半地堑式断陷盆地的油气成藏模式_以松辽盆地梨树断陷为例

第33卷 第1期2003年1月 吉林大学学报(地球科学版)JO URNAL O F JILIN UNIVERSI TY(EARTH SCIENCE EDITIO N) Vol.33 No.1Jan.2003
文章编号:16715888(2003)01004305
半地堑式断陷盆地的油气成藏模式
)))以松辽盆地梨树断陷为例
董清水1
,赵占银2
,刘招君1
,郭 巍1
,黄湘通
1
(1.吉林大学地球科学学院,吉林长春 130061; 2.中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083)
摘要:半地堑式断陷盆地是松辽盆地深部断陷的主要类型,是今后油气勘探重点。

以梨树断陷为例,根据半地堑式断陷盆地的构造和层序地层发育特点,针对此类盆地的生储盖组合规律,总结出该类盆地中主要存在有滚动背斜油气藏、断层油气藏、超覆型上倾尖灭岩性油气藏、相变型上倾尖灭岩性油气藏、透镜型岩性油气藏、潜山油气藏等6种类型;探讨了半地堑式断陷盆地的油气成藏模式。

关键词:半地堑;断陷盆地;油气;成藏模式中图分类号:P618.13 文献标识码:A
收稿日期:20020328
基金项目:中国石油天然气总公司/九五0重点攻关项目(97021023)
作者简介:董清水(1963副教授,博士生,主要从事沉积学与石油地质学的研究与教学1
随着勘探程度的深入,开拓新的油气勘探领域已迫在眉睫。

松辽盆地深部半地堑式断陷众多,是油气勘探的新领域。

梨树断陷作为松辽盆地深部最为典型的半地堑式盆地,资料丰富,油气显示好,并陆续发现了一些典型的油气藏,揭示了半地堑式断陷盆地的油气成藏规律。

1
半地堑式断陷盆地的构造和层序地层发育特点
梨树断陷是松辽盆地火石岭组至营城组断陷期
形成的众多孤立断陷盆地之一,位于松辽盆地东南隆起区之内。

断陷西侧的桑树台大断裂为犁式正断层控盆断裂,在紧邻控盆断裂的陡坡侧发育同沉积滚动背斜,在远离断裂的缓坡侧发育反向正断层,是一典型的西断东超的半地堑式断陷盆地。

盆内发育有上侏罗统的火石岭组和下白垩统的沙河子组、营城组地层(表1)。

应用层序地层理论,在梨树断陷识别出两个区域角度不整合面(T 5、T 4)和5个局部不整合面(SB 2-SB 6)(图1),据此自下而上可划分出6个三级层序
[1]。

其中,层序Ó、层序Ô、层序Õ及
层序Ö主要为(扇)三角洲)湖泊沉积体系,与油气成藏关系密切,是本文讨论的主要对象。

在层序Ó至层序Ö中,每个层序可进一步识别出低水位体系域(LST )、水进体系域(TST )、高水位体系域
表1梨树断陷层序地层分级
Table 1
The classified table of sequence stratigraphy in Lishu fault depression
(HST)及水退体系域(RST)4个四级层序地层单元。

其中,低水位体系域以小型(扇)三角洲和浅湖
图1梨树断陷LS 87585线叠偏地震剖面层序地层格架解释图
Fig.1 The interpretation of sequence stratigraphy frame-work for LS-87-585line in Lishu fault depression
沉积为主,准层序呈加积式(图2),地震剖面上可见小型前积反射结构。

在水进体系域中,盆地陡坡侧为小规模扇三角洲沉积,缓坡侧发育水进型三角洲复合体,测井曲线呈钟形组合式,地震剖面上为明显的退积反射结构;盆地中部为湖相泥岩,多发育水下重力流透镜体,地震剖面上表现为双向下超的丘形反射地震相(图1)。

在高水位体系域时,主要发育浅湖)半深湖相暗色泥岩,是凝缩层的主要形成期。

在水退体系域时,断陷盆地的陡坡为扇三角洲沉积,
缓坡发育三角洲相[2]
,测井曲线呈漏斗形组合式,地震剖面上可见大型前积反射结构。

各个体系域的特征典型,易于识别。

2半地堑式断陷盆地的生储盖组合规律
半地堑式断陷盆地中的高水位体系域和水进体系域,暗色泥岩发育,可成为良好的烃源岩。

例如,梨树断陷的高水位体系域中,暗色泥岩累厚可达150m 以上,有机碳质量分数平均在0.3208%~1.332%之间,最高可达3.12%;有机质类型主要为ÒA 和ÒB 型干酪根,部分为Ó型干酪根;据R o 值测试表明,本区断陷盆地的暗色泥岩已进入了生油气阶段,某些层位的氯仿沥青/A 0的质量分数和总烃
质量分数分别为0.0271%及0.0224%,属较好生油岩。

半地堑式断陷盆地中,不仅盆地边部砂体发育,而且水退体系域时,砂体可广布全区,成为良好的储集层。

例如,梨树断陷中的水退体系域,砂地比可达
80%以上,砂岩累厚可达200m 以上,单层砂体厚度
大,横向分布稳定。

储层物性测试数据表明,水退体
图2
梨树断陷四3井层序Õ发育特征
Fig.2 The sequence Õdeveloped character of SI 3well in Lishu fault depression basin
系域中的(扇)三角洲前缘砂体,其孔隙度平均可达
13.41%,渗透率可达20.44@10-3
L
m 2
;水退体系域中的(扇)三角洲平原砂体,其孔隙度一般为8%~12.7%,渗透率为(0.7~7.2)@10
-3
L m 2
;储层物性
综合评价为中等)较好[3]。

此外,半地堑式断陷盆
地中的低水位体系域也有一定的粗碎屑沉积,也可成为储集层。

半地堑式断陷盆地的暗色泥岩既是烃源岩又是
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良好的盖层。

例如,梨树断陷的暗色泥岩单层厚度均在3m 以上,最大单层厚度可达65.5m;泥岩的排替压力平均为4.74MPa,封闭能力强,是较好的盖层。

上述半地堑式断陷盆地的中部泥质烃源岩与边部砂体组合可形成侧变式生储盖组合;高水位体系域泥质烃源岩与水退体系域的砂体组合可形成下生上储式生储盖组合;水退体系域中的砂体和与其交互的泥岩组合可形成互层式生储盖组合;水进体系域中的重力流砂体与其周围的泥岩组合可形成透镜
(或封闭)式生储盖组合[4]。

它们均为较有利的生储盖组合形式。

3 半地堑式断陷盆地的油气藏类型
半地堑式断陷盆地易形成同沉积背斜油气藏、岩性油气藏,后期构造作用的叠加还可形成各种类
型的构造油气藏及构造-岩性复合油气藏[5]
,油气藏类型丰富而复杂。

例如,目前梨树断陷中已发现5种类型的油气藏。

滚动背斜油气藏 滚动背斜油气藏是梨树断陷最为重要的油气藏类型。

如四家子背斜油气藏、茅山背斜油气藏皆为此类型,均是由断陷西侧桑树台控盆断裂的同沉积作用所形成的。

四家子背斜油气藏在四2井、四3井钻遇的层序Õ地层中均获工业油气流(图2),而构造圈闭之外的四6井和四4井有油气显示,但未发现工业性油气流,表明了油气的分布主要受滚动背斜圈闭的控制。

茅山背斜油气藏在梨参2井的层序Ô地层中也获得油气流。

图3半地堑式断陷盆地油气藏分布模式
Fig.3 The distribution pattern of reservoir in half $graben fault depression basin
超覆型上倾尖灭岩性油气藏 半地堑式断陷盆地各层序单元的发育与边缘控盆断裂的活动密切相关,控盆断裂强烈活动时导致水进,水进的超覆作用
主要表现在盆地的缓坡边缘(靠近控盆断裂一侧的陡坡边缘,坡度较陡,水进的表现主要体现在水深的快速增长方面,而相带向岸推移变化不明显),早期沉积的低水位体系域,易于被后期超覆的水进体系域或高位体系域的泥质岩层所封闭,形成超覆型上倾尖灭岩性油气藏。

例如,靠近西部边缘断裂的杨大城子隆起,其层序Ó低水位体系域的三角洲沉积被其后水进体系域的泥质沉积所超覆,从而形成了杨大城子超覆型上倾尖灭岩性油气藏。

该油气藏已在杨201井层序Ó的低水位体系域中获工业油气流。

相变型上倾尖灭岩性油气藏
此类油气藏主要
分布于距边缘控盆断裂一定距离的砂泥岩相变带。

由于单边断陷的沉降作用,使得同期沉积的各地层单元总体上都向缓坡一侧上倾收敛,从而造成了控
盆边缘断裂一侧舌状砂体呈指状上倾尖灭于盆地中部的湖相泥岩中,构成了相变型上倾尖灭岩性油气藏。

例如,杨203井的沙河子组油气藏及营城组油气藏均为相变型上倾尖灭岩性油气藏。

断层油气藏此类油气藏主要分布于断陷盆地缓坡一侧的反向补偿断层带,该断层带一般为缓坡三角洲前缘区,砂泥沉积交互,断层错移容易造成断层两侧的舌状砂岩和泥岩对接,从而形成断层油气藏。

例如,层序Ó的秦家油气藏即为此类型,该油气藏是由一鼻形构造与断层相组合而成的,断层将鼻形构造的砂体向下错断,并与上升盘相应砂体之下的泥质岩石对顶封堵,从而构成了断层油气藏。

潜山油气藏该类型的油气藏主要见于盆地缓坡的边部,盆地基底早期剥蚀形成的潜山,后期被泥质超覆封堵油气而成藏。

例如工区北部的杨大城子地区,储集层为层序Ñ(火石岭组)顶部的火山碎屑
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第1期 董清水等:半地堑式断陷盆地的油气成藏模式)))以松辽盆地梨树断陷为例
岩,之上为层序Ó水进体系域的暗色泥岩所覆盖,二者之间为不整合接触,地层剖面上又呈潜山凸起,构成不连续型的火山岩潜山油气藏,并已在杨201井获工业油气流。

除上之外,在半地堑式断陷盆地中,盆地的扇三角洲前方及深水相区易形成大量的重力流沉积[6]。

例如梨树盆地梨参2井的岩心特征表明,梨树盆地的半深湖相带发育有大量的重力流沉积。

地震剖面585测线的反射结构特征也表明,在每一层序的水进体系域和水退体系域中都发育有规模不等的丘形或透镜状重力流沉积(图1),它们被深湖相泥岩所包围,油源供给充足,易于形成透镜状岩性油气藏。

4半地堑式断陷盆地的油气成藏模式
由上分析可知,半地堑式断陷盆地内的高水位体系域可以成为良好的烃源岩;盆地边缘的(扇)三角洲砂体,特别是水退体系域时期广布全区的(扇)三角洲砂体,是良好的储集层;高水位体系域的泥岩及各个体系域的泥质夹层可作为油气封堵的盖层;断陷盆地边部的碎屑岩、各组内部的渗透性砂岩以及盆地内部的断层是油气运移的通道;它们可构成多种有利的生储盖组合。

据有机质演化史分析表明,层序Ó)Ö(沙河子组)营城组)的烃源岩在松辽盆地登娄库组时期进入了有机质成熟阶段,开始了油气生成。

当高水位体系域烃源岩生成的油气直接进入滚动背斜部位的水退体系域砂体时,形成滚动背斜油气藏(图3);当水进体系域烃源岩生成的油气直接进入盆地边缘被超覆的(扇)三角洲砂体时,形成超覆型上倾尖灭岩性油气藏;当水退体系域(或水进体系域)中的薄层泥质烃源岩生成的油气直接进入与其指状交互的砂体时,形成相变型上倾尖灭岩性油气藏;当高水位体系域烃源岩生成的油气直接进入被反向断层切割封闭的缓坡边缘砂体时,形成断层油气藏;当水进体系域烃源岩或高水位体系域烃源岩生成的油气直接进入盆地边缘被超覆的潜山圈闭时,形成潜山油气藏[7];当水进体系域或高水位体系域烃源岩生成的油气直接进入被其包围的重力流砂体时,形成透镜状岩性油气藏。

综上可见,半地堑式断陷盆地的油气藏分布是有规律的,在紧邻断陷盆地控盆断裂的地带,水退体系域和水进体系域及低水位体系域的顶部易形成相变型上倾尖灭岩性油气藏;在稍离控盆断裂远些的地带,水退体系域易形成滚动背斜油气藏;在盆地的深水中心地带,可形成透镜状岩性油气藏;在远离盆地控盆断裂的缓坡区,低水位体系域中易形成超覆型上倾尖灭岩性油气藏;在盆地东部的反向断层发育区,易形成断层油气藏;在缓坡边缘的边部易形成潜山油气藏。

半地堑式断陷盆地的油气藏分布规律性对松辽盆地深部油气勘探有重要意义。

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THE MODEL FOR FOR MATION RESERVOIR IN HALF GRABEN MODE
OF FAULT -DEPRESSION BAS IN )))TAKING THE LISHU FAULT
DEPRESS ION IN SONGLIAO BAS IN AS AN EXAMPLE
DONG Qing -shui 1
,Z HAO Zhan -yin 2
,LI U Zhao -jun 1
,GUO Wei 1
,HUANG Xiang -tong
1
(1.College o f Earth Sc ie nce s ,Jilin U nive rsity ,Changc hun 130061,China ; 2.China U ni versity o f Ge oscie nce s ,Beijing 100083,China )
Abstract :The half graben mode is a main type of depth fault depression of Songliao basin and it is the target for oil-gas exploration.Taking the Lishu fault depression as an e xample,according to the developed character of tecton -ics and sequence strata,and the cooperation regularity of source -reservoir -cap six reservoir types were rec ognised.There are rol-l over anticline reservoir,fault reservoir,faul-t block reservoir,up -dip pinch -out lithology reservoir in
over -lap mode,up -dip pinch -out lithology reservoir in phase transition mode,lenticular lithology reservoir and buried hill reservoir.The model for formation of reservoir in half graben mode faul-t depression basin was discussed.
Key words :half graben;faul-t depression basin;oil-gas model for formation reservoir
铬矿石中的绿泥石
隋延辉
(吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春 130026)
在原生铬矿石中,绿泥石被视为不应存在的脉石矿物。

在已发表的关于原生铬矿石矿物组合研究的文献中,均未有关于绿泥石存在的报导。

本文的研究样品采自我国西部大道尔吉铬矿床,矿体产于纯橄岩中,对矿石样品的研究发现,铬矿石中绿泥石普遍存在。

肉眼观察该矿物不具有绿泥石的直观特征,曾被误认为蛇纹石。

综合鉴定结果为:单偏光镜下为它形细小集合体,透明。

正交偏光下出现异常的军绿或暗紫色,部分颗粒呈一级灰色。

差热分析和红外光谱谱线均出现在绿泥石类矿物范围内。

X 射线分析得出该绿泥石分属叶绿泥石和斜绿泥石。

由电子探针测定得出的矿物化学式为
叶绿泥石:(Mg 4.96Fe 0.04)5(Al 0.91Fe 0.09)1[(Si 3.56Al 0.44)4O 10](OH)8,斜绿泥石:(Mg 4.71Fe 0.04)4.75(Al 1.13Fe 0.12)1.25[(Si 3.08Al 0.92)4O 10](OH)8。

反光镜下发现该铬矿石结构特殊:绿泥石均与高铁铬铁矿共生,大量散点状绿泥石均分布于高铁铬铁矿内部,呈麻面结构。

矿石结构显示此种绿泥石不属于原生铬矿石的脉石矿物,而应属于矿石经受后期热液改造的产物。

原生铬尖晶石在热液作用改造过程中元素Al 被大量带出,为提供绿泥石主要阳离子Al 的唯一来源。

元素Mg 和Si 则来自于硅酸盐造岩矿物。

绿泥石与高铁铬铁矿的存在及其共生关系,反映了原生铬矿石经受后期改造元素再分配的结果,而非原生矿石元素组合的状态。

这将对铬和铝的地球化学增添新的启示。

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第1期 董清水等:半地堑式断陷盆地的油气成藏模式)))以松辽盆地梨树断陷为例。