松辽盆地南部深层火山岩气藏分布及成藏模式

王伟明，卢双舫，尚教辉，王立武，邵明礼

(1.东北石油大学，黑龙江 大庆 163318;2.中油吉林油田分公司，吉林 松原 138000)

松辽盆地南部深层火山岩气藏分布及成藏模式

王伟明1，卢双舫1，尚教辉1，王立武2，邵明礼2

(1.东北石油大学，黑龙江 大庆 163318;2.中油吉林油田分公司，吉林 松原 138000)

松辽盆地南部深层火山岩气藏已经逐渐成为油气储量的重要增长点。由于勘探程度较低，火山岩气藏的分布及模式研究还不够深入，在一定程度上制约了勘探的成效。在深入分析已发现油气藏的平面分布和纵向分布特征的基础上，总结了分区带东、中、西3个断陷带的成藏模式。在深化地质认识的基础上，总结火山岩气藏的分布，概括不同区带的火山岩气藏的成藏模式，进而指明火山岩气藏的勘探思路，为进一步落实一批大中型火山岩气藏提供依据。

成藏模式;气藏分布;深层火山岩;松辽盆地南部

引 言

松辽盆地南部深层火山岩气藏的勘探相对较为薄弱，直到2005年第1口针对火山岩勘探的长深1井获日产46×104m3/d的高产气流，才将勘探的主要目的层从碎屑岩转移到火山岩，将勘探重点从东部断陷带转移到中部断陷带，走出地质学家长期以来强调火山岩对油气成藏具有破坏作用的勘探误区［1］。同时，也预示着松辽盆地南部深层火山岩气藏已经逐渐成为油气储量的增长点。但是，火山岩气藏本身就是一种非常复杂的隐蔽性油气藏，其岩体分布形式多样，储集层的非均质性严重，含油性错综复杂，更具有特殊性和不确定性，从而增大了勘探的风险［2－5］。在过去的勘探历程中，松辽盆地南部深层3个断陷带的工作量分布不均，勘探程度差异较大，中、西部勘探程度很低，仍存在大量勘探空白区。因此，迫切需要在深化地质认识的基础上，总结火山岩气藏的分布和不同区带的火山岩气藏的成藏模式，进而指明火山岩气藏的勘探思路，为进一步落实一批大中型火山岩气藏提供依据。

1 火山岩气藏分布

松辽盆地南部深层断陷区发现的气藏类型多样，分布广泛［6－7］，目前发现规模较大的火山岩气田(藏)有长深1号气田、龙深1井区、双坨子气田等。这些气藏的富集层位和类型存在较大差异，反映出气藏的多样性和复杂性，在一定程度上制约了勘探的成效。为此需要剖析区内已发现的深层天然气的分布特征与类型，进一步深入剖析天然气的成藏条件。

1.1 天然气平面分布特征

目前，松辽盆地深层(火山岩)天然气的整体勘探程度较低，吉林探区勘探程度较高的主要是长岭断陷、梨树断陷和德惠断陷等。长岭断陷已发现的双坨子、大老爷府、伏龙泉、长岭1号、长岭2号和长岭6号等多个火山岩气藏在营城组一段至四段多套储层中也有分布。梨树断陷发现了四家子油气田，德惠断陷发现了农安气藏、布海气田和小合隆气田，王府断陷发现了小城子气田，近期在西部断陷带英台断陷的龙深1井区，火山岩天然气勘探又有所突破，展示出松辽盆地南部深层断陷的富气性。

深层断陷具有面积小、地层相带窄、变化快等特点，湖盆中心深而窄，烃源岩分布局限于断陷内部。在这种地质背景下，深层天然气的聚集受源控的因素加大。已发现烃类气藏均围绕烃源岩厚度高值区分布，受源岩控制明显。烃源岩厚度大、分布广的长岭断陷烃类气也最为富集。而CO2气藏多分布在远离烃源岩厚度中心的边部地区，且往往与深大断裂有关。如大房身油气田、茅山—四家子油气田、农安油气藏。另外，邻近深部断陷的一些老井(如扶101、扶201等)也在深部地层中见良好油气显示或明显气测异常。不同断陷内天然气碳同位素特征有明显差别，表明各断陷具有自身的生烃和成藏系统。这体现了断陷及源岩对深层油气成藏的控制作用。在断陷范围内，深层烃类气藏沿断裂成带分布。这与火山岩沿断裂发育以及断裂派生的裂缝及断裂内流体较活跃，使(火山岩)储层的储集物性变好有关。控陷断裂陡坡带是CO2富集的主要场所，沿断陷盆地的上倾方向，天然气重力分异作用明显，依次为混合气藏和烃类气藏，断陷边部长期发育的古隆起是烃类气聚集的重要场所，一般以次生气藏为主。

1.2 天然气纵向分布特征

受青山口组区域盖层及其下地层中断层发育情况的控制，松辽盆地南部深层从基底到泉头组的各个层位均获得了工业气流或气显示(表1)。

表1 松辽盆地南部天然气纵向分布

总体上看，深层天然气的分布具有以下2方面特点:①天然气种类多。既有烃类气藏，又有非烃气藏和二者混合气藏;②分布层位多。分布在泉一段、登娄库组、营城组、沙河子组及火石岭组及基底等多个层位，但主要富集在营城组火山岩和登娄库组碎屑岩中。

对已发现油气藏的分析，发现营城组火山岩气藏多为原生气藏，登娄库组碎屑岩多为次生气藏。值得注意的是，登娄库组的天然气藏类型较为单一，多数为烃类气藏，具有他源特征。作为运移通道的断裂在这类气藏的形成中起到了至关重要的作用。断裂发育的地区易形成该类气藏。如古隆起上部地层处于构造薄弱带，断层发育;后期强裂反转的地区断层也较发育。因此，该类气藏主要分布于古隆起上部地层和后期构造反转地层中。对于混源气藏，烃气大都富集在CO2气之上，这是由于二者分子量不同，混合后，分子量小、黏度小、吸附力弱的CH4更容易运移富集在气藏上部。

2 火山岩气藏成藏模式

火山岩气藏成藏模式是对气藏中的天然气注入方向、运移通道、运移过程、运移时期、聚集机理及赋存地质特征的高度概括［8－9］。只有弄清不同区带火山岩气藏的成藏模式，才能明确不同区带火山岩气藏的控制因素。

2.1 东部断陷带火山岩气藏

东部断陷带位于松辽盆地东南缘，呈北东向展布。断陷构造层形成于早白垩世的沙河子期和营城期，发育梨树、王府、榆树等多个单断式断陷。目前，已发现龙王、刁家、杨大城子、榆树等火山岩油气藏和布海－小合隆、小城子、农安、四家子碎屑岩气藏，气藏类型有烃类气藏和二氧化碳气藏。

东部断陷带天然气主要来自于深部断陷的沙河子组气源岩，其次为营城组烃源岩，生、排烃时间早，源岩类型以腐殖型为主，埋藏相对较浅，以成熟—高成熟天然气为主。受到砂体、断层、不整合面等复合输导体系的控制，天然气的运移路径较为复杂。东部断陷带的断陷规模比中部断陷带的长岭断陷小，沙河子时期，沉积相带相变快，烃源岩发育在控陷断裂的下降盘，并发育由上升盘的隆起区提供的碎屑物源形成的水下扇。营城时期，除发育大面积的扇三角洲外，火山活动频繁，发育规模不等的火山岩体，为天然气聚集提供良好的储集空间。水下扇砂体、不整合、断裂的组合使天然气平面运移距离变长，纵向上跨越层位较多。火山岩多发育于控陷断裂下盘，整体上位于有利生烃范围之外，靠近控陷断层附近深凹内生成的高成熟度天然气，沿着沙河子组断陷边部扇体的上倾方向运移至断层附近，气体沿断裂垂向运移，在断裂附近形成断层岩性、断块气藏。一部分天然气遇到不整合面则发生侧向运移，遇到构造高部位的断层，继续向上运移，在空间上构成了阶梯状运移方式。但是，晚白垩世的区域挤压作用使东南隆起区抬升，尤其是嫩江期末之后的长期持续隆起，导致坳馅构造层剥蚀严重，断陷构造层断裂发育，洼槽内烃源岩生烃中止，天然气的运移、聚集和分布更加复杂。在构造运动相对强烈的地区，原生的火山岩气藏再次通过断裂、不整合面进行侧向和垂向的调整，调整至新层位聚集，因此，目前所发现的营城组火山岩气藏，受到保存条件的限制，气藏规模有限，表现出残留气藏的特征(图1)。

图1 松辽盆地南部东部断陷带营城组火山岩烃类运聚模式

2.2 中部断陷带火山岩气藏

中部断陷带是近年来重点勘探的地区，相对于东南隆起，勘探、研究程度都较低，但总生烃量较大，具有良好的勘探前景。中部断陷带以长岭断陷为代表，目前已发现长深1号气藏、前神字井气藏、西西里格气藏、黑帝庙气藏等多个火山岩气藏和伏龙泉、双坨子、伏龙泉碎屑岩气藏，气藏类型有烃类气藏、二氧化碳气藏和混合气藏。

长岭断陷带发育多个生烃中心，主力气源层是营城组—沙河子组—火石岭组的暗色泥岩，营城组末期的主力源岩层普遍生烃，具有供烃时间早、持续时间长的特点。深部烃源岩生成的烃类沿输导层进行运移，输导体系为砂体－断裂－砂体的复合输导体系。继承性大断裂上盘发育的水下扇砂体根部与大断层接触，前缘呈指状与烃源岩充分接触。沙河子组烃源岩成熟后生成的烃类气体，优先向水下扇砂体运聚。

在断层活动停止的时期，烃类气体聚集在扇体内并达到饱和，伴随着断层的活动，扇体内的烃类天然气沿着断裂垂向运移至上部火山岩地层中。随着断层活动的停止，从烃源岩中运移至扇体内的烃类气体再次在砂体内聚集。也就是说，在断层活动时期，断层和砂体的有机配置构成了烃类气体垂向运移的良好通道。天然气的富集程度、规模与断裂附近火山岩储层孔洞、裂缝的发育程度有关。长岭断陷火山岩气藏的直接盖层是断坳转换期沉积的登娄库组底部泥岩，据统计，直接盖层厚度大于30 m，可以对气藏进行有效封闭。天然气早期充注火山岩气藏后，经历多次构造改造，在登娄库组和泉头组形成与断层、不整合面有关的次生烃类气藏。长岭1号气田和双坨子气田的天然气成藏就是这一模式的典型代表。受古隆起和断裂的控制，在构造高部位火山岩孔洞、裂缝发育带形成构造气藏，斜坡区主要受断层、岩性双重因素控制，形成以复合型断层岩性为主的火山岩气藏(图2)。

图2 松辽盆地南部中部断陷带营城组火山岩烃类运聚模式

2.3 西部断陷带火山岩气藏

西部断陷带比盆地其他断陷带的勘探程度更低，区内探井主要集中在洮南断陷和英台断陷。目前，气测显示较好的井主要是钻遇英台断陷营城组的英176井、龙深1井、龙深2井和龙深101井。断陷带的西部大部分探井揭示缺失泉头组、登娄库组地层。

英台断陷位于西部断陷带北部，是典型西断东超的箕状断陷。英台断陷的西边界是早期发育的五棵树断裂，东边界是早期发育的四方坨子断裂。断陷内沙河子组、营城组烃源岩较为发育，具有有机质丰度高、类型好、演化程度高等特点。受断陷形式的控制，西部剥蚀严重，盖层较薄，天然气很难大规模聚集，斜坡带上受后期反转挤压形成的断鼻状构造是天然气富集的有利场所。营城时期，大面积火山喷发，为天然气聚集提供良好的储集空间;沙河子时期为湖盆发育的鼎盛期，暗色泥岩发育，为天然气聚集提供充足的气源条件。由断层、储层、不整合面形成的复合输导体系，以垂向运移为主，侧向运移为辅，在火山岩发育的构造高部位聚集成藏，形成构造、构造－岩性气藏。天然气富集程度，取决于断裂附近火山岩孔洞、次生裂缝的发育程度。在断陷带西部，预测在断裂附近发育残留的断层、岩性等类型的火山岩气藏(图3)。

图3 松辽盆地南部西部断陷带营城组火山岩烃类运聚模式

3 结论

(1)火山岩气藏平面上紧邻烃源岩中心分布，纵向上分布以营城组原生气藏为主，其次是登娄库组次生气藏，规模较小。

(2)东部断陷带是以断层－不整合－断层组成的复合输导体系，气藏规模有限，多为残留气藏，发育构造－岩性、地层－岩性等多种类型气藏;中部断陷带以砂体－断层－砂体组成的复合输导体系，具有多个生烃中心，供烃时间早，持续时间长的特点，持续性近源供烃的优势与有利生储盖组合的配置，气藏规模大，发育构造、构造－岩性气藏;西部断陷带斜坡区的继承性鼻状构造隆起是天然气富集的有利场所，由断层－不整合组成复合输导体系，发育构造、构造－岩性气藏。

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Distribution and forming pattern of deep volcanic gas reservoirs in the south of Songliao Basin

WANG Wei－ming1，LU Shuang－fang1，SHANG Jiao－hui1，WANG Li－wu2，SHAO Ming－li2
(1．Northeast Petroleum University，Daqing，Heilongjiang163318，China;
2．Jilin Oilfield Company，PetroChina，Songyuan，Jilin138000，China)

Deep volcanic gas reservoirs have become an important growth point of oil and gas reserves in the south of Songliao Basin．The study on distribution and forming pattern of volcanic gas reservoirs is not thorough enough due to low degree of exploration．Based on in－depth analysis of the horizontal and vertical distribution characteristics of the reservoirs already discovered，three reservoir forming patterns are summarized for the east，central and west fault depressed zones．Based on deep geological understanding，the distribution and forming patterns of volcanic gas reservoirs are generalized to provide a thought for volcanic gas reservoir exploration．

reservoir forming pattern;gas reservoir distribution;deep volcanic rock;the south of Songliao Basin

TE122.3

A

1006－6535(2011)04－0035－04

20110112;改回日期20110122

国家自然科学基金“火山作用的生烃热效应定量表征”(40972101)

王伟明(1981－)，男，讲师，2004年毕业于大庆石油学院石油地质专业，2007年毕业于中国石油大学(北京)矿产普查与勘探专业，获硕士学位，现主要从事油气成藏教学及科研工作。

编辑 黄华彪