海拉尔盆地贝尔凹陷中部隆起带控藏因素及成藏模式

崔鑫 ，姜洪福 ，王运增 ，杨少英 ，齐林海

（1.核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室，北京 100029；2.北京大学地球与空间科学学院，北京 100871；3.中国石油大庆油田有限责任公司海拉尔石油勘探开发指挥部，黑龙江 大庆 163453）

0 引言

贝尔凹陷是海拉尔盆地主要的二级富油凹陷［1-3］，凹陷内断裂发育，多隆、多洼。凹陷中部隆起带属于典型的复杂断块带，发育苏德尔特、霍多莫尔等多个富油隆起带，且均有高产油气田发现［4］。中部隆起带的油藏勘探开发难度大，具有分布不均、形状不规则、厚度小、连续性差等特点［5-6］。前人对凹陷内隆起带的成藏规律研究多针对凹陷整体或某个特定的典型油田［4-5，7-8］，少有针对中部隆起带整体源岩特征、断层组合和砂体展布等主要控藏要素的分析研究。“分散”的生烃洼槽、破碎复杂的断块，造成中部隆起带独特的成藏模式和聚烃规律。为此，需要“化零为整”，针对整个中部富油隆起带开展源岩分析、砂体反演和断层刻画等成藏要素研究，以认清区域油气成藏特征、模式及规律。

本文从源岩分析入手，明确中部隆起带邻区主要次级洼陷的源岩特征及成藏贡献。利用三维地震刻画断层属性及空间分布，通过储层反演计算和等时属性切片，明确兴安岭组储层砂体的展布特征，结合勘探实际，分析研究区的成藏要素，总结成藏模式和聚集规律，从而服务油田的勘探开发。

1 地质概况

贝尔凹陷位于海拉尔盆地南侧，与蒙古国塔木察格盆地的南贝尔凹陷相邻，凹陷面积约为3 010 km2。受早期伸展作用和后期张扭作用的影响，凹陷内正断层和走滑断层发育。中部隆起带为一系列受“雁列式”走滑断层和边界正断层控制的NE—SW走向断块群（见图1），包括霍多莫尔构造带、苏德尔特构造带以及贝东断隆带。隆起带自南向北，由苏德尔特构造逐渐向霍多莫尔构造转化，中间被贝西次洼、贝中次洼和贝北次洼相隔，具有典型的“三洼两隆一斜坡”的构造格局（见图 1a）。

图1 贝尔凹陷构造纲要及综合地层柱状图

凹陷沉积地层包括侏罗系布达特组基底（J3b），白垩系兴安岭组（K1x）、铜钵庙组（K1t）、南屯组（K1n）、大磨拐河组（K1d）、伊敏组（K1y）、青元岗组（K2q），古近系呼查山组（Eh）及第四系地层（Q）［2，5］。兴安岭组发育在中部隆起带及邻区，主要岩性包括凝灰质砂岩、凝灰质碎屑砂岩和砂砾岩等（见图1b）。

2 控藏因素分析

2.1 烃源岩

凹陷中部隆起带被贝西、贝北和贝中3个次级洼槽包围，其中贝西洼槽面积250 km2，埋深超过6 000 m，是贝尔凹陷最大的生烃洼槽，也是中部隆起带的主要供烃中心。源岩层主要包括白垩系南屯组一段、二段（K1n1及 K1n2），大磨拐河组一段、二段（K1d1及 K1d2）。其中南屯组和大磨拐河组一段的排烃量最大，是本区主要的2套烃源岩，构成本区主要生烃层位［9-10］。

对典型井的有机质丰度及类型分析可知（见图2）：研究区主要门限深度约为1 400 m，排烃高峰深度在2500m左右，生油高峰深度为1800m；在1500～3000 m，随深度（h）增加，有机质丰度逐渐增高，这一深度主要对应南屯组泥岩地层。该结论与前人认识是一致的［9-12］。油气藏多分布在邻近贝西洼槽的中部隆起带，表明该含油系统对区域油气聚集成藏起着重要作用。

图2 贝尔凹陷南屯组烃源岩地化特征

2.2 断层

贝尔凹陷断裂活动期长、期次多［2，13］，从地震剖面可识别出4期断裂空间组合：1）铲式正断层；2）由低角度向高角度过渡的正断层；3）伸展量较小，但密集发育的高角度正断层；4）早期张性断裂发生构造反转的正断层，上部伴生发育逆冲相关褶皱及构造三角带。这些断层活动于南屯组和伊敏组时期，与该区南屯组源岩排烃期吻合［5］，形成了有效的油气运移通道。中部隆起带断层错综复杂，断面宽度大，断距横向变化较快，再加上后期的构造反转作用，使得地层弯曲变形，形成了众多的地垒、地堑、“阶梯状”断块带和“堑中隆”等构造。这种断隆构造与砂体组合形成了大量的断层-岩性圈闭和构造-岩性圈闭，从而有利于油气的聚集［13-14］。

2.3 砂体

通过属性切片和反演计算，对贝尔凹陷兴安岭组储层砂体展布特征进行了研究。研究区砂岩主要集中分布在东部和南部地区，与主要构造带走向一致。

兴安岭组沉积时期研究区主要为扇三角洲和辫状河三角洲沉积环境［11］，中部隆起带主要发育扇三角洲和辫状河三角洲前缘河道砂体及席状砂，储层物性相对较好，大型断裂控砂特征明显，这与反演结果一致（见图 3）。

兴安岭组砂层组具有层数多、平均砂层厚度小的特点。统计兴安岭组油层的近30口井，平均单井钻遇砂岩厚度约为100 m，层数约50个，平均单层砂岩厚度2.5 m左右。整体厚度呈现出东厚西薄的特点，砂体集中发育在隆起处和近断层的凹陷处，有利于油气的捕获成藏［12］。

图3 贝尔凹陷中部隆起带兴安岭组储层反演

3 成藏特征及模式

贝尔凹陷中部隆起带兴安岭组油藏主要分布在邻近次级洼槽断裂的上升盘，各构造带因构造部位的不同，油层分布差别很大。综合源岩、砂体和断层等因素，总结出3类主要成藏模式。

3.1 “侧向长距离式”油气运移

贝尔凹陷中部隆起带的主体构造带为典型的 “凹中隆”，发育大量的早期伸展断裂，复杂的断裂控制形成了大量的“垒堑”断块圈闭［15］（见图 4a）。断块内兴安岭组沉积时期为扇三角洲前缘沉积［11］，发育大量的有利砂体储层。油气成藏与断层密切相关，断层控制的高点油最富集。对B14井兴安岭组油源分析表明，油源主要来自贝西次洼及断块北侧的次级洼槽南屯组一段泥岩［9，15］。该井区是隆起带的构造高部位，发育大量的被断层错断的“断垒”构造。南一段源岩生成的油气沿断层、砂体和不整合面等通道从贝西次洼向远端断垒带兴安岭组砂体运聚，形成“侧向长距离迁移”的运聚成藏模式。

3.2 “阶梯式”油气运移

中部隆起带西侧发育大量“多米诺式”正断层，形成大量“阶梯式”正断层（见图4b）。油藏主要位于主生烃洼陷边界断层的上升盘，具有独立的油水系统。多数圈闭位于油气运移通道上，构造位置逐级增高。由于邻近贝西次凹主洼槽，油源条件好，致使该处断块储层含油层段多，油气充注饱满。该模式油气侧向运移距离不远，油气沿不整合或砂体横向迁移后，再沿着断层进行垂向分配，逐级运移，逐渐升高，形成阶梯状的油气运移路线。在靠近主生油洼槽，油源供应充足的情况下，兴安岭组含油状况主要受控于砂体发育程度，断层会对油的分布起调整作用［16-17］。

3.3 “源-储对接式”油气运移

中部隆起带东侧邻近凹陷内边界断层，这些断层多为成盆初期形成的生长断层［2，18-19］。巨大的断距使得南屯组烃源岩直接与兴安岭组储层侧向对接 （见图4c）。前人通过分析该区油井油样发现，油气主要来自Ⅱ2型干酪根，与北侧贝北洼槽Ⅱ1型和Ⅱ2型干酪根类型相符，证明两者具有较好的亲缘性［3，9，15］。说明兴安岭储层油气直接由邻近的贝北次洼供给，即油气主要通过边界断层侧向注入近断层的储层中，为“源-储对接”的单向成藏模式（见图4c）。

4 油藏滚动开发勘探方向

贝尔凹陷中部隆起带勘探工作应建立在对已知油藏成藏主控因素的分析和成藏规律的总结上。以该区的成藏模式为指导，向外围斜坡带或是次级洼陷地区的岩性和构造-岩性油气潜力区滚动。

图4 贝尔凹陷中部隆起带油气成藏模式

对于近断层的油气藏，成藏主控因素为断层的封闭性和储层分布特征，研究重点是断层特征评价和储层精细刻画2个方面。需要针对薄砂层集中发育段，利用断层封闭性评价方法确定封闭可能性较大的区域，然后在此区域内部开展河道展布的精细刻画，分析失利井原因，筛选有利的河道砂体，进行井位部署。

对于外围斜坡带或次级洼陷地区，应以 “孤立砂体”型油藏勘探为主，工作应集中在圈闭形态分析和储层分布特征研究上，充分利用现有地震资料和钻井资料，在薄砂层集中发育段开展叠前、叠后储层预测，尽可能提高预测精度，确定砂体储层的平面展布特征，并结合断层和地层产状等构造特征，筛选有利圈闭。

5 结论

1）贝尔凹陷中部隆起带油藏主要受控于源岩、砂体及断层。表现为：源岩控制油气近源成藏；砂体控制油气边界；断层形成大量“堑垒型”圈闭，同时控砂、控油气分布特征明显。

2）贝尔凹陷中部隆起带主要存在“侧向长距离式”、“阶梯式”和“源-储对接式”3种油气运移成藏模式。针对凹陷油气的滚动勘探，应在成藏模式认识基础上进行断层评价和砂体精细刻画：近断层的油气藏，应重点研究断层封闭性和储层精细描述；斜坡带或是洼陷内应以“孤立砂体”型油藏勘探为主，勘探工作应集中在圈闭形态分析和储层分布的描述上。