莫里青断陷油气运移探究

余麒麟，孟元林，周新桂，王丹丹，张文浩，张 磊，曲国辉，王世磊

(1. 东北石油大学地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2. 中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100029)

莫里青断陷油气运移探究

余麒麟1，孟元林1，周新桂2，王丹丹2，张文浩2，张 磊1，曲国辉1，王世磊1

(1. 东北石油大学地球科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2. 中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100029)

随着莫里青断陷油气资源的不断开发，为进一步满足高产、稳产的需要，结合莫里青断陷16口井的实测资料，统计分析了72个Ro测试结果、352个(S1+S2)和TOC测试结果，运用生烃潜力法，并结合莫里青断陷复杂而特殊的构造背景，定性并定量地对莫里青断陷油气的初次运移和二次运移时间进行了探讨。结果表明：莫里青断陷双阳组烃源岩在埋深2 400 m±100 m达到排烃门限，开始初次运移，此时与永吉组沉积时期相对应；二次运移大量进行的时期为永吉组和岔路河组沉积时期。

莫里青断陷；排烃门限；初次运移；二次运移

1 区域地质概况

莫里青断陷位于吉林省长春市、吉林市两大城市之间，西起东环屯、东到双榆树，北至靠山镇，南到伊通，其地理坐标为北纬42(°)58(′)～43(°)28(′)，东经124(°)30(′)～125(°)29(′)，莫里青断陷为伊通地堑南部的次一级构造单元，断陷面积约540 km2。地面条件属于丘陵地形，地势较为平坦，起伏较小，海拔在240 m左右。

断陷基底为天山—兴安古生代褶皱区，基底形态复杂，基底断裂较为发育。主要由海西、燕山期花岗岩(年龄67～152 Ma)组成。在花岗岩基底之上，上覆地层从下到上依次发育古近系、新近系和第四系。古近系可以分为始新统、渐新统，始新统角度不整合于基岩之上。基岩之上地层依次为双阳组(E2s)、奢岭组(E2sh)、永吉组(E2y)，万昌组(E3w)，岔路河组(Nc)[1-4]。

2 油气运移

2.1 初次运移

2.1.1 排烃门限

油气的运移分为初次运移和二次运移。初次运移是指从烃源岩到储层的运移。庞雄奇等[5-6]认为，烃源岩在埋深演化过程中，当其生烃量饱和了自身吸附、孔隙水溶解、油溶解气和毛细管封堵等多种形式的存留需要之后，发生初次运移，以游离相的形式从烃源岩中排出。排运油气的临界地质条件称为排烃门限，只有进入排烃门限的源岩才能成为工业性油气聚集的源岩。

应用莫里青断陷16口井的实测资料，统计了72个Ro测试结果、352个(S1+S2)测试数据和352个TOC测试结果。作出了(S1+S2)/TOC—埋深关系图(图1)。如图所示，莫里青断陷地层随埋藏深度的增加，Ro增大。生烃势指数(S1+S2)/TOC在埋深<2 400 m±100 m，随着埋藏深度的增加逐渐增大。当埋深>2 400 m±100 m，(S1+S2)/TOC随着埋藏深度的增加逐渐减少。这说明埋深在达到2 400 m±100 m，烃源岩开始大量排烃，到达排烃门限，所对应的有机质热演化程度镜质体反射率Ro为0.7%。

2.1.2 初次运移时期

由永吉组沉积末期构造剖面与排烃门限Ro图(图2)可见，莫里青断陷在永吉组沉积时期，双阳组烃源岩的埋深达到2 400 m左右，Ro达到0.7%，开始发生排烃，烃源岩生成的油气经初次运移，进入储层。

图1 (S1+S2)/TOC—埋深关系图

图2 永吉组沉积末期构造剖面与排烃门限Ro

莫里青断陷靠山凹陷具有三幕油气充注两期成藏的特点，其中第一期油气充注发生于距今38 Ma，对应的正是永吉组地层。结合了前人的包裹体测温资料和对莫里青断陷埋藏史的恢复[1-4,7]，与莫里青断陷油气初次运移发生在永吉组沉积时期互为应证。

2.2 二次运移

油气进入储层以后的一切运移都称作二次运移，是初次运移的继续。它包括油气在储层内部的运移以及油气沿断层或者不整合面等通道进行的运移[5-7]。疏导体系是二次运移的主要载体，往往决定着油气二次运移的相态、方向、距离等特征，也控制着油气的富集。

2.2.1 疏导体系

伊通盆地在构造演化的过程中，形成发育了多期断裂构造、多个不整合和多套储盖组合，它们是构成流体输导体系的基本地质要素。这些流体输导体系基本要素在盆地形成演化的不同历史阶段，不同构造单元具有不同的特征。

莫里青断陷存在3种输导体系：断裂输导体系、基岩不整合输导体系和储层砂体输导体系[3-4]。3种断陷输导体系的发育存在一定的差异性。

2.2.2 二次运移时间

莫里青断陷属于“早断早衰”型断陷[2-4]，在永吉组沉积未，双阳组烃源岩已大面积进入生烃门限，靠山凹陷双阳组热演化程度相对较高，Ro最高可达0.7%～0.8%，进入排烃门限，已可以大量生排烃。由此看来，永吉组沉积时期是莫里青断陷双阳组烃源岩热成熟度增加较快的阶段，大部分双阳组烃源岩进入生烃门限，但基本处于成熟早期阶段，少部分达到排烃门限，开始进入大量生油期。同时，在这一时期边界断裂活动加强，盆地的格架发生强烈变化，在东南及西北缘边界断层的共同作用下，上升盘地层开始隆起抬升，下降盘沉积地层急剧增厚，圈闭开始形成并不断演化[1-4]。因此，永吉组沉积期是莫里青断陷的重要生油期，同时是油气初次运移和二次运移大量开始的时期。

从新近纪开始，岔路河组沉积早期，沉积中心逐渐收缩，并向南迁移莫里青断陷整体逐渐抬升，发生剥蚀，其中东南缘遭受的剥蚀作用相对较大。在12～8 Ma的中新世—上新世，出现了一次短暂的以沿断陷边界断裂火山活动为特征的张性断裂期。至此以后，郯庐断裂由右行改变为左行，大黑山地垒与那丹哈达岭由分离向会聚转化，盆地总体处于挤压应力状态，大黑山沿西北缘边界断裂再次向断陷方向进行挤压逆冲作用，形成逆冲断层[2-4]。在岔路河沉积早期，双阳组最大埋深为2 800 m±100 m，对应Ro为0.7%～0.9%，正在大量排烃。而西北缘发育的逆断层对该区油气分布起着至关重要的作用，岩性—断层圈闭开始形成并不断演化。因此，岔路河组沉积期也是莫里青断陷的重要生油期，同时也是油气二次运移大量开始的时期。

边界断层先后多期强烈的活动作用，致使莫里青断陷双阳组烃源岩在永吉组沉积时期达到排烃门限以后，开始初次运移后沿输导层进行二次运移。在新近系开始的张性断裂期，大黑山沿西北缘断裂向断陷方向挤压逆冲，形成逆冲断层的输导层，有利于岔路河沉积时期达到生油高峰的双阳组烃源岩，沿输导层再次进行油气的大量运移，形成岩性—断裂油气藏。

3 结 论

1)莫里青断陷烃源岩埋藏深度为2 400 m±100 m时，到达排烃门限，开始初次运移，进行大量排烃，对应的门限Ro为0.7%。

2)莫里青断陷开始初次运移，进行大量排烃对应的沉积时期为永吉组沉积时期。

3)莫里青断陷重要的排烃期和二次运移大量进行的时期为永吉组和岔路河组沉积时期。

[1] 孟元林. 松辽盆地东部外围断陷盆地群油气地质条件研究报告[R]. 大庆：东北石油大学, 2016.

[2] 唐大卿. 伊通盆地构造特征与构造演化[D]. 武汉：中国地质大学(武汉), 2009.

[3] 侯启军. 伊通盆地演化与油气成藏动力学[M]. 北京：石油工业出版社, 2009.

[4] 王永春. 伊通地堑含油气系统与油气成藏[M]. 北京：石油工业出版社, 2001.

[5] 祝厚勤, 刘平兰, 庞雄奇, 等. 生烃潜力法研究烃源岩排烃特征的原理及应用[J]. 中国石油勘探, 2008, 13(3): 15-19.

[6] 庞雄奇. 排烃门限控油气理论与应用[M]. 北京：石油工业出版社, 1995.

[7] 庞雄奇. 含油气盆地地史, 热史生留排烃史数值模拟研究与烃源岩定量评价[M]. 北京：地质出版社, 1993.

A Research on the history of oil and gas migration in Moliqing fault depression

YU Qilin1, MENG Yuanlin1, ZHOU Xingui2, WANG Dandan2, ZHANG Wenhao2,ZHANG Lei1, QU Guohui1, WANG Shilei1

(1.SchoolofNortheastPetroleumUniversity,Daqing,Heilongjiang163318,China;2.OilandGasResourceSurveyCenter,MinistryofLandandResources,Beijing100029,China)

With continuous development of oil and gas resources in Moliqing fault depression, we have combined with the measured data of 16 wells in Moliqing fault depression to meet the needs of high yield and stable production. In the meantime, we have analyzed the test results of the vitrinite reflectance, including genetic potential and organic carbon contents in this research. Based on hydrocarbon generation potential method and combined with complex and special tectonic setting of Moliqing fault depression, we have discussed the primary migration and secondary migration time of oil and gas in Moliqing fault depression qualitatively and quantitatively. The results show that the source rocks of Shuangyang Formation in Moriqing fault depression have reached the hydrocarbon expulsion threshold at the depth of 2 400 m±100 m. It begins with the primary migration, which corresponds to the sedimentary period of Yongji group. The period of the second migration is a period of time for Yongji Formation and Chaluhe Formation.

Moliqing fault depression; Hydrocarbon expulsion threshold; Primary migration; Secondary migration

2017-06-03

国家自然科学基金项目(U1262106，41572135)；“十三五”国家科技重大专项(2016ZX05046-001-006)；国土资源部中国地质调查局项目(12120115001701)；黑龙江省科学基金(QC2016049)；黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划(UNPYSCT-2016122)；东北石油大学研究生创新科研项目(YJSCX2017-004NEPU)

余麒麟(1989-)，男，四川泸州人，在读硕士研究生，研究方向：储层地质，手机：15146379044，E-mail：Yqlswnepu@163.com；通讯作者：孟元林(1960-)，男，教授，山西忻州人，博士生导师，研究方向：石油地质，E-mail：QHDMYL@163.com.

P618.13

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.04.011