伊通盆地莫里青断陷油气成藏动力学研究

李向阳，孟元林，周新桂，王丹丹，张文浩，崔存萧

(1. 东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2. 中国地质调查局 油气资源调查中心，北京 100083)

伊通盆地莫里青断陷油气成藏动力学研究

李向阳1，孟元林1，周新桂2，王丹丹2，张文浩2，崔存萧1

(1. 东北石油大学 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2. 中国地质调查局 油气资源调查中心，北京 100083)

通过我们自主研发的盆地模拟软件恢复了莫里青断陷从始新世到现今地层的有机质演化史、生烃史、排烃史、排替压力史以及油气成藏史。结果表明，在永吉组沉积时期双阳组烃源岩成熟，开始生烃，其中双一段Ro>0.7%，达到排烃门限开始排烃，孔隙以次生孔为主，盖层封闭性好，油气藏开始形成。万昌组沉积时期，双阳组烃源岩排烃与构造定型期匹配良好，油气藏大规模形成。从新近纪开始，构造活动基本停止，油气藏保存良好至今。

莫里青断陷；油气成藏动力学；盆地模拟

1 区域地质概况

伊通盆地是在郯庐断裂带基础上发展起来的转换—伸展型断陷盆地，沿北东向狭长展布，为郯庐断裂带北延部分。盆地可分为岔路河断陷、鹿乡断陷与莫里青断陷3个一级构造单元。莫里青断陷是伊通盆地的一个二级构造单元，在古地貌基础上，从西南到东北北，可依次划分为西北缘褶皱冲断带、小孤山斜坡、大孤山断阶带、靠山凹陷、尖山构造带、马鞍山断阶带6个三级构造单元[1-2]。

图1 莫里青断陷结构与单元划分

2 莫里青断陷油气成藏动力学分析

在前人[3]研究的基础上，查阅相关资料运用我们自主研发的盆地模拟软件模拟了莫里青断陷地热史、生烃史、成岩史、盖层发育史和成藏史，恢复了其成藏动力学过程，其结果如下。

1)双阳组沉积时期

地层埋藏浅，小于1 100 m，处于早成岩阶段A期，有机质未成熟，Ro<0.35%(图2)，不发生排烃过程，主要的成岩方式为压实作用，孔隙以原生孔隙为主。此时的盖层排替压力>0.5 MPa(图3)，以毛细管封闭为主，封闭能力小。

2)奢岭组沉积时期

双阳组地层埋深>2 000 m，处于早成岩阶段B期，双阳组和奢岭组底部有机质成熟度Ro值在0.35%～0.5%(图2)之间，有机质生成一些未熟油，生烃率<40 mg/gCorg(图4)，另外有机质还产生少量有机酸，溶蚀储层形成少量次生孔隙。此时成岩作用除了压实作用外还有强烈的胶结作用，溶蚀作用较弱，孔隙仍以原生孔隙为主，但孔隙度急剧变小[4]。此时盖层排替压力可达1～2 MPa(图3)，以毛细管封闭为主，封闭能力较好。

图2 有机质Ro

图3 排替压力Pd

图4 生烃史

此时奢岭组上部地层埋藏浅，有机质Ro<0.35%(图2)，和双阳组一样地层处于早成岩阶段A期，成岩以压实作用为主，盖层的排替压力Pd<1 MPa(图3)，封闭能力中等。

3)永吉组沉积时期

在这一时期双阳组地层埋深已达到2 500 m，双一段之上地层有机质成熟度Ro在0.5%～0.7%(图2)之间，开始生烃，生烃率>40 mg/g Corg(图4)。双一段有机质Ro>0.7%，开始大量生烃，生烃率>60 mg/g Corg(图4)，Ro>0.7%达到排烃门限开始排烃(图5)，此时双阳组处于中成岩阶段A1亚期(图6)，较强的溶解和交代作用使储层物性得到改善，孔隙以次生孔隙为主。另外双阳组盖层的排烃压力Pd为2～4 MPa(图3)，除了毛细管封闭以外，还具备烃浓度封闭以及超压封闭，封闭性最好[5]。圈闭已经定型，圈闭形成时间早于油气运移时间。综上，在永吉组沉积末期，莫里青断陷生、储、盖层发育俱佳，各种成藏要素匹配良好，油气藏开始形成。

图5 排烃史

图6 成岩史Id

奢岭组地层在这一时期有机质半成熟，Ro=0.35%～0.5%，有机酸少量生成形成少量次生孔隙，但成岩作用仍以压实和胶结作用为主[6]。奢岭组地层盖层排替压力Pd介于1～2 MPa，盖层封闭性较好。

4)万昌组沉积时期

此时双阳组地层埋深已达到3 000 m以上，处于中成岩阶段A2亚期(图6)，双一段和双二段地层Ro>0.7%(图2)，进入大量生烃的成熟阶段，生烃率>60 mg/g Corg(图4)；这一时期是有机酸大量溶蚀的时期，储层以次生孔隙为主；盖层排替压力>2 MPa(图3)，具有良好的封闭能力；烃源岩已达到排烃门限(图5)，开始排烃；排烃时期与构造定型期匹配良好，油气藏开始大规模形成。

这一时期奢岭组下部和双三段地层有机质处于低成熟—成熟阶段，Ro=0.5%～0.7%(图2)，烃源岩进入生油门限，开始生烃，生烃率>40 mg/g Corg(图4)，地层早成岩阶段B期和中成岩阶段A1亚期(图6)，盖层排替压力Pd>2 MPa(图3)，封闭性好。

永吉组和奢岭组上部烃源岩处于半成熟阶段，Ro=0.35%～0.5%(图2)；此时成岩作用除了压实作用外还有强烈的胶结作用，溶蚀作用较弱，孔隙仍以原生孔隙为主，但孔隙度急剧变小；此时盖层排替压力可达1～2 MPa(图3)，封闭能力较好。

5)现今

双一段和双二段有机质Ro≥0.7%(图2)，继续大量生烃，生烃率>60 mg/g Corg(图5)；成岩仍然以溶蚀作用为主，储层处于中成岩阶段A2亚期(图6)，次生孔隙为主要的空隙空间；盖层排替压力Pd>2 MPa(图3)，具有良好的封闭能力；生储盖发育俱佳；烃源岩Ro>0.7%(图2)，处于排烃门限之上，油气大量排出，进入圈闭，油气藏大规模形成(图3，图7)。另外，自新近纪开始，盆地构造运动逐渐减弱，断裂活动基本停止，保存条件良好，油气藏没有遭到破坏，一直保存至今。

现今的大部分地区的奢岭组和双一段地层有机质Ro=0.5%～0.7%(图2)，油气开始生成，生烃率>40 mg/gCorg(图4)；储层处于中成岩阶段A1亚期(图6)，次生孔隙为主要的空隙空间；盖层排替压力Pd>2 MPa(图3)，除了毛细管封闭以外，还具备烃浓度封闭以及超压封闭。

图7 成藏史

永吉组和奢岭组顶部地层有机质处于半成熟阶段，Ro=0.35%～0.5%(图2)，此时成岩作用除了压实作用外还有强烈的胶结作用，溶蚀作用较弱，孔隙仍以原生孔隙为主，但孔隙度急剧变小；此时盖层排替压力可达1～2 MPa(图3)，封闭能力较好。

现今，新近系和万昌组地层Ro<0.35%(图2)，烃源岩有机质未成熟，储层闭能力。

3 结 语

1)在永吉组沉积时期双阳组有机质成熟，开始生烃，其中双一段Ro>0.7%，达到排烃门限开始排烃，有机质生成的有机酸溶蚀作用使储层孔隙空间以次生孔隙为主，盖层封闭性好，油气藏开始形成。

2)随着万昌组地层的沉积，双阳组地层有机质成熟度更高，烃源岩大量生烃排烃，其中生烃率>60 mg/gCorg；这一时期有机酸大量溶蚀，储层以次生孔隙为主；盖层封闭性好；油气藏大规模形成。

3)从新近纪开始，构造活动基本停止，油气藏保存良好至今。

[1] 孟元林, 肖丽华, 李泰明, 等. 盆地模拟在油气勘探初期阶段的应用[J]. 天然气工业, 1994, 14(4): 6-9.

[2] 孟元林, 贺如, 肖丽华, 等. 成岩史模拟与成岩阶段预测—以黄骅坳陷碳酸盐为例[J]. 天然气工业, 2006c, 26(7): 5-7.

[3] 石广仁. 油气盆地数值模拟方法(第三版)[M]. 北京: 石油工业出版社, 2004.

[4] 唐大卿, 陈红汉, 江涛, 等. 伊通盆地新近纪差异构造反转与油气成藏[J].石油勘探与开发, 2013, 40(6): 681-691.

[5] 庞雄奇. 排烃门限控油气理论及应用[M]. 北京: 石油工业出版社, 1995.

[6] Dickey P A. Possible primary migration of oil from source rock in oil phase[J]. AAPG Bulletin, 1975(59): 337-345.

A Dynamical Study of Petroleum Entrapment of Moliqing Hydrocarbon Accumulation in Yitong Basins

LI Xiangyang1, MENG Yuanlin1, ZHOU Xingui2, WANG Dandan2, ZHANG Wenhao2, CUI Cunxiao1

(1.CollegeofEarthScience，NortheastPetroleumUniversity，Daqing,Heilongjiang163318，China;2.OilandGasResourcesInvestigationCenter,ChinaGeologicalSurvey,Beijing100083,China)

In this paper, the evolutionary history of organic matter, hydrocarbon generation history, hydrocarbon displacement history, pressure history and hydrocarbon accumulation history of the Moliqing sag from the Eocene to the present stratum are all simulated in our own developed basin simulation software. The results show that the organic matter in Shuangyang Formation is mature. It begins to generate hydrocarbon during the deposition period. The Yongji Formation, the organic of the shuangyi formation’Ro> 0.7 which reaches the expulsion threshold; including its pore are mainly secondary holes. Hydrocarbon reservoirs began to form. During the deposition period of the Wanchang Formation, the hydrocarbon expulsion of the source rocks of Shuangyang Formation is well matched with the structural stage, and the hydrocarbon reservoirs are formed in large scale. Since the tectogenetic movement in Neogene was basically stopped, the hydrocarbon reservoirs have been well preserved.

Moliqing sag; Dynamics of hydrocarbon accumulation; Basin model

2017-05-22

国家自然科学基金项目(U1262106，41572135)；“十三五”国家科技重大专项(2016ZX05046-001)；国土资源部中国地质调查局项目(12120115001701)；黑龙江省科学基金(QC2016049)；黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划(UNPYSCT-2016122)；东北石油大学研究生创新科研项目(YJSCX2017-004NEPU)

李向阳(1992-)，男，陕西宝鸡人，在读硕士研究生，研究方向：储层地质，手机：15094040073，E-mail：1064647123@qq.com；通讯作者：孟元林(1960-)，男，山西太原人，教授，博士生导师，研究方向：石油地质，E-mail：QHDMYL@163.com.

P618.42

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.04.004