松辽盆地梨树断陷油气资源动态评价

张 玺，宋振响，徐 文，李忠博

(1.吉林大学 地球科学学院，长春 130061； 2. 中国石油化工股份有限公司 东北油气分公司 勘探开发研究院，长春 130062； 3.中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所，江苏 无锡 214126)

松辽盆地梨树断陷油气资源动态评价

张 玺1,2，宋振响3，徐 文1，李忠博1

(1.吉林大学 地球科学学院，长春 130061； 2. 中国石油化工股份有限公司 东北油气分公司 勘探开发研究院，长春 130062； 3.中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所，江苏 无锡 214126)

根据松辽盆地东南隆起区梨树断陷的最新勘探进展，结合地震、钻井、地化测试数据等资料，系统评价了梨树断陷烃源岩的有机地球化学特征，并分析了其展布特征及生烃潜力。利用盆地模拟法和油藏规模序列法，分别计算了区带资源量和预测了资源发现趋势，并对计算结果与三次资评进行了对比，分析了资源量变化的原因。

有机地球化学；烃源岩；资源量；资源评价；梨树断陷；松辽盆地

松辽盆地是在海西褶皱基底上发育形成的以中生界为主的断、坳叠置型盆地[1]。梨树断陷位于松辽盆地东南隆起区西南部，为一下断上坳、西断东超的箕状断陷[2]。受桑树台大断裂控制，断陷的沉降中心和沉积中心均位于西侧的桑树台深洼区[3-4]。梨树断陷是中国石化东北油气分公司油气勘探的重点区块之一，是目前松南勘探程度较高的地区，也是油气资源最富集的地区。经过近20年的勘探，特别近两年对梨树东南斜坡区及北部斜坡区的勘探，先后发现了9个油气田及多个含油气构造[5]，展示了该区具有良好的油气勘探前景。截至2011年底，梨树断陷累计探明石油地质储量4 435×104t，天然气地质储量193×108m3，三级储量已达到26 989×104t油当量。其储量发现与之前的资源量计算结果极不相符，这使我们需要重新评估前人的研究结果，主要是第三次资源评价的结果[6-10]。笔者应用高精度资源评价的新技术和方法，开展了该区新一轮的油气资源评价。

1 烃源岩展布及生烃潜力评价

1.1烃源岩展布

钻井揭示，梨树断陷在纵向上发育多套烃源层系：自下而上包括火石岭组、沙河子组、营城组及登娄库组，岩性主要为泥岩和煤系地层(煤、碳质泥岩和泥岩)。其分布主要受断陷盆地构造演化和沉积环境控制，而烃源岩的发育特征则受断陷规模、断陷持续时间及最大裂陷期裂陷强度的控制。沙河子组与营城组为区内主力烃源岩，平面上主要分布在桑树台洼陷、双龙次洼、苏家屯次洼和东部斜坡带(图1)，火石岭组与登娄库组烃源岩仅在局部地区发育，这与前人的研究成果是一致的[11-16]。

图1 松辽盆地梨树断陷构造区划

1.2生烃潜力评价

1.2.1 有机质丰度

从梨树断陷不同层位烃源岩有机碳含量分布直方图(图2a)上可以看出，不同层位烃源岩有机碳含量差别较大，其中沙河子组有机碳含量较高，大于0.5%的样品占到近80%，超过30%的样品有机碳含量大于2.0%，丰度较高；营城组32%的样品有机碳含量在0.5%～1.0%之间，53%的样品有机碳含量低于0.5%，丰度较低；登娄库组总体有机碳含量较低，其中71%的样品有机碳含量低于0.5%，深凹处SN76井样品的有机碳含量也达到2.0%以上；火石岭组4个样品均达到了有效烃源岩的标准，需要指出的是火石岭组样品较少，其生烃潜力还有待进一步的研究。

从氯仿沥青“A”含量分布直方图(图2b)上看，沙河子组55%的样品为非—差烃源岩，20%的样品为一般烃源岩，其余25%的样品判断为较好烃源岩；营城组68%的样品为非—差烃源岩，12%的样品为一般烃源岩，其余为较好烃源岩；火石岭组6个样品中2个样品判断为非—差烃源岩，3个样品为好烃源岩，剩下1个样品的氯仿沥青“A”含量大于1 000×10-6，判断为很好烃源岩；登娄库组68%的样品判断为非—差烃源岩，8%的样品为一般烃源岩，其余样品为较好烃源岩。

从梨树断陷不同层位烃源岩的 (S1+S2)与有机碳含量关系图(图3)上同样可以看出，沙河子组和营城组烃源岩有机质丰度高，生烃潜力明显优于火石岭组和登娄库组。

1.2.2 有机质类型

从图4中可以看出，从登娄库组到火石岭组，绝大多数样品的IH小于200 mg/g，这可能与源岩热演化程度较高有关，这可以从样品的Tmax值较高看出。有一部分样品的演化轨迹已达到此图版的末端，各类生油岩有机质曲线都趋向于合并为一条直线，失去了划分有机质类型的作用。总体上仍可以看出，梨树断陷烃源岩有机质类型均以Ⅲ型和Ⅱ2型为主，沙河子组及营城组少量样品表现出Ⅱ1型和Ⅰ型的特征。

图3 松辽盆地梨树断陷不同层位烃源岩(S1+S2)与有机碳含量判断源岩质量

图2 松辽盆地梨树断陷不同层位烃源岩有机碳及氯仿沥青“A”含量分布直方图

图4 松辽盆地梨树断陷不同层位烃源岩IH与Tmax划分有机质类型

有机岩石学方法确定烃源岩有机质类型的基本依据是有机组分(组)的种类及其相对含量，用这种方法确定的有机质类型受热演化程度影响较小，可以代表烃源岩的原始有机质类型。选取梨树断陷165个烃源岩样品(登娄库组26个，营城组101个，沙河子组34个，火石岭组4个)进行有机显微组分分析。根据我国石油天然气行业标准SY/T5125—1996，通过干酪根镜下统计各类显微有机组分含量的百分比，并乘以相应的加权系数，可以求得干酪根的类型指数TI值，再由不同取值范围的TI值得到相应的干酪根类型。从图5可以看出，梨树断陷烃源岩总体以Ⅲ型有机质为主，其次为Ⅱ2型，沙河子组及营城组少量样品表现出Ⅱ1型和Ⅰ型的特征，这与用IH-Tmax判断的结果一致。

1.2.3 成熟度

从图6可以看出，火石岭组3个烃源岩样品中有2个样品的Ro值大于2.0%，达到过成熟阶段，另外1个样品的Ro值为1.35%，也进入生气门限；沙河子组除个别样品的Ro值小于0.7%以外，多分布在0.7%～2.0%之间，处于大量生油气阶段，少数样品达到过成熟演化阶段；营城组有1个样品的Ro值在0.5%以下，11%的样品Ro值在0.5%～0.7%之间，处于低熟演化阶段，其余样品的Ro值均大于0.7%，多处于0.7%～2.0%之间，处于大量生烃阶段，个别样品的Ro值演化至2.0%以上；登娄库组有23%的样品Ro值在0.5%～0.7%之间，40%的样品在0.7%～1.3%之间，处于大量生油阶段，其余样品的Ro值均大于1.3%，进入生气阶段。

图5 松辽盆地梨树断陷不同层位烃源岩有机质类型分布直方图

图6 松辽盆地梨树断陷不同层位烃源岩热演化程度直方图

1.3烃源岩综合评价

沙河子组湖盆范围大，烃源岩在桑树台洼陷最为发育，最厚可达1 000 m以上，自西向东烃源岩厚度逐渐减小；有机碳含量变化范围在0.41%～5.18%之间，平均为1.48%；有机质类型主要为Ⅱ2-Ⅲ型，少量Ⅱ1-Ⅰ型；有机质成熟度变化范围较大，Ro值在0.5%～3.0%之间，全区普遍较高，沉积中心Ro值最高可达3.0%以上，自西往东成熟度逐渐降低。总体看来，沙河子组烃源岩沉积厚度大，分布广，有机质丰度高，类型也较好，应为梨树断陷的主力烃源岩层。

营城组沉积期湖盆范围进一步扩大，以深湖—半深湖相沉积为主，西部深凹烃源岩最厚可达1 500 m；有机碳含量分布在0.4%～5.54%之间，平均为0.62%；有机质类型以Ⅱ2-Ⅲ型为主，含少量Ⅱ2-Ⅰ型；成熟度变化范围较大，深凹处烃源岩Ro最大可达3.0%。综合看来，营城组烃源岩尽管有机质丰度不如沙河子组高，但其分布面积大，也有较好类型的烃源岩发育，且成熟度适中，也为梨树断陷仅次于沙河子组的主力烃源层。

火石岭组与登娄库组无论在湖盆范围、烃源岩厚度、有机碳含量、有机质类型、有机质成熟度等方面都较差，为梨树断陷的次要烃源岩。

2 资源量计算

对梨树断陷进行盆地模拟(埋藏史、生烃史、热史以及运聚模拟等)，关键参数的取值如下：岩性通过对单井砂岩、泥岩以及火山岩等岩性的统计混合得到；有效烃源岩根据源岩厚度(大于50 m)、有机碳含量下限(0.5%)、Ro(大于0.5%)综合确定；干酪根类型根据不同地区钻井实测样品数据确定，无井地区主要根据沉积相推测得到；有机碳恢复系数采用松南腹地有机碳恢复系数图版；产烃率图版采用松南腹地不同类型干酪根的产烃率图版[5]；排聚系数根据不同构造单元的烃源、储层、成藏等要素综合确定。在盆地模拟的基础上计算了梨树断陷的资源量，并通过模拟油、气向有利构造带上运移和聚集得到了不同构造带的油气资源量。另外，在收集三级储量数据的基础上，采用油藏规模序列法预测了潜在的油(气)藏规模、数量分布。

盆地模拟法中一个重要的技术参数是排聚系数，从松辽盆地油气地质条件分析，深层烃源岩的生油气高峰出现一般较晚，且当时的大部分圈闭已经形成。松南腹地位于松辽盆地中央地带，地质条件有利于对天然气的保存。基于目前最新的勘探和研究数据，充分考虑构造、沉积、岩性、时代等因素，并参考全国油气资源评价和前人关于排聚系数研究成果和取值范围[17-18]，梨树断陷按不同的构造区带进行打分评价，采用打分的方式分别得出不同次级构造单元的油、气排聚系数。

采用盆地模拟法计算了不同层位的生烃量和油气聚集量(表1)，计算结果显示梨树断陷生烃总量为442.68×108t 油当量，资源量为7.33×108t 油当量。其中沙河子组和营城组为其主力烃源层，两层生烃量合计达到409.22×108t 油当量，占生烃总量的92.4%，相应的资源贡献量也达到6.69×108t 油当量，占整个资源量的91.2%；登娄库组和火石岭组仅在局部地区发育较好烃源岩，其对应的生烃量和资源量均较小。从油、气的关系来看，本次计算结果显示油的资源量为2.94×108t，而气的资源量为4 393.86×108m3，气油比约为1.5∶1，这和梨树断陷烃源岩热演化程度普遍较高及干酪根类型主要以Ⅱ2和Ⅲ型为主、更倾向于生气是比较吻合的。

通过盆地模拟，梨树断陷油气资源量贡献大都在桑树台洼陷带上，资源量贡献为3.79×108t，占断陷总资源量的51.7%，这与该地区烃源岩厚度大、有机质类型较好是相符的；其次为中央构造带和东部斜坡带，资源量贡献合计达2.44×108t，表明这2个地区烃源岩生烃潜力也不容忽视；北部斜坡带、苏家屯次洼和双龙次洼也发育一定规模的烃源岩，累计贡献资源量为1.11×108t(表2)。

油气生成之后通过断层及不整合面的输导作用不断向物性好的部位运移聚集。通过设置一定的地质约束条件，模拟油气运移后的重新分配情况，根据运移模拟结果，结合地质认识，对各次级构造单元的资源量进行了合理的分配(表3)。苏家屯次洼由于受到皮家断裂的阻挡，基本为一个独立的油气运聚单元，油气资源贡献量即为该区的最终资源量，为0.26×108t油当量；北部斜坡带生成的油气一部分在原地聚集成藏，另一部分则向中央构造带的高部位进行运移，最终聚集的资源量为0.35×108t油当量；双龙次洼与北部斜坡带类似，一部分原地聚集，另一部分向中央构造带运移，最终资源量为0.11×108t油当量；桑树台洼陷带为资源量贡献最大地区，但其生成的油气除在原地聚集外，大部分都运移至中央构造带和东部斜坡带聚集成藏，其最终的资源量为1.52×108t油当量；中央构造带作为最有利的油气运移指向区，除接收本地生成的油气外，还聚集了来自桑树台洼陷、北部斜坡带、双龙次洼及东部斜坡带生成的油气，最终聚集资源量高达3.46×108t油当量，为梨树断陷最有利的勘探区；东部斜坡带生成的油气一部分向中央构造带运移，同时又接收来自桑树台洼陷生成的油气，其最终的资源量为1.65×108t油当量，为仅次于中央构造带的有利油气聚集带。

表1 松辽盆地梨树断陷不同层位烃源岩的生烃量及资源量

表2 松辽盆地梨树断陷各次级构造单元资源量贡献

表3 松辽盆地梨树断陷各次级构造单元资源量分配

除采用盆地模拟法计算了梨树断陷的资源量外，还应用统计法中的油藏规模序列法[19]进行资源量的估算。其基本要求是评价区带内至少有3个已发现的油气田(藏)，样本点越多，计算效果越好。结合目前的勘探实际情况及参数设置规范，分别对最大油藏规模、最小油藏规模和规模序列系数进行了相关设置(表4)。并对梨树断陷的油、气三级储量发现趋势进行了预测(图7)，预测结果表明，目前梨树断陷已发现的油气田储量与预测趋势比较吻合。

表4 油藏规模序列法预测资源量的相关参数设置

图7 松辽盆地梨树断陷石油、天然气三级储量预测趋势

经预测，梨树断陷原油为2.7×108t，天然气为3 769×108m3，总资源量约为6.47×108t油当量，小于用盆地模拟法计算的资源量值。其中，目前梨树断陷已发现(50～5 000)×104t储量区间的油田(藏)36个，三级储量为1.503×108t，预测还剩余65个油田(藏)，合计三级储量1.197×108t。至于天然气，梨树断陷已发现(5～600)×108m3储量区间的天然气田(藏)27个，折合三级储量1 740×108m3，经预测，还剩余95个该规模区间的气田(藏)，合计三级储量2 029×108m3(表5)。

3 评价结果分析

本次资评结果无论是生烃量还是资源量，均比三次资评有了较大幅度的提高(表6)，大了近一倍，并且三次资评的结果主要是以油为主，而本次资评结果显示油气比为 1∶1.5，以气为主，这与该断陷烃源岩演化程度较高是吻合的。分析本次资源量变化的主要原因是：(1)勘探的飞速发展，使得对盆地的认识进一步加深；(2)烃源岩分布范围和厚度都明显增大；(3)有机碳恢复系数的采用；(4)干酪根类型除之前人们认为的Ⅲ型和Ⅱ2型外，深洼处还发育Ⅱ1型和Ⅰ型干酪根；(5)增加了数据统计样本，有效地扩大了资料信息量，使统计分析样本更接近客观实际地质情况；(6)根据各构造区带成藏条件，对排聚系数分别赋值，使结果更加符合实际。

表5 油藏规模序列法预测松辽盆地梨树断陷三级储量结果

表6 松辽盆地梨树断陷资源量计算结果对比

4 结论

1)梨树断陷发育4套烃源层，其中沙河子组和营城组烃源岩分布范围广、厚度大，为本区的主力烃源层；有机质丰度相对较高，有机质类型以Ⅱ2、Ⅲ型为主，发育少量Ⅰ、Ⅱ1型有机质，成熟度多处于成熟—过熟演化阶段，以生气为主。

2)采用盆地模拟法分层位计算了梨树断陷的生烃量及资源量，结果显示梨树断陷资源量为7.33×108t 油当量，其中石油资源量为2.94×108t，天然气资源量为4 393.86×108m3；采用油藏规模序列法计算梨树断陷的资源量为6.47×108t油当量。

3)与三次资评相比，本次资源评价无论生烃量还是资源量均有了大幅度提高，这主要是由于随着勘探工作的进展，地质认识程度不断提高，参数的取值更接近于客观实际地质情况，从而使本次计算结果更为合理。

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(编辑韩 彧)

Dynamicevaluationofoil-and-gasresourcesofLishuFaultDepressioninSongliaoBasin

Zhang Xi1,2, Song Zhengxiang3, Xu Wen1, Li Zhongbo1

(1.CollegeofEarthScience,JilinUniversity,Changchun,Jilin130061,China; 2.ExplorationandDevelopmentResearchInstitute,SINOPECNortheastOil&GasBranchCompany,Changchun,Jilin130062,China; 3.WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,SINOPEC,Wuxi,Jiangsu214126,China)

Based on the latest exploration progress of the Lishu Fault Depression in the southeastern uplift of the Songliao Basin, combined with seismic, drilling and geochemical testing data, it was evaluated in this paper the organic geochemical features of hydrocarbon source rocks in the study area. The distribution characteristics and hydrocarbon generation potential of source rocks were also analyzed. By means of basin simulation and reservoir scale sequence methods, reserve amount was calculated and resource potential was predicted. The calculation results were compared with the previous evaluations, and the reasons for resource amount changes were discussed.

organic geochemistry; source rock; resource amount; resource evaluation; Lishu Fault Depression; Songliao Basin

1001-6112(2013)02-0224-07

10.11781/sysydz20130220

TE122

A

2012-06-05；

2013-01-07。

张玺(1971—)，男，高级工程师，从事石油地质勘探研究工作。E-mail：zxxxlzhy123@sohu.com。