富油凹陷向斜区油气富集控制因素及成藏分析——以松辽盆地齐家北扶余、高台子油层为例

张庆石

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712）

齐家北地区构造上位于松辽盆地北部中央凹陷区齐家—古龙二级构造单元北部，主体为齐家北向斜，东临大庆长垣和黑鱼泡凹陷，西接龙虎泡阶地，北与乌裕尔凹陷相连（图1），区内主要发育有齐家北向斜、小林克—齐西地堑、齐家北鼻状构造带、喇西鼻状构造带、萨西鼻状构造等，勘探面积约1800km2。主要目的层为青山口组的高台子油层和泉头组四段的扶余油层。目前，齐家北地区多口探井已在这两个层位获工业油流，充分显示出该区具有良好的勘探前景。然而，研究区高台子与扶余油层油气平面分布差异较大，扶余油气主要分布于齐家北向斜区的北部，高台子油层主要分布在南部，北部零星分布，这种油气分布的差异是何因素造成的？油气成藏与分布受何因素控制？成藏模式如何？这些问题均是制约齐家北地区油气进一步勘探的关键。虽然前人齐家地区的油气成藏与分布作过研究和探讨[1-4]，从油气的生成、运移过程及成藏条件的作用等方面，分析了齐家—古龙凹陷向斜区的油气成藏规律，对指导该区油气勘探起到了非常重要的作用，但对高台子、扶余油层综合起来研究油气成藏与分布的主控因素及模式的目前仍较少。因此，开展齐家北地区油气成藏与分布主控因素及模式研究，对正确认识其油气成藏规律和指导下一步油气勘探均具重要意义。

1 油藏类型及其分布特征

通过齐家北地区高台子、扶余油层油藏解剖分析，齐家北地区油藏类型主要有微幅度构造油藏、断层—岩性油藏和岩性油藏等三种（表1）。其中微幅度构造油藏主要发育在泰康隆起带和龙虎泡阶地；齐家凹陷内主要发育断层—岩性油藏和岩性油藏，断层—岩性油藏主要发育在齐家凹陷东西两侧斜坡部位的林甸—喇嘛甸断裂带和齐西断裂带附近，岩性油气藏主要发育在齐家凹陷内的齐北向斜区，凹陷内微幅度构造背斜油藏发育最少。

表1 齐家北地区工业油流分布的构造位置及油藏类型

齐家北地区扶余油层油水纵向分布具有明显的上油下水特征，油气主要分布于扶余油层的上部（扶一一油层组），中下部逐层减少，断裂发育部位油水分异特征明显，上部以纯油层为主，向下逐渐过渡为油水同层和水层。平面上油气分布具有北部断裂发育部位油层厚度明显大于南部的特征，油气主要分布于喇西鼻状构造的前端和齐西断裂带东侧。高台子油层自上而下可分为高一、高二、高三和高四油层组，油气主要分布于高四和高三油层组，向上逐层减少（图2），断裂发育部位发育的油层较多，且南部主力源岩区的油层厚度明显大于北部非主力源岩区。

图2 齐家北地区高台子—扶一油层油气纵向分布图

2 油气富集的控制因素分析

2.1 青山口组有效源岩控制扶余、高台子油层油气主要分布范围

通过对区内探井生储盖组合特征和油源对比表明研究区高台子、扶余油层的油气主要来源于齐家向斜区的青一段烃源岩。同时，与周边凹陷的青一段油源对比也表明，本区的高台子、扶余油层原油均来源于本地K1qn泥岩[5-6]。其中主要烃源岩层青一段源岩有机碳含量平均为2.3579%，氯仿沥青“A”含量平均为0.4033%，镜质体反射率平均为0.86%，属于优质成熟烃源岩(表2)。青一段和青二三段的有机质类型以Ⅰ型干酪根为主，其次是Ⅱ1型干酪根为主，少量Ⅱ2型干酪根。

表2 齐家凹陷区的青山口组与泉头组烃源岩特征

从目前探井揭示油气分布与源岩成熟度和生烃强度关系，扶余油层和高台子油层这两套含油层系的含油气显示、低产油层及工业油层井主要以青一段顶面Ro≥0.8的有效烃源岩为核心，排油强度普遍大于100×104t/km2。而当烃源岩Ro＜0.8 时，只在零星的构造高部位或断层附近获工业油层或低产油层，绝大多数探井的砂岩储层以水层或干层为主。

综合有效烃源岩分布与含油显示，齐家北地区扶余油层与青一段烃源岩的这种上生下储式的直接接触关系，高台子油层与青一段主力烃源岩下生上储以及高台子油层所具有的源储互层型的直接接触关系，为油气快速进入储层聚集创造了有利条件。烃源岩生成的油气在超压及流体势场的作用下，以断裂或微断裂为主要疏导体系，优先供给邻近的上下砂岩储层，靠近烃源岩的储层基本上都可以捕获来自烃源岩排出的油气，具有近源优势聚集成藏的有利地质条件。因此，在宏观上有效烃源岩与储层的接触关系控制着扶余、高台子油层含油的主要分布范围，而齐家北地区大面积分布的青一段及其青二三段有效源岩为油气聚集成藏提供了丰富的物质基础，凹陷内的主力烃源岩区仍是今后油气勘探的重点领域。

2.2 断裂带与构造高部位是油气富集的有利部位

断层密集带发育特征对凹陷不同构造部位油气的优势输导和聚集部位具有重要控制作用[7-8]。齐家北地区长期发育的断层较少，主要断穿的层位是T2断层，由T2断层向上断穿的层位逐渐减少（图3），主要是T2-T1g4断层或T1g4-T1g3断层。断裂密集带主要发育在齐西断裂带、小林克断裂大和长垣西侧的林甸—喇嘛甸断裂带，齐家向斜内部断裂不发育，断裂密集带的发育主要与南北向的基底断裂相关，呈近南北向条带状展布。

图3 齐家北地区东西向地震剖面图

目前已发现的工业油流和高产井均分布在断裂带附近，且断裂的断距普遍大于20m，同时断层发育部位的油层厚度也明显高于断层不发育的部位。同时，断裂发育部位油水分异较好，多以纯油层为主或具有上油下水特征。断裂不发育部位，油层主要发育在高四底部或扶一油层组上部（扶一一油层），如齐家凹陷区中部，且油水分异较差，多为油水同层或含油水层为主。断裂密集带部位油层厚度大，一般4～12m，断裂不发育处的油层厚度一般只有2～4m。并不是所有的断层密集带均表现为控藏富集特征，如齐西断裂带长期发育整体不利于油气在扶余油层和高四油层组的富集成藏。

2.3 砂体类型与断裂的匹配关系是油气成藏的关键因素

齐家北地区的扶余、高三高四油层主要发育三角洲前缘亚相的分流河道和砂坝砂体，砂体的展布方向主要受北部和西部等物源体系控制。针对齐家北油田的精细解剖研究表明，油气成藏与富集主要受砂体类型与断层、构造的配置关系控制（图4）。油层主要发育在断裂带附近的正向构造上，油层多厚度大，油水分异好，且多富集在断背斜、断块、断层遮挡等圈闭内的河道砂体、砂坝等储集层内，在断背斜的斜坡处或断阶带、半地堑、断层不发育的低部位油层厚度小、油水分异差或以水层为主。断裂不发育的正向构造油层亦不发育。

断裂对砂体的切割也是成藏的关键因素，区内断裂多以近南北向展布为主，北西向、北东向展布的河道砂体与南北向断裂的切割，有利于形成断层—岩性油藏，而砂体与断层同向展布不易成藏，目前这样的部位亦未获工业油气发现，如金82、古709。断裂不发育部位的扶余油层上部和高四油层下部的油层主要为河道砂体，其次是砂坝砂体，由于断裂不发育油水分异较差多为油水同层或含油水层，如高台子油层金57 井、金58 井，扶余油层的金42 井、杜36 井、金58 井，席状砂、砂坝等砂体含油显示较差。

3 油气成藏模式

油气成藏模式是特定范围内的一组同类型油气藏具有相似的控制条件（或共性），如源岩条件、构造部位、形成机制等单一或者多要素复合模型的概括。成藏模式应是基于成藏主控因素的复合分析，随勘探程度的提高和研究程度的深入，成藏模式会进一步随认识而深入。齐家北地区整体的成藏控制可概括为“源控主要油气分布，断裂、构造控制油气富集，砂体控制油藏类型”，可分为以下几种成藏模式：①源内凹陷低部位“先直排后侧向分配透镜体岩性”成藏模式，该类成藏模式主要发育研究区深凹低部位成熟源岩区，青一段及青二三段成熟源岩排出的油以超压为主要动力，断裂及为裂隙为油储沟通的主要通道，向上下或邻近源岩层的储层以“直排或倒灌”方式，在超压及浮力作用下进入储集砂体再通过侧向运移聚集在有效圈闭中成藏。从扶余、高三高四油层沉积相展布分析，由于向斜区低部位埋藏较深，储层物性差，砂体较孤立连通性差，不易于油气长距离侧向运移，且在断层不发育部位油水分异较差，形成源内“先直排后侧向分配透镜体岩性”成藏模式，这种成藏模式具有近源、供烃早、持续长、多期供油等特点，断裂发育部位多发育纯油层。②源内“斜坡带断层（或构造）—岩性复合”成藏模式，该类成藏模式主要发育于西侧小林克—齐西地堑构造带和东侧的喇西—萨西鼻状构造带，该区烃源岩成熟度Ro在0.8～0.9 之间，虽然自身范围内烃源岩处于成熟状态，但其排烃强度远低于向斜区中心部位需要主力源岩区的侧向供给。源内西侧构造比较单一，构造圈闭不发育，南北向为主的断层与东西向、北东向展布的扶余油层条带状河道砂或高三高四油层的三角洲沉积的透镜状、条带状砂体切割，形成上倾方向受断层遮挡型的岩性—断层圈闭，但齐西断裂长期发育，整体上不利于油藏的保存，但有利于油气向地堑内的高三高四油层的岩性圈闭或微幅度构造圈闭聚集，该区有利的岩性—断层圈闭及正向构造最有利于聚集成藏；源内东侧构造较发育、断裂密集，主要发育断层（或构造）—岩性油层。整体上，源内东西两侧斜坡或地堑内有利于形成源内“斜坡带断层（或构造）—岩性复合”成藏模式，这种成藏模式具有油源充足、多期供油、油层厚度大、断砂配置优等为特点，断裂发育部位油水分异好。③源外“侧向运移岩性—断层（构造）复合”成藏模式，该类成藏模式的圈闭主要发育在新发—一心微幅度构造带内以及长垣西侧带内，这些区域生烃能力差，主要依赖于有效源岩内的油气供给。成藏主要靠自身储层侧向运移的油气，通过储层长距离侧向输导，在断层遮挡或构造高部位聚集成藏，具有“断层—岩性、构造—岩性的复式”聚集特征。鼻状构造向凹陷的倾没端和邻凹两侧最邻近生油凹陷的断裂带，具有“近水楼台先得月”的优势，最先捕获油气，是油气富集成藏的最有利部位。

4 结论

（1）齐家北地区的扶余、高台子油层主要油气藏类型为微幅度构造、断层—岩性和岩性油气藏等3种。凹陷区主要为岩性油藏和断层—岩性油藏，断裂带附近油气更为富集。

（2）油气成藏与分布主控因素为：①青山口组有效源岩控制扶余、高台子油层油气主要分布范围；②断裂带与构造高部位是油气富集的有利部位；③砂体类型与断裂的匹配关系是油气成藏的关键因素。

（3）齐家北地区扶余、高台子油层有3种成藏模式：①源内先直排后侧向分配透镜体岩性成藏模式；②源内斜坡带断层疏导断层—岩性复合成藏模式；③源外侧向运移反向断层遮挡的岩性—断层复合成藏模式。