松辽盆地北部三肇凹陷卫星油田扶余油层油气富集规律

张英芝

安达市庆新油田开发有限责任公司，黑龙江 安达 151400

杨铁军

大庆榆树林油田开发有限责任公司，黑龙江 大庆 163000

松辽盆地北部三肇凹陷卫星油田扶余油层油气富集规律

张英芝

安达市庆新油田开发有限责任公司，黑龙江 安达 151400

杨铁军

大庆榆树林油田开发有限责任公司，黑龙江 大庆 163000

在油气藏类型及分布规律研究基础上，采用油气分布与成藏条件叠合分析方法，对松辽盆地三肇凹陷源外斜坡区卫星油田扶余油层油气成藏主控因素进行了研究。结果表明，扶余油层发育断层-岩性、岩性和断背斜3种类型油气藏，其中受储层连通性差和多方位断层分割影响，断层-岩性油藏为最主要类型。扶余油层油气成藏主控因素为：三肇凹陷向斜区青一段优质烃源岩提供了油气富集先决条件；北西向断层密集带边界断层组成油气运移优势通道；断层密集带两侧反向断阶圈闭为油气主要富集部位，其中背形圈闭反转系数越大含油性越好。最终建立卫星油田扶余油层“源-路-圈”控藏的源外斜坡区油气成藏模式：源内向斜区优质烃源岩供烃-近源斜坡区分流河道“桥连”油源断层输导-源外斜坡区断层密集带正向构造圈闭聚油。

源外斜坡区；成藏主控因素；成藏模式；扶余油层；卫星油田；松辽盆地

卫星油田位于松辽盆地三肇凹陷西北部，东邻升西向斜，南接宋芳屯鼻状构造，整体表现为大庆长垣向三肇凹陷倾没的东倾斜坡。研究区主要油气产层为下白垩统泉头组四段扶余油层。扶余油层形成于盆地坳陷期，受古地形平缓、古气候干旱和北部远距离强物源充填影响，发育了一套以河控浅水三角洲为背景的砂泥岩薄互层沉积体系[1]。三维地震资料解释成果表明扶余油层顶面发育多方位正断层，其中以北北东向和北西向为主，断层密度较大(0.82条/km2)，断层延伸长度规模较小(0～2.5km)，平面上呈密集条带状展布，剖面上为“V”或“Y”形对倾组合。研究区经历了早期区域勘探、中期圈闭预探和现今油藏评价3个阶段，目前已经钻遇了多口工业油流井。前人对三肇凹陷向斜区扶余油层油气成藏规律已经做了大量工作，在效源岩评价[2,3]、油气“倒灌”运移机理[4～7]、油气输导通道[8,9]和油气成藏模式[10,11]等方面取得了很多认识，但针对凹陷斜坡区油水分布复杂的岩性油藏成藏机理研究较少，导致油气富集部位和层位不清楚。因此，笔者基于构造分区背景下的油藏精细解剖，分析了卫星油田扶余油层“油气来源-运移路径-聚油部位”等成藏主控因素，进而建立了源外斜坡区油气成藏模式。

1 油藏类型及油水分布规律

图1 卫星油田扶余油层顶面构造图

卫星油田扶余油层顶面构造是由大庆长垣向三肇过渡的部位，表现为西高东低的单倾斜坡，依据构造深度差异、地层倾角变化和近南北向断层边界遮挡，将扶余油层自西向东划分为3个断阶带，其分别为：1号断阶带构造深度在-1430～-1520m之间，地层倾角一般在2～2.5°，右侧以近南北向穿越太12井与太23井之间的断层带为界；2号断阶带构造深度在-1620～-1520m之间，地层倾角一般在1.7～2.3°，右侧以近南北向穿越卫21井与芳27-5井之间的断层带为界；3号断阶带构造深度在-1670～-1620m之间，地层倾角一般在1.5～2.0°，左侧以近南北向穿越卫21井与芳27-5井之间的断层带为界(图1)。扶余油层储层整体表现为砂地比值低(15%～25%)和物性较差(孔隙度<15%和渗透率<5mD)的特征，砂体类型主要为规模小且平面连续的北东向分流河道砂体，这些砂体与北北东向断层低角度相交，与北西向断层高角度相交。进而进行圈闭类型分析及油藏精细解剖：扶余油层主要发育断层-岩性油藏，其次为岩性和断背斜油藏(表1)，分析原因主要为东倾斜坡构造背景、多方位断层切割、储层砂体连通性差和非河道砂体上倾尖灭。

研究区油气在平面上的各个断阶带内都有分布(图1)，其中3号断阶带油气相对富集，1号断阶带和2号断阶带含油性相对较差，整体具有南好北差和西好东差的分布特征，且其与断层密集带位置关系十分密切。扶余油层油气纵向上具有上部油层下部干层的特征，油气主要分布于扶Ⅰ油层组，扶Ⅱ油层组较少，扶Ⅲ油层组几乎不含油(以干层居多)，且整体表现为“非油即干”的储层流体特点(图2)。

表1 扶余油层探评井试油统计表

图2 卫星油田扶余油层油藏剖面图(位置见图1)

2 油气成藏主控因素分析

通过对凹陷源外斜坡区油气分布与成藏条件空间匹配关系分析，卫星油田扶余油层油气成藏主要受源岩供给、优势运移通道和正向富油构造等因素控制。

2.1 凹陷向斜区优质烃源岩是油气富集成藏先决条件

优质烃源岩控制着油气运聚成藏及空间分布范围，是油气富集的先决条件。卫星油田位于与大庆长垣东翼相接的三肇凹陷西侧斜坡，区内青山口组泥岩由于埋深浅和成熟度低，不具备形成有效烃源岩的条件，因而油气只能来自于三肇凹陷凹陷区的青山口组一段源岩(表2)。总有机碳质量分数(w(TOC))、氯仿沥青“A”含量均是判断生油岩研究中的一个基础指标，它可用于确定生油岩、指示有机质丰度；生烃潜量(w(S1+S2)))、氢指数(IH)、镜质体反射率(Ro)等3个指标是反映烃源岩演化程度和有机质成熟度的重要指标，有机质热变质作用愈深，上述数值越大。三肇凹陷凹陷区与斜坡区烃源岩对比来看，凹陷区烃源岩有机质丰度明显高于斜坡区，说明生烃物质基础较好。根据烃源岩评价标准，三肇凹陷的凹陷区烃源岩等几项重要评价指标(w(TOC)、w(S1+S2)、IH)平均值反映出该区发育优质的烃源岩，如w(TOC)平均值2.97%(>1.5%)，w(S1+S2)平均值18.85mg/g(>6mg/g)，IH平均值462mg/g(>400mg/g)。Ro介于0.47%～1.26%之间，平均为0.91%，已达成熟阶段[12]，进一步说明烃源岩成熟度高和生烃量大的特点(表2)。同时卫星油田位于三肇凹陷向斜区向大庆长垣油气运移的路径上[13]，且南北向的台阶状断阶带遮挡有利于捕获充足的油气。

表2 三肇凹陷青山口组一段烃源岩评价表

2.2 北西向断层密集带边界断层组成油气运移优势通道

图3 卫星油田扶余油层断层密集带图

油气运移优势通道制约着油气藏的分布，进而控制着油气在不同层位及有利圈闭内聚集成藏。从卫星油田扶余油层源储空间匹配关系得出，研究区位于三肇凹陷西侧斜坡北端，为典型的凹陷源外斜坡区成藏。油气运移通道主要为搭接分流河道的油源断层[14]，分析表明这些油源断层多为晚期具有反转传播褶皱的断层密集带边界断层[15，16]。其中北西向断层密集带与地层倾向呈低角度相交，且与分流河道砂体匹配良好，其边界油源断层组成向斜区生成油气向研究区长距离侧向运移通道(图3)[17]，北北东向断层密集带与地层倾向呈高角度相交，此时油气运移受断层密集带边界反向断层遮挡，主要分布在断层密集带邻凹一侧，如扶余油层中目前已获工业油流井主要分布于断层密集带附近(表1、图3)。以3号断阶带为例，在该断阶带南部发育多条利于油气输导的北西向油源断层，北北东河道砂体发育且与北西向断层密集带边界反向断层高角度相交形成有效遮挡(图2)，正是由于这种断砂匹配样式形成3号断阶带油气相对富集，同样的还有2号断阶带南部和1号断阶带中部。

2.3 断层密集带两侧正向构造圈闭是控制油气富集的主要部位

卫星油田扶余油层顶面断层密集带发育，受明水组沉积时期压扭作用影响发生弱反转，在断层密集带内部形成背形圈闭，断层密集带两侧发育反向断阶圈闭，形成凹陷斜坡区断层密集带“堑中隆”和“带上脊”的控油特征[18]。断层密集带内背形构造的反转幅度对油气富集程度也具有重要控制作用，如断层密集带反转系数(S)越大，探评井试油产量越高，统计表明反转系数大于1.6倍时探评井试油日产量在2.5t以上，反之较低。但少数情况下油气不受断层密集带反转影响：①钻遇断层密集带但储层砂体不发育，如卫21井和卫2-42-29井；②钻遇断层密集带且储层砂体发育，但其两侧不是油源断层，如卫25井和卫2-43-16井等；③钻遇断层密集带且储层砂岩发育，但储层砂岩位于扶余油层下部，如卫2-51-32井和卫23井(表1)。

断层密集两侧反向断阶圈闭控油受断层规模和圈闭幅度影响，分析表明西倾反向断阶圈闭控油最好，主要分布在3号断阶带；其次为北倾反向断阶圈闭，主要分布在3号和2号断阶带；东倾和南倾反向断阶圈闭规模和圈闭幅度最小，控油最差，主要分布在2号和1号断阶带(表1)；同时研究发现断层密集带交叉部位储层含油性较好，主要表现为个别近东西向断层密集带的分割调节部位(图3)。因此，断层密集带附近正向构造圈闭是源外斜坡区油气富集有利部位，可作为下一步油气勘探的重点井区。

3 油气成藏模式

油气藏解剖及其成藏主控因素耦合关系研究表明，卫星油田扶余油层主要发育断裂带内背形圈闭和断层密集带间反向断阶圈闭聚油的油气成藏模式。即明水组沉积末期，三肇凹陷向斜区青山口组一段源岩生成的油，在源储压差作用下，首先进入与其接触的侧向和下伏扶余油层，然后再通过沟通分流河道砂体的北西向油源断层向卫星油田远距离侧向运移，最终在源外斜坡区断层密集带内背形圈闭和断层密集带两侧反向断阶圈闭中聚集成藏(图4)。

图4 卫星油田扶余油层油气成藏模式图

4 结论

1)卫星油田扶余油层依据构造高程、地层倾角和断层边界自西向东发育3个断阶带。扶余油层受斜坡构造背景、储层砂地比低和多方位断层分割影响发育断层-岩性、断背斜和岩性3种类型油气藏，油气平面分布受控于断层密集带，垂向分布受控于层位高差。

2)卫星油田扶余油层油气成藏与分布受控于3方面：凹陷向斜区优质烃源岩是油气富集成藏先决条件；晚期发育断层传播褶皱的北西向密集带边界断层组成油气运移优势通道；断层密集带两侧正向构造圈闭控制油气富集主要部位。

3)卫星油田扶余油层油气成藏模式为：明水组沉积末期，三肇凹陷向斜区青山口组一段源岩生成的油，在源储压差作用下，通过北西向油源断层向源外斜坡区远距离侧向运移，最终在断层密集带附近的正向构造圈闭中聚集成藏。

[1]朱筱敏，刘媛，方庆，等.大型湖盆浅水三角洲形成条件和沉积模式——以松辽盆地三肇凹陷扶余油层为例[J].地学前缘，2012,19(1)：89～99.

[2]张顺，崔坤宁，张晨晨，等.松辽盆地泉头组三、四段河流相储层岩性油藏控制因素及分布规律[J].石油与天然气地质，2011，31(3):411～419，429.

[3] 刘云燕.松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层成藏条件及模式的差异性[J].石油与天然气地质，2012,33(4)：616～623.

[4]付晓飞，平贵东，范瑞东，等.三肇凹陷扶杨油层油气“倒灌”运聚成藏规律研究[J].沉积学报，2009，27(3)：558～566.

[5]迟元林，萧德铭，殷进垠.松辽盆地三肇地区上生下储“注入式”成藏机制[J].地质学报，2000，74(4)：371～377.

[6] 付广，王有功.三肇凹陷青山口组源岩生成油向下“倒灌”运移层位及其研究意义[J].沉积学报，2008，26(2)：355～360.

[7]刘宗堡，付晓飞，吕延防，等.大型凹陷向斜区油气倒灌式成藏——以松辽盆地三肇凹陷扶杨油层为例[J].地质论评，2009，55(5)：685～692.

[8] 霍秋立，冯子辉，付丽，等.松辽盆地三肇凹陷扶杨油层石油运移方式[J].石油勘探与开发，1999，26(3)：25～27.

[9]付广，雷琳.油源区内外断裂控藏作用差异性研究——以松辽盆地三肇凹陷和长 10 区块扶余—杨大城子油层为例[J].地质论评，2010，56(5)：719～725.

[10] 张雷，卢双舫，张学娟，等.松辽盆地三肇地区扶杨油层油气成藏过程主控因素及成藏模式[J].吉林大学学报(地球科学版)，2010，40(3)：491～502.

[11] 王有功，付广，刘阿男，等.源外斜坡区断裂对油气聚集与分布的控制作用研究——以松辽盆地尚家油田扶余、杨大城子油层为例[J].地质论评，2011，57(1)：101～108.

[12] 卢双舫，马延伶，曹瑞成，等.优质烃源岩评价标准及其应用：以海拉尔盆地乌尔逊凹陷为例[J].地球科学(中国地质大学学报)，2012,37(3):535～544.

[13]施立志，吴河勇，林铁锋，等.松辽盆地大庆长垣及其以西地区扶杨油层油气运移特征[J].石油学报，2007,28(6):21～31.

[14]刘宗堡，宗寿魁，姜崇，等.凹陷向斜区油气滞留成因机制及成藏模式——以松辽盆地古龙向斜葡萄花油层为例[J].中国矿业大学学报，2015,44(1)：76～85.

[15]王海学、付晓飞、付广，等.三肇凹陷断层垂向分段生长与扶杨油层油源断层的厘定[J].地球科学(中国地质大学学报)，2014，39(11)：1639～1646.

[16]王有功，严萌，郎岳，等。松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层油源断层新探[J].石油勘探与开发，2015,46(6)：1～7.

[17]陈方文，卢双舫，薛海涛，等，王民.三肇凹陷扶杨油藏断裂密集带样式及有利成藏部位[J].地球科学(中国地质大学学报)，2013,38(6)：1281～1288.

[18]刘晓峰，董月霞，王华.渤海湾盆地南堡凹陷的背形负花状构造[J].地球科学(中国地质大学学报)，2010,35(6)：1029～1034.

[编辑] 宋换新

2016-10-20

国家自然科学基金项目(41502136)。

张英芝(1969-)，女，博士，高级工程师，主要从事油田开发与管理工作，zhangyingzhi@petrochina.com.cn。

TE122.1

A

1673-1409(2017)11-0012-06

[引著格式]张英芝，杨铁军.松辽盆地北部三肇凹陷卫星油田扶余油层油气富集规律[J].长江大学学报(自科版), 2017,14(11):12～17.