摘　要：解剖松辽盆地徐家围子断陷天然气藏的控藏要素对于该区下一步天然气勘探具有重要的指导意义，而过去较少从徐西、徐中、徐东三大断裂入手来开展这一研究。为此，在精细解释该区三维地震资料的基础上，根据上述三大断裂发育及分布特征，采用三大断裂与天然气成藏条件叠合分析的方法，探讨了三大断裂对天然气成藏与分布的控制作用。结果表明：①三大断裂共同控制了该区下白垩统沙河子组煤系烃源岩的发育，烃源岩存在3个厚度高值区(最大厚度可超过1000m)，气源供给充足，三大断裂为天然气向上覆各套储层中运移提供了输导通道；②三大断裂是徐家围子断陷地下岩浆在下白垩统营城组沉积时期向地壳浅部上侵的主要输导通道，其附近广泛分布火山岩体，并发育优质火山岩裂缝性储层；③三大断裂为火山岩中天然气的聚集提供了有效的遮挡条件，如果错断营一段火山岩圈闭的断裂两盘为火山岩储层与砂砾岩对接，断裂侧向封闭，则有利于天然气聚集成藏，钻探时为气层；当断裂两盘是火山岩与火山岩对接时，其侧向不封闭，就不利于天然气聚集成藏，钻探时为水层。

关键词：松辽盆地  徐家围子断陷  三大断裂  天然气成藏  控制作用  气源供给  火山岩储集层  遮挡条件  侧向封闭

Control effect of three large faults on the gas pools in the Xujiaweizi faulted depression，Songliao Basin

Abstract：The study of the major controlling factors of gas accumulation in the Xujiaweizi faulted depression of the Songliao Basin is of great significance to future gas exploration．However，they were seldom studied in the context of major faults including Xuxi，Xuzhong and Xudong．Based on fine interpretation of 3D seismic data acquired in this area，the control effect of these three major faults on the gas pools was studied through a composite analysis of the three faults and the gas accumulation conditions based on the characteristics of development and distribution of the said major faults．The following conclusions were obtained．(1)These major faults；ointly controlled the development of coal-seam source rocks in the Lower Cretaceous Shahezi Fm．Thickness of hydrocarbon  source rocks exist three high-value areas(with the maximum thickness of over 1000m)and have a large potential of hydrocarbon generation．The three maj or faults acted as carriers for the migration of gas upwards to the overlying reservoirs．(2)The three major faults also acted as the pathways for magma to protrude upwards into the shallow crust during the Early Cretaceous Yingcheng period．Volcanic rocks are well developed around the faults and consist of fractured volcanic reservoirs of high quality．(3)These faults Drovided effective sealing conditions for the gas accumulation in the volcanic reservoirs．If the volcanic rocks in the one fault bock are juxtaposed with sandstone or conglomerate in the other fault hock，the lateral seal of the fault is favorable for gas accumulation，thus gas reservoirs can be formed．In contrast，if the volcanic rocks in the one fault block are Juxtaposed with volcanic rocks in the other fault block，no lateral seal exists，thus being favorable for the formation aquifers instead of gas reservoirs．

Keywords：Songliao Basin，Xujiaweizi faulted depression，three big faults，gas accumulation，controlling effect，gas source，volcanic reservoir，sealing condition，lateral seal

徐家围子断陷位于松辽盆地北部，呈北北西向展布，其内发育下白垩统火石岭组、沙河子组、营城组、登娄库组和泉头组一段、二段沉积地层，是松辽盆地北部深层天然气的主要产区，目前已发现天然气2000×10⁸m³，充分展示了该断陷天然气的资源远景。然而，由于徐家围子断陷天然气不仅分布层位多，储集岩性多样，而且平面上不同部位天然气分布差异较大，既受构造和岩性分布的控制，又与断裂密切相关。多种因素的影响结果使得人们对该断陷天然气成藏规律的认识至今尚不清楚，给徐家围子断陷天然气勘探带来了困难。

尽管前人曾对徐家围子断陷天然气的成藏条件及控制因素进行过大量研究和探讨，但这些研究主要是从烃源岩^[1-2]、储层^[3-4]、盖层^[5-8]等条件进行天然气成藏条件和分布控制作用研究，从断裂入手开展对天然气成藏条件的研究也有，但更多的是从整个断陷所在断裂发育及分布与天然气分布之间的关系，以及断裂活动时期与烃源岩排烃期之间的匹配关系来研究断裂对天然气成藏与分布的控制作用^[9-12]，而从徐中、徐西和徐东三大断裂(这三大断裂对徐家围子断陷天然气的成藏与分布起主要作用)入手来开展天然气成藏与分布控制作用的研究几乎没有，这无疑不利于该断陷天然气勘探的深入。因此，开展徐家围子断陷三大断裂对天然气成藏与分布控制作用研究，对正确认识该区天然气的成藏规律，指导下一步天然气勘探均具有重要意义。

1　三大断裂发育特征及其与天然气分布之间的关系

由三维地震资料解释成果可知，徐家围子断陷地层中发育大量断裂，但这些断裂均为徐中、徐西和徐东3条基底大断裂向上分叉和平面上不连续分布的结果。

由图1中可以看出，徐西断裂是徐家围子断陷的主控边界断裂，其控制了徐家围子西断东超、西陡东缓箕状断陷的形成。由于受徐中断裂的切割，徐西断裂被分割成南北两端，而南段和北段断裂走向具有明显的分段特征，南段自南而北走向为近南北向  北北西向  近南北向，北段自南而北由近南北向转变为北北西向；由图1-b中还可以看出，徐西断裂明显受徐中断裂的分割，平面上被分成南段和北段(延伸长度为151.8km，其中北段长57.5km，南段长94.3km)，在1484测线处剖面上被徐中断裂分割成东西两个部分。剖面上为典型的铲式正断层(图1)，断距下大上小，断层剖面上从T5断至T4，部分地段断至T5¹，表明该断裂在火石岭组和沙河子组沉积时期活动，部分地段在营城期强烈活动，到坳陷期停止活动。

徐中断裂为典型的走滑断裂，剖面上近于直立，平面上分布呈直线状，延伸长度为100.2km，在坳陷构造层形成明显的花状构造；徐中断裂呈北北西走向，沿走向断裂正逆相间，并于断陷中部将徐西断裂切割成南段和北段(图1)。其活动时期主要为营一段时期，之后活动强度逐渐减弱，至青山口组沉积时强度有所增大，之后再次衰减，至嫩江组沉积晚期停止活动。

徐东断裂也为典型的走滑断裂，剖面上表现为大型的花状构造，断裂向上分叉和平面上断续分布明显，单条断裂仍为北北西走向，延伸长度较徐中和徐西断裂明显变小，总体可达到96.5km(图1)。徐东断裂在营三段沉积时期活动强烈，上方尽管在坳陷层也出现“V”字形断裂密集带，但带内断裂为典型平行排列的地堑带，没有明显的扭动特征，说明该断裂在青山口组沉积时期活动较弱。

从图l、表l中可看出，该区目前已发现的天然气分布明显受到三大断裂分布的控制，但三大断裂中每条断裂所控制的天然气藏的分布特征也不尽相同，其中达深1—达深6井区、达深x5—达深3井区、达深4井区、汪深902—汪深903井区、宋深102—宋深l井区和升深l01井区的天然气分布明显受徐西断裂北段控制，分布在其中南部附近(图1)。芳深8井区、芳深1井区、芳深2芳深4井区、芳深6—芳深5井区、芳深701—芳深9井区、肇深10井区、徐深28井区、徐深8井区和徐深13—肇深1井区的天然气分布明显受到徐西断裂南段控制，分布在其北部和中部附近。徐深1—徐深6井区、徐深7井区、徐深3井区、徐深9井区、徐深14—徐深12井区、徐深41—徐深17井区的天然气明显受徐中断裂控制，分布在其南部和北部附近(图1)。徐深2井区、徐深25井区和徐深27井区的天然气明显受到徐东断裂控制，主要分布在其中南部附近(图1)。由上可以看出，徐西和徐中断裂对天然气分布的控制作用较徐东断裂对天然气分布的控制作用明显，表现在前两者附近的天然气藏数量明显多于后者(表1)。此外，徐中和徐东断裂主要控制着营一段火山岩天然气藏的形成与分布，而徐西断裂则对多层天然气藏的形成与分布起到控制作用(表1)。

2　三大断裂对天然气成藏与分布的控制作用

2．1　三大断裂附近天然气聚集。气源供给充足

气源供给是气藏形成的物质基础，徐家围子断陷三大断裂附近之所以天然气富集，是因为其附近有充足的天然气供给，具体表现在以下两方面。

2．1．1三大断裂附近沙河子组煤系烃源岩发育

气源对比结果^[13-14]表明，徐家围子断陷天然气主要来自沙河子组煤系烃源岩。由图2中可以看出，徐家围子断陷沙河子组煤系烃源岩分布明显受到三大断裂分布的控制，沙河子组烃源岩发育以下3个厚度高值区：①分布于徐西断裂北段与徐东断裂之间的升深2井北部，沙河子组烃源岩最大厚度可超过1000m；②分布于徐西断裂北段与徐中断裂之间的徐深l井处，沙河子组烃源岩最大厚度可超过800m；③分布在徐西断裂南段与徐东断裂之间的徐深21井南部，沙河子组烃源岩最大厚度可超过1000m。

上述3个厚度高值区均是由于三大断裂在沙河子组沉积时期强烈活动，控制了沉积中心，在三大断裂附近的斜坡处形成的水体较浅的湖泥环境下，沉积形成厚度较大的煤系地层，成为徐家罔子断陷天然气的主力烃源岩。由此看出，三大断裂共同控制着沙河子组煤系烃源岩的发育。

2．1．2三大断裂为天然气向上覆各套储层中运移提供了输导通道

由于徐家围子断陷天然气从下伏基岩至上覆泉一、二段各层位皆有分布，各套储气层与下伏沙河子组烃源岩之遇被多套泥岩层或非火山岩储层相隔，沙河子组烃源岩生成的天然气不能通过地层孔隙直接向上覆各套储气层中运移，只有通过断裂才能使沙河子组烃源岩生成的天然气运移进入上覆各套储气层中。虽然各套储气层内发育大量断裂，但并不是所有这些断裂均可成为下伏沙河子组烃源岩生成天然气向上覆各套储气层中运移的输导通道，只有连接沙河子组烃源岩和上覆各套储气层，且在沙河子组烃源岩大量排烃期——青山口组沉积时期^[5]活动的断裂，才能成为天然气的输导通道。

由徐家围子断裂发育特征可知，可作为各套储气层中天然气运移输导断裂应有以下2类：①从沙河子组断至青山口组的断裂，这类断裂可直接将沙河子组烃源岩生成排出的天然气直接运移至上覆各套储气层中，输导天然气能力较强，故称之为主输导断裂；②另一类断裂未从沙河子组直接断至青山口组，虽然上下断裂分布不连续，但可通过裂缝沟通形成输导通道，这类断裂也可以将沙河子组烃源岩生成排出的天然气运移至上覆各套储气层中，但输导天然气能力相对较前一类断裂弱，故称之为次输导断裂。由图3中可以看出，徐家围子断陷各套储气层中发育大量天然气输导断裂(包括主输导断裂和次输导断裂)，但这些输导断裂均为三大断裂向上分叉和断续分布的结果(图3)，说明三大断裂均为天然气向上覆各套储层中运移提供了输导通道。由图3中可以看出，徐家围子断陷目前已找到的天然气均分布在这些输导断裂附近，这是因为只有位于输导断裂附近的圈闭，才能在青山口组沉积时期通过这些输导断裂从沙河子组烃源岩处获得天然气并运聚成藏；否则其他成藏条件再好，也无天然气聚集与分布。

2．2　三大断裂附近发育优质火山岩储层

2．2．1三大断裂附近火山岩体发育

徐西、徐中和徐东三大断裂是徐家围子断陷地下岩浆在营城组沉积时期向地壳浅部上侵的主要输导通道，沿其上侵所形成的火山岩体主要沿其分布。从图4中可以看出，营一段火山岩主要分布在徐家围子断陷南部，厚度介于200～800m，4个厚度较大的火山岩体主要沿徐西断裂北段呈串珠状分布。营三段火山岩体主要分布在徐家围子断陷北部，厚度也为200～800m，3个厚度较大的火山岩体中2个沿徐中断裂呈串珠状分布，另一个分布在徐西断裂南段。

2．2．2三大断裂附近火山岩裂缝性储层发育

由图4中可以看出，由徐家围子断陷56口井成像测井资料揭示的火山岩裂缝性储层发育区主要受到三大断裂的控制，其中徐中断裂附近营城组火山岩中裂缝最发育，尤其是中南部，其次是徐西断裂南段中部火山岩裂缝较发育；最少的是徐东断裂附近火山岩，裂缝相对不发育。这主要是由于三条断裂活动强度和性质不同造成的，徐中断裂不仅活动强烈，而且为走滑断裂，伴随其活动过程，附近的营城组火山岩体内形成大量裂缝。徐西断裂虽然活动也较强烈，但因不具走滑性质，活动过程中在其附近形成的裂缝数量明显少于在徐中断裂附近的营城组火山岩体内形成的裂缝数量。徐东断裂活动强度明显较徐中、徐西断裂弱，虽然其也为走滑断裂，活动过程中在其附近的营城组火山岩体内形成的裂缝数量也明显较前两者少。

2．3　三大断裂为火山岩中天然气的聚集提供了有效的遮挡条件

由表l中可以看出，徐家围子断陷日前已发现的气藏，如徐深1—徐深6井区、徐深7井区、徐深41徐深l7井区、徐深14—徐深l2井区、徐深12井区、徐深27井区、徐深9井区、徐深l3—肇深11井区营一段火山岩气藏皆为受三大断裂遮挡形成的气藏，其在天然气运聚成藏期——青山口组沉积之后至今在侧向上是否封闭是决定气藏能否形成的关键。

通过徐家围子断陷受三大断裂遮挡的营一段气藏现今断裂侧向封闭性研究结果(表2)可以看出，如果错断营一段火山岩圈闭的断裂两盘是火山岩储层与另一盘砂砾岩对接，由于砂砾岩压实成岩程度相对较高，孔渗性差，可以对火山岩储层形成侧向封闭，则有利于天然气聚集成藏，如徐中断裂附近的徐深601井、徐深5井、徐深7井、徐深14井(上部)、徐深10井，徐西断裂附近的徐深l2井(上部)和徐东断裂附近的徐深27井(上部)，营一段皆为火山岩储层与另一盘砂砾岩对接，断层侧向上封闭，有利于天然气聚集成藏，天然气钻探皆为气层。如果断裂两盘是火山岩与火山岩对接；断层侧向不封闭，不利于天然气聚集成藏，如徐中断裂附近的徐深14井(下部)，徐西断裂附近的徐深12井(下部)和徐东断裂的徐深27井(下部)，营一段均属于火山岩与火山岩对接，断层侧向不封闭，不利于天然气聚集成藏，天然气钻探皆为水层。

3　结论

1)徐家围子断陷三大断裂附近沙河子组煤系烃源岩发育，由于三大断裂为天然气向上覆各套储层中运移提供了输导通道，三大断裂附近天然气聚集，气源供给充足。

2)徐西、徐中和徐东三大断裂是徐家围子断陷地下岩浆在营城组沉积时期向地壳浅部上侵的主要输导通道，沿其上侵所形成的火山岩体广泛分布，发育优质山火岩岩裂缝性储层。

3)三大断裂为火山岩中天然气的聚集提供了有效遮挡条件，当火山岩储层与另一盘砂砾岩对接时，其侧向封闭，有利于天然气聚集成藏，钻探时为气层；当断裂两盘是火山岩与火山岩对接时，其侧向不封闭，不利于天然气聚集成藏，钻探时为水层。

参考文献

[1]朱映康．徐家围子断陷火山岩气藏成藏机制及有利区预测[J]．吉林大学学报：地球科学版，2011，41(1)：69-77．

ZHU Yingkang．Formation mechanism of volcanic gas reservoir and favorable areas predication in Xujiaweizi Fault Depression[J]．Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2011，41(1)：69-77．

[2]黄薇，肖利梅，陆加敏，等．徐家围子断陷下白垩统营四段层序地层与致密气成藏的关系[J]．天然气工业，2012，32(7)：6-11．

HUANG Wei，XIAO Limei，LU Jiamin，et al．Relationship between sequence stratigraphy and tight gas pooling in the 4^th member of the Lower Cretaceous Yingcheng Formation，Xujiaweizi Fault Depression[J]．Natural Gas Industry，2012，32(7)：6-11．

[3]冯子辉，任延广，王成，等．松辽盆地深层火山岩储层包裹体及天然气成藏期研究[J]．天然气地球科学，2003，14(6)：436-442．

FENG Zihui，REN Yanguang，WANG Cheng，et al．Study on inclusion of deep buried igneous reservoir and forming period of gas pool in Songliao Basin[-J]．Natural Gas Geoscience，2003，14(6)：436-442．

[4]王雅春，李刚，杨宏松，等．徐家围子断陷储盖组合及对天然气富集的控制作用[J]．大庆石油学院学报，2009，33(4)：5-8．

WANG Yachun，LI Gang，YANG Hongsong，et al．Reservoir-seal assemblage in Xuj iaweizi fault depression and its control effect on natural gas enrichment[J]．Journal of Daqing Petroleum Institute，2009，33(4)：5-8．

[5]付广，胡明，于丹．火山岩盖层类型及封气能力——以松辽盆地徐家围子断陷为例[J]．吉林大学学报：地球科学版，2010，40(2)：237-244．

FU Guang,HU Ming，YU Dan．Volcanic cap rock type and evaluation of sealing gas ability：An example of Xujiaweizi Depression[J]．Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2010，40(2)：237-244．

[6]史集建，吕延防，付广，等．松辽盆地徐家围子断陷火山岩盖层封气能力综合定量评价[J]．石油学报，2011，32(3)：424-431．

SHI Jijian，LYU Yanfang，FU Guang，et al．Synthetically and quantitatively assessing gas sealing ability of volcanic cap rocks in the Xujiaweizi Sag of the Songliao Basin[J]．Acta Petrolei Sinica，2011，32(3)：424-431．

[7]于丹，付晓飞，吕延防，等．徐家围子断陷深层天然气盖层特征及封盖性评价[J]．吉林大学学报：地球科学版，2009，39(5)：773-780．

YU Dan，FU Xiaofei，LYU Yanfang，et al．Cap-rock char acteristic and sealing ability evaluation of deep Xuj iaweizi Fault Depression[J]．Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2009，39(5)：773-780．

[8]付广，郭杜军．徐家围子断陷盖层分布对天然气成藏与分布的控制作用[J]．岩性油气藏，2009，21(3)：7-11．

FU Guang，GUO Duj un．Controlling effect of cap rock on gas accumulation and distribution in Xujiaweizi Depression[J]．Lithologic Reservoirs，2009，21(3)：7-11．

[9]付广，张超群．气源断裂与盖层时空匹配关系及对天然气成藏的控制——以徐家围子断陷为例[J]．岩性油气藏，2013，52(1)：51-55．

FU Guang，ZHANG Chaoqun．Time and space matching relation between gas source faults and cap rocks and its controlling action on gas accumulation：An example from Xujiaweizi Depression[J]．Lithologic Reservoirs，2013，52(1)：51-55．

[10]付广，胡明，韩莹．断裂对断陷盆地火山岩天然气的成藏与控制作用——以松辽盆地徐家围子断陷为例[J]．吉林大学学报：地球科学版，2012，42(1)：1-8．

FU Guang，HU Ming，HAN Ying．Controlling of fault to gas accumulation of volcanic rock in depression basin：An example from Xujiaweizi Depression of Songliao Basin[J]．Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2012，42(1)：1-8．

[11]胡明，付广，吕延防，等．松辽盆地徐家围子断陷活动时期及其与深层气成藏关系分析[J]．地质评论，2010，56(5)：710-718．

HU Ming，FU Guang，LYU Yanfang，et al．The fault activity period and its relationship to deep gas accumulation in the Xujiaweizi Depression，Songliao Basin[J]．Geological Review，2010，56(5)：710-718．

[12]陈晓红，何文渊，冯子辉．松辽盆地徐家围子断陷主要断裂对气藏的控制作用[J]．天然气工业，2012，32(3)：53-56．

CHEN Xiaohong，HE Wenyuan，FENG Zihui．Controlling effect of major faults on the gas reservoirs in the Xujia weizi fault depression，Songliao BasinEJ]．Natural Gas Industry，2012，32(3)：53-56．

[13]李景坤，方伟，曾花森，等．徐家围子断陷烷烃气碳同位素反序机制[J]．石油学报，2009，32(1)：54-61．

LI Jingkun，FANG Wei，ZENG Huasen，et al．Possible origins for inverse stable carbon isotopes of gaseous alkanes from the Xujiaweizi Fault Depression[J]．Acta Petrolei Sinica，2009，32(1)：54-61．

[14]刘耀光．松辽盆地三个天然气藏的气源对比[J]．天然气工业，1989，9(2)：6-10．

LIU Yaoguang．Source contrast of three gas reservoirs in Songliao Basin[J]．Natural Gas Industry，1989，9(2)：6-10．

本文作者：付广  吴薇  历娜

作者单位：东北石油大学

  黑龙江省高等学校“油气成藏与保存”科技创新团队