肖陽，樓仁興，王立賢，董清水，4，劉長利，朱瑩

1.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，長春 130061；2.吉林大學(xué) 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，長春 130022；3.中國石油吉林油田分公司 勘探部，吉林 松原 138000；4.吉林大學(xué) 吉林省油頁巖與共生能源礦產(chǎn)重點實驗室，長春 130061

0 引言

增盛斷陷地處吉林省北部扶余市境內(nèi)的松遼盆地深部層系，其西部以扶新凸起與孤店斷陷分隔，南部以登婁庫凸起與王府?dāng)嘞莘指?，東部以長春嶺凸起與三岔河斷陷分隔(圖1)，北部被大三井字凸起分隔與黑龍江省大慶油田徐家圍子斷陷相鄰，是以東斷為主、多邊發(fā)育次級同沉積斷裂的不規(guī)則斷陷盆地。目前，增盛斷陷勘探程度低，東部深凹帶僅有1口探井和174 km2的三維地震覆蓋，西北邊緣有5口探井，其他區(qū)帶只有20世紀(jì)80年代1×2 km或2×4 km的二維地震勘探，一直未有油氣發(fā)現(xiàn)。

圖1 增盛斷陷區(qū)域構(gòu)造位置圖[1]Fig.1 Regional tectonic location of Zengsheng fault depression

鑒于近年增盛斷陷相鄰的王府、孤店、德惠等斷陷相繼發(fā)現(xiàn)了的大量油氣資源[1]，而增盛斷陷卻未實現(xiàn)油氣勘探突破的現(xiàn)狀，筆者對增盛斷陷開展的前期研究工作發(fā)現(xiàn)，增盛斷陷與鄰區(qū)王府、孤店、德惠等斷陷是早白堊世在同一構(gòu)造應(yīng)力機(jī)制下形成的產(chǎn)物[2-4]，有相似的構(gòu)造格架、沉積演化和生儲蓋組合等特征，在理論上也具有一定的油氣勘探前景。但增盛斷陷僅在斷陷深凹帶和邊緣區(qū)有鉆探工程實施，而在與類似王府?dāng)嘞莺凸碌陻嘞莅l(fā)現(xiàn)大量油氣資源的斜坡帶卻沒有鉆探工程部署。因此，增盛斷陷仍然具有進(jìn)一步的勘探前景。為此，希望通過本文的探討，為本區(qū)乃至類似區(qū)的油氣勘探提供借鑒。

1 地質(zhì)概況

增盛斷陷面積約1 300 km2，斷陷層最大厚度2 573 m，基底巖性以上古生界千枚巖為主，基底最大埋深6 600 m。斷陷整體為一北東向的東斷西超復(fù)雜半地塹，斷陷東南的F1斷層為主要控陷斷層，并與次級斷層F2等斷層共同形成了增盛斷陷的控盆斷裂帶(圖2)。此外，斷陷的東北部和北部還分別發(fā)育有F3、F4兩條次級同沉積斷層，其共同圍陷構(gòu)成了增盛斷陷以東斷為主的不規(guī)則多邊形態(tài)(圖3)，并在斷陷東北部和西南部分別形成了兩個次級洼槽；而斷陷西北部總體為斜坡帶，但在其中部和西北部分別發(fā)育了低幅的次級鼻凸構(gòu)造(圖4)。

圖2 增盛斷陷FDY00-602-5測線地震地層構(gòu)造格架圖Fig.2 Structural framework diagram through line No. FDY00-602-5 of Zengsheng fault depression

圖3 增盛斷陷基底構(gòu)造圖Fig.3 Basal structure of Zengsheng fault depression

圖4 增盛斷陷地層厚度分布圖Fig.4 Formation thickness of Zengsheng fault depression

斷陷內(nèi)自下而上發(fā)育了火石嶺組、沙河子組和營城組。其中，火石嶺組在斷陷西北邊緣的ZC47、ZC49、ZC51、ZC56等井均有揭示，最大可達(dá)1 600 m，其下部主要為紫色或綠灰色安山巖、粗面巖、安山質(zhì)火山角礫巖及綠灰色或灰色礫巖，夾薄層灰色、灰黑色、黑色泥巖和灰色粉砂質(zhì)泥巖；中部為灰色、深灰色砂礫巖、礫巖、安山質(zhì)火山角礫巖及厚層黑色、灰黑色泥巖。上部為綠灰色、灰紫色安山巖及灰色凝灰質(zhì)砂礫巖、深灰色砂礫巖。本區(qū)的沙河子組只有ZS1井鉆遇(圖5)，揭示厚度432 m。與鄰區(qū)揭示沙河子組較全的王府?dāng)嘞莸貙訉Ρ缺砻?，ZS1井只揭示了沙河子組的中上部。所以，綜合地震解釋與ZS1井所揭示的沙河子組地層特征，并類比王府?dāng)嘞萆澈幼咏M巖性組合面貌，推斷增盛斷陷沙河子組地層厚度最大可達(dá)1 300 m，其下部主要應(yīng)為細(xì)碎屑沉積和煤層；中部以灰色含礫細(xì)砂巖、砂礫巖、礫巖為主，部分層段發(fā)育厚層灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖；上部主要為厚層黑色、灰黑色泥巖與灰色砂巖、礫巖互層。本區(qū)營城組最大厚度可達(dá)800 m，據(jù)巖性可以分為二段，下段在斷陷中部主要為灰色粉砂巖與凝灰質(zhì)泥巖互層，夾薄層黑色泥巖和灰色砂巖、砂礫巖，向斷陷邊緣過渡為灰色、綠灰色砂礫巖、礫巖；上段在斷陷中部以厚層灰色粉砂巖為主，下部發(fā)育灰色砂巖、礫巖，頂部發(fā)育灰色泥巖，向斷陷邊緣過渡為灰色、綠灰色、雜色礫巖和黑色炭質(zhì)泥巖。

圖5 ZS1井綜合分析柱狀圖Fig.5 Comprehensive analysis histogram of ZS 1

2 沉積特征

綜合單井相、地震相并類比鄰區(qū)王府?dāng)嘞莸某练e特征分析表明，增盛斷陷主要發(fā)育有火山巖相的溢流亞相、爆發(fā)亞相，扇三角洲相的平原亞相、前緣亞相，湖底扇相的內(nèi)扇亞相、中扇亞相，湖泊相的濱淺湖亞相和半深湖亞相[5]。其中，火石嶺組形成時期，全區(qū)火山巖發(fā)育，中部地區(qū)分布了大面積的溢流亞相，全區(qū)大面積廣布了爆發(fā)亞相；僅在斷陷東部的ZC65井區(qū)和西北部的ZC47～ZC49井區(qū)發(fā)育小范圍的濱淺湖和湖沼相沉積。

沙河子組沉積期，全區(qū)碎屑巖沉積發(fā)育，地層分布受斷裂控制明顯。斷陷東部為主要物源區(qū)，向中部延伸依次發(fā)育扇三角洲平原、前緣、湖底扇的內(nèi)扇、中扇及半深湖沉積；斷陷西部及西北部發(fā)育小規(guī)模扇三角洲沉積；斷陷中部為半深湖沉積亞相，周緣為濱淺湖沉積。斷陷整體構(gòu)成了以東部物源供給為主、西部物源供給為輔的扇三角洲-半深湖-湖底扇沉積體系(圖6)。

營城組沉積時期，湖盆范圍擴(kuò)展，但水體變淺，并伴隨小規(guī)模的火山活動[6]。此時西部成為了主要物源供給區(qū)，在斷陷西部形成了大面積的扇三角洲平原及扇三角洲前緣亞相；斷陷東部為次要物源供給區(qū)，東部邊緣以濱淺湖亞相為主，但在東部斷階帶發(fā)育了一定規(guī)模的湖底扇沉積；而盆地中部主要為淺湖沉積。斷陷整體構(gòu)成了以西部物源供給為主的扇三角洲-淺湖-湖底扇沉積體系。

3 油氣地質(zhì)條件

3.1 烴源巖特征

綜合鉆井與沉積相分析可知，增盛斷陷暗色泥巖主要發(fā)育在沙河子組及營城組時期，火石嶺組暗色泥巖發(fā)育有限，根據(jù)中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T5735-1995)分別對各組烴源巖特征進(jìn)行了分析評價。其中，火石嶺組暗色泥巖主要為湖沼相黑色泥巖和碳質(zhì)泥巖，主要發(fā)育在斷陷東部的ZC65井區(qū)和西北部的ZC47～ZC49井區(qū)，累厚可達(dá)120 m，但范圍較小。據(jù)ZC49井火石嶺組暗色泥巖的有機(jī)碳平均含量為1.41%，平均生烴潛量(S1+S2)為0.48 mg/g，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型。總體上，火石嶺組烴源巖類型為較差。

沙河子組暗色泥巖主要位于斷陷中部，最大厚度可達(dá)250 m。其ZS1井沙河子組暗色泥巖有機(jī)碳平均含量為1.32%，氯仿瀝青“A” 平均為0.044%，生烴潛量(S1+S2)平均為1.56 mg/g；有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主，部分為Ⅱ2型；鏡質(zhì)體反射率(Ro)值在1.7%～2.4%，處于高成熟-過成熟階段?？傮w上，沙河子組烴源巖類型為較好。

營城組暗色泥巖分布范圍較大，但厚度有所減少，厚度高值區(qū)位于斷陷中部，最大厚度可達(dá)170 m。其ZS1井營城組暗色泥巖有機(jī)碳平均含量為0.88%，氯仿瀝青“A” 平均為0.105 %，生烴潛量(S1+S2)平均為1.01 mg/g；有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型；鏡質(zhì)體反射率值(Ro)1.45%～1.57%，處于高成熟階段?？傮w上，營城組烴源巖類型屬于較差。

綜上，增盛斷陷沙河子組暗色泥巖是中等氣源巖，是本區(qū)的主力烴源巖；火石嶺組與營城組暗色泥巖生烴潛力較差，是次要氣源巖。

3.2 儲集層特征

增盛斷陷內(nèi)的儲集層依據(jù)巖性可劃分為碎屑巖儲集層和火山巖儲集層。其中，火山巖儲集層主要分布于火石嶺組，厚度可達(dá)400 m，但目前沒有物性測試數(shù)據(jù)。碎屑巖儲集層主要分布于沙河子組和營城組。

其中，沙河子組碎屑巖儲集層主要富集于斷陷東部，累計厚度達(dá)300 m，砂地比值為47.29%；此外，在斷陷西北和西南部邊緣各有一相對高值區(qū)，最大砂體厚度約200 m。物性測試表明，沙河子組砂巖孔隙度(Φ)平均值為2.2 %，滲透率(K)平均值為1.4×10-3μm2，按含氣儲層的評價標(biāo)準(zhǔn)屬于特低孔隙度、低滲透率儲集層。

營城組碎屑巖儲集層主要富集在斷陷西部邊緣和東部斷階帶。其中，西部邊緣ZC51井砂巖厚度248.6 m，砂地比高達(dá)96.88%；東部斷階帶ZS1井砂巖厚度505.67 m，砂地比74.47%。測試表明，營城組砂體孔隙度(Φ)分布在1.6%～4.7%，平均值為2.69%；滲透率分布在(0. 02～0.04)×10-3μm2，滲透率(K)平均值為0.03×10-3μm2。屬于特低孔隙度、特低滲透率儲集層。

4 油氣勘探前景

綜合增盛斷陷下白堊統(tǒng)火石嶺組、沙河子組及營城組烴源巖與儲集層發(fā)育特征可以得出，火石嶺組和營城組主要發(fā)育儲集層，而沙河子組不僅發(fā)育厚層半深湖相烴源巖，還發(fā)育一定規(guī)模的碎屑巖儲集層。其中，沙河子組內(nèi)烴源巖直接與其互層的湖底扇中扇砂體儲層以及與其橫向相變的扇三角洲砂體儲層共同構(gòu)成了自生自儲型生儲蓋組合。同時，沙河子組烴源巖又分別與其上覆的營城組儲集層及其下伏的火石嶺組儲集層構(gòu)成了下生上儲型和上生下儲型生儲蓋組合[7](圖5)，為增盛斷陷油氣成藏提供了較好的時空匹配關(guān)系。

特別是在斷陷盆地深凹帶與斜坡帶下端，沙河子組沉積期為半深湖相帶，發(fā)育物源來自于東南部斷裂控陷帶的湖底扇砂體(圖6)，該砂體的前端中扇部分具有一定的儲集性能，其周緣及前方皆為半深湖相泥巖封堵[8]。在后期盆地氧化過程中，隨著盆地中部下坳和盆地邊緣上隆，該湖底扇砂體的前端中扇部分被不斷抬升，最終形成了砂體上傾尖滅巖性圈閉(圖2)。在該區(qū)沙河子組半深湖相泥質(zhì)烴源巖的匹配下，形成了上傾尖滅巖性油氣藏的有利條件[9]。

與沙河子組類似，在營城組形成期，增盛斷陷的深凹帶與斜坡帶下端雖然發(fā)育淺湖沉積，但物源來自于東南部斷裂控陷帶的湖底扇砂體同樣可以形成被淺湖相泥質(zhì)沉積封堵的砂體上傾尖滅巖性圈閉。由于本區(qū)深凹帶斷層發(fā)育，在斷層對沙河子組烴源巖與營城組上傾尖滅砂體的溝通導(dǎo)運下[10,11]，營城組中的砂體上傾尖滅巖性圈閉也易于發(fā)生油氣聚集。

因此，綜合上述油氣成藏條件可以得出，增盛斷陷具有一定的油氣勘探前景，重點勘探層位是沙河子組，兼探層位是營城組，有利勘探目標(biāo)是斜坡帶下端的砂體上傾尖滅帶。

5 結(jié)論

(1)增盛斷陷火石嶺組時期以火山巖噴發(fā)作用為主，局部發(fā)育了濱淺湖和湖沼相沉積；沙河子組時期斷陷整體為以東部物源供給為主的扇三角洲-半深湖-湖底扇沉積體系；營城組沉積時期斷陷整體呈以西部物源供給為主的扇三角洲-淺湖-湖底扇沉積體系。

(2)增盛斷陷沙河子組暗色泥巖是中等氣源巖，是本區(qū)的主力烴源巖；沙河子組碎屑巖儲集層屬于特低孔隙度、低滲透率儲集層，營城組碎屑巖儲集層主要為特低孔隙度、特低滲透率儲集層。

(3)增盛斷陷形成了自生自儲型、下生上儲型和上生下儲型三類生儲蓋組合，具有一定的油氣勘探前景，重點勘探層位是沙河子組，兼探層位是營城組，有利勘探目標(biāo)是斜坡帶下端的砂體上傾尖滅帶。