转构造，反转背斜构造圈闭是松辽盆地极为普遍的一种圈闭类型，五站、三站、长春岭等气藏的圈闭类型就是受控圈断层控制的反转背斜。松辽盆地构造高部位控气的特征很明显，天然气一般聚集在构造的高部位，背斜、潜山披覆、断鼻是天然气形成的主要圈闭类型。这些圈闭的形成、演化和分布都受基底及派生断层的控制，这些断层均属于控圈断层，同时也沟通了源岩和储集层［8］。

（2）断层特征。本区对天然气起输导作用的断层，多为控圈断层或纵向延伸较大的源储断层。从T2地震反射层看，断层平面上分布密集且呈侧列式带状，走向以南北向和北北西为主，大断层周围伴随多个小断层或分支断层。剖面上具有4种组合形式，即垒断层组合、堑式断层组合、同向倾斜式断层组合、Y字或反Y字型断层组合（图3）。不同的断层组合样式，均有形成气藏的可能，其中垒式和Y字（反Y字）型断层组合易成藏，形成断背斜或断层遮挡型气藏；堑式和同向倾斜式组合可形成断层遮挡和岩性气藏，但当断层不具备封堵条件时，天然气可能会从两侧地层漏失，不易成藏。往往一个气藏的形成是多种断层组合的合理配置。前人认为，徐家围子和双城断陷深层煤系地层大量生烃期为泉头组沉积末期至四方台组沉积时期；所以断层的形成时期晚于源岩的生烃时期，为天然气向上运移提供有利的输导通道［4、9-12］，是“两断供隆”型气藏形成的必要条件。

3.3储集和封盖条件

长春岭背斜带扶杨油层厚度160～190m，以西南部物源为主，由北东向展布的曲流河河道沉积和决口扇（或决口河道）及泛滥平原沉积组成。砂体层薄、呈零形状分布。厚度不均，一般5～20m，砂地比5%～20%。储层物性为中孔低渗的特征，孔隙度一般在15%～25%，渗透率一般在3～25mD。沉积环境控制下的条带状或透镜状错迭连片的砂体是天然气聚集的最有利空间。扶杨油层上覆的青山口组地层厚度320～480m，为松辽湖盆最大的水进期，为深湖—半深湖沉积，广泛发育的暗色泥岩是本区良好的区域性盖层［13］。

图3　松辽盆地长春岭背斜带T2反射层断裂组合样式剖面图

4　成藏主控因素和模式

通过气藏的精细解剖认为沟通源岩和储层的断层在形成“两断供隆”型气藏中起关键作用。源储断层活动时期，天然气沿断层向上运移至扶杨油层的砂体中，再沿砂体做短距离侧向运移，在圈闭中聚集成藏，所以是古生新储、下生上储的成藏模式（图4），可形成断背斜型、断块气藏和断层-岩性气藏。多种成藏要素的合理匹配是天然气成藏的决定因素。受源储断层控制的断层型圈闭是下一步天然气勘探的主要目标。

5　结论

（1）长春岭背斜带扶杨油层天然气的成因类型主要为煤型气，来自断陷期沙河子、营城组的煤层和暗色泥岩。徐家围子断陷和双城断陷为长春岭背斜带提供充足气源，物源丰富且有机质丰度高，形成“双断供隆”格局。

（2）综合源岩、构造演化和沉积特征等成藏条件，认为沟通源岩和储层的断层是形成“两断供隆”型气藏的关键。

（3）源储断层活动时期，天然气沿断裂向上运移至扶杨油层的砂体中，在沿砂体做短距离侧向运移，在圈闭中聚集成藏，天然气成藏是古生新储、下生上储的成藏模式，可形成断背斜型、断块气藏和断层—岩性气藏。受源储断裂控制的断层型圈闭是下一步天然气勘探的主要目标。

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TE34

A

1004-5716（2016）07-0067-03

2015-07-20

2015-07-31

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

文全（1983-），男（满族），吉林吉林人，工程师，现从事油气成藏综合研究工作。