付　廣，吳　偉

（東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江大慶163318）

專家論壇

烏爾遜—貝爾凹陷油氣成藏模式及其主控因素

付廣，吳偉

（東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江大慶163318）

在油氣藏類型及分布特征研究的基礎(chǔ)上，通過油氣分布與成藏條件空間配置關(guān)系分析，對(duì)烏爾遜—貝爾凹陷油氣成藏模式及其主控因素進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：烏爾遜—貝爾凹陷主要存在4種油氣成藏模式：①源內(nèi)斷層圈閉油氣成藏模式，主要分布于次凹南一段地層中，油氣成藏主控因素為南一段烴源巖內(nèi)發(fā)育扇三角洲前緣砂體；②源外側(cè)斷層圈閉油氣成藏模式，主要分布于斜坡帶上南屯組地層中，油氣成藏主控因素為發(fā)育連接斜坡帶上的斷層圈閉與次凹南一段烴源巖的砂體輸導(dǎo)體系；③源外側(cè)基巖裂縫圈閉油氣成藏模式，主要分布于與次凹南一段油源區(qū)側(cè)接的古潛山基巖中，油氣成藏主控因素為發(fā)育與次凹油源區(qū)側(cè)接的基巖潛山；④源上斷層圈閉油氣成藏模式，主要分布于次凹南一段油源區(qū)之上的大磨拐河組和部分南二段地層中，油氣成藏主控因素為次凹南一段油源區(qū)長(zhǎng)期發(fā)育與大磨拐河組及部分南二段地層連接的斷裂。

成藏模式；主控因素；源內(nèi)；源外；與源側(cè)接：源上；烏爾遜—貝爾凹陷

0　引言

烏爾遜—貝爾凹陷是海拉爾盆地油氣勘探程度相對(duì)較高的凹陷，位于盆地中部（圖1），烏爾遜凹陷位于貝爾凹陷的東北部，烏爾遜凹陷面積為2 240 km2，貝爾凹陷面積為3 010 km2。烏爾遜—貝爾凹陷自下而上發(fā)育上三疊統(tǒng)布達(dá)特群基巖，下白堊統(tǒng)銅缽廟組（K1t）、南屯組（K1n）、大磨拐河組（K1d）和伊敏組（K1y），上白堊統(tǒng)青元崗組（K2q），古近系呼查山組（E）和第四系（Q）［1］。油氣從基巖至大磨拐河組皆有分布，但主要分布于南屯組。截至目前，烏爾遜凹陷中已找到了蘇仁諾爾、烏東斜坡和巴彥塔拉3個(gè)油田，貝爾凹陷中已找到了貝中次凹、蘇德爾特、霍多莫爾和呼和諾仁4個(gè)油田（圖1），充分展示了它們具有較好的油氣勘探遠(yuǎn)景。然而，由于2個(gè)凹陷油氣分布不僅受烴源巖和儲(chǔ)集層位不同的影響，而且還受構(gòu)造部位和圈閉類型的控制，造成油氣成藏模式及分布特征在2個(gè)凹陷不同，且其油氣成藏的主控因素也不相同。能否正確認(rèn)識(shí)這一問題是該凹陷油氣勘探的關(guān)鍵。雖然前人曾對(duì)它們的油氣成藏模式及其主控因素進(jìn)行過大量研究和探討，取得的成果與認(rèn)識(shí)對(duì)指導(dǎo)2個(gè)凹陷油氣勘探起到了重要作用，但它們要么是從構(gòu)造和沉積入手總結(jié)某一層位或某一構(gòu)造部位油氣成藏模式及其主控因素［1-8］，要么是從烴源巖和斷裂入手研究2個(gè)凹陷某一層位或某一構(gòu)造部位油氣成藏模式及其主控因素［9-15］，缺少同時(shí)考慮2個(gè)凹陷所有層位和不同構(gòu)造部位油氣成藏模式及其主控因素的綜合研究，這無疑不利于2個(gè)凹陷油氣勘探的深入。因此，筆者采用分析油氣分布與其成藏條件之間空間配置關(guān)系的方法，對(duì)烏爾遜—貝爾凹陷油氣成藏模式及其主控因素進(jìn)行研究，對(duì)正確認(rèn)識(shí)其油氣分布規(guī)律和指導(dǎo)油氣勘探均具一定的意義。

圖1　烏爾遜—貝爾凹陷構(gòu)造單元及油氣分布Fig.1　The tectonic units and hydrocarbon distribution in Wuerxun-Beier Depression

1　油氣藏類型及分布特征

從烏爾遜—貝爾凹陷油氣鉆探結(jié)果可以看出（表1），油氣藏類型除基巖發(fā)育的風(fēng)化-裂縫型油氣藏和南屯組與大磨拐河組發(fā)育的少量巖性油氣藏外，其余油氣藏類型主要為斷塊油氣藏。雖然烏爾遜—貝爾凹陷在多個(gè)層系皆發(fā)現(xiàn)了油氣，但它們主要分布于南屯組，其次為基巖，大磨拐河組相對(duì)較少。南屯組除烏爾遜凹陷蘇仁諾爾油田南二段（K1n2）工業(yè)油氣流井?dāng)?shù)量多于南一段（K1n1）外，其余6個(gè)油田南一段工業(yè)油氣流井?dāng)?shù)量皆多于南二段。烏爾遜和貝爾凹陷油氣分布層位也不盡相同，2個(gè)凹陷除南屯組油氣均相對(duì)較多外，烏爾遜凹陷大磨拐河組工業(yè)油氣流井?dāng)?shù)量多于基巖（基巖尚未獲得工業(yè)油流井），而貝爾凹陷基巖工業(yè)油氣流井?dāng)?shù)量明顯多于大磨拐河組，尤其是蘇德爾特和貝中次凹油田更明顯。從平面分布上看，凹中隆油氣相對(duì)較多，如貝爾凹陷的蘇德爾特與貝中次凹油田和烏爾遜凹陷的蘇仁諾爾油田，所獲得的工業(yè)油氣流井?dāng)?shù)量相對(duì)較多，而斜坡區(qū)和次凹區(qū)均相對(duì)較少，如貝爾凹陷霍多莫爾與呼和諾仁油田和烏爾遜凹陷的烏東斜坡與巴彥塔拉油田。

表1　烏爾遜—貝爾凹陷不同油田工業(yè)油流井?dāng)?shù)量與層位分布關(guān)系Table1　Relationship between the number and layers of industrial oil wells in different oilfields of Wuerxun-Beier Depression　　　口

2　油氣成藏模式及其主控因素

油源對(duì)比結(jié)果表明［16］，烏爾遜—貝爾凹陷雖然油氣分布層位多，但油氣均來自南屯組南一段烴源巖。由于不同層位油氣聚集圈閉與南一段烴源巖之間空間位置關(guān)系不同，連接二者的油氣運(yùn)移輸導(dǎo)通道類型及特征也不一樣，從而造成烏爾遜—貝爾凹陷不同層位和不同構(gòu)造部位油氣成藏模式、分布特征及其主控因素存在差異。通過已發(fā)現(xiàn)油氣藏與南一段烴源巖之間空間位置關(guān)系及輸導(dǎo)通道類型的研究，可以總結(jié)出烏爾遜—貝爾凹陷油氣成藏存在4種模式。

2.1源內(nèi)斷層圈閉油氣成藏模式、分布特征及其主控因素

該油氣成藏模式指油氣聚集的圈閉為斷層圈閉，如斷塊、斷層遮擋和斷層-巖性圈閉，它們均位于南一段烴源巖內(nèi)，二者為同一層位。南一段烴源巖生成的油氣經(jīng)地層巖石孔隙或裂縫初次運(yùn)移便可進(jìn)入這些斷層圈閉中并聚集成藏［圖2（a）］。

該油氣成藏模式平面上主要發(fā)育于烏爾遜—貝爾凹陷南一段油源區(qū)，如貝爾凹陷霍多莫爾凸起北面貝北次凹南一段烴源巖內(nèi)發(fā)育的扇三角洲前緣砂體，有的呈透鏡狀，有的與早期斷裂形成斷層圈閉（圖3），這些斷層圈閉均分布于貝北次凹南一段烴源巖內(nèi)，南一段烴源巖生成的油氣通過地層孔隙或裂縫直接向這些圈閉中運(yùn)移和聚集［17］，形成油氣藏。此外，貝爾凹陷蘇德爾特與貝中次凹油田和烏爾遜凹陷的蘇仁諾爾油田及部分巴彥塔拉油田南一段油氣藏也均屬該種類型（表2）。

圖2　烏爾遜—貝爾凹陷油氣成藏模式示意圖Fig.2　Schematic diagram of oil-gas accumulation models in Wuerxun-Beier Depression

圖3　貝爾凹陷霍多莫爾油田南屯組油藏剖面Fig.3　Reservoir section of Nantun Formation in Huoduomoer in Beier Depression

由于該模式中油氣聚集圈閉位于烏爾遜—貝爾凹陷的次凹南一段油源區(qū)，具有“近水樓臺(tái)先得月”的優(yōu)勢(shì)，南一段烴源巖生成的油氣不需長(zhǎng)距離運(yùn)移，僅需通過地層巖石孔隙或裂縫便可運(yùn)移進(jìn)入其內(nèi)發(fā)育的斷層圈閉中聚集成藏。由此可以看出，該模式中油氣能否成藏的關(guān)鍵為與斷裂配合形成斷層圈閉的扇三角洲前緣砂體是否發(fā)育。如果次凹南一段烴源巖內(nèi)扇三角洲前緣砂體發(fā)育，便可與次凹內(nèi)早期發(fā)育的斷裂配合形成斷層圈閉，南一段烴源巖生成的油氣便可通過地層孔隙或裂縫進(jìn)入到這些斷層圈閉中聚集成藏；否則無油氣藏形成。如貝爾凹陷貝中次凹凹中隆上發(fā)育的多套扇三角洲前緣砂體與早期反向斷裂構(gòu)成了多套斷塊、斷層遮擋和斷層-巖性圈閉，其四周南一段烴源巖生成的油氣通過地層巖石孔隙或斷裂進(jìn)入這些斷層圈閉中聚集并形成了南一段油氣藏（圖4）。

表2　烏爾遜—貝爾凹陷油氣成藏模式、分布特征及其主控因素Table2　Models，distribution characteristics and main controlling factors of oil-gas accumulation in Wuerxun-Beier Depression

圖4　貝爾凹陷貝中次凹南屯組油藏剖面Fig.4　Reservoir section of Nantun Formation in Beizhong subsag of Beier Depression

2.2源外側(cè)斷層圈閉油氣成藏模式、分布特征及其主控因素

該油氣成藏模式指油氣聚集圈閉為斷層圈閉，如斷塊、斷層遮擋或斷層-巖性圈閉，但它們均位于南一段油源區(qū)之外的南一段內(nèi)或與南一段側(cè)接的南二段圈閉內(nèi)。南一段烴源巖生成的油氣經(jīng)砂體側(cè)向運(yùn)移進(jìn)入這些斷層圈閉中聚集成藏［參見圖2（b）］。

該油氣成藏模式主要發(fā)育于烏爾遜—貝爾凹陷的次凹兩側(cè)斜坡帶上，如烏爾遜凹陷的烏東斜坡上南屯組內(nèi)發(fā)育有多套扇三角洲前緣砂體。它們被一系列近平行的斷裂錯(cuò)開形成階梯狀分布的斷層圈閉，如圖5中烏31井、烏27井和烏28井南屯組油藏所示。西側(cè)烏南次凹中南一段烴源巖生成的油氣沿這些扇三角洲前緣砂體向?yàn)鯑|斜坡帶側(cè)向運(yùn)移，進(jìn)入這些斷層圈閉中聚集成藏。此外，貝爾凹陷呼和諾仁與部分霍多莫爾油田和烏爾遜凹陷部分巴彥塔拉油田南屯組油氣藏也均屬該種類型（參見表2）。

由于該模式中油氣聚集圈閉位于烏爾遜—貝爾凹陷的次凹南一段油源區(qū)之外的斜坡帶上，不管是位于陡坡帶上還是位于緩坡帶上，次凹中南一段烴源巖生成的油氣均須經(jīng)側(cè)向運(yùn)移方可到達(dá)斜坡帶上的斷層圈閉中聚集成藏。該模式油氣能否成藏主要取決于是否有砂體輸導(dǎo)通道將這些斷層圈閉與油源區(qū)南一段烴源巖連接，如果有砂體輸導(dǎo)通道連接，這些斷層圈閉便可有油氣聚集成藏，否則無油氣成藏。由此可看出，發(fā)育砂體輸導(dǎo)通道是該油氣成藏模式的主控因素。砂體能否成為油氣側(cè)向運(yùn)移的通道，主要取決于其橫向分布的連續(xù)性，而砂體橫向分布的連續(xù)性又受到地層砂地比大小的影響。當(dāng)砂地比為20%～25%時(shí)，砂體橫向分布基本連續(xù)，可作為油氣運(yùn)移的輸導(dǎo)通道［18］。由烏爾遜—貝爾凹陷油氣鉆探結(jié)果可知，其地層砂地比均大于30%，反映砂體橫向分布連續(xù)，可以成為油氣運(yùn)移的輸導(dǎo)通道。如烏爾遜凹陷的烏東斜坡帶，其南屯組發(fā)育大量扇三角洲前緣砂體，且被一組近于平行的斷裂錯(cuò)斷，呈階梯狀分布，輸導(dǎo)通道連接了烏東斜坡帶上的斷層圈閉與烏南次凹中的南一段烴源巖（參見圖3），烏東次凹中南一段烴源巖生成的油氣沿其內(nèi)部扇三角洲前緣砂體向斜坡帶呈階梯狀輸導(dǎo)運(yùn)移，并進(jìn)入這些斷層圈閉中聚集成藏（參見圖5）。

圖5　烏爾遜凹陷烏東斜坡南屯組油藏剖面Fig.5　Reservoir section of Nantun Formation in Wudong slope of Wuerxun Depression

2.3源外側(cè)基巖裂縫圈閉油氣成藏模式、分布特征及其主控因素

該油氣成藏模式指油氣聚集圈閉為基巖裂縫圈閉，它們均位于南一段油源區(qū)之外的古潛山基巖地層中，與南一段烴源巖并非同一地層。南一段烴源巖生成的油氣通過不整合面或長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂側(cè)向運(yùn)移至基巖裂縫圈閉中聚集成藏［參見圖2（c）］。該油氣成藏模式主要發(fā)育于烏爾遜—貝爾凹陷的凹中隆或次凹兩側(cè)斜坡的古潛山上，如貝爾凹陷霍多莫爾基巖潛山。其上發(fā)育風(fēng)化及裂縫圈閉，與貝西和貝北次凹側(cè)接，2個(gè)次凹中南一段烴源巖生成的油氣通過不整合面或長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂向霍多莫爾潛山發(fā)生側(cè)向運(yùn)移，進(jìn)入其頂部裂縫圈閉中聚集形成油氣藏（圖6）。此外，貝爾凹陷蘇德爾特與呼和諾仁油田基巖潛山油氣藏也均屬該種類型（參見表2）。

圖6　貝爾凹陷霍多莫爾油田大磨拐河組油藏剖面Fig.6　Reservoir section of Damoguaihe Formation in Huoduomoer Oilfield of Beier Depression

由于該模式中油氣聚集圈閉位于烏爾遜—貝爾凹陷南一段油源區(qū)之外的基巖潛山上，與南一段烴源巖為不同層位，南一段烴源巖生成的油氣只能通過不整合面或長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂側(cè)向運(yùn)移，才能進(jìn)入到基巖裂縫圈閉中聚集成藏。由此可以看出，該油氣成藏模式主要受與次凹南一段油源區(qū)側(cè)接的古潛山的控制。如果與次凹南一段油源區(qū)側(cè)接的古潛山發(fā)育，南一段烴源巖生成的油氣便可通過不整合面或長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂向與其側(cè)接的古潛山進(jìn)行側(cè)向運(yùn)移，進(jìn)入古潛山頂部基巖裂縫圈閉中聚集成藏，反之，則不能形成油氣藏。如貝爾凹陷霍多莫爾基巖古潛山與貝北次凹側(cè)接，貝北次凹油源區(qū)南一段烴源巖生成的油氣沿不整合面或長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂側(cè)向運(yùn)移至古潛山基巖裂縫圈閉中聚集成藏，形成了海參2井和霍3-3井基巖油氣藏（參見圖6）。

2.4源上斷層圈閉油氣成藏模式、分布特征及其主控因素

該油氣成藏模式指油氣聚集圈閉為斷層圈閉，如斷鼻、斷塊、斷層遮擋或斷層-巖性圈閉。研究區(qū)該類油氣藏均位于南一段油源區(qū)之上的反轉(zhuǎn)構(gòu)造上，與南一段烴源巖不是一個(gè)層位，為大磨拐河組和部分南二段地層（不與南一段烴源巖側(cè)接的南二段地層），南一段烴源巖生成的油氣通過長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂向上垂向運(yùn)移進(jìn)入這些斷層圈閉中聚集成藏［參見圖2（d）］。

該油氣成藏模式主要發(fā)育于烏爾遜—貝爾凹陷的次凹之上大磨拐河組地層中，如貝爾凹陷的霍多莫爾凸起大磨拐河組和部分南二段發(fā)育有辮狀河三角洲前緣砂體，在反轉(zhuǎn)構(gòu)造上被斷裂錯(cuò)斷形成了斷層圈閉，貝北次凹南一段烴源巖生成的油氣沿長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂向大磨拐河組和部分南二段地層運(yùn)移，進(jìn)入這些斷層圈閉中聚集成藏（參見圖6）。此外，貝爾凹陷蘇德爾特與呼和諾仁油田和烏爾遜凹陷蘇仁諾爾、烏東斜坡油田大磨拐河組和部分南二段油氣藏也均屬該種類型（參見表2）。

由于該油氣成藏模式的圈閉位于烏爾遜—貝爾凹陷的次凹南一段油源區(qū)之上，與下伏南一段烴源巖之間被多套泥巖層相隔，南一段烴源巖生成的油氣只能通過長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂才能運(yùn)移至上覆大磨拐河組和部分南二段斷層圈閉中聚集成藏［19］。由此可以看出，與次凹南一段油源區(qū)相溝通的長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂是該油氣成藏模式的主控因素，只有與長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂溝通的大磨拐河組和部分南二段斷層圈閉，才能從下伏南一段烴源巖獲得油氣并聚集成藏，否則大磨拐河組和部分南二段斷層圈閉油氣成藏條件再好，也無油氣成藏。如貝爾凹陷霍多莫爾斷鼻構(gòu)造帶大磨拐河組和部分南二段地層，由于受伊敏組沉積末期區(qū)域構(gòu)造反轉(zhuǎn)［12］的影響，形成局部反轉(zhuǎn)構(gòu)造，在其上發(fā)育有斷塊、斷層遮擋和斷層-巖性等圈閉（參見圖6）。雖然這些斷層圈閉遠(yuǎn)離下伏貝北次凹南一段烴源巖，但有長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂將二者連接，使貝北次凹中南一段烴源巖生成的油氣通過長(zhǎng)期發(fā)育的斷裂向上覆大磨拐河組和部分南二段斷層圈閉中運(yùn)聚成藏，如海參2井大磨拐河組和部分南二段油氣藏。

3　結(jié)論

（1）烏爾遜—貝爾凹陷油氣縱向上主要分布于南屯組，其次為基巖，大磨拐河組相對(duì)較少；平面上以凹中隆最多，斜坡和次凹區(qū)相對(duì)較少。

（2）烏爾遜—貝爾凹陷油氣成藏主要存在4種模式：①源內(nèi)斷層圈閉油氣成藏模式，主要分布于次凹南一段地層中；②源外側(cè)斷層圈閉油氣成藏模式，主要分布于斜坡帶上南屯組地層中；③源外側(cè)基巖裂縫圈閉油氣成藏模式，主要分布于與次凹南一段油源區(qū)側(cè)接的古潛山上的基巖中；④源上斷層圈閉油氣成藏模式，主要分布于次凹南一段油源區(qū)之上的大磨拐河組和部分南二段地層中。

（3）烏爾遜—貝爾凹陷油氣成藏模式不同，其油氣成藏的主控因素也不相同：①源內(nèi)斷層圈閉油氣成藏的主控因素為次凹南一段油源區(qū)發(fā)育扇三角洲前緣砂體；②源外側(cè)斷層圈閉油氣成藏的主控因素為發(fā)育連接斜坡帶上斷層圈閉與次凹南一段烴源巖的砂體輸導(dǎo)通道；③源外側(cè)基巖裂縫圈閉油氣成藏的主控因素為發(fā)育與次凹油源區(qū)側(cè)接的古潛山；④源上斷層圈閉油氣成藏的主控因素為次凹南一段油源區(qū)長(zhǎng)期發(fā)育與大磨拐河組和部分南二段地層連接的斷裂。

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（本文編輯：李在光）

Oil-gas accumulation models and their main controlling factors in Wuerxun-Beier Depression

FU Guang，WU Wei
（College of Earth Sciences，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，Heilongjiang，China）

Based on the research of reservoir types and their distribution characteristics，oil-gas accumulation models and their main controlling factors in Wuerxun-Beier Depression were studied by analyzing the space allocation relation between oil-gas distribution and their accumulation conditions.The result shows that there are four kinds of oil-gas accumulation models in Wuerxun-Beier Depression：①oil-gas accumulation model of fault trap in source area，mainly distributed in K1n1of subdepression，and the main controlling factor of oil-gas accumulation is the development of fan delta front sand bodies in K1n1of the source area in subdepression；②oil-gas accumulation model of fault trap out of source area，mainly distributed in K1n1of slope belt，and the main controlling factor of oil-gas accumulation is the development of sandstone pathway system connecting fault traps in slope belt and K1n1source area in subdepression；③oilgas accumulation model of bedrock cracks trap out of source area，mainly distributed in bedrock of paleo-buried hill flanking with K1n1oil sources，and the main controlling factor of oil-gas accumulation is the development of bedrock of buried hill flanking with subdepression；④oil-gas accumulation model of fault trap above source area，mainly distributed in K1d and part of K1n2above K1n1source area in subdepression，and the main controlling factor of oil-gas accumulation is the development of long-term development fault connecting fault traps in K1d and part of K1n2with underlying K1n1source areainsubdepression.

oil-gas accumulation models；main controlling factors；in source area；out of source area；above source area；Wuerxun-Beier Depression

TE122.1

A

1673-8926（2015）01-0014-07

2014-04-21；

2014-07-16

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“油源斷裂轉(zhuǎn)換帶優(yōu)勢(shì)輸導(dǎo)運(yùn)移油氣條件研究”（編號(hào)：41372153）資助

付廣（1962-），男，博士，教授，主要從事油氣藏形成與保存方面的教學(xué)與科研工作。地址：（163318）黑龍江省大慶市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)發(fā)展路199號(hào)東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院。電話：（0459）6504024。E-mail：fuguang2008@126.com。