松辽盆地南部增盛断陷油气勘探前景分析

肖阳，楼仁兴，王立贤，董清水，4，刘长利，朱莹

1.吉林大学 地球科学学院，长春 130061；2.吉林大学 应用技术学院，长春 130022；3.中国石油吉林油田分公司 勘探部，吉林 松原 138000；4.吉林大学 吉林省油页岩与共生能源矿产重点实验室，长春 130061

0 引言

增盛断陷地处吉林省北部扶余市境内的松辽盆地深部层系，其西部以扶新凸起与孤店断陷分隔，南部以登娄库凸起与王府断陷分隔，东部以长春岭凸起与三岔河断陷分隔(图1)，北部被大三井字凸起分隔与黑龙江省大庆油田徐家围子断陷相邻，是以东断为主、多边发育次级同沉积断裂的不规则断陷盆地。目前，增盛断陷勘探程度低，东部深凹带仅有1口探井和174 km2的三维地震覆盖，西北边缘有5口探井，其他区带只有20世纪80年代1×2 km或2×4 km的二维地震勘探，一直未有油气发现。

图1 增盛断陷区域构造位置图[1]Fig.1 Regional tectonic location of Zengsheng fault depression

鉴于近年增盛断陷相邻的王府、孤店、德惠等断陷相继发现了的大量油气资源[1]，而增盛断陷却未实现油气勘探突破的现状，笔者对增盛断陷开展的前期研究工作发现，增盛断陷与邻区王府、孤店、德惠等断陷是早白垩世在同一构造应力机制下形成的产物[2-4]，有相似的构造格架、沉积演化和生储盖组合等特征，在理论上也具有一定的油气勘探前景。但增盛断陷仅在断陷深凹带和边缘区有钻探工程实施，而在与类似王府断陷和孤店断陷发现大量油气资源的斜坡带却没有钻探工程部署。因此，增盛断陷仍然具有进一步的勘探前景。为此，希望通过本文的探讨，为本区乃至类似区的油气勘探提供借鉴。

1 地质概况

增盛断陷面积约1 300 km2，断陷层最大厚度2 573 m，基底岩性以上古生界千枚岩为主，基底最大埋深6 600 m。断陷整体为一北东向的东断西超复杂半地堑，断陷东南的F1断层为主要控陷断层，并与次级断层F2等断层共同形成了增盛断陷的控盆断裂带(图2)。此外，断陷的东北部和北部还分别发育有F3、F4两条次级同沉积断层，其共同围陷构成了增盛断陷以东断为主的不规则多边形态(图3)，并在断陷东北部和西南部分别形成了两个次级洼槽；而断陷西北部总体为斜坡带，但在其中部和西北部分别发育了低幅的次级鼻凸构造(图4)。

图2 增盛断陷FDY00-602-5测线地震地层构造格架图Fig.2 Structural framework diagram through line No. FDY00-602-5 of Zengsheng fault depression

图3 增盛断陷基底构造图Fig.3 Basal structure of Zengsheng fault depression

图4 增盛断陷地层厚度分布图Fig.4 Formation thickness of Zengsheng fault depression

断陷内自下而上发育了火石岭组、沙河子组和营城组。其中，火石岭组在断陷西北边缘的ZC47、ZC49、ZC51、ZC56等井均有揭示，最大可达1 600 m，其下部主要为紫色或绿灰色安山岩、粗面岩、安山质火山角砾岩及绿灰色或灰色砾岩，夹薄层灰色、灰黑色、黑色泥岩和灰色粉砂质泥岩；中部为灰色、深灰色砂砾岩、砾岩、安山质火山角砾岩及厚层黑色、灰黑色泥岩。上部为绿灰色、灰紫色安山岩及灰色凝灰质砂砾岩、深灰色砂砾岩。本区的沙河子组只有ZS1井钻遇(图5)，揭示厚度432 m。与邻区揭示沙河子组较全的王府断陷地层对比表明，ZS1井只揭示了沙河子组的中上部。所以，综合地震解释与ZS1井所揭示的沙河子组地层特征，并类比王府断陷沙河子组岩性组合面貌，推断增盛断陷沙河子组地层厚度最大可达1 300 m，其下部主要应为细碎屑沉积和煤层；中部以灰色含砾细砂岩、砂砾岩、砾岩为主，部分层段发育厚层灰色泥岩、粉砂质泥岩；上部主要为厚层黑色、灰黑色泥岩与灰色砂岩、砾岩互层。本区营城组最大厚度可达800 m，据岩性可以分为二段，下段在断陷中部主要为灰色粉砂岩与凝灰质泥岩互层，夹薄层黑色泥岩和灰色砂岩、砂砾岩，向断陷边缘过渡为灰色、绿灰色砂砾岩、砾岩；上段在断陷中部以厚层灰色粉砂岩为主，下部发育灰色砂岩、砾岩，顶部发育灰色泥岩，向断陷边缘过渡为灰色、绿灰色、杂色砾岩和黑色炭质泥岩。

图5 ZS1井综合分析柱状图Fig.5 Comprehensive analysis histogram of ZS 1

2 沉积特征

综合单井相、地震相并类比邻区王府断陷的沉积特征分析表明，增盛断陷主要发育有火山岩相的溢流亚相、爆发亚相，扇三角洲相的平原亚相、前缘亚相，湖底扇相的内扇亚相、中扇亚相，湖泊相的滨浅湖亚相和半深湖亚相[5]。其中，火石岭组形成时期，全区火山岩发育，中部地区分布了大面积的溢流亚相，全区大面积广布了爆发亚相；仅在断陷东部的ZC65井区和西北部的ZC47～ZC49井区发育小范围的滨浅湖和湖沼相沉积。

沙河子组沉积期，全区碎屑岩沉积发育，地层分布受断裂控制明显。断陷东部为主要物源区，向中部延伸依次发育扇三角洲平原、前缘、湖底扇的内扇、中扇及半深湖沉积；断陷西部及西北部发育小规模扇三角洲沉积；断陷中部为半深湖沉积亚相，周缘为滨浅湖沉积。断陷整体构成了以东部物源供给为主、西部物源供给为辅的扇三角洲-半深湖-湖底扇沉积体系(图6)。

营城组沉积时期，湖盆范围扩展，但水体变浅，并伴随小规模的火山活动[6]。此时西部成为了主要物源供给区，在断陷西部形成了大面积的扇三角洲平原及扇三角洲前缘亚相；断陷东部为次要物源供给区，东部边缘以滨浅湖亚相为主，但在东部断阶带发育了一定规模的湖底扇沉积；而盆地中部主要为浅湖沉积。断陷整体构成了以西部物源供给为主的扇三角洲-浅湖-湖底扇沉积体系。

3 油气地质条件

3.1 烃源岩特征

综合钻井与沉积相分析可知，增盛断陷暗色泥岩主要发育在沙河子组及营城组时期，火石岭组暗色泥岩发育有限，根据中华人民共和国石油天然气行业标准(SY/T5735-1995)分别对各组烃源岩特征进行了分析评价。其中，火石岭组暗色泥岩主要为湖沼相黑色泥岩和碳质泥岩，主要发育在断陷东部的ZC65井区和西北部的ZC47～ZC49井区，累厚可达120 m，但范围较小。据ZC49井火石岭组暗色泥岩的有机碳平均含量为1.41%，平均生烃潜量(S1+S2)为0.48 mg/g，有机质类型为Ⅲ型。总体上，火石岭组烃源岩类型为较差。

沙河子组暗色泥岩主要位于断陷中部，最大厚度可达250 m。其ZS1井沙河子组暗色泥岩有机碳平均含量为1.32%，氯仿沥青“A” 平均为0.044%，生烃潜量(S1+S2)平均为1.56 mg/g；有机质类型以Ⅲ型为主，部分为Ⅱ2型；镜质体反射率(Ro)值在1.7%～2.4%，处于高成熟-过成熟阶段。总体上，沙河子组烃源岩类型为较好。

营城组暗色泥岩分布范围较大，但厚度有所减少，厚度高值区位于断陷中部，最大厚度可达170 m。其ZS1井营城组暗色泥岩有机碳平均含量为0.88%，氯仿沥青“A” 平均为0.105 %，生烃潜量(S1+S2)平均为1.01 mg/g；有机质类型为Ⅲ型；镜质体反射率值(Ro)1.45%～1.57%，处于高成熟阶段。总体上，营城组烃源岩类型属于较差。

综上，增盛断陷沙河子组暗色泥岩是中等气源岩，是本区的主力烃源岩；火石岭组与营城组暗色泥岩生烃潜力较差，是次要气源岩。

3.2 储集层特征

增盛断陷内的储集层依据岩性可划分为碎屑岩储集层和火山岩储集层。其中，火山岩储集层主要分布于火石岭组，厚度可达400 m，但目前没有物性测试数据。碎屑岩储集层主要分布于沙河子组和营城组。

其中，沙河子组碎屑岩储集层主要富集于断陷东部，累计厚度达300 m，砂地比值为47.29%；此外，在断陷西北和西南部边缘各有一相对高值区，最大砂体厚度约200 m。物性测试表明，沙河子组砂岩孔隙度(Φ)平均值为2.2 %，渗透率(K)平均值为1.4×10-3μm2，按含气储层的评价标准属于特低孔隙度、低渗透率储集层。

营城组碎屑岩储集层主要富集在断陷西部边缘和东部断阶带。其中，西部边缘ZC51井砂岩厚度248.6 m，砂地比高达96.88%；东部断阶带ZS1井砂岩厚度505.67 m，砂地比74.47%。测试表明，营城组砂体孔隙度(Φ)分布在1.6%～4.7%，平均值为2.69%；渗透率分布在(0. 02～0.04)×10-3μm2，渗透率(K)平均值为0.03×10-3μm2。属于特低孔隙度、特低渗透率储集层。

4 油气勘探前景

综合增盛断陷下白垩统火石岭组、沙河子组及营城组烃源岩与储集层发育特征可以得出，火石岭组和营城组主要发育储集层，而沙河子组不仅发育厚层半深湖相烃源岩，还发育一定规模的碎屑岩储集层。其中，沙河子组内烃源岩直接与其互层的湖底扇中扇砂体储层以及与其横向相变的扇三角洲砂体储层共同构成了自生自储型生储盖组合。同时，沙河子组烃源岩又分别与其上覆的营城组储集层及其下伏的火石岭组储集层构成了下生上储型和上生下储型生储盖组合[7](图5)，为增盛断陷油气成藏提供了较好的时空匹配关系。

特别是在断陷盆地深凹带与斜坡带下端，沙河子组沉积期为半深湖相带，发育物源来自于东南部断裂控陷带的湖底扇砂体(图6)，该砂体的前端中扇部分具有一定的储集性能，其周缘及前方皆为半深湖相泥岩封堵[8]。在后期盆地氧化过程中，随着盆地中部下坳和盆地边缘上隆，该湖底扇砂体的前端中扇部分被不断抬升，最终形成了砂体上倾尖灭岩性圈闭(图2)。在该区沙河子组半深湖相泥质烃源岩的匹配下，形成了上倾尖灭岩性油气藏的有利条件[9]。

与沙河子组类似，在营城组形成期，增盛断陷的深凹带与斜坡带下端虽然发育浅湖沉积，但物源来自于东南部断裂控陷带的湖底扇砂体同样可以形成被浅湖相泥质沉积封堵的砂体上倾尖灭岩性圈闭。由于本区深凹带断层发育，在断层对沙河子组烃源岩与营城组上倾尖灭砂体的沟通导运下[10,11]，营城组中的砂体上倾尖灭岩性圈闭也易于发生油气聚集。

因此，综合上述油气成藏条件可以得出，增盛断陷具有一定的油气勘探前景，重点勘探层位是沙河子组，兼探层位是营城组，有利勘探目标是斜坡带下端的砂体上倾尖灭带。

5 结论

(1)增盛断陷火石岭组时期以火山岩喷发作用为主，局部发育了滨浅湖和湖沼相沉积；沙河子组时期断陷整体为以东部物源供给为主的扇三角洲-半深湖-湖底扇沉积体系；营城组沉积时期断陷整体呈以西部物源供给为主的扇三角洲-浅湖-湖底扇沉积体系。

(2)增盛断陷沙河子组暗色泥岩是中等气源岩，是本区的主力烃源岩；沙河子组碎屑岩储集层属于特低孔隙度、低渗透率储集层，营城组碎屑岩储集层主要为特低孔隙度、特低渗透率储集层。

(3)增盛断陷形成了自生自储型、下生上储型和上生下储型三类生储盖组合，具有一定的油气勘探前景，重点勘探层位是沙河子组，兼探层位是营城组，有利勘探目标是斜坡带下端的砂体上倾尖灭带。