三肇凹陷青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层倒灌运移

三肇凹陷青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层倒灌运移

三桥凹陷是松辽盆地北部中部凹陷区的一种长期遗传因素。凹陷包括下白牙红石岭群、沙河子群、营城群、登楼库群和泉头群，以及上白牙青山口群、姚家群、审美吴江群、四方台群、明水群、，以及泉头群和杨大城群的第三、四段层。这是该凹陷的主要产油层。现在，在宋代芳屯、辽州、昭州、升平和朝阳沟油田，可以充分展示扶杨油层的地层。然而，油藏分离和排水沟的油底距离为400米以上。对青岩源岩产生的大量“倒流”的认识是该地区支持杨油层油勘探的关键。前人[1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11]对油气下游“倒流”的运移所需的动力条件进行了研究和探讨，但对油气下游“倒流”的运移所需的动力条件主要是定性分析，缺乏定量研究。因此，对三桥岩层至青羊油层的“倒流”运动所需的最小压力进行了研究，对于正确理解和指导该地区的油藏规律具有重要意义。1油横向“倒灌”运移动力特性由文献可知,油气发生向下“倒灌”运移,要求源岩具备足够大的超压和存在连通源岩和储层的断裂输导通道,源岩生成排出的油气可在其内超压的作用下,通过断裂向下伏储层“倒灌”运移.三肇凹陷青一段源岩目前普遍具有超压,最大超压为20MPa,主要分布在三肇凹陷中心处,由凹陷中心向其四周青一段源岩超压逐渐减小,在凹陷边部超压减小至8MPa以下.三肇凹陷青一段源岩超压主要在嫩四段沉积时期形成,而青一段源岩在明水组沉积末期开始向外大量排烃.由此看出,青一段源岩超压形成时期早于油大量排烃期,可以成为油向下“倒灌”运移的动力.三肇凹陷青一段底界面上发育大量T2断裂,T2断裂主要由拗陷期形成的断裂、断陷期形成拗陷期活动的断裂、拗陷期形成反转期活动的断裂和断陷期形成拗陷期及反转期活动的断裂构成,它们在剖面上呈垒堑组合,平面上呈密集带分布.4种断裂并非均可成为青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移的输导通道,只有连接青一段源岩和扶杨油层,且在青一段源岩大量排烃期(明水组沉积末期)活动的断裂才能成为青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移的油源断裂.4种断裂只有拗陷期形成反转期活动的断裂,以及断陷期形成拗陷期和反转期活动的断裂,才能成为青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移的油源断裂.该区油源断裂有348条,分布于整个三肇凹陷区内,见图1.因此,三肇凹陷青一段源岩生成排出的油气具备了向扶杨油层“倒灌”运移的条件.2扶杨油层“倒灌”运移规律三肇凹陷青一段源岩生成排出的油气已具备在超压作用下通过油源断裂向扶杨油层“倒灌”运移的条件.然而,青一段源岩生成排出的油气能否向扶杨油层“倒灌”运移及向扶杨油层运移多远距离,还应取决于青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移的动力和阻力之间的相对大小.青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移的动力,主要是青一段源岩在明水组沉积末期的古超压,而其生成排出的油气沿着油源断裂向扶杨油层“倒灌”运移所遇到的阻力,应为断裂带的毛细管阻力、油本身的浮力和地层压力.青一段源岩生成排出的油气能否发生向扶杨油层“倒灌”运移和运移距离应是这4个力相互作用和平衡的结果.青一段源岩生成排出的油气要向扶杨油层“倒灌”运移,其内古超压必须大于断裂带的毛细管阻力、油本身浮力和地层压力增大形成的阻力的和,可发生向下“倒灌”运移.由于地层压力形成的阻力是一个随油向下“倒灌”运移增大而增大的变量,在油刚好要开始向下“倒灌”运移时,地层压力形成的阻力为0MPa.同理,油在未向扶杨油层“倒灌”运移时,其油浮力也可视为0MPa.此时,只要青一段源岩古超压大于断裂带毛细管阻力,油便开始向扶杨油层“倒灌”运移.由此看出,断裂带毛细管阻力应是青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移所需的最小压力.由于受钻遇断裂带井少,不易取心,以及断裂活动时期因裂缝活动开启难以获取毛细管阻力等因素的影响,很难直接获取断裂带的毛细管阻力.为此,首先统计目前三肇凹陷100余口探井扶杨油层油底距青一段源岩底部的深度.因为这一深度通常情况下可以视为油向扶杨油层“倒灌”运移的最大深度,但有2种情况例外,一种是油在向扶杨油层“倒灌”运移过程中尚未达到最大深度时,就发生侧向运移,这种油底深度较最大深度要小;另一种是油达到最大运移深度后又向高断块一侧发生侧向运移,这种油底深度较最大深度要大.因此,利用现今油底深度代替其最大油“倒灌”运移深度时,不应看个别点,应看总的趋势,才能符合实际的油底深度.然后利用文献中明水组沉积末期青一段源岩的古超压(见图1)与青一段源岩生成排出的油气“倒灌”运移最大深度关系(见图2),可以得到二者之间为正相关关系,当青一段源岩古超压大于5MPa之后,随着青一段源岩古超压增大,其生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移的深度迅速增大;当深度达到300m后,随着青一段源岩古超压的增大,油气“倒灌”运移的深度增大幅度变缓.这是因为油气向扶杨油层“倒灌”运移的毛细管阻力一旦被突破后,毛细管阻力消失,只剩下地层压力和油本身浮力作用,阻力变小,动力相对增大,必然造成油气向扶杨油层“倒灌”运移的距离迅速增大.当达到一定深度后地层压力和油本身浮力迅速增大,阻力增大,动力相对减小,其生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移的深度增大幅度变缓.当青一段泥岩古超压小于5MPa时,由于其超压不能克服断裂带中毛细管阻力,其生成排出的油气不能向下“倒灌”运移.这表明5MPa应是三肇凹陷青一段源岩生成排出的油气沿T2断裂输导通道向扶杨油层“倒灌”运移所需的最小古超压.只有古超压大于此值后,才能克服断裂带中毛细管阻力,油气在古超压的作用下才能向下“倒灌”运移.3研究重要性确定三肇凹陷青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移的最小超压,对于该区扶扬油层油成藏与分布研究具有意义.3.1扶杨油层“倒灌”运移的区域特征由图2,利用明水组沉积末期青一段源岩古超压(见图1)对其生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移深度和范围进行研究,结果见图3.由图3可以看出,三肇凹陷青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移范围主要分布在三肇凹陷中心区内,向扶杨油层“倒灌”运移的最大深度为400m以上.主要分布在凹陷中部和东部,大部分地区青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移深度为150～300m,在凹陷中部和西部边部出现青一段源岩生成排出的油气不能向扶杨油层“倒灌”运移的区域.比较三肇凹陷青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移深度及与其对应点扶杨油层各油层组厚度,青一段源岩生成排出的油气不仅可以“倒灌”运移至扶Ⅱ油层组和扶Ⅲ油层组,而且还可以“倒灌”运移至杨Ⅰ油层组.从扶Ⅱ油层组—扶Ⅲ油层组—杨Ⅰ油层组,青一段源岩生成排出的油气“倒灌”运移区域逐渐减小,凹陷中心3个油层组存在局部青一段源岩生成排出的油气不能向扶杨油层“倒灌”运移的区域.3.2油藏不可分布于青一部分运移区内由青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移区域,与目前该区已找到的扶杨油层油藏分布关系(见图3),扶扬油层油藏不是分布在青一段生成排出的油气“倒灌”运移区内就是分布在其边部.这是因为扶杨油层只有位于青一段生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移区内或附近,才能从上覆青一段源岩获得油进行运聚成藏;否则,其他成藏条件再好也无法形成油藏.因此,青一段源岩生成排出的油气向扶杨油层“倒灌”运移的范围及其附近,应是三肇凹陷扶杨油层成藏与分布的有利区域.4扶杨油层“倒灌”运移的最小超压预测(1)三肇凹陷青一段源岩生成排出的油气具备向扶杨油层“倒灌”运移的条件,