2. 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院, 大庆 163712
2. Exploration and Development Research Institute of Daqing Oilfield Company Ltd., Daqing 163712, China
近年来,松辽盆地在登娄库组地层中陆续有了新的发现(付广等,2000;薛永超等,2003;付晓飞等,2000;薛永超等,2004;王成等,2007;于建成等,2002;王刚等,2011), 然而在勘探过程中对登娄库组底界面的认识并没有统一. 本文从不整合角度对登娄库组底界面特征进行了讨论,并从实际生产角度对登娄库组底界面对油气运移保存进行了探讨,对其不整合的油气地质意义进行了分析,对该界面附近非构造油气藏成藏研究具有重要意义.
松辽盆地北部是以黑龙江-吉林省的分界线为界,面积约120000 km2,深层总体具有中隆侧坳,隆坳相间的构造格局.断陷层序表现为早期分隔断陷,晚期联合形成北北东向断陷带.下白垩统自下而上发育沙河子组、营城组及登娄库组,晚白垩世该区进入坳陷沉积阶段.石油地质志记载登娄库组地层以四套岩性特征为主:登一段为杂色砾岩段,登二段主要为暗色泥岩段,登三段为块状砂岩发育段,登四段为过渡岩性段.其与下伏地层呈现不整合接触,其间为区域性不整合分界面.在盆地大部分地区这种不整合特征是十分明显的,但在盆地的洼陷部位,对于这一界面的认识经历了几次修订,焦点主要集中在徐家围子洼陷部位大套砂砾岩的归属问题,已有文献对徐家围子地区的这套砂砾岩归属从构造演化、地层分布特征、不整合规模等方面进行了探讨(胡玉双等,2010),可以看出将深洼部位的粗粒物质划分为登娄库组地层是合理的,这样登娄库组地层在洼陷底部沉积一套粗碎屑物质,其上覆盖登二段水进期细粒物质沉积,该界面附近有利于油气聚集成藏.
不整合是指形成地层过程中,由于地壳运动的影响,在同一地区的上下岩层间出现的明显沉积间断,界面上下地层之间为不协调的接触关系,与地层型油气藏形成具有一定的关系(熊伟等,2007;张建林,2005).重大不整合面往往具有明显标志.登娄库底界面作为广泛认同的区域性不整合面,地震、岩性特征具有明显的规律性.从登娄库组底界面的岩性及地震资料显示可以看出在地势低洼部位岩石类型主要为低位域砂砾岩及水进期砂体,从接触关系来看,这部分岩石主要体现为穿时上超和等时整合接触,而在盆地其他部位出现削截特征明显的不整合接触,这种特征主要在坡度较陡的古地形条件下,通常是在气候较干旱环境中由于强烈构造作用形成.
依据登娄库组底界面的形成过程及其地震反射特征的不同,由边缘向坳陷的中心该界面主要表现为不整合及相对应的整合特征,其中不整合类型有削截不整合、超覆不整合和平行不整合(图 1).削截不整合是强烈构造运动的产物,是早期沉积地层发生大范围掀斜,地层翘倾端遭受风化剥蚀后再接受沉积时形成,界面上下地层产状不同(付广等,2005).削截不整合是地震反射界面起伏不平, 能量较强,连续性较好剖面特征, 主要分布在盆地东北部凸起及盆地内局部挤压抬升隆起剥蚀地区.超覆不整合指整合层序中地层向陆延伸、尖灭的范围由老至新逐层扩大,较新地层依次掩埋并超越其下伏地层形成.此时界面反射波与下伏地层反射呈微角度斜交,超覆特征是登娄库组底界面不整合特征的主要形式.在登二段地层沉积时期随水体逐渐扩张表现为明显的逐层超覆现象.平行不整合中两套地层大体呈平行接触,中间为一侵蚀面(不整合面),说明在前一套地层沉积过程中有一次较大的地壳上升或海退运动以后地壳再次拗陷,沉积了后一套地层.此特征界面上下地层产状几乎相同,但其间具有侵蚀证据(袁书坤等,2010).研究区域内地震反射界面能 量较弱,界面上下反射波与界面反射波趋于平行,此种不整合特征范围有限,主要分布在坳陷沉积中心位置(图 2).与不整合相对应的整合是指地层形成过程中处于相对稳定下降情况下,形成连续沉积的岩层,此种地层不缺失岩层,与平行不整合在地震上很难区分,但依靠钻井资料可以鉴别.
从岩性、测井曲线变化特征来看,登娄库组底界面具有明显标志,在测井曲线上表现为深浅侧向曲线突然变高,自然电位和自然伽马曲线突然变低,曲线台阶特征明显.从岩心资料来看,该界面具有明显的侵蚀标志.
根据钻井分析,登娄库组底界面上下地层岩性、岩相变化特征非常清楚,主要表现为三大类5种特征(图 2):在洼陷处营城组发育火山岩部位,表现为火山岩突变为砂砾岩的界面(图 3a),主要是在徐家围子中部、古龙东部、莺山中部地区表现此特征,其次为火山岩突变为泥(砂)岩的界面(图 3b),主要是在徐家围子北部和南部、古龙中部地区有此特征;在凹陷深处,营城组不发育火山岩时,主要是在徐家围子西北部,主要表现为泥岩突变为砂砾岩(图 3c),而在不发育登一段地层地区,主要表现为砂砾岩突变泥岩或砂泥互层(图 3d);在高隆起区(主要是徐家围子西部)为基岩突变为沉积岩的界面(图 3e).
由于构造运动或海(湖)平面变动对前期沉积地层的不同程度的改造作用形成了层次结构不同的不整合(王艳忠等,2006;何登发,2007),而不整合不同的结构特征决定了其对油气运移和封堵的双重作用(高长海等,2008;赵卫卫等,2008;陈涛等,2008;郝芳等,2005;付广等,2001;张照录等,2000;Dunbar et al., 1957;陈发景等,2004;隋风贵等,2005;潘钟祥,1983;隋风贵等,2010).从松辽盆地北部深层地层发育特点来看,对登娄库组成藏有贡献的气源岩包括断陷期烃源岩、登娄库组源岩以及基底石炭—二叠系的变质岩系.古龙断陷由于埋藏深度较大,砂体致密,横向输导能力较差,受砂体发育情况控制,所以古龙断陷以垂向或者近距离输导为主,而徐家围子断陷经多期构造活动影响,断裂、不整合与砂体共同作用形成多种输导系统呈环带状分布的格局,不整合面上下容易形成规模大小不等的地层圈闭、地层-岩性圈闭与构造-岩性圈闭.经地质、地球物理综合分析来看,松辽盆地北部与登娄库组底界面不整合相关的油气圈闭类型主要有3种:削截地层圈闭.超覆地层圈闭,与断裂共同作用控制的削截、超覆圈闭(图 4).
削截地层圈闭:此种类型圈闭不整合面之上岩石主要起到封堵作用,岩性以泥岩、碳酸盐岩为主,不整合面之下根据所处区域位置不同,多为砂砾岩、碳酸盐岩及火山岩.白垩系底界是长期地层沉积间断面,被削截的地层多为基岩,局部高隆起区被夷为平地,在地势低洼区界面下覆砂砾岩被登娄库组水进期泥岩覆盖形成油气圈闭.
超覆地层圈闭多发育在盆地坳陷斜坡区.不整合面之上的砂、砾岩超覆在不整合面之下的风化粘土层及泥岩、风化泥岩等致密岩石之上,不整合面之上的渗透性岩层(底砾岩、水进砂岩)、不整合面之下具有裂隙、溶蚀孔洞系统的半风化岩石既可作为油气运移通道又可作为油气聚集的良好场所(何登发,2007).经研究发现,渗透性储层发育程度是形成圈闭的关键.在徐家围子地区,西部隆起区东侧具有良好的发育超覆地层圈闭条件.徐家围子深洼部位的登一段大套砂砾岩超覆在致密岩层之上,加之断裂发育,疏导条件有利,具有优先捕获来自凹陷油气的优势.古龙地区登娄库组底部砂岩发育程度较差,但泥包砂的地层特征,以及自身良好的生油条件及地层超覆的圈闭特征有利于油气的保存.
与断裂共同作用控制的削截、超覆圈闭.登娄库组底界面断裂较发育,尤其在徐家围子地区及古中央隆起带地区,基底断层不仅可以沟通营城组与沙河子组的气源,甚至于火石岭组气源,乃至于基底变质岩系的气源均可以起到一定的输导作用,像徐西大断裂、徐中以及徐东大断裂直接控制了天然气的分布.断层在垂向上对油气的疏导作用与不整合侧向疏导作用相协调,可以形成一定的油气规模.
总体上来说松辽盆地北部登娄库组地层由于不整合面、断层以及砂体在时空上的良好配置形成了丰富的多样的输导系统,这些输导系统为油气运移提供了良好运移条件.
登娄库组底界面是一区域性不整合面,地震剖面上具有明显的上超下削特征,主要有削截不整合、超覆不整合和平行不整合三种类型,岩性特征平面分布具有一定的规律性,盆地洼陷部位主要以火山岩或泥岩突变为砂砾岩为主,盆地边部表现为砂砾岩向泥岩突变,局部高隆起区表现为基岩向砂泥岩突变,由于不整合分布限定了油气圈闭的形成,主要为削截地层圈闭,超覆地层圈闭,与断裂共同作用控制的削截、超覆圈闭.
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