杜金虎

（ 中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司 ）

松遼盆地中央古隆起帶（北部）天然氣成藏條件分析及勘探前景

杜金虎

（ 中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司 ）

松遼盆地中央古隆起帶（北部）具備良好的天然氣藏形成條件，是該盆地天然氣風(fēng)險(xiǎn)勘探的重要領(lǐng)域之一，該領(lǐng)域幾十年久攻不克，成藏條件及勘探前景認(rèn)識(shí)不清。綜合巖心、錄井、測(cè)井及三維地震、重力、磁法等資料，在大量統(tǒng)計(jì)分析和地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，探討了中央古隆起帶（北部）的天然氣成藏條件及勘探方向，提出了4點(diǎn)新認(rèn)識(shí)：①中央古隆起帶為一個(gè)在沖斷褶皺基底上形成的具有潛山性質(zhì)的隆起帶；②中央古隆起帶（北部）東側(cè)徐家圍子斷陷沙河子組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高、生氣強(qiáng)度大，側(cè)向供氣能力強(qiáng)；③中央古隆起帶（北部）發(fā)育花崗巖、變質(zhì)巖、礫巖及砂巖4種儲(chǔ)層類型；④中央古隆起帶（北部）發(fā)育3種類型圈閉、2套輸導(dǎo)體系和3種類型氣藏。進(jìn)而明確了基巖潛山氣藏、沖溝巖性氣藏的勘探方向，評(píng)價(jià)優(yōu)選了I類勘探區(qū)10個(gè)、II類勘探區(qū)6個(gè)，為松遼盆地中央古隆起帶（北部）深層天然氣風(fēng)險(xiǎn)勘探部署提供了科學(xué)依據(jù)。

披覆；沖溝；基巖潛山；天然氣成藏條件；中央古隆起帶（北部）；松遼盆地

1 概況

松遼盆地中央古隆起帶（北部）（以下簡(jiǎn)稱中央古隆起帶）是長(zhǎng)期繼承性發(fā)育的古隆起，位于徐家圍子斷陷和古龍斷陷之間，東、西部均以控陷斷裂為界，近南北向展布，南北高中部低，南部寬緩、北部狹窄，東西寬9～34km、南北長(zhǎng)110km、面積為2400km2（圖1）。除南部局部地區(qū)外全三維地震覆蓋（約2200km2），中央古隆起帶及其周邊鉆入基巖探井43口，見顯示氣井14口。研究區(qū)縱向上發(fā)育多套含油氣組合，基巖潛山天然氣成藏條件是本次研究的重點(diǎn)。

圖1 松遼盆地中央古隆起帶T5構(gòu)造圖

中央古隆起帶天然氣勘探歷程大致劃分3個(gè)階段。第一階段：探索階段（20世紀(jì)60—70年代），鉆井稀少，地震資料分辨率低，利用重力、磁法和模擬地震研究了基底結(jié)構(gòu)[1-2]，針對(duì)構(gòu)造高點(diǎn)部署了3口探井，但鉆入基巖厚度一般小于100m，1978年10月完鉆的肇深1井在花崗巖風(fēng)化殼獲得日產(chǎn)11822m3低產(chǎn)氣流，證實(shí)隆起帶基巖具有含氣性。第二階段：兼探階段（1980—2015年），20世紀(jì)80—90年代利用少量鉆井和數(shù)字地震落實(shí)T3、T5局部構(gòu)造，開展基底巖性預(yù)測(cè)及成藏條件分析[2-3]，提出了基巖頂面巖性以花崗巖為主，局部發(fā)育變質(zhì)巖，古隆起控制油氣聚集等宏觀地質(zhì)認(rèn)識(shí)[3-4]；針對(duì)登婁庫(kù)組兼探基底部署探井20口，在登婁庫(kù)組提交天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量52.9×108m3、控制地質(zhì)儲(chǔ)量61.3×108m3，1995年5月完鉆的汪902井于基底變質(zhì)巖風(fēng)化殼獲得日產(chǎn)33875m3工業(yè)氣流。第三階段：風(fēng)險(xiǎn)勘探階段（2016年至今），2016年中國(guó)石油天然氣股份有限公司在吉林油田召開風(fēng)險(xiǎn)勘探研討會(huì)，確定把松遼盆地北部中央古隆起帶作為重點(diǎn)勘探領(lǐng)域，研究重點(diǎn)由登婁庫(kù)組轉(zhuǎn)向基巖潛山，利用研究區(qū)三維地震連片資料開展新一輪整體評(píng)價(jià)研究，重點(diǎn)圍繞花崗巖、變質(zhì)巖優(yōu)勢(shì)巖性分布、風(fēng)化殼厚度及分布預(yù)測(cè)、基巖內(nèi)幕地質(zhì)結(jié)構(gòu)刻畫、供烴條件與有利區(qū)預(yù)測(cè)等方面開展深入研究，取得了創(chuàng)新認(rèn)識(shí)，并提出了有利勘探區(qū)帶及風(fēng)險(xiǎn)鉆探目標(biāo)，優(yōu)選汪家屯、肇州、昌德3個(gè)凸起，首批部署了隆探1井、隆探2井和隆探X3井等3口風(fēng)險(xiǎn)井。

2 風(fēng)險(xiǎn)勘探戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)

通過(guò)開展新一輪的整體研究，深化了中央古隆起帶天然氣成藏條件的新認(rèn)識(shí)，優(yōu)選部署了3口風(fēng)險(xiǎn)井，已完鉆的隆探1井、隆探2井揭示了基巖風(fēng)化殼和內(nèi)幕兩套儲(chǔ)層，裂縫發(fā)育，見到了良好的天然氣顯示，展示了良好的勘探前景。

隆探1井位于中央古隆起帶汪家屯凸起，基巖頂面構(gòu)造圈閉面積為73km2，于2017年3月2日開鉆，5月31日完鉆，完鉆井深為3785m，鉆入基底井段2754～3785m，厚度為1031m。井震標(biāo)定，儲(chǔ)層可以劃分為5段：風(fēng)化殼及內(nèi)幕Ⅳ巖性為綠簾石綠泥石構(gòu)造片巖、片巖；內(nèi)幕Ⅲ巖性為花崗質(zhì)糜棱巖夾構(gòu)造角礫巖；內(nèi)幕Ⅱ巖性為片巖夾變質(zhì)石英閃長(zhǎng)玢巖；內(nèi)幕Ⅰ巖性為花崗巖和糜棱巖化花崗巖及片巖（圖2）。

隆探1井基底以裂縫性儲(chǔ)層為主，發(fā)育5個(gè)裂縫段，裂縫段氣測(cè)顯示較好。解釋孔隙度為1.5%～2.8%，裂縫密度為1.1～2.3條/m?；讱鉁y(cè)全烴最大為1.24%～4.14%，含氣層主要位于風(fēng)化殼及上部的內(nèi)幕Ⅳ和內(nèi)幕Ⅲ，4個(gè)集中含氣段綜合解釋差氣層56.4m/4層，有效厚度為35.2m；解釋可疑氣層7m/3層。

圖2 隆探1井基底井震標(biāo)定

隆探2井位于中央古隆起帶肇州凸起，構(gòu)造圈閉

面積為232km2，于2017年4月1日開鉆，6月11日完鉆，完鉆井深為3370m，鉆入基底井段2818～3370m，厚度為552m，儲(chǔ)層巖性為花崗巖、碎裂花崗巖、糜棱巖化花崗巖。基底儲(chǔ)層以裂縫性儲(chǔ)層為主，局部發(fā)育孔洞性儲(chǔ)層，測(cè)井孔隙度為1.7%～4.7%，裂縫密度為0.62～4.7條/m。氣測(cè)全烴為0.3%～7.7%，含氣層主要發(fā)育在風(fēng)化殼及內(nèi)幕層上部，綜合解釋差氣層128.2m/18層，可疑氣層20.6m/2層（圖3）。基巖分5段進(jìn)行縫網(wǎng)壓裂，共打入壓裂液10626m3、支撐劑652.5m3。截至2017年9月4日，隆探2井試氣動(dòng)態(tài)日產(chǎn)氣23420m3，目前還在排液求產(chǎn)，下一步將繼續(xù)探索試氣方式，提高試氣效果。

3 天然氣成藏條件分析

3.1 中央古隆起帶為一個(gè)在沖斷褶皺基底上形成的具有潛山性質(zhì)的隆起帶

晚古生代陸間洋殼的俯沖消減、陸間塊體的拼貼增生和大陸的對(duì)接縫合，形成了松遼盆地基底[5-6]，構(gòu)造演化經(jīng)歷3個(gè)階段。①早期褶皺基底形成階段：進(jìn)入晚二疊世—三疊紀(jì)，由于蒙古—鄂霍茨克海槽的關(guān)閉，松遼盆地發(fā)生了區(qū)域性隆起，基底開始韌性褶皺變形，形成了一系列NE—NEE、NW向低角度逆沖斷層，同時(shí)伴隨著大規(guī)模巖漿侵入及區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和熱演化形成了區(qū)域性的海西期變質(zhì)巖，最終形成了斷裂、巖性復(fù)雜的褶皺基底。②中期中央潛山形成階段：到了早中侏羅世—早白堊世早期，由于伊澤奈奇板塊NW向向古亞洲大陸俯沖導(dǎo)致松遼盆地地幔上隆，地殼強(qiáng)烈伸展，研究區(qū)東西兩側(cè)經(jīng)歷了火石嶺組、沙河子組和營(yíng)城組沉積時(shí)期的伸展作用，東側(cè)徐西斷裂斷距平均約4500m，宋西斷裂斷距平均約5100m，徐中斷裂斷距平均約3400m，徐東斷裂斷距平均約3400m，由于控陷斷裂的大規(guī)模伸展作用，形成了走向近NW向雁列式分布的大規(guī)模徐家圍子復(fù)式斷陷；西側(cè)斷裂斷距平均約3500m，形成了走向NNE的一系列小斷陷組成的古龍斷陷群，構(gòu)成了兩側(cè)伸展、中部隆起具有潛山性質(zhì)的隆起帶。③晚期持續(xù)深埋階段：中央古隆起帶自中生代以來(lái)于登婁庫(kù)組沉積前一直暴露于地表，其兩側(cè)為早白堊世斷陷期地層，后被中—晚白堊世登婁庫(kù)組及以上地層沉積覆蓋，中央古隆起帶得以持續(xù)穩(wěn)定地埋藏（圖4）。

圖3 隆探2井基底井震標(biāo)定

圖4 松遼盆地中央古隆起帶地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖

松遼盆地基底構(gòu)造特征極為復(fù)雜，受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，斷裂類型多樣，組合復(fù)雜，巖性具有東西分帶、南北分塊的特點(diǎn)[7-8]。由于松遼盆地早期受SE—NW方向擠壓應(yīng)力影響，形成了6個(gè)內(nèi)幕復(fù)雜的凸起帶，為氣藏的形成奠定了良好的構(gòu)造背景。分析三維地震資料可知，基底可劃分出3種斷裂系統(tǒng)：疊瓦狀推覆構(gòu)造低角度逆沖斷裂系統(tǒng)、相對(duì)穩(wěn)定的塊體高角度斷裂系統(tǒng)以及低角度控陷邊界斷裂系統(tǒng)（圖5）。永樂(lè)凸起、肇州凸起為穩(wěn)定的塊體，發(fā)育走向以NNE、NE、NNW、NW為主的高角度斷層，巖性以花崗巖、碎裂花崗巖為主；衛(wèi)星凸起為穩(wěn)定的塊體，SN向?qū)_，內(nèi)部沒(méi)有推覆體構(gòu)造變化，發(fā)育走向以NNE、NE為主的高角度斷裂，巖性以糜棱巖為主；升平凸起以塊體為主，發(fā)育走向以NNE、NE、NNW為主的高角度斷裂，巖性以千枚巖或泥板巖為主；昌德凸起發(fā)育SE、NW向疊瓦狀推覆構(gòu)造，由于推覆體在不同時(shí)間切片上傾角不同，在平面上位置存在遷移，滑脫面的傾角比較平緩，巖性以碎裂花崗巖、千枚巖或泥板巖、片巖為主；汪家屯凸起發(fā)育NNE、NE、NW向疊瓦狀推覆構(gòu)造，滑脫面的傾角也比較平緩，巖性以變質(zhì)礫巖為主；沿著近SN向的徐西斷裂發(fā)育糜棱巖帶。

圖5 松遼盆地中央古隆起帶基底頂面巖性及斷裂系統(tǒng)類型圖

3.2 中央古隆起帶東側(cè)徐家圍子斷陷沙河子組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高、生氣強(qiáng)度大，側(cè)向供氣能力強(qiáng)

沙河子組發(fā)育暗色泥巖和煤層兩類烴源巖，根據(jù)鉆井統(tǒng)計(jì)和地震相預(yù)測(cè)分析，暗色泥巖全區(qū)發(fā)育，厚度普遍超過(guò)200m，最厚達(dá)1100m；煤層鉆井揭示厚度普遍在10～30m，預(yù)測(cè)最厚達(dá)150m。暗色泥巖有機(jī)碳含量為0.22%～5.48%，平均為1.57%，氯仿瀝青“A”含量為0.0016%～0.4776%，平均為0.049%，Ro為1.02%～4.16%，平均為2.89%；煤層有機(jī)碳含量為9.12%～84.44%，平均為43.66%，氯仿瀝青“A”含量為0.0045%～0.48%，平均為0.2307%；干酪根類型以Ⅲ型為主[9-10]。從以上地球化學(xué)指標(biāo)可以看出，烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，已達(dá)高成熟—過(guò)成熟，是非常好的氣源巖，安達(dá)凹陷沙河子組生氣強(qiáng)度為135×108m3/km2、面積為610km2，徐西凹陷沙河子組生氣強(qiáng)度為98×108m3/km2、面積為950km2，這兩個(gè)凹陷沙河子組烴源巖為中央古隆起帶提供氣源（圖6）。目前勘探證實(shí)，沙河子組烴源巖為上覆營(yíng)城組火山巖和自身的致密砂礫巖儲(chǔ)層提供了充足氣源[9-11]。

圖6 中央古隆起帶構(gòu)造圖與沙河子組生氣強(qiáng)度疊合圖

中央古隆起帶天然氣的氣源主要是其東側(cè)徐家圍子斷陷沙河子組烴源巖[12-13]，從表1可以看出，中央古隆起帶基巖天然氣甲烷碳同位素分布在-31‰～-23.9‰，緊鄰隆起帶的徐家圍子斷陷沙河子組暗色泥巖吸附氣甲烷碳同位素在-30.2‰～-24.8‰，說(shuō)明中央古隆起帶的天然氣與沙河子組烴源巖吸附氣甲烷碳同位素分布基本一致，證實(shí)天然氣主要來(lái)自徐家圍子斷陷沙河子組[14-15]。

表1 中央古隆起帶基底天然氣組分和同位素及烴源巖吸附氣同位素特征

新一輪研究詳細(xì)刻畫了徐家圍子斷陷沙河子組烴源巖與中央古隆起帶匹配關(guān)系，利用三維地震連片資料逐條主測(cè)線解釋了沙河子組頂?shù)捉缦蛑醒牍怕∑饚С卜秶敖佑|關(guān)系，結(jié)果表明徐家圍子斷陷沙河子組西邊界全區(qū)超覆在隆起帶東翼斜坡上，烴源巖與儲(chǔ)層距離近，可謂“直接接觸”（圖7）。中央古隆起帶兩側(cè)凹陷烴源巖可作為氣源，東側(cè)徐家圍子斷陷生烴凹陷大，生烴強(qiáng)度大，距離近，是主要的烴源巖；西側(cè)古龍斷陷生烴中心分散，規(guī)模小，可作為次要?dú)庠?。通過(guò)烴源巖與儲(chǔ)層匹配關(guān)系分析，揭示中央古隆起帶東側(cè)沙河子組烴源巖供烴窗范圍在750～3200m（圖7），供烴窗口大，可為基巖風(fēng)化殼、內(nèi)幕和上覆登婁庫(kù)組提供充足氣源。

圖7 松遼盆地中央古隆起帶東側(cè)沙河子組烴源巖供烴窗口圖

3.3 中央古隆起帶主要發(fā)育4類有效儲(chǔ)層

中央古隆起帶主要發(fā)育4種類型儲(chǔ)層，分別是花崗巖儲(chǔ)層、變質(zhì)巖儲(chǔ)層、礫巖儲(chǔ)層和砂巖儲(chǔ)層，其中花崗巖儲(chǔ)層和變質(zhì)巖儲(chǔ)層是基巖的主要儲(chǔ)層[16]。鉆探揭示中央古隆起帶汪家屯及其周邊地區(qū)以千枚巖、片巖等變質(zhì)巖為主，昌德、肇州以花崗巖和碎裂花崗巖為主，沿徐西斷裂為糜棱巖發(fā)育帶。

3.3.1 花崗巖儲(chǔ)層

花崗巖儲(chǔ)層主要分布在中南部的昌德、肇州凸起帶，巖性主要以花崗巖和碎裂花崗巖為主；電阻率曲線呈鋸齒臺(tái)階狀逐漸升高（圖8）；地震剖面上表現(xiàn)為平行于T5反射層，連續(xù)、地震空白弱反射的特征（圖8）。

圖8 松遼盆地中央古隆起帶基底風(fēng)化殼花崗巖測(cè)井曲線、地震響應(yīng)特征圖

花崗巖儲(chǔ)層孔隙度低，為0.1%～5.5%，一般在1%～2%左右，儲(chǔ)層致密，但裂縫比較發(fā)育，屬于裂縫性儲(chǔ)層。從巖心、成像測(cè)井來(lái)看風(fēng)化淋濾的裂縫并不明顯，多以構(gòu)造裂縫為主，裂縫呈網(wǎng)狀特征，傾向傾角變化大（圖9）。儲(chǔ)層裂縫發(fā)育狀況主要取決于巖性及與風(fēng)化殼的距離兩個(gè)因素：①與巖性有關(guān)，一般花崗巖及經(jīng)花崗巖改造后形成的巖石脆性大，易于形成裂縫，隆探2井基底巖性以花崗巖為主，裂縫較發(fā)育；隆探1井基底巖性以片巖為主，裂縫總體發(fā)育較差；②與距基巖頂面距離有關(guān)，離基巖頂面風(fēng)化殼越近，裂縫越發(fā)育，含氣性越好。距基巖頂面200m以內(nèi)裂縫發(fā)育較多，大于200m裂縫發(fā)育相對(duì)較差，基本上反映了中央古隆起帶基巖風(fēng)化殼厚度大致在200m左右。由于基底巖石致密，為裂縫性儲(chǔ)層，含氣性嚴(yán)格受儲(chǔ)層發(fā)育控制，網(wǎng)狀裂縫發(fā)育段氣測(cè)顯示較好，特別是隆探2井，風(fēng)化殼氣測(cè)異常明顯，呈連續(xù)塊狀異常；內(nèi)幕儲(chǔ)層物性變差，裂縫不發(fā)育，含氣性呈單峰狀（圖9）。

圖9 隆探2井FMI圖像及巖石裂縫特征圖

3.3.2 變質(zhì)巖儲(chǔ)層

變質(zhì)巖主要分布在北部汪家屯及其周邊地區(qū)，地震反射軸呈雜亂、不連續(xù)的強(qiáng)反射特征，推測(cè)裂縫發(fā)育（圖10a）。以千枚巖、片巖及構(gòu)造角礫巖等為主，變質(zhì)巖的孔隙度較花崗巖低，為0.1%～4.3%，一般在0.1%～1.5%左右，儲(chǔ)層物性較差，以裂縫性儲(chǔ)層為主，局部發(fā)育溶蝕縫洞性儲(chǔ)層。隆探1井內(nèi)幕鉆遇構(gòu)造角礫巖，為靡棱巖化的花崗巖沿?cái)嗔研纬傻臉?gòu)造角礫巖，裂縫、溶蝕孔洞發(fā)育（圖10b、c）；溶蝕縫洞性儲(chǔ)層地震反射雜亂—中等，推測(cè)為火山熱液侵入作用形成溶蝕縫洞。內(nèi)幕發(fā)育千枚巖、片巖或糜棱巖等致密層，可作為內(nèi)幕自身儲(chǔ)層的局部蓋層，推測(cè)基巖內(nèi)幕具備較好的儲(chǔ)蓋組合。

3.3.3 礫巖儲(chǔ)層

基巖頂面受斷裂破碎帶控制的沖溝中沉積了一套底礫巖儲(chǔ)層，也是中央古隆起帶登婁庫(kù)組、營(yíng)城組的儲(chǔ)層之一[17]，測(cè)井曲線表現(xiàn)為電阻率高低相間頻繁變化特征；地震反射軸表現(xiàn)為雜亂、不連續(xù)的強(qiáng)反射，外形呈槽形的溝谷特征（圖11）。

中央古隆起帶沖溝型礫巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間主要為孔隙和裂縫[14]，巖心觀察見裂縫成組出現(xiàn)，相互切割，裂縫線密度主要在10～30條/m，鑄體薄片也可見顯微裂縫（圖12）。物性分析底礫巖孔隙度達(dá)4.6%。上覆登二段泥巖分布穩(wěn)定，可作為沖溝型儲(chǔ)層區(qū)域蓋層；鉆井揭示沖溝型儲(chǔ)層獲低產(chǎn)氣流和見到氣顯示，說(shuō)明沖溝具備較好的儲(chǔ)蓋條件。沖溝厚度及分布范圍主要受斷裂帶控制，高角度斷裂帶沖溝厚度為180～400m，低角度斷裂帶沖溝厚度為150～500m，主要分布在斷裂破碎帶的昌德凸起、肇州凸起北部和衛(wèi)星凸起，面積為72.5km2。

圖10 松遼盆地中央古隆起帶基巖內(nèi)幕儲(chǔ)層特征圖

圖11 松遼盆地中央古隆起帶基底沖溝測(cè)井、地震響應(yīng)特征（昌102井）

圖12 松遼盆地中央古隆起帶基底巖石裂縫及溶蝕特征圖

3.3.4 砂巖儲(chǔ)層

砂巖儲(chǔ)層主要是指中央古隆起帶基巖上覆的登婁庫(kù)組砂巖[18]。登婁庫(kù)組沉積時(shí)發(fā)育河流—濱淺湖相沉積，儲(chǔ)層主要為河道砂體。登二段、登三段砂巖厚度在大部分地區(qū)超過(guò)40m，汪家屯、昌德和肇州地區(qū)可達(dá)60～80m，砂巖儲(chǔ)層孔隙度一般在5%～10%；登二段、登三段泥巖分布比較穩(wěn)定，厚度一般在80～200m，登婁庫(kù)組自身砂泥巖間互，可形成有利的儲(chǔ)蓋組合（圖13）。已在汪家屯、昌德地區(qū)多口井獲得工業(yè)氣流，并提交天然氣探明、控制地質(zhì)儲(chǔ)量，說(shuō)明上覆登婁庫(kù)組砂巖具備良好的儲(chǔ)蓋組合。

圖13 松遼盆地古中央隆起帶肇深3井—汪902井連井剖面圖

3.4 中央古隆起帶主要發(fā)育3種類型圈閉、2套輸導(dǎo)體系和3種類型氣藏

徐家圍子斷陷沙河子組暗色泥巖主生氣期為泉頭組沉積時(shí)期（105Ma），煤層主生氣期為青山口組沉積時(shí)期（90Ma）[10]；隆起帶基底自晚古生代開始在區(qū)域構(gòu)造擠壓應(yīng)力作用下陸塊拼貼形成的長(zhǎng)期繼承性古隆起，直到登婁庫(kù)組沉積時(shí)（108Ma）才開始被碎屑巖沉積覆蓋，期間經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造和長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕，中央古隆起帶發(fā)育披覆巖性—構(gòu)造圈閉、沖溝型底礫巖巖性圈閉及基巖潛山構(gòu)造圈閉[19]；發(fā)育花崗巖、變質(zhì)巖、礫巖和砂巖4類儲(chǔ)層；上覆的登婁庫(kù)組泥巖為區(qū)域蓋層（圖13），基巖內(nèi)幕致密層為局部蓋層。在側(cè)向沙河子組烴源巖充足供烴的條件下，天然氣沿徐西斷裂、不整合面及基巖內(nèi)幕斷裂、裂縫帶兩套輸導(dǎo)體系向上運(yùn)移，沿?cái)嗔选⒉徽厦孢M(jìn)入披覆型碎屑巖、沖溝底礫巖儲(chǔ)層中聚集成藏，形成披覆巖性—構(gòu)造氣藏、沖溝礫巖巖性氣藏；沿內(nèi)幕斷裂、裂縫帶進(jìn)入基巖風(fēng)化殼和基巖潛山內(nèi)幕聚集成藏，形成潛山氣藏，共發(fā)育3種類型氣藏（圖14）。

3.4.1 潛山氣藏

基巖潛山氣藏可細(xì)分為風(fēng)化殼巖性—構(gòu)造氣藏和潛山內(nèi)幕氣藏兩種類型。

風(fēng)化殼巖性—構(gòu)造氣藏：徐家圍子斷陷沙河子組烴源巖生成的油氣，沿?cái)鄬用娲瓜蜻\(yùn)移或沿不整合面?zhèn)认蜻\(yùn)移至基巖風(fēng)化殼裂縫性或溶蝕縫洞性儲(chǔ)層中，上覆地層登婁庫(kù)組泥巖作為區(qū)域蓋層，易形成巖性—構(gòu)造氣藏，如芳深3井、昌401井氣藏（圖14a）。

潛山內(nèi)幕氣藏：徐家圍子斷陷沙河子組烴源巖生成的油氣，沿基巖內(nèi)幕斷裂、裂縫帶進(jìn)入基巖內(nèi)幕圈閉，剛性巖石裂縫發(fā)育成為儲(chǔ)層，塑性巖石裂縫不發(fā)育而成為蓋層，從而在潛山內(nèi)幕形成儲(chǔ)蓋組合，聚集成藏，以隆探1井為典型代表（圖14b）。

3.4.2 沖溝礫巖巖性氣藏

基巖頂面受斷裂破碎帶控制，在不整合面上形成了一系列沖溝，沉積了一套河道砂體礫巖儲(chǔ)層，儲(chǔ)層物性相對(duì)較好，沙河子組烴源巖氣源充足，沿?cái)嗔?、不整合面運(yùn)移到礫巖巖性圈閉中，而上覆登二段泥巖分布穩(wěn)定可作為區(qū)域蓋層，構(gòu)成了良好的儲(chǔ)蓋組合，易于形成礫巖巖性氣藏（圖14）。

3.4.3 披覆巖性—構(gòu)造氣藏

在中央古隆起帶基巖上覆的登婁庫(kù)組發(fā)育河流—濱淺湖相沉積體系，儲(chǔ)層物性較好，孔隙度一般在5%～10%，沙河子組烴源巖生成的油氣沿?cái)嗔堰\(yùn)移到巖性—構(gòu)造圈閉中，上覆地層登婁庫(kù)組二、三段泥巖厚度分布比較穩(wěn)定，可作為有效蓋層，儲(chǔ)蓋組合配置優(yōu)越，受構(gòu)造和巖性控制，可形成披覆巖性—構(gòu)造氣藏。該類氣藏主要分布在汪家屯和昌德地區(qū)，已提交規(guī)模儲(chǔ)量。

4 勘探方向

中央古隆起帶基巖氣藏的分布主要受古構(gòu)造背景、徐家圍子烴源巖供烴窗口大小、儲(chǔ)層物性好壞、地層不整合面以及構(gòu)造等因素的控制，成藏條件優(yōu)越，勘探潛力較大。有利區(qū)帶的選擇，主要遵循以下原則：①位于主力烴源巖邊緣，烴源巖供烴窗口大、氣源充足；②優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)帶，花崗巖儲(chǔ)層、變質(zhì)巖儲(chǔ)層物性相對(duì)較好；③尋找繼承性穩(wěn)定古隆起帶，圈閉發(fā)育，同時(shí)兼顧烴源巖的位置及斷裂與砂體的配置關(guān)系；④斷裂及裂縫發(fā)育區(qū)帶，氣藏相對(duì)富集[20-21]。根據(jù)以上的綜合分析與選區(qū)原則，在中央古隆起帶評(píng)價(jià)優(yōu)選了I類勘探區(qū)10個(gè)、II類勘探區(qū)6個(gè)，明確了3類氣藏的分布及勘探方向（圖15）。

潛山氣藏：風(fēng)化殼巖性—構(gòu)造氣藏主要分布在汪家屯、衛(wèi)星、昌德和肇州等地區(qū)，通過(guò)精細(xì)構(gòu)造解釋和風(fēng)化殼預(yù)測(cè)，共預(yù)測(cè)10個(gè)有利區(qū)（圖15），其中汪家屯發(fā)育1個(gè)有利區(qū)，面積為160km2，資源量為410×108m3；衛(wèi)星發(fā)育1個(gè)有利區(qū)，面積為87km2，資源量為40×108m3；昌德發(fā)育6個(gè)有利區(qū)，面積為489km2，資源量為700×108m3；肇州發(fā)育2個(gè)有利區(qū)，面積為261km2，資源量為950×108m3。同時(shí)根據(jù)有利區(qū)面積、資源潛力大小及與氣源匹配關(guān)系，指出近源型的汪家屯A區(qū)、昌德2區(qū)、3區(qū)、5區(qū)和C區(qū)及肇州D區(qū)是今后的勘探重點(diǎn)；而遠(yuǎn)源型的衛(wèi)星1區(qū)、昌德4區(qū)和B區(qū)、肇州6區(qū)是儲(chǔ)備領(lǐng)域。而潛山內(nèi)幕氣藏主要發(fā)育在汪家屯、昌德構(gòu)造復(fù)雜帶和肇州凸起北部的斷裂帶，該類型氣藏主要勘探方向是沿內(nèi)幕斷裂復(fù)雜帶尋找構(gòu)造角礫巖及裂縫發(fā)育區(qū)。

披覆巖性—構(gòu)造氣藏：主要是披覆在中央古隆起帶上的登婁庫(kù)組構(gòu)造圈閉，經(jīng)過(guò)40多年勘探已在汪家屯和昌德地區(qū)提交天然氣探明、控制地質(zhì)儲(chǔ)量，目前該類儲(chǔ)層勘探程度高，下一步作為兼探目的層進(jìn)行勘探。

沖溝礫巖巖性氣藏：主要分布在昌德、肇州和衛(wèi)星地區(qū)，應(yīng)用井震對(duì)比及地震屬性特征分析共識(shí)別6個(gè)沖溝（圖15），其中昌德發(fā)育3個(gè)沖溝，面積為39.1km2，資源量為48×108m3；肇州發(fā)育3個(gè)沖溝，面積為33.4km2，資源量為41.7×108m3。同時(shí)根據(jù)有利區(qū)面積、資源潛大小及與氣源匹配關(guān)系，指出近源型的昌德e區(qū)、f區(qū)和肇州a區(qū)、c區(qū)是今后的主力勘探方向；而遠(yuǎn)源型肇州b區(qū)和昌德d區(qū)是今后的探索領(lǐng)域。

圖14 松遼盆地中央古隆起帶天然氣成藏模式圖（a）昌德凸起；（b）汪家屯凸起；①披覆巖性—構(gòu)造氣藏；②沖溝礫巖巖性氣藏；③風(fēng)化殼巖性—構(gòu)造氣藏；④潛山內(nèi)幕氣藏

依據(jù)具有大構(gòu)造背景、臨近富烴凹陷和斷裂、儲(chǔ)層發(fā)育、具有良好保存條件等原則，綜合評(píng)價(jià)松遼盆地中央古隆起帶I類探區(qū)10個(gè)，分別是汪家屯A區(qū)，昌德2區(qū)、3區(qū)、5區(qū)、C區(qū)、e區(qū)和f區(qū)，肇州a區(qū)、c區(qū)和D區(qū)；II類勘探區(qū)6個(gè)，分別是衛(wèi)星1區(qū)，昌德4區(qū)、B區(qū)和d區(qū)，肇州b區(qū)和6區(qū)（表2）。

圖15 松遼盆地中央古隆起帶有利區(qū)分布圖

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

(1）松遼盆地中央古隆起帶成藏的四大有利石油地質(zhì)條件為：①中央古隆起帶東側(cè)徐家圍子斷陷沙河子組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高、生氣強(qiáng)度大，側(cè)向供氣能力強(qiáng)，充足氣源；②發(fā)育花崗巖、變質(zhì)巖、礫巖及砂巖等4類儲(chǔ)層；③發(fā)育登二段的區(qū)域蓋層和內(nèi)幕致密層的局部蓋層；④繼承性穩(wěn)定古隆起為天然氣有利指向區(qū)。

(2）松遼盆地中央古隆起帶發(fā)育披覆巖性—構(gòu)造氣藏、沖溝礫巖巖性氣藏、潛山氣藏（可細(xì)分為風(fēng)化殼巖性—構(gòu)造氣藏和潛山內(nèi)幕氣藏）3種類型氣藏。

(3）評(píng)價(jià)優(yōu)選了I類勘探區(qū)10個(gè)、II類勘探區(qū)6個(gè)，明確了松遼盆地中央古隆起帶3類氣藏的分布及勘探方向。

5.2 建議

(1）中央古隆起帶基底構(gòu)造演化經(jīng)歷早期逆沖擠壓、晚期伸展拉張，斷裂類型不同、斷裂組合平面上分割性明顯，因此應(yīng)進(jìn)一步研究該區(qū)晚期正斷層形成時(shí)期、應(yīng)力機(jī)制，明確斷裂展布特征，搞清斷層對(duì)儲(chǔ)層、成藏和保存作用的影響。

(2）中央古隆起帶基底發(fā)育花崗巖、變質(zhì)巖、礫巖及砂巖等4種類型儲(chǔ)層，這4類儲(chǔ)層在地震剖面上有明顯區(qū)別，需加強(qiáng)花崗巖、變質(zhì)巖、礫巖儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，明確各類儲(chǔ)層分布特征，進(jìn)一步研究?jī)?chǔ)層四性關(guān)系、天然氣氣藏分布規(guī)律。

(3）針對(duì)中央古隆起帶基底特殊巖性，完善地質(zhì)—工程一體化配套技術(shù)。地震方面：攻關(guān)地震處理與解釋技術(shù)、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)；測(cè)井方面：攻關(guān)特殊巖性測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)，開展四性關(guān)系研究，建立配套解釋圖版，形成常規(guī)測(cè)井技術(shù)系列；鉆井方面：攻關(guān)鉆井提速技術(shù)，研發(fā)定制取樣鉆頭及鉆井液配備；儲(chǔ)層改造方面：攻關(guān)特殊巖性儲(chǔ)層壓裂改造技術(shù)。

表2 松遼盆地中央古隆起帶有利勘探區(qū)綜合評(píng)價(jià)表

[1] 史若珩.松遼盆地基巖巖性預(yù)測(cè)及基巖結(jié)構(gòu)研究[R].大慶油田科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，1977. Shi Ruoheng. Study and prediction of bedrock lithology and structure in Songliao Basin [R]. Scientific Research and Design Insititute of Daqing Oilfield，1977.

[2] 李成立，朱國(guó)同. 松遼盆地北部基底結(jié)構(gòu)研究[R].大慶石油管理局勘探開發(fā)研究院，1989. Li Chengli, Zhu Guotong. Study of basement structure in the northern Songliao Basin [R]. Exploration and Development Research Institute of Daqing Petroleum Administration Bureau, 1989.

[3] 高瑞祺，程學(xué)儒.松遼盆地北部深層天然氣形成條件及分布規(guī)律預(yù)測(cè)[R].大慶石油管理局勘探開發(fā)研究院，1990. Gao Ruiqi，Cheng Xueru. Formation conditions and distribution rules of deep gas in the northern Songliao Basin [R]. Exploration and Development Research Institute of Daqing Petroleum Administration Bureau，1990.

[4] 劉曉燕.松遼盆地北部石炭—二疊系成烴過(guò)程研究與評(píng)價(jià)[R].大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，2000. Liu Xiaoyan. Study and evaluation of Carboniferous—Permian hydrocarbon generation process in the northern Songliao Basin [R]. Exploration and Development Research Institute of Daqing Oilfield Company Ltd，2000.

[5] 遲元林，云金表，蒙啟安，殷進(jìn)垠，門廣田，等.松遼盆地深部結(jié)構(gòu)及成盆動(dòng)力學(xué)與油氣聚集[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，2002,1-68. Chi Yuanlin, Yun Jinbiao, Meng Qi’an, Yin Jinyin, Men Guangtian, et al. Mantle framework, basin forming dynamic and hydrocarbon migration and accumulation in the Songliao Basin [M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2002:1-68.

[6] 高瑞祺，蔡希源.松遼盆地油氣田形成條件與分布規(guī)律[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997:12-46. Gao Ruiqi, Cai Xiyuan. The Forming condition and distribution regularity of the oil & gas field in Songliao Basin [M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 1997:12-46.

[7] 張明學(xué)，張?jiān)?，年?松遼盆地北部古中央隆起帶深層構(gòu)造特征及其演化[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2006,30(5):107-110. Zhang Mingxue, Zhang Yuangao, Nian Xi. The deep tectonic features and evolution of the ancient central uplift belt in the northern Songliao Basin [J]. Journal of Daqing Petroleum Institute, 2006,30(5):107-110.

[8] 劉學(xué)鋒，孟令奎，黃長(zhǎng)青，趙春宇．GIS支持下的盆地古構(gòu)造再造——以松遼盆地北部古中央隆起帶為例[J]．地球科學(xué)，2003,28(3):346-350. Liu Xuefeng, Meng Lingkui, Huang Changqing, Zhao Chunyu. The paleostructure reconstruction of basin supported by GIS-take the ancient central uplift belt of Songliao Basin as an example [J]. Earth Science, 2003,28(3):346-350.

[9] 張曉東，于晶，張大智，陸加敏，肖利梅，李國(guó)政．徐家圍子斷陷沙河子組致密氣成藏條件及勘探前景[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2014,33(5):86-91. Zhang Xiaodong, Yu Jing, Zhang Dazhi, Lu Jiamin, Xiao Limei, Li Guozheng. Accumulating conditions and explorationprospects for Shahezi Formation tight sandstone gas in Xujiaweizi fault depression [J]. Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing，2014,33(5):86-91.

[10] 陸加敏，劉超.斷陷盆地致密砂礫巖氣成藏條件和資源潛力——以松遼盆地徐家圍子斷陷下白堊統(tǒng)沙河子組為例[J].中國(guó)石油勘探，2016,21(2):53-60. Lu Jiamin, Liu Chao. Accumulation conditions and resource potential of tight glutenite gas in fault depression basins: a case study on Lower Cretaceous Shahezi Formation in Xujiaweizi fault depression, Songliao Basin [J]. China Petroleum Exploration，2016,21(2):53-60.

[11] 馮子輝，印長(zhǎng)海，齊景順，董景海. 大型火山巖氣田成藏控制因素研究——以松遼盆地慶深氣田為例[J]. 巖石學(xué)報(bào)，2010,26(1):21-32. Feng Zihui, Yin Changhai, Qi Jingshun, Dong Jinghai. Main factors controlling hydrocarbon accumulation in large volcanic gas fields：a case study of the Qingshen gas field in the Songliao Basin [J]. Acta Petrologica Sinica，2010,26(1):21-32.

[12] 楊春，羅霞，李劍，李志生，劉全有．松遼盆地北部基底淺變質(zhì)巖熱模擬實(shí)驗(yàn)及其氣態(tài)產(chǎn)物地球化學(xué)特征[J]．中國(guó)科學(xué)D輯，2007，37(增刊2):118-124. Yang Chun, Luo Xia, Li Jian, Li Zhisheng, Liu Quanyou. Thermal simulation experiment and geochemical characteristics of gas production in basement metamorphic rocks of northern Songliao Basin [J]. Science in China Series D，2007，37（Supp.2）：118-124.

[13] 馮子輝，孫春林，劉偉，李景坤．松遼盆地基底淺變質(zhì)巖的有機(jī)地球化學(xué)特征[J]. 地球化學(xué)，2005,34(1):73-78. Feng Zihui, Sun Chunlin, Liu Wei, Li Jingkun. Organic geochemistry of epimetamorphic rock in basement of the Songliao Basin [J]. Geochemica，2005,34(1):73-78.

[14] 李景坤，劉偉，宋蘭斌．徐家圍子斷陷深層烴源巖生烴條件[J]．天然氣工業(yè)，2006,26(6):21-24．Li Jingkun, Liu Wei, Song Lanbin．A study of hydrocarbon generation conditions of deep source rocks in Xujiaweizi fault depression of the Songliao Basin [J]．Natural Gas Industry, 2006,26(6):21-24．

[15] 王民，孫業(yè)峰，王文廣，王巖，石蕾．松遼盆地北部徐家圍子斷陷深層烴源巖生氣特征及天然氣資源潛力[J]．天然氣地球科學(xué)，2014,25(7):1011-1018．Wang Min, Sun Yefeng, Wang Wenguang, Wang Yan，Shi Lei．Gas generation characteristics and resource potential of the deep source rock in Xujiaweizi fault depression, northern Songliao Basin [J]．Natural Gas Geoscience, 2014,25(7):1011-1018．

[16] 杜金虎，何海清，趙賢正，張以明，王權(quán)，張銳鋒，等．渤海灣盆地廊固凹陷楊稅務(wù)超深超高溫奧陶系潛山油氣勘探重大突破實(shí)踐與啟示[J].中國(guó)石油勘探，2017,22(2):1-12. Du Jinhu, He Haiqing, Zhao Xianzheng, Zhang Yiming, Wang Quan, Zhang Ruifeng, et al. Significant exploration breakthrough in Yangshuiwu ultra-deep and ultra-high temperature Ordovician buried-hill in Langgu sag, Bohai Bay Basin [J]. China Petroleum Exploration, 2017,22(2):1-12.

[17] 張長(zhǎng)久．徐家圍子斷陷沙河子組砂礫巖儲(chǔ)層特征及主控因素[J]．大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2014,33(2):22-26. Zhang Changjiu．Characteristics and main controlling factors for the glutenite reservoir of Shahezi Formation in Xujiaweizi fault depression [J]．Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing, 2014,33(2):22-26．

[18] 李德敏，張哨楠．松遼盆地北部古中央隆起帶白堊系登婁庫(kù)組沉積相及天然氣富集有利地區(qū)[J]．礦物巖石,1995,15(2):47-54. Li Demin, Zhang Shaonan. The sedimentary facies and natural gas enrichment of the Cretaceous Dunlouku Formation in northern Songliao Basin [J]．Journal of Mineralogy and Petrology, 1995,15(2):47-54.

[19] 秦都，黃桂雄，李瑞磊，朱建峰，陳杏霞，徐文．松遼盆地南部斷陷層碎屑巖天然氣成藏主控因素分析——以長(zhǎng)嶺斷陷龍鳳山次凹為例[J]. 中國(guó)石油勘探, 2016,21(3):52-61. Qin Du, Huang Guixiong, Li Ruilei, Zhu Jianfeng, Chen Xingxia, Xu Wen. Main controlling factors for gas accumulation in clastic rocks in fault depression, southern Songliao Basin: a case study on Longfengshan sub-sag, Changling fault depression [J]. China Petroleum Exploration, 2016,21(3):52-61.

[20] 付廣，吳薇，歷娜.松遼盆地徐家圍子斷陷大型斷裂帶對(duì)天然氣成藏的控制作用[J].天然氣工業(yè)，2014,34(7):7-12. Fu Guang, Wu Wei, Li Na. Control effect of three large faults on the gas pools in the Xujiaweizi faulted depression, Songliao Basin [J]. Natural Gas Industry, 2014,34(7):7-12.

[21] 王樹學(xué)，周慶華，周慶強(qiáng)，李博，周建忠．松遼盆地徐家圍子斷陷深層天然氣含氣系統(tǒng)與成藏機(jī)制[J]．天然氣地球科學(xué)，2007,18(3): 394-398．Wang Shuxue, Zhou Qinghua, Zhou Qingqiang, Li Bo, Zhou Jianzhong．Gasbearing system and accumulation mechanism of deep layer in Xujiaweizi fault depression [J]．Natural Gas Geoscience, 2007,18(3):394-398．

Analysis of natural gas accumulation conditions and exploration perspective in the central paleo-uplift belt (north), Songliao Basin

Du Jinhu
( PetroChina Exploration and Production Company )

The central paleo-uplift belt (north) of the Songliao Basin, as one major region of risk exploration of natural gas, has favorable conditions for natural gas accumulation. However, no breakthrough has been made in this region for decades, and the hydrocarbon accumulation conditions and exploration perspective have not been thoroughly studied. This paper analyzes natural gas accumulation conditions and exploration targets in the central paleo-uplift belt (north) using core, mud logging, well logging, 3D seismic, gravity and magnetic data as well as a great deal of statistics, analysis and geology studies, and proposes new four cognitions: (1) the central paleo-uplift belt has features of buried hill and was formed on the thrust folded base; (2) the source rock has a high organic matter abundance, huge gas generating potentials and strong lateral gas supplies in the Shahezi Formation of the Xujiaweizi rift in the east of the central paleo-uplift belt (north); (3) the central paleo-uplift belt (north)contains four types of reservoirs: granite, metamorphite, conglomerate and sandstone; (4) the central paleo-uplift belt (north)contains three types of traps, two sets of conductive systems and three types of gas pools. Based on the results, the exploration targets of the basement buried hill gas pools and the gully lithologic gas pools have been selected, 10 class I and 6 class II exploration regions have been evaluated and optimized. This provides the scientific base for risk exploration of deep gas reservoirs in the central paleo-uplift belt (north), the Songliao Basin.

drape, gully, basement buried hill, natural gas accumulation condition, central paleo-uplift belt (north), Songliao Basin

TE122.1

A

10.3969/j.issn.1672-7703.2017.05.001

中國(guó)石油天然氣股份有限公司重大專項(xiàng)“大慶油氣持續(xù)有效發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”（2016E-02）。

杜金虎（1958-），男，陜西合陽(yáng)人，1983年畢業(yè)于成都地質(zhì)學(xué)院石油地質(zhì)專業(yè)，教授級(jí)高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事石油地質(zhì)勘探方面的研究和管理工作。地址：北京市東城區(qū)東直門大街9號(hào)B座中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司，郵政編碼：100007。E-mail：dujinhu@petrochina.com.cn

2017-08-11；修改日期：2017-09-05