松辽盆地三肇凹陷青一段多边形断层的发育及其油气地质意义

松辽盆地青一段发育大量密集分布的小型张性断层系,其成因一直以来颇受争议。本文选取松辽盆地三肇凹陷为研究区,通过新连片三维地震剖面精细解释及沿层相干切片分析等手段,详细描述了三肇凹陷青一段密集张性断裂系统的剖面和平面特征,提出:1青一段张性断裂系主体为非构造成因的多边形断层,其成因可能是由青山口组青一段泥岩超压幕式排烃破裂所导致,同时盆地构造反转活动对断层发育特征具有重要影响;2凹陷内多边形断层主要发育于嫩江组沉积末期,明水组沉积末期盆地强烈构造反转致使早期形成的多边形断层再活动,且对部分多边形断层的发育进行改造;3多边形断层起到沟通青一段烃源岩和分别位于其上部与下部的葡萄花、扶杨2个油气储层的作用,是凹陷内油气成藏的重要运移通道;4嫩江组沉积末期,超压使油气通过多边形断层从青一段短距离向下部扶杨储层"倒灌"运聚成藏;明水组沉积末期,超压导致油气沿重新开启的多边形断层向上部葡萄花储层或向下部扶杨储层运移聚集形成油气藏,同时垂向延伸较长的多边形断层对下部扶杨油藏可能具有一定的破坏作用。     

尚家地区葡萄花油层成藏模式及主控因素

为了研究尚家地区葡萄花油层油成藏模式及主控因素,利用油源对比首先确定出葡萄花油层油主要来自三肇凹陷青一段源岩,其具有较强的供烃能力;然后利用油分布与源岩空间位置关系、油运移动力和通道特征,确定出该区葡萄花油层油成藏模式为三肇凹陷青一段源岩生成的油在超压作用下通过T₂源断裂向下伏扶杨油层“倒灌”运移,再在浮力作用下通过被断裂沟通砂体侧向运移至尚家地区,最后在浮力作用下通过T₂-T₁₁断裂向葡萄花油层中运移,在断块、断层遮挡和断层-岩性圈闭中聚集成藏。油成藏主要受扶杨油层油分布区、T₂-T₁₁断裂分布和圈闭发育的控制,即扶杨油层油分布区控制着油聚集分布的区域,T₂-T₁₁断裂分布控制着油聚集的具体部位,圈闭发育为油聚集成藏提供了场所。     

油源区内外断裂控藏作用差异性研究——以松辽盆地三肇凹陷和长10区块扶余—杨大城子油层为例

在松辽盆地三肇凹陷和长10区块断裂发育及分布特征研究的基础上,利用断裂与三肇凹陷之间空间分布位置关系对三肇凹陷和长10区块断裂控藏作用的差异性进行了研究,得到三肇凹陷和长10区块扶余—杨大城子(扶杨)油层主要发育南北向的T2断裂,断裂密度大、平面分布不均,断裂断距小,延伸距离短,剖面上受基底断裂控制形成似花状垒堑组合,平面上密集成带。三肇凹陷T2源断裂主要对青一段源岩生成的油起垂向运移输导作用,使油向下"倒灌"运移进入扶杨油层。长10区块T2断裂对扶杨油层的油则主要起侧向运移输导作用,使三肇凹陷扶杨油层中的油向长10区块侧向运移。三肇凹陷T2断裂密集带不是扶杨油层油聚集成藏的主要部位,油主要聚集在T2源断裂的下盘,长10区块T2断裂密集带则是扶杨油层油聚集成藏的主要部位。     

松辽盆地宋芳屯油田芳3区块油气成藏特征

通过油气成藏条件分析,探讨了松辽盆地北部宋芳屯油田芳3区块葡萄花和扶杨油层的油气成藏特征与油气富集条件.分析认为,芳3区块的圈闭主要为断层圈闭、断层-岩性圈闭,成藏的关键控制因素是储集层上倾方向的断层遮挡.沟通葡萄花储集层与烃源岩的断层规模一般都比较大,而沟通扶杨油层与烃源岩的断层以小规模为主.烃源岩是青山口组泥岩,就研究区的油气富集来说,有利烃源岩主要位于研究区内及其附近,东部三肇凹陷主体部位烃源岩对研究区的贡献有限;葡萄花油层物性、油气运移条件明显好于扶杨油层.综合分析认为,葡萄花油层的油气富集潜力要高于扶杨油层.     

大型凹陷斜坡带油气成藏模式——以三肇凹陷葡萄花油层为例

利用4079口测井曲线、10口井岩心,结合开发井初期产能数据,对松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层烃源岩埋藏史、古构造演化史、油气运聚场、储层沉积特征和油水分布规律等油气成藏主控因素进行了综合分析。认识如下:葡萄花油层油气主要来自下伏青山口组二 三段源岩,油气初始运移时期为嫩江组末期,成藏关键时期为明水组末期;总结出葡萄花油层顶面古构造演化的4个阶段,油气运移时期向凹陷中心倾没的大型鼻状构造轴线为古油气主要运移方向,油气运移方向呈"旋转式"变化,即嫩江组末期的北西向转变为明水组末期的近东西向;葡萄花油层为单一北部物源,发育河控浅水三角洲沉积成因的大量密集且水下延伸较远的分流河道砂体,北西向展布的河道砂体与断层组合构成了油气侧向运移的优势通道。开发井初期产能数据和圈闭精细解剖表明,油水分布受局部构造控制,单一圈闭内具有统一的油水界面。在以上研究基础上,总结出三肇凹陷葡萄花油层2种成藏模式:继承性鼻状构造控油和凹陷平缓斜坡区反向正断层下降盘泥岩遮挡成藏模式;并在研究区刻画出101个有利钻井圈闭,预测新增石油储量2800×104t,为三肇凹陷葡萄花油层下一步的勘探与开发提供了依据。     

三肇凹陷青山口组源岩生成油向下“倒灌”运移层位及其研究意义

为了研究三肇凹陷青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移层位,对油向下“倒灌”运移机制及条件进行了研究,得到三肇凹陷扶杨油层同时具备①青山口组源岩目前应具有足够大的超压;②存在连通青山口组源岩和扶杨油层的T2断裂2个条件,青山口组源岩生成的油能够在超压的作用下在嫩江组沉积末期、明水组沉积末期和古近系沉积末期通过T2断裂向下伏扶杨油层中“倒灌”运移。利用压力封闭原理,对三肇凹陷青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移距离进行了研究,得到三肇凹陷青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移距离一般大于500 m,而三肇凹陷扶杨油层地层厚度最大只有500 m,表明三肇凹陷青山口组源岩生成的油可以向下“倒灌”运移至整个扶杨油层的任何部位。目前三肇凹陷扶杨油层从上至下均含油,且已找到的油藏均分布于青山口组源岩生成的油能够向下“倒灌”运移分布范围内或附近,这表明青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移层位控制着油气富集层位,青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移分布范围控制着三肇凹陷扶杨油层油藏形成与分布范围。青山口组源岩生成的油向下“倒灌”运移分布范围及其附近应是三肇凹陷扶杨油层油下一步勘探的有利地区。     

源岩、超压和断裂空间匹配对三肇凹陷扶杨油层油成藏的控制作用

在综合研究三肇凹陷青一段源岩发育及排烃特征、超压及分布特征和T2源断裂及分布特征源岩、超压和断裂空间匹配关系对油成藏与分布控制作用的基础上:认为青一段源岩和其内超压空间匹配控制着三肇凹陷扶杨油层油成藏分布范围,超压和T2源断裂配置控制着扶杨油层油聚集深度和层位,超压和T2源断裂平面配置控制着扶杨油层油聚集的部位.具体表现为:①青一段源岩生成油"倒灌"运移区内T2源断裂发育的区块使扶杨油层油富集;②青一段源岩生成油"倒灌"运移区内,距T2源断裂越近,断距越小,越有利于扶杨油层油富集;③青一段源岩生成油"倒灌"运移区内,油主要富集在T2源断裂的下盘.     

松辽盆地尚家油田葡萄花油层成藏过程的再认识

根据尚家油田尚9-4圈闭油气空间分布特征、油气成藏时期与断裂活动时期匹配关系,及原油生物标志化合物特征对比结果证实,尚家油田葡萄花油层原油不是尚家油田扶余、杨大城子油层原油通过断裂垂向运移注入的结果。钻井资料分析证实,尚家油田葡萄花油层的砂体虽然厚度小,但分布范围大,尚家油田葡萄花油层的原油是三肇凹陷青山口组源岩生成的油通过断裂沟通的砂体侧向运移至该区而成藏的。控制尚家油田葡萄花油层原油侧向运移聚集成藏的关键因素是断裂与砂体的组合形式:同向断层与砂体组合有利于油气进行长距离侧向运移;反向断层与砂体组合不利于油气的侧向运移,但利于形成断层遮挡圈闭,使油能够聚集起来。流体势场的空间分布同时控制着尚家油田葡萄花油层原油侧向运移及聚集的部位。     

松辽盆地三肇凹陷油气下排的地质条件及找油方向

三肇凹陷青山口组一段是质量尚好的烃源岩层,该地层普遍存在较高的孔隙流体超压,为油气的向下排放提供了充足的动力来源.扶杨油层的油气来自于其上覆的青-段源岩层.数值模拟和油气纵向分布规律表明岩石的孔隙、微裂缝及干酪根网络不是油气下排的输导通道;断层的分布规律、断穿层位、演化历史及油气的纵向分布规律研究发现：大量发育并在源岩有机质成熟后频繁活动开肩的断穿T₂-T₀₆的断层是青-段油气下排的主要通道,该类断层即为油源断层.青-段在油气下排之后即变成了封闭能力极强的封盖层,青-段下排的油气被严格地限定在了青-段之下的扶杨油层之中.受地层倾向和起通道作用断层活动性的影响,油源断层的下降盘扶杨油层很难形成较大规模的油气聚集,油气主要在油源断层的上升盘-侧聚集成藏,故上升盘是油气勘探的主要方向.     

松辽盆地三肇凹陷“T11”多边断层非构造成因机制探讨

地质学家过去一直关注松辽盆地“T₂”高密度断层系,其成因机制存在很大的争议,但并没注意到“T₁₁”也为高密度断层系。笔者系统研究了三肇凹陷肇州地区“T₁₁”断层系几何学特征和形成的地质背景,首次提出“T₁₁”断层为典型的多边形断层,仅从目前构造演化历史难以解释其成因,基于断层与较厚的青山口组具异常高孔隙流体压力的泥岩分布一致,认为多边断层为长期发育断层反转期再活动诱导青山口组泥岩层密度反转的成因机制,随着超压的积累断层周期性活动,是葡萄花油层油气运移的长期通道。     

Polygonal faulting and petroleum geological significance of Qn1 formation in the Sanzhao Sag,Songliao BasinEI北大核心CSCD

Numerous small-scaled, extensional faults occur densely in the mudstone layer of the Qingshankou 1st member (Qn1) in Songliao Basin. Its attribute and genetic mechanism are highly concerned but still controversy. The high-resolution 3D seismic datasets of a new block that covers most of the Sanzhao sag of Songliao Basin is studied., The characteristics of the profile and plane geometry of the extensional fracture system in the Sanzhao sag were depicted in detail through fine seismic interpretation using coherent technology. Based o the results, we proposed that: (1) The extensional fault system is mainly polygonal fault, which probably resulted from rupture pressure related to the episodic hydrocarbon-expulsion from the mudstone of Qn1. However, the tectonic inversion in Songliao Basin may also contribute to the formation and development of the polygonal fault system; (2) The polygonal faults were mainly formed by the end of deposition period of the Nenjiang Formation, and some experienced vertical direction propagation caused by the strong tectonic inversion at the end of deposition period of the Mingshui Formation; (3) The polygonal faults connect the Qn1 hydrocarbon source rock with the underlying Fuyang oil layer and the overlying Putaohua oil layer, and thus are important migration channels for the oil and gas accumulation; (4) Until the end of deposition period of the Nenjiang Formation, hydrocarbon generated in the Qn1 mainly migrated downward into the underlying Fuyang oil layer via the small polygonal faults rather than upwards to the Putaohua oil layer. On the contrary, by the end of deposition period of the Mingshui Formation, the oils from Qn1 source rock can migrate either downward into the Fuyang oil layer or upward into the Putaohua oil layer. It is noteworthy that the vertical propagation of the polygonal faults induced by the tectonic inversion might also damage the Fuyang accumulations formed earlier. ©, 2015, Science Press. All right reserved.     

三肇凹陷断层垂向分段生长与扶杨油层油源断层的厘定

野外观察、典型地震解剖和物理模拟证实, 只要岩石存在能干性差, 断层具有典型垂向分段生长特征.岩石能干性差异决定断层演化历经3个阶段: 下部断层形成、断裂上下分段和贯通性断裂形成.以三肇凹陷为例, 应用岩石力学特征和断层相关褶皱理论, 证实扶杨油层砂岩层段普遍形成断裂, 青一段泥岩阻止下部断层向上传播, 从而形成断层垂向分段生长现象.结合油藏精细解剖表明, 三肇凹陷扶杨油层"倒灌"运移的主要油源断层是成藏期活动、沟通源储且垂向分段生长的断裂.      

松辽盆地长10区块扶余油层运移输导通道及对油成藏的控制

通过油藏解剖和其与成藏条件时空配置关系分析,在总结长10区块扶余油层油运移机制及模式的基础上,对其运移输导通道及其对油成藏与分布的控制作用进行了研究,得到长10区块扶余油层油运移输导通道主要包括①T2源断裂是三肇凹陷青一段源岩生成的油向下伏扶杨油层“倒灌”运移的输导通道;②T2断裂配合砂体是三肇凹陷扶杨油层中油向长10区块侧向运移的输导通道。长10区块扶余油层油运移输导通道对油成藏与分布的控制作用主要表现为①T2源断裂发育程度控制着三肇凹陷向长10区块扶余油层油供给量;②T2断裂密集带是长10区块扶余油层油聚集的主要区域,被T2断裂配合砂体形成的输导通道连接的高断块是油聚集的主要部位。     

源外鼻状构造区油运移输导通道及对成藏的作用——以松辽盆地尚家地区为例

尚家地区为一鼻状构造,位于三肇凹陷下白垩统青山口组一段油源区之外,其石油的成藏与分布主要受输导通道的控制.能否正确认识该区石油输导通道及对成藏的作用.对于指导该区石油勘探和丰富油气成藏理论均具重要意义.采用油源对比、典型油藏解剖和成藏模式的研究方法,对尚家地区石油输导过程进行了研究,将其划分为以下3个部分:①T2源断裂是三肇凹陷青山口组一段源岩牛成石油向下伏下白垩统泉头组四段扶余油层、下白垩统泉头组三段杨大城子油层"倒灌"运移的输导通道;②被T2-T2-2断裂沟通的砂体是扶余、杨大城子油层石油从三肇凹陷向尚家地区侧向运移的输导通道;③T2-T1-1断裂是尚家地区扶余、杨大城子油层石油向上覆下白垩统姚家组葡萄花油层运移的输导通道.采用石油输导通道和石油分布之间匹配关系的研究方法,对尚家地区输导通道对石油成藏与分布中的作用进行了研究,得到T2源断裂越发育,三肇凹陷向尚家地区侧向运移的油源越充足;被T2-T2-2断裂沟通的砂体输导通道化置和能力控制着扶余、杨大城子油层和下白垩统泉头组二段石油的分布及富集程度;T2-T1-1断裂输导通道分布控制着尚家地区葡萄花油层的石油富集区域.     

松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层地层减薄模式及控油意义

松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层地层厚度自北向南逐渐减薄,其减薄模式一直存在较大争议,造成油气垂向分布认识混乱。利用1 024口井测井曲线和10口井岩心对葡萄花油层层序格架和储层沉积特征进行了分析,其结果表明:葡萄花油层为三角洲末端边沉积边受构造抬升控制的顺源逐层减薄过程产物,其顶底砂泥突变面并不是其真实的顶底界面,而是自北向南砂岩相变为泥岩的砂泥对接面;葡萄花油层发育典型的河控浅水三角洲,微相类型主要为密集且连续的顺直型分流河道及末端河控席状砂;葡萄花油层垂向上发育先快速水退后缓慢水进的沉积演化序列,控制葡萄花油层中部(低水位期)分流河道砂体发育,组成了油气侧向运移优势输导通道和富集层位。     

松辽盆地“T2”断裂密集带成因机制及控藏机理——以三肇凹陷为例

松辽盆地T₂反射界面高密度断层与扶杨油层油气"倒灌"运聚成藏关系密切,其成因机制备受地质学家关注,存在构造成因和水力断层等多种假说。本文系统研究了"T₂"断层几何学特征,认为该断层以南北展布方向为主、断距和延伸长度幂律分布、密集成带、与断陷期断层呈"似花状"组合模式、部分断层多期活动,该断层有别于超压周期性释放产生的非构造成因的多边断层,为典型的构造成因断层。T₂高密度断层和密集带的成因可以归结为3个因素: 1)坳陷期松辽盆地强烈拉张发生在青山口组沉积时期,泥岩低剪切强度导致构造破碎,是高密度断层形成的前提,2)基底-断陷期断裂、火山口和基岩隆起作为早期薄弱带,控制着坳陷期断裂的形成且密集成带,是高密度断层形成的根本原因。3)塑性泥岩在坳陷期发生水平拆离作用,导致断陷期断裂与坳陷期断裂上、下不衔接,T₂和T₁断层上、下贯通较少,这是造成仅T₂反射层发育高密度断层的有力保障。构造反转期三肇凹陷整体活动较弱,断裂密集带边界断层选择性活动,向上延伸到T₀₆ 反射层以上,反转期活动的断层正赶上青山口组烃源岩大量生排烃时期,这些断层为扶杨和葡萄花油层有利的通道断层,控制着扶杨和葡萄花油层油气的运聚成藏与分布。     

大庆长垣南部两翼葡萄花油层油气运移及聚集规律

大庆长垣南部构造两翼葡萄花油层油气资源丰富,但油水分布复杂、油气聚集成藏规律认识不清,导致两翼油气资源探明率低、探明储量动用效果差。利用测井、地震、试油和地球化学分析数据,在系统油源对比基础上,结合断裂系统划分标定油源断裂,分析断裂与砂体配置关系对油气运移、聚集的控制,建立成藏模式。研究得出,大庆长垣南部葡萄花油层油主要来自于本地下伏青一段源岩,主要排烃期为明水组沉积末期及其后,因此,坳陷期形成、反转期继续活动的断层以及断陷期形成、坳陷期和反转期继续活动的断裂为主要油源断裂,油气沿油源断裂垂向运移至葡萄花油层,受砂体规模及断层侧向封闭性限制,油气在葡萄花油层中侧向运移距离较短;油源断裂为主要控藏断裂,宏观控制葡萄花油层油水平面分布,油源断裂与砂体空间配置控制着油气聚集层位及范围;油源断裂下盘、反向断阶、单斜式地垒和顺向断阶等高位断块为两翼有利油气聚集部位。