松辽盆地滨北地区晚古生代林西组油气条件分析

巴燕·夏木提汗,程宏岗，王思琳，郭忆茹，王德海

1.吉林大学 地球科学学院，长春 130061; 2.中国石油勘探开发研究院 廊坊分院，河北 廊坊 065007; 3.吉林大学 地球探测科学与技术学院，长春 130026

0 引言

松辽盆地是大型陆相含油气盆地，面积约26万km2，松辽盆地目前的两个油田，大庆油田和吉林油田，主要生产层位为中生代地层[1]，分别为:白垩系上统以青山口组—嫩江组暗色泥岩为源岩的上部油气系统[2--3]；以火石岭组、沙河子组和营城组暗色泥岩为源岩的下部油气系统及以晚古生界暗色泥岩为源岩的深部油气系统[4--6]。松辽盆地上部油气系统是主要贡献层系，目前已处于减产、挖潜和剩余油阶段。断陷地层区域越来越受到重视，是吉林油田、中石化东北局维持油气产量接替层系，勘探开发潜力巨大[7--8]。

本次研究对象为松辽盆地滨北地区晚古生代地层，在现有研究成果基础上，结合露头区样品和盆地内部钻井资料进行滨北地区晚古生代地层油气地质条件分析，预测稳定区块，为进一步研究滨北地区晚古生代地层油气地质条件提供重要依据。

1 地质概况

松辽盆地滨北地区面积约79 105 km2(图1)，是指滨州铁路线以北，嫩江以东的广大地区，约占松辽盆地北部面积的三分之二，是中国东北地区重要的油气接替区[4--6]。根据生储盖组合可将中浅层划分为浅部油气藏组合和中部油气藏组合。该区构造单元可划分为：西部斜坡区，北部斜坡区，东北断隆区，东南断陷区和中央断陷区5个一级构造单元和14个二级构造单元[7]。

图1 滨北地区构造单元划分[7]Fig.1 Tectonic division in Binbei area

2 烃源岩分析

2.1 暗色泥岩分布及厚度

晚古生代泥岩于盆地内部与盆地周缘均有分布，从野外露头上来看主要分布在松辽盆地东西两侧。盆地东部吉林市二道沟杨家沟组泥岩剖面位于新开的环城公路二道沟附近，出露良好，杨家沟组泥岩属于陆相沉积，为深湖--半深湖沉积，其平面分布广、厚度大[9]。盆地西侧的索伦剖面和林西剖面发育泥岩，部分地区泥岩厚度>1 000 m[10]。盆地内的钻井资料显示，多数钻井晚古生代林西组泥地比为100%(表1)，泥地比增大的方向均由松辽盆地外围指向松辽盆地内部，反映了晚古生代林西组泥地比由盆地外向盆地内增大，水体由松辽盆地外围向松辽盆地内部方向加深[11]，松辽盆地内部为主要沉积区(图2)。

图2 滨北地区林西组暗色泥岩厚度Fig.2 Thickness of dark mudstone of Linxi Formation in Binbei area

表1 松辽盆地钻遇林西组钻井统计

通过对钻遇松辽盆地基底的钻井统计和前人研究的部分岩性锆石测年结果[12]，绘制了松辽盆地基底主要岩性分布图(图3)。盆地内同样有大量的钻井钻遇泥岩[11]，钻遇林西组泥岩的有：讷3，讷1，富参1，林深2，鱼深1，双深4，任5，任7，任11，盛1。

图3 滨北地区基底主要岩性分布图Fig.3 Main lithology distribution of basement in Binbei area

2.2 烃源岩地球化学特征

滨北地区晚古生代的烃源岩主要为泥质烃源岩，通过对泥岩烃源岩有机质丰度的统计，表明烃源岩的非均质性较强[13--15]。TOC是衡量生烃强度的最重要指标。TOC高，生烃潜力大，反之，生烃潜力小。松辽盆地滨北地区晚古生代林西组烃源岩有机碳含量较高，TOC分布范围为0.96%～2.79%，烃源岩Ro为2.28%～5.53%，处于高--过成熟阶段。有机质类型与生气和储气能力有密切的关系，研究区晚古生代林西组地层的有机质类型主要为Ⅱ，Ⅲ型。

3 储层条件

松辽盆地深部广泛发育的火成岩体构成了有力的储集层，松辽盆地地温梯度高，较强的成岩作用使得深层碎屑岩十分密集[16]。

3.1 岩石类型

松辽盆地基底岩性主要有4种类型：①泥岩，分布范围广，占主体；②泥岩砂岩互层，主要分布东部；③砂岩，分布局限，只在北安市附近；④碳酸盐岩，分布在盆地两侧(图3)。

野外工作中发现了龙江县灰岩溶洞，双阳吊水壶灰岩溶洞，扎赉特旗生物滩滩相油迹，进一步证实了上古生界发育溶孔、溶洞等储层，油迹相表明灰岩储层曾经发生过油气充注[10--11]。

松辽盆地滨北地区的C--P储层主要由哲斯组的碳酸盐岩、林西组的泥岩裂缝储层和砂岩储层组成[11]。储层孔渗特征属特低孔特低渗性储层。在林西组泥岩储层发育段，泥岩裂缝十分发育，裂缝可以为油气提供聚集空间、运移通道，是游离气和部分吸附气的储集场所。

3.2 储层物性

储层物性特征是储层储集性能的决定性因素，孔隙度和渗透率的大小是储集性能好坏最直接的体现[17]。大庆油田根据孔隙度和渗透率大小将储层划分为4类[18]。笔者对研究区3口井的15块样品进行了孔隙度和渗透率分析(表2)。LX井3块样品，孔隙度最大值2.14%，最小值1.36%，平均值1.82%；渗透率最大值0.819 mD，最小值0.002 mD，平均值0.275mD。根据大庆油田储层划分分类(表3)，LX井3块样品属于Ⅳ类储层。SL井5块样品，孔隙度最大值1.54%，最小值0.85%，平均值1.24%；渗透率最大值0.003 mD，最小值0.001 mD，平均值0.002 mD，SL井5块样品属于Ⅳ类储层。SL井7块样品，孔隙度最大值3.49%，最小值1.08%，平均值1.84%；渗透率最大值0.254 mD，最小值0.001 mD，平均值0.04 mD，SL井7块样品属于Ⅳ类储层。

表2 孔隙度和渗透率数据

表3 大庆油田储层分类与评价

4 有利勘探区块预测

根据前人研究成果及勘探数据[19--21]，笔者在分析盆地油气地质条件的基础上，综合盆地生储盖有利区[22--23]，其中烃源岩发育区的范围主要依据暗色泥岩厚度而圈定。根据滨北地区二维测线的解释[24]，圈定成层性好的区域，通过林西组底部构造层与成层性好的反射时间差来推测计算林西组暗色泥岩厚度(图4)。林西组地层顶界时间为0.9～1.7 s，底界时间为2.8～4 s，整体厚度在1.5～2 s之间。结合林西组露头区厚度3 000～4 500 m，取保守值，定义滨北地区林西组保存条件好的北部区域厚度为3 000 m；林甸断陷林西组地层作为物源区，剥蚀量较大，厚度赋值2 000 m；任民镇地区周边为断陷盆地，作为持续物源区，林西组地层赋值1 500 m(图5)。

图4 滨北地区林西组暗色泥岩厚度等值线图Fig.4 Contour map of dark mudstone thickness of Linxi Formation

野外露头和钻井资料揭示松辽盆地滨北地区林西组沉积时期在陆相湖盆中[10]沉积了范围广、厚度巨大的暗色泥岩，这些泥岩具有中等有机碳含量，较有利的有机质类型，在后期的热演化历史中，达到了较高的热演化程度，达到生气阶段，并且岩层中裂缝发育[11]。依据研究区拜古1井气测显示(表4)和二维地震剖面图(图5a)，认为拜古1井位于构造底部位，远离断陷盆地，气源来自基底的林西组。研究区地震反射成层性好，埋深较大，晚古生代林西组稳定地层大量发育，后期构造运动弱，褶皱断裂欠发育，保存条件良好(图5b)。通过上述地质条件与国内外页岩气成藏条件进行对比，认为滨北地区晚古生代初步达到了页岩气的成藏条件(图6 )。

图5 滨北地区二维地震剖面Fig.5 Two-dimensional seismic section of Binbei area

图6 滨北地区林西组页岩气预测分布图Fig.6 Predicted distribution map of Linxi Formation shale gas in Binbei area

表4 拜古1井油气显示

从目前取得的数据来看，滨北地区晚古生代林西组有生气的可能，具有页岩气资源勘查前景。但是，仍缺乏页岩含气量指标的数据，需要在日后的工作中加强研究，进一步确定页岩气勘探前景。

5 结论

(1)研究区晚古生代林西组暗色泥岩分布范围广，向盆地内部方向暗色泥岩增厚，体现水体变深的趋势,是主要的沉积区。暗色泥岩TOC为0.96%～2.79%，Ro为2.28%～5.53%，有机质类型以II、III型干酪根为主。地震反射成层性好，埋深较大，后期构造运动弱，褶皱断裂欠发育，保存条件良好。为松辽盆地滨北地区提供良好的烃源岩基础，可以作为今后主要勘探目的层。

(2)研究区基底岩性主要有4种类型：①泥岩；②泥岩砂岩互层；③砂岩；④碳酸盐岩。研究区C--P储层由哲斯组的碳酸盐岩、林西组的泥岩裂缝储层和砂岩储层组成。