大安北油田黑帝庙油层油藏特征及成藏条件分析

       作者：柳斌
摘 要：对大安北地区黑帝庙油层油藏特征及成藏条件研究表明，黑帝庙油层沉积时期，发育了受北部长春岭肇州物源控制的三角洲前缘砂体。通过对钻井、岩心、测井等资料的分析，对构造，储层，油藏、沉积等特征有了系统的认识，研究认为，黑帝庙油层岩性物性相对较好，油层分布广泛，平面上连续性较好；油藏控制因素因方向不同而不同，在南北向，主要受岩性控制，以岩性油藏为主，东西向，在大安、红岗逆断层的共同控制下，形成了断层-岩性油藏。黑帝庙油层整体属于受岩性控制的断层-岩性油藏。 
　　关键词：大安北油田 黑帝庙 油藏特征 成藏条件 
　　大安北油田构造位于中央坳陷区和西部斜坡区两个相对升降运动的一级构造单元的过渡带，属于阶地挤压构造油气聚集带，主要发育三角洲储层和断裂背斜构造带，具备良好的油气成藏地质条件。通过近几年来的油气滚动勘探开发，相继发现了D2-7、D2-6、D52-6等含油气区块，揭示了黑帝庙油层HⅡ2 、HⅡ3等多层含油层位和以大安长轴背斜构造圈闭及大安逆断层控制的多个油气藏成因。但是，大安北地区地质条件复杂，断块小、断层多、含油饱和度低、油气平面分布复杂。笔者依据油气勘探新理论和相同沉积构造背景条件下油气藏的聚集规律 ，研究该区断裂组合特征、沉积微相类型、砂体展布特征及油气成藏机制，充分挖掘石油勘探开发潜能，以增加新的石油地质储量[1-3]。 
　　一、研究区地质背景 
　　大安北油田位于吉林省大安市境内，北邻嫩江，南为海坨子油田，西部有红岗油田。嫩三段黑帝庙油层分为HⅡ1、HⅡ2 和HⅡ3砂组，主要由灰黑色泥岩、灰色粉砂质泥岩组成，厚度约90-110m，其中HⅡ2 、HⅡ3砂组是该区重点含油储集层。 
　　区域研究表明，该区经历了断陷、坳陷和萎缩三个构造演化阶段。侏罗纪末期燕山Ⅲ幕构造运动使深层构造定型，青山口组末期构造运动为大安北地区构造的发育、演化奠定了基础。受大安逆断层控制，大安北地区派生出一系列以北北西向为主的羽状断层，呈雁列式排列。嫩江组末期燕山Ⅳ幕构造运动，使东部大安逆断层、西部红岗逆断层及受两大逆断层控制的大安构造和红岗长轴背斜构造显现雏形，最终形成了现今的构造格局（图1）。 
　　二、区域构造特征 
　　大安北地区在明水组末期构造运动受南东向的挤压力作用，使基底同生正断层反向逆冲，形成了大安长轴背斜构造圈闭和大安逆断层。大安逆断层下起基底上到白垩系明水组末期，工区内走向为北西向，断层平面延伸较远，受基底断裂控制，具明显多期活动特征。 
　　图1 大安北地区黑帝庙油层顶面构造图 
　　从图1上可以看出，大安北地区构造形态为一不对称的北东走向的长轴背斜构造，背斜长轴14.5km，短轴3.1 km，翼部地层倾角3～5°，闭合面积44.9 km2，闭合幅度58m。区域内断层主要分布在大安逆断层西侧，断层均属北北西走向的正断层。本区次级断层较发育，在大安逆断层西侧，发育一组北北西走向的羽状派生正断层。断层倾角40～50°，断距一般在10～40m之间，断层延伸长度在3～5km之间，最大可达16km以上（表1）。 
　　表1 断层基础数据表 
　　三、储层沉积特征 
　　1.储层岩性物性特征 
　　黑帝庙油层砂岩主要是岩屑质长石砂岩和长石质岩屑砂岩（图2）。对黑帝庙油层174块样品进行了统计，石英含量介于18.0～50.0%之间，平均值为30.8%；长石含量介于22.0～48.0%，平均值为34.8%；岩屑含量介于22.0～46.0%，平均值为34.5%，主要为岩浆岩岩屑。同时对砂岩的成分成熟度和结构成熟度进行了研究，研究表明其砂岩成分成熟度较低，平均为0.46，说明研究区碎屑沉积物离物源较近（表2）。对黑帝庙油层228块样品进行了结构成熟度的研究，有24个样品属于未成熟的，占全部样品数的10.53%；有105个样品属于成熟的，占全部样品数的46.05%；有99个样品属于极成熟的，占全部样品数的43.42%，成熟和极成熟的样品占全部样品89.47%（表3），表明研究区储层成分成熟度低，结构成熟度高，成分成熟度和结构成熟度不一致。 
　　图2 黑帝庙油层砂岩岩性三角图 
　　表2 黑帝庙油层砂岩成分成熟度统计表 
　　表3 黑帝庙油层砂岩结构成熟度统计表 
　　同时对黑帝庙储层111块砂岩样品孔隙度数据进行了统计，孔隙度分布在3.6～33.12%之间，平均值为21.18%，频率分布呈现单峰型，峰值位于20～25%之间，峰值样品数占36.72%（图3）；对黑帝庙储层102块砂岩样品渗透率数据进行了统计，渗透率分布在0.01×10-3μm2～2314×10-3μm2，平均值为148.86×10-3μm2，频率分布呈双峰型，峰值分别位于1×10-3μm2～10×10-3μm2和100×10-3μm21000×10-3μm2之间，峰值样品数分别占25.12%和29.60%（图4），表明研究区储层为中孔中渗的特点。 
　　图4 黑帝庙油层渗透率分布直方图 
　　2.储层沉积特征 
　　对地质和地球物理资料的综合研究表明，大安北地区黑帝庙油层主要发育三角洲前缘亚相的水下分流河道及河口坝微相（图5），嫩三段沉积时期，湖盆开始萎缩，物源主要来自北部的长春岭肇州水系。HⅡ2 和HⅡ3沉积时期，物源充足，总体特征为：泥岩颜色明显以灰、灰绿为主，氧化色大大减少或缺失；还原性自生矿物发育，如黄铁矿、菱铁矿；化石增多，常见蚌壳、鱼、介形虫等淡水动物化石及植物碎屑或碳屑。砂体类型以水下分流河道为主，其次为河口坝砂体，且横向上具有良好的继承性，为油气的储集提供了有利场所。 
　　图5 黑帝庙油层HⅡ3砂组沉积微相图 
　　四、成藏条件分析 
　　1.油藏类型 
　　黑帝庙油层砂体类型主要为由北向南展布分流河道型砂体，单砂体呈条带状展布，纵向上砂体叠加连片，西部上倾方向由逆断层切割砂体并形成封堵，形成断层—岩性圈闭。此外，由于湖水波浪作用[4-6]，储层受到一定程度改造，形成断续砂。同时，成岩作用使得一部分储层物性变差，局部形成致密层。因此无论在构造高部位和构造低部位，油层均有分布，油层主要受岩性、物性控制，形成以岩性控制为主的断层—岩性油藏　　2.油藏成藏条件 
　　2.1良好的烃源岩 
　　深湖～半深湖亚相沉积并广泛发育的暗色泥岩是本区良好的烃源岩，为本区提供了充足的油源。青一段、嫩一段暗色泥岩经地化指标研究，为有利的生油母质，经青一段暗色泥岩埋藏史研究知，烃源岩在嫩三段末期开始进入生油门限，四方台组初期开始大量生油。嫩一段暗色泥岩埋藏史表明，嫩一段烃源岩在四方台组中后期开始进入生油门限，明水组中期开始大量生油。 
　　2.2良好的储集层 
　　油气的储集与砂体有着密切的关系，油藏多发现于砂体的主体部位，砂体的展布形态、范围、厚度、岩性决定着油气藏的形态、大小及富集程度。研究区砂体受三角洲前缘的水下分流河道控制，水下分流河道砂体比较发育，纵向上叠加厚度大，并且河口坝砂体在全区也比较发育，他们共同构成了研究区油藏的主要储集体。 
　　2.3良好的区域盖层 
　　嫩四、嫩五段的泥岩为黑帝庙油层良好的区域盖层，封盖了青一段生成的油气向上扩散。巨厚的区域盖层为油气的聚集和保存提供了良好的条件。 
　　2.4油气运移动力 
　　青一段泥岩异常高压和构造应力是油气运移的重要动力来源。明水组末发生的构造反转作用时期正处于油气大量生成之后，经黑帝庙油层顶面古构造分析，此时长期继承性的圈闭已经形成，此次构造运动成为油气聚集成藏的主要动力。 
　　2.5油气运移通道 
　　嫩一段、青一段生成的油不能直接进入黑帝庙油层，必须经通过由断裂-砂体组成的侧向运移通道才能进入研究区后聚集成藏，而大安、红岗逆断层的形成，沟通了嫩一段和青一段生成的油气，伴随着超压释放，进入黑帝庙油层聚集成藏。 
　　2.6保存条件 
　　油气藏在明水组末期形成以后，盆地进入稳定期，一直到第四纪没有大的构造运动发生，圈闭条件基本没有改变，油气聚集没有遭到破坏，所以保存条件较好。 
　　五、结论 
　　1.研究区黑帝庙油层属于三角洲前缘亚相的水下分流河道及河口坝沉积，为油气聚集的有利场所。因此，该区油气获得突破的关键是研究砂体富集规律，优质储层刻画及储层反演。 
　　2.大安北地区黑帝庙油层油藏类型属于中孔中渗的断层-岩性油藏。 
　　3.良好的生储盖组合及运移动力、通道和保存条件是该区油气成藏的主要控制因素，这几大因素贯穿在油气藏的整个形成过程中，并且影响着油气藏的规模。 
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　　作者简介：柳斌（1984-），男，助理工程师，长江大学资源勘查工程毕业，目前主要从事油藏评价和综合录井等相关研究工作。 

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2019-08-07