富油凹陷向斜區油氣富集控制因素及成藏分析
——以松遼盆地齊家北扶余、高臺子油層為例

張慶石

（大慶油田有限責任公司勘探開發研究院，黑龍江 大慶 163712）

齊家北地區構造上位于松遼盆地北部中央凹陷區齊家—古龍二級構造單元北部，主體為齊家北向斜，東臨大慶長垣和黑魚泡凹陷，西接龍虎泡階地，北與烏裕爾凹陷相連（圖1），區內主要發育有齊家北向斜、小林克—齊西地塹、齊家北鼻狀構造帶、喇西鼻狀構造帶、薩西鼻狀構造等，勘探面積約1800km2。主要目的層為青山口組的高臺子油層和泉頭組四段的扶余油層。目前，齊家北地區多口探井已在這兩個層位獲工業油流，充分顯示出該區具有良好的勘探前景。然而，研究區高臺子與扶余油層油氣平面分布差異較大，扶余油氣主要分布于齊家北向斜區的北部，高臺子油層主要分布在南部，北部零星分布，這種油氣分布的差異是何因素造成的？油氣成藏與分布受何因素控制？成藏模式如何？這些問題均是制約齊家北地區油氣進一步勘探的關鍵。雖然前人齊家地區的油氣成藏與分布作過研究和探討[1-4]，從油氣的生成、運移過程及成藏條件的作用等方面，分析了齊家—古龍凹陷向斜區的油氣成藏規律，對指導該區油氣勘探起到了非常重要的作用，但對高臺子、扶余油層綜合起來研究油氣成藏與分布的主控因素及模式的目前仍較少。因此，開展齊家北地區油氣成藏與分布主控因素及模式研究，對正確認識其油氣成藏規律和指導下一步油氣勘探均具重要意義。

1 油藏類型及其分布特征

通過齊家北地區高臺子、扶余油層油藏解剖分析，齊家北地區油藏類型主要有微幅度構造油藏、斷層—巖性油藏和巖性油藏等三種（表1）。其中微幅度構造油藏主要發育在泰康隆起帶和龍虎泡階地；齊家凹陷內主要發育斷層—巖性油藏和巖性油藏，斷層—巖性油藏主要發育在齊家凹陷東西兩側斜坡部位的林甸—喇嘛甸斷裂帶和齊西斷裂帶附近，巖性油氣藏主要發育在齊家凹陷內的齊北向斜區，凹陷內微幅度構造背斜油藏發育最少。

表1 齊家北地區工業油流分布的構造位置及油藏類型

齊家北地區扶余油層油水縱向分布具有明顯的上油下水特征，油氣主要分布于扶余油層的上部（扶一一油層組），中下部逐層減少，斷裂發育部位油水分異特征明顯，上部以純油層為主，向下逐漸過渡為油水同層和水層。平面上油氣分布具有北部斷裂發育部位油層厚度明顯大于南部的特征，油氣主要分布于喇西鼻狀構造的前端和齊西斷裂帶東側。高臺子油層自上而下可分為高一、高二、高三和高四油層組，油氣主要分布于高四和高三油層組，向上逐層減少（圖2），斷裂發育部位發育的油層較多，且南部主力源巖區的油層厚度明顯大于北部非主力源巖區。

圖2 齊家北地區高臺子—扶一油層油氣縱向分布圖

2 油氣富集的控制因素分析

2.1 青山口組有效源巖控制扶余、高臺子油層油氣主要分布范圍

通過對區內探井生儲蓋組合特征和油源對比表明研究區高臺子、扶余油層的油氣主要來源于齊家向斜區的青一段烴源巖。同時，與周邊凹陷的青一段油源對比也表明，本區的高臺子、扶余油層原油均來源于本地K1qn泥巖[5-6]。其中主要烴源巖層青一段源巖有機碳含量平均為2.3579%，氯仿瀝青“A”含量平均為0.4033%，鏡質體反射率平均為0.86%，屬于優質成熟烴源巖(表2)。青一段和青二三段的有機質類型以Ⅰ型干酪根為主，其次是Ⅱ1型干酪根為主，少量Ⅱ2型干酪根。

表2 齊家凹陷區的青山口組與泉頭組烴源巖特征

從目前探井揭示油氣分布與源巖成熟度和生烴強度關系，扶余油層和高臺子油層這兩套含油層系的含油氣顯示、低產油層及工業油層井主要以青一段頂面Ro≥0.8的有效烴源巖為核心，排油強度普遍大于100×104t/km2。而當烴源巖Ro＜0.8 時，只在零星的構造高部位或斷層附近獲工業油層或低產油層，絕大多數探井的砂巖儲層以水層或干層為主。

綜合有效烴源巖分布與含油顯示，齊家北地區扶余油層與青一段烴源巖的這種上生下儲式的直接接觸關系，高臺子油層與青一段主力烴源巖下生上儲以及高臺子油層所具有的源儲互層型的直接接觸關系，為油氣快速進入儲層聚集創造了有利條件。烴源巖生成的油氣在超壓及流體勢場的作用下，以斷裂或微斷裂為主要疏導體系，優先供給鄰近的上下砂巖儲層，靠近烴源巖的儲層基本上都可以捕獲來自烴源巖排出的油氣，具有近源優勢聚集成藏的有利地質條件。因此，在宏觀上有效烴源巖與儲層的接觸關系控制著扶余、高臺子油層含油的主要分布范圍，而齊家北地區大面積分布的青一段及其青二三段有效源巖為油氣聚集成藏提供了豐富的物質基礎，凹陷內的主力烴源巖區仍是今后油氣勘探的重點領域。

2.2 斷裂帶與構造高部位是油氣富集的有利部位

斷層密集帶發育特征對凹陷不同構造部位油氣的優勢輸導和聚集部位具有重要控制作用[7-8]。齊家北地區長期發育的斷層較少，主要斷穿的層位是T2斷層，由T2斷層向上斷穿的層位逐漸減少（圖3），主要是T2-T1g4斷層或T1g4-T1g3斷層。斷裂密集帶主要發育在齊西斷裂帶、小林克斷裂大和長垣西側的林甸—喇嘛甸斷裂帶，齊家向斜內部斷裂不發育，斷裂密集帶的發育主要與南北向的基底斷裂相關，呈近南北向條帶狀展布。

圖3 齊家北地區東西向地震剖面圖

目前已發現的工業油流和高產井均分布在斷裂帶附近，且斷裂的斷距普遍大于20m，同時斷層發育部位的油層厚度也明顯高于斷層不發育的部位。同時，斷裂發育部位油水分異較好，多以純油層為主或具有上油下水特征。斷裂不發育部位，油層主要發育在高四底部或扶一油層組上部（扶一一油層），如齊家凹陷區中部，且油水分異較差，多為油水同層或含油水層為主。斷裂密集帶部位油層厚度大，一般4～12m，斷裂不發育處的油層厚度一般只有2～4m。并不是所有的斷層密集帶均表現為控藏富集特征，如齊西斷裂帶長期發育整體不利于油氣在扶余油層和高四油層組的富集成藏。

2.3 砂體類型與斷裂的匹配關系是油氣成藏的關鍵因素

齊家北地區的扶余、高三高四油層主要發育三角洲前緣亞相的分流河道和砂壩砂體，砂體的展布方向主要受北部和西部等物源體系控制。針對齊家北油田的精細解剖研究表明，油氣成藏與富集主要受砂體類型與斷層、構造的配置關系控制（圖4）。油層主要發育在斷裂帶附近的正向構造上，油層多厚度大，油水分異好，且多富集在斷背斜、斷塊、斷層遮擋等圈閉內的河道砂體、砂壩等儲集層內，在斷背斜的斜坡處或斷階帶、半地塹、斷層不發育的低部位油層厚度小、油水分異差或以水層為主。斷裂不發育的正向構造油層亦不發育。

斷裂對砂體的切割也是成藏的關鍵因素，區內斷裂多以近南北向展布為主，北西向、北東向展布的河道砂體與南北向斷裂的切割，有利于形成斷層—巖性油藏，而砂體與斷層同向展布不易成藏，目前這樣的部位亦未獲工業油氣發現，如金82、古709。斷裂不發育部位的扶余油層上部和高四油層下部的油層主要為河道砂體，其次是砂壩砂體，由于斷裂不發育油水分異較差多為油水同層或含油水層，如高臺子油層金57 井、金58 井，扶余油層的金42 井、杜36 井、金58 井，席狀砂、砂壩等砂體含油顯示較差。

3 油氣成藏模式

油氣成藏模式是特定范圍內的一組同類型油氣藏具有相似的控制條件（或共性），如源巖條件、構造部位、形成機制等單一或者多要素復合模型的概括。成藏模式應是基于成藏主控因素的復合分析，隨勘探程度的提高和研究程度的深入，成藏模式會進一步隨認識而深入。齊家北地區整體的成藏控制可概括為“源控主要油氣分布，斷裂、構造控制油氣富集，砂體控制油藏類型”，可分為以下幾種成藏模式：①源內凹陷低部位“先直排后側向分配透鏡體巖性”成藏模式，該類成藏模式主要發育研究區深凹低部位成熟源巖區，青一段及青二三段成熟源巖排出的油以超壓為主要動力，斷裂及為裂隙為油儲溝通的主要通道，向上下或鄰近源巖層的儲層以“直排或倒灌”方式，在超壓及浮力作用下進入儲集砂體再通過側向運移聚集在有效圈閉中成藏。從扶余、高三高四油層沉積相展布分析，由于向斜區低部位埋藏較深，儲層物性差，砂體較孤立連通性差，不易于油氣長距離側向運移，且在斷層不發育部位油水分異較差，形成源內“先直排后側向分配透鏡體巖性”成藏模式，這種成藏模式具有近源、供烴早、持續長、多期供油等特點，斷裂發育部位多發育純油層。②源內“斜坡帶斷層（或構造）—巖性復合”成藏模式，該類成藏模式主要發育于西側小林克—齊西地塹構造帶和東側的喇西—薩西鼻狀構造帶，該區烴源巖成熟度Ro在0.8～0.9 之間，雖然自身范圍內烴源巖處于成熟狀態，但其排烴強度遠低于向斜區中心部位需要主力源巖區的側向供給。源內西側構造比較單一，構造圈閉不發育，南北向為主的斷層與東西向、北東向展布的扶余油層條帶狀河道砂或高三高四油層的三角洲沉積的透鏡狀、條帶狀砂體切割，形成上傾方向受斷層遮擋型的巖性—斷層圈閉，但齊西斷裂長期發育，整體上不利于油藏的保存，但有利于油氣向地塹內的高三高四油層的巖性圈閉或微幅度構造圈閉聚集，該區有利的巖性—斷層圈閉及正向構造最有利于聚集成藏；源內東側構造較發育、斷裂密集，主要發育斷層（或構造）—巖性油層。整體上，源內東西兩側斜坡或地塹內有利于形成源內“斜坡帶斷層（或構造）—巖性復合”成藏模式，這種成藏模式具有油源充足、多期供油、油層厚度大、斷砂配置優等為特點，斷裂發育部位油水分異好。③源外“側向運移巖性—斷層（構造）復合”成藏模式，該類成藏模式的圈閉主要發育在新發—一心微幅度構造帶內以及長垣西側帶內，這些區域生烴能力差，主要依賴于有效源巖內的油氣供給。成藏主要靠自身儲層側向運移的油氣，通過儲層長距離側向輸導，在斷層遮擋或構造高部位聚集成藏，具有“斷層—巖性、構造—巖性的復式”聚集特征。鼻狀構造向凹陷的傾沒端和鄰凹兩側最鄰近生油凹陷的斷裂帶，具有“近水樓臺先得月”的優勢，最先捕獲油氣，是油氣富集成藏的最有利部位。

4 結論

（1）齊家北地區的扶余、高臺子油層主要油氣藏類型為微幅度構造、斷層—巖性和巖性油氣藏等3種。凹陷區主要為巖性油藏和斷層—巖性油藏，斷裂帶附近油氣更為富集。

（2）油氣成藏與分布主控因素為：①青山口組有效源巖控制扶余、高臺子油層油氣主要分布范圍；②斷裂帶與構造高部位是油氣富集的有利部位；③砂體類型與斷裂的匹配關系是油氣成藏的關鍵因素。

（3）齊家北地區扶余、高臺子油層有3種成藏模式：①源內先直排后側向分配透鏡體巖性成藏模式；②源內斜坡帶斷層疏導斷層—巖性復合成藏模式；③源外側向運移反向斷層遮擋的巖性—斷層復合成藏模式。