余麒麟，孟元林，周新桂，王丹丹，張文浩，張 磊，曲國(guó)輝，王世磊

(1. 東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318； 2. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100029)

莫里青斷陷油氣運(yùn)移探究

余麒麟1，孟元林1，周新桂2，王丹丹2，張文浩2，張 磊1，曲國(guó)輝1，王世磊1

(1. 東北石油大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318； 2. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100029)

隨著莫里青斷陷油氣資源的不斷開(kāi)發(fā)，為進(jìn)一步滿足高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的需要，結(jié)合莫里青斷陷16口井的實(shí)測(cè)資料，統(tǒng)計(jì)分析了72個(gè)Ro測(cè)試結(jié)果、352個(gè)(S1+S2)和TOC測(cè)試結(jié)果，運(yùn)用生烴潛力法，并結(jié)合莫里青斷陷復(fù)雜而特殊的構(gòu)造背景，定性并定量地對(duì)莫里青斷陷油氣的初次運(yùn)移和二次運(yùn)移時(shí)間進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：莫里青斷陷雙陽(yáng)組烴源巖在埋深2 400 m±100 m達(dá)到排烴門(mén)限，開(kāi)始初次運(yùn)移，此時(shí)與永吉組沉積時(shí)期相對(duì)應(yīng)；二次運(yùn)移大量進(jìn)行的時(shí)期為永吉組和岔路河組沉積時(shí)期。

莫里青斷陷；排烴門(mén)限；初次運(yùn)移；二次運(yùn)移

1 區(qū)域地質(zhì)概況

莫里青斷陷位于吉林省長(zhǎng)春市、吉林市兩大城市之間，西起東環(huán)屯、東到雙榆樹(shù)，北至靠山鎮(zhèn)，南到伊通，其地理坐標(biāo)為北緯42(°)58(′)～43(°)28(′)，東經(jīng)124(°)30(′)～125(°)29(′)，莫里青斷陷為伊通地塹南部的次一級(jí)構(gòu)造單元，斷陷面積約540 km2。地面條件屬于丘陵地形，地勢(shì)較為平坦，起伏較小，海拔在240 m左右。

斷陷基底為天山—興安古生代褶皺區(qū)，基底形態(tài)復(fù)雜，基底斷裂較為發(fā)育。主要由海西、燕山期花崗巖(年齡67～152 Ma)組成。在花崗巖基底之上，上覆地層從下到上依次發(fā)育古近系、新近系和第四系。古近系可以分為始新統(tǒng)、漸新統(tǒng)，始新統(tǒng)角度不整合于基巖之上。基巖之上地層依次為雙陽(yáng)組(E2s)、奢嶺組(E2sh)、永吉組(E2y)，萬(wàn)昌組(E3w)，岔路河組(Nc)[1-4]。

2 油氣運(yùn)移

2.1 初次運(yùn)移

2.1.1 排烴門(mén)限

油氣的運(yùn)移分為初次運(yùn)移和二次運(yùn)移。初次運(yùn)移是指從烴源巖到儲(chǔ)層的運(yùn)移。龐雄奇等[5-6]認(rèn)為，烴源巖在埋深演化過(guò)程中，當(dāng)其生烴量飽和了自身吸附、孔隙水溶解、油溶解氣和毛細(xì)管封堵等多種形式的存留需要之后，發(fā)生初次運(yùn)移，以游離相的形式從烴源巖中排出。排運(yùn)油氣的臨界地質(zhì)條件稱(chēng)為排烴門(mén)限，只有進(jìn)入排烴門(mén)限的源巖才能成為工業(yè)性油氣聚集的源巖。

應(yīng)用莫里青斷陷16口井的實(shí)測(cè)資料，統(tǒng)計(jì)了72個(gè)Ro測(cè)試結(jié)果、352個(gè)(S1+S2)測(cè)試數(shù)據(jù)和352個(gè)TOC測(cè)試結(jié)果。作出了(S1+S2)/TOC—埋深關(guān)系圖(圖1)。如圖所示，莫里青斷陷地層隨埋藏深度的增加，Ro增大。生烴勢(shì)指數(shù)(S1+S2)/TOC在埋深<2 400 m±100 m，隨著埋藏深度的增加逐漸增大。當(dāng)埋深>2 400 m±100 m，(S1+S2)/TOC隨著埋藏深度的增加逐漸減少。這說(shuō)明埋深在達(dá)到2 400 m±100 m，烴源巖開(kāi)始大量排烴，到達(dá)排烴門(mén)限，所對(duì)應(yīng)的有機(jī)質(zhì)熱演化程度鏡質(zhì)體反射率Ro為0.7%。

2.1.2 初次運(yùn)移時(shí)期

由永吉組沉積末期構(gòu)造剖面與排烴門(mén)限Ro圖(圖2)可見(jiàn)，莫里青斷陷在永吉組沉積時(shí)期，雙陽(yáng)組烴源巖的埋深達(dá)到2 400 m左右，Ro達(dá)到0.7%，開(kāi)始發(fā)生排烴，烴源巖生成的油氣經(jīng)初次運(yùn)移，進(jìn)入儲(chǔ)層。

圖1 (S1+S2)/TOC—埋深關(guān)系圖

圖2 永吉組沉積末期構(gòu)造剖面與排烴門(mén)限Ro

莫里青斷陷靠山凹陷具有三幕油氣充注兩期成藏的特點(diǎn)，其中第一期油氣充注發(fā)生于距今38 Ma，對(duì)應(yīng)的正是永吉組地層。結(jié)合了前人的包裹體測(cè)溫資料和對(duì)莫里青斷陷埋藏史的恢復(fù)[1-4,7]，與莫里青斷陷油氣初次運(yùn)移發(fā)生在永吉組沉積時(shí)期互為應(yīng)證。

2.2 二次運(yùn)移

油氣進(jìn)入儲(chǔ)層以后的一切運(yùn)移都稱(chēng)作二次運(yùn)移，是初次運(yùn)移的繼續(xù)。它包括油氣在儲(chǔ)層內(nèi)部的運(yùn)移以及油氣沿?cái)鄬踊蛘卟徽厦娴韧ǖ肋M(jìn)行的運(yùn)移[5-7]。疏導(dǎo)體系是二次運(yùn)移的主要載體，往往決定著油氣二次運(yùn)移的相態(tài)、方向、距離等特征，也控制著油氣的富集。

2.2.1 疏導(dǎo)體系

伊通盆地在構(gòu)造演化的過(guò)程中，形成發(fā)育了多期斷裂構(gòu)造、多個(gè)不整合和多套儲(chǔ)蓋組合，它們是構(gòu)成流體輸導(dǎo)體系的基本地質(zhì)要素。這些流體輸導(dǎo)體系基本要素在盆地形成演化的不同歷史階段，不同構(gòu)造單元具有不同的特征。

莫里青斷陷存在3種輸導(dǎo)體系：斷裂輸導(dǎo)體系、基巖不整合輸導(dǎo)體系和儲(chǔ)層砂體輸導(dǎo)體系[3-4]。3種斷陷輸導(dǎo)體系的發(fā)育存在一定的差異性。

2.2.2 二次運(yùn)移時(shí)間

莫里青斷陷屬于“早斷早衰”型斷陷[2-4]，在永吉組沉積未，雙陽(yáng)組烴源巖已大面積進(jìn)入生烴門(mén)限，靠山凹陷雙陽(yáng)組熱演化程度相對(duì)較高，Ro最高可達(dá)0.7%～0.8%，進(jìn)入排烴門(mén)限，已可以大量生排烴。由此看來(lái)，永吉組沉積時(shí)期是莫里青斷陷雙陽(yáng)組烴源巖熱成熟度增加較快的階段，大部分雙陽(yáng)組烴源巖進(jìn)入生烴門(mén)限，但基本處于成熟早期階段，少部分達(dá)到排烴門(mén)限，開(kāi)始進(jìn)入大量生油期。同時(shí)，在這一時(shí)期邊界斷裂活動(dòng)加強(qiáng)，盆地的格架發(fā)生強(qiáng)烈變化，在東南及西北緣邊界斷層的共同作用下，上升盤(pán)地層開(kāi)始隆起抬升，下降盤(pán)沉積地層急劇增厚，圈閉開(kāi)始形成并不斷演化[1-4]。因此，永吉組沉積期是莫里青斷陷的重要生油期，同時(shí)是油氣初次運(yùn)移和二次運(yùn)移大量開(kāi)始的時(shí)期。

從新近紀(jì)開(kāi)始，岔路河組沉積早期，沉積中心逐漸收縮，并向南遷移莫里青斷陷整體逐漸抬升，發(fā)生剝蝕，其中東南緣遭受的剝蝕作用相對(duì)較大。在12～8 Ma的中新世—上新世，出現(xiàn)了一次短暫的以沿?cái)嘞葸吔鐢嗔鸦鹕交顒?dòng)為特征的張性斷裂期。至此以后，郯廬斷裂由右行改變?yōu)樽笮?，大黑山地壘與那丹哈達(dá)嶺由分離向會(huì)聚轉(zhuǎn)化，盆地總體處于擠壓應(yīng)力狀態(tài)，大黑山沿西北緣邊界斷裂再次向斷陷方向進(jìn)行擠壓逆沖作用，形成逆沖斷層[2-4]。在岔路河沉積早期，雙陽(yáng)組最大埋深為2 800 m±100 m，對(duì)應(yīng)Ro為0.7%～0.9%，正在大量排烴。而西北緣發(fā)育的逆斷層對(duì)該區(qū)油氣分布起著至關(guān)重要的作用，巖性—斷層圈閉開(kāi)始形成并不斷演化。因此，岔路河組沉積期也是莫里青斷陷的重要生油期，同時(shí)也是油氣二次運(yùn)移大量開(kāi)始的時(shí)期。

邊界斷層先后多期強(qiáng)烈的活動(dòng)作用，致使莫里青斷陷雙陽(yáng)組烴源巖在永吉組沉積時(shí)期達(dá)到排烴門(mén)限以后，開(kāi)始初次運(yùn)移后沿輸導(dǎo)層進(jìn)行二次運(yùn)移。在新近系開(kāi)始的張性斷裂期，大黑山沿西北緣斷裂向斷陷方向擠壓逆沖，形成逆沖斷層的輸導(dǎo)層，有利于岔路河沉積時(shí)期達(dá)到生油高峰的雙陽(yáng)組烴源巖，沿輸導(dǎo)層再次進(jìn)行油氣的大量運(yùn)移，形成巖性—斷裂油氣藏。

3 結(jié) 論

1)莫里青斷陷烴源巖埋藏深度為2 400 m±100 m時(shí)，到達(dá)排烴門(mén)限，開(kāi)始初次運(yùn)移，進(jìn)行大量排烴，對(duì)應(yīng)的門(mén)限Ro為0.7%。

2)莫里青斷陷開(kāi)始初次運(yùn)移，進(jìn)行大量排烴對(duì)應(yīng)的沉積時(shí)期為永吉組沉積時(shí)期。

3)莫里青斷陷重要的排烴期和二次運(yùn)移大量進(jìn)行的時(shí)期為永吉組和岔路河組沉積時(shí)期。

[1] 孟元林. 松遼盆地東部外圍斷陷盆地群油氣地質(zhì)條件研究報(bào)告[R]. 大慶：東北石油大學(xué), 2016.

[2] 唐大卿. 伊通盆地構(gòu)造特征與構(gòu)造演化[D]. 武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢), 2009.

[3] 侯啟軍. 伊通盆地演化與油氣成藏動(dòng)力學(xué)[M]. 北京：石油工業(yè)出版社, 2009.

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[6] 龐雄奇. 排烴門(mén)限控油氣理論與應(yīng)用[M]. 北京：石油工業(yè)出版社, 1995.

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A Research on the history of oil and gas migration in Moliqing fault depression

YU Qilin1, MENG Yuanlin1, ZHOU Xingui2, WANG Dandan2, ZHANG Wenhao2,ZHANG Lei1, QU Guohui1, WANG Shilei1

(1.SchoolofNortheastPetroleumUniversity,Daqing,Heilongjiang163318,China;2.OilandGasResourceSurveyCenter,MinistryofLandandResources,Beijing100029,China)

With continuous development of oil and gas resources in Moliqing fault depression, we have combined with the measured data of 16 wells in Moliqing fault depression to meet the needs of high yield and stable production. In the meantime, we have analyzed the test results of the vitrinite reflectance, including genetic potential and organic carbon contents in this research. Based on hydrocarbon generation potential method and combined with complex and special tectonic setting of Moliqing fault depression, we have discussed the primary migration and secondary migration time of oil and gas in Moliqing fault depression qualitatively and quantitatively. The results show that the source rocks of Shuangyang Formation in Moriqing fault depression have reached the hydrocarbon expulsion threshold at the depth of 2 400 m±100 m. It begins with the primary migration, which corresponds to the sedimentary period of Yongji group. The period of the second migration is a period of time for Yongji Formation and Chaluhe Formation.

Moliqing fault depression; Hydrocarbon expulsion threshold; Primary migration; Secondary migration

2017-06-03

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(U1262106，41572135)；“十三五”國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2016ZX05046-001-006)；國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(12120115001701)；黑龍江省科學(xué)基金(QC2016049)；黑龍江省普通本科高等學(xué)校青年創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃(UNPYSCT-2016122)；東北石油大學(xué)研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目(YJSCX2017-004NEPU)

余麒麟(1989-)，男，四川瀘州人，在讀碩士研究生，研究方向：儲(chǔ)層地質(zhì)，手機(jī)：15146379044，E-mail：Yqlswnepu@163.com；通訊作者：孟元林(1960-)，男，教授，山西忻州人，博士生導(dǎo)師，研究方向：石油地質(zhì)，E-mail：QHDMYL@163.com.

P618.13

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.04.011