三肇凹陷扶杨油层油气“倒灌”运聚成藏规律研究

松辽盆地三肇凹陷扶杨油层有着丰富的油气资源,但由于油“倒灌”运聚成藏的复杂性,使得如何进一步扩大储量区和已探明区块如何开发成为困扰勘探家的两大难题。扶杨油层油成藏的特殊性体现在两个方面:一是断层密度大、规模小且密集成带;二是三肇凹陷扶杨油层处于物源交汇区,主要的储集体河道砂展布规律难以预测。本研究在系统油源对比的基础上,以断裂形成演化为核心,标定油源断层,分析断裂与砂体的配置关系及其控油规律,建立了成藏模式。油源对比表明,三肇凹陷扶杨油层油主要来自青山口组烃源岩,成藏关键时刻为明水组沉积末期,因此断陷期形成坳陷期和反转期活动的断层以及坳陷期形成反转期活动的断层为主要的油源断层,油在超压作用下沿着油源断层“倒灌”运移,下排的深度一般为200 m,因此只有扶杨油层的顶部才是有利的目的层。扶杨油层断裂具有密集成带的特征,油源断层多为断裂密集带的边界断层,是主要的控藏断裂。油沿油源断层“倒灌”运移动力条件、断裂多期变形机制以及反转期青山口组泥岩水平拆离作用形成的水平裂缝的输导作用决定油主要富集在油源断层下盘河道砂中,在油源断层控制的地垒型断块中油最富集,断裂密集带处于构造低部位,不是主要的富集区。     

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。     

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.     

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。     

松辽盆地三肇凹陷多边形断层系的油气成藏意义

松辽盆地三肇凹陷白垩系中发育了大量规模不等的断层,一般认为大断层是油气运移的重要通道,对小断层研究较少。小断层在平面上相互交织形成多边形的形态,还具有平面延伸长度小、断距小、倾角大的特征,综合分析认为这些小断层为多边形断层系。三肇凹陷多边形断层系发育广泛,平面上遍布整个凹陷,垂向上在扶杨油层和葡萄花油层中均有发育。研究表明多边形断层系有着重要的油气成藏意义：多边形断层系是扶杨油层的主要运移通道,控制着油层的分布,广泛发育的多边形断层系是扶杨油层平面连片的主要原因;大断层和多边形断层系均是葡萄花油层的运移通道,其中多边形断层系在葡萄花油层的油气运移过程中起分流作用,对葡萄花油层的分布有一定的影响作用。     

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.     

大型凹陷向斜区油气倒灌式成藏——以松辽盆地三肇凹陷扶杨油层为例

三肇凹陷扶杨油层为典型大型凹陷向斜区油气倒灌式成藏,利用300条地震剖面、825口井曲线、11口井岩芯和探评井试油资料对扶杨油层断层特征及运动期次、油气下排深度、储层沉积特征等油气成藏主控因素综合研究表明：T2断层受控于基底断层、下部火山口、斜向拉张和伸展量差异四种因素具有平面密集成带、剖面“似花状”组合特征,且油气成藏期活动的油源断层多数为断层密集带边界断层;理论计算超压驱动油气下排深度和实际油底包络面统计扶杨油层含油厚度约为200m;重矿物分析扶杨油层主要受北部拜泉—青冈和西南保康物源影响,两物源在徐家围子地区交汇后向东流出;沉积微相揭示扶杨油层发育向上逐渐退积的河控浅水三角洲沉积体系,顶部为三角洲前缘亚相,中—下部为三角洲分流平原亚相,其中扶Ⅰ7—扶Ⅱ1小层为水退最大期,是油气富集主要层位。明水组末期青山口组源岩达到生油高峰,油气在超压作用下沿开启的断层密集带边界断层幕式下排后沿两侧上升盘河道砂体做短距离侧向运移,即断层密集带两侧地垒或断阶块为油气富集区,而断层密集带内多为地堑式组合,不利于油气聚集,在成藏模式指导下刻画出47个油气富集目标区,为松辽盆地北部扶杨油层下一步的勘探与开发指明了方向。     

油气沿断裂垂向倒灌运移最大深度的研究方法及其应用

油气沿断裂垂向倒灌运移深度研究一直是上生下储式生储盖组合油气勘探研究的关键问题。为了定量研究油气沿断裂垂向倒灌运移的最大深度,在油气沿断裂垂向倒灌运移所需动力条件及最大深度影响因素研究的基础上,通过源岩古超压值与油气沿断裂垂向倒灌运移深度之间关系,确定油气沿断裂垂向倒灌运移所需的最小源岩古超压值(或油气沿断裂带运移阻力),由油气沿断裂垂向倒灌运移所需的动力条件,建立了一套油气沿断裂垂向倒灌运移最大深度的研究方法,并将其应用于松辽盆地三肇凹陷青一段源岩生成油沿断裂向下伏扶杨油层垂向倒灌运移的研究中,结果表明:三肇凹陷青一段源岩生成油沿断裂垂向倒灌运移最大深度最大可达到400 m以上,主要分布在其东部边部树119井、西部边部肇13井、北部边部宋深1井和凹陷中心4个局部地区,由4个高值区向其四周青一段源岩生成的油沿断裂垂向倒灌运移的最大深度逐渐减小,在凹陷中北部和凹陷边部减小至100 m以下,与目前三肇凹陷扶杨油层已发现油底深度分布基本吻合。表明该方法用于定量研究油气沿断裂垂向倒灌运移最大深度是可行的。     

松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层油-水分布规律及控制因素

基于近4500口探井和开发井动态及静态资料,对三肇凹陷葡萄花油层平面和纵向油-水分布规律进行了研究,发现南、北区油-水分布存在差异.北区油主要分布在断裂密集带上,断裂带之间的构造低部位断层密度低,主要富集水,垂向上具有下水上油的分布特征;南区油大面积连片,垂向上具有全井纯油的特征.造成这种差异的原因是南、北区断层成因机制不同导致控藏机理的根本不同.北区断裂为构造成因,是在近东两向拉张应力场中受斜向裂陷作用影响形成的张扭断裂密集带,断裂活动诱导超压释放和流体排放,油源供给不足;南区发育非构造成因的多边断层,超握诱导断层活动释放流体,油源供给充足.     

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。     

榆树林油田扶杨油层沉积岩地球化学特征及地质意义

三肇凹陷榆树林油田扶杨油层中泥岩、粉砂岩和砂岩样品主量元素和微量元素地球化学分析表明,多数主量元素含量中等,与全球平均大陆上地壳(UCC)相比,Fe_2O_3、MgO、CaO、Na_2O含量较低,而TiO_2、Al_2O_3、K_2O、MnO含量均略高;样品中的相容元素(V、Cr、Co、Ni等)含量均低于澳大利亚后太古宙页岩(PAAS)和UCC;稀土元素总量为102×10~(-6)~276×10~(-6),平均为188×10~(-6),与PAAS表现出相似的球粒陨石标准化曲线,显示了相似的物源和构造背景。元素间的相关性分析显示大部分元素与SiO_2负相关而与Al_2O_3正相关,说明大部分元素受到黏土矿物吸附作用的影响,石英与长石矿物对这些元素表现出一定的稀释效应。根据主元素物源判别方程图和Th-Hf-Co图投影及La/Hf、(Gd/Yb)N值,扶杨油层物源主要来自后太古宙长英质火山岩,可能卷入了部分再循环沉积岩。通过一系列的构造背景判别图解分析,表明扶杨油层沉积时以大陆岛弧环境为主。在对油层组进行了纵向古气候分析后,认为FI油层组沉积时处于一个构造活动强、干旱的环境中,所形成的沉积岩储层物性更好,是油气勘探开发的重点层位。     

松辽盆地扶新隆起带南部扶余油层油气运移机制与成藏模式研究

应用流体包裹体均一温度、埋藏史、古构造演化及构造运动时期等资料,确定扶新隆起带南部扶余油层成藏期主要为嫩江组沉积末期和明水组沉积末期。成藏期,源内区域油以垂向"倒灌"运移为主,青一段超压是油气向下"倒灌"运移的动力,油源断裂是油气向下"倒灌"运移的输导通道;源边、源外区域油以"复式"运移为主,源内区域生成的大量油首先沿油源断裂垂向运移至源内区域的储集层内,再通过一定的优势输导通道长距离侧向运移至源边或源外区域的有效圈闭内成藏。在此基础上,提出扶新隆起带扶余油层不同区域的3类成藏模式,即:源内"先直排倒灌,后短距离侧向分配",源边"斜坡带断层遮挡"及源外"复式聚集,长距离侧向运移"的成藏模式,为扶新隆起带南部扶余油层油气富集区优选提供了重要的地质依据。     

海拉尔盆地贝尔凹陷油源及油气运移研究

海拉尔盆地贝尔凹陷南屯组源岩有机质丰度高、类型好且已成熟,为本区的主要生油岩。大磨拐河组一段为次要生油岩。贝尔凹陷烃源岩灶主要分布在贝西洼陷和贝中的敖脑海洼陷中。油油对比显示出各构造带上的原油具有相似的生物标志化合物分布,表明来源于相同源岩。油岩对比指示原油主要来自于南屯组生油岩。苏德尔特构造带原油沿断裂带由西向东运移,呼和诺仁构造带原油由贝西洼陷北部源岩灶运移而来,纵向上原油显示出从下向上的运移特点。贝尔凹陷油气运移通道主要是断裂或不整合面,通源断裂两侧为油气勘探的有利部位。     

东海盆地西湖凹陷油岩地球化学特征及原油成因来源

东海盆地西湖凹陷具有大量的原油资源,但对于原油成因讨论较少.采集西湖凹陷多个油样和岩样,利用气相色谱和傅里叶红外光谱等手段,全面分析了该区烃源岩和原油的地球化学特征,综合讨论了原油来源以及凝析油和高蜡轻质油的成因.研究结果表明,平湖组煤系源岩均处于热演化的成熟阶段,其中碳质泥岩和煤岩以陆源生物为主要生源,其干酪根类型为Ⅲ型,暗色泥岩则具有陆源生物和水生生物双重生源贡献,其干酪根类型Ⅱ-Ⅲ型,同时碳质泥岩和煤的生油潜力远高于泥岩.原油主要为凝析油和轻质油,凝析油具有低密度、低蜡等“六低一高”的特点,轻质油具有高蜡特质,而且轻烃组分有明显差异.生标参数显示大部分原油为腐殖型,少部分原油表现出具有腐殖和腐泥母质的特点,同时该区原油均处于中等成熟阶段.油油对比和油岩对比表明大部分油来自平湖组碳质泥岩和煤岩,具有典型Ⅲ型腐殖油的特征;少部分油来自暗色泥岩,具有Ⅱ-Ⅲ型油的特征(总体上仍偏腐殖型).凝析油和轻质油的物性及轻烃组分的差异与源岩母质无关.凝析油是干酪根在成熟演化阶段生成的原油遭受蒸发分馏作用的结果,高蜡轻质油除了是“蒸发分馏作用”的残余油外,还有部分是“混合作用”的结果.      

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

从多元地质条件及其时空匹配关系的角度出发,对三肇地区扶杨油层油气成藏过程中的主控因素进行分析。结果表明:上覆青山口组一段源岩有效排烃范围、超压和T₂反射层油源断裂组合关系控制了油气垂向向下“倒灌”的运移范围、距离及层位;古构造背景、T₂断层与储层砂体配置关系控制着油气侧向运移的方向、通道和距离;基准面旋回、沉积微相类型与现今构造配置关系控制着油气的垂向聚集层位及平面分布规律。在此基础上,结合构造发育史、油源条件及沉积微相研究成果,对研究区扶杨油层油气成藏模式进行了总结,认为研究区扶杨油层主要存在4种成藏模式:源内--顶生下储式油气成藏模式、近源--短距离侧向运移--斜坡带断层遮挡油气成藏模式、源外--长距离侧向运移--继承性构造隆起带油气成藏模式、多源--多方式侧向运移油气成藏模式。