海塔盆地中部主要断陷带南二段油气富集成因及主控因素.pdf

大 庆 石 油 学 院 学 报 J OUR NAL OF DAQI NG P E TR OL E UM I NS T I TUTE 第 3 6卷 第 3 期 2 0 1 2年 6月 V0 1 ．3 6 No ．3 J u n ． 2 0 1 2 海塔盆 地 中部主要断 陷带南二段 油气富集成 因及主控 因素 高 宁 ，钱 永强。 ，张 楠。 ，孙 慧黠 ，陈旭 峰 ，王 广 1 ．东北石油大学 地球 科 学学 院 ， 黑 龙江 大庆 1 6 3 3 1 8 ； 2 ．东北 石 油大 学 电气 信 息工 程学 院 ， 黑龙 江 大庆 1 6 3 3 1 8 ； 3 ．大庆油 田有限责任公司 第十采油厂 ， 黑龙江 大庆 1 6 6 4 0 5 ； 4 ．大庆油 田有限责任公司 第四采油厂 ， 黑龙 江 大庆 1 6 3 5 1 1 ； 5 ．中国石油长庆油 田公司 第二采油厂 ， 甘肃 庆阳 7 4 5 1 0 0 摘 要 分析海塔盆地中部 主要断陷带南 二段油气 分布及其 与成藏条件之 间时 空匹配关系 ， 研究 油气富集成 因及 主 控 因素． 结 果表明 南二段油气 分布存 在 z种形式 一种 与上 覆大磨 拐河组伴生 ； 另一种仅 分布在 南二段． 前 者为晚期 反 转 成因 ， 在青 元岗组沉积 时期， 由于构造反转形成 于下伏南 一段源岩 生成的油气 沿长期 断裂向南 二段运移 并聚集 ； 后 者 为早期 侧接成 因 ， 形成于早 期伸 展断裂使 其上 盘南二段 与下 盘南一段 源岩侧接 ， 南一段 源岩生成 的油气在伊敏组沉积 末 期 向对 盘南二段 运移 聚集． 晚期 反转成 因油气 的形成受 到 3方面 因素控制 ①源岩 区控制 晚期 反转成 因油气 聚集与 分 布； ② 反转构造及其 附近是 反转成 因油气 聚集 的有利部位 ； ③长 期发育 断裂 为晚期 反转成 因油气 形成提供输 导通道． 南 二段侧接 成因油气聚集受 到 3 方面 因素控制 ①源岩 区控制早期侧接成 因油气聚集 与分布 ； ②反 向断裂上盘是早期侧 接 成 因油气聚集 的有利 部位； ③早期 伸展 断裂为早期侧接成 因油气 聚集提供遮挡条件． 关键词 油气分 布形式 ；形成机制 ；主控因素 ； 反转成 因；侧接成因 ； 南二段 ；海塔盆地 中图分类号 T El 2 2 ． 3 文献标识 码 A 文章编 号 1 0 0 01 8 9 1 2 0 1 2 0 3 0 0 4 10 5 0 引言 海塔盆地包括我国东北部的海拉尔盆地和蒙古 国东部的塔木察格盆地 ， 总面积为 7 9 6 1 0 k m ， 我国境 内面积为 4 4 2 1 0 k m ， 蒙古国境内面积为 3 5 4 0 0 k m ． 中部主要断陷由北至南包括乌尔逊 、 贝尔、 南贝尔和 塔南 4 个 凹陷 ， 是海塔盆地油气勘探的主要地区． 4个凹陷从下至上发育上三叠统 的基岩、 下白垩统的铜 钵庙组 、 南屯组 、 大磨拐河组 、 伊敏组和上白垩统 的青元 岗组、 呼查 山组地层． 南屯组二段 简称南二段 为 重要产油层位 ， 经油源对 比和油成藏时期研究表明 ， 其油气成藏既有早期形成的， 也有 晚期改造形成的 ， 2 种成因的油气藏在空间上分布关系复杂， 对南二段油气分布规律认识不清楚， 造成南二段油气勘探面临较 多困难． 人们对 4个凹陷油气成藏规律进行研究 ， 如付广等分析乌尔逊凹陷多种成藏条件 ， 研究南二段油 气成 藏及 分 布 的主控 因素 并预 测其 有利 区[ 1 ； 陈守 田等研究 海 拉尔 盆地 的含 油 气 系统 和油 气 藏类 型 l_ 2 ； 侯启军等、 霍秋立等研究乌尔逊和贝尔 凹陷的石油来源和运移方向[ 4 - 5 ] ； 吴河勇等研究 乌尔逊一贝尔凹陷 的构造特征和油气成藏过程 ； 张云峰等、 付晓飞等研究苏德尔特古潜山和贝尔凹陷布达特群潜山的演 化及含油气性_ 】 ； 姜茵华等研究海拉尔盆地沉积相类型[ 1 引 ． 以中部断陷带作为一个整体对南屯组二 段的油气富集成 因和主控 因素进行研究 的成果较少． 笔者分析 中部断陷南二段油气 分布与成藏条件之间 时空匹配关系 ， 总结中部断陷带南二段油气分布的成 因形式 ， 为认识该 区油气成藏规律 、 指导油气勘探提 供 指导 ． 1 油气分布形式 油气钻探结果表明 ， 海塔盆地 中部主要断陷带 4个 凹陷在南 二段均发现油气 见表 1 ， 其 中 乌尔逊 收稿 日期 2 0 1 2 0 42 6 ； 编辑 张兆虹 基金项 目； 国家 9 7 3重大基础研究项 目 2 0 0 1 CB 2 0 9 1 0 4 作者简介 高宁 1 9 7 3 一 ， 女 ， 硕士 ， 副教授 ， 主要从事油气藏形成条件方面的研究 4l 大庆石油学院学报 第 3 6卷2 0 1 2年 凹 陷油气分 布最 多 ， 其 次为塔 南 凹陷 ， 贝尔 和南 贝尔 凹陷油气 分布 相对 较少 ． 油藏 类 型主要 为断层 油气 藏 ． 从 南 二段 与上覆 大磨 拐河组 油气 分布 之 间关 系可 看 出 ， 南二 段油 气分 布主要 有 2种形 式 一 种 为南二 段 和 其上覆大磨拐河组均有油气分布， 该种分布形式油流井有 7口， 主要分布在乌尔逊 凹陷、 贝尔凹陷和南贝 尔凹陷， 其中乌尔逊凹陷较多， 贝尔凹陷和南贝尔凹陷较少 ； 另一种为南二段有油气分布， 其上覆大磨拐河 组无 油气分 布 ， 该 种分 布形式 油 流井有 5 3口， 在 4个 凹 陷 中有 分 布 ， 其 中塔南 凹 陷和 乌尔 逊 凹陷较 多 ， 贝 尔 凹陷和南 贝尔 凹 陷较少． 表 1海塔盆地 中部主要断陷带南二段油气分布形式 注 0低产油流井 ； ●工业油流井 2 油 气成 藏 模 式 源岩演化史研究结果表明， 南二段和大磨拐河组发育的源岩至今 尚未成熟 ， 不能为其 内的油气成藏提 供油 源 ， 其 内油气 主要来 自下伏 南一 段发 育 的源 岩 _ 4 ] ． 在 青 元 岗组 沉 积 时期 ， 海 塔 盆地 中部 主要 断 陷 带 大磨拐河组油气藏主要是下伏南一段源岩生成的油气， 由于构造反转， 沿长期发育断裂向上运移进入大磨 拐河组中聚集而形成 ] ． 南二段与大磨拐河组油气相伴生 的油气是与大磨拐河组 中油气在构造反转过程 中沿长期发育断裂 向上运移聚集而形成的， 其成藏模式见 图1 a ． 南二段储层流体包裹体均一温度资料 a 反转成因 三三 二 源 岩 三 二 互 储层 Z 油藏 ／ 断裂 ①长期发育断裂 ②调整断裂 ⑤早期伸展断裂 b 侧接成因 图 1 海塔盆地 中部主要断陷带南二段油气成藏模式 第 3期 高 宁等 海塔盆地 中部 主要断 陷带南二段油气富集成 因及主控因素 证实 ， 南二段存在青元 岗组沉积时期充注形成 的油气 见图 2 ． 南二段另一种类型油气与大磨拐河组油气 并非 同时充注形成 ， 而是由于反 向断裂错断 ， 使上盘南二段储层下降与下盘南一段源岩对接 ， 南一段源岩 生成的油气是在伊敏组沉积末期直接向对盘南二段储层 中运移并聚集而形成 的， 其成藏模式见图 1 b ． 南二段断层流体包裹体均一温度资料 见 图 2 证实 ， 南二段存在伊敏组沉积晚期充注的油气． Ar ／ K同位 素年龄 南 二段流体 包裹体 凹 陷 油藏 均 一温度 分布直方 图 成 藏年代／ Ma 成藏 时期 50 4 0 30 乌尔逊 苏仁 诺尔 1 0 1 ． 7 2 ～1 1 9 ． 1 2 0 伊敏组 沉积 时期 6o 7 6 92 1O 8 1 24 均 一温 度／ 。 c 60 5 0 40 贝尔 呼和诺仁 9 1 ． 8 0 ～8 9 ． 8 0 青元 岗组 意3 0 ．-- ． 沉积 时期 糕 2O l0 6 o 76 92 1 0 8 1 24 均一 温度／ 。 c 图 2 海塔盆地 中部 主要断陷带南二段油气成藏 时期 3 油 气聚集 的主控 因素 3 ． 1晚期 反转成 因 海 塔 盆地 中部 主 要 断 陷带 源 岩 、 反 转 构 造 与南 二段 油 气 分布 见 图 3 ． 由图 3可 见 ， 南 二段 晚期 反 转 成 因油流 井 均与南 一段 源 岩空 间具 有一 致性 ． 由于南 二段 晚期 反转成 因断层 圈 闭只有位 于南 一段 源 岩 区内 ， 才 能通 过长 期发 育 断裂从 南 一段 源岩 处获 得油 气进 而运 聚成 藏 ； 否 则 ， 南二 段 晚期反 转成 因 的断层 圈闭 难 以使 油气 运 聚成 藏． 由图 3可见 ， 南 二段 晚期 反转 成 因油流 井均 分 布在反 转 构 造及 其 附 近 ， 且 于 4个 凹陷 内均 有 分 布 ， 尤 其是 南 贝尔 凹 陷最发 育 ， 其 次 是乌 尔逊 凹陷和 贝尔 凹陷 ， 塔 南 凹陷 最少 ． 海 塔 盆 地 中部 主 要 断 陷带 构造 发 育史 研究 结果 [ 1 ] 表 明 ， 青元 岗沉 积 时期 ， 长期 发育 断裂 发生 反转 ， 使南 二段 和 大磨 拐河组 地 层形 成 一 系 列反 转构 造 ． 这些 反转 构造 上砂 体 与断 裂配合 形 成 断背 斜 、 断块 和 断 层一 岩性 等 圈闭 构造 ， 为南 一 段烃 源 岩 生成 油气 在南 二段 聚集 提供 了场 所 ． 由图 3可见 ， 南二 段 晚期 反转成 因油流 井除 反转 构造 外 ， 还 分 布 于长 期发 育 断 裂 附 近． 南二 段 油气 来 自下伏南一段源岩， 两者之间被多套泥岩层相隔 ， 南一段源岩生成的油气不能通过地层孑 L 隙直接运移进入 南二段储层中， 只能通过断裂垂 向运移才能进入南二段储层． 由地震资料解释结果和断裂发育史研究结果 可知 ， 南 二段 地层 发育 包括 早期 铜钵 庙 组一 南 屯组沉 积 时期 伸展 、 中期 伊 敏组 二 、 三段 时期 走 滑 、 晚期 青元 岗组 时期 反 转 和早期 伸展 中期 走 滑 晚期 反 转 长期 发 育 的 4种类 型 断裂 ． 但 这 4种类 型断 裂并 非 都 可使南一段源岩生成油气垂 向运移至南二段储层中， 只有连接南一段源岩和南二段储层 ， 且在南一段源岩 大量排烃期一伊敏组沉积末期活动断裂 ， 才能构成南一段源岩生成油气向南二段运移的输导通道， 即长期 发育断裂是南二段油气成藏 的输导断裂． 只有位于长期断裂附近的南二段晚期反转成因的断层圈闭 ， 才能 从下伏南一段源岩处获得油气进而聚集成藏． 3 ． 2 早 期侧 接成 因 由 图 3可 见 ， 4个 凹 陷 已发 现 的南二 段 早期侧 接 成 因形成 的油 流井 与 南一 段 源岩 空 间上 具 有一 致 性． 4 第 3期 王海静等 非均质各向异性油藏水平井 流人 动态 [ 9 ] D u i l o f s k y L J ．An a p p r o x i ma t e mo d e l f o r we l l p r o d u c t i v i t y i n h e t e r o g e n e o u s p o r o u s me d i a[ J ] ．Ma t h e ma t i c a l Ge o l o g y ，2 0 0 0 ， 3 2 4 4 2 1 4 3 8 ． [ 1 0 ] G r i n g a r t e n A C，Ra me y J R，He n r y J ．Ap p l i c a t i o n o f t h e P f u n c t i o n t o h e a t c o n d u c t i o n a n d f l u i d f l o w p r o b l e ms[ R] ．S P E 3 8 1 8 1 9 7 1 ． Gr i n g a r t e n A C， Ra me y J R，He n r y J ．Th e u s e o f s o u r c e a n d Gr e e n s f u n c t i o n s i n s o l v i n g u n s t e a d y - f l o w p r o b l e ms i n r e s e r v o i r s E J ] ． S o c i e t y o f P e t r o l e u m En g i n e e r s J o u r n a l ，1 97 3 ， 1 3 5 2 8 529 6 ． 曾昭英 ， 徐魁生 ， 冯凤萍 ， 等． 矩形油藏垂直裂缝试井数学模型及应用方法E J ] ． 大庆石油学院学报 ， 2 0 0 4 ， 2 8 5 1 3 1 5 ． 王海涛 ， 张烈辉． 基于源函数法的油层部分射开顶底 封闭各向异性 的三重介 质油藏不稳定 渗流[ 1I ． 大庆石 油学院学报 ， 2 0 0 8 ， 3 Z 3 2 9 3 3 ． F u r u i K。Z h u D。Hi l l A D．A c o mp r e h e n s i v e mo d e l o f h o r i z o n t a l we l l c o mp l e t i o n p e r f o r ma n c e E J ] ．S P E P r o d u c t i o n Op e r a t i o n s ， 2 0 0 5， 2 0 3 2 0 7 2 2 0 ． F u r u i K，Z h u D，Hi l l A D ．A n e w s k i n f a c t o r mo d e l f o r p e r f o r a t e d h o r i z o n t a l we l l s[ J ] ．S P E D r i l l i n g C o mp l e t i o n， 2 0 0 8 ， 2 3 3 2 0 5 2 1 5 ． Yi l d i z T．As s e s s me n t o f t o t a l s k i n f a c t o r i n p e r f o r a t e d we l l s E J ] ．S P E Re s e r v o i r E v a l u a t i o n＆ E n g in e e r i n g ，2 0 0 6 ， 9 1 6 1 7 6 ． 上接 第 4 5页 参考文献 E 1 ] 付广 ， 孟庆芬 ， 徐琴． 乌尔逊凹陷南二段油气成藏与分 布主控 因素及有利 区预测 r J ] ． 吉林大 学学报 地 球科学版 ， 2 0 0 4， 3 4 3 3 7 7 3 8 2。 3 8 7 ． [ 2 ] 陈守 IN， 刘招君 ， 崔风林 ， 等． 海拉尔盆地含 油气系统 [ J ] ． 吉林大学学报 地球科学 版， 2 0 0 2 ， 3 2 2 1 5 1 1 5 4 ． [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 1 5 ] 张吉光 。 彭苏萍 ， 张宝玺 ， 等． 乌尔逊 贝尔断陷油气 藏类 型与勘探 方法探讨 [ J ] ． 石油勘探与开发 ， 2 0 0 2 ， 2 9 3 4 8 5 O ． 侯启军 ， 冯子辉 ， 霍秋立． 海拉尔盆地乌尔逊凹陷石油 运移模式 与成藏期[ J ] ． 地球科 学 中国地质大学学报 ， 2 0 0 4 ， 2 9 4 3 9 7 4 0 3 ． 霍秋立 ， 汪振英 ， 李敏 ， 等． 海拉尔盆地贝尔凹陷油源及油气 运移研究 [ J ] ． 吉林 大学学 报 地球科学 版， 2 0 0 6 ， 3 6 3 3 7 7 3 8 3 ． 吴河勇 ， 李子顺 ， 冯子辉， 等． 海拉尔盆地乌 尔逊～ 贝尔凹陷构造特征与油气成藏过程分析[ J ] ． 石油学报 ， 2 0 0 6 ， 2 7 s 1 1 6 ． 伍英 ， 陈均亮 ， 张莹．海拉尔～塔木察格盆地构造带与油气关系[ J ] ． 大庆石油学院学报 ， 2 0 0 9 ， 3 3 3 ； 3 1 3 5 ． 刘 志宏 ， 万传彪 ， 任延广 ， 等． 海拉尔盆地乌尔逊 ～贝尔 凹陷 的地质特征及油气成藏规律[ J ] ． 吉林大学 学报 地球科学 版， 2 0 0 6 ， 3 6 4 5 27 5 3 4． 董焕忠．海拉尔盆地乌尔逊 凹陷北部晚期构造变形与油气聚集[ J ] ． 大庆石油学院学报 ， 2 0 1 0 ， 3 4 6 3 2 3 6 ． 张云峰， 王磊 ， 李 晶．海拉尔盆地苏德尔特古潜山裂缝发育特征[ J ] ． 大庆石油学院学报 ， 2 0 0 6 ， 3 0 5 4 6 ． 付 晓飞， 胡春 明， 李 景伟． 贝尔 凹陷的形成机制及其油气分布规律口] ． 石油学报 ， 2 0 0 8 ， 2 9 3 3 5 6 3 6 2 ． 姜 茵华．海拉尔盆地乌尔逊凹陷南屯组沉积相分析口] ． 大庆石油学院学报 ， 2 0 1 1 ， 3 5 4 1 2 1 6 ． 文全．海拉尔盆地下 白垩统扇三角洲沉积特征[ J ] ． 大庆石油学院学报 ， 2 0 1 1 ， 3 5 3 1 7 2 1 ． 马 中振 ， 庞雄奇 ， 王洪武 ， 等． 海拉尔盆地乌尔逊一贝尔 凹陷断层控藏作用[ J ] ． 西南石油大学学报 自然科 学版 ， 2 0 0 9 ， 3 1 6 2 7 3 1 ， 2 0 5 ． 付广 ， 刘云燕． 贝尔 凹陷“ 源断势” 对油成藏与分布的控制作用[ J ] ． 地质科学 ， 2 0 1 1 ， 4 6 4 1 0 6 8 ～1 0 7 8 ． 8 5 妇 口 口 口 口