雷金波

（中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院，湖北 潜江433124）

梨树断陷油气成藏规律及主控因素分析

雷金波

（中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院，湖北 潜江433124）

在三维地震的基础上，通过精细的构造解释，对梨树断陷的构造格架进行重新划分，对油气成藏的基本模式、油气成藏的主控因素进行了分析。划分深部、中部、浅部三套成藏组合，存在近源侧向运移为主的自生自储型成藏模式、远源垂向运移为主的下生上储型成藏模式；将梨树断陷层构造单元划分为：毛城子斜坡带、八屋隆起带、小宽洼陷、小城子斜坡带、桑树台洼陷、双龙洼陷等6个构造单元；认为陡坡带存在构造（断鼻）油气藏，主洼槽带（断槽）存在岩性（湖底扇）油气藏，中央隆起带存在构造、岩性、潜山、地层油气藏；次洼槽带存在岩性、构造－岩性油气藏、斜坡带存在构造－岩性、地层油藏；八屋隆起带（中央隆起带）有效的储层和保存条件是油气成藏的主控因素；小城子、毛城子斜坡带（东部、北部斜坡带），不整合面和泥岩对油气的封堵是该领域成藏的主控因素；桑树台洼陷陡坡带，有效的储层和圈闭是该领域成藏的主控因素。

松辽盆地；三维地震；梨树断陷；油气成藏

1 概况

松辽盆地是我国最大的陆相断坳型盆地，具有断陷构造层和坳陷构造层双层结构，属大陆板块内裂谷盆地。盆地共分为中央坳陷区、西部斜坡区、北部倾没区、东北隆起区、东南隆起区和西南隆起区共6个一级构造单元（见图1）。

图1 梨树断陷在松辽盆地的位置图

梨树断陷位于松辽盆地东南隆起区南部，地理位置位于吉林省公主岭市、梨树县境内，总面积为1700km2。梨树断陷自1986年发现八屋气田以来，先后发现了四五家子油气田、后五家户气田、孤家子气田、太平庄油田、秦家屯油气田和皮家气田等八个油气田及秦东、皮家－毛城子、老公林子和艾家窝堡等若干个含油气构造。截止2008年底，梨树断陷提交的三级储量总计15359×104t油当量，其中石油探明地质储量3628．87×104t；石油控制储量：320×104t；石油预测储量：1044．46×104t，天然气探明储量150．42×108m3；天然气控制储量：64．21×108m3；天然气预测储量：816．59×108m3，油气分布具有纵向层位多、跨越井段长，平面上油气集中分布在烃源岩附近，具有环带分布的特征。因此，有的研究者认为，近源圈闭具有极为优越的成藏条件［1］，并分析了早期断裂与油气运移、烃源岩分布与油气藏关系、晚期断裂与油气成藏、晚期构造与次生油气藏分布等关系。杨立英等（2005）将梨树断陷划分为“三隆两凹”构造特征，三隆分别为：中央构造带、秦家屯－ 艾家构造带和皮家构造带；而其间由两个凹带（梨树深凹区、小宽深凹区）所分割，梨树断陷深层油气主要聚集在这三个构造带上。三个构造带的产生原因与基底断层密切相关，营城组末期和登娄库组末期的构造运动对油气的早期生成和聚集都起到至关重要的作用，在这两期形成的局部构造都是油气聚集的重要场所［2］。张玉明等（2006）通过对松辽盆地梨树断陷典型剖面进行精细解释和研究，剖析了四个反转构造带各具特色的反转构造特征及样式。孤家子－后五家户反转构造带以“欺压式断层”为特色，小五家子－四家子反转构造带中、浅层表现为箱形背斜，深层发育有“欺压式逆断层”，秦家屯反转构造带为发育在早期半地堑之上的“尖棱状”背斜，皮家－毛北－张家屯反转构造带表现为小型背斜或向斜。这些反转构造发育在深层生烃凹陷附近，生、运、聚、储的配置关系极佳，是重要的油气圈闭。前期的研究者都从不同的角度，剖析了梨树断陷油气成藏规律，得出了一系列结论性的认识，对梨树断陷的油气勘探具有指导作用。文章在三维地震的基础上，通过精细的构造解释，对梨树断陷的构造格架进行重新划分，对油气成藏的基本模式、油气成藏的主控因素进行了分析。

2 构造演化及单元划分

梨树断陷与松南地区区域构造演化特点基本相同，纵向上可划分为褶皱变质岩基底、断陷构造层和坳陷构造层三大部分。基底与盖层间、断陷构造层与坳陷构造层之间，为区域性不整合界面。另外的不整合面包括晚印支运动的T5不整合面；燕山三幕运动的营末T4不整合面、登末构造运动T3不整合面；嫩末构造运动T03不整合面与明末构造运动T01不整合面在本区因广泛抬升而合二为一个不整合面。

梨树断陷是一西断东超的箕状半地堑盆地，总体上呈北部斜坡、中部隆起、西部洼陷、东部斜坡的构造格局。断陷西部桑树台控盆边界断层呈SN向弧形展布，纵向湖盆逐步扩张，断层西迁，呈箕状形态；盆地内部隆洼分布呈北东向展布，以小宽断裂为主要分界线，北部斜坡与中部隆起之间夹有北东向抬升的洼槽，西部有桑树台控制的南北向深洼区，小宽断裂与东部斜坡夹持有小宽洼槽，隆洼构造均表现为西低东高、西宽东缓的特征。在综合考虑断陷期的盆岭分界性、坳陷期的油气流动性、改造期的隆洼成藏及构造分带特性，合理分析各带边界关系的基础上，对梨树断陷断陷层进行构造单元划分（见表1、见图2）。

表1 梨树断陷区构造单元划分表

图2 梨树断陷构造单元划分图

3 生储盖及组合

根据烃源岩、储层和盖层空间配置特征，梨树断陷的成藏组合可划分为三套，即深部成藏组合、中部成藏组合和浅部成藏组合（见图3）。

图3 梨树断陷生储盖组合划分图

3．1 深部成藏组合

深部成藏组合为以火石岭组上部、沙河子组和营城组深湖－半深湖相沉积岩为源岩和盖层，火山岩储层和碎屑岩水下扇、扇三角洲砂体为储层构成的近烃源自生自储式成藏组合。该套成藏组合中火山岩储层在四五家子获得工业油气流，碎屑岩储层在梨树断陷全区分布广泛，储量蕴藏丰富。从现有钻井揭示情况来看，是勘探潜力最大、勘探领域最广的成藏组合。

深部成藏组合以沙河子组为主力源岩，火石岭组和营城组为次要源岩。沙河子组、营城组在梨树断陷内发育了深湖－半深湖相沉积，暗色泥岩发育，厚度大，既是主力源岩，又是优质盖层。有机碳0．3%～5%，干酪根类型为ⅡB－Ⅲ型，局部地区为Ⅰ型干酪根。由于埋深大，地温高，大部分地区已达高成熟－过成熟演化阶段，生烃潜力巨大。

深部成藏组合油气层埋深大于1600m，一般在2000m以下。储集岩以火山岩、砂砾岩、含砾中－粗砂岩、中、细砂岩为主，粉砂岩较少。储层岩性随圈闭所处的相带不同而变化较大。由于断陷盆地物源近，运移距离短，砂岩成分成熟度低，结构成熟度中等，又由于埋藏深，地温高，造成物性较差。孔隙度一般为4%～16%，多数小于10%，渗透率为0．01×10－3μm2～66×10－3μm2，多数小于1×10－3μm2。火山岩储层相带复杂，纵向上和平面上岩性变化快，非均质性强；碎屑岩储层非均质性也很明显，成岩作用强烈，自生矿物发育，多为自生石英，充填了大部分孔隙，储集空间为残余原生孔隙、长石溶蚀孔隙、粘土矿物晶间孔隙等，其中次生孔隙长石溶孔占有主要地位。储层类型为低孔低渗型，属致密储层，油气自然产能难以达标，须压裂改造，勘探难度大。

3．2 中部成藏组合

中部成藏组合为以登娄库组和泉一段扇三角洲、三角洲相砂岩为储集岩，浅湖相泥岩为盖层，以K1 h－K1yc为主力源岩，登娄库组（局部地区包括泉一段）为次要源岩构成的混源式成藏组合。该套成藏组合是目前梨树断陷的主力产层。

登娄库组在梨树断陷局部具生烃能力，特别是梨树断陷深陷区，暗色泥岩发育，地化指标好，有机碳含量0．41%～5．5%，干酪根类型Ⅱ、Ⅲ型，局部地区为Ⅰ型，登娄库顶界埋深最大为2900m，最大厚度3000m，演化已进入干气阶段，是次于营城组、沙河子组的较为重要的源岩。

中部成藏组合储层岩性以含砾中、粗砂岩、中－细砂岩为主，局部为砂砾岩，孔隙度8%～22%，一般大于10%，渗透率0．01×10－3μm2～200×10－3μm2。储层埋深约为900m～1600m，储层岩石处于成岩作用后生作用阶段早中期，不同构造部位的成岩作用差异较大。孔隙类型中次生孔隙含量增加，原生孔隙变小，偶见裂隙。储层非均质性较强，中高－中低孔渗，为常规储层向致密储层过渡的储层类型。但登娄库组顶面为不整合面，长期风化淋滤，物性较好，孔隙度为5．8%～21．7%，渗透率56×10－3μm2～71×10－3μm2。

盖层主要是泉二段和登娄库组中各砂组、砂层之上直接覆盖的局部泥岩，厚度5m～44m，一般为15m，平面展布范围亦较有限，但其封盖性能较好。另据地层压力系统分析，1200m～1500m左右为地层压力过渡带，此过渡带可作为中深部组合的封隔层，对下部油气起到了封闭作用。

3．3 浅部成藏组合

浅部成藏组合为以泉头组二、三段河流相、浅水湖相砂岩为储层，红色泥岩为盖层的远源式成藏组合。埋深为200m～900m。断陷层系生成的油气通过垂向断层、裂隙、横向不整合面及砂体呈阶梯状运移至泉二、三段储层。储层岩性以中、细、粉砂岩为主，部分为含砾中、粗砂岩，沉积微相为滨浅湖及河流相砂岩。成分成熟度低，结构成熟度中等－较高。由于埋藏浅，物性好，孔隙度一般均大于10%，多为20%～30%，渗透率变化较大，为1×10－3μm2～1000×10－3μm2。浅部储层处于成岩作用早期，孔隙类型以原生孔隙为主，伴有少量次生溶孔，为较好储层，并且平面分布稳定。

浅部成藏组合盖层有两种，一种是以青山口组湖相、滨浅湖相泥岩构成的区域盖层，除局部在高构造部位被剥蚀（如后五家户构造）外，全区广泛分布，层位稳定；另一种为局部直接盖层，由泉二、三段浅湖相红色泥岩构成，泉二段上部及泉三段上部泥岩分布较为稳定，对油气能够较好地直接封盖，而下部泥岩变化大，分布局限。

浅部成藏组合的油气分布依附中、深部成藏组合，是受中、深部油气藏改造破坏而形成的次生油气藏。

4 油气成藏特点及主控因素分析

4．1 油气成藏的基本模式

梨树断陷深部断陷构造层的成藏模式主要包括两类，一类是侧向运移为主的自生自储型成藏模式，一类是远源垂向运移为主的下生上储型成藏模式。

（1）近源侧向运移为主的自生自储型成藏模式

这种成藏模式是指深部火石岭组、沙河子组、营城组源岩排出的烃类直接进入与其紧邻的储集体。油气主要发生侧向运移，运移效率较高。储集体为断陷中期盆地边缘冲积作用直接进入深水区的扇三角洲、水下扇体。由于砂体多为近源沉积，横向相变大，砂体发育缺乏连续性和稳定性，油气侧向运移距离有限。因此，这种成藏模式多存在于断陷的陡坡带。紧邻丰富的烃源，运移距离短，受后期构造破坏影响小是其成藏的有利条件，极易形成岩性圈闭。但砂体埋深大，成熟度低，非均质性、成岩作用强，孔隙度较小、渗透率低，是其勘探的难点。

（2）远源垂向运移为主的下生上储型成藏模式

在这种成藏模式中，深部源岩生成的烃类在各种动力的作用下，沿疏导层的上倾方向侧向运移，遇到开启的断层后，沿断层垂向运移至上部登娄库组、泉头组圈闭中聚集成藏。圈闭类型多为后期构造形成的断块背斜，面积较大、幅度高，空间位置位于油气运移聚集的有利指向区，且断层和多个区域性的不整合面发育，是油气运移聚集的良好通道。

平面上，这些背斜构造往往成排成带出现，往往跨越多个生排烃中心，有利于油气的聚集。储层岩性以滨浅湖相、三角洲相的浅水沉积的含砾中、粗砂岩、中－细砂岩为主，孔隙度较大，渗透率较高，且埋藏浅，成岩作用不是十分强烈。但油气的长距离运移，损耗量大，聚集效率不高。且反转褶皱期的构造运动对油气保存有破坏作用，这些都是成藏的不利因素。由于储层埋藏较浅，目前在梨树地区发现的油气田绝大多数都是这种成藏模式。

4．2 重点勘探领域油气成藏的主控因素

4．2．1 重点勘探领域

凹陷结构不同，构造样式不同，形成的油气藏类型也不同，梨树断陷凹陷结构为单断断槽式（见图4）。凹陷发育初始，凹陷内部发育了一条与边界主断裂（桑树台断裂）相对的二级生长断层形成断槽。

图4 梨树断陷单断断槽式结构模式图

单断断槽式凹陷的显著特点是在缓坡发育一条与边界断裂（桑树台断裂）倾向相反的二级生长正断层，与边界断裂共同控制断槽的发育。其断槽既是主沉积洼槽又是沉降中心，因而下白垩统的组段齐全，且厚度较大、暗色泥岩发育。断槽内的暗色泥岩有机质类型好而丰度高，同时成熟度高，生烃强度大，因此是主生油洼槽。其它次洼槽（尤其是二级断层上升盘的次洼槽）因系伴生同期发育，充填了厚度较大的烃源岩，虽然埋深较浅，但有机质热演化已成熟，具有较好的成烃能力，能够形成一定的油气资源规模。物源主要来自陡岸和缓岸（湖盆长轴方向偶有物源），陡坡主要发育水下扇和小型扇三角洲沉积，缓坡则发育大型扇三角洲和辫状河三角洲沉积。各期水下扇扇中、扇三角洲或辫状河三角洲前缘相带是有利储集层发育带（见图5），这样的斜坡带十分有利，是油气的运移指向区。

图5 梨树断陷地层充填模式

该类凹陷的构造带一般具有五分性，由边界主断裂（桑树台断裂）向凹陷内部，依次为陡坡断鼻带、主洼槽带（断槽）、中央隆起带、次洼槽带和斜坡带（见表2）。陡坡断鼻圈闭往往沿边界断裂下降盘呈裙边状分布，一般在水下扇基础上经差异压实作用而形成，受后期构造活动影响，多破碎成数个断块。主洼槽带一般不发育局部构造。中央隆起带局部构造最为发育，类型丰富，规模也较大，且发育均与二级断层的活动有关：在其下降盘，若以逆牵引作用补偿可形成逆牵引背斜，若以反向断层补偿则形成反向断块；在其上升盘，情况较复杂，既可以是在地垒块潜山背景上形成的大型潜山披覆构造，也可以是由复杂断层组合形成的断块圈闭群，如果缺乏古构造背景，主断裂与次级羽状断层组合可形成一系列规模及幅度都较小的地垒式断块。次洼槽带和斜坡带构造圈闭不发育，但其油源岩发育较好，虽埋藏浅，但能形成一定规模的油气藏。此外，二级断层的活动除对两盘地层及构造的发育有控制作用之外，还使其上升盘的储集层埋藏较浅从而使物性有所改善，更重要的是在成藏过程中作为运移通道，使油气有可能较远距离运移，在其上升盘的有利圈闭中聚集成藏。

受上述因素的控制，单断断槽式凹陷的成藏模式：一是陡坡带为断鼻油藏带；二是二级断层两侧形成断裂构造复式油气聚集带：（下降盘为牵引背斜油藏和反向断块油藏及断鼻油藏，上升盘为地层不整合油藏、岩性油藏或被断层复杂化的背斜油藏，以及断块油藏）；或者二级断层与斜坡带另一反向断层组合构成中央断裂潜山披覆构造复式油气聚集带，其油气藏以断槽为中心，近似环状分布；三是斜坡带为隐蔽性油藏发育区：局部构造发育少，且有次洼供油，岩性、地层油藏发育，可形成中型的油气藏。在火石岭组、沙河子组可能发育火山岩油气藏，在基底面可能发育潜山油气藏。

根据梨树断陷结构特征、地层充填特征及油气成藏条件综合分析，梨树断陷具有八屋隆起带、桑树台洼陷陡坡 带、小城子斜坡带、毛城子斜坡带等多个油气勘探领域。

表2 梨树断陷油气藏类型

4．2．2 成藏主控因素分析

（1）八屋隆起带（中央隆起带）

八屋隆起带位于梨树断陷中部，主体呈北东向展布，是一个经历了多期叠加改造、长期继承性发育的大型构造，横贯梨树断陷，褶皱面积逾500km2，聚集了梨树断陷主要油气资源。该构造带包括基底潜山、火山潜山、深部碎屑岩三大勘探领域。目前在该构造带已发现太平庄、四五家子、梨树3个油田和八屋、四五家子、后五家户、孤家子4个气田，上交累计三级油气储量1．03亿吨油当量。该构造带油气成藏具有以下特征：一是位于桑树台生烃洼陷和小宽生烃洼陷之间，属于“洼间隆”构造，是油气运移的长期指向区，油气源条件优越。二是断陷层发育大型扇三角洲－湖泊沉积体系，扇三角洲前缘砂体储层物性较好，与断陷内湖相烃源岩匹配，成藏条件有利。三是该构造带断层、砂体、不整合面极其发育，为油气的纵横向运移提供了良好的通道。四是经历了多期构造运动，圈闭发育、类型丰富（局部构造样式主要有背斜、断背斜、断块、岩性、地层、潜山等），圈闭条件十分优越。五是该构造带有效的储层和保存条件是油气成藏的关键。

（2）小城子、毛城子斜坡带（东部、北部斜坡带）

小城子斜坡带位于梨树断陷东南部，呈缓坡向东翘起，毛城子斜坡带位于梨树断陷北部，两斜坡带具有类似的油气成藏条件，以寻找构造背景下的构造－岩性复合油气藏为主，目前已在小城子斜坡带发现秦家屯油气田和小城子含气构造，毛城子斜坡带目前尚未发现油气藏，该领域有如下成藏特征：一是小城子、毛城子斜坡带是在古斜坡基底背景之上发育起来的宽缓鼻状构造带，毗邻主生烃凹陷，近源、且为油气长期运聚指向区，是有利的复式油气聚集带，油气成藏条件优越。二是缓坡带为三角洲－滨浅湖沉积体系，储层发育，储集条件较好。三是断层、砂体、不整合面发育，为油气运移提供了良好的通道。四是该区营城组、沙河子组为滨浅湖湘～半深湖湘及扇三角洲前缘沉积，泥岩发育，加之地层超覆尖灭，地层岩性圈闭广泛发育，具有形成构造－岩性、地层－岩性圈闭的优越地质条件，深层发育潜山、地层、岩性圈闭，局部圈闭类型多样，具有立体勘探的前景。五是该区后期构造改造作用轻微，构造对油气藏的破坏作用较弱，有利于油气的成藏与保存，油气主要分布于泉头组之下，是勘探深部层系营城组、沙河子组构造－岩性、地层～岩性油气藏的理想靶区。六是该区是储层发育有利区，多个不整合面在东部斜坡和北部斜坡汇合，不整合面和泥岩对油气的封堵以及隐蔽性圈闭的落实是该领域成藏的关键。

（3）桑树台洼陷陡坡带

桑树台洼陷陡坡带位于梨树断陷西部，受控于桑树台一级断裂，该带处于梨树断陷西部桑树台控陷大断裂下降盘，油气成藏条件优越，目前在该领域已发现皮家气田。该领域具有以下油气成藏特征：一是依据地震剖面和沉积相特征分析，断陷陡坡带发育大型水下扇砂体，在水下扇基础上经差异压实作用和受后期构造活动的影响，水下扇砂体多破碎成数个断块、断鼻构造，断块、断鼻圈闭往往沿边界断裂下降盘呈裙边状分布。二是水下扇砂体紧临主生烃源岩区，生烃条件好，具有近源及储集物性好的优势，具有形成大型岩性油气藏的条件，成藏条件优越。三是该区地层埋藏深，勘探目的层厚度大，为深水湖相沉积，盖层厚度大，油气藏保存条件优越。四是桑树台洼陷陡坡带勘探目标埋藏深度大，烃源岩有机质热演化程度高，该区是天然气聚集成藏的主要领域之一。五是该领域油气成藏的关键是有效的储层和圈闭。

5 结论

文章在三维地震的基础上，通过精细的构造解释，对梨树断陷的构造格架进行重新划分，对油气成藏的基本模式、油气成藏的主控因素进行了分析。主要结论：

（1）划分深部、中部、浅部成藏组合，中部成藏组合为主力产层，存在近源侧向运移为主的自生自储型成藏模式、远源垂向运移为主的下生上储型成藏模式2种成藏模式；

（2）认为梨树断陷凹陷结构为单断断槽式，显著特点是在缓坡发育一条与边界断裂（桑树台断裂）倾向相反的二级生长正断层，与边界断裂共同控制断槽的发育；将梨树断陷断陷层构造单元划分为：毛城子斜坡带、八屋隆起带、小宽洼陷、小城子斜坡带、桑树台洼陷、双龙洼陷等6个构造单元；

（3）认为陡坡带存在构造（断鼻）油气藏，主洼槽带（断槽）存在岩性（湖底扇）油气藏，中央隆起带存在构造、岩性、潜山、地层油气藏；次洼槽带存在岩性、构造－岩性油气藏、斜坡带存在构造－岩性、地层油藏；

（4）在油气成藏主控因素分析方面，认为八屋隆起带（中央隆起带）有效的储层和保存条件是油气成藏的主控因素；小城子、毛城子斜坡带（东部、北部斜坡带），不整合面和泥岩对油气的封堵是该领域成藏的主控因素；桑树台洼陷陡坡带，有效的储层和圈闭是该领域成藏的主控因素。

［1］覃素华，袁智广，刘福春．松南盆地梨树断陷油气成藏条件分析［J］．天然气勘探与开发，2003，26（2）：77－84．

［2］杨立英，等．松辽盆地南部梨树断陷构造特征研究［J］．地球物理学进展，2005，20（3）：775－779．

Analysis of Oil and Gas Accumulation Rule in Lishu Fault Depression and the Key Factors

LEI Jin－bo

（Exploration ＆ Development Research Institute of Jianghan Oilfield Company，SINOPEC，Qianjiang Hubei 433124，China）

Through fine structure interpretation based on three－dimensional seismics，the author has again divided tectonic framework of Lishu fault depression and analyzed basic mode governing oil and gas accumulation and the key factors．Dividing deep，intermediate and superficial sections into three reservoir combinations，there are two accumulation models：one model which is auto－ product and auto－reservoir migrates toward the sides；the other which is lower product and upside reservoir migrates vertically．Dividing Lishu fault depression into six tectonic elements including Maochengzi and Xiaochengzi slope belts，Bawu upwarping zone，Xiaokuan，Shangshutai and Shuanglong depressions，it is believed that structure（fault－nose）reservoir occurs in slope belt；lithologic reservoir in main trough fault；structure reservoir，lithologic reservoir，buried hill reservoir or stratigraphic reservoir in central uplift zone；structure－lithologic reservoir in secondary trough fault．It is also found that the effective reservoir and conservation condition of Bawu upwarping zone contributes to the accumulation；oil and gas blocked off by unconformities and mud rock in Maochengzi and Xiaochengzi slope belts to the accumulation；effective reservoir and trap of Shangshutai depression slope zone to the accumulation．

Songliao Basin；3D Seismics；Lishu Fault Depression；Oil and Gas Accumulation

TE1，P61

A

1009—301X（2011）06—0010—06

2011－09－16

雷金波（1975－），男，现为中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院高级工程师，主要从事地球物理专业的研究工作。

［责任编辑 郭华玉］