石油地质学课程设计

1、我化汕uM科学与工曜学院SCMOOL»EARTHANDXIANSHIYOJUMM-ROTT松辽盆地油气藏形成条件的综合分析前言本课程设计是资源勘查工程专业新开设的一门实践教学必修课。开设该课程旨在使学生深化和巩固所学的“石油地质学”理论知识，加强学生综合应用所学专业基础理论和方法，分析和解决油气地质实际问题的能力，为将来从事油气地质与勘探奠定专业理论基础。通过该课程的学习，培养学生的独立思考能力、实际动手能力和综合分析能力，使学生初步掌握油气地质研究与勘探部署的一般工作程序和基本工作方法，学会油气地质研究与勘探所需的基本图件的编制和分析方法，提高学生的文字组织和表达能力，为将来参加生

2、产实践和科研工作打下初步基础。目录一、区域地质概况41、地理位置42、区域构造位置43、勘探历程4二、构造演化及沉积特征61、盆地基本构造特征62、松辽盆地区域构造演化6三、松辽盆地的性质决定了其油气资源丰富91、地质时代有利92、盆地类型决定其油气丰度高93、盆地所处板块位置有利于高丰度油气形成104、高丰度的油气资源为大油田的形成提供了必要条件10四、烧源岩（生烧条件）10五、盖层及生储盖组合131、优质的煌源岩132、有利的油气储集条件143、良好的盖层分布144、良好的生储盖组合特征14四、盆地地层及岩性描述15五、油气藏研究（以大庆油田为例）191、大庆油田简介192、原油性质203

3、、构造形成史204、主要排一史215、油气运移聚集216、油气成藏期226、油气藏成藏模式237、大庆油田石油地质特征24六、含油气综合分析251、开展多目的层的勘探252、重视非背斜圈闭的勘探263、逐步开展外围盆地的石油普查勘探26总结27参考文献27区域地质概况1、地理位置图1中国主要盆地分布跨越黑龙江、辽宁、吉林和内蒙四省。西北、北、东及东南分别被大兴安岭、小兴安岭和张广才岭及长白山所围（图1）。南面与辽西山地和辽北丘陵连接，北北东向展布，规模：长750km,宽330-370km,面积约26.1万km22、区域构造位置松辽盆地具有两隆三坳一斜坡的构造格局，总体表现为中隆侧坳、隆坳相间的

4、特征6个一级构造单元，西南隆起区、东南隆起区、东北隆起区、北部倾没区、西部斜坡区和中央坳陷区（图2）3、勘探历程(1) .1955-1964石油普查阶段1959年9月，大庆长垣高台子构造带上的松基3井喷油，28日，扶余3号构造上的扶27井或工业油流。如大庆油田，扶余油田。(2) .1965-1975油田开发及外围勘探阶段开发为主的阶段，对隐蔽油藏进行了勘探。扶余油层、萨尔图油层、黑帝庙油层等工业油流，红岗、新立、木头和新北油田。(3) .1976-1990新层系、新领域勘探阶段深部层系、外围盆地七次勘探”。现已发现37个油田，10个气田，1996年产量达5600万吨，天然气23亿立方米。7&q

5、uot;青布蜡卡时出树总史搀店哈6个一级，36个次一级构造单元。中央坳陷：多期沉积、沉降中心，盆地主要产油区，大庆长垣。图2松辽盆地1级构造单元二、构造演化及沉积特征1、盆地基本构造特征据现有的研究成果，松辽盆地盖层可分为下部断陷沉积层序（包括火石岭组、沙河子组和营城组），中部坳陷沉积层序（包括登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组和嫩江组）和上部反转期沉积层序（包括四方台组、明水组和新生界）。以断陷期层序和坳陷期层序为主，二者在沉积特征和构造特征上又有很大差别，但都表现为受先存基底构造的严格控制。盆地演化过程中，规模较大的区域性深大断裂或基底断裂控制了盆地的边界、轴向、沉降沉积中心和构造单元分区

6、，基底断裂的多期活动也直接影响了盖层断层发育、沉积建造和局部构造的形成。2、松辽盆地区域构造演化松辽盆地形成于印支运动末期一燕山运动早期，发育于燕山运动中晚期一喜马拉雅运动早期，萎缩于喜马拉雅运动晚期，从形成到结束，经历了多期构造运动。松辽盆地的演化可划分为成盆先期褶皱阶段、初始张裂阶段、裂陷阶段、沉陷阶段、萎缩平衡阶段等五个时期。弹，瓶即M2K.t-K.Y>II+"她强默除贱CG外311磔除内iKlf1瞋盘去脚附用(PbF图3松辽盆地形成及演化示意图(据高瑞祺蔡希源等，1997)(1)成盆先期褶皱阶段(P2-T)古生代末期欧亚板块向南东方向运动，与古太平洋板块碰撞，造成大陆向

7、海洋方向的倾斜，使整个中国东北和日本诸岛发生大规模褶皱，松辽地区大范围抬升，伴随有强烈的岩浆活动，有大规模的花岗岩浆侵入，深部莫霍面可能发生起伏，三叠纪早期经过侵蚀夷平，路具准平原化。晚二叠一一早三叠世，松辽板块发生了约25°的绝对逆时针旋转运动，松辽盆地现今460N位置当时处于22°N-23°N的低纬度地区(2)初始张裂阶段(J2-J3)中晚侏罗世，地表经前期剥蚀，岩石圈较薄，深部莫霍面拱起已达较高程度，上地幔造成局部异常，产生热点，导致盆地早期的初始张裂，形成规模不等的裂陷。沿断裂发生较强烈的岩浆活动，用脉动构造学的观点，可解释壳内能量的积聚与释放形成两个喷发

8、旋回。此时盆地西部地壳破裂较强，火山活动强烈，而东部地壳破裂不完全，以产生裂陷为主，充填了巨厚的裂谷式补偿沉积。自早三叠世开始，松辽板块发生了大规模的北向漂移。(3)裂陷阶段(Ki1)早白垩世早期，盆地中部莫霍面拱起使异常地幔作用明显，造成持续拉张。此时孙吴一一双辽壳断裂活跃，中央断裂隆起上升，两侧形成拉张裂陷，陡峻断崖地形明显，呈现出与贝加尔湖、红海形态近似的裂谷。裂陷沉降速度快、物源多、水动力强，沉积补偿作用好，因而沉积物以较粗屑类复理石建造为主,并形成目前盆地的雏形。它不象红海裂谷的陆缘海相沉积，也不象中国华北地区裂陷期快速沉降、补偿不足形成的厚层暗色有机岩沉积。沙河子期以伸展为主，形成

9、新的断陷，主要为北东、北北东向展布，莫面上升幅度较大，又发生了一次火山活动。营城期由于太平洋板块向西活动，使初始张裂的松辽早期裂谷未能继续大规模裂开，而呈现出封闭趋势，逐渐结束其裂谷阶段。此期断陷趋于萎缩，伸展率变小，构造沉降幅度降低，盆地周缘开始隆起，热流值最大达到108.37mW/m2,长春地质学院，1993）。此期松辽板块继续向北漂移，松辽盆地古纬度为40.65°（现今46°N位置）与早三叠世相差17.38°,漂移距离约1738km（4）沉陷阶段（K1K3）进入早白垩世中期，由于岩石圈逐渐冷却，产生热收缩（弹性回降），此时在全球板块控制作用下，地壳呈不均一的

10、整体下沉，进入到裂陷基础上的叠覆沉陷。此时由于太平洋板块向中国大陆俯冲作用的加强，在松辽盆地形成左旋转换引张应力体制（长春地质学院，1993）,导致盆地大幅度沉降加速，沉陷面积和幅度不断增大，在35Ma（10065Ma内沉积了一套厚达3000m的砂、泥岩互层的河湖三角洲相含油建造。在上地幔拱起的最高地带，均衡调整作用最强烈，形成中央深拗陷。在引张应力作用下再次伸展，发生断裂及岩浆活动，再次出现高地温，并曾遭受两次海侵。地壳运动平面上的差异造成沉陷的不均一性，表现为前期有东部和中部两个沉降中心，中后期东部沉降中心逐渐消失，造成东部发育早期断陷，中部多数发育长期凹陷，西部为长期的斜坡带，大面积缓慢

11、沉降，地层逐层超覆，表现出沉积范围和轴线摆动以及西移早白垩世末，松辽板块与西伯利亚板块相碰撞，产生强烈挤压，之后由于部分变形松弛，应力释放，在中白垩世时期产生了一定幅度的“反弹”运动或侧向蠕动，松辽板块向南漂移运动了6.60o中白垩世末期，日本海开始扩张，向西的推挤力波及盆地，即所谓的“嫩江运动”，产生压扭应力场后发生褶皱运动，盆地普遍上升，东部地区更为明显，局部构造及二级构造带形成，结束了这一阶段。（5）萎缩平衡阶段（K23Q）嫩江运动以后，盆地深部地质结构逐渐趋于调整均衡，盆地全面上升，湖盆规模收缩，仅为前期的四分之一。挤压运动一方面使先期地层发生褶皱，另一方面,挤压力也可使盆地边缘差异性

12、隆起、盆地中心差异性沉降（Cloetingh,1992）。因此在总体上升的背景下，盆地东部差异性抬起，沉积中心再次西移，沉降速度缓慢，盆地的构造运动为被动升降。日本海进一步扩张，并伴随有轻微的褶皱运动，盆地东、中部构造幅度进一步加大，西部形成一批浅层构造。在挤压应力体制下，形成一种特殊类型的叠加构造样式一一反转构造。可分为断裂型正反转构造，即下部为正断层，上部为逆断层，如弧店、大安、林甸、任民镇断层等；另种为背斜型反转构造，即下部为断陷式（向斜）构造，上部为背斜构造，如大庆长垣。第三系、第四系是在侵蚀夷平的基础上沉积的一套磨拉石建造，此时活动性很弱，盆地呈现出渐趋消亡的特征。此阶段松辽板块又逐

13、渐向北漂移，最后到达现今地理位置三、松辽盆地的性质决定了其油气资源丰富从已积累的油气分布资料来看，松辽盆地应具有丰富的油气资源。1、地质时代有利据已知油气田资料统计，世界油气地质总储量中，石炭纪以前的地层所含油气地质量占6%二叠纪地层油气储量占12%,中、新生代地层占82%据J.D.Moody统计，世界大油田(储量大于680OX104t)的石油储量占世界石油总储量的86%在大油田中，寒武纪地层油气储量占0.3%,奥陶纪地层油气储量占0.4%,泥盆纪地层油气储量占0.6%,石炭纪地层油气储量占5.2%,二叠纪地层油气储量占0.6%,三叠纪地层油气储量占3%,侏罗纪地层油气储量占22.2%,白垩纪

14、地层油气储量占26.4%,早第三纪地层油气储量占21.9%,晚第三纪地层油气储量占19.1%。合起来,古生代地层油气地质储量占7.4%,中生代地层油气储量占51.6%,新生代地层油气储量占41%统计我国各地质年代油气储量的分布也有相似的规律：中、新生代地层油气储量占82%簿三系油气储量占29.33%,白垩系占47.92%,侏罗系占5.7%);古生代地层油气储量占18%叠一一三叠系占7.7%,寒武一一石炭系占1.03%,震旦系占9.29%)o因此，作为中、新生代沉积的松辽盆地其时代是有利的，特别是全球海平面上升(10080Ma)期，松辽盆地遭受两次海侵，沉积了富含藻类(石油生成的主要母质)的非海

15、相地层，具备了丰富的油气源岩基础。2、盆地类型决定其油气丰度高不同的板块活动方式，产生不同类型的盆地，盆地类型不同，含油气丰度不同。粗略统计结果如下：(1) 与板块扩张活动有关的盆地含油气丰富。在这类盆地中，已经找到570X108以上的石油可采储量。其中，裂谷型(包括断陷型和断陷一拗陷型)盆地找到380X108t储量，有许多大油田和巨大油田；被动大陆边缘盆地找到36X108t储量，油气田规模中等；三角洲盆地找到1.55X108t储量，油气田规模小到中等。(2) 与板块俯冲作用有关的盆地已找到38X108t的可采储量，主要分布在弧后扩张地区的盆地，油气田多属中等规模。(3) 与大陆碰撞有关的盆地

16、含油气也非常丰富，已发现的石油可采储量超过5000,主要集中在周缘前陆盆地中，几乎所有油田都是大油田。(4)与转换断层有关的盆地中已找到石油可采储量185X108t从上述情况来看，周缘前陆盆地和裂谷型盆地产油能力较高。松辽盆地是与板块扩张活动有关的克拉通内转化型盆地，即统计中的裂谷型，其含油气丰度应是高的。3、盆地所处板块位置有利于高丰度油气形成W.R.Dickinson根据美国内陆20个盆地的含油气情况和这些盆地离最近的前陆褶皱冲断带的距离，认为盆地离褶皱一冲断带的远近，决定含油丰度的高低，随距离增大，石油储量呈对数性下降。所涉及的盆地包括各种起源的克拉通盆地、拗拉谷以及某些混合起源的各类前

17、陆盆地。松辽盆地所处位置距大陆边缘比较近有利于高丰度油气形成。4、高丰度的油气资源为大油田的形成提供了必要条件松辽盆地为非海相大型克拉通内转化型盆地，根据世界同类已知盆地资料统计，该类盆地有机质丰度高，有机碳含量一般为1.0%2.5%;可采资源为45006000/km3o松辽盆地面积大，沉降速度快，沉积层较厚,具有丰富的油气资源为大油田的形成提供了必须的资源条件。四、烽源岩（生烧条件）纵观松辽盆地的构造发育史、沉积演化史及区域成藏因素分析发现，盆地内有效烧源岩范围控制了8个大油田的分布，而且在该范围内区域成藏因素对大油田的形成具有最佳的组合条件。（1）有效烧源岩范围内生油强度大、油源充足由于松

18、辽盆地的继承性发育、尤其在沉降期遭受海侵的静水缺氧的深湖相环境沉积了较大厚度的烂源岩。其中，以青一段和嫩一二段烂源岩分布范围最大。经研究，仅青一段达到成熟的有效姓:源岩厚度约为70-100m,分布面积达3.4x104k油形成了盆地的中央生油坳陷区。其生油岩特征是有机质丰度高（大于0.1%）,有机碳含量大于2.0%,总烧含量大于0.1%。而且都进入了成熟一一高成熟阶段，干酪根类型属于I型和nA型，镜煤反射率都在0.5以上。氯仿沥青“A”也大于0.2%。由于上述优越的生烧条件，使生油坳陷内生烂强度一般大于2Xl06t/km2,最高可达10Xl06t/km2。并且，目前已发现的8个大油田都位于该区内

19、。盆地模拟结果表明，松辽盆地总生油量为1299.6X105t。其中，生油坳陷内的三肇凹陷和齐家一古龙凹陷的生烂量就占总量的62%构成了两个重要的生油区，并为生油坳陷内大油田的形成提供了充足的油源。（2）生油坳陷区内的区域成藏因素有利于大油田的形成在盆地生油坳陷区不仅油源充足，而且其区域成藏因素也有得天独厚的条件。1）生油坳陷区发育有大型的构造圈闭从构造条件看，在生油坳陷中央发育有大型背斜带（大庆长垣）,周边有继承性发育的背斜构造（朝阳沟构造、扶余背斜），以及鼻状构造（龙西鼻状构造、新站一一大安鼻状构造）,鼻状构造群（裕民一一肇源一一头台一一新立鼻状构造群）这些构造圈闭一般早于或同步于油气的大量

20、生成期。因此，它们是有利于油气聚集的构造圈闭。2） 生油坳陷内有不同体系域的有利沉积相带，储集层发育层序地层系研究表明：在生油坳陷区内的长垣北部及齐家一一古龙凹陷的周边发育有水进体系域（姚二、三段）和高水位体系域（青二、三段）的三角洲砂岩复合体，并呈半环带状展布。由于三角洲发育时间长，受河流和湖水的双重作用，储源物性好，并与生油岩呈犬牙接触，有利于油气的运聚。而在凹陷内又发育有低水位的河流一三角洲砂岩体。具特点是单层砂岩厚度薄，规模小，呈断续状分布，纵向上错叠，平面上呈连片展布的特征，构成了凹陷区内有利于油气聚集的储集层。由此可见，在生油坳陷内，无论是在凹陷区，还是在隆起区，还是在斜坡区，都广

21、泛分布着储集岩，从而构成了丰富的储油空间。3） ）生油坳陷内的区域性盖层是油气聚集的重要保存条件生油坳陷区内青一段和嫩一、二段既是良好的生油岩，又是有利的区域性盖层,它们层厚、塑性强、均质性好，并具有薄膜和压力两种封闭机理，属I类盖层。由于它们的区域封闭作用，在纵向上形成了三套含油组合，即上部含油组合（黑帝庙油层），中部含油组合（萨、葡、高油层）和下部含油组合（扶、杨油层）。图4松辽盆地有效燃源岩分布与大油田关系（据张文昭等.北京.1997）其中，由于上部含油组合顶部缺少区域性盖层，很难形成大油田。而位于区域性盖层之下的中、下部含油组合由于具有良好的封闭作用，使油气在运聚过程中得以保存，有利于

22、大油田的形成。就目前来看，在中、下部含油组合中发现的油气储量占盆地总地质储量的99.3%.因此，生油坳陷内区域性盖层的存在是形成大油田又一不可缺少的重要因素。（3）区域水动力场特征为生油物陷区大油田的形成提供了有利的条件由于青一段和嫩一、二段区域性盖层的作用，在盆地内形成了相应的中部组合的水动力场和下部组合的水动力场，这两个水动力场对油气的聚集和保存起到了重要的作用。1）中部组合高压区所围限的低压带为大油田的形成提供了低等位能空间中部含油组台的水动力场在演化过程中，形成的低等位能空间是特大型油田形成的有侧场所。从水动力场分布图上看这种低位能空间就是围压带中的低压带，该带的主要特点是四面或三面被

23、相对较高的压力带所围限，当油气沿压力下降方向运移到该区时，则形成油气聚集成藏。大庆长垣就位于低压带上，东侧的三肇凹陷、西侧的齐家一古龙凹陷、南部的长岭凹陷形成高压带，并各自向长垣和凹陷边部降低，构成了大庆长垣三面被高压区包围的低压区，形成了大型的等低位能空间，在这种压力由高到低的变化下，四陷中生成的油气沿压力降低的方向运移至低压区聚集、保存，形成大庆油田。2）环形碰撞变迁带是下部组合大油田形成的水动力圈闭带下部含油组合在岩性变化快、砂体规模小等特殊地质条件控制下，水动力场表现为环形分布的特征，盆地边部的向心流和盆地中心泥岩压实出水的离心流相对运动而发生碰撞时形成了环形碰撞变迁带，这条带基本绕中

24、央坳陷区分布，形成了阻止油气向外运移的水动力圈闭带。地层水性质在一定程度上反映了油气保存条件，在矿化度相对较高的地区，反映地水浓缩程度较高，有利于油气保存。从松辽盆地具体情况看，地层水总矿化度大于40MmgL的地区油气显示比较普遍，而大油田分布区地层水总矿化度一般大于600mng/L由此可见，松辽盆地大油田形成的基本条件是烂源岩控制，包括三方面的内容:一是有效烂源岩构成了大范围的生油坳陷，二是生油坳陷内区域成藏因素有最佳的组合，三是内的水动力场有利于油气的运聚和保存。五、盖层及生储盖组合松辽盆地坳陷期发育多套沉积体系，不同时期的各沉积体在空间上叠置，为油气提供了生成、储集和封盖的条件1、优质的

25、烧源岩松辽盆地内部的白垩系青山口组至嫩江组一段的深湖相泥岩有机质丰富转化条件好，是盆地内的主要生油层。青一段和嫩一、嫩二段沉积了两套分布广泛、富含有机质、巨厚的黑色页岩，间夹油页岩，是松辽盆地最重要的生油层和区域性盖层，其中黑色页岩分布范围达十几万平方千米，有机质丰富，可以与海相盆地相媲美。松辽古湖盆属富营养型，有机质供应丰富，有机质在深水凹陷内大量聚集和保存，这是松辽盆地青山口组到嫩江组富含有机质的黑色页岩的主要成因。但青一段、嫩一段、嫩二段黑色页岩远比其他时期密集段有机质含量高，而且高值区并不局限于深坳陷内部，这说明青一段、嫩一段、嫩二段黑色页岩中有机碳含量偏高还有另外的原因，除有机碳供应

26、充足、湖泊较深等因素外，有机碳的大量保存可能与海侵有关。松辽盆地白垩系生油岩的平均有机碳含量2.3%,总烧含量1540Ppm青一段泥岩和嫩一段泥岩有机质丰度一般达到最好烂源岩级别。其次是青二、青三段，有机质丰度一般达到好一中等烂源岩级别。嫩二、嫩三段地层有机质丰度一般为中等或差烂源岩。松辽盆地是一个地温梯度较高的盆地，平均每深100米增温3.7度。有机质成熟门限深度较浅。在松辽盆地烂源岩Ro与深度关系图中，处于成熟阶段的烂源岩埋深范围大1500-2100m松辽盆地中央坳陷区的青山口组和嫩一段大多处于这一深度范围内，这是其成为优质生油岩的重要因素之一。2、有利的油气储集条件松辽盆地主要发育陆相湖

27、盆沉积，由于其沉积相态的多样性和碎屑来源的复杂性，以及后生成岩作用的影响，发育了各种类型的储层，为油气成藏提供了良好的储集空间。油气勘探结果显示，松辽盆地从浅至深共发育10个含油气层（表3）,其中坳陷沉积6个含油气层，以产原油为主；断陷沉积4个含油气层，产天然气为主。坳陷沉积中储层岩石类型主要为粉砂岩和细砂岩，局部地区还发育湖相碳酸盐岩和泥岩裂缝储层；断陷沉积中储层岩石类型复杂，碎屑岩类有砂岩、砾岩以及二者的过渡岩类，此外还有火山岩和基岩风化壳储层。储层在空间分布上，由于受构造发育特征的影响，坳陷沉积和断陷沉积的储层分布明显不同，其中受湖盆大小和物源方向等多种因素的控制，坳陷沉积中储层空间展布

28、也明显不同。有研究表明松辽盆地储集层埋藏深度2000米以内的储油气层物性最好，2000米以下的储油气层物性逐渐变差。3、良好的盖层分布松辽盆地属于以碎屑岩为主的陆相沉积体系，存在多套含油气泥岩盖层，具中青山口组和嫩一、二段泥岩具有良好的封闭条件，为最重要的区域性盖层，其余为地区性或局部盖层。松辽盆地青山口组和嫩一、二段沉积岩具有三个特点：岩性纯、可塑性好。主要岩性为黑色泥岩、页岩，封闭性能良好，能够阻挡向上运移的深层油气，使其在下伏的地层中储集起来。厚度大、范围广、延伸稳定。盆地内沉积了巨厚的大面积分布的暗色泥岩，不仅是下伏油气层的良好盖层，也对更深层位的天然气起到较好的封闭作用。欠压实。欠压

29、实所造成的高压异常可增强泥岩的封闭能力。4、良好的生储盖组合特征松辽盆地二级层序的发育演化控制了生储盖组合及特征。低位、高位和湖侵中期体系域发育规模不等的三角洲砂体储层，而湖侵晚期体系域发育生油层和区域盖层。青一与嫩一两个最大洪泛期之间湖盆阶段性地扩张和收缩，形成了青山口组高位体系域三角洲、姚一段低位体系域三角洲和姚二、三段湖侵早期体系域三角洲砂体，它们分别又由若干次一级的湖进湖退高频层序构成，控制了次一级的储盖组合。频繁的湖平面变化与沉积物供应速率的变化相应导致湖岸线和三角洲朵叶体的频繁摆动，纵向上形成砂、泥岩频繁交互组成多个次一级储盖组合，加之三角洲前缘水下分流河道及河口坝砂体在空间上分布

30、侧尖灭，有利于岩性圈闭和大型岩性地层油气藏的形成。松辽盆地内部不仅发育了良好的生储盖组合，盆地发展过程中发育的各种断裂和背斜构造也形成了大量的圈闭，其中大型穹窿背斜构造是松辽盆地内油气聚集的主要圈闭类型。同时，油气成藏后缺少长时间的剥蚀间断、强烈的构造运动和变质作用，使得富集起来的油气得以保存下来，形成了大量的油气聚集。总之，松辽盆地拥有巨量的富含有机质的沉积岩层，发育良好且分布合理的生储盖组合，盆地发育过程中形成的各种构造对油气的运移、聚集起到了很大的作用，而在油气藏形成之后，也没有受到大规模的构造破坏、剥蚀和变质，从而形成了我国最大、最重要的油气聚集带。地层生油层偌油层盖层组合名称组段明水

31、组次要上部含注组合四方台组嫩江组五黑帝庙油层四一萨尔图油层姚家组二、三次要中部含油组合葡就油层青山口组_t1*,.有利高台子油层有泉头组四可能扶余油层下部含油组合二杨大财油层-、可能农安油层深部含油组合登娄库组可能可能沙河子组可能图5松辽盆地油层分布柱状图四、盆地地层及岩性描述1基底为古生代不同变质程度的变质岩和花岗岩（加里东、华力西、燕山期）组成具体为：灰色片麻岩，灰色、灰绿色千枚岩、片岩，变质石英砂岩，灰岩，浅灰色、浅红色花岗岩、花岗蚀变岩。花岗岩占1/3,华力西期最为广泛。火石岭组（K2h）灰紫色火山岩、火山碎屑岩及深灰色砂、泥岩夹煤。2沙河子组（K1sh）沙河子组由灰白、灰黑色砂岩、粉

32、砂岩、泥岩及酸性凝灰岩组成。发育河流相、滨浅湖、半深湖一深湖相。3营城组（K1yc）营城组下部以沉积岩为主，主要由灰黑、灰绿色安山玄武岩、凝灰质砂岩、火山角砾岩、砂砾岩以及灰色砂岩、砂砾岩及灰、灰绿色、灰黑色泥岩组成，局部火红色泥岩和可采煤层；上部由酸性火山岩和火山碎屑岩组成。发育湖相，火山喷发相。吐勤枳因半仅肝井下相徵毗4喏性：正越积为主的含限睡和以灿岩为主的含生火山岩榄，耳度一般为用明脚米M可达制嘛.图6盆地地层及岩性4登娄库组（K1d）登娄库组主要岩性为灰白色块状砂岩，暗色砂质泥岩，杂色砂、泥岩和砂、砾岩成频繁互层。发育的相主要为冲积扇、河流相、泛滥平原、水下重力流相、浅湖相。5泉头组（

33、K1cD泉头组是松辽盆地坳陷期早期阶段的沉积，盆地内以河流相为主，向盆地边缘粒度变粗，按岩性可将该组分为四段：泉一段以紫灰、灰白色砂砾岩与暗紫红色泥岩互层为主，局部夹少量凝灰岩；泉二段以紫红、褐红色泥岩为主，夹紫灰色、灰白色砂岩；泉三段以灰绿、紫灰色粉、细砂岩与紫红色泥岩互层为主；泉四段为灰绿、灰白色粉、细砂岩与紫红、棕红色泥岩互层，顶部常为灰绿色泥岩。泉头组与下伏登娄库组呈整合一平行不整合接触。盆地边部常超覆于不同层位老地层之上。这一时期主要发育了洪积相、河流相、湖泛平原相、三角洲相、滨浅湖相。6青山口组（K2qn）青山口组主要为一套黑色、绿色泥岩，油页岩、下部以泥岩为主，下部夹砂质岩。在全

34、盆地岩性、岩相变化很大，在王府凹陷、三肇凹陷和古龙凹陷为深湖、半深湖相的黑色泥岩和页岩，向凹陷的边缘为浅湖相的砂岩呈不等厚互层，从盆地的边缘至沉积中心相带展布规律为：河流相，三角洲相，半深湖相，深湖相。该组生物第一次繁盛，种属明显增加，化石丰富。7姚家组（K2y）姚家组以紫红色、棕红色、灰绿色泥岩与灰白色砂岩互层为主。盆地中部可见有黑色泥岩，与下伏青山口组呈整合一不整合接触。姚家组地层在区内分布较广，但在梨树断陷一带被剥蚀。其沉积的时期为滨浅湖相。姚家组为洪积相、河流相、三角洲相或滨湖相、半深湖、深湖相。含丰富的介形类、叶肢介、双壳类、抱粉及少量鱼化石。8嫩江组（K2n）嫩江组是盆地内分布范围

35、最广的地层，约26x104km2在北部和东北部已超出现今盆地边界。岩性下部主要为黑色、灰黑色泥岩、页岩，夹油页岩；上部为灰绿、深灰、棕色泥岩与粉砂岩、细砂岩互层。嫩江组与下伏姚家组呈整合接触。在嫩江组沉积末受燕山运动IV的影响，在西部斜坡部分地区嫩江组上部被部分剥蚀，德惠断陷和梨树断陷地区被完全剥蚀。发育深湖相、浊流相、河流相、浅滩相、淤积相、湖相。9四方台组（K3s）该层下部岩性为砖红色含细砾的砂泥岩夹棕灰色、灰绿色砂岩和泥质粉砂岩;中部为灰白色、灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩与砖红色、紫红色泥岩互层；上部以红色、紫红色泥岩为主，夹少量灰白色、灰绿色粉砂岩及泥质粉砂岩，与下伏嫩江组为不整合接

36、触。本时期沉积相为浅湖、浅滩及河流相沉积，主要发育河流相。10明水组地层（K3m由灰绿、灰黑、棕红色泥岩与少量灰、灰绿杂色砂岩组成，在盆地东部缺失。外不Hi段场乂押弓WM期述麻第网MW吊0T色体班版柳匕/除色粉砂蝮补1比士联制人地Nil佻门第色驰冲.中卜就打K灰色"J"伴卜.爪人好1一直KU依口:门假立门h佗f*叫水也明二段KnS扎色汽，；工忖k疝州水屈疝翰酢岩上ttmftKHl同人也屈人融置看蝌1四方/fK4回城曲;混啦打匕；特砂Lu-WflftKr5，也比废加砂霜火*旗通的火黑网区KM灰色鸵若*悔甚金而静点能斗3:加以赣牲KMUM*二双KM取台材修脂在，源臣3/公中二段

37、KU现乜色浮行为1.底能蛇围油门丁乐Lui?<L料FM脾一性XfiT礼州上色忠片.卜但板色优种<也”段K#43端色粕邮MM,，油鞘®事施黛川机1步«y»黑色e而融晶1廿片油加七|匕州旺油以I青出UM书mK的？T$&色、削物H¥：,T色知?:农加门色内断粕的式施帛伫介心血以山1周K加正色泥耻火配色此断介晒出儿尺M小单色加步*日此；早X机烟网tAE表1地层年代表o花岗岩火山岩变魔世E3泥茂粉砂岩国画E3m细砂岩殂砂岩眇匪岩祜页岩图7松辽盆地地层综合柱状图五、油气藏研究（以大庆油田为例）1、大庆油田简介大庆油田是20世纪60年代现在中国最大

38、的油区，位于松辽平原中央部分，滨洲铁路横贯油田中部。1959年，在高台子油田钻出第一口油井，1960年3月，大庆油田投入开发建设。1976年以来，年产原油一直在5000万吨以上，1983年产油5235万吨。大庆油区的发现和开发，证实了陆相地层能够生油并能形成大油田，从而丰富和发展了石油地质学理论，改变了中国石油工业落后面貌，对中国工业发展产生了极大的影响。2、原油性质其中大庆油田为大型背斜构造油藏，自北而南有喇嘛甸、萨尔图、杏树岗等高点。油层为中生代陆相白垩纪砂岩，深度900米1200米，中等渗透率。原油为石蜡基，具有含蜡量高（20%-30%,凝固点高（25C30C）,粘度高（地面粘度35）,

39、含硫低（在0.1%以下）的特点。原油比重0.830.86。位于中央坳陷的中央一大庆长垣之上。走向北北东，由喇嘛甸子、萨尔图、杏树岗、高台子、葡萄花等7个背斜组成。3、构造形成史大庆长垣是松辽盆地中央坳陷区中的一个大型背斜构造带。在侏罗纪，大庆长垣部位为古龙凹陷的东部斜坡，在下白垩统登娄库组沉积时，萨尔图构造位于盆地中部西倾的斜坡上，而葡萄花构造位于古隆起与凹陷的交接地带。在泉头组一姚家组沉积时，大庆长垣处于盆地内大型沉积坳陷东侧的平缓斜坡上。嫩江组沉积时，喇嘛甸、萨尔图、杏树岗、葡萄花等处有局部小隆起，开始具有大庆长垣的雏形。到嫩江组沉积末期，松辽盆地经历了一次构造运动，使大庆长垣隆起基本定型

40、，并产生了很多断裂。明水组沉积末期的构造运动使长垣更加发育和完整，形成近似现在的构造形态。大庆长垣由喇嘛甸、萨尔图、杏树岗、太平屯、高台子、葡萄花、敖包塔7个背斜构造组成，各构造之间以鞍部相连，整个长垣呈似反“S"”型展布。大庆长垣地区在青山口组到明水组沉积时期的埋藏路径与齐家-古龙凹陷基本相同，但嫩江组沉积末期的构造抬升较强，嫩五段的剥蚀厚度在100m左右，四方台组到明水组沉积时期，该区发生了连续的再埋藏过程，明水组沉积末期，达到最大埋深，青山口组底界埋深2000m.但明水组沉积后，直到第四系沉积前该区发生了强烈的构造抬升，长期处于剥蚀状态，致使四方台组、明水组地层剥蚀殆尽，被剥蚀

41、的地层厚度近500m.大庆长垣这一巨型背斜构造主要是由这2期构造抬升所形成的。场员年fDMjiLOO90BO70605040302D100图8大庆长垣地区剥蚀深度图4、主要排烧史大庆长垣不同地质历史时期的生排油量如下：青一段姓源岩早在嫩江组二段沉积末期（77.4Ma）就进入生油窗,齐家-古龙凹陷的大部分地带青一段的Ro值达到0.5%以上，三肇凹陷局部也达到成熟.但总的生姓强度及生姓量相对较小，生始强度最大值在120X104t/km2,最小值不足20X104t/km2,生姓强度的高值区位于齐家-古龙凹陷的深部位.研究单元内的累积生油量为32X108t,排姓强度平均不足20X104t/km2,且具

42、排姓能力的姓源岩主要分布于齐家-古龙凹陷的中央地带，总排姓量仅8X108t.到嫩江组沉积末期（73Ma）,姓源岩热成熟度进一步增高，齐家-古龙凹陷大部分地带青一段Ro值在0.7%以上，且三肇凹陷及大庆长垣地带青一段Ro值普遍在0.5%以上。烧源岩进入生油高峰期，在齐家-古龙凹陷内最大生油强度达350X104t/km2,平均生油强度150X104t/km2,累计生油量120X108t.排姓强度较前期显著增长，最大排烧油强度增加到180X104t/km2,平均排油强度达40x104t/km2,总排油量达32x108t左右。从嫩江组沉积末期（73Ma）到明水组沉积末期（65Ma）为姓源岩有机质热成熟

43、度持续增长阶段，到65Ma,青一段Ro值普遍在0.6%以上，在齐家-古龙凹陷Ro最大值达1.1%.7365Ma是烂源岩的生油高峰阶段。生油强度最大值达900X104t/km2,平均生油强度达400X104t/km2,累计总生油量达320X108t.排油强度的最大值在350X104t/km2左右，平均排油强度值达150X104t/km2左右，总排油量达120X108t0现今，齐家-古龙凹陷和三肇凹陷青一段有机质Ro值普遍在1.1以上，处于凝析油、湿气阶段，但青一段之上的生油岩有机质成熟度进一步增高，导致总生油强度有所增强。5、油气运移聚集大庆长垣及其以西地区包括大庆长垣、齐家一古龙凹陷、龙虎泡一

44、大安阶地、泰康隆起带和西部超覆带5个二级构造带，总面积为17372km。初次运移机理：本区的扶杨油层岩性油气藏的成藏表现为典型的源下成藏特征，紧邻扶杨油层的上覆青一段岩层既是姓源层又是良好的盖层。在沉积埋藏过程中，由于欠压实作用、生姓作用、构造作用使得青一段产生了足够大的异常压力，导致烧源层与下伏储层（泉头组）形成过剩压力。当这种压力大于油气从烧源层到储集层运移所受到的浮力和毛细管力等阻力之和时，油气就能向下运移聚集成藏。本区大量发育的断穿储集层并终止于烧源层内部的断层起到了很好的油气输导作用。同时，齐家一古龙凹陷主要烂源岩青山口组泥岩中普遍存在的泥岩裂缝也是油气初次运移向外排烂的主要通道。研

45、究表明，当流体压力的超压值（大于静水柱压力的部分）等于基质压力的1/2或1/3时即可引起裂缝产生。奉区由于粘土矿物脱水和流体超压的作用，使青山口组泥岩中产生很多裂缝，有利于排烧。由此可见，异常压力不仅是烂源层的排烂动力，还为排烂创造了有利条件。二次运移特征：区城构造演化控制了油气的二次运移，古构造是诱导油气运聚的有利场所。大庆长垣主要是由在嫩江组沉积末扭动形成的7个局部扭动构造被明水组沉积末的反转作用联合成完整背斜而定型的，并在早第三纪末左行压扭作用下得到进一步加强。长垣西部地区构造格局也是在早第三组末期的构造运动后定型的。嫩江组、明水组以及早第三纪沉积末期的构造运动，使姓:源层青一段压力得以

46、释放，是青一段排烂的3个高峰期。早于或与油气主要生、排烂期同步形成的齐家一古龙凹陷周边的鼻状构造是油气运移的良好指向和聚集的有利场所。小结：（1）大庆长垣及其以西地区扶杨油层源下岩性油藏成藏的关键在于源储压力差，当压力差大于油气从烧源层向储集层运移所受到的浮力和毛细管力等阻力之和时，油气就能向下运移聚集成藏。（2）油气初次运移的动力是异常压力。在平面上,古龙凹陷以及大庆长垣南部过剩压力最大,在10MPa以上；工区的北部、龙虎泡以及大庆长填中部地区过剩压力在7MPa以下；其他地区的过剩压力为710MPa向上，过剩压力开始出现在嫩五段以下，在嫩一段和青一段内出现两个峰值。油气初次运移的方向以垂向为

47、主，油气由青一段的底部高压区向扶杨油层运移。施立志，吴河勇，林铁锋，等.松辽盆地大庆长垣及其以西地区扶杨油层油气运移特征J.石油学报,2007,28(6):21-26.6、油气成藏期松辽盆地北部普遍经历了3次沉降、2次抬升.青山口组到嫩江组、四方台组到明水组、新第三系泰康组到第四系沉积时期，构成3次沉降，其中以嫩江组沉积后期（嫩三五段沉积时期）和明水组沉积时期沉积速率最大，分别达160m/Ma和180m/Ma而2次区域抬升分别发生于嫩江组沉积后和明水组沉积后，大庆长垣背斜构造主要是在这2次构造抬升过程中形成的。青山口组主力烂源岩具有漫长的生排油历史，而且生排烂过程与构造活动及圈闭增长过程在时间

48、和数值上具有良好的匹配关系。大庆长垣油气藏存在2个主要的成藏期：一是嫩江组沉积期后在73Ma左右；另一是明水组沉积期后6540Ma问，为大庆长垣油藏的成藏高山1期.盆地沉降过程是油气生成量积累的过程，盆地抬升、构造定型阶段是油气排出和成藏高峰期。1辛仁臣，蔡希源.松辽盆地北部埋藏历史对大庆长垣油藏成藏的控制J.地球科学,2004(04):457-460+472.O2020«£二)、科坦更朝ooG320O10O2-击降速率生曲雄率1OO90807060504030地质年代/Ma图9生油效率与沉降速率关系7、油气藏成藏模式大庆油田的油藏特征，从总体上看，具有4套含油气层系，是以

49、萨、葡、高油层为主的，大型背斜构造带控制的整体含油的构造油气藏。萨、葡、高油层的油藏特征：由于发育程度不同的储层与构造配合状况的差异，形成不同类型的油气藏。大构造与厚砂岩相配合，形成长垣北部的块状构造油气藏。多断层与薄砂层相配合。形成长垣南部的断层复杂化的构造油藏。从青山口组二、三段到散江组一段，喇、萨杏地区处于克山春树岗沉积体系的大型复合三角洲部位。在长达500m的井段中，可出现多达100多层砂层，砂质岩总厚度达200-300m砂岩之间的隔层，除少数为十儿米外，一般厚15m基本状态是一个巨厚的砂岩体大构造与厚砂岩体相叠合，形成了具有巨厚油层的块状构造油气藏。这类油气藏的特点，一是在一个构造范

50、围内，含油气程度受构造高度控制，具有统一的油气界面和油水界面。由于砂岩发育段的厚度一般大于断距，断层两侧不同层位的砂层可以连通，断层对油气的分割作用不明显，断层两侧的油水界面深度相同，整个油田的压力系统也相同。二是纵向上气油水分带明显。从顶部的气层开始，依次分布着纯气段、油气过渡段、纯油段、稠油段、油水过渡段和含水段，在纯油段中没有夹层水。从北向南，纯气段发育情况变差，喇嘛甸油田有较大面积的气顶，含气最低层位到萨三组中、下部，萨尔图油田萨零组有气层，杏树岗油田及以南地区无明显气顶。三是在构造顶部含油层位多、井段长，向着构造翼部逐渐减薄，如萨尔图油田顶部，从嫩江组一、二段大段泥岩以下出现的第一组

51、砂层（萨零组或萨一组）开始，直到高三组均含油，随着构造向两翼降低，从较深的油层组到较浅的油层组依次出现油水边界并成环带状分布，在油田的不同部位，纵向上底水段分别位于不同的层位，平面上分别存在着含油区外缘的边水区，在油水边界范围以内，含油区基本上是连片的。这类块状构造油气藏，含油面积大，含油高度大，油层厚度大，加之储层物性好，形成了储量丰度大，产能较高的特大型油田。大庆长垣北部喇嘛甸、萨尔图、杏树岗3个油田占大庆油田总含油面积68.1%,而原油储量却占95.6%,是大庆油田的主体部分。大庆长垣南部，以葡萄花构造为代表，从构造条件分析，与长垣北部差异不大，主要是储层厚度明显变薄。储油层分布在葡萄花

52、油层4060m井段内，一般有38层，单层厚0.4-3.Om的砂岩，单井钻遇510m,油层有效厚度一般不超过3.0m。断距1030m的断块即可造成断层一侧的砂岩与另一侧的泥岩相接触，造成了含油区的分割，形成断层复杂化的构造油藏。这类油藏的特点，一是从总体上看，含油的富集程度主要受构造控制，在构造的高部位，含油较富集。含油富集块分布在二、三级构造圈闭范围内，只是没能将圈闭充满，没能形成大连片含油的局面。二是断层对油气的遮挡和分割作用明显。致使每个断块分别形成了含油富集区，并有自己的油水界面。相邻的断块具有不同的油水界面，造成油水分布比较复杂，在高断块的低部位可出现水区，而在低断块的高部位可出现纯含

53、油区，每个被分割的纯含油区面积通常是不大的。如葡萄花油田共有11个含油断块，最高的4断块的油水界面海拔-800m,最低的11断块油水界面海拔-1085m,相差达285m.在同一断块内，南部和东部的油水界面也略有加深的趋势。三是各断块之间的压力系统不同，如葡萄花油田的各断块压力系数在0.97114之间。四是由于单砂层在平面上变化较大，局部可形成岩性油藏或岩性一构造复合油藏，在制面上出现油水层相间，或油层、水层、油水同层分异不好互相间夹的情况。8、大庆油田石油地质特征大庆长垣位于齐家古龙凹陷和三肇凹陷即最有利。生油区和有利生油区之间,是青山口组一一嫩江组三角洲发育的场所，是最有利的聚集油气的二级构

54、造带，(1)河流一一三角洲相与湖泊相交替出现，构成了大庆油田最良好的生储盖组合。(2)与聚油期同时形成的构造对油气圈闭有利。(3)大庆油田原油性质的变化受生油区生油条件的控制。*事旬图10长垣油气藏集聚带实例图以大庆油气藏集聚带为例（据大庆石油管理局资料，1993,改编）六、含油气综合分析从松辽盆地的客观地质条件来看，寻找后备油气资源是大有潜力的1、开展多目的层的勘探目前已知盆地内共有6套含油气目的层(1)黑帝庙油气层，分布在嫩江组中部。埋藏浅，物性好，砂层发育，为河流相，并有滨浅湖相沉积。古31井试油上、下两层原油性质不同，说明黑帝庙油层是具有多种油源的次生油气藏(2)萨尔图一一葡萄花一一高台子油层是大庆油田的主要开发层系。具有大油田形成的各种有利条件。仍然是今后盆地内重要的找油对象，应以寻找隐蔽圈闭为主。(3)扶余、杨大城子油层已找到一些中小型油田，但勘探程度不高。在勘探构造圈闭油气藏的同时，亦要寻找非背斜圈闭(4)登娄库组，分布在中央古隆起带及其两侧断陷内。(5)侏罗系分布在深部小型断陷内(6)前侏罗系基岩。岩性比较复杂，既有不同时期的花岗岩体，亦有古生界的碳酸盐岩和变质岩系，特