松辽盆地三肇凹陷扶杨油层沉积特征及有利区带预测

松辽盆地三肇凹陷扶杨油层沉积特征及有利区带预测

原油特征的复杂性决定了成藏模式的多样性。随着油气勘探和开发的深入，许多石油史学家对油气藏的形成机制和分布规律进行了有效的研究，提出了一系列创新的认识，建立了相应的油气生产模式，丰富了中国油气勘探理论。杨油层是松辽盆地三次勘探和勘探的重要领域。自20世纪60年代钻井以来，进行了大量的油气地质勘探。然而，由于杨油层的故障特点复杂且很难预测储层砂体，因此大部分钻井破坏率较高。因此，如何对成藏的控制因素进行分类，以及预测油气富集的目标区域，已成为研究的重点。基于杨油层的故障特点和储层的沉积特征，作者认为，油源扰动与河流砂体的合理结合是控制杨油层油气成藏的重要因素。他的理论对松辽盆地北部的杨油层油气勘探具有重要的理论意义和实际应用价值。1沉陷性沉积期期三肇凹陷为松辽盆地中央坳陷区内的二级负向构造单元,西接大庆长垣,东临朝阳沟阶地,北连黑鱼泡凹陷,面积为5575km2(图1).受基底断裂控制在扶杨油层顶面形成了尚家鼻状构造、升平鼻状构造、肇州鼻状构造、升平西向斜、徐家围子向斜、永乐向斜6个三级构造单元,总体表现为“三鼻三凹”的构造格局.中新生代地层自下而上沉积了火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组、明水组、依安组、大安组、泰康组和第四系地层.扶杨油层沉积于松辽盆地坳陷期,是在泉头组二段沉积末期盆地整体抬升遭受冲刷侵蚀之后到青山口组一段底突然湖侵之间发育起来的,总体具有沉陷特点的陆相充填沉积建造,扶杨油层沉积时期共发育6个方向物源,即讷河、拜泉-青岗、怀德、保康、白城、齐齐哈尔,三肇地区主要受西南保康沉积体系和北部讷河、拜泉-青冈沉积体系控制,以三角洲平原亚相、三角洲前缘亚相沉积为主.2原油形成条件分析2.1扶杨油层油气成藏关键时期三肇凹陷发育多套优质烃源岩,油源对比表明扶杨油层油气主要来自上覆青山口组一段烃源岩.青一段烃源岩排烃始于嫩江组末期,排烃高峰时期为明水组末期,而烃源岩超压形成于嫩江组末期,明水组末期达到高峰,此时断层选择性活动导致超压幕式释放和油气下排,因此明水组末期是扶杨油层油气成藏关键时期.油气在超压作用下沿油源断层下排到扶杨油层后沿河道砂体做侧向运移在圈闭中聚集成藏.理论计算超压驱替油气下排深度为100~200m,且探井试油和取心井岩心观察与理论计算油气下排深度相吻合,如位于构造最低部位的徐23井岩心在距扶顶75m(F15小层)砂岩中见油侵,说明扶杨油层主要含油层位为扶Ⅰ油层组.油气勘探与开发实践表明,高成熟烃源岩分布范围不但控制着扶杨油层含油面积,而且与运移通道的组合关系直接决定了油气“倒灌”的运移方式.目前扶杨油层发现的工业油流探井都分布在烃源灶内,而位于烃源灶外的升平北部地区试油都为纯水.2.2烃源岩成烃期次与断层垂向穿层性关系松辽盆地构造演化主要经历了裂陷期前期、裂陷期、坳陷期和反转期4个阶段,扶杨油层形成于盆地坳陷期.三肇凹陷扶杨油层顶面T2断层系十分发育,为了剖析断层特征及运动期次,利用300条地震剖面标定了断层垂向穿层性特征,把T2断层系划分为油气成藏期活动的油源断层和静止的遮挡断层,长期活动的油源断层的规模、活动期次与烃源岩成烃期次的匹配关系是油气聚集成藏的关键因素.断层研究表明:①T2断层系具有平面密集成带、剖面“似花状”组合的特征,且这些断层密集带明显受控于宋西和徐西2条基底断层(图2);②油气成藏时期沟通扶杨油层储层和青山口组烃源层的活动断层为油源断层,其多为继承性活动的断层密集带边界断层;③T2断层密集带是同生滑脱正断层与后期扭动构造组合的叠合带,一般形成平面上的“垒堑”组合模式,断裂密集带内部多为“地堑”部位,不是油气有利聚集区.2.3西南保康沉积体系松辽盆地扶杨油层发育独具特色的河控浅水三角洲沉积体系,即湖水浅,湖底地势平缓,湖水面升降波动较大,波浪作用弱,河流作用在三角洲形成过程中占绝对优势.为了揭示扶杨油层主要含油目的层扶Ⅰ油层组单砂体的展布规律,利用672口井测井和6口井岩心资料对三肇凹陷南部(1036km2)扶杨油层沉积微相进行了精细研究(图3),研究表明:(1)三肇凹陷南部为典型西南保康水系发育区,而不是原认识的多物源交汇区.证据如下:①砂岩厚度向北东向逐渐减薄表明为西南保康沉积体系;②5个开发区密井网单期分流河道展布方向为近北东向表明为西南保康沉积体系;③位于三肇凹陷西南20km的新民油田密井网大区域沉积微相说明为西南保康物源.(2)沉积微相类型主要为分流河道微相,河口坝、席状砂等微相不发育,无前三角洲相,证实了典型的浅水河控缓坡三角洲沉积体系,即扶杨油层主要储层为分流河道砂体.(3)扶杨油层主要含油目的层扶Ⅰ油层组为向上逐渐退积的演化序列,扶Ⅰ7小层为相对水退最大期,砂体最发育,首次快速水进时期发生在扶Ⅰ42小层沉积时期,而在扶Ⅰ31小层沉积时期发生了短暂的湖盆萎缩,而后快速水进在扶杨油层顶水体达到最深,沉积了全盆地稳定的3套油页岩,如扶Ⅰ31小层在州211开发试验区识别出典型的陆上环境沉积形成的废弃河道微相(肇43-26井),州9井岩心在扶Ⅰ31见红色泥岩(1996.89m),而上下岩心颜色皆为水下环境的灰绿色泥岩.2.4扶杨油层油气藏类型分析依据三肇凹陷扶杨油层探井试油和试验区动态资料分析,把扶杨油层划分为升55井—升22井、卫23井—芳46井、州703井—州183井、芳483井—州402井4个油气富集条带,扶杨油层不仅在州211试验区(构造高部位)获得了工业油气流,而且在升平南试验区(近凹陷中心斜坡区构造低部位)也获得了高产工业油流,且油气柱高度都大于圈闭幅度,说明油气分布不受局部构造控制,通过对全区59口工业油流探井的分析,发现这些井都位于断层密集带两侧,探井产能统计分析表明距离油源断层越近探井产能越高,断距越大探井产能越高,且试油层位微相类型皆为分流河道微相,即三肇凹陷扶杨油层的油藏类型为受油源断层和分流河道砂体控制的岩性、断层-岩性油藏.3油气成藏模式油气运聚成藏除了要具备生、储、盖和圈闭等静态地质条件外,还需要这些地质条件在时空上合理匹配,剖析了油气成藏条件,刻画出烃源灶-圈闭空间位置和运移通道配置形式共同控制了不同部位的油气运聚特征,总结出三肇凹陷扶杨油层的油气成藏模式,即明水组末期青山口组一段烃源岩达到生油高峰,在区域挤压应力场的作用下,大量T2断层在开启选择性活动,成为油气向下运移的通道.油气在超压作用下沿油源断层下排后首先充注位于油源断层上升盘一侧的河道砂体,在邻近断层密集带两侧的构造高部位砂岩发育区聚集成藏,而断裂密集带内多为地堑式组合,不是油气富集的有利部位(图4).目前扶杨油层试验区皆位于油源断层上升盘一侧,钻井产能资料表明靠近断层密集带两侧的构造高部位砂岩发育区含油柱高度大,而断层密集带内试油一般含水较高或产纯水,如扶杨油层59口钻遇断层密集带探井试油结果多为干层或水层.4石油地质储量预测在成藏模式指导下,结合目前的钻井资料及圈闭发育情况,在三肇凹陷扶杨油层优选油源断层的上升盘地垒或断阶砂岩发育区块,最终在全区刻画出47个含油有利圈闭,新增含油面积192.86km2,预测石油地质储量0.5亿t;并且对位于断裂密集带内或油源断层不发育区的探明储量区和控制储量区进行核算,共核销面积122.5km2,建议这些区块今后不作为重点钻井区(图5).对扶杨油层的研究表明:(1)T2断层具有平面密集成带