三肇凹陷扶楊油層成藏要素分析

三肇凹陷扶楊油層成藏要素分析

三橋坍塌位于松遼盆地北部的中心凹陷區(qū)。是該盆地下白牙泉頭群三、四段足部和楊家園油層的主要勘探區(qū)。截至目前,該區(qū)已找到宋芳屯、榆樹林、模范屯、肇州、升平、朝陽溝和永樂等油田,原油主要儲集于扶楊油層河道砂沉積中,主要來自上覆下白堊統(tǒng)青山口組一段發(fā)育的暗色泥巖,同時(shí)青一段發(fā)育的大套泥巖又是其蓋層,屬于典型的上生下儲式的生儲蓋組合,正是這種上生下儲式的生儲蓋組合,其原油運(yùn)聚成藏特征明顯不同于其上部的薩、葡、高油層的正常生儲蓋組合,造成以往從薩、葡、高油層總結(jié)出來的成藏規(guī)律和控制因素已不再適用于該區(qū)扶楊油層,扶楊油藏勘探方向不明確,失利井增多。盡管前人曾對此做過大量研究工作,但主要是針對其成藏條件及其優(yōu)劣,而對成藏要素空間匹配關(guān)系及其對原油成藏與分布的控制作用的研究仍是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。因此,開展三肇凹陷扶楊油層成藏要素空間匹配與油分布關(guān)系研究,對于正確認(rèn)識扶楊油層原油分布規(guī)律和指導(dǎo)勘探均具有重要意義。1西藏的要素和特點(diǎn)勘探實(shí)踐表明,烴源巖、圈閉和輸導(dǎo)通道是決定油藏能否形成的最關(guān)鍵因素,也是成藏體系的最基本要素。1.1邊部排烴潛力油源對比結(jié)果表明,三肇凹陷扶楊油層原油主要來自上覆青一段發(fā)育的暗色泥巖,該區(qū)青一段烴源巖厚度最大可達(dá)到80m,主要分布于朝陽溝階地上,由此高值區(qū)向凹陷西北厚度逐漸減小,在三肇凹陷北部邊部厚度達(dá)到最小,小于20m(見圖1a)。三肇凹陷青一段烴源巖有機(jī)質(zhì)豐富,有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為3.13%,氯仿瀝青“A”平均為0.50%,生烴潛力一般大于6mg·g-1。有機(jī)質(zhì)類型大部分屬于Ⅰ和Ⅱ1型,少部分屬于Ⅲ型。有機(jī)質(zhì)鏡質(zhì)體反射率為0.55%~1.26%,已進(jìn)入生烴門限。烴源巖生排烴史研究結(jié)果表明,在四方臺組沉積末期開始向外排烴,到明水組沉積末期開始進(jìn)入大量排烴階段。三肇凹陷青一段烴源巖排油強(qiáng)度高值區(qū)位于三肇凹陷中心,最大可達(dá)110×104t·km-2,由此向凹陷四周排烴強(qiáng)度逐漸減小,在凹陷邊部減小至零(見圖1b)。1.2關(guān)閉它鉆探結(jié)果表明,三肇凹陷扶楊油層原油聚集主要是在斷裂與河道砂體配合形成的斷塊、斷層-巖性和斷層遮擋圈閉中。1.3青一部分烴源巖生成油氣水層的斷裂由于三肇凹陷扶楊油層原油主要來自上覆青一段烴源巖,原油要向下伏扶楊油層中“倒灌”運(yùn)移,除了要克服地層孔隙的毛細(xì)管力,還要克服地層壓力和原油本身浮力,所以原油只有同時(shí)滿足了以下2個(gè)條件,方可向下伏扶楊油層中“倒灌”運(yùn)移。第1個(gè)條件是其應(yīng)具超壓,才能提供原油向下“倒灌”運(yùn)移動力。三肇凹陷青一段烴源巖目前普遍欠壓實(shí)具有超壓(見圖2),超壓值最大可以達(dá)到20MPa,主要分布在三肇凹陷內(nèi)宋深1井、徐深4井和樹19井處,由3個(gè)高值區(qū)向四周超壓值逐漸減小,在凹陷邊部減小至8MPa以下。第2個(gè)條件是應(yīng)具有向下“倒灌”運(yùn)移的輸導(dǎo)通道———斷裂,只有斷裂才能為原油向下“倒灌”運(yùn)移提供較地層孔隙更有利的輸導(dǎo)通道。地震資料解釋結(jié)果表明,三肇凹陷T2層發(fā)育有大量斷裂,但并不是所有的T2斷裂均可成為“倒灌”運(yùn)移的輸導(dǎo)通道,而只有那些T2源斷裂才能成為青一段烴源巖生成油向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的輸導(dǎo)通道。所謂T2源斷裂是指連接青一段烴源巖和扶楊油層,且在青一段烴源巖大量生排烴期活動的斷裂才能成為青一段烴源巖生成油向扶楊油層“倒灌”運(yùn)移的輸導(dǎo)通道。根據(jù)斷裂生長指數(shù)和活動速率統(tǒng)計(jì),三肇凹陷T2斷裂自形成后在嫩江組沉積末期、明水組沉積末期和古近系沉積末期反轉(zhuǎn)活動。由上述青一段烴源巖大量排烴期可以看出,三肇凹陷T2源斷裂主要應(yīng)是過T2~T06的斷裂,全區(qū)主要有348條,為近SN向分布,均為正斷裂,一般斷距為20~60m,長度為2~5km,斷裂密度可達(dá)到0.5~1.8條·km-1。此外,對于油源區(qū)之外的扶楊油層,三肇凹陷青一段烴源巖生成的油“倒灌”運(yùn)移進(jìn)入扶楊油層后,還要沿著砂體發(fā)生一定距離的側(cè)向運(yùn)移,才能運(yùn)移到達(dá)油源區(qū)之外的斷層圈閉中聚集成藏。因此,河道砂體是三肇凹陷烴源巖區(qū)之外斷層圈閉與青一段烴源巖之間的側(cè)向輸導(dǎo)通道,但它須在T2源斷裂輸導(dǎo)作用之后才能起到輸導(dǎo)作用。2成藏要素匹配關(guān)系原油成藏要素重要的應(yīng)是其在空間上的匹配關(guān)系,它控制著油藏的形成與分布。通過油藏解剖研究,得到三肇凹陷扶楊油層3個(gè)成藏要素在空間上的匹配關(guān)系(見圖3),主要有2種匹配關(guān)系。第1種匹配關(guān)系是扶楊油層斷層圈閉直接位于青一段烴源巖之下,即為源上圈正下方配置,由T2源斷裂直接連接。第2種匹配關(guān)系是扶楊油層斷層圈閉位于青一段源巖的側(cè)下方,即為源上圈側(cè)下上方配置,由T2源斷裂和砂體配合才能連接扶楊油層斷層圈閉和三肇凹陷青一段烴源巖。3控制作用通過油藏解剖以及油藏分布與成藏要素之間空間匹配關(guān)系研究得到,三肇凹陷扶楊油層成藏要素空間匹配關(guān)系對其油成藏與分布具有以下控制作用。3.1下“倒灌”運(yùn)移區(qū)內(nèi)或周邊由圖3中可以看出,三肇凹陷扶楊油層目前已發(fā)現(xiàn)的油藏均分布在青一段烴源巖生成油向下“倒灌”運(yùn)移區(qū)內(nèi)或附近。這是因?yàn)椴还芊鰲钣蛯拥娜﹂]與青一段烴源巖之間是源上正下方配置,還是源上圈側(cè)下方配置,只要扶楊油層斷層圈閉位于青一段烴源巖生成油向下“倒灌”運(yùn)移區(qū)內(nèi)或附近,才能從青一段烴源巖處獲得油進(jìn)行聚集成藏;否則無法聚集成藏。3.2油氣運(yùn)聚規(guī)律由三肇凹陷扶余油層F1油層組33個(gè)已鉆探斷層圈閉統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出,在三肇凹陷青一段烴源巖“倒灌”運(yùn)移區(qū)內(nèi)源上圈正下方配置T2源斷裂發(fā)育的28個(gè)斷層圈閉中,油井產(chǎn)能明顯較5個(gè)無T2源斷裂發(fā)育的斷層圈閉油井產(chǎn)能高,這是因?yàn)門2源斷裂發(fā)育的斷層圈閉,扶楊油層能從青一段烴源巖處直接獲得更多的油進(jìn)行運(yùn)聚成藏,油井產(chǎn)能高。3.3青一部分運(yùn)聚成藏位于青一段烴源巖生成油向下“倒灌”運(yùn)移區(qū)之外,屬于源上圈側(cè)下方配置類型,不能通過T2源斷裂從青一段烴源巖處直接獲得原油進(jìn)行運(yùn)聚成藏,而是油向下“倒灌”運(yùn)移進(jìn)入扶楊油層中,然后再通過砂體側(cè)向運(yùn)移才能到達(dá)斷層圈閉中運(yùn)聚成藏。位于榆樹林東北部尚家油田扶楊油層的斷層圈閉屬青一段烴源巖生成的“倒灌”運(yùn)移區(qū)外的例子,其目前已獲得的工業(yè)油流井均位于扶楊油層側(cè)向運(yùn)移砂體輸導(dǎo)通道上或附近。3.4源上圈側(cè)下配置三肇凹陷扶楊油層原油主要富集在斷層下盤,這不僅表現(xiàn)在源上圈正下方配置中,也表現(xiàn)在源上圈側(cè)下方配置中。這是因?yàn)榉鰲钣蛯又械脑褪乔嘁欢螣N源巖生成的油通過T2源斷裂“倒灌”進(jìn)入扶楊油層的,由于T2源斷裂下盤位于構(gòu)造高部位,距上覆青一段烴源巖距離最近,原油向其“倒灌”運(yùn)移所受到的阻力最小,優(yōu)先向下盤運(yùn)移和聚集成藏。4層圈閉與青一部分烴源巖的匹配關(guān)系1)三肇凹陷扶楊油層3個(gè)成藏要素為青一段源巖、斷層圈閉和T2源斷裂與砂體輸導(dǎo)通道。2)三肇凹陷扶楊油層斷層圈閉與青一段烴源巖