海拉尔盆地外围凹陷与乌尔逊-贝尔凹陷油气地质特征类比 7页

2014年1O月大庆石油地质与开发0ct．．2014第33卷第5期PetroleumGeologyandOilfieldDevelopmentinDaqingV01．33No．5DOI：10．3969／J．ISSN．1000—3754．2014．05．021海拉尔盆地外围凹陷与乌尔逊一贝尔凹陷油气地质特征类比李子顺彭威申文静王江张海桥李敬生(大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712)摘要：为了深入研究海拉尔盆地外围凹陷的油气地质条件，加快勘探进程，立足乌尔逊一贝尔凹陷与外围凹陷已有的油气勘探资料和认识，从石油地质特征人手剖析了二者的相似性与差异性。相似性为都经历了3期构造演化，凹陷内具有“分块、分带、分层”的特点，南屯组及以下地层是主要烃源层，储集相带类型、有机质丰度、油气聚集受断裂带控制明显；差异性主要表现在凹陷结构、构造演化、构造带类型、油气性质、烃源岩及其热演化、沉积储层、成藏组合和成藏模式等8个方面。石油地质类比表明，外围凹陷的油气勘探需要利用乌尔逊一贝尔凹陷的勘探成果与经验，结合自身石油地质特征，构建新的勘探思路。关键词：乌尔逊一贝尔凹陷；构造；烃源岩；成藏模式中图分类号：TE122．1文献标识码：A文章编号：1000-3754(2014)05．0131一cr7ANoLoGYoFTHEoILANDGASGEoLoGICALFEATURESBETWEENTHEPERIPHERALSAGSANDWUERXUN．BEIERSAGINHAILERBASINLIZishun，PENGWei，SHENWenjing，WANGJiang，ZHANGHaiqiao，LIJingsheng(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofDaqingOilfieldCompanyLtd．，Daqing163712，China)Abstract：InordertodeeplyresearchthepetroleumgeologicalconditionsandacceleratetheexplorationprocessfortheperipheralsagsinHailerBasin，onthebasesoftheavailableexplorationdataandunderstandingsofWuerxun-BeierSagandperipheralsags，theverysimilaritiesanddifferencesbetweenthemareanalyzedfromtheviewpointsofthepetroleumgeologicalcharacteristics．Bothofthemsharethefollowingcommonpoints：haveexperiencedthreestagesofthetectonicevolution；characterizedbysegmentation，zonationandstratification；NantunFormationandtheformationsbelowitarethemainhydrocarbonsourcerocks；typesofthereservoirsedimentaryfacies，organicmatterabundanceandhydrocarbonenrichmentareobviouslycontrolledbythefaultbelts．Differencesaregenerallyshowninthefollowingeightaspects，suchasthesagstructures，tectonicevolutions，tectonicbelttypes，oilandgasproperties，hydrocarbonsourcerocksandtheirthermalevolutions，sedimentaryreservoirs，reservoir—formingcombi—nationsandhydrocarbonaccumulatedpatterns．Thepetroleumgeologyanalogyindicatesthattheoilandgasexplo—rationintheperipheralsagneedstakingadvantagesoftheexplorationachievementsandexperienceinWuerxun一收稿日期：2014．06．．15基金项目：国家重大科技专项“大型油气田及煤层气开发”(2011ZX05001—001一OO4)和中国石油天然气股份公司重大科技专项“大庆油田原油4000万吨持续稳产关键技术研究”(2011E-1202)。作者简介：李子顺，男，1960年生，教授级高级工程师，从事油气勘探研究工作。E—mail：lizishun@petrochina．com．an ·132·大庆石油地质与开发2014拄BeierSagandcombiningwiththepetroleumgeologicalfeaturesofthemselvesandfinallyestablishingthenewexplo-rationidea．Keywords：Wuerxun—BeierSag；structure／tectonics；sourcerock；hydrocarbonaccumulated／reservoir—formingpattern石油地质条件类比是石油地质综合研究的一种向上凹陷结构具有分层性。常用方法¨。通过比较所研究的两个对象之间的1．3储集相带类型相似相似性和差异性，从而更加深入认识油气成藏的主断陷期沉积以短物源、快速沉积的扇体为主，要特点，进而指导盆地的勘探部署。有利储集相带类型为扇三角洲前缘、辫状河三角洲海拉尔盆地位于中国东北部，面积前缘、水下扇中扇及远岸水下扇，有利储集相带具44210km，共有16个凹陷。盆地可划分为“三有分布范围小、连通性差的特点。储层孔隙度一般坳两隆”5个构造单元，主要勘探目的层为白垩系小于15％，渗透率一般小于10×10txm，多为中南屯组、铜钵庙组。中部断陷带的乌尔逊和贝尔凹低孔低渗型储层。陷取得显著勘探成果，已发现6个油田，探明石油1．4主力烃源岩发育层位及有机质丰度相似储量2xlOt。由于南屯组沉积时期，盆地内水体最深，细粒外围凹陷是指除乌尔逊、贝尔凹陷之外的14泥质沉积发育广泛，构成了各凹陷的烃源岩层。乌个凹陷，总面积约3．9×10km，有多口井见到油尔逊一贝尔凹陷南屯组湖相暗色泥岩有机碳含量气显示，其中东部断陷带的呼和湖凹陷、西部断陷1．6％～2．3％，氯仿沥青“A”0．07％～0．17％，带的巴彦呼舒、呼伦湖凹陷获得了工业油气流，展有机质丰度都达到中等一好的标准。外围凹陷南屯示了外围凹陷具有较大的勘探潜力。但由于外围凹组湖相暗色泥岩有机碳含量1．93％～2．90％，氯陷勘探程度较低，石油地质条件复杂，资源潜力落仿沥青“A”0．12％～0．30％，也达到中等一好的实程度差，在充分利用乌尔逊、贝尔凹陷取得的油标准。气成藏认识、勘探技术和方法的基础上，指导外围1．5油气聚集受断裂带控制明显凹陷的油气勘探，必将有助于加快外围凹陷寻找规发现的有利油气聚集带都与断裂密切相关。一模储量的步伐，实现储量接替。根据海拉尔盆地已是断陷盆地断裂活动强烈，形成了大量与断层密切有资料和认识，通过对构造演化、烃源岩、沉积储相关的构造及其叠加构造带，它们构成了油气圈层条件等方面深入剖析，明确外围凹陷与乌尔逊一闭；二是在断裂活动时期与烃源层相沟通，成为油贝尔凹陷的相似性与差异性，探讨外围凹陷油气勘气运移的主要通道，形成了与断裂密切相关的油气探中所面临的问题。藏，是凹陷内主要的油藏类型。1相似性2差异性1．1经历相同构造演化阶段，形成三大构造层系2．1凹陷结构每个凹陷都经历了3期构造演化，即断陷期海拉尔盆地是一个由多个凹陷组成的盆地，每(塔木兰沟组、铜钵庙组和南屯组)、断坳期(大一个凹陷内又发育多个次凹，受构造活动的影响，磨拐河组、伊敏组)和坳陷期(青元岗组及其以不同凹陷的次凹排列组合方式具有较大差异。乌尔上地层)，纵向上相应的发育断陷期、断坳期和逊一贝尔凹陷表现为多个次凹呈近平行的雁列式展坳陷期3个构造层，并相互叠加，叠加界面为不布，称之为“复式箕状凹陷结构”。这类凹陷由于同演化期的叠置界面，或关键构造变形期的转换位于盆地中部，持续沉降，通常埋深大，平面上较界面。为开阔，凹陷的长宽比一般近于1：1或2：1，构1．2构造单元都具有“分块、分带、分层”的特点造上表现为“多凸多凹、凹隆相间”的构造格局每个凹陷都由多个次凹组成，次凹具有较为典(图1(a))。外围凹陷由于绝大多数位于盆地边型的箕状断陷结构，沿凹陷走向都发育陡坡带、洼缘，构造活动的影响更为强烈，剥蚀现象较为明槽带和缓坡带，具有“分块、分带”的特征，垂显，表现为多个次凹近首尾相连的燕列式排列，次 第33卷第5期李子顺等：海拉尔盆地外围凹陷与乌尔逊一贝尔凹陷油气地质特征类比·133·凹间界限不明显，称之为“单列式箕状断陷结状，长宽比例较大，构造上表现为“横向分带、构”。这类凹陷晚期抬升强烈，凹陷多呈狭长条纵向分块”的构造格局(图1(b))。A?(a)贝尔凹陷BB(b)巴彦呼舒凹陷图l海拉尔盆地凹陷结构Fig．1SagstructuresofHailerBasin2．2构造演化2．4烃源岩及其热演化虽然海拉尔盆地整体都经历了3期的构造演化外围凹陷和乌尔逊一贝尔凹陷烃源岩发育的层阶段I】，但不同断陷带构造活动的强度存在差异，位相当，有机质丰度均较高，生烃潜力大，但仍存乌尔逊一贝尔凹陷三大构造层均较厚；而东部断陷在差异，表现在2个方面。带内的各个凹陷断陷期地层沉积相对较薄，断坳2．4．1烃源岩形成环境及生烃母质类型期、坳陷期地层相对较为发育；西部断陷带内的凹乌尔逊一贝尔凹陷主要发育淡水一微咸水湖泊陷早期构造沉降幅度较大，断陷期地层厚度大，在相烃源岩层(0．8≤(Pr)／(Ph)≤2．8)，主盆地构造演化后期，抬升较为强烈，造成凹陷的断力烃源岩层系为铜钵庙组一南屯组烃源岩，有机质坳期地层厚度较薄，坳陷期地层仅零星分布。类型以Ⅱ和Ⅱ为主，发育厚度50m左右的优质2．3构造带类型烃源是主要的生油岩。外围凹陷烃源岩形成环乌尔逊一贝尔凹陷受多期构造作用叠加的影境及生烃母质类型较为多样。除发育有与乌尔逊一响，形成了“多凸多凹、凹隆相间”的构造格局，贝尔凹陷相似的烃源岩形成环境及生烃母质类型在凹陷内发育了一系列的构造带，除了在凹陷边部外，还发育有咸化一半咸化湖泊相烃源岩层和淡水发育规模较大的缓坡带以外，在凹陷内还发育有规一沼泽湖泊相烃源岩层2种类型。成化一半咸化湖模较大的断裂构造带、凹陷隆起带等，这些构造带泊相烃源岩层(W(Pr)／(Ph)<0．8)，烃源一般是在断陷期构造背景下叠加而成，多呈：ILJI~东岩母质类型以I类为主，厚度较大，生油能力强，向展布。外围凹陷由于多呈“单列式箕状断陷结如西部断陷带的巴彦呼舒凹陷’。淡水一沼泽湖构”，大多数构造分布在陡坡带、缓坡带上，个别泊相烃源岩层((Pr)／(Ph)>2．8)，烃源面积较大凹陷如呼和湖凹陷在洼槽区发育有近北西岩母质类型以Ⅲ类为主，与煤层相伴生，属于煤系向展布的构造带。烃源岩，这类烃源岩以生气为主，如东部断陷带呼 ·l34·大庆石油地质与开发和湖凹陷一。贝尔凹陷排烃门限深度约2000m；外罔巴彦呼2．4．2现今热成熟度舒凹陷烃源岩有机质生烃门限约1200nl，排烃从各凹陷源岩有机质生烃演化剖面看E＼，醛主力烃门限约1600ITI；外围呼和湖凹陷烃源岩有机质源岩层都达到低熟一成熟阶段，西∞部巴彦呼∞舒凹陷生烃门限为1300rn，排烃门限约l800n1，外同成熟度相对低些。乌尔逊一贝尔凹陷生烃门限深度凹陷的生、排烃门限均较乌尔逊一贝尔凹陷浅约1400m，乌尔逊凹陷排烃门限深度约1900ITI，(图2)x．V(HC)WfTO(、1W(S，+S、)(TOC)w《A1／W(TOCw(TOC)W(S十S)W(TOCl015050010001300一＼型逃1800W(A)／W(TOC)W(S。+S)，W(TOC)00．10．2050010005lOE1520253O35图2海拉尔盆地典型凹陷源岩有机质生烃演化削面Fig．2SectionsofthehydrocarbongenerationandevolutionforthesourcerocksofthetypicalsagsinHailerBasin2．5油气性质胶质质量分数10％～30％，仅个别井发育烃类气南于外围凹陷与乌尔逊一贝尔凹陷的生烃母质藏。以咸化一半咸化湖泊相烃源岩层为主的凹陷存类型存在差异，造成外嗣凹陷与乌尔逊一贝尔凹陷在重质油，如巴彦呼舒凹陷，地面原油密度大于的油气类型存在差异。乌尔逊一贝尔凹陷以成熟的0．92cm，黏度328．5～472．0mPa·s，蜡质质中质油为主，地面原油密度0．83～0．86g／cm，黏量分数约6．5％，胶质质量分数32．6％～56．5％度8．5～l2．0mPa·S，蜡质质量分数5％～20％，以淡水一沼泽湖泊相烃源岩层为主的外围凹陷以煤 第33卷第5期李子顺等：海拉尔盆地外围凹陷与乌尔逊一贝尔凹陷油气地质特征类比·l35·型烃类油气藏为主，如呼和湖凹陷，天然气属于煤一贝尔凹陷具有多物源、多沉积中心的特点，扇体型甲烷，甲烷体积分数73％～83％，伴生的原油规模大，延伸远¨。储层纵向上发育2个较为明为轻质凝析油，地面原油密度小于0．8g／cm，黏显的异常高孑L隙带⋯(图3)，第一个异常高孑L度0．42～2．O0mPa·s，蜡质质量分数9．8％，胶隙带埋深一般在1300111以下，第二个异常高孔隙质质量分数16．8％。带在2000以下，层位主要在南屯组和铜钵庙组。2．6沉积储层特征单列式箕状断陷结构为主的外围凹陷以两侧物源为沉积体系的发育受构造背景控制明显。复式箕主，物源较短，扇体规模小。仅发育1个异常高孔状断陷“凹隆相间”的构造格局，造成了乌尔逊隙带，埋深在1500m以下，发育层位为南屯组。孔隙度／％0510152O2530354045。’。。。。／。××委嗷／一△／十}，+++一+++×++’+l祷躺醛＼：渔、虿I＼l。嘲一隧■击日嘞一／蝤，～l’_-一一＼-!!一-．!--＼■·●●■●--、u丌‘峨■—I__■0船_-一’-’／J“：一一．。贝北次凹-贝南次凹贝西次凹3贝西单斜带+霍多莫尔断鼻带×苏德尔特断裂带(a)贝尔凹陷(b)呼和湖凹陷(呼南地区)图3孔隙度随深度变化的散点图Fig．3Scatteredpointsoftheporositiesvariedwiththedepths2．7成藏组合为铜钵庙组和基岩潜山；中部成藏组合属于自生自乌尔逊一贝尔凹陷由于持续沉降幅度较大，晚储型(南屯组)，主力含油层位为南屯组；上部成期抬升强度弱，使铜钵庙组、南屯组和大一段3套藏组合属于下生上储型(南屯组和大磨拐河组)，烃源岩层成熟度均较高，为油气成藏提供了充足的主力含油层位为大二段。已发现的油藏主要集中在油源，纵向上多期扇体的叠置为油气聚集提供了有中部成藏组合，中部成藏组合所提交的探明储量占利的储集空间，发育的大一段厚层泥岩及南屯组泥总发现探明储量的80％。外围凹陷由于构造活动岩为油气成藏提供了较好的区域性盖层，因此，形强烈，凹陷破坏程度大，大多数凹陷内仅南屯组烃成了上、中、下3套成藏组合(图4)，具有多层源岩进入大量生烃阶段，因此有利成藏组合较为单位含油的特点。其中下部成藏组合属于上生下储型一上部和下部成藏组合不发育，目前已发现的油，(铜钵庙组、塔木兰沟组、基底)，主力含油层位藏和油气显示都集中在中部成藏组合内。 ·136·大庆石油地质与Jf发地层反射层序划分生锗盖配置储量比／％2．8成藏模式统组段幂面砸二级三级生储类型lO203O4050乌尔逊一贝尔凹陷埋深较大，发育多套烃源上白毒元ⅡI岩，形成了多层位含油的特点，围绕主力烃源岩南垩冈T屯组上至大磨拐河组下到基底潜山都有规模储量发现，形成“油气长距离运聚”多层位成藏模式。伊敏-Tl—而外嗣凹陷受多期构造活动的影响较为强烈，烃源∞一萋△_上_——岩持续生、排烃时间短，造成油气主要在南屯组内T一__—|富集，形成“源内油气短距离运聚”成藏模式：]托『1‘|／下磨V_——2．8．1乌尔逊一贝尔凹陷“油气长距离运聚”多层-_——位成藏模式白拐河-TI’，J2．蔼l◇／＼_乌尔逊凹陷的乌南斜坡带主要为顺向断阶成藏垩×■由口模式’(图5(a))，发育顺向断裂体系，形南-T一毡成多个顺向坡折带，这些破折带控制着缓坡沉积体_部组Al个口系的展布发育多套烃源岩，成熟度高、油源充铜J钵l足，具有多层位含油的特点，油气沿着沟通烃源岩庙：：：《与储层的油源断层垂向运移至有利的构造、构造一_。——塔兰嘉墓下部岩性圈闭中聚集成藏。沟组贝尔凹陷的苏德尔特构造带属于潜山凹【f】隆成基底岩系_合]_●——藏模式⋯(图5(b))，在断陷期苏德尔特构I刳4海拉尔盆地层序格架及成藏组合造带基本上没有形成明显的隆起带，南屯组沉积后Fig．4Sequenceframex~orksandaccumulatedcombinationsinHailerBasin发生区域性剧烈的翘倾反转掀斜构造运动，构造差a)顺向断阶(h)潜山中隆型图5成藏模式Fig．5Patternsofthehxdrocarbonaccumulation异抬升，形成有利的古背斜构造背景。该构造带紧作为区域性盖层，成藏条件优越邻生烃巾心，油气沿着断层运移至潜山的断阶带和2．8．2外围凹陷“源内油气短距离运聚”成藏模式断隆带上聚集成藏，大磨拐河组一段沉积的厚泥岩呼和湖凹陷缓坡带属于自生自储型敛密气成藏 第33卷第5期李子顺等：海拉尔盆地外围凹陷与乌尔逊一贝尔凹陷油气地质特征类比·137·模式¨(图5(c))，呼南缓坡带南屯组二段煤探，效果较好。系烃源岩有机质丰度高、成熟度高，能够大面积持参考文献：续生气，该时期辫状河三角洲前缘砂体发育，储层裂隙、微裂隙发育，洼中存在低凸起，平缓的向斜[1]贺自爱，杨建超．地学研究的相似类比[J]．石油与天然气地质，1999，20(1)：94—98．区后期构造运动弱，具备形成致密气藏的成藏条[2]陈均亮，吴河勇，朱德丰，等．海拉尔盆地构造演化及油气勘件，油气可近距离运移聚集成藏。探前景[J]．地质科学，2007，42(1)：147—159．巴彦呼舒凹陷陡坡带属于反转型成藏模式[3]孙东．利用岩石热解分析海拉尔盆地有机质类型及生油潜力(图5(d))，凹陷经历了2期构造反转，早期的[J]．油气田地面工程，2010，29(8)：101．反转构造带较为有利，紧邻优质烃源岩，发育扇三[4]李敬生．贝尔凹陷优质烃源岩的发现及其地质意义[J]．成都理工大学学报：自然科学版，2013，40(3)：326—332．角洲沉积体系，多期扇体相互叠置储层较为发育，[5]卢双舫，马延伶，曹瑞成，等．优质烃源岩评价标准及其应源一储间距离短，油气沿断层垂向运移，反转作用用：以海拉尔盆地乌尔逊凹陷为例[J]．地球科学——中国形成的鼻状构造带是油气聚集的有利场所，油气藏地质大学学报，2012，37，(3)：535—544．以断块和断层～岩性油藏为主。[6]白雪峰，张海桥．海拉尔盆地巴彦呼舒凹陷烃源岩评价及油源对比[J]．世界地质，2011，30(2)：231-237．3结论[7]张利．海拉尔盆地巴彦呼舒凹陷西部陡坡带原油地球化学特征及油源[J]．石油学报，2012，33(4)：595—600．(1)相同的构造演化背景和沉积环境决定了[8]申文静．海拉尔盆地呼和湖凹陷和1O井天然气地球化学特征外围凹陷与乌尔逊一贝尔凹陷主力烃源岩层、储层及成因分析[J]．天然气勘探与开发，2010，33(3)：22—25．等基本成藏条件及控藏因素相类似。[9]迟焕远．海拉尔盆地呼和湖凹陷烃源岩评价[J]．大庆石油(2)复式箕状凹陷结构的乌尔逊一贝尔凹陷地质与开发，2012，31(1)：19—24．构造带类型多，规模大，易形成规模油气储量；[10]谢利华，吴朝东，孔凡忠，等．乌尔逊凹陷乌东斜坡南屯组“单列式箕状断陷结构”的外围凹陷主要发育陡坡沉积相及有利储集相带[J]．大庆石油地质与开发，2011，带、缓坡带两种类型构造带，油藏以“小而肥”30(3)：1—7．油藏为主。[11]曹瑞成，曲希玉，文全，等．海拉尔盆地贝尔凹陷储层物性特征及控制因素[J]．吉林大学学报：地球科学版，2009，(3)海拉尔盆地发育3种类型的烃源岩形成39(1)：23—3o．环境，外围凹陷形成烃源岩的环境更为多样。乌尔[12]姜茵华．海拉尔盆地贝中次凹南屯组一段储层特征分析及评逊一贝尔凹陷属于淡水一微咸水湖泊相烃源岩层，价[J]．大庆石油地质与开发，201l，30(2)：50．55．生油母质类型以Ⅱ和Ⅱ型为主，原油以成熟的[13]李占东，周件林，文华．海拉尔盆地贝西斜坡北部地区储层中质油为主；巴彦呼舒凹陷发育咸化一半咸化湖泊特征及影响因素分析[J]．岩石矿物学杂志，2008，27(1)：45—51．相烃源岩层的凹陷，烃源岩母质类型以I类为主，[14]姜茵华．苏德尔特油田兴安岭油层储层成岩作用及微观结构原油除中质油外还存在重质油；呼和湖凹陷发育淡特征[J]．大庆石油地质与开发，2011，30(4)：40—42．水一沼泽湖泊相烃源岩层的凹陷，烃源岩母质类型[15]王洪宇．乌尔逊凹陷大磨拐河组油分布规律及控制因以Ⅲ型为主，煤系烃源岩发育，以煤型天然气为素[J]．大庆石油地质与开发，2012，31(6)：3O35．主，伴生轻质凝析油。[16]姚伟健，刘剑营．海拉尔盆地乌南地区油藏地质特征及成藏控制因素[J]．大庆石油地质与开发，2013，32(4)乌尔逊一贝尔凹陷具有多层位成藏的特(3)：41—44．点，形成了“油气长距离运聚”多层位成藏模式；[17]康德江，庞雄奇，付广．海拉尔盆地贝尔凹陷潜山油气成藏外围凹陷主力成藏组合较为单一，形成了“源内特征[J]．天然气工业，2008，28(9)：28—31．油气短距离运聚”成藏模式。[18]张宁．贝尔凹陷基岩潜山油成藏主控因素及模式[J]．大庆(5)通过外围凹陷与乌尔逊一贝尔凹陷的类石油地质与开发，2011，30(6)：23．26．[19]李军辉．海拉尔盆地呼和湖凹陷下白垩统层序构成样式及油比，两者石油地质条件基本一致，具有较大的勘探气成藏模式[J]．吉林大学学报：地球科学版，2012，42潜力。但外围凹陷又具有其独特性。呼和湖凹陷缓(4)：961—969．坡带和巴彦呼舒凹陷陡坡反转鼻状构造带成藏模式编辑：刘桂玲的建立，有效地指导了呼和湖和巴彦呼舒凹陷的勘