松南地区改造型断陷盆地的勘探潜力——以彰武断陷为例

黄桂雄 （中石化东北油气田分公司，吉林 长春130062）

松辽盆地南部地区中生代以来发育了一系列断陷盆地，早白垩世为断陷沉积期，晚白垩世为拗陷沉积期，并以断陷期沉积为主。这些断陷盆地大小不一，其成盆期类似［1］，总体上受 NE向断裂控制 （图1），同时受EW向断裂的影响。主要发育早白垩世的义县组 （K1yx）、九佛堂组 （K1jf）、沙海组（K1sh）、阜新组 （K1fx）和晚白垩世孙家湾组（K2sjw），K1yx以火山岩夹少量火山碎屑岩沉积为主；K1jf以泥岩、凝灰质泥岩、油页岩夹砂岩沉积为主，为区域性烃源岩发育层和主力勘探层系。早白垩世晚期遭受强烈改造作用，发生大规模挤压抬升与剥蚀作用，K1fx及以上早白垩世地层大部分被剥蚀。晚白垩世沉积厚度薄，大部分缺少古近系和新近系，导致断陷埋藏浅，残存规模小，具有典型的改造型盆地的特点［2，3］。

彰武断陷位于松南断陷群的南部 （图1），是一个新发现的断陷，残存面积仅100km2，研究发现，彰武断陷具有 “早期深埋生烃，后期抬升改造，油气有效保存”的成藏特点，对该断陷的勘探表明，彰武断陷烃源岩丰度高，成熟度中等，保存条件好，其中彰武2井、彰武3井分别获得日产12．4m3和17．6m3的油产量，目前评价井也有多口井获工业油流，估算资源规模近亿吨。笔者旨在对彰武断陷含油气特征的深入解剖，发现其相关规律，为松南地区同类断陷的勘探提供参照。

图1 松辽盆地南部中生代断陷分布图

1 彰武断陷结构特征

彰武断陷位于松辽盆地西南隆起区，断陷结构呈箕状特征，平面呈椭圆形态，NE向展布，现今的断陷面积约150km2，断陷层最大埋深约3000m。早白垩世晚期断陷遭受较强烈的剥蚀，K1fx以上地层基本被剥蚀殆尽，保留地层自上而下包括K1fx、K1sh、K1jf、K1yx，断陷边缘地层剥蚀量大，上述地层均有不同程度的剥蚀 （图2）。

图2 彰武断陷结构特征图

彰武断陷最大沉降区位于中央的彰武3井东南，K1jf现今最大埋深为2200m。向断陷边缘部位迅速抬升并有部分被剥蚀。地层分布具有断陷中央厚、边缘薄，东侧厚、西侧薄的特点。埋深大于1000m的K1jf下段分布面积也不到100km2。但目的层厚度大，K1jf累积厚度达1800m，占现今断陷地层总厚度的60%。

2 彰武断陷油气成藏特征

根据彰武断陷深洼部位3口探井的地化分析资料，彰武断陷烃源岩具有厚度大、有机质丰度高、有机质类型好的特点。

主要目的层K1jf烃源岩最大厚度达800m，残余有机碳质量分数w（TOC）平均达到2．70%以上，最大值为8．63% （表1），有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ1为主，表明有机质主要来源于湖盆中低等动植物［4］。

对于这类抬升早、埋藏较浅的断陷，有机质是否成熟是油气富集的关键的影响因素之一。研究表明，烃源岩经历早期深埋生烃作用，其证据来自2个方面，一是根据彰武3井的埋藏史分析 （图3），单井模拟结果显示，彰武3井K1jf－K1fx连续快速沉积，沉积速率达到104m／Ma。K1jf底界埋深达到3000m，K1jf温度达到100℃。K1jf烃源岩在K1fx沉积期间进入成熟门限，在K1fx沉积末期其中下部烃源岩镜质体反射率Ro达到1%，K1sh底部烃源岩同时进入成熟门限，Ro达到0．5%。K1fx沉积末地层开始抬升剥蚀，地层温度降低，烃源岩演化停滞。

模拟结果表明，K1sh底部和K1jf上部烃源岩演化属于低熟阶段，K1jf下部烃源岩演化属于成熟阶段。K1jf和K1sh烃源岩存在一期生烃过程。

二是根据目的层获得的大量流体包裹体分析数据，与烃类包裹体同期的盐水包裹体均一温度分布在100～120℃之间，反映K1jf烃源岩有机质已经成熟，普遍进入生烃高峰阶段。

表1 松南地区彰武断陷K1jf烃源岩有机质丰度

图3 彰武3井埋藏史、热史演化示意图

3 彰武断陷油气保存条件

早白垩世末，受燕山运动Ⅲ幕影响，研究区发生了近NW向左旋挤压作用，地层遭受强烈的抬升剥蚀［5］，根据彰武1井声波测井资料计算的K1fx以上地层剥蚀厚度约750m，反映断陷改造强烈，对油气的有效保存带来巨大挑战，但从彰武断陷已发现的油藏分析，油藏含油饱和度高，地层水为氯化钙型，间接反映断陷在后期强烈改造的背景仍然具有良好的保存条件。

彰武断陷具有优异的保存条件与良好的区域与局部盖层条件密不可分，K1sh底部沉积一套湖沼相泥岩，分布面积广，厚度稳定，在早白垩世末期的抬升剥蚀中得以完整保存，为区域性盖层，K1jf上段泥岩既是烃源岩也是良好的盖层，厚度都在100m以上，既是断陷的区域性盖层，也是油藏的局部盖层。

图4 彰武断陷主要有藏类型示意图

彰武断陷虽在成盆期发育控凹断层及调整断层，但这些断层在后期挤压抬升过程中断层没有明显的反转，加之K1jf砂地比较低，可以预计断层始终处于闭合状态。因为已发现的油气藏以岩性油藏为主 （图4），同时已发现的油藏成熟度较低，原油具有较高 密 度 （0．9231g／cm3） 和 黏 度（160mPa·s），较 高 的 凝 固 点（26℃），一定程度上限制了油气运移距离，使得油气具有近源成藏的特点。

4 对松南地区其他断陷勘探的借鉴意义

松南地区共有大小断陷30多个，在过去20年的勘探中，经历多次反复，到目前为止，除陆家堡、奈曼、张强等少数较大断陷获得油气外，一直处于徘徊局面，主要原因是对松南地区现今残余面积小，目的层埋藏浅的断陷认识有限。2011年，在勘探面积仅150km2的彰武断陷勘探取得重大突破。研究表明，彰武断陷具有 “早期深埋生烃，晚期抬升改造，油气有效保存”改造型盆地成烃成藏演化特点，松南地区大部份断陷也具有类似特点，彰武断陷勘探认识和经验，对这些断陷勘探具有重要的借鉴意义。

5 结 语

根据改造型盆地 “早期深埋生烃，晚期抬升改造，油气有效保存”的成烃成藏演化特点，这类盆地的资源潜力取决如下关键要素：①烃源岩数量和质量是基础，松南地区已获得油气资源的断陷烃源岩厚，有机质丰度高，有机质类型均为Ⅰ型或Ⅱ1型干酪根，成熟度达到低熟－成熟阶段，其中成熟度是非常重要影响因素。②良好的区域与局部盖层是必要条件，改造型盆地在后期改造时盖层易受到剥蚀而导致油气散失，区域盖层得到有效保存是关键，松南地区大部分断陷K1sh下部煤系地层和K1jf上段泥岩盖层在后期改造时得以保留，为油气有效保存提供条件。

［1］云金表，罗傅清，李玉喜 ．东北地区中生代断陷盆地群构造演化与成油关系探讨 ［J］．石油勘探与开发，1994，21（6）：40～47．

［2］刘池洋，杨兴科 ．改造盆地研究与油气评价的思路 ［J］．石油与天然气地质，2000，21（1）：11～15．

［3］孔凡军，陈文学 ．改造型含油气盆地油气成藏研究进展 ［J］．石油天然气学报 （江汉石油学院学报），2010，32（1）：174～176．

［4］程克明，王铁冠，钟宁宁，等 ．烃源岩地球化学 ［M］．北京：科学出版社，1995．

［5］周建波，张兴洲，马志红，等 ．中国东北地区的构造格局与盆地演化 ［J］．石油与天然地质，2009，30（5）：530～538．