松辽盆地北部大庆长垣扶余油层成藏特征及圈闭评价

王 艳

(大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712)

大庆长垣位于松辽盆地北部中央坳陷区，是松辽盆地最大的正向构造圈闭，西接齐家—古龙凹陷，东邻三肇凹陷，油源相对充足，扶余油层顶面构造主体从北向南发育有喇嘛甸、萨尔图、杏树岗、太平屯、高台子、葡萄花6个三级构造，油气成藏条件较为有利。区内萨尔图、葡萄花、高台子油层现已全面开发，下部的扶余油层近年取得了重要勘探成果，构造主体已提交规模储量，长垣南部是低渗透油藏勘探的重点领域。

目的层段扶余油层属于白垩系泉三、泉四段地层，其中扶一油层组属于泉四段地层，自下而上可分为FⅠ1、FⅠ2、FⅠ3砂层组，扶二、扶三油层组属于泉三段上部地层，总厚度一般为250～260m。主要发育河流相，三角洲平原、三角洲前缘亚相沉积，砂体规模小，错叠连片，配之被断裂复杂化的垒、堑相间的构造格局，具有控藏条件复杂、圈闭优选难的特点。因此本文以大庆长垣南部为例，从石油地质特征研究入手，对圈闭地质条件进行综合分析，目前，关于圈闭评价的方法较多，定性排队和定量计算两方面都有[1-5]，本文通过成藏条件分析把定性分析与定量计算相结合对圈闭进行综合评价，从而对油气富集圈闭进行优选，为勘探目标优选提供依据。

1 成藏特征

1.1 构造特征

大庆长垣南部主要由长垣背斜主体的葡萄花构造及西侧的葡西鼻状构造、新肇鼻状构造和敖南鼻状构造4部分组成（图1）。松辽盆地北部普遍经历了3次沉降、2次抬升。青山口组到嫩江组、四方台组到明水组、新第三系泰康组到第四系沉积时期，构成3次沉降；而2次区域抬升分别发生于嫩江组沉积后和明水组沉积后[6]。大庆长垣南部的葡萄花构造及西侧的鼻状构造带主要形成于这2次构造抬升过程中，由于这种构造演化造成了地形上的很大差异，因此不仅为构造诱导作用创造了十分有利的条件，同时也为构造背景下岩性圈闭的形成创造了条件，是油气富集的主要指向区。

研究区断裂发育，以近南北向为主，局部发育北西向断裂。断层规模较小，断层延伸长度集中分布在1km之内，占60%以上，1～2km的断层仅占五分之一，大于2km的断层不足十分之一。这些断裂一般集中发育在构造两翼地层曲率变化较大的地方，由6～10条延伸几到十几公里的小断层组成，构成断裂密集带。从成因上分析，断裂密集带可划分为2种类型，一种是向斜区的断裂密集带，发育于生油向斜中，主要是超压水力破裂所致，内部小断层呈现出鸡爪式或多叉式放射特征，是幕式排烃作用的流体泄压带；另一种是斜坡区的断裂密集带，发育于构造两翼斜坡处，由构造挤压作用形成，内部小断层与密集带走向斜交，既有反向断层，也有顺向断层，是油气运移的中转带。因此这些断裂密集带与河道砂体在空间上互相切割，一方面有利于油气的规模运移，另一方面则对油气发生侧向遮挡从而形成断层—岩性油藏（图2）。

1.2 油源特征

松辽盆地扶杨油层油源来自青山口组一段的烃源岩[7]，青山口组一段属于半深湖—深湖相泥岩，是区域性沉积，埋藏深度普遍超过1500m，烃源岩有机质类型以Ⅰ型为主[8-9]，具有较好的生油条件。长垣南部油源条件优越，一方面长垣南部两侧的古龙凹陷和三肇凹陷是重要的生烃凹陷，通过侧向运移为长垣南部储层供油，另一方面大庆长垣南部本身的青一段泥岩也较厚，为60～93m，平均为75.8m，镜质体反射率一般大于0.7%，处于成熟阶段，而且，其青一段烃源岩夹持在上部青二、三段泥岩与下部泉四段渗透性砂岩层之间，因此有利于发生倒灌运移形成上生下储式成藏组合。同时，青二、三段与青一段共同组成长垣南部的区域性盖层，这为本区的油气成藏起到了良好的保存作用。

1.3 沉积储层特征

松辽盆地泉三、四段沉积时期，气候较为干旱，盆地构造沉降相对稳定，地形平缓，盆地周缘河流体系十分发育，向坳陷中心部位汇集，因而在整个盆地范围内形成了广泛河流相沉积[10]，本区主要受控于来自盆地东南部的河流沉积体系。扶余油层整体处于基准面上升期，自下而上河道沉积作用逐渐减弱，河道厚度、河道相域分布面积逐渐减小，由多期叠置的曲流河道逐渐变为孤立的网状河道和分支河道。FIII层段以典型厚层曲流河沉积为主，河道厚度较大，横向展布范围较宽，决口扇较发育；FII主要为典型曲流河沉积，发育规模中等的决口扇沉积；FI3主要为网状河沉积，靠近物源方向以典型曲流河沉积为主，发育规模较大的决口扇沉积；FI2主要为分流河道沉积，靠近物源方向以部分曲流河沉积为主，决口扇沉积逐渐消逝；FI1主要为水下分流河道沉积，席状砂广泛发育。

由沉积相决定本区扶余油层最有利的储集砂体是曲流河点坝、网状河和分流河河道砂体。由于当时河流相非常发育且河道改道频繁，各类砂体相互叠置，连通性总体较好。不同沉积类型砂体的规模和物性有一些差异：曲流河砂体规模最大，孔隙度6%～16%，平均12%，渗透率0.03～3mD，平均1mD；网状河砂体孔隙度6%～18%，平均11%，渗透率0.04～3mD，平均0.7mD；分流河道砂体孔隙度4%～18%，平均10%，渗透率0.05～2mD，平均0.5mD；决口河道砂体孔隙度4%～12%，渗透率0.05～2mD；决口扇和席状砂体孔隙度一般小于10%，渗透率小于0.1mD。可见本区网状河道砂体和曲流河道砂体由于规模大，物性好，与排烃断裂切割的概率大，易于形成优势运移通道和岩性类油藏。

1.4 油藏类型

大庆长垣南部受控于东南部物源，青一段源岩成熟，剩余压力较大，油气下排和侧向运移共同作用，基本上所有井都有油气显示，属于大面积普遍含油，但受构造、砂体及物性等因素影响油气分布有较大差异，油气集中分布在扶余油层组顶部，只有在构造高部位油气下排深度较大，可达到扶二、扶三油层组。由于区内发育近南北向断裂带，断裂带之间发育一些东西向、北西向的调谐断裂，沟通两侧油源与砂体，近南北向展布排烃断层与扶余油层砂体空间上的切割关系一般表现为顺切型，排烃断层的走向与砂体走向相同或交角小于45o，这种类型的匹配关系使排烃断层与砂体的接触面大，排烃效率高，有利于形成优势运移通道；而油气运移路径上的反向断层又对油气起到了较好的遮挡作用，因此区内扶余油层油气成藏是油源、构造、断层与河道砂体四位一体共同控制的，其主要油藏类型就是构造背景下的岩性、断层—岩性和构造—岩性油藏（图2）。

2 圈闭的圈定

根据扶余油层成藏特征及油藏类型分析，针对不同构造类型和砂体展布以扶余油层FⅠ1、FⅠ2、FⅠ3砂层组为例开展圈闭圈定优选评价工作：首先在扶余油层顶面构造图上依据构造幅度、构造等高线及断层等因素圈出构造圈闭范围；而后将不同层位沉积河道平面分布图与砂岩厚度等值图叠合，以6～8m砂岩厚度等值线作为岩性圈闭下限进行岩性圈闭圈定；最后将构造圈闭范围与岩性圈闭范围叠合确定构造—岩性圈闭，只符合一方面条件的定为推测圈闭。

最终在FⅠ1油层组优选圈闭25个，在FⅠ2油层组优选圈闭19个，在FⅠ3油层组优选圈闭18个（图3）。

3 圈闭评价

3.1 圈闭地质评价

针对圈闭的复杂条件进行详细分析优选，最终针对5个大方面，12个小方面进行系统统计、计算和评价，5个大方面为圈闭条件评价、油源条件评价、储层条件评价、保存条件评价以及配套史条件评价。

（1）圈闭条件评价主要针对圈闭落实程度、砂体类型、砂体面积和构造类型来综合评价（表1）。根据每个条件对圈闭的贡献程度给出相应的权值，对之前优选的62个圈闭分别赋值完成后计算圈闭条件评价系数P1，进而开展圈闭条件综合评价。

表1 圈闭条件评价标准（P1）

表2 圈闭油源条件评价标准（P2）

（2）圈闭油源条件评价主要针对源储距离、输导通道类型、断层与主应力方向夹角、断距、构造势和地层压差来综合评价（表2）。

（3）圈闭储层条件评价主要针对储层厚度和孔隙度来综合评价(表3)。

（4）成藏地质条件分析可见研究区保存条件和配套史条件良好，都可看作1，因此不需要单独建立标准。

在以上各圈闭条件评价的基础上，运用风险概率法进行圈闭地质评价[5]。这种方法是把油源、圈闭、储层、保存和配套史等5项石油地质条件看成是相互独立又缺一不可的，圈闭含油气性的概率等于5项条件概率的积：

式中：P——圈闭含油气概率；

pij——各子项地质因素评价系数，0≤pij≤1；

qij——各项地质因素取权值

应用这个方法分别计算62个圈闭的地质评价系数，从而进行地质综合评价。

表3 圈闭储层条件评价（P3）

3.2 圈闭资源量评价

应用体积法计算每个圈闭的潜在资源量：

式中：Q——预测圈闭资源量，104t；

A——圈闭含油面积，km2；

H——油层有效厚度，m；

D——单储系数，104t/km2·m。

长垣南部单储系数取储量计算所得值3.86×104t/km2·m。

3.3 圈闭综合评价

圈闭综合排队是根据地质评价系数和单个圈闭资源量的大小来进行的。首先将每个圈闭资源量数据进行归一化处理，即算出圈闭资源量评价系数，然后进行圈闭排队系数的计算：

p——圈闭地质评价系数，0≤p≤1；

k——圈闭资源量评价系数，0≤k≤1；

lnQi——任一圈闭资源量对数值。

R值越小，表示圈闭资源量获得成功把握性越大，排队名次就越靠前。与实际钻井油气显示情况相结合，总结出分类标准：Ⅰ类圈闭：0＜R≤0.4；Ⅱ类圈闭：0.4＜R≤ 0.6；Ⅲ类圈闭：0.6＜R ≤ 0.8；Ⅳ类圈闭：R＞0.8。

4 结论

(1)通过对成藏地质条件分析可见区内扶余油层油气成藏是油源、构造、断层与河道砂体四位一体共同控制的，其主要油藏类型就是构造背景下的岩性，断层—岩性和构造—岩性油藏。

(2)结合成藏地质条件，通过葡南地区扶余油层圈闭评价分析得出Ⅰ类圈闭：9、16、18、32、51、52、54共7个；Ⅱ类圈闭：3、6、7等共18个 ；Ⅲ类圈闭：2、4、5等共24个；Ⅳ类圈闭：1、20、21等共13个。其中Ⅰ类和Ⅱ类圈闭为目前勘探部署的主要优选区，其次为Ⅲ类圈闭。在砂体发育、物性较好的优选区内可以形成一定范围的商业聚集。