贝尔凹陷油成藏要素空间匹配关系及对油成藏的控制作用①

付 广 牟敦山

(东北石油大学黑龙江大庆 163318)

贝尔凹陷是海拉尔盆地贝尔湖坳陷的一个二级构造单元，位于贝尔湖坳陷的南部，是盆地内最大的一个凹陷，我国境内面积3 010 km2。其内发育有贝西、贝北、敖瑙海和希勒敖包4个洼槽，其间和边界发育有苏德尔特潜山构造带、不勒洪布斯断隆构造带、苏乃诺尔构造带、霍多莫尔背斜构造带、呼和诺仁鼻状构造带、乌兰诺尔东鼻状构造带和贝东斜坡构造带，如图1所示。该凹陷从下到上发育有基岩上三叠统的布达特群、上侏罗统的铜钵庙组、下白垩统的南屯组、大磨拐河组、伊敏组和上白垩统的青元岗组地层，如图1所示。迄今为止，贝尔凹陷已有28口探井获得了工业油流，10口探井见到了低产油流，充分展示了该凹陷油的潜在资源远景。然而，贝尔凹陷油分布于不同层位的储集层中，从基岩布达特群至大磨拐河组二段皆有分布，同时油在平面上也只集中分布在苏德尔特、霍多莫尔、呼和诺仁西南和敖瑙海洼槽西南4个地区。油的这种分布特征除了与其成藏条件的空间分布优劣有关外，更重要的是受到了其成藏条件空间匹配关系的影响。关于贝尔凹陷油成藏条件及模式前人已做过大量研究和探讨［1～16］，但主要是针对油成藏条件的静态分布和优劣的研究，缺少空间匹配关系的研究，这无疑不利于该凹陷油成藏机制和分布规律的深入研究。因此，开展贝尔凹陷油成藏条件空间匹配关系及其对油成藏控制作用研究，对于正确认识其油成藏规律和指导勘探均具重要意义。

1 成藏要素及其特征

油气勘探的实践表明，油气藏的形成是与多种地质因素相关的，烃源岩作为油气藏形成的物质基础是油气成藏不可缺少的条件，如果没有烃源岩即使其他条件再好，也无法形成油气藏;圈闭是油气富集的部位，不同圈闭类型具有不同的分布规律，而对于某种圈闭来说，具有其特定的分布规律，因此圈闭控制着油气分布的位置;油气的输导通道是油气由烃源岩到圈闭的路径，特别是对于源储不同层位的地区，油气输导通道尤为重要，本研究区即为该种情况，因此，该研究区输导通道也是油气成藏主要控制因素。因此，本文认为源岩、圈闭和输导通道是油藏能否形成与分布的关键因素，也是构成油成藏体系的最根本要素［17～19］。

1.1 源岩及其特征

油源对比结果表明，贝尔凹陷油主要来自南屯组发育的暗色泥岩。南屯组暗色泥岩发育，其中南一段暗色泥岩主要分布在贝西北和敖瑙海洼槽，最厚处可达150 m，如图2a所示。南二段暗色泥岩也主要发育于贝西和敖瑙海洼槽，最厚处可达到180m，如图2b所示，南屯组源岩有机质丰富，南一段源岩有机质碳含量高值区主要分布在贝西洼槽，其次分布在敖瑙海洼槽，最大值位于贝37井区及其以东一带，可达到3.5%以上，总体上凹陷西部和中部值较大，东部值较小。南二段源岩有机碳含量分布比较集中，高值区主要分布在贝西北和敖瑙海洼槽，最大值也位于贝37井区及其以东一带，由洼槽中心向边部有机碳含量逐渐减小。南屯组源岩有机质类型以Ⅱ型干酪根为主，见有少量Ⅰ型干酪根，南一段源岩有机质镜质体反射率主要为0.5%～1.3%，南二段源岩有机质镜质体反射率主要为0.5%～0.9%，均已进入成熟阶段，贝西北洼槽有机质演化程度相对较高，部分可达到高成熟阶段。由此看出，贝尔凹陷南屯组源岩应是有利的生油源岩。

由图3中可以看出，贝尔凹陷南一段源岩生油强度为0.05～3.35%t/km2，南二段源岩生油强度为0.05～1.85%t/km2，主要分布在贝西北洼槽，其次分布在敖瑙海洼槽西南地区，可以为贝尔凹陷油运移和聚集提供充足的油源。

1.2 圈闭及其特征

油钻探结果表明，贝尔凹陷聚集圈闭主要有2种类型，一种是基岩布达特群的裂缝圈闭，因为基岩布达特群地层时代相对较老，岩石压实成岩程度高，地层原生孔隙已失去储集油能力，只有断裂伴生和派生形成的裂缝才能形成储集油的空间，形成裂缝圈闭，这类圈闭分布主要受到长期继承性断裂的控制，如图4a所示。另一种主要是断层圈闭包括断块、断层遮挡和断层岩性圈闭，这类圈闭分布于南屯组和大磨拐河组二段中，主要受到主干边界断裂和反向边界断裂的控制如图4b、c、d所示。

1.3 输导通道及其特征

由于贝尔凹陷主要储油层布达特群和大磨拐河组二段与南屯组源岩并非位于同一层位，即使是与其位于同一层位的南屯组储层它们之间也往往被一套或多套泥岩层所隔，南屯组源岩生成的油要运移进入到这些储层中就必须穿过它们之间的泥岩隔层，因此断裂应是贝尔凹陷油运移的主要输导通道。地震资料解释成果表明，贝尔凹陷发育有早期伸展、中期走滑和晚期反转3套断裂系统。它们分别在南二段沉积时期、伊二、三段沉积时期和青元岗组沉积时期形成和活动。这3套断裂系统并非均能成为南屯组源岩生成油运移的输导通道，只有那些连接南屯组源岩和储层，且在南屯组源岩大量生排烃期活动的源断裂，才能成为南屯组源岩生成油运移的输导通道。该凹陷源岩生排烃史研究结果表明，南屯组源岩在伊敏组沉积晚期开始大量向外排烃(图5)。综合断裂活动时期与南屯组源岩大量排烃期可以得到贝尔凹陷南屯组源岩的源断裂应为晚期反转断裂系统。即从T5—T23断至T1的断裂，如图6所示。但由于不同储层与南屯组源岩之间位置不同，其源断裂类型也不相同。布达特群储层源断裂应为T5至T1的晚期反转断裂，南屯组和大磨拐河组二段储层源断裂应为过T23至T1的晚期活动断裂。由图4a中可以看出，南屯组源岩生成的油通过T5至T1的晚期活动断裂输导运移进入基岩布达特群裂缝圈闭中形成油藏。由图4b、c、d中可以看出，南屯组源岩生成的油主要是通过过T23至T1的晚期活动断裂输导运移至南屯组和大磨拐河组二段储层断层圈闭中形成油藏。此外不整合面和砂体对贝尔凹陷油运移可以起到辅助作用。

图3 贝尔凹陷南屯组源岩生油强度分布图Fig.3 Distribution of oil generating capacity of K1n source rock in Beir depression

图4 贝尔凹陷南屯组源岩与不同储层圈闭空间位置关系图Fig.4 Spatial relation between K1n source rock and traps in different reservoirs in Beir depression

图5 贝尔凹陷南屯组源岩排烃期与断裂活动时间匹配关系Fig.5 Matching relation between hydrocarbon expulsion stages of K1n source rock and fault activities in Beir depression

2 成藏要素空间匹配关系

油成藏主要要素的存在及品质优劣固然重要，但更重要的应是其在空间上的匹配关系，它控制着油藏的形成与分布。通过油藏解剖得到，贝尔凹陷油成藏3个主要要素在空间上的匹配关系如图4所示，该断陷南屯组源岩和不同储层裂缝圈闭和断层圈闭之间在空间上有4种匹配情况，第一种情况是基岩布达特群裂缝圈闭位于南屯组源岩侧上方，由T5至T1晚期断裂连接南屯组源岩和布达特群裂缝圈闭，如图4a所示，南屯组源岩生成的油通过T5至T1断裂侧向运移进入布达特群裂缝圈闭中聚集成藏，如苏德尔特布达特群的贝14、贝10、贝28、贝12、贝15、贝30、贝40和贝42井油藏和霍多莫尔布达特群霍12井油藏应属于此例子。第二种情况是南屯组断层圈闭位于南屯组源岩内部，二者之间主要过T23至T1的反向边界断层连接，如图4b所示，南屯组源岩生成的油通过T23至T1的反向边界断裂运移进入断层圈闭中聚集成藏，如霍多莫尔地区南屯组油藏和敖瑙海洼槽南屯组的希3、希5、海参5、希4、希2、希13和希X1井油藏应属此例子。第三种情况是南屯组断层圈闭侧向上远离南屯组源岩区，二者之间由过T23至T1断裂沟通的砂体输导通道连接，如图4c所示，南屯组源岩生成的油通过过T23至T1断裂沟通的砂体输导通道侧向运移进入南屯组断层圈闭中聚集成藏，如贝西斜坡区南屯组的贝301、贝302、贝3、贝13和贝19井油藏应属此例子。第四种情况是大磨拐河组二段断层圈闭位于南屯组源岩之上，二者之间由过T23至T1断裂连接，如图4d所示，南屯组源岩生成的油通过T23至T1断裂垂向运移进入大磨拐河组二段断层圈闭中聚集成藏，如霍多莫尔地区大磨拐河组二段的霍1、贝19、贝12、海参2和霍16井油藏应属此例子。

图6 贝尔凹陷南屯组油源断层与油气分布的关系Fig.6 Relation between distribution of oil source faults and hydrocarbon in K1n in Beir depression

3 对油成藏与分布的控制作用

通过油藏解剖以及油藏分布与成藏主要要素之间空间匹配关系研究得到，贝尔凹陷3个成藏要素空间匹配关系对成藏与分布具有以下3个控制作用。

3.1 南屯组源岩分布控制着油藏的分布

由图3中可以看出，贝尔凹陷目前已发现的油藏均分布在南屯组源岩区内或附近，如希4井附近和霍6井东北部油气田均分布在南屯组有效烃源岩内，霍8井东北部和贝9井北部油气田均分布在南二段烃源岩和南一段烃源岩的内部或附近。这表明，只有位于南屯组源岩区内或附近的圈闭，才能从南屯组源岩处捕获到丰富的油，有利于聚集成藏;否则其它成藏条件再好，也难以形成油大规模富集。

3.2 油藏均沿源断裂分布

由上可知，源断裂是贝尔凹陷油藏形成的主要输导通道。南屯组源岩生成的油沿着源断裂在向不同储层运移过程中，便会在源断裂附近形成裂缝圈闭和断层圈闭中聚集成藏，如图4所示，图4a中源断裂附近的布达特群裂缝圈闭即为油气富集区，图4b、4c和4d中油气垂向聚集的层位无论是南屯组内部(图4b和4c)还是南屯组上部(图4d)均富集在断裂附近。由图6中可以看出，贝尔凹陷目前已发现的油藏均分布在源断裂附近，如南一段的贝301、贝中和巴10井油气田以及南二段的贝13和贝中油气田均位于油源断裂附近，而远离源断裂之处无油藏分布，这充分说明源断裂分布控制着贝尔凹陷油藏形成与分布。

3.3 距南屯组源岩越近的圈闭越有利油藏形成

由图7中可以看出，贝尔凹陷油分布最多的层位是南二段，其次是布达特群，再次是铜钵庙组，最少为大磨拐河组一段。这是因为南二段储层距南屯组源岩最近，最易获得油进行运聚成藏，所形成油藏数量最多。布达特群储层位于南屯组源岩一侧，距离南屯组源岩相对较近，也有利于获得油进行运聚成藏，所形成的油藏数量较多。大磨拐河组一段储层距南屯组源岩距离最远，最不易从南屯组源岩处获得油聚集成藏，所形成的油藏最少。

图7 贝尔凹陷油层位分布Fig.7 Distribution of oil layers in Beir depression

4 结论

(1)贝尔凹陷油藏形成的3个成藏要素为南屯组源岩、裂缝及断层圈闭和源断裂。

(2)贝尔凹陷裂缝和断层圈闭与南屯组源岩在空间上有4种接触关系，第一种是布达特群裂缝圈闭位于南屯组源岩侧上方，由T5—T1源断裂连接;第二种是南屯组断层圈闭位于南屯组源岩内，由T23—T1源断裂连接;第三种是南屯组断层圈闭位于南屯组源岩区之外，由T23—T1断裂沟通的砂体连接;第四种是大磨拐河组二段断层圈闭位于南屯组源岩之上，由T23—T1源断裂连接。

(3)贝尔凹陷3个成藏空间匹配关系对油成藏的控制作用主要表现在以下3个方面:①南屯组源岩分布控制着油藏的分布;②油藏均沿源断裂分布;③圈闭距南屯组源岩越近越有利油藏形成。

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