王運增

(中國石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163618)

0 引 言

敖古拉斷裂位于松遼盆地西部，是一條北東向展布的正斷裂，其附近的薩葡高油層(薩爾圖姚二、三段—嫩一段油層，葡萄花姚一段油層和高臺子青二、三段油層)已發(fā)現(xiàn)了大量的油氣。但不同部位油氣分布特征明顯不同，除了受到不同部位圈閉及砂體發(fā)育程度不同的影響外，敖古拉斷裂不同時期輸導(dǎo)油氣有利部位起到了非常重要的作用，因此，能否準(zhǔn)確預(yù)測敖古拉斷裂在薩葡高油層內(nèi)不同時期輸導(dǎo)油氣有利部位，對于正確認(rèn)識油氣分布規(guī)律及指導(dǎo)油氣勘探均具有重要意義。前人關(guān)于斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位的研究主要分為以下3個方面：①根據(jù)斷蓋配置是否封閉，研究斷裂輸導(dǎo)油氣條件[1-4]，認(rèn)為斷蓋配置不封閉，斷裂才能向上輸導(dǎo)油氣，否則斷裂不能繼續(xù)輸導(dǎo)油氣；②根據(jù)斷蓋配置不封閉區(qū)分布和輸導(dǎo)斷裂分布，研究斷裂輸導(dǎo)油氣分布區(qū)[5-7]，認(rèn)為斷蓋配置不封閉區(qū)內(nèi)的輸導(dǎo)斷裂分布區(qū)才是斷裂向上輸導(dǎo)油氣分布區(qū)；③根據(jù)輸導(dǎo)斷裂凸面脊分布和斷蓋配置不封閉區(qū)，研究斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位[8-9]，認(rèn)為斷蓋配置不封閉區(qū)內(nèi)的輸導(dǎo)斷裂凸面脊發(fā)育部位應(yīng)是斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位。上述研究成果對正確認(rèn)識含油氣盆地下生上儲式斷裂附近油氣分布規(guī)律和指導(dǎo)油氣勘探起到了非常重要的作用。然而，前人對斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位的研究并不全面，只考慮了斷裂停止活動后凸面脊輸導(dǎo)油氣作用，沒有考慮活動時期伴生裂縫輸導(dǎo)油氣作用，難以準(zhǔn)確反映地下斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位，給油氣勘探帶來了一定風(fēng)險。因此，該文開展敖古拉斷裂在薩葡高油層內(nèi)不同時期輸導(dǎo)油氣有利部位與油氣聚集關(guān)系研究，正確認(rèn)識其附近薩葡高油層油氣分布規(guī)律并指導(dǎo)油氣勘探。

1 斷裂發(fā)育及其與油氣側(cè)向運移關(guān)系

由三維地震資料解釋成果可知，敖古拉斷裂平面延伸長度約為26.6 km(圖1)，斷距為10～80 m，由下至上斷距逐漸變小，傾角變化不大，為31～33 °。敖古拉斷裂從下伏基底一直向上斷至古近系地層中，是一條長期繼承性發(fā)育的斷裂。

圖1 敖古拉斷裂發(fā)育特征及油氣分布關(guān)系

由于敖古拉斷裂位于東側(cè)齊家-古龍凹陷青一段烴源巖區(qū)之外，不能直接將下伏青一段烴源巖生成的油氣向上輸導(dǎo)運移。但可以對東側(cè)齊家-古龍凹陷青一段烴源巖生成的油氣進(jìn)入到薩葡高油層后向西部側(cè)向運移起到輸導(dǎo)作用[10-12](圖2)。由圖2可知：東側(cè)齊家-古龍凹陷青一段烴源巖生成的油氣通過薩葡高油層砂體向西部側(cè)向運移的過程中，必然要遇到敖古拉斷裂，只有敖古拉斷裂北部油氣可以通過轉(zhuǎn)換帶穿過敖古拉斷裂繼續(xù)向西北方向側(cè)向運移，而大部分敖古拉斷裂因西側(cè)為高勢區(qū)，油氣無法穿過敖古拉斷裂繼續(xù)側(cè)向運移，因而在敖古拉斷裂處停止側(cè)向運移。

圖2 敖古拉斷裂與東側(cè)齊家-古龍凹陷薩葡高油層油氣側(cè)向運移關(guān)系

由鉆井資料揭示，敖古拉斷裂錯斷了嫩二段泥巖蓋層和薩葡高油層內(nèi)10套泥巖隔層。由于嫩二段泥巖蓋層厚度大，雖被斷裂錯斷，但其上未見油氣顯示，說明嫩二段是封閉的。油氣無法穿過嫩二段泥巖蓋層沿敖古拉斷裂繼續(xù)向上運移，而薩葡高油層內(nèi)10套泥巖隔層由于厚度較小，被敖古拉斷裂錯斷后，斷接厚度(蓋層厚度減去斷距)小，甚至出現(xiàn)負(fù)值，均是不封閉的(圖3)。因此，油氣可沿敖古拉斷裂在薩葡高油層內(nèi)繼續(xù)向上運移。

圖3 敖古拉斷裂與10套泥巖隔層斷蓋配置斷接厚度分布特征

2 敖古拉斷裂不同時期輸導(dǎo)油氣有利部位及其分布特征

敖古拉斷裂活動于明水組沉積末期，此時為油氣成藏時期，可作為活動時期，研究其輸導(dǎo)油氣有利部位[10，12]。明水組沉積末期之后，敖古拉斷裂停止活動，可取其后的四方臺組沉積時期作為其停止活動時期，研究敖古拉斷裂輸導(dǎo)油氣有利部位。

2.1 伴生裂縫輸導(dǎo)油氣有利部位及其分布特征

斷裂活動時期由于伴生有大量裂縫的形成，這些伴生裂縫較圍巖地層具有相對更高的孔滲性，是斷裂活動期輸導(dǎo)油氣主要通道，也是斷裂活動時期輸導(dǎo)油氣有利部位。由于受目前研究手段的限制，難以直接確定斷裂伴生裂縫的發(fā)育部位，只能利用間接方法預(yù)測。具體方法是首先利用三維地震資料統(tǒng)計斷裂在目的層內(nèi)的斷距，采用最大斷距相減法[13]恢復(fù)其在活動期的古斷距，再除以斷裂活動時間，便可得到斷裂在活動時期的古活動速率，然后統(tǒng)計研究區(qū)已知井點處斷裂古活動速率及其附近油氣顯示特征，取油氣分布處的最小古活動速率；作為斷裂伴生裂縫發(fā)育所需的最小古活動速率，因為斷裂只有伴生裂縫發(fā)育，才能輸導(dǎo)油氣，使油氣聚集成藏，油氣鉆探才能發(fā)現(xiàn)油氣，否則無油氣發(fā)現(xiàn)；最后將斷裂古活動速率大于伴生裂縫發(fā)育所需的最小古活動速率的部位圈在一起，便可以得到斷裂伴生裂縫發(fā)育部位。

按照上述方法，可以得到敖古拉斷裂不同法線處嫩江組沉積末期古活動速率(圖4)。由圖4可知：敖古拉斷裂與嫩江組沉積末期的古活動速率中部最大，可達(dá)到30 m/Ma以上，其次是西部和東部古活動速率均大于20 m/Ma，最小為西部、東部、中部局部部位，古活動速率小于15 m/Ma。松遼盆地北部薩葡高油層斷裂伴生裂縫發(fā)育所需的最小古活動速率約為15 m/Ma，敖古拉斷裂伴生裂縫發(fā)育，除西部、東部端部和中部2處局部部位伴生裂縫不發(fā)育外，其余部位皆發(fā)育伴生裂縫，均可成為輸導(dǎo)油氣有利部位。

圖4 敖古拉斷裂伴生裂縫輸導(dǎo)油氣有利部位與油氣分布關(guān)系

2.2 凸面脊輸導(dǎo)油氣有利部位及其分布特征

斷裂停止活動后，在上覆沉積載荷、區(qū)域活動和地下水所攜帶礦物質(zhì)沉淀等作用下伴生裂縫緊閉愈合失去輸導(dǎo)油氣能力，不再是輸導(dǎo)油氣有利部位，但在斷裂未封閉前斷裂填充物尚未完全壓實成巖，仍具一定孔滲性和可輸導(dǎo)性，可成為輸導(dǎo)油氣有利部位。該文利用三維地震資料追索斷裂斷層面空間分布，由地層古埋深恢復(fù)方法[14]恢復(fù)其停止活動后的古埋深，由式(1)計算斷裂斷層面古油氣勢能值，由其古油氣勢能值線法線匯聚線，便可以得到斷裂凸面脊發(fā)育部位。利用該方法得到敖古拉斷裂古四方臺組沉積時期古油氣勢能等值線法線匯聚線(凸面脊)(圖5)。由圖5中可知，敖古拉斷裂發(fā)育7處凸面脊，其中，中部發(fā)育3處凸面脊，中西部發(fā)育3處凸面脊，東部僅發(fā)育1處凸面脊，可成為輸導(dǎo)油氣有利部位。

圖5 敖古拉斷裂凸面脊輸導(dǎo)油氣有利部位與油氣分布關(guān)系

(1)

式中：ΦH為古油氣勢能值，kJ；Z為古埋深，m；p為流體壓力，MPa；g為重力加速度，m/s2；ρH為油氣密度，g/cm3。

3 不同時期輸導(dǎo)油氣有利部位與油氣聚集關(guān)系

3.1 薩爾圖油層油氣最為富集

敖古拉斷裂附近以薩爾圖油層油氣最富集，其次為高臺子組油層，最少為葡萄花油層。這是由于敖古拉斷裂在活動時期(嫩江組沉積末期)伴生裂縫較為發(fā)育(圖4)，可成為輸導(dǎo)油氣有利部位，有利于下伏高臺子油層和葡萄花油層中的油氣在斷裂活動時期向上覆薩爾圖油層輸導(dǎo)運移；斷裂停止活動后(四方臺組沉積時期)，其凸面脊較為發(fā)育(圖5)，也可成為輸導(dǎo)油氣有利部位，有利于下伏高臺子油層和葡萄花油層中的油氣在斷裂活動停止活動后向上覆薩爾圖油層輸導(dǎo)運移。而薩爾圖油層頂部為嫩二段區(qū)域性封閉蓋層，被斷裂輸導(dǎo)運移上來的油氣不能穿過嫩二段區(qū)域性封閉蓋層繼續(xù)向上運移，只能在薩爾圖油層中聚集，使薩爾圖油層內(nèi)的油氣最為富集。而下部高臺子油層(圖3)，由于其斷蓋配置斷接厚度比葡萄花油層斷蓋配置斷接厚度相對較大，因此，油氣保存條件相對較好，漏失的油氣相對較少，油氣聚集數(shù)量明顯多于中部葡萄花油層油氣聚集數(shù)量(圖4、5)。

3.2 伴生裂縫輸導(dǎo)對油氣成藏貢獻(xiàn)較大

敖古拉斷裂附近薩葡高油層油氣平面分布與活動時期伴生裂縫輸導(dǎo)油氣有利部位關(guān)系要好于薩葡高油層油氣分布與停止活動后凸面脊輸導(dǎo)油氣有利部位之間關(guān)系，主要表現(xiàn)在敖古拉東、西部和中部局部，薩葡高油層的油氣相對富集，但凸面脊輸導(dǎo)油氣有利部位不發(fā)育(圖5)，而伴生裂縫輸導(dǎo)油氣有利部位較為發(fā)育(圖4)。表明活動時期伴生裂縫對薩葡高油層油氣輸導(dǎo)油氣能力對成藏貢獻(xiàn)要大于停止活動后凸面脊輸導(dǎo)油氣有利部位對薩葡高油層油氣輸導(dǎo)油氣能力。

4 結(jié) 論

(1) 敖古拉斷裂在薩葡高油層內(nèi)除了東、西部和中部2處局部部位外，其余部位皆發(fā)育伴生裂縫輸導(dǎo)油氣有利部位。

(2) 敖古拉斷裂在薩葡高油層內(nèi)發(fā)育7處凸面脊輸導(dǎo)油氣有利部位，中部和中西部各發(fā)育3處凸面脊輸導(dǎo)油氣有利部位，東部僅發(fā)育1處凸面脊輸導(dǎo)油氣有利部位。

(3) 敖古拉斷裂不同時期輸導(dǎo)油氣有利部位與薩葡高油層油氣聚集關(guān)系主要表現(xiàn)為伴生裂縫和凸面脊共同輸導(dǎo)使薩爾圖油層油氣最為富集，伴生裂縫輸導(dǎo)對油氣成藏貢獻(xiàn)大于凸面脊輸導(dǎo)對油氣成藏貢獻(xiàn)。