海拉爾盆地海拉爾盆地貝爾凹陷上侏羅統(tǒng)布達特群潛山油氣成藏地質(zhì)主控因素分析

海拉爾盆地海拉爾盆地貝爾凹陷上侏羅統(tǒng)布達特群潛山油氣成藏地質(zhì)主控因素分析

貝爾塌陷位于雅拉爾盆地東南部，是桂山和巴彥山之間的邊界。這是盆地最寬的凹陷，總面積為3030公里。凹陷內(nèi)的主要含油氣層系共為5套,由于斷裂強烈的構造活動,形成了西斷東超的箕狀凹陷(圖1)。截至目前,該區(qū)鉆遇上侏羅統(tǒng)布達特群的探井共計60余口,其中3口獲低產(chǎn)油流,29口出現(xiàn)工業(yè)油流,充分顯示了貝爾凹陷上侏羅統(tǒng)布達特群潛山的油氣勘探遠景。但由于布達特群潛山地層形成時代較老,后期又遭受嚴重的構造變動,致使其內(nèi)地層產(chǎn)狀混亂,部分地層發(fā)生一定程度的變質(zhì)作用,加之研究區(qū)內(nèi)發(fā)育大量的繼承性斷裂,使得潛山油氣藏的成藏特征難以把握。綜合分析貝爾凹陷潛山的成藏要素,認為潛山的生油蓋層、斷層和裂縫、生烴凹陷及源巖斷裂分別對潛山油氣藏的形成、油氣輸導、儲集、空間分布以及成藏模式都具有重要的影響,是不可忽視的主控因素。一、沉積體系的性質(zhì)眾所周知,蓋層作為油氣藏的重要組成部分,不僅控制著油氣藏富集的數(shù)量,而且控制著油氣在空間上的分布。由于貝爾凹陷上侏羅統(tǒng)布達特群潛山作為整個盆地的基底,其形成時代較老,上覆各套地層沉積發(fā)育的面積大小不均,程度好壞不一,在長期的地質(zhì)歷史時期中經(jīng)過不斷的變質(zhì)膠結、風化剝蝕等地質(zhì)作用,使得其上覆各套蓋層對油氣的保存能力存在明顯的差別,它將直接影響到潛山油氣藏的形成及具體的聚集部位。1.上覆地層格架貝爾凹陷布達特群潛山形成于中上侏羅統(tǒng),屬于典型的古潛山類型,在整個凹陷區(qū)的各二級構造帶上均有發(fā)育,但由于古潛山在構造變動中受早期張裂、中期張扭和晚期坳陷、反轉等地質(zhì)因素的不斷作用,使其上覆地層在各不同地質(zhì)歷史時期遭受到了不同程度的風化、剝蝕,最終形成了5個層位的泥巖層,在不同程度上成為布達特群潛山蓋層的格局(圖1),包括上侏羅統(tǒng)興安嶺群—下白堊統(tǒng)銅缽廟組、下白堊統(tǒng)的南屯組一、二段、大磨拐河組一、二段等5個層位。從它們的發(fā)育程度、分布狀況和覆蓋連續(xù)性等角度分析,在貝爾凹陷潛山上覆泥巖蓋層中,以興安嶺群—銅缽廟組最為發(fā)育,其次是南屯組,最差的是大磨拐河組泥巖蓋層。2.中等封蓋區(qū)封蓋區(qū)和差封蓋區(qū)封蓋區(qū)根據(jù)對蓋層封閉能力的研究,在全面總結前人成果的基礎上,綜合評價得到了貝爾凹陷潛山蓋層封閉能力的評價等級(圖1)。研究區(qū)內(nèi)潛山蓋層以中等—差等級封蓋為主,中等封蓋區(qū)主要分布在敖瑙海洼槽、布勒洪布斯斷隆構造帶、希勒敖包洼槽的大部分地區(qū),以及蘇德爾特潛山構造上的局部地區(qū),霍多莫爾背斜構造帶及其北部地區(qū);而凹陷東、西、南部則主要是差封蓋區(qū)。通過地球化學樣品測試發(fā)現(xiàn),下白堊統(tǒng)南屯組泥巖層在作為潛山有效區(qū)域性蓋層的同時,也成為了有效的區(qū)域性生烴層系,其生烴能力明顯強于其他層位,生成的高濃度烴類聚集在泥質(zhì)巖層系當中,形成了較高強度的烴類抑制封閉作用,并相應提高了其作為蓋層的封閉油氣能力。3.不同層位的影響從目前的油氣勘探現(xiàn)狀來看,已有的工業(yè)油流井基本上都分布在中等封蓋層分布的區(qū)域,而且以封蓋能力最好的南屯組泥巖為主,其他層位對潛山油氣的成藏無明顯的積極作用。這主要是因為生油蓋層如果直接披覆潛山,其良好的細粒巖性、較大厚度和穩(wěn)定的連續(xù)性對于及時遮擋和封蓋生油凹陷向外排替的油氣具有很好的及時性和穩(wěn)定性,尤其是生油蓋層產(chǎn)生的烴類抑制封閉作用,對于潛山油氣的逸散具有很強的阻止能力。這些都說明上覆蓋層的質(zhì)量對于潛山油氣成藏的影響十分明顯。二、含礦地層壓縮綜合分析認為,研究區(qū)內(nèi)斷層和裂縫是油氣主要運移通道和儲集空間。根據(jù)已有的鉆井資料,目前獲得的工業(yè)油流井、低產(chǎn)井和油氣顯示井基本上都分布在貝西洼槽邊部的蘇德爾特潛山構造帶上,同時由圖2看到,這個位置同時也處在較大規(guī)模的具有繼承性的斷層邊部。烴源巖在潛山上覆的興安嶺群—銅缽廟組、南屯組成熟后開始向外排出,由于研究區(qū)布達特群潛山為一套雜色砂礫巖、蝕變火山巖,致密而堅硬,自生孔隙因較強的成巖及變質(zhì)、膠結作用已不具備輸導能力。正是這些較為密集且具有繼承性的斷層,深入多套不同的源巖層,如南屯組,使得大量油氣沿其向潛山匯聚。因此,這些斷層和裂縫成為溝通源巖與潛山儲集層之間的輸導運移通道,使得油氣能夠匯集在貝西洼槽邊部斷裂處潛山內(nèi)部的伴生裂縫和孔洞中聚集成藏,目前發(fā)現(xiàn)的油氣顯示基本上都分布于潛山頂部風化殼至潛山內(nèi)部215m的深度范圍內(nèi)。由于這個深度正是淋濾、風化作用所能波及的范圍,所以更加增加了次生溶蝕孔洞、裂縫作為油氣儲集空間的有效性。三、油氣運移的作用由于貝爾凹陷布達特群潛山儲集空間與源巖之間的運移輸導通道以穿層斷裂和層內(nèi)裂縫為主,輔以不整合面的輸導,常見的砂體輸導所起的作用很小。同時,由于布達特群潛山經(jīng)過后期多次構造運動和風化剝蝕形成了大量、豐富的后生裂縫,是一套以裂隙和孔洞為特征的雙介質(zhì)儲層(圖3)。因此,油氣的運移距離并不會很遠,只是沿短距離側向運移至附近的古潛山聚集成藏?，F(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的油氣顯示井主要分布在以南屯組泥巖為主的蘇德爾特構造帶中部生烴洼槽區(qū)域或附近(圖1),說明潛山生烴凹陷的位置直接對油氣的空間分布起到明顯的控制作用。四、油氣聚集與分布斷裂之間的關系所謂源巖斷裂,是指那些溝通了源巖和儲集層,但并不切穿上覆蓋層的較大規(guī)模斷裂。大量研究表明,油氣聚集與分布與這種斷裂存在著密切關系,斷裂在油氣運移聚集過程中的通道作用與封堵作用的時空演變決定著最終能否形成油氣藏。貝爾凹陷布達特群潛山由于受后期構造變動的長期影響,使得其內(nèi)部斷裂開啟與封閉狀態(tài)頻繁交替,導致了不同時期對潛山油氣藏的形成也具有不盡相同的影響。1.潛山油氣成藏模式貝爾凹陷布達特群潛山上覆蓋層內(nèi)的斷裂較多,根據(jù)對已有地震資料的分析研究,大部分斷層為正斷層,并具有明顯的同沉積現(xiàn)象。其中以中部地區(qū)的貝西洼槽和霍多莫爾背斜構造帶上最多,在整個區(qū)域上呈現(xiàn)出東多西少的格局。多數(shù)斷層的走向呈北東和北東東向(圖2),與各二級構造帶的發(fā)育伸展方向基本一致,說明區(qū)域內(nèi)主要斷層的形成多與各相應的二級構造帶基本上受同一構造應力作用(主要是受到貝西洼槽的控制),它們的形成時間應當大致相當。斷距一般在10~100m,延伸距離較短,一般小于7.0km。此外,雖然研究區(qū)內(nèi)的斷層數(shù)量較多,看上去凌亂無序,但具有長期發(fā)育的繼承性斷層數(shù)量較多(圖2),而且具有一定的方向性,這為潛山油氣藏的形成提供了良好的油源條件保證。目前其附近發(fā)現(xiàn)的多口高產(chǎn)工業(yè)油氣流井都充分說明了繼承性斷裂的發(fā)育對油氣運聚成藏起到了重要的控制作用。2.斷裂帶中泥質(zhì)含量的估算大量研究結果表明,斷裂在垂向能否對油氣形成封閉,關鍵取決于斷裂帶是否為泥質(zhì)填充及其內(nèi)泥質(zhì)成分能否發(fā)生塑性流動堵塞斷裂緊閉后所遺留下來的滲濾空間。筆者在此根據(jù)斷裂斷距、斷移地層巖性、厚度等資料來估算了斷裂帶中的泥質(zhì)含量,進而便可以得到利用斷層面壓力和斷裂帶中泥質(zhì)含量判斷斷裂垂向封閉性。對布達特群潛山上覆蓋層垂向封閉性評價的結果表明(圖2),貝爾凹陷布達特群潛山上覆蓋層中斷層垂向封閉性相對較好,均在較好—好等級,斷層垂向封閉性好等級評價區(qū)主要分布在霍多莫爾背斜構造帶及其以北地區(qū),凹陷東部邊界、凹陷西部邊界及南部德8井附近,凹陷中部的大部分地區(qū)皆為斷層垂向封閉性較好的評價區(qū)。3.油氣成藏模式結合貝爾凹陷的構造發(fā)育史和沉積埋藏史,發(fā)現(xiàn)貝爾凹陷的主力烴源巖南屯組泥質(zhì)巖在伊敏組的沉積末期開始發(fā)生大量的生排烴作用,而該區(qū)此時除先前形成的早期斷裂外,在南屯組沉積時期還形成了大量的源巖斷裂,這些斷裂隨潛山一同接受沉積埋藏至伊敏組沉積末期后重新開啟(圖4),為此時南屯組生成排出油氣的運移提供了極為重要的輸導通道,而且其開啟時形成的大量的伴生裂縫為油氣的儲集奠定了良好的儲集空間。從圖4中可見,早期的斷裂及源巖斷裂在伊敏組沉積以前呈開啟狀態(tài),不具有封油氣能力,此時烴源巖并沒有生成大量的油氣,因此這時的斷裂對油氣的聚集成藏并沒有實際的影響力;從伊敏組沉積開始到中期,斷裂系統(tǒng)處于封閉狀態(tài),由于此時烴源巖的生油氣量很少,還不足以影響到后期的油氣成藏;但當潛山發(fā)展到伊敏組沉積末期時,隨著斷層壓力的不斷增大,斷裂系統(tǒng)本應繼續(xù)保持封閉狀態(tài),可是由于在伊敏組沉積末期發(fā)生強烈的構造運動,使得大量斷裂重新活動以致開啟,并處于活躍期,而此時恰逢南屯組生油氣高峰期的到來,其生成的大量油氣恰好可沿著這些開啟的源巖斷裂運移至古潛山中,在大量的伴生裂縫和次生孔洞中聚集成藏。五、斷層不完整聚酯纖維貝爾凹陷布達特群潛山在以中等泥巖蓋層為封蓋層的條件下,北東東和北東向出現(xiàn)的繼承性的源巖斷裂對油氣的輸導起到了至關重要的作用。多套源巖生成的大量油氣在與之同期配套形成的源巖斷裂的輸導下,在生烴洼槽及其附近區(qū)域布達特群潛山內(nèi)