梨树断陷苏家屯地区成藏条件及主控因素分析

李 阔，赵新宇，陈宏博

(1.中国石化东北油气分公司勘探开发研究院，吉林长春 130000；2.中国石化东北油气分公司四平采油厂)

梨树断陷苏家屯地区成藏条件及主控因素分析

李 阔1，赵新宇2，陈宏博2

(1.中国石化东北油气分公司勘探开发研究院，吉林长春 130000；2.中国石化东北油气分公司四平采油厂)

为探索苏家屯油气富集规律，通过对松辽盆地梨树断陷苏家屯次洼基本地质条件分析表明：苏家屯次洼发育沙河子组与营一段两套烃源岩，以半深湖暗色泥岩沉积为主，受桑树台断裂北段控制，主要来源于沙河子组烃源岩，与苏家屯东部断阶带上部储层形成近源侧向运移为主的自生自储型油气藏。研究认为苏家屯东部断阶带以曲家屯断裂带为油气输导主要路径，而其它断层多以封堵作用为主，主要呈现近源断块油气相对富集、沉积相带控制储层发育边界、砂体物性控制油气聚集层段的特点。

梨树断陷；苏家屯地区；成藏条件；圈闭；主控因素

多年勘探证实，梨树断陷从西北到东南发育3条SW-NE走向的断裂带[1-3]：皮家走滑断裂带、小宽走滑断裂带和秦家屯走滑断裂带，同时也是油气聚集带。对于发育于区域斜坡背景上系列圈闭油气聚集的基本原理，最早由加拿大石油地质学家 Gussow 所阐明，并称之为油气差异聚集原理[4]。梨树断陷带具备形成差异聚集的地质条件，然而梨树断陷北部斜坡带以西，苏家屯地区的勘探研究尚浅。自2011年以SW33X、梨2井在营城组首次获得工业油气流之后，2012年苏家屯区块投产24口，平均单井初期日产油2.3 t，未达到设计要求，方案被迫停止，油藏成了谜团。面对谜团，依据新开发的低效井，重新进行小层对比，油藏主控因素及富集带的研究工作发现：苏家屯地区主要油源来自沙河子组，而非营一段，同时上部营二段储层砂体单层厚度薄，连续性差；苏家屯东部断阶带富油区伴有大量近南北向断层，断层多发育在生烃前，断层上下两盘多发生封堵作用，呈现近源富集的规律。因而，对苏家屯地区成藏条件及主控因素分析尤为重要。

1 区域地质概况

苏家屯次洼位于梨树断陷北部斜坡带以西，发育于断陷沉积期，与梨树断陷主体相连，受区域构造运动和皮家断裂长期活动的影响，断裂较发育，近南北向桑树台控盆断层为一级断层，延伸较远，为断陷期长期活动的断层，控制了登娄库组以下地层的沉积；北东向皮家走滑断层为二级断层，控制了早期地层的沉积，对梨树断陷的构造格局的划分起着重要的作用，将苏家屯次洼与梨树断陷主体分割[5-7]。近南北走向的曲家屯断层(图1)为三级断层，将苏家屯次洼分为西部深洼带和东部断阶带。西部深洼带为受桑树台断裂和曲家屯断裂夹持的地堑式沉积，地层稳定，断裂不发育；而东部断阶带则发育一系列近南北向西掉四级正断层，断层断开层位T4-T5，将其分割为多断块。该次洼南部地层发育较全，向北受登娄库组沉积末期抬升影响，登娄库组地层被大量剥蚀，整体上表现为“南部双断地堑，北部东断西超”的构造格局。

图1 苏家屯次洼在梨树断陷的位置

苏家屯地区地处梨树断陷北部的上倾斜坡上，是主要的物源过路区，主要发育为滨浅湖与辫状河三角洲沉积体系[8-9]。沉积分上下两套层系，下部是上侏罗-下白垩统断陷盆地沉积，自下而上的地层为火石岭组(J3)、沙河子组(K1)、营城组(K1)、登娄库组(K1)；上部为上白垩统坳陷盆地沉积，发育了泉头组(K2)、青山口组(K2)、姚家组(K2)、嫩家组(K2)[9-10]，其中火石岭组、营城组、登娄库组末期经受三期整体抬升剥蚀。

2 成藏条件分析

2.1 油源条件分析

苏家屯地区紧临两个生油洼陷，桑树台洼陷与苏家屯次洼，其烃源岩主要发育于沙河子组和营城组，以半深湖相暗色泥岩沉积为主，全区广泛发育，厚度大于500 m。根据已钻井分析，该区在营一段钻遇的暗色泥岩占地层厚度70%以上，有机质丰富，烃源岩以III型干酪根为主，Ro为0.7%～0.85%，处于成熟阶段；沙河子组暗色泥岩占地层厚度90%以上，有机质丰富，烃源岩以II型干酪根为主，Ro在0.7%～1.3%，处于成熟阶段，部分进入了高成熟阶段，具有良好的生烃能力。苏家屯次洼部分地区可见混源油的特征，证实了沙河子组烃源岩是苏家屯次洼的主要生油岩。

2.2 储层条件

储集砂体储集物性的优劣主要取决于储集砂体所处的沉积相带，研究区的主力储层为营城组，营城组物源继承了沙河子组北东、西南双方向的物源特点，北部物源影响范围大，可波及到SW332以北的地区，西南物源主要波及到L2井以西地区。登娄库组西南物源消失，北东方向的物源与杨大城子物源汇合，形成范围更广的扇三角洲体(图2)。

图2 梨树断陷苏家屯地区营二段沉积相分布

从储层砂体平面分布来看，砂岩层在平面上分布不稳定,其厚度也不大。根据已钻井统计，储层较发育，尤其是营城组的营一、营二段，储层占地层的30%～50%。该区储层以细砂岩、含砾砂岩及含砾中砂岩为主，泥质含量较高，为孔隙式胶结，以原生粒间孔与次生孔隙为主，孔隙度一般在6%～15%，水平渗透率(0.03～0.139)×10-3μm2。属于低孔低渗储层。

2.3 储盖组合条件

苏家屯地区营城组，营二段上部、营三段、营四段主要以泥包砂特征为主，沉积厚度大，发育范围广，全区稳定分布，可作为区域盖层，与下部发育的砂岩储层形成良好的储盖组合，十屋30、十屋33X等钻遇的营城组的油藏都是这一组合特征。

2.4 油气输导条件

苏家屯地区油气输导条件为该区油气成藏的关键。研究区储层主要为辫状河三角洲砂体，发育水下分支河道砂体、河口坝及席状砂体，平面上叠合连片，砂体之间的连通性较差。东部断阶带发育多条顺向断层，其中以曲家屯断裂为主，切割至西部凹陷油源区，能提供良好的运移条件，梨2井营城组储层发育，但是没有成藏主要是因为断层不发育，储层与油源的沟通差。在断阶带的十屋33X等井都在营城组成藏，而在东部断阶带东侧油气显示效果较差，这是由于距油源较远，砂体沉积厚度薄，砂泥互层发育，断层多起封堵作用。

2.5 圈闭条件

受长期活动的基底及桑树台、皮家断裂的影响，苏家屯呈现一洼一断阶的构造格局[11]。火石岭组地层沉积时就存在的断阶带，一直处于继承性发育阶段；至泉头组地层沉积早期，断阶带断裂活动减弱，断阶带构造定型，进入稳定沉降时期。东部断阶带主要发育辫状河三角洲水下分支河道砂体、河口坝及席状砂体，受断层切割，形成断层-岩性圈闭；西部桑树台断层下降盘发育近岸水下扇沉积，储层较发育，向上受断层封堵，形成岩性-断层圈闭。

3 成藏主控因素分析

2011年，当时的认识是苏家屯地区断层发育，形成多个断块，发育多个断块构造油藏，认为主要是构造控制油藏的分布[12]。通过对苏家屯地区进行沉积体系研究、储层物性统计、油藏解剖等，认为该区的油藏是由多个因素控制的。

3.1 断层是油气成藏的关键

断层是控制苏家屯地区油气成藏的关键。研究区的烃源岩主要发育于沙河子组和营城组，营城组以营一段为主[13]，但是生烃能力较弱，单纯靠储层周围的烃源岩向砂体供烃是不够的，这也就是梨2井在营城组多套含油而没有成藏的主要原因。同时，通过2013-2014开发部署38口井，证实邻近曲家屯断裂的断块油气相对富集，平面上距曲家屯断层越近，油气富集、含油面积越大；纵向上距曲家屯断层越近，含油层增多。研究表明，苏家屯次洼东部斜坡带，靠近曲家屯断层多切割油藏，是油气纵向运移的良好通道，而油藏内部断层对油气具有封堵作用(图3)。

图3 苏家屯地区断层控油模式

3.2 储层砂体展布控制油藏发育边界

结合研究区主要特点，并考虑邻近曲家屯断裂的断块油气相对富集，重点分析储层砂体波及范围。营城组沉积类型为辫状河三角洲沉积，在苏家屯地区主要发育辫状河三角洲平原亚相和辫状河三角洲前缘亚相，储层主要以辫状河道、水下分流河道、河口坝为主，储层物性好，分布范围较大，虽然表现为在平面上连接成片(图4)，但是由于砂体被多条东西向断层切割，同时砂体内部物性的差异变化大，把砂体分隔成多个小的单元，形成多个小的油藏(图4)。

3.3 储层物性控制油气的富集层系

苏家屯地区含油层系主要集中于营二段下部，虽然受储盖条件的限制，但是储层的物性控制了油气的富集层位。表1是根据测井解释数据统计的营城组四个层段的所有小层的孔隙度、渗透率散点统计结果，油层的孔隙度一般大于9%，渗透率大于0.3×10-3μm2。从表1中可以看出，四个层段中，营二段储层的物性最好，所以，以营二段油气最为富集。

表1 营城组物性统计

层段孔隙度/%渗透率/10-3μm2营四段7．380．27营三段8．140．21营二段11．500．95营一段7．830．80

4 勘探方向及目标优选

苏家屯地区沉积以辫状河三角洲为主，由于受湖平面频繁升降变化影响明显，分流河道被反复废弃或者改道，难以形成稳定的分流河道砂体，砂体在湖流的作用下广泛分布，虽然厚度较薄，但连片分布，砂体之间的连通性差，形成单个的砂体圈闭。如果这些圈闭能够成藏，就必须有断层与油源沟通。所以在勘探部署时首先考滤到有效储层的分布范围，同时是否存在油源断层这些必要的条件。下步应积极探索曲家屯断裂带南部油气藏规模。

5 结论

(1)苏家屯次洼发育沙河子组与营一段两套烃源岩，主要来源于沙河子组烃源岩，而非营一段烃源岩，并与苏家屯东部断阶带上部储层形成近源侧向运移为主的自生自储型断层-岩性油气藏。

(2)苏家屯呈现一洼一断阶的构造格局，西部洼陷带断裂不发育；东部发育一系列近南北向断层，其中曲家屯断裂带切割沙河子组烃源岩，为油气主要运移通道，而其它断层未切割沙河子组烃源岩，多以封堵作用为主，同时油气富集规律平面上呈现近源断块储层丰度高，相带控制储层发育边界；剖面上呈现物性控制油气聚集层段，构造高度决定油水边界。

(3)有效储层砂体的平面分布是影响苏家屯地区油气聚集成藏的关键，下一步应在东部断阶带继续向曲家屯断裂南部滚动扩边，同时积极探索洼陷区环洼分布的近岸水下扇岩性-断层油气藏。

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编辑：吴官生

1673-8217(2015)02-0029-04

2014-10-22

李阔，硕士，1985年生，2012年毕业于长江大学矿产普查与勘探专业，现主要从事石油地质研究工作。

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