松辽盆地油气富集的主要地质因素(定稿).doc

松辽盆地油气富集的主要地质因素中 国 地 质 大 学本科生课程读书报告课程名称 世界油气田 教师姓名 陈振林 学生姓名 彭俊文 学生学号 20091000725 专 业 资源勘查工程（油气） 所在院系 资源学院石油系 日 期: 2012/4/17 松辽盆地油气富集的主要地质因素目录1.区域地质背景42.地层层序演化72.1地层层序划分与演化73.有利的生、储、盖组合93.1成烃凹陷与优质烃源岩93.1.1烃源岩有机质丰度113.1.2烃源岩有机质类型133.1.3烃源岩有机质成熟度153.2有利的油气储集条件163.2.1储层分布及物性参数163.3盖层与油气成藏关系213.3.1盖层在纵向上控制了油气的富集层位213.3.2良好区域盖层之下是油气的主要富集层223.3.3盖层在平面上控制了油气藏的主要发育区233.4有利的生储盖组合特征243.4.1松辽盆地坳陷期生储盖配置情况243.4.2不同生储盖组合对油气的影响254.有利沉积相带控制油气富集274.1长轴缓坡低位、湖侵体系域(河流)三角洲型富集区带 274.2短轴陡坡湖侵和高位辫状河(扇)三角洲型富集区带295.构造活动对油气聚集的影响315.1大型深坳陷提供了丰富的油气源315.2断裂带对油气运聚成藏的控制作用315.3反转构造带是油气聚集的有利场所356.油气聚集主控因素分析总结387.参考文献391.区域地质背景松辽复合大油区与松辽盆地范围相当，位于东北地区，跨越黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区，西、北、东三面分别为大兴安岭、小兴安岭和张广才岭所围南面为康法丘陵，呈北北东向展布，宽750km，长330370km，面积26104km2，是一个以白垩系为主的大型断拗复合陆相盆地。发育了前古生界、下古生界、上古生界、侏罗系、白垩系、古近系和新近系、第四系地层。由加里东、海西期褶皱变质岩系及同期的岩浆岩组成了盆地基底。上部沉积盖层从侏罗纪开始，至新生界均有不同程度的发育，总厚度可达l1000m以上，其中白垩系厚达7000m以上，是盆地内的主要含油层系。中浅层(泉三段以上)划分为西部斜坡带、北部倾没区、东北隆起区、中央拗陷区、东南隆起区、西南隆起区和东南隆起区6个一级构造单元(图11)。图11 松辽盆地拗陷层构造单元区划图松辽盆地中浅层石油资源量约130亿t，探明石油地质储量约70亿t，是一个以白垩系砂岩储层为主的现实大油区（图12），油藏以构造、大面积岩性油藏为主，属于构造一岩性复合大油区，由于油藏形成和发育的白垩系地层处于拗陷盆地背景，按原型盆地又属于拗陷盆地大油区。图12 松辽盆地中浅层油层分布柱状图松辽盆地中生代中期受太平洋板块北北西方向的俯冲消减挤压和陆缘岩浆热动力作用及来自鄂霍次克海陆间窄大洋板块向南东方向的俯冲作用。在双向俯冲作用下，地壳深部地幔上拱，熔融物质热膨胀扩张，上地壳张裂，形成一系列中小型断陷。进入中生代晚期，由于太平洋板块的俯冲方向逐渐由北北西转变为北西西向，同时其北西方面的鄂霍次克海陆间窄大洋碰撞封闭松辽盆地深部地幔上拱物质由热膨胀渐变为冷却收缩，导致地壳整体不均一快速下沉，使早期形成的断陷未能大规模裂陷而较早地进入拗陷期发展阶段（图13）。新生代时期受太平洋板块俯冲作用的影响趋于结束，日本海的形成及对其的轻微挤压，松辽盆地地幔上拱物质由热膨胀过渡为冷却收缩，湖盆萎缩渐趋上升直至结束发育。盆地相应表现为断陷一拗陷复合的地质结构（图14）图13 松辽盆地坳陷期沉积体系分布图图14 松辽盆地地质结构图2.地层层序演化松辽盆地内沉积地层的发育主要是受构造运动与古气候两大因素的控制，处于不同的构造发育阶段与占气候条件下，其古生物化石组合与分布状况差别很大。在盆地发育早期的断陷阶段，构造运动以断裂作用为主，形成了一系列断陷盆地。这些彼此分割的断陷盆地中不同程度地发育着火山岩、火山碎屑岩，以及河流沼泽相为主的地层，厚度较大，自下而上分别为火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组。盆地坳陷期，构造运动以沉降为主，沉降幅度与沉积范围均规模巨大，先后沉积了以湖相沉积为主的泉头组、青山口组、姚家组与嫩江组。盆地萎缩阶段，构造运动趋于缓慢上升状态，沉积范围明显缩小，先后沉积了以河流相为主的四方台组、明水组、占近系、新近系和第四系。现主要讨论盆地内与油气的生成、运移、聚聚密切相关的中生界侏罗、白垩系地层。2.1地层层序划分与演化松辽盆地白垩系层序地层划分与演化松辽盆地从泉头组底部至嫩江组顶部可以划分为两个完整的二级层序和8个三级层序（图21）。下部二级层序基本由泉头组和青山口组地层组成，时间跨度约27Ma；上部二级层序基本由姚家组和嫩江组地层组成，时间跨度约15Ma。各三级层序时问跨度一般25Ma。图21 松辽盆地泉头组嫩江组层序地层综合划分方案泉头组一、二段为下部二级层序的低位体系域，包括一个三级层序(SQl)，以干旱气候条件下的河流相沉积为主。泉头组三段青山口组一段为下部二级层序的水进体系域，包括两个三级层序(SQ2、SQ3)。青山口组一段中下部是最大洪泛期的沉积物，湖盆范围急剧扩张，达8.7104km2，水体迅速变深，沉积了广泛分布的富含有机质的深湖相暗色泥岩，为主力生油层。青山口二、三段为下部二级层序的高位体系域，包括一个三级层序(SQ4)，主体部分为高位体系域(HST)的沉积产物，此时湖盆范围逐渐缩小，水体变浅，发育一系列三角洲沉积体系，自北、西、西南三个方向向湖盆中心推进，在纵向上形成进积型沉积序列。青二段总体沉积环境与青一段类似，沉积中心仍发育深湖一半深湖沉积，但湖相泥岩分布范围较小，砂体分布范围扩大。青三段沉积环境发生较大变化，湖盆水体退缩更加明显，盆地主体演变为滨浅湖环境。青山口组顶部广泛发育的不整合面，代表了QYN下部沉积层序的结束和上部沉积层序的开始。姚家组一段包括了上部层序的低位体系域和SQ5三级层序的低位体系域(LST)，湖盆水体较浅，湖盆范围缩小，仅为1104km2左右。北部发育大型三角洲沉积体系，三角洲分流河道与前缘相大规模地向盆地中心迁移；南部陆源碎屑物质供给不足，发育大面积浅水砂岩沉积。姚家组二段至嫩江组一段为水进体系域(TST)的产物，湖盆分布面积逐渐扩大，水体深度增加，姚家组二段和三段为水进早期沉积，主要为浅水湖相泥岩和三角洲砂岩沉积，分布在盆地北部和西部。嫩一、二段为水进晚期至最大洪泛期的沉积，湖盆范围急剧扩张，除三角洲砂体局限分布在松辽盆地北缘外，广泛发育厚层深湖半深湖相泥岩，主要为黑色泥页岩和油页岩，为松辽盆地另一套主要生油层。嫩江组三一五段为上部二级层序的高位体系域，包括三个三级层序(SQ6、SQ7、SQ8)，三角洲砂体发育。3.有利的生、储、盖组合松辽盆地坳陷期发育多套沉积体系，不同的沉积体在空间上叠置，为油气的形成提供了生成条件、储集空间和遮挡条件。3.1成烃凹陷与优质烃源岩松辽盆地两次最大湖泛期沉积的青一段和嫩一、嫩二段半深湖一深湖相沉积体（图31，图32），对应的地质时期分别相当于阿尔布一赛诺曼和坎潘期，这两个时期与全球海平面上升时期相一致。在两次大规模湖侵期，松辽湖盆有与海洋短期沟通的历史，盆地内大部分区域长期处于沉积饥饿状态，沉积了两套分布广泛、富含有机质、巨厚的黑色页岩，间夹油页岩，是松辽盆地最重要的生油层和区域性盖层。青一段和嫩二段黑色页岩分布范围达十几万平方千米，有机质丰富，可以与海相盆地相媲美。从古湖盆发展时期的生物特征上看，松辽古湖盆属富营养型，有机质供应丰富，有机质在深水凹陷内大量聚集和保存，这是松辽盆地青山口组一嫩江组富含有机质的黑色页岩的主要成因。但青一段、嫩一段、嫩二段黑色页岩远比其他时期密集段有机质含量高，而且高值区并不局限于深坳陷内部，这说明青一段、嫩一段、嫩二段黑色页岩中有机碳含量偏高还有另外的原因，除有机碳供应充足、湖泊较深等因素外，有机碳的大量保存可能与海侵有关。海水的注入使湖水盐度增高，引起湖泊水体盐度分层，因为海水相对密度（1.03）大于湖水的相对密度（1.0），当海水注入到淡水湖盆会形成密度流，沿湖盆底部向下流人湖心，形成高盐度底层水。水体的盐度分层导致表层富氧水与底层水没有物质交换，造成湖泊深部的缺氧环境，为有机质的保存创造了良好的条件，因此形成了盆地大面积区域内有机质含量相对偏高的现象。超层序最大湖泛面附近厚层黑色泥、页岩不仅提供了丰富的有机质，而且其分布广泛，也为油气藏的形成提供了良好的盖层条件。较重要的青一段和嫩一、嫩二段，它们分开了松辽盆地上、中、下部含油组合。图31 松辽盆地青一段沉积相图图32 松辽盆地嫩一段沉积相图3.1.1烃源岩有机质丰度烃源岩中的有机质是油气生成的物质基础，有机质丰度的大小决定烃源岩的成烃潜力。松辽盆地坳陷层主要有两套烃源岩层系，即青山口组和嫩江组。青山口组包括青一段、青二段和青三段，嫩江组包括其中的嫩一段、嫩二段和嫩三段。盆地几个主要生烃区烃源岩有机质丰度统计表明（表31），垂向上依据烃源层有机质丰度的大小可以把烃源岩划分为不同的级别，反映各套烃源岩具有不同的生烃潜力。表31 松辽盆地北部主要生烃区烃源岩有机质丰度 在齐家古龙凹陷青一段烃源岩有机碳平均值达到2.13%，一般分布在1.0%和3.0%之问。氯仿沥青“A”平均值达到0.43%，主要分布在0.4%和0.9%之间。总烃平均值达到414910-6，主要分布在100010-6和800010-6之间。生烃潜量S1+S2平均值达到18.49mg/g，主要分布在10mg/g和35mg/g之间。综合评价为最好烃源岩。嫩一段烃源岩有机碳平均值达到2.64%，主要分布在1.0%和4.0%之间，氯仿沥青“A”平均值达到0.49%，总烃平均值为402310-6，生烃潜量S1+S2平均值为25.15mg/g。有机质丰度指标略高于青一段，属最好的烃源岩，反映嫩一段在齐家古龙凹陷是不可忽视的烃源岩层。在三肇凹陷青一段烃源岩有机碳平均值为3.14%，主要分布在1.0%和6.0%间。氯仿沥青“A”平均值为0.626%，主要分布在0.2%和0.9%之问。总烃平均值为429010-6，主要分布在250010-6和700010-6之间。生烃潜量S1+S2平均值高达29.27mg/g，主频分布10mg/g和35mg/g之间。综合评价为最好烃源岩。三肇凹陷与齐家一古龙凹陷相比，青一段的各项有机质丰度指标略偏高，原因可能有两点：一是三肇凹陷青一段泥岩的生烃潜力大，齐家古龙凹陷烃源岩原始有机质丰度比三肇凹陷青一段烃源岩低；二是由于齐家古龙凹陷青一段烃源岩成熟较高，大量生烃并排出烃源岩造成了残余有机质丰度较低。嫩一段烃源岩有机碳平均值为2.55%，主要分布在1.0%和4.0%之问。氯仿沥青“A”均值为0.141%，主频分布在0.1%和0.2%之问。总烃只有一块样品为37810-6。S1+S2平均值为15.03mg/g，主要分布在10mg/g和25mg/g之间。从以上数据看，嫩一段烃源岩有机碳值较高，而其他有机质丰度指标值较低，这可能与该地区嫩一段埋藏较浅、成熟度较低有关。综合评价为好烃源岩。大庆长垣青一段烃源岩有机碳平均值为3.64%，主频分布在2.0%和5.0%之间。氯仿沥青“A”平均达到0.389%，主要分布在0.2%和0.5%之间。总烃平均值为316310-6，大部分样品分布在200010-6和400010-6之间。生烃潜量S1+S2平均值达到20.75mg/g，主要分布在15mg/g和35mg/g之间。综合评价属最好烃源岩。由此推测，大庆长垣上的原油不仅来自两侧的齐家古龙凹陷和三肇凹陷，长垣本身的青一段作为烃源岩，也对大庆油田的形成也发挥了重要作用。嫩一段烃源岩有机碳平均值为2.05%，主频分布在1.0%和2.5%之间。氯仿沥青“A”平均值为0.205%，总烃平均值为147810-6，属于最好的烃源岩。上述分析表明，松辽盆地坳陷层主要烃源岩中青一段泥岩和嫩一段泥岩有机质丰度一般达到最好烃源岩级别。其次是青二、青三段，有机质丰度一般达到好中等烃源岩级别。嫩二、嫩三段地层有机质丰度一般为中等或差烃源岩。因此，在垂向上各套烃源岩表现出不同的生烃潜力。3.1.2烃源岩有机质类型有机质类型是反映有机质来源或化学组成的重要标志，有机质母质(干酪根)类型的差异决定烃源岩不同成烃的方向。现分别对松辽盆地坳陷层几个主要生烃区烃源岩的类型特征进行简述。齐家古龙地区主要烃源岩干酪根的元素组成统计结果表明，青一段干酪根中碳平均占8446，氢平均占622，氧平均占768，氮平均占164。干酪根的平均HC原子比为089，OC原子比平均为007，有机质类型平均为型。从范氏图看（图33），齐家古龙凹陷青一段烃源岩有机质以I型和型为主，少量为型。元素组成分析，嫩一段干酪根中碳平均占7989，氢平均占876，氧平均占942，氮平均占193，干酪根中残余氢元素的含量高于青山口组。干酪根的HC原子比平均高达132，OC原子比平均为009。在范氏图图上（图33），嫩一段干酪根类型分布在I、型区域内。以上特征显示，嫩一段烃源岩的有机质类型好于青山口组。图33 齐家古龙凹陷烃源岩有机质类型划分（范氏图）三肇地区主要烃源层干酪根元素组成的统计结果表明（图34），青一段烃源岩干酪根碳平均占8068，氢平均占795，氧平均占955，氮平均占182。干酪根的HC原子比平均为118，OC原子比平均为009，表明有机质类型为型。在干酪根元素HC和OC原子比关系图上，三肇地区青一段干酪根主要分布在、型区域内。嫩一段干酪根HC原子比不仅大于该凹陷的青山口组，还略大于齐家一古龙凹陷的嫩一段烃源岩，这一方面反映其有机质类型偏腐泥型，另一方面也与其成熟度较低、氢的损失较少有关。图34三肇凹陷烃源岩有机质类型划分（范氏图）3.1.3烃源岩有机质成熟度松辽盆地具有较高的地温梯度(平均4/100m)和大地热流值(175HFU)，致使其与国内大多数盆地相比，有机质成熟门限深度较浅。在松辽盆地烃源岩RO，与深度关系图中（图25），处于成熟阶段（RO=0713）的烃源岩埋深范围大约为15002100m。松辽盆地中央坳陷区的青山口组和嫩一段大多处于这一深度范围内，这是其成为优质生油岩的重要因素之一。图35松辽盆地北部坳陷层RO与深度关系3.2有利的油气储集条件松辽盆地以陆相湖盆沉积为主，由于陆相环境碎屑来源的复杂性、沉积相态的多样性，以及后生成岩作用的影响，发育了各种类型的储层，为油气成藏提供了储集空问。3.2.1储层分布物性参数油气勘探结果显示，松辽盆地从浅至深共发育10个含油气层（表32），其中坳陷沉积6个含油气层，以产原油为主；断陷沉积(包括基岩)4个含油气层，产天然气为主。坳陷沉积中储层岩石类型主要为粉砂岩和细砂岩，局部地区还发育湖相碳酸盐岩和泥岩裂缝储层；断陷沉积中储层岩石类型复杂，碎屑岩类有砂岩、砾岩以及二者的过渡岩类，此外还有火山岩和基岩风化壳储层。储层在空间分布上，由于受构造发育特征的影响，坳陷沉积和断陷沉积的储层分布明显不同，其中受湖盆大小和物源方向等多种因素的控制，坳陷沉积中储层空间展布也明显不同。表32 松辽盆地储层与含油气组合黑帝庙油层砂岩比较发育，厚度受沉积相控制比较明显。在松花江和嫩江以南湖相发育区，砂岩累计厚度通常小于80m，砂地比为1020；在江北河道比较发育的地区，砂岩厚度达到120m以上，个别地区达到200m以上，砂地比为4060；在三角洲前缘相(江北)，砂岩厚度主要介于80120m之间，砂地比为2040。萨尔图油层砂岩发育程度不如黑帝庙油层，砂岩厚度受沉积相控制更明显。在安达以南的三肇等湖相发育区，砂岩累计厚度通常小于30m，砂地比为1020；在河道比较发育的盆地北部地区(大庆以北)，砂岩厚度达到60m以上，个别地区达到l00m以上，砂地比为4060；在三角洲前缘相(安达北、大安西等地)，砂岩厚度主要介于3060m之间（图36），砂地比为2040。图36 松辽盆地萨尔图油层砂岩厚度等值线图葡萄花油层砂岩发育程度明显不如萨尔图油层，砂岩厚度通常小于20m，局部达到40m以上。沉积相对砂岩厚度的控制作用明显，三肇北部等湖相发育区，砂岩累计厚度通常小于10m，砂地比小于30；在河道比较发育的安达以北地区，砂岩厚度通常大于20m，个别地区达到40m以上，砂地比为4070，局部达到90；在三角洲前缘相，砂岩厚度主要介于1020m之间(图37)，砂地比为2040。图37 松辽盆地葡萄花油层砂岩厚度等值线图高台子油层砂岩非常发育，砂岩厚度与沉积相的关系非常明显。在安达以北湖相区，砂岩厚度小于50m，砂地比低于15；在河道发育的方向(大庆以北)，砂岩累计厚度超过150m，砂地比达到4060；其他沉积相区，砂岩累计厚度在50150m之间（图38），砂地比为15%40%。图39 松辽盆地高台子油层砂岩厚度等值线图扶余油层砂岩发育程度与葡萄花油层相近，厚度相对较小。在盆地最北部克山地区为洪积相，砂岩厚度最大，达到30m以上；在河流相分布区(大庆以北)，砂岩厚度为2030m；三角洲及湖相地区(大庆以南)，砂岩厚度为1020m。杨大城子油层砂岩比较发育，在大庆长垣以东及以西大部分地区砂岩厚度超过5060m，在克山、拜泉一带砂岩厚度达到百米以上，砂岩厚度与沉积相关系密切。3.3盖层与油气成藏关系盖层对油气藏形成和保存起着至关重要的作用，盖层的空间分布控制着油气运移和成藏范围，呈现出相当规模的油气藏一定有良好的盖层。松辽盆地坳陷层发育的几套盖层与油气藏形成有良好的匹配关系，控制着油气的聚集与保存。3.3.1盖层在纵向上控制了油气的富集层位盖层把坳陷层中的油气层分成3个主要含油气组合黑帝庙、萨尔图、葡萄花、高台子、扶余和杨大城子油层是松辽盆地坳陷沉积的主要含油气层，分别位于不同的控制盖层之下，并与生油层和储层形成了良好的空间匹配关系（图310），其中盆地的3套区域盖层把这些含油气层分成了上、中、下3个主要含油气组合。上部含油气组合的区域盖层上部含油气组合区域性盖层是明一段，其储层主要是黑帝庙油层。明一段主要是河流一滨浅湖相沉积，发育的两套黑色泥岩较纯，而且较厚。该地层埋深较浅，泥岩塑性高，除在部分地区缺失外，分布很稳定，对其下伏储油空间形成了区域性封盖。上部含油气组合除明一段区域性盖层外，还发育了四方台组、嫩江组三至五段局部盖层。中部含油气组合的区域盖层中部含油气组合区域性盖层是嫩一、嫩二段泥岩盖层，储层分布在嫩一段、姚家组、青二段、青三段。嫩一、嫩二段泥岩把上部含油气组合和中部含油气组合分开，控制的储层是萨尔图、葡萄花、高台子油气层。该组泥岩盖层对上起生油作用，对中部含气油组合除生油作用外，还起区域性封盖作用。中部含油气组合的局部盖层还包括青二、青三段和姚二、姚三段泥岩，这些盖层对中部含油气组合的形成也发挥了重要作用。下部含油气组合的区域盖层下部含油气组合区域性盖层是青一段泥岩盖层，储层是泉三、泉四段。该组泥岩盖层把中部含油气组合和下部含油气组合划分开，控制着扶余和杨大城子油气成藏。青一段泥岩既是生烃层，又是下伏储层的封盖层；既是下部含油气组合的直接盖层，也是该含油气组合的区域性盖层。图310 盖层与油气藏空间配置及其组合示意图3.3.2良好区域盖层之下是油气的主要富集层油气在良好的封盖层下富集，松辽盆地坳陷沉积发育的几套良好封盖层的下部均富集油气的事实就说明了这一点。嫩一、嫩二段区域盖层沉积稳定，泥岩纯，连续厚度在200m以上。尤其是嫩二段，沉积面积几乎遍布整个盆地，处于早成岩晚期和中成岩早期阶段，是盖层形成的最佳时期，盖层塑性强，不易产生裂隙，即使有裂隙产生，靠岩石的塑性也可以使裂隙封闭，减少了油气沿断层的渗漏散失。在这套区域封盖层下发育的萨尔图、葡萄花、高台子油层富集了松辽盆地石油资源的90以上。青一段区域盖层主要形成于半深一深湖相。泥岩纯、厚度大，在坳陷区内分布面积广，且泥岩孔隙存在流体超压，岩石的可塑性更强。在这套区域封盖层下发育的扶余油层和杨大城子油层富集了松辽盆地石油资源的9以上。松辽盆地盖层与油气层的纵向分布关系表明，只有在良好的区域盖层条件下，油气从生成、运移到保存的过程中，才不至于大量散失，油气才能大规模的富集。反之，在较差的局部盖层条件下，油气从生成到储集过程中会有大量的散失，就难以形成大规模的油气田。3.3.3盖层在平面上控制了油气藏的主要发育区盖层不但为圈闭形成、油气保存提供条件，而且为油气横向运移、富集创造了相对封闭的空间。因此，良好的区域盖层不仅阻止油气的垂向散失，而且在平面上控制着油气藏的形成规模。盖层厚度与油气藏分布关系：盖层性能的优劣受岩石的微观特征、沉积环境、成岩作用、岩层厚度等多种因素控制。其中在其他条件相同的情况下，盖层厚度制约着盖层的品质，影响着油气的富集区域。一般盖层越厚、分布越稳定，就越有利于油气的成藏与保存。松辽盆地嫩一、嫩二段在纵向上控制着萨尔图、葡萄花、高台子油层的形成，而各油气层中的油气在平面上的成藏和分布与盖层的厚度也密切相关(图311)。以大庆长垣及其以西地区为例，在大庆长垣嫩一段泥岩盖层的厚度在lOOm左右，在齐家一古龙凹陷区一般为80120m，在西部斜坡区为3080m；嫩二段泥岩盖层在大庆长垣的厚度大致为180m，在齐家一古龙凹陷区一般为180220m，西部斜坡区为80160m。上述区域嫩一、嫩二段泥岩盖层叠加厚度在110340m范围内，较厚的泥岩盖层为油气的富集成藏提供了必要条件。横向上良好的盖层发育区，在大庆长垣、齐家一古龙凹陷、龙虎泡一大安阶地、阿拉新一二站、富拉尔基等地区富集了多个油气田。类似地，青一段泥岩盖层纵向上控制了扶余和杨大城子油气层，在平面上泥岩盖层的有利发育区也制约了扶余和杨大城子油气层油气藏的形成和分布。如大庆长垣东部盖层条件好，形成了汪家屯一升平、长春岭、朝阳沟、宋站、二站、五站多个油气田；而在西部斜坡区、滨北地区等盖层条件差，形成的油气藏数量较少。盖层类型与油气分布区域：盖层与局部盖层对油气成藏的意义不同，前者为油气长距离运移提供了空间，后者仅容许油气作短距离运移；均质性盖层与非均质性盖层对油气的保存作用不同，前者的油气保存条件好，后者的保存条件差，油气易于散失。对同一套盖层也具有类似的特征，平面上由于盖层的类型变化或保存条件的改变，相应地影响了油气藏的形成和分布。以松辽盆地嫩一段泥岩盖层为例，从盖层类型与油气藏分布的关系看，齐家一古龙、三肇凹陷、长垣构造大部分区域为I类盖层，松辽盆地中部含油气组合内的油气藏也主要分布在该区域，如大庆油田等；长岭凹陷中心区域、西部斜坡部分区域为类盖层，有少部分油气藏分布在该区，如西部斜坡区的平洋油田、二站一阿拉新油气田、富拉尔基油田等；其他部分区域为类盖层，目前发现的油气田数量较少。3.4有利的生储盖组合特征松辽盆地二级层序的发育演化控制了生储盖组合及特征(图311)。低位、高位和湖侵中期体系域发育规模不等的三角洲砂体储层，而湖侵晚期体系域发育生油层和区域盖层。图311 松辽盆地坳陷期沉积地层二级层序划分示意图3.4.1松辽盆地坳陷期生储盖配置情况青一段与嫩一、嫩二段为二级层序的湖侵体系域晚期沉积物，这两次最大洪泛期形成的湖相泥岩富含有机质，是松辽盆地的主要生油岩和区域盖层。这两套区域性盖层在纵向上将松辽盆地分成了三套含油组合。最大洪泛期沉积的分布广泛的嫩一、嫩二段湖相泥岩为松辽盆地最重要的区域盖层。据统计，嫩一、嫩二段区域性盖层封盖了下伏的姚家组含油层段(包括萨尔图和葡萄花油组SP)和青山口组含油层段(包括高台子油组)，分别占盆地已探明石油储量的781和148，它们共同组成的中部含油组合探明石油储量占总储量的929。以青山口组一段为主的另一区域盖层，封盖了下部含油组合，约占盆地探明石油储量的69。嫩一段以上的上部含油组合探明的石油储量仅为盆地储量的02。由于盆地南部只在泉头组沉积时期有大面积河流三角洲砂体分布，储集层发育良好，青一段区域盖层起着更为重要的作用，封盖了盆地南部石油储量的67；嫩一段区域盖层封盖了盆地南部探明石油储量的306；嫩一段区域盖层之上石油探明储量仅为242。青一与嫩一两个最大洪泛期之间湖盆阶段性地扩张和收缩，形成了青山口组高位体系域三角洲、姚一段低位体系域三角洲和姚二、三段湖侵早期体系域三角洲砂体，它们分别又由若干次一级的湖进湖退高频层序构成，控制了次一级的储盖组合。频繁的湖平面变化与沉积物供应速率的变化相应导致湖岸线和三角洲朵叶体的频繁摆动，纵向上形成砂、泥岩频繁交互组成多个次一级储盖组合，加之三角洲前缘水下分流河道及河口坝砂体在空间上分布侧向尖灭，有利于岩性圈闭和大型岩性地层油气藏的形成。3.4.2不同生储盖组合对油气的影响统计研究表明，砂岩体与其周围生油气层的接触面积是控制石油储量的最重要因素(KMagara，1978)。实践表明，松辽盆地生油层与储层的接触关系、连通渠道、配置关系控制各储层中油气藏的富集程度（图312）。图312 松辽盆地油藏的源储关系图青山口组与嫩一段是松辽盆地最主要的生油层，盆地模拟法计算，其生油量占盆地总生油量的90，为盆地油气藏形成提供了资源基础。储层与这两个生油层大致有以下几种接触关系。一是储层位于两个生油层之问，油气源丰富，资源富集程度高。中部含油组合萨尔图、葡萄花、高台子油层介于两个生油层之间，高台子、葡萄花油层与青山口组生油层的接触关系为同层和上下层接触，仅萨尔图油层为断层接触，而萨尔图油层与嫩一段生油层为同层接触或上下接触。因此这些油层与生油层接触面积大，油源充足，可以优先获得两个生油层形成的油气而成为盆地主要的油气聚集层。此外，由于萨尔图、葡萄花、高台子油层砂岩相对发育，累计厚度大，且埋深较浅，储层物性相对较好，增加了砂体的横向连通性，为油气侧向运移富集提供了途径。例如三肇凹陷和齐家一古龙凹陷生成的油气进入3套储层后，向构造高位运移，在大庆长垣的萨尔图、葡萄花、高台子油层聚集为特大型油藏。二是储层位于主要生油层之下，油气源丰富，资源富集程度较高。下部含油组合扶余和杨大城子油层位于主要生油层青山口组之下，生油层与储层接触面积大。由于青山口组生油层成熟面积大(约33104km2以上)，生油量占总生油量的60以上，为扶余、杨大城子油层提供了丰富的油源。目前的油气勘探结果证实，青山口组烃源岩生油区，扶余、杨大城子油层只要有砂岩或储层达到一定的孔隙条件就能含油。值得强调的是，由于扶余、杨大城子油层成岩作用强，储层物性条件差，横向连通程度不高，限制了油气的横向运移距离，因此尽管油气资源丰富，但油气富集程度低于中部含油组合。三是储层位于主要生油层之上，油气源条件较好，资源富集程度中等。上部含油组合黑帝庙油层位于嫩一段生油层之上，生油层与储层接触面积大。但相对而言，嫩一段泥岩由于成熟面积小(约为11X104km2)，成熟度低，生油量占总生油量的20左右。因此目前仪在古龙凹陷嫩一段成熟度相对较高地区的黑帝庙油层发现了油气藏，如英台油田、新站油田、葡西油田等。四是储层远离主要生油层，油气源条件差，资源富集程度低。上白垩统四方台组、明水组和下白垩统泉头组一、二段中的油气藏就是这种类型。油气藏距生油层的垂向距离为500600m，生油层与储层接触面积小，油气源严重不足，除了在农安地区泉一段和红岗地区明水组中获工业性油气流外，目前尚无更大的发现，估计在地质储量中所占的比例亦很小。4.有利沉积相带控制油气富集松辽大油区以构造油藏和岩性地层油气藏为主，构造油藏以长垣背斜的长庆油田为代表，目前及未来主要以大面积岩性油藏勘探为主。大规模分布的岩性大油区是特色主要发育长轴缓坡低位、湖侵体系域(河流)三角洲型富集区带和短轴陡坡湖侵和高位辫状河(扇)三角洲型富集区带两种“构造层序成藏组合”类型并具有不同的油气分布规律和成藏主控因素，是大油区的主要组成部分。4.1长轴缓坡一低位、湖侵体系域(河流)三角洲型富集区带 约80左右的储量发现于南、北长轴沉积体系的两个二级层序的低位、湖侵体系域河流三角洲中，即姚家组萨尔图、葡萄花油层和泉头组三四段、扶杨油层；而高位体系域形成的三角洲砂体(青山口组高台子油层和嫩江组三四段、黑帝庙油层)探明储量仅占总量的20以下。4.1.1长轴缓坡沉积体系河流三角洲砂体发育，规模大松辽盆地长轴方向沉积期地形平缓，层序及其体系域分布稳定，沉积层厚度分布呈渐变式。南部康乾、怀德、长春，北部纳河、青岗等古水系长期发育，沉积物质供应充足，因此在泉头组嫩江组拗陷湖盆的全盛期形成了规模巨大的沉积体系，拗陷区大部分面积为河流三角洲砂体所充填。泉头组青山口组低位体系域(泉一一泉二段)河流沉积体系广泛发育，砂体遍布全区；湖侵体系域下部(泉三泉四段)，河流三角洲沉积体系发育，尤以南部沉积体系更为发育，泉四段怀德、长春水系形成的扶余三角洲在平面上河道砂体呈指状延伸，沉积延伸长度可达120km。高位体系域(青二+三段)是三角洲沉积的全盛期，北部三角洲复合体延伸长度达180km，宽度达120km，面积近2104km2；西南部康乾河流三角洲复合体延伸长度达105km，宽度达105km，面积近1104km2。姚家组嫩江组时期南部水系逐渐减弱，北部水系明显加强，形成了以北部水系为主的沉积体系。低位、湖侵体系域(姚家组)的北部三角洲复合体面积达4104km2，而西南部康乾三角洲复合体面积仅5000km2。嫩江组三段以后盆地北部抬升，北部物源碎屑物供给充分，三角洲沉积覆盖大庆长垣及两侧凹陷，三角洲前缘宽度达180kin，轴向上向南延伸至长岭凹陷乾安以北，长度达285km。4.1.2两个二级层序的低位、湖侵体系域河流三角洲砂体成藏条件优越二级层序的低位、湖侵体系域具有良好的生储盖条件。湖侵体系域上部的最大湖泛层(青一、嫩二段)是生油层和区域盖层，同时低位、湖侵体系域三角洲砂体主要分布在最大湖泛层之下，保证了油气近距离运移和保存。而高位体系域一般与上部二级层序的低位体系域相接，盖层条件较差。泉头组青山口组二级层序湖侵体系域(泉四段为主)形成的三角洲砂体以青一段湖泛层为盖层，并且具有上生下储的良好成藏条件，形成了大面积分布的扶余油层，是盆地的重点勘探层系。姚家组嫩江组二级层序低位(姚一段)、湖侵(姚二、三段)体系域三角洲砂体广泛分布，具有自生自储的良好成藏条件，形成了萨尔图和葡萄花油层。目前已探明储量达42亿t，占松辽盆地总探明储量的63。4.1.3先期沉积体系与后期构造反转相配置，形成了多种类型油气藏松辽盆地为大型弧后拉张热衰减拗陷湖盆，后期构造活动性强，断裂发育。燕山幕晚期构造反转而形成了长垣扶新中央隆起带，对油气成藏和分布具有重大影响，使原来的三角洲砂体由下倾尖灭转为上倾尖灭，有利于形成大面积砂体上倾尖灭带圈闭，并形成了众多的断裂，利于油气运移。长轴方向的河流三角洲沉积体系规模宏大，覆盖了轴向斜坡区和中央拗陷区内正负向不同二级构造单元（图312）及两侧的三肇和齐家一古龙凹陷；南部沉积体系覆盖了华字井阶地、扶新隆起和长岭凹陷。先期沉积体系与后期反转构造相配置，为形成多种类型油气藏奠定了基础。在正向构造高部位形成大型构造油藏(如大庆油田)，在构造斜坡部位和凹陷区还广泛发育岩性构造、构造岩性复合油藏和岩性油藏。图312 松辽盆地构造层序成藏组合示意图4.2短轴陡坡一湖侵和高位辫状河(扇)三角洲型富集区带约15的储量发现于西斜坡扇三角洲形成的辫状河三角洲富集区带中。4.2.1短轴陡坡以发育中小型辫状河(扇)三角洲复合体为特色 短轴陡坡发育多个中小型辫状河(扇)三角洲沉积体系，平面上组成沿斜坡分布的扇三角洲复合体。扇三角洲复合体由多分叉辫状水道骨架砂体组成，规模远比轴向河流三角洲小，内部相带较狭，变化快，岩性粗，砂砾岩、含砾砂岩较发育，并且在地层剖面上砂砾岩含量高。三角洲内前缘以上地区砂地百分比一般大于50，不利于纯岩性圈闭的形成。4.2.2中下斜坡区湖侵一高位体系域中的扇三角洲前缘相带成藏条件有利斜坡区从泉头期至嫩江期经历了二次湖盆演化，发育两个二级层序地层单元（图313）青山口组和姚家组至嫩江组。与长轴缓坡区不同的是，伴随着湖盆的沉降扩张，沉积层序逐层向斜坡中上部超覆，仅在下斜坡层序及内部体系域构成发育完整，生油条件较好。图313松辽盆地短轴陡坡湖侵和高位扇三角洲型中下斜坡(红岗断阶带)生储盖组合发育完整，包括上生下储、自生自储和下生上储三种类型。上生下储组合位于第一个二级层序下部，其主力油气储层为泉四段三角洲前缘分流河道砂体，生油层和盖层为青山口组一段深水暗色泥岩。自生自储组合位于同一二级层序的中上部，生油层为青山口组深水暗色泥岩，储层为青二、三段扇三角洲前缘砂体，盖层为青山口组暗色泥岩和上覆层泥岩。下生上储组合跨越第一、二两个二级层序，生油层为青山口组深水暗色泥岩，主力油气储层为姚家组扇三角洲前缘砂体，盖层为姚家组深水暗色泥岩。4.2.3断裂坡折带控制了油气藏类型与分布在短轴陡坡上不同部位易形成岩性、地层超覆与不整合等多种类型的圈闭。陡坡中下台阶紧邻主力生油凹陷，扇三角洲前缘与反转构造相配合，由阶地至拗陷内部形成构造、岩性构造、构造岩性和岩性油藏，也是油气富集的主要区带。斜坡中上部发育地层超覆不整合和地层剥蚀不整合圈闭，但离主力生油凹陷较远，成藏条件相对较差，有利储集相带以扇三角洲平原分流河道为主。5.构造活动对油气聚集的影响松辽盆地属断陷、坳陷叠合盆地，油气分布及主控因素与大型坳陷盆地的构造特征有密切关系。盆地的构造活动对油气聚集的促进作用主要表现在以下几个方面。5.1大型深坳陷提供了丰富的油气源盆地发展的坳陷期，湖面广阔，湖生生物发育，盆地中部沉降速度大于沉积补偿速度，沉积了大面积深湖较深湖的黑色泥岩和油页岩，形成青一段和嫩一段有利生油层。在深坳陷中长期发育的凹陷，沉积中心与沉降中心基本上重合，沉积了较厚的富含有机质的深湖相黑色泥岩，上覆层的沉积厚度较周围地区大，相同层位的生油层比其他地区较早地达到生油门限，且后期没经过大幅度的上升。这些坳陷生油层较厚，生油持续时间长，是生油条件最好的地区，如齐家古龙凹陷。5.2断裂带对油气运聚成藏的控制作用在宏观分析的基础上，对松辽盆地内进行研究，主要发现4组深断裂(主要为地壳断裂和基底断裂)，即北北东北东向、北北西北西向、近东西向和近南北向，以北北东一北东向和北西向为主（图51）。松辽盆地断裂发育，在坳陷层中有小林克哈拉海、大庆长垣西侧、明水头台孤店、任民镇榆树林一肇州、肇东莺山等较大断裂带，这些断裂带一般均是砂岩发育带，也是断裂所产生的断裂构造带，对油气运聚成藏有重要影响。图51 松辽盆地基地断裂分布图5.2.1断裂及断裂坡折带对盆地沉积体系和油气成藏的影响盆地内深大断裂控制盖层断裂带的形成，如T1、T2断裂带沿深大断裂形成一系列断裂密集带。这些断裂带相当于盖层的破裂带，易于受侵蚀形成河道，通常地堑带对分流平原的分流河道摆动具有控制作用。头台油田利用开发井资料对扶余油层的旋回性及砂体发育规模研究发现，分流河道展布受T2断裂形成的地堑带控制，河道砂体平面上与断裂带重叠，走向上一致(图52)，油气富集范围或开发井主要分布于上述区域。图52 头台油田F5上层分流河道与T2层断层关系图坳陷周边深大断裂的长期活动可以形成构造坡折带，对盆地充填的可容纳空间和沉积作用产生重要影响，制约着盆地沉积相域的空间分布。以齐家古龙凹陷西部敖古拉小林克断裂带为例，由于断层的长期活动，导致断裂两侧地层厚度变化大，如明二段地层厚度断层上盘比下盘平均厚30m，同时上盘湖底浊积扇、低位期扇三角洲砂体发育，为油气成藏提供了储集空间。构造坡折带存在许多油气成藏有利条件(林畅松，2000)，一是断裂坡折带是砂岩厚度和砂岩层数的加厚带，沿坡折带走向的碎屑体系供给部位可找到加厚的储集砂岩体；二是断裂坡折带多位于油气运移的上倾方向，同沉积断裂是重要的油气通道，同时由于这些断裂生长系数大，容易造成侧向岩性封堵，形成有利的断层圈闭；三是断裂坡折带上除断块圈闭发育外，同沉积断裂活动和砂体发育有利于滚动背斜的形成；四是盆地构造反转作用中，构造坡折带是应力易于集中的部位，易形成构造反转背斜或反转强化先存滚动背斜圈闭。5.2.2断裂作为运移通道在油气成藏中的双重作用松辽盆地坳陷层断裂作为油气运聚输导系统的重要组成部分，在油气成藏中的作用主要有两个：其一是沟通烃源岩和储层，其二是沟通储层内互不连通的砂体，使油气在输导层中运移并在有利的圈闭部位富集、成藏。松辽盆地坳陷层烃源层与储层的接触关系、储层的展布情况、成藏运移过程等综合研究表明，目前除盆地西部英台等地区发现的青一段岩性油藏外，其他层位的储层一般均需要断裂与烃源岩沟通才能成藏，对于砂岩横向连通性较差的储层(如扶余、杨大城子油层)或砂岩不发育的部分相区(如三肇地区葡萄花油层)，断层与砂体配合构成的空间连通网络对油气富集成藏也起到了重要作用（图53）。图53 断层在中浅层成藏系统中的作用坳陷层内各油气层比较而言，扶余、杨大城子油层和黑帝庙油层的成藏与断裂的关系相对更加密切。以三肇凹陷扶余、杨大城子油层为例，T2断裂对油气藏的形成有重要作用(迟元林，2000)。构造发育史研究表明，青山口期盆地伸展作用，导致北东和北西向两组基底断裂带继承性活动，形成了大量断开青一段烃源岩和扶余、杨大城子油层储层的T：层断层，构成网格状断层发育密集带。据不完全统计，三肇地区T2层断层有4230条，主要为近南北走向，均为正断层，一般断距为2060m，最大达150m；断层长度为25km，最长达25km。在东西方向测线上T2层断层的发育密度为0518条km，断层发育密集带上断层的发育密度为1018条km。在嫩江组沉积末期、明水组沉积末期和古近纪末期构造反转期，大部分T：层断层都曾开启复活；同时青一段泥岩在明水组沉积末期古近纪早期达到生烃、排烃高峰，烃源岩层地层超压在明水组沉积末期达到高峰值(约25MPa)。明水组沉积末期T2层断裂复活开启与青一段泥岩大量生烃、排烃和地层超压高峰期的有机配合，使之成为油气向下排泄、垂向运移的良好通道，构成了青一段泥岩“注入式”的油气向下运移模式。三肇凹陷T2断裂不仅是油气向下运移的通道，也是油气在透镜砂体之问侧向运移的“桥梁”。扶余、杨大城子油层短条带状和透镜状河道砂体宽度一般不超过1000m，仅在砂体中油气横向运移距离不大，有利于形成岩性油气藏。而在有断层连通的砂体之间，尤其是断层与砂岩发育带匹配较好的构造斜坡部位，垂向运移来的油气沿断层向构造上倾方向侧向运移，在深度相近、层位更低的砂体中聚集，使生油岩下面的含油高度增大。含油高度最大的部位往往在构造陡坡的上方，远离陡坡油柱高度又逐渐变小。如榆树林油田位于三肇凹陷东北尚家鼻状构造的前缘陡坡带，断层、砂体、构造有机地配合，在这个地区扶余、杨大城子油层含油井段长，形成了距青一段泥岩底有近500m的油柱深度。5.2.3断层封闭的相对性及其对油气成藏的影响断层可以作为油气的运移通道，反映断层具有开启性；同时断层可以遮挡油气形成圈闭，反映断层具有封闭性，因此断层的开启或封闭是相对的，可能随时问、构造部位和地质条件的不同发生变化。事实上盆地内油田开发井动态资料证实，一条封闭性断层在局部也可能具有开启性特征。油气勘探实践结果证实，松辽盆地小断层封闭性好，在油气成藏起遮挡作用。如升平地区葡萄花油层升32井区，尚家油田葡萄花油层、扶余、杨大城子油层以及宋站和羊草气田均是小断层遮挡油气藏，大断裂由于长期活动一般起油气运移的通道作用。综上所述，断裂影响沉积体系，断裂为油气运移提供通道，断裂为油气聚集成藏提供遮挡条件，因此断裂的展布特征与油气藏分布有密切的关系。以三肇凹陷扶余、杨大城子油层为例，统计T2层断层的长度、断层的密度和断层垂直落差3项指标发现，断层的平面展布情况与油气藏分布有明显的依存关系。5.3反转构造带是油气聚集的有利场所反转构造是指同一地质体在不同的地质历史时期，由于应力场的变化，造成挤压构造与伸展构造在垂向上叠加的一种复合构造形成。在含油气