三肇凹陷青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層倒灌運(yùn)移

三肇凹陷青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層倒灌運(yùn)移

三橋凹陷是松遼盆地北部中部凹陷區(qū)的一種長(zhǎng)期遺傳因素。凹陷包括下白牙紅石嶺群、沙河子群、營(yíng)城群、登樓庫(kù)群和泉頭群，以及上白牙青山口群、姚家群、審美吳江群、四方臺(tái)群、明水群、，以及泉頭群和楊大城群的第三、四段層。這是該凹陷的主要產(chǎn)油層。現(xiàn)在，在宋代芳屯、遼州、昭州、升平和朝陽(yáng)溝油田，可以充分展示扶楊油層的地層。然而，油藏分離和排水溝的油底距離為400米以上。對(duì)青巖源巖產(chǎn)生的大量“倒流”的認(rèn)識(shí)是該地區(qū)支持楊油層油勘探的關(guān)鍵。前人[1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11]對(duì)油氣下游“倒流”的運(yùn)移所需的動(dòng)力條件進(jìn)行了研究和探討，但對(duì)油氣下游“倒流”的運(yùn)移所需的動(dòng)力條件主要是定性分析，缺乏定量研究。因此，對(duì)三橋巖層至青羊油層的“倒流”運(yùn)動(dòng)所需的最小壓力進(jìn)行了研究，對(duì)于正確理解和指導(dǎo)該地區(qū)的油藏規(guī)律具有重要意義。1油橫向“倒灌”運(yùn)移動(dòng)力特性由文獻(xiàn)可知,油氣發(fā)生向下“倒灌”運(yùn)移,要求源巖具備足夠大的超壓和存在連通源巖和儲(chǔ)層的斷裂輸導(dǎo)通道,源巖生成排出的油氣可在其內(nèi)超壓的作用下,通過(guò)斷裂向下伏儲(chǔ)層“倒灌”運(yùn)移.三肇凹陷青一段源巖目前普遍具有超壓,最大超壓為20MPa,主要分布在三肇凹陷中心處,由凹陷中心向其四周青一段源巖超壓逐漸減小,在凹陷邊部超壓減小至8MPa以下.三肇凹陷青一段源巖超壓主要在嫩四段沉積時(shí)期形成,而青一段源巖在明水組沉積末期開始向外大量排烴.由此看出,青一段源巖超壓形成時(shí)期早于油大量排烴期,可以成為油向下“倒灌”運(yùn)移的動(dòng)力.三肇凹陷青一段底界面上發(fā)育大量T2斷裂,T2斷裂主要由拗陷期形成的斷裂、斷陷期形成拗陷期活動(dòng)的斷裂、拗陷期形成反轉(zhuǎn)期活動(dòng)的斷裂和斷陷期形成拗陷期及反轉(zhuǎn)期活動(dòng)的斷裂構(gòu)成,它們?cè)谄拭嫔铣蕢緣q組合,平面上呈密集帶分布.4種斷裂并非均可成為青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的輸導(dǎo)通道,只有連接青一段源巖和扶楊油層,且在青一段源巖大量排烴期(明水組沉積末期)活動(dòng)的斷裂才能成為青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的油源斷裂.4種斷裂只有拗陷期形成反轉(zhuǎn)期活動(dòng)的斷裂,以及斷陷期形成拗陷期和反轉(zhuǎn)期活動(dòng)的斷裂,才能成為青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的油源斷裂.該區(qū)油源斷裂有348條,分布于整個(gè)三肇凹陷區(qū)內(nèi),見(jiàn)圖1.因此,三肇凹陷青一段源巖生成排出的油氣具備了向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的條件.2扶楊油層“倒灌”運(yùn)移規(guī)律三肇凹陷青一段源巖生成排出的油氣已具備在超壓作用下通過(guò)油源斷裂向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的條件.然而,青一段源巖生成排出的油氣能否向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移及向扶楊油層運(yùn)移多遠(yuǎn)距離,還應(yīng)取決于青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的動(dòng)力和阻力之間的相對(duì)大小.青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的動(dòng)力,主要是青一段源巖在明水組沉積末期的古超壓,而其生成排出的油氣沿著油源斷裂向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移所遇到的阻力,應(yīng)為斷裂帶的毛細(xì)管阻力、油本身的浮力和地層壓力.青一段源巖生成排出的油氣能否發(fā)生向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移和運(yùn)移距離應(yīng)是這4個(gè)力相互作用和平衡的結(jié)果.青一段源巖生成排出的油氣要向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移,其內(nèi)古超壓必須大于斷裂帶的毛細(xì)管阻力、油本身浮力和地層壓力增大形成的阻力的和,可發(fā)生向下“倒灌”運(yùn)移.由于地層壓力形成的阻力是一個(gè)隨油向下“倒灌”運(yùn)移增大而增大的變量,在油剛好要開始向下“倒灌”運(yùn)移時(shí),地層壓力形成的阻力為0MPa.同理,油在未向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移時(shí),其油浮力也可視為0MPa.此時(shí),只要青一段源巖古超壓大于斷裂帶毛細(xì)管阻力,油便開始向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移.由此看出,斷裂帶毛細(xì)管阻力應(yīng)是青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移所需的最小壓力.由于受鉆遇斷裂帶井少,不易取心,以及斷裂活動(dòng)時(shí)期因裂縫活動(dòng)開啟難以獲取毛細(xì)管阻力等因素的影響,很難直接獲取斷裂帶的毛細(xì)管阻力.為此,首先統(tǒng)計(jì)目前三肇凹陷100余口探井扶楊油層油底距青一段源巖底部的深度.因?yàn)檫@一深度通常情況下可以視為油向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的最大深度,但有2種情況例外,一種是油在向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移過(guò)程中尚未達(dá)到最大深度時(shí),就發(fā)生側(cè)向運(yùn)移,這種油底深度較最大深度要小;另一種是油達(dá)到最大運(yùn)移深度后又向高斷塊一側(cè)發(fā)生側(cè)向運(yùn)移,這種油底深度較最大深度要大.因此,利用現(xiàn)今油底深度代替其最大油“倒灌”運(yùn)移深度時(shí),不應(yīng)看個(gè)別點(diǎn),應(yīng)看總的趨勢(shì),才能符合實(shí)際的油底深度.然后利用文獻(xiàn)中明水組沉積末期青一段源巖的古超壓(見(jiàn)圖1)與青一段源巖生成排出的油氣“倒灌”運(yùn)移最大深度關(guān)系(見(jiàn)圖2),可以得到二者之間為正相關(guān)關(guān)系,當(dāng)青一段源巖古超壓大于5MPa之后,隨著青一段源巖古超壓增大,其生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的深度迅速增大;當(dāng)深度達(dá)到300m后,隨著青一段源巖古超壓的增大,油氣“倒灌”運(yùn)移的深度增大幅度變緩.這是因?yàn)橛蜌庀蚍鰲钣蛯印暗构唷边\(yùn)移的毛細(xì)管阻力一旦被突破后,毛細(xì)管阻力消失,只剩下地層壓力和油本身浮力作用,阻力變小,動(dòng)力相對(duì)增大,必然造成油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的距離迅速增大.當(dāng)達(dá)到一定深度后地層壓力和油本身浮力迅速增大,阻力增大,動(dòng)力相對(duì)減小,其生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的深度增大幅度變緩.當(dāng)青一段泥巖古超壓小于5MPa時(shí),由于其超壓不能克服斷裂帶中毛細(xì)管阻力,其生成排出的油氣不能向下“倒灌”運(yùn)移.這表明5MPa應(yīng)是三肇凹陷青一段源巖生成排出的油氣沿T2斷裂輸導(dǎo)通道向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移所需的最小古超壓.只有古超壓大于此值后,才能克服斷裂帶中毛細(xì)管阻力,油氣在古超壓的作用下才能向下“倒灌”運(yùn)移.3研究重要性確定三肇凹陷青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的最小超壓,對(duì)于該區(qū)扶揚(yáng)油層油成藏與分布研究具有意義.3.1扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的區(qū)域特征由圖2,利用明水組沉積末期青一段源巖古超壓(見(jiàn)圖1)對(duì)其生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移深度和范圍進(jìn)行研究,結(jié)果見(jiàn)圖3.由圖3可以看出,三肇凹陷青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移范圍主要分布在三肇凹陷中心區(qū)內(nèi),向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的最大深度為400m以上.主要分布在凹陷中部和東部,大部分地區(qū)青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移深度為150～300m,在凹陷中部和西部邊部出現(xiàn)青一段源巖生成排出的油氣不能向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的區(qū)域.比較三肇凹陷青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移深度及與其對(duì)應(yīng)點(diǎn)扶楊油層各油層組厚度,青一段源巖生成排出的油氣不僅可以“倒灌”運(yùn)移至扶Ⅱ油層組和扶Ⅲ油層組,而且還可以“倒灌”運(yùn)移至楊Ⅰ油層組.從扶Ⅱ油層組—扶Ⅲ油層組—楊Ⅰ油層組,青一段源巖生成排出的油氣“倒灌”運(yùn)移區(qū)域逐漸減小,凹陷中心3個(gè)油層組存在局部青一段源巖生成排出的油氣不能向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的區(qū)域.3.2油藏不可分布于青一部分運(yùn)移區(qū)內(nèi)由青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移區(qū)域,與目前該區(qū)已找到的扶楊油層油藏分布關(guān)系(見(jiàn)圖3),扶揚(yáng)油層油藏不是分布在青一段生成排出的油氣“倒灌”運(yùn)移區(qū)內(nèi)就是分布在其邊部.這是因?yàn)榉鰲钣蛯又挥形挥谇嘁欢紊膳懦龅挠蜌庀蚍鰲钣蛯印暗构唷边\(yùn)移區(qū)內(nèi)或附近,才能從上覆青一段源巖獲得油進(jìn)行運(yùn)聚成藏;否則,其他成藏條件再好也無(wú)法形成油藏.因此,青一段源巖生成排出的油氣向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的范圍及其附近,應(yīng)是三肇凹陷扶楊油層成藏與分布的有利區(qū)域.4扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的最小超壓預(yù)測(cè)(1)三肇凹陷青一段源巖生成排出的油氣具備向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的條件,