下部储盖组合对上部同源储盖组合油气聚集的控制作用

周海超

（中国石油大庆油田有限责任公司第一采油厂，黑龙江 大庆 163001）

0 引 言

随着油气勘探的深入，在含油气盆地下生上储式生储盖组合中，来自下部同一源岩的上部储盖组合油气分布明显受到下部储盖组合油气分布的控制，不仅表现在油气聚集区和有利部位上，而且还表现在油气成藏规模上，能否正确认识下部对上部同源储盖组合油气聚集的控制作用，对指导含油气盆地与下部同源上部储盖组合油气勘探至关重要。

关于同源上、下部储盖组合油气运聚成藏之间的关系，前人对不同含油气盆地做过一定研究，主要包括3 个方面：（1）利用各种地化指标，研究上、下部储盖组合之间的油气来源关系［1‐3］，并根据储层流体包裹体均一温度，结合储层埋藏史和热史，研究上、下部储盖组合油气成藏期次［4‐6］，据此再研究上、下部储盖组合之间的油气成因联系，认为上、下部储盖组合油气来自同一源岩，且上部储盖组合油气成藏期应略晚于下部储盖组合油气成藏期；（2）利用调整断裂分布，研究上、下部储盖组合之间油气分布之间的位置关系［7‐9］，认为上部储盖组合只有位于下部储盖组合调整断裂附近，才能从下部储盖组合获得油气进行运聚成藏，调整断裂附近应是上部储盖组合油气成藏的有利部位；（3）利用上、下部储盖组合之间已发现油气的分布特征，研究上、下部储盖组合油气分布之间的互补关系［10‐12］，认为上部储盖组合油气分布越多，则下部储盖组合油气分布越少。然而，上述研究的（1）和（3）是上、下部储盖组合之间油气分布关系研究，仅（2）涉及了下部对上部同源储盖组合油气聚集控制作用研究，且仅是单一某一方面的研究，仍不全面，难以准确地反映含油气盆地与下部同源上部储盖组合油气分布规律，给油气勘探带来一定风险。因此，开展下部对上部同源储盖组合油气聚集的控制作用研究，对于正确认识含油气盆地与下部同源上部储盖组合油气分布规律及指导油气勘探均具重要意义。

本文通过含油气盆地同源上、下部储盖组合典型油气藏解剖和上部储盖组合油气分布与下部储盖组合油气分布之间关系实例研究，分析下部对上部同源储盖组合油气聚集的控制作用。

1 下部储盖组合盖层渗漏区分布对上部储盖组合油气聚集区的控制作用

由于上部储盖组合无直接源岩，其油气只能来自下部储盖组合，而下部储盖组合油气只能通过其盖层渗漏向上部储盖组合中运移，为其油气聚集提供来源，使油气聚集成藏，因此，上部储盖组合中油气只能在下部储盖组合盖层渗漏区内进行聚集成藏，即下部储盖组合盖层渗漏区分布控制着上部储盖组合油气聚集区分布。

下部储盖组合盖层渗漏区分布主要取决于油源断裂对其破坏程度，如果断裂断距大，错断下部储盖组合盖层，且在油气成藏期盖层古断接厚度（盖层厚度减去断裂断距）小于断裂在盖层内分段生长上下连接所需的最大断接厚度［13］，那么油源断裂在下部储盖组合盖层内分段生长、上下连接，成为下部储盖组合油气向上部储盖组合运移的输导通道。下部储盖组合中油气通过油源断裂穿过盖层向上部储盖组合中运移，此种情况下下部储盖组合盖层已渗漏，将盖层所有渗漏部位圈在一起即为下部储盖组合盖层渗漏区，即为上部储盖组合油气聚集区，下部储盖组合盖层渗漏区越大，上部储盖组合油气聚集范围越大，越有利油气聚集成藏，反之越不利油气聚集成藏。

如渤海湾盆地歧口凹陷板桥地区，位于歧口凹陷北部，是歧口凹陷油气勘探的重点地区，该区从下至上发育主要为古近系和新近系，少量为第四系，古近系发育有孔店组、沙河街组和东营组，新近系发育馆陶组和明化镇组，目前板桥地区已发现的油气主要分布在沙河街组，少量分布在东营组。油气主要来自下伏沙三段源岩。沙一段下亚段储层与沙一中亚段泥岩盖层构成了下部储盖组合，东三段储层和东二段泥岩盖层构成了上部储盖组合。由于上部储盖组合无源岩，只能通过下部储盖组合盖层至沙一中亚段泥岩盖层渗漏区向上部储盖组合提供油气来源，油气才能聚集成藏。

由图1 中可以看出，板桥地区沙一中亚段泥岩盖层发育，最大厚度可达到500 m 以上，主要分布在西南、东部2 个局部地区，沙一中亚段泥岩盖层厚度由2 个高值区向其四周逐渐减小，在东北和南部局部地区厚度减小至100 m 左右。统计板桥地区油源断裂（连接沙三段源岩和东营组储层，且在油气成藏期至明化镇组沉积中晚期活动的断裂）在沙一中亚段泥岩盖层内的断距和对应处沙一中亚段泥岩盖层厚度，由最大断距相减法［14］和地层古厚度恢复方法［15‐17］恢复油气成藏期油源断裂古断距和沙一中亚段泥岩盖层古厚度，由二者计算沙一中亚段泥岩盖层的古断接厚度。

图1 板桥地区沙一中亚段泥岩盖层厚度Fig.1 Es1z mudstone caprock thickness in Banqiao area

统计板桥地区已知井点处沙一中亚段泥岩盖层古断接厚度与其上下油气分布关系，可以得到断裂在泥岩盖层内分段生长上下连接所需的最大断接厚度约为139 m（图2）。将板桥地区沙一中下亚段泥岩盖层古断接厚度小于139 m 的部位圈在一起，便可以得到其下部储盖组合盖层至沙一中亚段泥岩盖层渗漏区，即为上部储盖组合的油气聚集区（图3），由图3 可知，板桥地区下部储盖组合盖层至沙一中亚段泥岩盖层渗漏区或上部储盖组合的油气聚集区主要分布在其南部和东部，少量分布在西南部和东北部。

图2 板桥地区断裂在盖层内分段生长上下连接所需的最大古断接厚度厘定Fig.2 Calibration of maximum paleo-fault contact thickness required for segmental growth of upper and lower connections in faulted caprock in Banqiao area

由图3 中可以看出，目前板桥地区上部储盖组合东三段目前已发现的油气主要分布其南部和东部，少量分布在其西南部和东北部，位于下部储盖组合盖层渗漏区内，这是因为上部储盖组合只有位于下部储盖组合向上部储盖组合盖层渗漏区内，才能通过油源断裂穿过沙一中亚段泥岩盖层进入到东三段内聚集成藏，油气钻探才能发现油气；否则无油气发现。因此，下部储盖组合盖层渗漏区分布控制着上部同源储盖组合油气聚集区分布。

图3 板桥地区下部储盖组合向上部储盖组合供油气区与上部储盖组合油气分布Fig.3 Hydrocarbon supply area from lower to upper reservoir-seal assemblage and hydrocarbon distribution in upper reservoir-seal assemblage in Banqiao area

2 下部储盖组合油气供给有利部位对上部储盖组合油气聚集有利部位的控制作用

下部储盖组合中的油气只有通过断穿盖层的油源断裂才能向上部储盖组合中运移，故断穿盖层的油源断裂处应是下部储盖组合向上部储盖组合油气供给的有利部位。下部储盖组合中的油气通过断穿盖层的油源断裂向上部储盖组合供给油气，进入到上部储盖组合后，由于受到上部储盖组合盖层阻挡，油气便在上部储盖组合内发生侧向分流运移，最后便在油源断裂附近聚集成藏。因此，断穿盖层的油源断裂处应是上部储盖组合油气成藏的有利部位，油源断裂越发育，越有利于上部储盖组合油气聚集成藏，反之，不利于油气聚集成藏。

如海拉尔盆地贝尔凹陷贝东北地区，构造上包括苏德尔特潜山构造带中部、霍多莫尔断鼻构造带、贝西洼槽南部地区，是贝尔凹陷油气勘探的主要地区。该区从下至上主要为白垩系，少量新生界地层，下白垩统有南屯组、大磨拐河组和伊敏组，上白垩统只有青元岗组，目前已发现油气主要分布在南屯组，少量分布在大磨拐河组，油源对比结果可知南屯组和大磨拐河组油气均来自南一段下部源岩，南一段上部储层与南屯组顶部泥岩盖层构成了该区下部储盖组合，大磨拐河组储层与大磨拐河组顶部泥岩盖层构成了该区上部储盖组合（图4）。由于上部储盖组合的大磨拐河组暗色泥岩埋藏相对较浅，尚未成熟，不能为上部储盖组合提供油气来源，上部储盖组合油气只能通过油源断裂来自下部南屯组储盖组合。

图4 贝东北地区上下储盖组合Fig.4 Upper and lower reservoir-seal assemblages in Beidongbei area

由于贝东北地区上部组合大磨拐河组油气主要来自下部南屯组储盖组合，所以下部南屯组储盖组合向上部大磨拐河组储盖组合油气供给有利部位——断穿盖层油源断裂处，应是上部大磨拐河组储盖组合油气成藏有利部位。由钻井资料统计可以得到贝东北地区南屯组上部泥岩盖层厚度大于300 m，主要分布在西部2 个局部地区，由2个高值区向其四周逐渐减小，在中北部和南部中部局部地区达到最小，小于50 m（图5）。

图5 贝东北地区南屯组上部泥岩盖层厚度Fig.5 Thickness of mudstone caprock in upper Nantun Formation in Beidongbei area

由地震资料解释成果可知，贝东北地区南屯组油源断裂（连接南一段下部源岩和南屯组储层，且在油气成藏期——伊敏组沉积末期活动的断裂）主要分布在其中北部和西南地区（图6）。统计贝东北地区南屯组油源断裂在南屯组上部泥岩盖层内断距和对应处泥岩盖层厚度，由最大断距相减法［14］和地层古厚度恢复方法［15］恢复其在油气成藏期的古断距和古盖层厚度，二者相减求取南屯组上部泥岩盖层古断接厚度，由贝东北地区南屯组上部泥岩盖层封油气所需的最小断接厚度（约为95 m）［14］，可以得到贝东北地区南屯组上部泥岩盖层渗漏区（图6），由图6 可以看出，贝东北地区南屯组上部泥岩盖层渗漏区主要分布在其中北部和西南部。

将上述已确定出的贝东北地区南屯组上部泥岩盖层渗漏区和油源断裂叠合，便可以得到下部南屯组储盖组合向上部大磨拐河组储盖组合油气供给有利部位，亦为上部大磨拐河组储盖组合油气成藏有利部位，由图6 中可以看出，目前贝东北地区上部大磨拐河组储盖组合已发现的油气均分布在断穿南屯组上部泥岩盖层油源断裂附近，这是因为只有位于断穿南屯组上部泥岩盖层油源断裂附近，才能通过断穿南屯组上部泥岩盖层油源断裂从下部南屯组储盖组合获得油气在上部大磨拐河组中聚集成藏，油气钻探才能发现油气；否则无油气发现。此例也充分说明，下部南屯组储盖组合油气供给有利部位分布控制着上部大磨拐河组储盖组合油气成藏有利部位分布。

图6 贝东北地区上部大磨拐河组油气与下部南屯组储层供油气有利部位关系Fig.6 Relationship between hydrocarbon in Damo‐guaihe Formation in upper part and favorable hydrocarbon supply position of Nantun Formation in lower part of Beidongbei area

3 下部储盖组合油气供给量对上部储盖组合油气聚集规模的控制作用

下部储盖组合不仅为上部储盖组合提供了油气来源，而且供给量（工业油流井产量大于1 t/d）控制着油气聚集规模，下部储盖组合油气供给量越大，上部储盖组合油气聚集规模越大；反之则越小。由于源岩生成的油气量是一定的，其下部储盖组合为上部储盖组合供给的油气越多，上部储盖组合油气聚集越多，下部储盖组合剩余的油气聚集越少；相反，下部储盖组合向上部储盖组合供给的油气越少，下部储盖组合剩余油气聚集越多。造成上部储盖组合与下部储盖组合油气分布具有互补特征，如图7 所示。

图7 上下部储盖组合油气聚集互补关系Fig.7 Complementary relationship of hydrocarbon accumulation in upper and lower reservoir-seal assemblages

如上述海拉尔盆地贝尔凹陷贝东北地区，目前已钻探井揭示的下部南屯组储盖组合油气分布与上部大磨拐河组储盖组合油气分布之间存在3 种分布关系。

第1 种关系是下部南屯组储盖组合有油气，而上部大磨拐河组储盖组合无油气，说明下部南屯组储盖组合未向上部大磨拐河组储盖组合供给油气，无油气在上部大磨拐河组储盖组合中聚集成藏，油气仍在南屯组中聚集成藏。

第2 种关系是下部南屯组储盖组合无油气，而上部大磨拐河组储盖组合有油气，说明下部南屯组储盖组合中所有油气均供给了上部大磨拐河组储盖组合，油气在上部大磨拐河组储盖组合聚集成藏，下部南屯组储盖组合中已无油气剩余聚集成藏。

第3 种关系是下部南屯组储盖组合和上部大磨拐河组储盖组合均有油气，说明下部南屯组储盖组合中一部分油气供给上部大磨拐河组储盖组合，使油气在上部大磨拐河组储盖组合中聚集成藏，下部南屯组储盖组合中仍剩余油气聚集成藏。因此，下部储盖组合油气供给量控制上部储盖组合油气成藏规模。

4 结 论

（1）上部储盖组合无源岩，其油气只能来自下部储盖组合，而下部储盖组合油气只能通过其盖层渗漏向上部储盖组合中运移，为其油气聚集提供来源，使油气聚集成藏。

（2）含油气盆地下部储盖组合泥岩盖层渗漏区分布控制着上部同源储盖组合油气聚集区分布，下部储盖组合盖层渗漏范围越大，越有利于向上部储盖组合供给油气和聚集成藏；反之则不利于上部储盖组合油气聚集成藏。

（3）含油气盆地下部储盖组合油气供给有利部位分布控制着上部储盖组合油气聚集有利部位分布，断穿盖层油源断裂越发育，越有利向上部储盖组合供给油气和聚集成藏；反之则不利于上部储盖组合聚集成藏。

（4）含油气盆地下部储盖组合供油气量控制着上部同源储盖组合油气成藏规模，下部储盖组合油气供给量越大，上部储盖组合油气越聚集；反之上部储盖组合油气越不聚集。