摘要：松辽盆地深层天然气勘探除徐家围子、长岭和英台断陷外，其他断陷的勘探效果尚不明显。依据大量的地震、野外露头、岩心观察、分析化验等资料，对松辽盆地深层断陷结构、烃源岩、火山岩储层等天然气成藏条件进行系统研究后认为：该区深层天然气分布受断陷、火山岩、断裂与不整合面控制；深层主要断陷期为沙河子期，由34个大小不一、相互独立的断陷组成断陷群，天然气在各断陷中自成含气系统，主要分布于早盛继承型断陷中；烃源岩严格分布于各断陷中，烃源岩最好的区域位于断陷中部，地震反射特征为席状平行结构，成层性、连续性好；火山岩储层形成受岩相、岩性、顶面构造、喷发旋回等控制；以次级洼陷为评价单元对断陷进行了评价，提出成藏条件好的中小型断陷具有较大勘探潜力的新认识，指出双城(莺山)、林甸等为有利的接替断陷。
关键词：松辽盆地；深层；天然气；断陷结构；烃源岩；火山岩储层；富集规律；勘探方向
松辽盆地是一个断、坳双重结构的大型叠合盆地，形成了中浅层和深层两套含油气系统[1～2]。深层主要为含气组合，主要分布在下白垩统泉头组二段以下的地层中，天然气探明储量已超过3000×108m3，主要储集体为下白垩统营城组火山岩(图1)。随着盆地深层天然气勘探的深入，许多学者对深层火山岩储层及天然气成藏条件产生了浓厚的兴趣，对深层勘探热点断陷如徐家围子和长岭断陷中火山岩储层特征[3～5]、形成主控因素及断陷内天然气含气系统[6～7]等方面进行了大量的研究工作。笔者着眼于全盆地，整体、系统地对深层天然气成藏条件及勘探方向进行研究。
1 深层断陷分布与演化
1.1 深层断陷形成与发育特征
松辽盆地断陷期地层包括下白垩统火石岭组、沙河子组和营城组3套地层。
火石岭和营城期是盆地火山岩发育的主要时期，沙河子期为强烈断陷发育时期，以构造沉降为主，为湖相泥岩的主要发育时期。在地震剖面上的总体反射特征表现为在弱反射背景上频繁分布中高频、中强振幅、较连续反射，该层序多超覆尖灭于下伏地层上。因此，松辽深层断陷主要指沙河子期形成的断陷，根据所使用的资料程度，不同学者识别的断陷个数不同[1，8]。笔者依据地震资料，逐一识别出深层断陷34个(图2)，最大的断陷面积超过6000km2，最小的不足100km2，面积大于1000km2的断陷有16个，沙河子组最厚达2000m，一般为300～1000m。断陷主要以NNE向展布，按照断陷形成的结构类型主要分为箕状和地堑两种类型，其中以箕状断陷占优(图2)。
1.1 深层断陷后期演化特征
深层断陷按受后期改造程度的强弱存在3种演化模式，即早盛继承型、过渡型和早盛晚衰型(图2)：①早盛继承型断陷地层发育齐全，厚度大，后期改造弱，天然气保存条件好，典型断陷有林甸、古龙、长岭、孤店、徐家围子等；②过渡型断陷地层发育较齐全，厚度较大，但后期改造强，有层位强烈的剥蚀或褶皱，天然气保存条件相对较差，典型断陷有双城、王府、德惠、梨树等；③早盛晚衰型断陷地层发育不齐全，断陷后期一直处于隆升状态，地层沉积厚度薄，并有层位缺失，这类断陷中烃源岩成熟度均不高，典型断陷有梅里斯、富裕、北安等。不同类型的断陷中天然气富集特征不同，早盛继承型断陷中天然气最富集，聚集了深层95%的天然气探明储量。
2 深层烃源岩及火山岩储层发育特征
2.1 深层烃源岩发育特征
盆地深层发育火石岭组一段、沙河子组、营城组二段烃源岩，但以沙河子组为主，有机质丰度较高，成熟度高，有机质类型以腐殖型为主[9]。由于钻遇沙河子组的单井主要分布在徐家围子断陷和德惠两个断陷中，且主要钻至断陷边部，为深层烃源岩预测带来了一定难度。
通过对深层69口单井系统分析，划分了深层烃源岩系15类地震响应特征，归纳出烃源岩6种不同赋存形式的地震响应特征。即厚层砂岩与厚层泥岩叠合型；厚层砂岩夹薄层泥岩型；中厚砂岩与中厚泥岩互层型；厚层泥岩夹薄层砂岩型；薄层泥岩与薄层砂岩互层型及煤系烃源岩。综合分析表明断陷中部席状平行结构、成层性、连续性好的地震相烃源岩较为落实，主要为深湖半深湖、湖沼相，暗色泥岩厚度大，暗地比高(45%～70%)，如三深1、达深1井。预测沙河子烃源岩的最大厚度超过900m，主要分布区间为300～500m(图2)。沙河子组烃源岩均分布于断陷内，由于每个断陷由多个次级洼陷组成，烃源岩分布受次级洼陷控制，围绕主沉降沉积中心分布。成因法和类比法预测深层天然气资源量约为3.92×1012m3。烃源岩的生烃能力决定了资源潜力，烃源岩质量对资源潜力起到重要作用，烃源岩发育的中小型断陷中也具有较大天然气资源潜力。如孤店断陷烃源岩面积359km2，与邻近地区对比显示，营城组与沙河子组发育烃源岩，预测资源量约为1550×108m3。
2.2 火山岩储层发育特征
火山岩储层主要发育于营城组时期，火山岩主要沿断裂分布，岩石类型、储集空间类型多样[3]，优质火山岩储层同时具有孔隙发育、裂缝发育及连通性好等特征。
火山岩储层形成受多因素的控制。火山岩相控制了储层原生孔隙和原生裂缝，是好储层形成的基础，爆发相为火山岩相最有利的相带。对979块火山岩样品的孔隙度进行统计显示：爆发相优于溢流相；爆发相中角砾岩的物性最好，凝灰岩次之(图3)。
流纹岩为溢流相中最好的储集岩类。不但原生气孔最为发育，而且次生孔隙也最为发育。从玄武岩到流纹岩，由于岩浆的黏度随酸度增大而增大，气孔更为发育。另外，从安山岩到流纹岩，随着岩浆酸度越大，碱性长石增多，长石溶蚀孔隙也越为发育。
溢流相火山岩顶部为有利的储集区带。通常对于溢流相火山岩体，气孔的发育和岩浆的厚度具有一定的关系。Sahagian等[10]通过对玄武岩气孔多年研究指出：当火山岩厚度大于3m，气孔具有聚顶现象。盆地南部营城煤矿附近发育一套厚约100m的流纹岩，具有明显的气孔聚顶现象，而万17井玄武岩的岩心气孔发育也具有这样的规律。
火山岩喷发期次多少和多岩性的互层叠置也控制火山岩物性好坏。通过对松辽盆地探井资料的统计发现，中基性火山岩是否发育有利储层还与多旋回喷发、多岩性互层叠置有关。喷发期次和旋回愈多，岩性互层叠置愈频繁，火山岩的物性愈好，如达深3井等。相比较而言，单一厚层火山岩储层相对不发育，如德深7井等。
3 成藏主控因素及深层天然气勘探方向
3.1 火山岩气藏类型
深层天然气以烃类气体为主，天然气中甲烷含量分布在1.84%～20.0%和60.0%～96.60%两个区间内，但主要分布在80.0%～96.00%[9]。
以沙河子组为主力生气层，深层发育两大含气系统：下部含气系统，以泉头组一、二段泥岩为区域盖层，登娄库组、营城组、沙河子组及火石岭组和基底组为储层；上部含气系统，以青山口泥岩为区域盖层，泉头组三、四段砂岩为储层。前者主要以原生气藏为主，深层天然气主要分布于该含气系统中；而后者主要以次生气藏为主，主要分布于受白垩纪末-古近纪改造作用强烈的断陷中。下部含气系统发育3套含气组合，以营城组火山岩为储集层、营城组火山岩及登二段泥岩为盖层的储盖组合为主要含气组合，勘探潜力大，已发现的气藏有徐家围子断陷兴城、升平气田、长岭断陷长岭1号气田等。
火山岩气藏类型受火山岩体、断层及区域构造的多重控制，火山岩内部及不同火山岩间强的分割性决定了火山岩气藏总体类型以岩性气藏为主。火山岩总是与断层相伴生，因此气藏类型也受断层及区域构造的控制。总体来说，火山岩气藏类型有4大类6小类，分别是火山岩断鼻(断背斜)岩性复合气藏；火山岩岩性气藏；火山岩低幅背斜(地层超覆)岩性复合气藏；火山岩构造气藏。断鼻(断背斜)岩性复合气藏分布最广，徐家围子断陷已发现的大部分气藏均属此类，如升平和兴城气田，气藏一侧为断层封堵，另一侧由火山岩自身封堵(图4)。
3.2 火山岩气藏成藏主控因素
由于深层断陷具有相互独立，分割性强的特征。因此，每个断陷便构成了一个独立的含气系统。三大因素(断陷、火山岩及断裂)控制了气藏的形成[11]。五大因素控制了气藏的富集(烃源岩是根本；有利储层是基础；后期改造、保存条件是关键；高产靠裂缝；构造是背景)(图4)。
断陷控制了深层烃源岩的发育。火山岩本身的独立性、互不连通性等特殊性导致了火山岩气藏横向主要以近距离运移为主，有效的烃源岩范围就是火山岩气藏含气系统边界。断裂控制了断陷发育的规模，断裂控制了火山岩的分布，断裂还有助于火山岩储层的后期改造，断裂活动强度控制了火山岩气藏富集度，早盛继承型断陷中天然气最富集。火山岩作为一类特殊的储层类型对深层气藏的分布起到了重要的作用：①由于火山岩受压实作用影响较小，火山岩储层孔隙度随着深度的增加在缓慢降低；②受火山岩储层形成控制因素的影响，火山岩气藏一般分布在近火山口爆发相、溢流相流纹岩、多旋回溢流相顶面；③受火山喷发具有多期性与火山岩之间分割性强的特点的控制，火山岩气藏以岩性气藏为主，气水关系复杂，气水分布受火山岩体控制。不同火山岩之间气藏互不连通，纵向上多套气层叠置，平面上呈串珠状分布的特点(图4)。
3.3 深层天然气勘探方向
松辽盆地深层断陷由于所处构造位置的不同，地质结构的多样性，后期改造的差异，它们分别具有不同的构造特征及油气成藏条件。每一断陷又由多个次级洼陷组成，不同次级洼陷中烃源岩发育质量差异很大。因此，以次级洼陷为评价单元进行断陷评价更能客观地评价深层断陷。以徐西凹陷和哈尔金凹陷为刻度区，根据盆地深层天然气成藏条件的研究，以次级洼陷供烃能力、储集体发育程度、盖层封闭能力、断陷后期改造程度及凹陷中二氧化碳的发育程度等为凹陷评价基本内容，对深层断陷进行了评价，评价结果见图5。
从评价结果来看，现实勘探领域是徐家围子、长岭和英台断陷，天然气资源量达2.141 4×1012m3，主要为Ⅰ类；林甸、双城西、孤店、伏龙泉、德惠、王府、梨树和古龙断陷为重要接替断陷，断陷内主要为Ⅱ1类，天然气资源量达1.3271×1012m3。具有一定勘探潜力的断陷有中和、莺山(南部)、任民镇、榆树、榆树东、双辽、双城东等断陷，天然气资源量为3127×108m3。具有远景资源的断陷主要分布于断陷边缘，源岩成熟度较低。从断陷评价来看，Ⅰ类评价单元主要分布在继承型断陷中，而Ⅱ2类评价单元主要分布在大型断陷及成藏条件较好的中小型断陷中，Ⅱ2类评价单元主要分布在中小型断陷中，因此，在重视大型断陷勘探的同时，重视中小型断陷的勘探，成藏条件好的中小型断陷具有较大的勘探潜力。
4 结论
深层发育34个相互独立的断陷，天然气资源量3.92×1012m3，勘探潜力大。天然气成藏受断陷规模、火山岩发育程度及断裂与不整合面控制，以下部含气系统为主；成藏条件好的中小型断陷将是深层天然气勘探重要的接替领域。
参考文献
[1] 赵文智，李建中，邹才能，等.松辽盆地深层基本地质特征与勘探方向[G]∥松辽盆地深层天然气勘探研讨会报告集.北京：石油工业出版社，2005.
[2] 李树青，王英民，李志军，等.松辽盆地北部浅层层序地层划分与油气特征[J].西南石油大学学报，2007，29(增刊1)：12-15.
[3] 刘成林，金惠，刘人和，等.松辽盆地深层天然气区带评价和资源预测[J].西南石油大学学报，2008，30(1)：30-32.
[4] 冯子辉，邵红梅，童英.松辽盆地庆深气田深层火山岩储层储集性控制因素研究[J].地质学报，2008，82(6)：761-768.
[5] 王璞君，冯志强，刘万洙，等.盆地火山岩岩性岩相储层气藏勘探[M].北京：科学出版社，2008.
[6] 冯志强.松辽盆地庆深大气田的勘探前景[J].天然气工业，2006，26(6)：1-5.
[7] 秦黎明，张枝焕，吴聿元，等.松辽盆地南部长岭断陷营城组火山岩系储层固体沥青的地球化学特征以及成因分析[J].矿物岩石，2008，28(3)：96-104.
[8] 高瑞琪，蔡希源.松辽盆地油气田形成条件与分布规律[M].北京：石油工业出版社，1997.
[9] 罗霞，孙粉锦，邵明礼，等.松辽盆地深层煤型气与气源岩地球化学特征[J].石油勘探与开发，2009，36(3)：339-346.
[10] SAHAGIAN D L，PROUSSEVITCH A A，CARISON W D. Analysis of vesicnlar basalts and lava emplacement processes for application as a paleobarometer/paleoaltimeter[J].The Journal of Geology，2002，110：671-685.
[11] 岑芳，罗明高，姚鹏翔.深埋藏火山岩高孔隙形成机制探讨[J].西南石油学院学报，2005，27(3)：8-10.
(本文作者：焦贵浩1 罗霞1 印长海2 宋立中3 赵泽辉1 王志宏1 曾富英1 1.中国石油勘探开发研究院廊坊分院；2.中国石油大庆油田公司勘探开发研究院；3.中国石油吉林油田公司勘探开发研究院)
您可以选择一种方式赞助本站
支付宝转账赞助
微信转账赞助
- 注解：本资料由会员及群友提供仅供阅读交流学习，不得用于商业用途！
