松辽盆地南部大冷断陷基本油气地质条件分析

于 雷

（中国石化东北油气分公司，吉林 长春 130021）

0 引言

大冷断陷位于松辽盆地南部西南隆起区呈北东走向，在彰武断陷西北方向约10 km处。其面积大约230 km2，自下而上沉积了义县组、九佛堂组、沙海组、阜新组共4套地层，沉积地层最大厚度为3 200 m。2011年，在“早期深埋生烃，后期抬升剥蚀，油气有效保存”成藏理论的指导下，在面积约150 km2，基底埋深约2 000 m的彰武断陷中钻探的彰武2、3井在九佛堂组获得工业油流，实现勘探重大突破。因此加强对具有类似地质条件的大冷断陷的油气地质条件的评价研究十分必要。笔者利用现有的资料对大冷断陷的石油地质条件进行分析，并且跟彰武断陷情况作对比，找出二者之间相似和不同之处。本地区研究存在的主要问题在于相关资料相对比较少，认识不够深入，不过随着该区工作不断的开展和推进，大冷断陷作为下一个松南油气突破区将成为现实。

1 构造特征

大冷断陷为东断西超的地堑式结构（图1）。根据地震剖面反射波组特点，推断东西断陷间隆起为火山侵入所致，是断陷形成后的火山喷发的结果。大参1井九佛堂组岩屑以火山砾石为主，也表明该断陷周围火山发育。控陷断裂主要活动时期在九佛堂组—沙海组沉积时期。断陷构造西侧地层上倾显著，属于晚白垩世的改造作用，地层褶皱强于周边各断陷［1］。

大冷断陷呈北东向展布，与彰武断陷走向一致，且相互临近，表明它们具有类似的形成和演化过程。断陷沉降东侧地堑强于西侧，主体沉降区在东侧地堑中。断陷面积260 km2，九佛堂组和沙海组分布范围接近。其充填特征与彰武断陷相似，且与彰武断陷一样有着断陷期地层发育，坳陷层不发育的特点。

从大冷断陷东西向二维地震剖面可以看出（图1），火山岩两侧沉积地层基本为等厚沉积，虽然受后期火山岩侵入影响较大，但靠近火山岩体两侧地层并没有明显减薄的趋势，表明大冷断陷是在九佛堂组、沙海组等主要断陷期地层沉积结束以后才受到火山岩后期侵入影响。

所以从大冷断陷的构造图（图2）可以看出，大冷断陷早期应该为一个完整的断陷，受后期火山岩侵入影响变成现今被火山体分割开来的2个断陷。

图1 大冷断陷F线二维地震剖面图

图2 大冷断陷九佛堂组顶面构造图

2 构造演化

大冷断陷与彰武断陷等其他松南诸小断陷相似，构造发育及演化大致分为5个阶段。

2.1 裂陷萌发阶段

义县组沉积时期，断陷处于裂陷期前阶段。由于周缘地区深大断裂的活动，整个断陷及其周围喷发了厚层的火山岩，分布广，并且可能形成了高低起伏的地貌，发育有一些小型的堰塞湖（义县组火山岩中有碎屑岩夹层）。

2.2 初始裂陷阶段

九佛堂组是在区域性广泛分布的义县组基础上发育起来的。在九下段沉积时期，断陷东侧的控陷断裂迅速活动，形成了分割的小型湖盆。由于断裂活动强烈，伸展量大，伸展速率快，湖盆迅速汇水并且达到半深—深水环境。由于湖盆小、相带窄，沉积物可以进入断陷中央的洼陷部位。形成的断陷中央地层厚度明显大于断陷边缘部位。九下段晚期断裂活动周期性有所减弱，湖盆一度淤浅。

2.3 快速裂陷期

九佛堂组上段初期湖盆出现了一个沉积和沉降相近的稳定构造活动阶段，发育有厚度较大的扇三角洲的沉积。构造伸展进一步发展，导致基底不同断块发生显著的差异升降与掀斜作用，形成一系列的地堑、地垒及箕状断陷。中晚期，断裂活动陡然增强，达到盆地的快速裂陷阶段。晚期构造活动终止，尽管在断陷的深部，九佛堂组都出现了一定的剥蚀，但是该时期没有表现出地层的强烈变形和褶皱，断陷显示出平稳的升降，可能是湖泊的汇水能力减弱，区域性出现盆地外泄的结果。

2.4 裂陷发展阶段

沙海组沉积时期为断陷的发展阶段，表现为断裂活动比较平稳，断陷重新汇水并且逐步形成湖泊。但是断陷的控陷断裂控制作用依旧明显，沉降中心也有良好的继承性。只是湖水再也没有达到九佛堂组沉积时期的深水环境。

2.5 裂陷衰减阶段

阜新组沉积时期为断陷的萎缩阶段，阜新组沉积时期已经基本上没有湖泊存在，断陷已经平原化。断陷结构已经开始具备坳陷的一些特点。

这种早期深埋成烃、后期抬升改造的构造演化特征使油气系统得到了有效的保存，这种理论已经在彰武断陷的勘探工作中得到了很好的验证。

已经有了坚实的理论基础作为指导，那么大冷断陷的勘探潜力到底怎么样？2011年本着建立大冷断陷地层层序，查明断陷下白垩统烃源岩发育情况及其生烃潜力的钻探目的，在大冷断陷深洼部位部署了第一口参数井——大参1井。

3 地层特征

经过大参1井钻探证实，大冷断陷地层与彰武断陷相似，以断陷期地层为主，坳陷期地层剥蚀殆尽。层序及岩性组合主要为陆相碎屑沉积的砂泥岩互层。钻井揭示自上而下钻遇第四系、阜新组、沙海组、九佛堂组、义县组，见表1。

4 烃源岩特征

大冷断陷目前钻探大参1井，九佛堂组揭示了非常厚的烃源岩，达405.6 m，暗地比为47.44%，彰武断陷暗地比平均为59%，平均厚度为500 m左右。平面上呈狭长条带状，厚度最大处位于东侧断陷靠南的洼陷内，大参1井正处于沉积中心，西部洼陷烃源岩厚度较薄，预计最厚处在50 m左右。大冷断陷沙海组烃源岩也较厚，大参1井统计为190.12 m。在松南诸小断陷中，大冷断陷的烃源岩厚度仅次于彰武断陷。

大冷断陷大参1井钻探证实，在九佛堂组1 152～1 269 m和1 385～1 552 m发育两套暗色泥岩。地化录井显示1 385～1 552 m井段样品有机碳分布范围为0.7%～6.5%，平均值为3.43%；PG值为1.3～23 mg／g，平均值为11.6 mg／g。总体评价有机质类型为I型。在1 152～1 269 m和1 305～1 331 m的样品指标虽然不如1 385～1 552 m好，但都可以达到好烃源岩标准。彰武断陷样品有机碳分布范围平均为3%，PG值为0.35～61.46 mg／g，平均值为19.25 mg／g［2］。

表1 大冷断陷与彰武断陷钻井揭示地层对比简表

大冷断陷实验室样品地化分析显示沙海组烃源岩平均有机碳为2.52%，九佛堂组更好，平均为3.67%；沙海组3个样品生烃潜量平均为1.15 mg／g，生烃潜力一般，而九佛堂组4个样品平均值达到12.14 mg／g，九佛堂组明显优于沙海组。九佛堂组烃源岩的有机质类型以I型和II1型为主，类型好。另外，成熟度较高，九佛堂组平均达到0.92%，已经进入成熟演化阶段。彰武断陷九佛堂组Ro分布频率最高区间在0.7%～1.0%之间，两个断陷在成熟度方面的比较相差不大。

大冷断陷有机碳含量最高，丰度高区平均达到3.26%，属于很好的烃源岩；沙海组烃源岩虽然有机碳含量也不低，大冷断陷亦达到2.0%以上，但由于其类型为II2型到III型，生烃潜力不高，因此综合评价为一般烃源岩。彰武断陷丰度最高达到3.5%以上，平均值为2.5%左右（如表2所示）。

表2 大冷断陷与彰武断陷地化指标对比表

2012年新钻探的大冷1井其钻探情况同样证实九佛堂组存在着非常好的烃源岩，有机质类型以Ⅱ1型和Ⅱ2型为主，总体达到成熟阶段。更多的分析化验资料正在处理中。

从地化指标上看来，大冷断陷烃源岩指标要比彰武断陷稍微差一些。

对大冷断陷的烃源岩厚度、烃源岩有机碳、现今成熟度以及烃源岩有机质类型进行分析，并将其作为计算生烃量的基础数据。由于对大冷断陷沙海组烃源岩研究不深入，均只针对九佛堂组烃源岩计算，通过和彰武断陷资源量（1.087×108t）对比计算后得到大冷断陷层资源量为0.47× 108t［3］。

5 储层特征

大冷断陷为东断西超型盆地，从地震剖面上追踪大冷断陷的物源方向来自东侧。

主要目的层为下白垩统九佛堂组，储层岩性以砂砾岩、砾岩为主，夹薄层细砂岩等。据实钻临井大参1井资料统计，九佛堂组储层孔隙度在4.5%～17.9%之间，渗透率为0～84 mD，为中低孔低渗型储层。

实钻大参1井1 305～1 333 m发育28 m的灰黑色、黑色泥岩，这与1 355～1 385 m段视厚30 m的油气显示段形成良好的储盖关系。大冷1井与大参1井在该层段具有相似的泥岩反射特征，可作为5号砂体良好的盖层。

大冷断陷主要为自生自储型的成藏模式，据实钻大参1井油气显示段1 385～1 537 m岩性主要为灰黑色、黑色泥岩，是上端1 355～1 385 m油气段的烃源岩，1 305～1 333 m发育的近30 m的灰黑色、黑色泥岩是其良好的盖层，形成典型的自生自储型成藏模式。

此外，兼有下生上储、上生下储两种成藏类型。

6 圈闭特征

通过用人工合成记录和大冷断陷VSP速度测井，对层位进行精确标定发现大冷断陷中部暗色泥岩局部可连续追踪，并且分布稳定，地震反射特征总体呈平行且连续的席状密集反射特征。而在1 269～1 385 m井段，两套暗色泥岩中间夹着的砂岩呈现的是连续平行红色相位，弱反射特征，局部可连续追踪。通过对该套砂体的追踪，最终刻画出大冷断陷岩性圈闭，边界主要靠砂体尖灭线控制。大冷断陷岩性圈闭面积可达35 km2，高点埋深200 m，闭合幅度可达1 000 m，圈闭测网控制密度为2×2 km～4×4 km，由5条测线控制。地震资料品质较好，通过圈闭主体位置砂体形态清晰，圈闭落实程度可靠。

同时为了增加储层预测的准确性和精确性，对控制大冷断陷岩性圈闭的5条二维测线进行了反演处理。

经过对反演剖面精细的对比和分析，通过反演剖面砂体横向变化和特征的差异，大冷断陷的砂体一共可以分为5套（上段3套，下段2套）。下面对这5套砂体做简要的描述。

1号砂体。面积约12.2 km2，平均厚度约40 m，位于大冷断陷主要洼陷的西北高部位，从地震相、沉积相和反演剖面综合分析，应该是扇三角洲前缘反射特征，岩性应以细砂岩、粉砂岩为主，是下步勘探的有利方向。

2号砂体。面积约14.1 km2，平均厚度为40 m，位于主洼的东南方向，处于构造的低部位，靠近物源，以扇三角洲相为主，表现出物源供应充足、搬运距离不远、堆积速度快等特点。大参1井钻探证实，该套砂体以砂砾岩、粗砂岩为主。

3号砂体。面积约3.6 km2，平均厚度为40 m，位于主洼的西南部位。该套砂体是反演剖面上反演效果最好的一套砂体，砂体展布清晰，位于构造高部位。沉积相分析为扇三角洲前缘相。岩性推测以细砂岩和粉砂岩为主。

4号砂体。面积约10.8 km2，平均厚度为80 m，位于主洼西部，呈北东方向展布。该套砂体紧邻大冷断陷下部1 385～1 552 m处优质烃源岩，且砂体分布面积较广，厚度大，是下步勘探的有利方向。

5号砂体。面积约14.5 km2，平均厚度60 m，位于主洼的东南部，是大冷断陷5套砂体中面积最大的一套砂体。大参1井钻探证实，该套砂体主要以粗砂岩和砂砾岩为主。

7 结束语

大冷断陷具备优质的烃源岩并且分布范围较广，厚度较大。大参1井已见到多层荧光显示，说明大冷断陷是一个含油气盆地。随着以后对断陷研究的不断深入，相信大冷断陷作为下一个松南新区实现突破的小断陷已为时不远。

［1］赵洪伟，洪雪，刘玉华，等.2012.松南新区勘探潜力分析与目标评价［R］.长春：中国石化东北油气分公司.

［2］曾快相，张婷婷，于雷，等.2012.彰武油田九佛堂组新增石油控制储量报告［R］.长春：中国石化东北油气分公司.

［3］金之钧，张金川.油气资源评价技术［M］.北京：石油工业出版社，1999.