塔南凹陷油气成藏条件与富集规律.

2009年10月第28卷第5期 大庆石油地质与开发Petroleum Geology and Oilfield Development in DaqingOct.,2009Vol.28No.5　收稿日期:2009⁃05⁃18　作者简介:王玉华,男,1963年生,教授级高级工程师,博士,大庆油田有限责任公司副总经理㊂ E-mail:wangyuhuah@DOI :10.3969/J.ISSN.1000⁃3754.2009.05.003塔南凹陷油气成藏条件与富集规律王玉华1　蒙启安2　张　革2　杨步增2　张亚金2　王显东2(1.大庆油田有限责任公司,黑龙江大庆　163453;2.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:塔南凹陷位于蒙古国塔木察格盆地,为中生代断陷盆地㊂东断㊁西超的箕状断陷具有断陷结构简单㊁多凸多凹㊁凹隆相间的构造格局,形成了多物源㊁多沉积中心的特点㊂铜钵庙组扇三角洲前缘砂体㊁南屯组水下扇砂体和三角洲前缘砂体为油气聚集成藏提供了良好的储集空间㊂在中㊁西部,断裂隆起区和陡断带易形成以构造控制为主的油藏,而缓坡区和洼槽区多形成以岩性控制为主的油藏㊂构造沉积背景㊁烃源灶㊁不整合面和不同级别的湖泛面控制了油气在平面和纵向上的分布㊂关键词:塔木察格;断陷盆地;烃源灶;水下扇;次生孔隙中图分类号:TE121 文献标识码:A 文章编号:1000⁃3754(2009)05⁃0013⁃05HYDROCARBON ACCUMULATION CONDITIONS ANDENRICHMENT RULE IN TANAN SAGWANG Yu⁃hua 1,MENG Qi⁃an 2,ZHANG Ge 2,YANG Bu⁃zeng 2,ZHANG Ya⁃jin 2,WANG Xian⁃dong 2(1.Daqing Oilfield Company Ltd .,Daqing 163453,China ;2.Exploration and DevelopmentResearch Institute ,Daqing Oilfield Company Ltd .,Daqing 163712,China )Abstract :Tanan Sag is located in Tamtsag Basin of Mongolia ,being Mesozoic rifted basin.The half graben⁃likefault depression with east⁃fault and west⁃overlap has the characteristics of multi source and multi depocenter ,with simple faulted texture ,and the tectonic framework of multi depression⁃multi uplift and depression alternated with uplift.The fan⁃delta front sand⁃body in Tongbomiao Formation ,the subsea apron sand⁃body and fan⁃delta frontsand⁃body in Nantun Formation provide good reservoir space for hydrocarbon accumulation.In the central part and the western part ,the faulted uplifted area and abrupt faulted area tend to develop the reservoir controlled mainly by structure ,while the gentle slope area and trough area tend to develop the reservoir controlled mainly by lithology.Structural depositional setting ,hydrocarbon kitchen ,unconformable surface and various⁃graded flooding surfacescontrol the lateral and vertical hydrocarbon distribution.Key words :Tamtsag ;rifted basin ;hydrocarbon kitchen ;subsea apron ;secondary pore 塔木察格盆地位于蒙古国东部,与中国的海拉尔盆地同属一个盆地,为中亚 蒙古地槽的一部分,以德尔布干断裂为界,西部属额尔古纳褶皱系,东部属内蒙 大兴安岭褶皱系[1]㊂塔木察格盆地在平面上可以划分为三坳㊁二隆5个一级构造单元,由西向东依次为西部坳陷㊁巴兰 沙巴拉格隆起㊁塔木察格坳陷㊁贝尔 布伊诺尔隆起㊁巴音 桑布尔坳陷㊂与海拉尔盆地相似,盆地基底之上主要发育了白垩系下统铜钵庙组㊁南屯组㊁大磨拐河组㊁伊敏组和白垩系上统青元岗组以及第三系㊁第四系地层㊂塔南凹陷属于塔木察格坳陷内的二级构造单元,凹陷面积为3500km 2,基底最大埋深为4600m,是塔木察格盆地目前勘探程度最高的凹陷,主要勘探目的层为铜钵庙组㊁南屯组,其次为大磨拐河组和基底㊂1油气成藏条件1.1复式箕状断陷结构是有利的构造背景条件塔南凹陷具断㊁坳双层结构,铜钵庙组至南屯组为断陷期地层,大磨拐河组至伊敏组为断㊁坳转换期地层,青元岗组之上为坳陷期地层㊂伸展断陷期主要发育铜钵庙组㊁南屯组地层,地层分布和控陷断层的发育特征代表着断陷期的构造演化特征㊂受北西 南东向伸展作用影响,主控边界断层活动强烈,走向多为NNE 向,呈 多米诺”式排列,控制了塔南凹陷东断㊁西超3个多米诺式半地堑结构,形成复式箕状断陷(图1)㊂断陷具有4个明显的特征:(1)构造活动期次多,断裂多㊁继承性强㊁发育程度高,形成多个大型构造带㊁沉积中心和生油中心㊂塔南凹陷在早白垩世初期受早期北东向㊁北北东向为主的多条断裂作用,形成多个断槽和断垒,构成早期断槽之间相互分割㊁凹隆相间的构造格局㊂在构造运动中期,凹陷中的断槽及其夹持的中央隆起区整体下沉,被湖水覆盖形成统一的汇水湖盆,控制断槽的断裂继续活动,加剧了各个断槽的发育程度,形成多沉积中心和多生油中心的局面㊂由于凹陷发育时间早㊁断裂多㊁构造运动期次多㊁作用强,构造分异好,不仅控制了东部断鼻构造带㊁中部断裂潜山带和西部潜山断裂带等三大构造带和与之相间的西部㊁中部和东部三大次凹的形成,同时控制着构造带上断鼻㊁断块等多种四级构造圈闭类型以及次凹内烃源岩的发育,并伴随着控陷断层长期继承性活动而保持着继承性发育的特点㊂(2)凹陷面积大㊁沉降深㊁湖盆水域广,多个断槽形成一个统一的汇水盆地,使沉积体系多元化,不同程度避免了单洼槽近物源㊁短水流㊁粗碎屑㊁窄相带㊁储层差的不足,在各构造带及其周围发育了各类良好的储集体㊂(3)生油岩厚度大㊁有机质丰度高㊁母质类型好㊁成熟度高,具有多生油中心㊁多油源方向,为西部潜山断裂带㊁中部断裂潜山带等构造带的油气富集创造了条件㊂(4)凹陷后期整体进入坳陷发育阶段,有利于油气的聚集和保存㊂正是由于塔南凹陷在演化过程中表现出良好的构造分异性,形成其特有的多生油中心㊁多种圈闭类型㊁多种储集类型等特点,有利于正向构造带上的构造油藏,与负向构造带上的岩性油藏形成复合连片,为多类型油气藏空间连续展布创造了有利条件㊂1.2沉积充填演化形成了多种有利的储集相带塔南凹陷沉积地层的发育特征受构造沉降㊁物源供给㊁湖平面变化㊁气候变化等多种因素控制㊂在铜钵庙组至大磨拐河组沉积时期,经历了断陷初期㊁强烈断陷期㊁断⁃坳转化期等3个较为明显的沉积阶段,气候变化经历了干旱 半干旱至湿润潮湿阶段㊂对应沉积了铜钵庙组以扇三角洲㊁滨浅湖相较粗沉积地层和南屯组以深湖 半深湖㊁(扇)三角洲㊁近岸水下扇㊁湖底扇等细粒沉积地层以及大磨拐河组以正常三角洲㊁浅湖㊁半深湖等中粗粒沉积地层的层序地层沉积㊂塔南凹陷构造⁃沉积层序响应过程较为典型,特别是在南屯组沉积时期,表现出 沟谷控源㊁断坡控砂”的成盆特点㊂沟谷控源即同沉积断裂体系活动过程中形成多方向沟谷,控制了沉积物源和扇体走向㊂受西部次凹和中部次凹北洼槽控陷断裂继承性活动影响,西部次凹和中部次凹北洼槽区㊃41㊃ 大庆石油地质与开发 2009年一直保持古低洼沟谷地形,北部凸起区的物源携带砂体顺低洼沟谷进入,在南一段时期沉积了(扇)三角洲前缘砂体,南二段则顺长轴发育了较大型的三角洲相沉积体系,砂体展布方向呈南北条带状㊂断坡控砂表现为不同类型的砂体沿断坡深入凹陷中,控制了不同沉积体系下扇体的展布㊂东次凹南洼槽塔19⁃33井至塔19⁃81井区来自东部物源沉积体系表现非常明显,在南屯组低位体系域及水侵体系域沉积早期,东次凹古地形相对较为平坦,来自东部多个分支物源经断坡深入凹陷中,沿低洼地带形成不同规模的水下扇砂分散体系㊂扇体具多期次特点,整体呈 裙带状”分布㊂随着水体的逐步加深,经过湖水流的改造㊁搬运,可能在浊积水道的输送下在中次凹北洼槽靠近中部断层部位砂体重新沉积和分散,形成湖底扇沉积体系㊂到南屯组水侵体系域中后期,中部控陷断层开始大规模旋转,在中央构造带部位形成条带形(水下) 剥蚀区域”,东部次凹南洼槽北部开始坡度变大,东侧的沉积体系呈现退积沉积趋势㊂直到高位体系域沉积时期,中央构造带构造活动趋于稳定,沉积了高位期沉积体系㊂沉积相带是影响油气富集的重要因素㊂塔南凹陷铜钵庙组在凹陷内来自四周物源广泛发育扇三角洲平原和扇三角洲前缘砂体,扇体成群成带㊁叠加连片;南屯组沉积时期主要发育东部㊁北部及南部物源,其中南㊁东部物源供给随着沉积时期的推移扇体逐渐退缩,北部物源供给具有明显的继承性,自下向上逐渐变强㊂南屯组一段时期在东部次凹近岸深水环境发育较大型的近岸水下扇,在中部次凹北洼槽以深水环境下一套小型远岸水下扇砂体为主(图2)㊂南屯组二段时期受北部强物源供给,在西部次凹㊁中部次凹北洼槽发育大型三角洲前缘砂体(图3),这些砂体类型为构造㊁岩性油藏的形成提供了有利的储集条件㊂目前已发现的油藏沉积相带统计表明,扇三角洲前缘㊁三角洲前缘及水下扇中扇相带是最有利的含油相带㊂1.3含火山碎屑储层是深部油气成藏的有利条件塔南凹陷断陷期地层沉积时期多凸多凹㊁多物源,且由于强烈的构造活动火山作用较为明显,在铜钵庙组地层和南屯组中㊁下部地层沉积时火山物质含量较高㊂铜钵庙 南屯组岩石类型主要有普通砂岩㊁凝灰质砂岩㊁沉凝灰岩㊁凝灰岩,并有从下至上火山碎屑物质逐渐减少的趋势㊂铜钵庙组孔隙类型主要为完整粒间孔隙㊁剩余粒间孔隙㊁填隙物内孔㊁溶蚀孔隙(溶蚀粒间孔隙㊁溶蚀粒内孔隙,岩屑溶孔㊁长石溶孔㊁凝灰质溶孔)和混合孔隙㊂南屯组孔隙类型主要为完整粒间孔隙㊁裂缝孔隙㊁溶蚀粒间孔隙㊁溶蚀粒内孔隙㊂从孔隙演化分析,在1850~2250m与2400~3050m之间发育两个高孔隙带,其形成原因:①含凝灰质砂岩储层粘土矿物及微晶石英可形成包壳保护原生孔隙,因此原生孔隙较为发育;②火山碎屑物质易溶蚀形成次生孔隙,更易形成异常高孔隙发育带,为向凹陷深层寻找有效储层创造了条件[2]㊂㊃51㊃第28卷　第5期 王玉华等:塔南凹陷油气成藏条件与富集规律1.4不同的生储盖组合条件形成多种类型油藏塔南凹陷受控于盆地构造演化的阶段性,沉积特点表现出明显的差异性㊂裂陷初期(铜钵庙组)浅水湖盆扇三角洲与上部强烈伸展期(南屯组)以深水为主,形成不同的沉积充填类型,纵向上发育多级次层序,低位㊁水进㊁高位体系域相对完整,构成了塔南凹陷多套生储盖组合配置关系㊂如南一段层序的低位域砂岩储集体(低位扇三角洲和湖底扇)或铜钵庙层序的高位域砂体与南一段层序的水进和高位域泥岩构成了良好的储盖组合㊂目前,将塔南凹陷划分3套大的生储盖组合,自下而上分别是上生下储型成藏组合(铜钵庙组㊁基底)㊁自生自储型成藏组合(铜钵庙组㊁南屯组)㊁下生上储型成藏组合(南屯组,大磨拐河组),中㊁下部成藏组合中的铜钵庙组㊁南屯组是主力含油层系㊂同时,纵向上不同构造幕对沉积充填控制的差异性也使不同层位和不同构造部位分布不同的油藏类型㊂塔南凹陷同生断层较多,断层㊁不整合面以及铜钵庙组和南屯组发育的砂体作为油气运移的通道㊂构造多为早期或同生发育,为油气聚集提供了较好的空间场所,断穿上㊁下各层位的断层和较发育的砂体有机地结合在一起,为塔南凹陷多种油藏形成创造了有利条件㊂铜钵庙组时期主要发育多源的扇三角洲沉积,砂体平面分布错叠连片,面积大,砂地比高,一般成功60%~80%,在西部潜山断裂带和中部断裂潜山带(沿断裂带继承性发育有断块㊁断鼻等构造圈闭)以及环洼槽周边的断块群可形成构造油藏㊂南屯组一段时期,沿东次凹陡断带发育规模较大且多期近岸水下扇沉积,在中次凹北洼槽陡断带发育小型远岸水下扇砂体,受相带变化影响,砂体横向变化快,连通性差,被南一段优质的生油岩包裹,主要形成岩性油藏或构造⁃岩性油藏㊂南屯组二段凹陷西北部沿西部次凹及中部次凹发育有正常三角洲沉积,砂岩发育,储层物性较好,多形成岩性⁃构造油藏(图4)㊂2油气分布规律2.1烃源灶及周边是油气成藏的主要区域塔南凹陷西部次凹㊁中部次凹及东部次凹是主要的烃源灶区,为油气藏形成提供了丰富㊁优质的资源基础,烃源层生成油气通过砂体㊁断裂或不整合等向周边各类型圈闭运聚,凹陷内构造㊁岩性等多种油藏类型共生共存,形成了横向叠加连片的复式油气聚集区带[3⁃5]㊂2.2不整合面及不同级次湖泛面控制油藏的纵向分布受储层分布㊁烃源条件和运移条件影响,铜钵㊃61㊃ 大庆石油地质与开发 2009年庙组㊁基底油藏主要分布于不整合面之下的范围内[6⁃7],南屯组油藏主要受最大湖泛面的控制㊂受储集体性质控制,铜钵庙组㊁南屯组油藏分别以构造油藏和岩性油藏为主,因此决定了其油藏发育的垂向位置不同㊂首先,作为构造油藏,铜钵庙组油气可通过不整合面㊁砂体或断裂等向圈闭高点聚集,而构造高点地层往往遭受剥蚀,存在地层不整合,因此无论是不整合还是泥岩作为盖层封挡油气,油气自然汇聚在高点(即不整合下部),而在塔19⁃76㊁塔19⁃65等局部井区以不整合作为盖层主体圈聚油气,形成局部的不整合地层油藏㊂受沉积作用因素制约,南屯组发育了以岩性油藏为主的油藏类型,岩性油藏的形成一方面需要一定的低幅度构造才有利于油气聚集,更重要的因素是需要岩性的尖灭及侧向封挡使油气得以保存㊂但是,往往在各级次湖泛期发育的一些较小型扇体前缘砂体受湖水顶托作用分选性相对提高,储集性变好且具有优势,或被源岩包裹或上倾根部位致密储层侧向封挡,从而为岩性油藏的形成提供了关键条件,因此各级层序湖泛控制南屯组岩性油藏的分布㊂2.3有利相带是油气富集高产的重要因素扇三角洲㊁三角洲前缘及水下扇扇中砂体分选较好,储层物性好,连通性好,为铜钵庙组构造油藏和南屯组岩性㊁复合油藏聚集提供了优质的储集体及输导通道[4⁃5]㊂2.4储层发育差异是形成不同类型油藏的基础铜钵庙组扇三角洲前缘砂体平面分布错叠连片,面积大,储层砂岩厚度大,砂地比高达70%以上,呈块状叠置发育,总体上呈 砂包泥”的储层发育特征;南屯组一段储层主要是一套深湖 半深湖环境下发育的近岸水下扇㊁远岸水下扇沉积砂体,砂体分布分区带特征明显,砂体连通性差,且单砂体发育较薄,为 泥包砂”的储层发育特征㊂因此,总体上砂岩发育㊁砂地比高㊁砂岩连通性好的铜钵庙组易形成构造油藏,而南屯组一段一般砂岩连通性差易形成岩性油藏,南屯组二段发育三角洲前缘砂体,当砂体连通性好时,因其物性好形成构造油藏,但砂体以透镜状为主,更易形成岩性油藏㊂2.5复式箕状断陷中部两大断裂构造带是高产富集的最有利区带中部断裂潜山带及西部潜山断裂带内发育了较大型的反向断层,控制局部构造圈闭的形成㊂这些构造临近生烃强度高的主生油凹槽,发育在南屯组顶部和铜钵庙组顶部的高位域扇体储层厚度大㊁物性好,主干断裂和不整合面是油气运移的主要通道,并在断层上倾方向形成遮挡,是高产富集的最有利区带[1,4]㊂3结　论(1)开阔的复式箕状断陷结构形成了塔南凹陷多凸多凹㊁凹隆相间的构造格局,为形成多种类型油藏创造了有利的构造背景条件㊂(2)同沉积断裂及其配置关系决定了塔南凹陷具有沟谷控源㊁断坡控砂的成盆特点,扇三角洲前缘㊁三角洲前缘及水下扇中扇相带最有利于油气储集㊂(3)富含火山物质碎屑岩次生孔隙发育,为塔南凹陷深部油气成藏提供了有效的储层空间㊂(4)储集条件㊁构造活动与沉积演化控制着生储盖组合配置关系与油藏类型,塔南凹陷发育上㊁中㊁下3套含油气组合,铜钵庙组和南二段以构造油藏为主,南一段主要形成岩性油藏㊂(5)烃源灶控制了油气藏的平面分布,不整合面及各级次湖泛面控制了油气藏的纵向分布㊂(6)有利相带是油气富集高产的重要因素,储层发育状况差异是形成铜钵庙组㊁南屯组油藏类型的基础,两大断裂构造带是油气高产富集的最有利区带㊂参考文献:[1]吴河勇,李子顺,冯子辉,等.海拉尔盆地乌尔逊 贝尔凹陷构造特征与油气成藏过程分析[J].石油学报,2006,27 (增刊):1⁃6.[2]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对孔隙演化的影响[J].吉林大学学报(地球科学版),2008,38(1):34⁃42.[3]冯志强,张晓东,任延广,等.海拉尔盆地油气成藏特征及分布规律[J].大庆石油地质与开发,2004,23(5):16⁃19. 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