伊通盆地莫里青断陷古近纪断裂活动对基岩油气成藏的影响

李娜，吴欣松，刘旭武，张健

（1.中国石油大学（北京），北京102200；2.中国石油吉林油田公司，吉林 松原138000；3.中国石化胜利油田分公司，山东 东营257000）

基岩油气藏是以基岩作为储层而形成的油气藏。我国学者一般将其定义为年轻生油岩系底部不整合面之下地层中的油气聚集，当具有一定储集空间的基岩潜山直接与上覆有效烃源岩接触或者间接沟通时，就可能形成基岩潜山油气藏［1-4］。

截至2013年底，伊通盆地莫里青断陷钻遇基岩的探井共53 口，见油气显示的井13 口，对11 口井进行了试油，有2 口井获得工业油流，分别是位于马鞍山附近的伊18 井（日产油量11.4 t，日产水量7.25 t）和位于小孤山附近的伊2-15 井（日产油量1.5 t，不含水）。所有见油气显示的井均位于基岩顶面断裂带附近，说明断裂与油气成藏具有较好的相关性。

1 地质背景

莫里青断陷位于伊通盆地南端，地处吉林省境内，面积约540 km2。伊通盆地在构造位置上属于郯庐断裂带北延部分，为狭长的双断式盆地，由南至北可划分为莫里青断陷、鹿乡断陷和岔路河断陷3 个二级构造单元。盆地的形成与发展明显受郯庐断裂带多次运动的控制与制约，为典型的走滑拉分盆地［5-8］。研究区由北至南又可进一步划分为西北缘断褶带、马鞍山断阶带、尖山构造带、靠山凹陷、大孤山断阶带和小孤山斜坡带［8］。基底岩性主要为古近系花岗岩类，其次为变质岩系［9］。

研究区断裂活动主要发生在古近纪［8］，断块运动不仅形成古潜山构造，而且对其储层、圈闭及油气运聚都能产生积极的影响［10］。为此本次研究将在莫里青断陷古近纪断裂特征分析的基础上，探究断裂活动对基岩成藏产生的影响。

2 基岩顶面断裂特征及断裂体系划分

对盆地的构造特征及其演化的研究，是进行潜山成藏研究的重点部分［11-12］。断裂构造是研究区最主要构造类型之一，盆地发育的断裂规模不等、数量众多。剖面上（见图1），莫里青断陷以Tc为界，可划分为上下2 套断裂系统。下部断裂系统多终止于Tc界面，即在永吉组沉积之前，受新生代早期拉张作用，形成一系列断阶。下部断裂主要分布在小孤山斜坡和大孤山斜坡，断距一般较小。上部断裂系统多由万昌组底部断穿至基岩，分析上下不同地层被断开的断距，结合断层生长指数的变化（见表1），认为这一类断裂多为同生型断层，一般呈现为垂向断距较大的断阶带，多分布在马鞍山断阶带和小孤山斜坡带。

图1 莫里青断陷基岩顶面构造剖面

表1 莫里青断陷典型断层数据统计

从图2可以看出，莫里青断陷内存在2 组共轭断裂，即以NE—SW 与NW—SE 走向、近S—N 与E—W走向的2 组共轭断裂。结合剖面断裂特征，认为NE—SW 走向断裂发育时间较早，且持续时间较长，自始新统双阳组双一段沉积起到永吉组沉积末期均有发育，而近S—N 走向断裂主要发育在永吉组沉积之前。

图2 莫里青断陷基岩顶面断裂展布

3 断裂活动对基岩油气成藏的影响

3.1 基岩圈闭的形成与演化

伊通盆地晚古生代主要为海相沉积并伴有火山活动，中生代接受了侏罗纪—白垩纪陆相沉积，且岩浆活动活跃，形成大规模的侵入和喷出岩；白垩纪末盆地整体抬升，致使大部分白垩系被剥蚀；古新统盆地继续抬升剥蚀，部分石炭—二叠系地层出露地表；始新统盆地拉分，接受古近系沉积形成断陷盆地［13］。在基岩遭受了白垩纪到古新统的风化剥蚀后，形成了大量储集空间。自双一段沉积末期开始，基岩顶面以断阶为主要特征，分布在马鞍山、小孤山构造带，背斜分布在靠山凹陷及研究区北部；至双阳组沉积末期，基岩顶面虽然仍呈现为断阶构造，但仅分布在大孤山和马鞍山，背斜仅见于研究区北部；至永吉组沉积早期，基岩顶面的断阶构造形态又一次紧邻靠山凹陷出现，主要分布在小孤山、马鞍山构造带，另外在尖山构造带也出现地垒地堑形态；至永吉组沉积末期，基岩顶面的断阶形态移至大孤山、马鞍山构造带（见图3）。

不同的学者根据成因、岩性、构造、形成时期等提出了不同的潜山分类方案［14-17］。依据构造的形成与盖层沉积的先后关系，结合潜山圈闭的形态特征，莫里青基岩潜山可分为古地貌潜山、同生潜山、后生潜山3 大类，每一类依据不同的形态可继续进行划分（见图4）。其中，同生潜山是盆地中最有利于成藏的潜山类型，以与同生断层相伴生为特点，自基底一直受到同生断层的控制，处于相对隆起状态。随着不断沉积，隆起幅度不断加强，在盆地中主要环靠山凹陷分布在小孤山和马鞍山构造带，形态上可分为隆起、断块、地垒、地堑、断阶等。

3.2 油气运移通道的组合与分布

莫里青断陷基岩顶面发育大量断裂，其中只有那些连接源岩和基岩潜山且在源岩大量生排烃期活动的断裂，才能成为油气向基岩潜山运移的输导通道。研究区双阳组双一段暗色泥岩厚度可达250 m，直接覆盖在基岩储层之上，有机质丰度高、类型好［5］，于始新世中期至始新世末期进入成熟开始生烃，渐新世早期达到生烃高峰［18-19］。可见，在永吉组沉积时期活动的断裂可与烃源岩生排烃时期相匹配，该时期活动的断裂可作为有效的油气运移通道。如前所述，小孤山、马鞍山构造带在永吉组沉积时均有断裂活动发生。从油气显示上来看，有油气显示的井大部分集中在这2 个构造带，由此可见，断层在油气运聚成藏上起到了非常重要的作用。

图3 不同时期活动断裂及圈闭分布示意

研究区油气运移通道除断层外还有砂体和不整合面等。对于距离生烃凹陷较近的区域，基岩储层的上覆泥岩厚度一般比较大。例如马鞍山断阶带的F8，F10断层（见表1），断距一般小于泥岩厚度，使得下盘泥岩与上盘基岩储层侧向对接，当断层开启时，断层下盘泥岩生成的油气可以穿过断层直接进入基岩储层。对于距离生烃凹陷较远的区域，基岩储层上覆泥岩厚度一般较薄，例如小孤山斜坡带、大孤山断阶带、尖山构造带等（见表1）。这些区域发育的断层一般断距大于上覆泥岩厚度，生烃凹陷生成的油气一般通过不整合面或双阳组底砂体侧向运移至断层处，当断层开启时，便可沿断层向上运移至上盘基岩储层内，从而聚集成藏。这些断裂与不整合面、 砂体构成良好的阶梯状疏导体系（见图5）。

3.3 断裂活动对储层的改造

构造运动是基岩储层发育最主要的控制因素［20-23］。基岩储层受断裂的相互切割，产生大量的裂缝，裂缝不仅本身可以作为储集体，而且有利于风化剥蚀作用向潜山的较深层进行，从而有利于扩大储集空间［13］。根据岩心储集空间发育情况，结合测井资料，将研究区储层划分为4 种类型。其中Ⅰ类、 Ⅱ类为较好的储层类型（见表2）。观察岩心特征，可以发现岩性对储集空间的发育有着直接影响。较好的储层类型多为花岗岩和大理岩，而千枚岩一般储集空间发育较差，这与不同岩性的矿物组成密切相关。花岗岩中的石英和长石均为脆性矿物，容易发生破裂，同时长石可蚀变产生次生孔隙，大理岩中主要为碳酸盐岩矿物，易于溶解形成次生孔隙。当岩性相同，与断层距离的远近成为另一个影响储集空间发育的主要条件，距离断层越近，裂缝发育情况越好，裂缝密度越大，发育Ⅰ类、Ⅱ类储层的井与断层间的距离一般不超过500 m，而发育Ⅲ类和致密类储层的井与断层的距离一般大于500 m。另外，在裂缝发育的情况下，沿着裂缝可见次生溶蚀孔洞，说明裂缝的发育不仅起到了沟通孤立孔洞的作用，还大大提升了储层的储集空间。

图4 莫里青断陷潜山类型

从岩性来看，Y46 井和Y14 井都为灰白色花岗岩储层，但Y46 井为Ⅰ类储层，Y14 井为Ⅲ类储层（见图6）。其中，Y46 井位于马鞍山断阶带与小孤山斜坡带交界处，井周围有NE 向、NW 向2 组断裂发育，距离最近的断层仅250 m，岩心上多组裂缝发育，且沿裂缝伴生次生溶蚀孔洞；Y14 井位于尖山构造带，距离最近的断层约580 m，岩心表面可见麻点状次生溶蚀孔，溶蚀孔彼此独立。由此可见，在岩性相近的情况下，与断层距离的远近对储集空间的发育有一定的影响。

表2 典型井储层特征统计

图5 Y2-15—Y41—Y31—Y18-1—Y18—Y18-2—Y11 连井油气成藏模式

图6 岩心照片

4 结论

1）莫里青断陷古近纪断裂活动可分为多期活动和一期活动2 类。根据构造的形成与盖层沉积的先后关系，结合断裂活动对基岩圈闭形态的影响，将莫里青基岩潜山划分为古地貌潜山、同生潜山、后生潜山3 大类10 小类。多期活动断裂对应同生型潜山，这类圈闭由于烃源岩排烃时断层开启，具备有效的运移通道。

2）断层是研究区主要的油气运移通道，可与砂体、不整合面构成良好的阶梯状疏导体系。断裂活动对于基岩储层裂缝的形成有着重要的作用，距离断层越近，裂缝发育情况越好，裂缝密度越大，储集空间相对发育。

3）综合圈闭、油气运移、储层等条件认为，位于马鞍山断阶带和小孤山斜坡带的同生断阶潜山对研究区的基岩油气成藏最为有利。

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