断裂在贝尔凹陷油运聚成藏中作用.pdf 7页

大庆石油学院学报第36卷第2期2012年4月JOURNALOFDAQINGPETROLEUMINSTITUTEVo1．36No．2Apr．2012断裂在贝尔凹陷油运聚成藏中作用姜超，梁力，卢亚析。，张玲(1_东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆163318；2．大庆油田有限责任公司测试服务分公司，黑龙江大庆163000；3．大庆钻探工程公司地球物理勘探一公司，黑龙江大庆163357；4．大庆油田有限责任公司第二采油厂，黑龙江大庆163414)摘要：为研究断裂在贝尔凹陷油运聚成藏中的作用，通过油藏解剖分析油藏与断裂之间空间匹配关系．结果表明：贝尔凹陷油藏从基岩至大磨拐河组皆有分布，主要为断层油藏和受断层控制的基岩潜山油藏，平面上主要分布在与断裂活动有关的凹间隆、洼中隆、斜坡断阶带上．贝尔凹陷主要发育早期伸展、中期走滑和晚期反转(或长期发育)3种类型断裂，断裂对贝尔凹陷油运聚成藏主要起3方面控制作用：(1)长期发育断裂为南一段源岩生成油向大磨拐河组运移提供输导通道，早期伸展断裂错断使源储侧接，南一段源岩生成的油向基岩、铜钵庙组和南屯组储层侧向运移；(2)早期伸展断裂为基岩、铜钵庙组和南屯组油聚集提供遮挡条件；(3)断裂活动为不同层位油聚集提供构造背景．在贝尔凹陷断裂控藏有早期伸展断裂遮挡油聚集成藏和长期发育断裂输导油聚集成藏2种模式．关键词：贝尔凹陷；长期发育断裂；早期伸展断裂；运聚成藏；运移中图分类号：TE121．3文献标识码：A文章编号：1000—1891(2012)02—0058～070引言目前，贝尔凹陷在不同层位中已发现贝中、苏德尔特、呼和诺仁和霍多莫尔4处油藏，展示该凹陷油的潜在远景．这4处油藏油的聚集、分布与断裂有关，或为断层圈闭，或为受断裂控制形成的基岩潜山油藏．分布于不同层位中的油藏油主要来源于南一段源岩，如基岩和大磨拐河组油层与南一段源岩并无直接接触，后者生成的油难以向其直接运移，只有通过断裂才能连接．因此，开展贝尔凹陷断裂在油运聚成藏中作用研究，对于正确认识该区油成藏规律、指导勘探具有重要意义．人们对贝尔凹陷油气成藏进行研究_1，如张新涛、李军辉、秦文龙、康德江、曹瑞成、付晓飞等从成岩作用、沉积层序、构造运动及储层物性等方面分析该区油藏特征及含油性[1；付广、赵荣、牟敦山、曹瑞成、赵刚、霍秋立等从源岩、储层、运移及封闭性等方面分析该区油藏特征和成藏模式[7幻；孙永河、李文科、赵利华、付广等研究该区断裂的形成与演化l_1卜¨。；苏玉平等通过分形方法预测该区基岩潜山裂缝l_1．这些研究主要针对油的运移输导作用|9¨]，较少涉及该区断裂对油运聚成藏所起作用．1油分布特征贝尔凹陷位于海塔盆地中部断陷带内，处于我国境内面积为3010km。，分为贝西、贝中、贝北和贝东4个次凹，其间和边部发育有苏德尔特潜山构造带、霍多莫尔断鼻带、贝东断隆带、贝西断隆带和贝西单斜带(见图1)．该凹陷自上而下发育上三叠统布达特群(基岩)，下白垩统铜钵庙组(盖层)、南屯组、大磨拐河组和伊敏组，上白垩统青元岗组和呼查山组地层(见图1)．钻探结果表明，贝尔凹陷已发现油藏分布特征为：(1)油藏类型以断块和断层一岩性为主．除苏德尔特、贝中和霍多莫尔基岩为潜山油藏外，苏德尔特铜钵庙组和南屯组油藏，贝中铜钵庙组、南屯组和大磨拐河组油藏，呼和诺仁南屯组油藏，霍多莫尔南屯组和大磨拐河组油藏类型以断块和断层一岩性为主(见表1)．由表1可见，贝尔凹陷油藏类型主要为断块或断层一岩性圈闭．收稿日期：2011一l1—30；编辑：张兆虹基金项目：国家油气重大专项(2008zxO5∞7一O3)；高等学校博士学科点专项科研基金(2OO6O22O0O2)作者简介：姜~．(1971一)，女，硕士研究生，主要从事油气藏形成与保存条件方面的研究-·58· 第2期姜超等：断裂在贝尔凹陷油运聚成藏中作用青元岗组K2譬伊敏组二、三段Kll，m伊敏组一段Kl，大磨拐河组二段Kld。大磨拐河组一段K。南屯组二段Kl2南屯组一段K1，Il铜钵庙组Klf布达特群T图1贝尔凹陷构造单元划分表1贝尔凹陷油藏分布与成藏特征BB(2)不同油藏纵向分布层位不同，但主要分布于南屯组和铜钵庙组．苏德尔特油藏从基岩至南屯组有油分布，贝中油藏从基岩至大磨拐河组有油分布，呼和诺仁油藏油主要分布于南屯组，霍多莫尔油藏油主要分布于基岩、南屯组和大磨拐河组(见表1)．由表1可见，油主要分布于南屯组和铜钵庙组，基岩和大磨拐河组油分布相对较少．(3)油藏平面分布主要受控于与断裂有关的凹间隆、洼中隆、斜坡断阶带和反转构造(见表1)．由表1可见，在贝尔凹陷4处油藏中，苏德尔特和霍多莫尔油藏受控于凹间隆，分别位于贝西次凹和贝中次凹之间及贝西次凹和贝北次凹之间；贝中油藏受控于洼中隆，仅分布在贝中次凹内；呼和诺仁油藏受控于斜坡断阶带构造，位于贝西单斜坡上；苏德尔特、霍多莫尔和贝中大磨拐河组油藏受控于反转构造．2断裂类型及分布、发育特征统计该区地震解释资料，分析断裂生长指数和活动速度，贝尔凹陷主要发育3种类型断裂，即早期伸展断裂、中期走滑断裂和晚期反转(或长期发育)断裂(见图2)．不同类型断裂形成与活动时期不同，发育 大庆石油学院学报第36卷2012年及分布特征也不同．断组合样式断层性质发育主要裂名称剖面形态及活动特征地区构造层2．1早期伸展断裂生长组合_、铲式正断层洼槽同生单断陡坡带该类型断裂主要发育于铜钵庙组一南屯组时生长期，包括T一T。，T。一T和T。一T断裂．由图铲式扇断层—}_～铲式正断层洼槽2可见，这些断裂在T、T。、T。。、T反射界面上主组合同生生长边界要为NE走向，其延伸长度最大为35．0km，最小且期主断层为铲为0．2km，一般为10．0～20．0km；断距最大为伸式，调节断展”字型和反层为平直状，TrT22断”字型组合主断层同生普遍TT"4000m，最小为20m，一般为75～2000m；断裂生长在其上发育T裂”·T22盘产生调节倾角最大为8O。，最小为22。，一般为4O。～50。．该断层类型断裂在剖面上可形成有生长、铲式扇、“y”字平直正断层斜坡阶梯状组合生生叠瓦系潜山型、反“Y”字型、阶梯状和垒、堑式6种组合，主要生长发育在凹陷内部洼槽边部和潜山构造上(见图堑、垒断层^平直正断层组合1，’后长生嵌套式潜山3)．长2．2中期走滑断裂由张性走滑主走期负花状组合滑带走T22一T“该类型断裂主要发育于伊敏组二、三段沉积滑T2l·T0‘断“X组型合断层被滑生断期层主错走开潜边部山T1·To4时期，包括T一T。，T2一T。，和T一T。断裂．裂由图2可见，这些断裂在T、T、T反射界面上走向方位较复杂，但主要以SN向为主，规模不大，断距一般小于200m；延伸长度较短，纵向上篓冲箱状组断合组背合冲＼(先后莲正方花后挤构逆出造，)洼边槽界T6321-一52lT-一-ToDo4|¨‘‘t向浅部大部断至伊敏组二、三段地层中，向深部消失于大一段地层中，形成高密度断裂，分布在rr2图2贝尔凹陷断裂类型及发育特征图3贝尔凹陷早期伸展断裂与油藏分布关系 第2期姜超等：断裂在贝尔凹陷油运聚成藏中作用反射层中．该类型断裂在剖面上可形成负花状和“X”型2种组合，主要发育在凹陷内主走滑变形带和潜山构造边界处．2。3晚期反转(或长期发育)断裂该类型断裂主要发育于青元岗组沉积时期，当早期伸展断裂和中期走滑断裂持续活动时，地壳抬升发生反转，沿原正断层向上逆冲形成，包括T一T。，T。一TT。。一T。，T。一TT一T。和T。一T。断裂．由图2可见，这些断裂主要为近SN和NW走向，但主要反转断裂为NE向和近EW向．该类型断裂在剖面上可形成冲断和箱状背冲2种组合，主要发育在凹陷内部次凹边界处(见图4)．．一．‘、010km；i!!．A，受：，。北图4贝尔凹陷长期发育断裂与油藏分布关系3断裂对油运聚成藏的控制作用3．1提供输导通道和对接条件(1)早期伸展断裂错断使源储侧接，南一段源岩生成的油向基岩、铜钵庙组和南屯组储层中侧向运移．由于贝尔凹陷基岩和铜钵庙组位于南一段源岩之下，南屯组本身发育的储层或者位于南一段储层之下，或者位于南一段源岩之上，南一段源岩生成的油难以直接向这些储层运移．只有当断裂错断时，基岩、铜钵庙组和南一段储层抬升，南二段下降与南一段源岩对接，南一段源岩生成的油才在浮力作用下向构造高部位的基岩和铜钵庙组储层中侧向运移(见图5(a))．基岩、铜钵庙组和南屯组内发育大量早期伸展断裂，这些断裂将基岩、铜钵庙组和南屯组错断，使南一段源岩和基岩、铜钵庙组和南屯组储层侧接，南一段源岩生成的油向储层侧向运移．贝尔凹陷目前在贝中次凹、苏德尔特、霍多莫尔和呼和诺仁基岩、铜钵庙组和南屯组已发现的油藏或工业油流井分布在构造相对较高部位，其与贝中次凹南一段源岩为侧接关系；南一段源岩 大庆石油学院学报第36卷2012年生成的油通过侧向运移进入贝中次凹洼中隆、苏德尔特和霍多莫尔凹间隆和斜坡断阶带上基岩、铜钵庙组和南屯组储层中聚集形成．由图3可见，贝尔凹陷基岩、铜钵庙组和南屯组已发现的油藏或工业油流井分布在早期伸展断裂附近，说明早期伸展断裂对南一段源岩生成的油向基岩、铜钵庙组和南屯组运移起作用．互源岩互砂岩互风化储层基岩K11KI／断裂／油运移方向(a)早期伸展断裂侧接作用基岩(b)长期发育断裂侧接作用基岩图5贝尔凹陷断裂对油气运移的控制作用(2)长期发育断裂为南一段源岩生成油向大磨拐河组油层运移提供输导通道．贝尔凹陷大磨拐河组油藏主要分布于贝中和霍多莫尔地区．大磨拐河组储层位于南一段源岩上方，其间被南二段多套泥岩层相隔，南一段源岩生成的油不能直接经岩石孑L隙向大磨拐河组储层运移，只有通过断裂才能向大磨拐河组储层中运移(见图5(b))．贝尔凹陷发育的3种类型断裂，只有连接南一段源岩和大磨拐河组储层且在南一段源岩大量排烃期一伊敏组沉积末期活动的断裂，才能成为南一段源岩生成油向大磨拐河组储层中运移的输导通道．因此，贝尔凹陷南一段源岩生成油向大磨拐河组储层运移输导通道的断裂应为长期发育断裂．由图4可见，贝尔凹陷大磨拐河组已发现的油藏或工业油流井均分布在长期发育断裂附近，且断裂条数越多，工业油流井数越多，说明长期发育断裂对南一段源岩生成的油向大磨拐河组储层运移起输导通道作用．3．2提供遮挡条件贝尔凹陷油藏类型主要为断层圈闭，特别是分布于基岩、铜钵庙组和南屯组的油藏．由于基岩、铜钵庙组和南屯组内发育有早期伸展断裂和长期发育断裂，当南一段源岩生成油向基岩、铜钵庙组和南屯组储层中运移时，长期发育断裂活动开启，作为运移输导通道将油运移至上覆大磨拐河组储层中．早期伸展断裂此时并未活动，不能成为油运移输导通道．这些断裂在上覆沉积载荷作用下紧密闭合而产生封闭作用，与砂体配合形成断层圈闭，为基岩、铜钵庙组和南屯组油聚集提供场所．目前，贝尔凹陷贝中次凹、苏德尔特、霍多莫尔和呼和诺仁基岩、铜钵庙组和南屯组油藏由早期伸展断裂侧向遮挡形成．由图4可见，贝尔凹陷早期伸展断裂越发育，油藏中工业油流井越多；反之，则越少，说明早期伸展断裂为贝尔凹陷基岩、铜钵庙组和南屯组油聚集提供了遮挡条件．3．3提供构造背景由图5可见，贝尔凹陷目前已发现4处油藏形成于一定构造背景，与断裂活动有关．一种构造背景是由早期伸展断裂活动形成构造背景，主要是凹间隆上的反向高断块、洼中隆上的断块潜山和缓坡断阶带上的断块圈闭，在张应力场作用下由早期伸展断裂在南屯组沉积末期活动，使基岩、铜钵庙组和南屯组地层发生变形错断形成的．这些构造为基岩、铜钵庙组和南屯组油的聚集提供构造背景，使其与扇三角洲前缘亚相砂体或风化裂缝带配合，为贝中基岩潜山、铜钵庙组和南屯组油藏，苏德尔特基岩潜山、铜钵庙组和南屯组油藏，呼和诺仁南屯组油藏和霍多莫尔南屯组油藏形成提供了圈闭条件．另一种构造背景是长期断裂活动使大磨拐河组地层发生变形和错断形成的反转构造背景，与辫状三角洲前缘亚相砂体配合，为贝中、霍多莫尔和大磨拐河组油藏形成提供了构造背景． 第2期姜超等：断裂在贝尔凹陷油运聚成藏中作用4断裂控藏模式4．1早期伸展断裂遮挡该类模式主要指南屯组、铜钵庙组和基岩储层由早期伸展断裂遮挡形成的断裂圈闭，南一段源岩生成的油侧向运移进入断层圈闭聚集成藏．按断层圈闭所在储层不同，又可分为凹间隆、洼中隆和斜坡断阶带早期伸展断裂遮挡油聚集模式(见图6(a)一(c))．贝尔凹陷苏德尔特基岩和南屯组、霍多莫尔基岩和南屯组、贝中基岩和南屯组及呼和诺仁南屯组油藏属此类成藏模式．4．2长期发育断裂输导该类模式主要指长期发育断裂活动沟通南一段源岩和大磨拐河组储层，使南一段源岩生成的油沿长期发育断裂向上运移至大磨拐河组储层中聚集成藏(见图6(d))．贝尔凹陷贝中大磨拐河组和霍多莫尔大磨拐河组油藏属此类成藏模式．K】nK．(a)凹间隆(b)洼中隆互源岩墨砂体皿油藏墨潜山油藏／早期伸展断裂／p长期伸展断裂K油气运移方向(c)斜坡断阶带(d)反转构造图6贝尔凹陷与断裂活动有关构造背景5结论(1)贝尔凹陷油藏从基岩至大磨拐河组皆有分布，以南屯组为主．油藏类型主要为断块和断层一岩性油藏，平面上多分布于凹间隆、洼中隆、斜坡断阶带和反转构造上．(2)根据贝尔凹陷断裂发育时期，分为早期伸展、中期走滑和晚期反转(或长期发育)3种断裂类型．(3)断裂对贝尔凹陷油气成藏与分布起3方面控制作用：①长期发育断裂为南一段源岩生成油向大磨拐河组运移提供输导通道，早期伸展断裂错断使源储侧接，南一段源岩生成的油向基岩、铜钵庙组和南屯组储层侧向运移；②早期伸展断裂为基岩、铜钵庙组和南屯组油聚集提供遮挡条件；③断裂活动为不同层位油聚集提供构造背景．(4)断裂控藏主要表现为早期伸展断裂遮挡油聚集成藏和长期发育断裂输导油聚集成藏2种模式．参考文献：[1]张新涛，刘立，魏文艳．海拉尔盆地贝尔凹陷铜钵庙组成岩作用及其X~：fL隙演化的影响[J]．吉林大学学报：地球科学版，2008，38(1)34—42．[2]李军辉，卢双舫，柳成志，等．贝尔凹陷贝西斜坡南屯组层序特征及其油气成藏模式研究[J]．沉积学报，2009，27(2)：306—311．E3]秦文龙，崔军平．海拉尔盆地贝尔凹陷油气成藏期次分析[J]．现代地质，2011，25(3)：594-598．·6· 大庆石油学院学报第36卷2012年[4]康德江，张斌迟．潜山构造运动与油气的运聚成藏——以海拉尔盆地贝尔凹陷为例EJ]．吉林大学学报：地球科学版，2009，39(5)：767—780．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，2009，39(1)：23—30．付晓飞，胡春明，李景伟．贝尔凹陷布达特群潜山演化及含油气性[J]．石油学报，2008，29(3)：356—362．付广，康德江．贝尔凹陷布达特群潜山油气成藏模式及有利区预测[J]．石油勘探与开发，2007，34(2)：165—169．赵荣，于瑶函，姜文亚．贝尔凹陷源圈空间配置的输导通道与油成藏特征[J]．大庆石油学院学报，2011，35(2)：34—37．牟敦山，李润琪，孙源，等．贝尔凹陷大一段下旋回泥岩盖层内断层垂向封闭性评价[J]．大庆石油学院学报，2010，34(3)：1—5．曹瑞成．贝尔凹陷油成藏模式及分布规律EJ]．大庆石油学院学报，2009，33(5)：1—4．赵刚，张群，王兴亚，等．贝尔凹陷南二段油成藏的地质条件EJ]．大庆石油学院学报，2009，33(4)：9—12．霍秋立，汪振英，李敏，等．海拉尔盆地贝尔凹陷油源及油气运移研究[J]．吉林大学学报：地球科学版，2006，36(3)：377—383．孙永河。韩钰萍，冯志鹏，等．海拉尔盆地贝尔凹陷断裂系统及其对油气运聚的控制作用[J]．地质论评，2011，57(1)：89—100．李文科，张研，方杰，等．贝尔凹陷断裂系统与油气分布关系EJ]．大庆石油学院学报，2010，34(2)：1—6．赵利华，常井慧，付晓飞，等．贝尔凹陷断裂形成演化及对潜山和含油性的控制作用EJ]．大庆石油学院学报，2008，32(4)：1—4．苏玉平，吕延防，付晓飞，等．分形理论在贝尔凹陷基岩潜山裂缝预测中的应用[J]．吉林大学学报：地球科学版，2006，36(4)：563569．[17]付广，王有功，黄劲松．倾斜裂缝垂向封闭性演化特征研究——以海拉尔盆地贝尔凹陷布达特群为例EJ]．地质科学，2008，43(1)：23—33．[18]付广，王国民，王有功．贝尔凹陷布达特群垂直裂缝垂向封闭性演化特征[J]．吉林大学学报：地球科学版，2007，37(5)：913—918．(上接第57页)邬长武，龚福华，魏建新，等．地震物理正演模拟在古岩溶储层研究中的应用[J]．江汉石油学院学报，2004，26(3)：74—76．李凤君，庞雄奇，辛广柱，等．地层物性变化对地震属性的影响[J]．大庆石油学院学报，2005，29(4)：7—9．陈广坡，潘建国，陶云光．碳酸盐岩岩溶型储层综合预测评价技术的应用及效果分析[J]．石油物探，2005，44(1)：33—36．吴欣松，魏建新，昌建波，等．碳酸盐岩古岩溶储层预测的难点与对策[J]．中国石油大学学报：自然科学版，2009，33(6)：16—21．吴孔友，洪梅，刘伟．徐黑一埕北断阶区古岩溶测井相与演化模式EJ]．西南石油学院学报，2000，22(3)：21—24．王美珍，杨凯，王树彬，等．基于成像测井技术的裂缝储层综合评价[J]．大庆石油学院学报，2006，3O(6)：2—15．张庆玉，梁彬，曹建文，等．测井技术在奥陶系洞穴型岩溶储层识别中的应用[J]．海洋地质前沿，2000，27(5)：67—70．屈红军，蒲仁海，冯杨伟．塔河油田南部奥陶系储层类型及测井识别特征[J]．西北大学学报：自然科学版，2011，41(1)：90—94．张凤莲，曹国银，李玉清，等．地震属性分析技术在松辽北徐东地区火山岩裂缝中的应用[J]．大庆石油学院学报，2007，31(2)：1214．[16]乐友喜，安鹏，王俊．井间地震速度反演的遗传算法[J]．物探化探计算术，2008，30(2)：100—104．·64·