梨樹斷陷蘇家屯地區成藏條件及主控因素分析

李 闊，趙新宇，陳宏博

(1.中國石化東北油氣分公司勘探開發研究院，吉林長春 130000；2.中國石化東北油氣分公司四平采油廠)

梨樹斷陷蘇家屯地區成藏條件及主控因素分析

李 闊1，趙新宇2，陳宏博2

(1.中國石化東北油氣分公司勘探開發研究院，吉林長春 130000；2.中國石化東北油氣分公司四平采油廠)

為探索蘇家屯油氣富集規律，通過對松遼盆地梨樹斷陷蘇家屯次洼基本地質條件分析表明：蘇家屯次洼發育沙河子組與營一段兩套烴源巖，以半深湖暗色泥巖沉積為主，受桑樹臺斷裂北段控制，主要來源于沙河子組烴源巖，與蘇家屯東部斷階帶上部儲層形成近源側向運移為主的自生自儲型油氣藏。研究認為蘇家屯東部斷階帶以曲家屯斷裂帶為油氣輸導主要路徑，而其它斷層多以封堵作用為主，主要呈現近源斷塊油氣相對富集、沉積相帶控制儲層發育邊界、砂體物性控制油氣聚集層段的特點。

梨樹斷陷；蘇家屯地區；成藏條件；圈閉；主控因素

多年勘探證實，梨樹斷陷從西北到東南發育3條SW-NE走向的斷裂帶[1-3]：皮家走滑斷裂帶、小寬走滑斷裂帶和秦家屯走滑斷裂帶，同時也是油氣聚集帶。對于發育于區域斜坡背景上系列圈閉油氣聚集的基本原理，最早由加拿大石油地質學家 Gussow 所闡明，并稱之為油氣差異聚集原理[4]。梨樹斷陷帶具備形成差異聚集的地質條件，然而梨樹斷陷北部斜坡帶以西，蘇家屯地區的勘探研究尚淺。自2011年以SW33X、梨2井在營城組首次獲得工業油氣流之后，2012年蘇家屯區塊投產24口，平均單井初期日產油2.3 t，未達到設計要求，方案被迫停止，油藏成了謎團。面對謎團，依據新開發的低效井，重新進行小層對比，油藏主控因素及富集帶的研究工作發現：蘇家屯地區主要油源來自沙河子組，而非營一段，同時上部營二段儲層砂體單層厚度薄，連續性差；蘇家屯東部斷階帶富油區伴有大量近南北向斷層，斷層多發育在生烴前，斷層上下兩盤多發生封堵作用，呈現近源富集的規律。因而，對蘇家屯地區成藏條件及主控因素分析尤為重要。

1 區域地質概況

蘇家屯次洼位于梨樹斷陷北部斜坡帶以西，發育于斷陷沉積期，與梨樹斷陷主體相連，受區域構造運動和皮家斷裂長期活動的影響，斷裂較發育，近南北向桑樹臺控盆斷層為一級斷層，延伸較遠，為斷陷期長期活動的斷層，控制了登婁庫組以下地層的沉積；北東向皮家走滑斷層為二級斷層，控制了早期地層的沉積，對梨樹斷陷的構造格局的劃分起著重要的作用，將蘇家屯次洼與梨樹斷陷主體分割[5-7]。近南北走向的曲家屯斷層(圖1)為三級斷層，將蘇家屯次洼分為西部深洼帶和東部斷階帶。西部深洼帶為受桑樹臺斷裂和曲家屯斷裂夾持的地塹式沉積，地層穩定，斷裂不發育；而東部斷階帶則發育一系列近南北向西掉四級正斷層，斷層斷開層位T4-T5，將其分割為多斷塊。該次洼南部地層發育較全，向北受登婁庫組沉積末期抬升影響，登婁庫組地層被大量剝蝕，整體上表現為“南部雙斷地塹，北部東斷西超”的構造格局。

圖1 蘇家屯次洼在梨樹斷陷的位置

蘇家屯地區地處梨樹斷陷北部的上傾斜坡上，是主要的物源過路區，主要發育為濱淺湖與辮狀河三角洲沉積體系[8-9]。沉積分上下兩套層系，下部是上侏羅-下白堊統斷陷盆地沉積，自下而上的地層為火石嶺組(J3)、沙河子組(K1)、營城組(K1)、登婁庫組(K1)；上部為上白堊統坳陷盆地沉積，發育了泉頭組(K2)、青山口組(K2)、姚家組(K2)、嫩家組(K2)[9-10]，其中火石嶺組、營城組、登婁庫組末期經受三期整體抬升剝蝕。

2 成藏條件分析

2.1 油源條件分析

蘇家屯地區緊臨兩個生油洼陷，桑樹臺洼陷與蘇家屯次洼，其烴源巖主要發育于沙河子組和營城組，以半深湖相暗色泥巖沉積為主，全區廣泛發育，厚度大于500 m。根據已鉆井分析，該區在營一段鉆遇的暗色泥巖占地層厚度70%以上，有機質豐富，烴源巖以III型干酪根為主，Ro為0.7%～0.85%，處于成熟階段；沙河子組暗色泥巖占地層厚度90%以上，有機質豐富，烴源巖以II型干酪根為主，Ro在0.7%～1.3%，處于成熟階段，部分進入了高成熟階段，具有良好的生烴能力。蘇家屯次洼部分地區可見混源油的特征，證實了沙河子組烴源巖是蘇家屯次洼的主要生油巖。

2.2 儲層條件

儲集砂體儲集物性的優劣主要取決于儲集砂體所處的沉積相帶，研究區的主力儲層為營城組，營城組物源繼承了沙河子組北東、西南雙方向的物源特點，北部物源影響范圍大，可波及到SW332以北的地區，西南物源主要波及到L2井以西地區。登婁庫組西南物源消失，北東方向的物源與楊大城子物源匯合，形成范圍更廣的扇三角洲體(圖2)。

圖2 梨樹斷陷蘇家屯地區營二段沉積相分布

從儲層砂體平面分布來看，砂巖層在平面上分布不穩定,其厚度也不大。根據已鉆井統計，儲層較發育，尤其是營城組的營一、營二段，儲層占地層的30%～50%。該區儲層以細砂巖、含礫砂巖及含礫中砂巖為主，泥質含量較高，為孔隙式膠結，以原生粒間孔與次生孔隙為主，孔隙度一般在6%～15%，水平滲透率(0.03～0.139)×10-3μm2。屬于低孔低滲儲層。

2.3 儲蓋組合條件

蘇家屯地區營城組，營二段上部、營三段、營四段主要以泥包砂特征為主，沉積厚度大，發育范圍廣，全區穩定分布，可作為區域蓋層，與下部發育的砂巖儲層形成良好的儲蓋組合，十屋30、十屋33X等鉆遇的營城組的油藏都是這一組合特征。

2.4 油氣輸導條件

蘇家屯地區油氣輸導條件為該區油氣成藏的關鍵。研究區儲層主要為辮狀河三角洲砂體，發育水下分支河道砂體、河口壩及席狀砂體，平面上疊合連片，砂體之間的連通性較差。東部斷階帶發育多條順向斷層，其中以曲家屯斷裂為主，切割至西部凹陷油源區，能提供良好的運移條件，梨2井營城組儲層發育，但是沒有成藏主要是因為斷層不發育，儲層與油源的溝通差。在斷階帶的十屋33X等井都在營城組成藏，而在東部斷階帶東側油氣顯示效果較差，這是由于距油源較遠，砂體沉積厚度薄，砂泥互層發育，斷層多起封堵作用。

2.5 圈閉條件

受長期活動的基底及桑樹臺、皮家斷裂的影響，蘇家屯呈現一洼一斷階的構造格局[11]?；鹗瘞X組地層沉積時就存在的斷階帶，一直處于繼承性發育階段；至泉頭組地層沉積早期，斷階帶斷裂活動減弱，斷階帶構造定型，進入穩定沉降時期。東部斷階帶主要發育辮狀河三角洲水下分支河道砂體、河口壩及席狀砂體，受斷層切割，形成斷層-巖性圈閉；西部桑樹臺斷層下降盤發育近岸水下扇沉積，儲層較發育，向上受斷層封堵，形成巖性-斷層圈閉。

3 成藏主控因素分析

2011年，當時的認識是蘇家屯地區斷層發育，形成多個斷塊，發育多個斷塊構造油藏，認為主要是構造控制油藏的分布[12]。通過對蘇家屯地區進行沉積體系研究、儲層物性統計、油藏解剖等，認為該區的油藏是由多個因素控制的。

3.1 斷層是油氣成藏的關鍵

斷層是控制蘇家屯地區油氣成藏的關鍵。研究區的烴源巖主要發育于沙河子組和營城組，營城組以營一段為主[13]，但是生烴能力較弱，單純靠儲層周圍的烴源巖向砂體供烴是不夠的，這也就是梨2井在營城組多套含油而沒有成藏的主要原因。同時，通過2013-2014開發部署38口井，證實鄰近曲家屯斷裂的斷塊油氣相對富集，平面上距曲家屯斷層越近，油氣富集、含油面積越大；縱向上距曲家屯斷層越近，含油層增多。研究表明，蘇家屯次洼東部斜坡帶，靠近曲家屯斷層多切割油藏，是油氣縱向運移的良好通道，而油藏內部斷層對油氣具有封堵作用(圖3)。

圖3 蘇家屯地區斷層控油模式

3.2 儲層砂體展布控制油藏發育邊界

結合研究區主要特點，并考慮鄰近曲家屯斷裂的斷塊油氣相對富集，重點分析儲層砂體波及范圍。營城組沉積類型為辮狀河三角洲沉積，在蘇家屯地區主要發育辮狀河三角洲平原亞相和辮狀河三角洲前緣亞相，儲層主要以辮狀河道、水下分流河道、河口壩為主，儲層物性好，分布范圍較大，雖然表現為在平面上連接成片(圖4)，但是由于砂體被多條東西向斷層切割，同時砂體內部物性的差異變化大，把砂體分隔成多個小的單元，形成多個小的油藏(圖4)。

3.3 儲層物性控制油氣的富集層系

蘇家屯地區含油層系主要集中于營二段下部，雖然受儲蓋條件的限制，但是儲層的物性控制了油氣的富集層位。表1是根據測井解釋數據統計的營城組四個層段的所有小層的孔隙度、滲透率散點統計結果，油層的孔隙度一般大于9%，滲透率大于0.3×10-3μm2。從表1中可以看出，四個層段中，營二段儲層的物性最好，所以，以營二段油氣最為富集。

表1 營城組物性統計

層段孔隙度/%滲透率/10-3μm2營四段7．380．27營三段8．140．21營二段11．500．95營一段7．830．80

4 勘探方向及目標優選

蘇家屯地區沉積以辮狀河三角洲為主，由于受湖平面頻繁升降變化影響明顯，分流河道被反復廢棄或者改道，難以形成穩定的分流河道砂體，砂體在湖流的作用下廣泛分布，雖然厚度較薄，但連片分布，砂體之間的連通性差，形成單個的砂體圈閉。如果這些圈閉能夠成藏，就必須有斷層與油源溝通。所以在勘探部署時首先考濾到有效儲層的分布范圍，同時是否存在油源斷層這些必要的條件。下步應積極探索曲家屯斷裂帶南部油氣藏規模。

5 結論

(1)蘇家屯次洼發育沙河子組與營一段兩套烴源巖，主要來源于沙河子組烴源巖，而非營一段烴源巖，并與蘇家屯東部斷階帶上部儲層形成近源側向運移為主的自生自儲型斷層-巖性油氣藏。

(2)蘇家屯呈現一洼一斷階的構造格局，西部洼陷帶斷裂不發育；東部發育一系列近南北向斷層，其中曲家屯斷裂帶切割沙河子組烴源巖，為油氣主要運移通道，而其它斷層未切割沙河子組烴源巖，多以封堵作用為主，同時油氣富集規律平面上呈現近源斷塊儲層豐度高，相帶控制儲層發育邊界；剖面上呈現物性控制油氣聚集層段，構造高度決定油水邊界。

(3)有效儲層砂體的平面分布是影響蘇家屯地區油氣聚集成藏的關鍵，下一步應在東部斷階帶繼續向曲家屯斷裂南部滾動擴邊，同時積極探索洼陷區環洼分布的近岸水下扇巖性-斷層油氣藏。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)02-0029-04

2014-10-22

李闊，碩士，1985年生，2012年畢業于長江大學礦產普查與勘探專業，現主要從事石油地質研究工作。

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