松辽盆地三肇地区扶余油层致密油成藏模式研究

宋 平，吴伟涛，钱 钰



松辽盆地三肇地区扶余油层致密油成藏模式研究

宋 平，吴伟涛，钱 钰

（西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安 710065）

松辽盆地三肇地区青一段烃源岩厚度大，有机碳含量高，已成熟；扶余油层的砂岩储集空间以残余粒间孔和长石溶孔为主，断层控制油气成藏与分布，发育断层、岩性和断层–岩性油气藏3种类型，具有剖面上叠置、平面上连片分布的特点，为准连续的分布模式。青一段烃源岩与扶余油层属于“上生下储”的源储关系，具有垂向直接供烃、垂向间接供烃和侧向直接供烃三种油气成藏模式。

松辽盆地；三肇凹陷；扶余油层；成藏模式；致密油

1 研究区概况

松辽盆地的构造单元分为6个一级构造单元，分别为西部斜坡区、北部倾没区、中央坳陷区、东北隆起区、东南隆起区、西南隆起区。研究区位于中央坳陷区带东部，包括三肇凹陷、大庆长垣南部和朝阳沟阶地（图1）。

图1 研究区构造位置

本文研究的主要层段为白垩系泉头组四段，即扶余油层。泉头组沉积以冲积扇、河流、滨海湖为主，岩性以砂泥岩互层为主。青山口组在盆地内广泛分布，青一段为湖泛时期，盆地内沉积了大面积滨海湖–深湖相的暗色泥质沉积物，西部斜坡带的沉积厚度多数大于100 m。青一段是松辽盆地主要的生油岩，也是盆地内下部含油气系统重要的区域盖层[1–6]。扶余油层为盆地的主要含油层，主要分布在齐家–古龙、大庆长垣、三肇等凹陷。

2 油气成藏条件

2.1 烃源岩条件

烃源岩是油气形成的物质基础，烃源岩评价是地球化学研究的重点内容之一，也是油气勘探关注的重要方面。研究区的主力烃源岩为青一段暗色泥岩，分布广泛，主体厚60 ~80 m。大庆长垣地区青一段泥岩厚70~80 m，三肇地区西部厚50~70 m，东部厚70~80 m。235个样品测试结果表明，82%的样品有机碳含量大于2.00%，平均2.54%（图2），干酪根以Ⅰ型为主，镜质体反射率（o）为0.5%~2.0%，其中处于成熟阶段的样品占91.43%，处于高成熟阶段的样品占8.33%（图3）。

2.2 储层条件

扶余油层主要发育浅水三角洲平原，三角洲前缘，滨（浅）湖亚相沉积，岩性以一套成分成熟度偏低、粒级偏细、结构成熟度偏高的长石砂岩储层为主，含少量长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩及岩屑砂岩[7–8]，杂基填隙物以黏土矿物为主。研究区致密储层孔隙类型包括残余粒间孔、次生溶孔和晶间孔，其中长石溶孔最多，岩屑溶孔次之。扶余油层孔径30~50 μm，最大可达100 μm（长石铸模孔），主要储集空间为残余粒间孔和长石溶孔（图4）。

图2 有机碳分布频率

图3 Ro分布频率

扶余油层中可见硅质加大发育，长石的钠长石次生生长边发育；绿泥石分布于陆源石英颗粒与加大边之间，部分加大边呈他形充填孔隙；伊利石吸附有机质；黄铁矿结核状充填孔隙及交代碎屑（图4a）；伊利石呈条带状充填孔隙，使岩性整体显示具有层理构造，可见约1.2 mm的球状泥质粉砂岩包体；岩性致密，无明显可见孔隙（图4b）。片柱状矿物顺层分布，隐现层理；伊利石丝缕状充填孔隙；长石溶孔孤立分布，连通性差（图4c）。铁方解石连晶状、巨晶状充填孔隙，交代碎屑，交代残余结构清晰可见；岩石致密，无明显可见孔隙；高岭石结晶差，堆积紧密，晶间孔不发育（图4d）。

扶余油层孔、渗数据分析结果表明，孔隙度为4%～16%的样品占总样品数（10 337块）的91.0%，孔隙度为8%～12%的样品占43.9%，孔隙度大于20%和小于4%的样品极少。渗透率小于10×10–3μm2的样品（7 881块）占97.0%，小于1×10–3μm2的占74.6%，平均值1.64×10–3μm2。其中，渗透率为0.1×10–3~1.0×10–3μm2的样品最多，占43.6%，渗透率大于10×10–3μm2的样品占2.9%。

2.3 油气运移方式

图4 扶余油层孔隙类型显微照片

a．F162井，他形充填孔隙；b．F431井，伊利石条带状充填孔隙；c．F27井，长石溶孔孤立分布；d．F26井，铁方解石充填孔隙

扶余油层砂体主要为浅水河控三角洲前缘和三角洲平原砂体，多为透镜状砂体，连续性差，厚度多数小于5 m，延伸长度小于20 km，宽度小于5 km，剖面上呈多层叠置分布。南北向砂体的连通性比东西向砂体的连通性好，且东西向单砂体发育规模不大。由于河道发育时间长，不同时期的砂体在纵向上错叠，平面上连片，为三肇凹陷内形成大面积岩性油气藏提供了丰富的储集空间。研究区内断裂比较发育，该区扶余油层油气的运移通道主要是断层，裂缝也较为发育，油气沿着断层、裂缝由青一段烃源岩垂向或侧向运移至扶余油层[9–12]；在该含油气系统中，断层作为主要运移通道的同时也起到了遮挡油气的作用（图5），可形成断层油气藏、岩性油气藏和断层–岩性油气藏3种类型。

3 油气成藏模式

研究区内扶余油层主要存在两种供烃方式，一是直接供烃：砂体靠近烃源岩分布，两者距离较短，不需要断层沟通，成藏动力主要为生烃增压产生的超压，烃源岩生成的油气垂向或者侧向排入储层，具有“近水楼台先得月”的优势；二是间接供烃：砂体与烃源岩需要油源断层沟通，烃源岩生成的油气首先通过断层运移到砂体，再沿着砂体进行侧向运移，侧向封堵或高部位聚集成藏。随着距离的增加，充注动力减弱和断层数量的减少，砂体厚度变厚，油藏数量减少（图6）。

综上所述，青一段烃源岩与扶余油层属于“上生下储”的源储关系，分为3种油气成藏模式，即垂向直接供烃、垂向间接供烃和侧向直接供烃成藏模式[13–14]。

图5 P50–C7扶余油层东西向断层分布

图6 F21–F29井扶余油层成藏模式

垂向直接供烃：烃源岩与储层直接接触，无需断层沟通，青一段源岩生成的油气直接向下运移到储集砂体中成藏。

垂向间接供烃：烃源岩与储集层具有一定距离，需要断层沟通，青一段源岩生成的油气通过断层向下运移到储集砂体中成藏。

侧向直接供烃：由于断层的错断作用，烃源岩与储集层直接接触，青一段源岩生成的油气通过断层侧向直接运移到储集层砂体中，侧向封堵或者在高部位聚集成藏。

4 结论

（1）松辽盆地三肇地区青一段烃源岩主体厚60～80 m，有机碳含量平均值为2.54%，处于低成熟–成熟阶段，为优质烃源岩。储集空间主要为次生溶蚀孔隙，储层砂体单层厚度较薄，纵向上呈多层叠置分布，累计厚度较大。

（2）扶余油层砂层多为透镜状，连续性差，剖面上呈多层叠置分布，断裂发育控制着油气成藏和分布，可形成断层油气藏、岩性油气藏和断层–岩性油气藏3种类型。

（3）青一段烃源岩与扶余油层属于“上生下储”的源储关系，存在直接和间接两种供烃方式，分为3种油气成藏模式，即垂向直接供烃、垂向间接供烃和侧向直接供烃成藏模式。

[1] 付广，姜振学，陈章明，等．松辽盆地三肇地区青山口组泥岩盖层的封闭特征[J]．天然气地球科学，1995，27（6）：15–19．

[2] 姜振学，付广，梁海龙．三肇地区青山口组泥岩盖层封气有效性研究[J]．大庆石油学院学报，1996，20（2）：19–23．

[3] 付广，陈昕，姜振学，等．烃浓度封闭及其在盖层封盖天然气中的重要作用[J]．大庆石油学院学报，1995，19（2）：23–27．

[4] 付广，姜振学，陈章明．松辽盆地三肇地区扶余油层天然气通过青山口组泥岩盖层的扩散史[J]．大庆石油地质与开发，1993，12（3）：5–9．

[5] 董国栋，张琴，严婷，等．致密油勘探研究现状[J]．石油地质与工程，2013，27（5）：1–4．

[6] 刘福义．古龙南凹陷葡萄花油层致密油成藏机理研究[J]．石油地质与工程，2015，29（3）：16–20．

[7] 刘媛，朱筱敏，张思梦，等．三肇凹陷扶余油层中–低渗透储层微观孔隙结构特征及分类[J]．天然气地球科学，2010，21（2）：270–275．

[8] 郭斌．松辽盆地三肇地区扶余油层储层特征研究[D]．陕西西安：西安石油大学，2014．

[9] 姜振学，付广．三肇地区扶余油层油气运移形式及供油气单元特征[J]．天然气工业，1994，14（6）：24–27．

[10] 谭保祥，侯德艳，林景晔．三肇地区扶余、杨大城子油层油源与油气运移模式探讨[J]．大庆石油地质与开发，1995，14（1）：5–8．

[11] 周妍，孙卫，白诗筠．鄂尔多斯盆地致密油地质特征及其分布规律[J]．石油地质与工程，2013，27（3）：27–29．

[12]王艿川．松辽盆地三肇凹陷扶余油层断裂特征及控油性研究[D]．陕西西安：西安石油大学，2016．

[13] 张雷，卢双舫，张学娟，等．松辽盆地三肇地区扶杨油层油气成藏过程主控因素及成藏模式[J]．吉林大学学报（地球科学版），2010，40（3）：491–502．

[14] 赵靖舟，李军，曹青，等．论致密大油气田成藏模式[J]．石油与天然气地质，2013，34（5）：574–583．

编辑：蒲洪果

2017–12–20

宋平，1993年生，西安石油大学地球科学与工程学院在读硕士研究生，研究方向为油气成藏地质。

1673–8217（2018）04–0031–04

TE112.31

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