不整合面对油气运移及成藏的影响——以海拉尔盆地贝尔凹陷南部白垩纪地层T22不整合面为例

夏世强

中国地质大学能源学院，北京 100083

不整合面对油气运移及成藏的影响
——以海拉尔盆地贝尔凹陷南部白垩纪地层T22不整合面为例

夏世强

中国地质大学能源学院，北京 100083

作为海拉尔盆地最重要的含油气凹陷之一的贝尔凹陷，其在白垩纪经历断陷、凹陷及萎缩阶段等构造运动后，形成多个区域或局部的不整合面，本文依据构造层在时空上所代表某一构造事件所影响的构造时期及范围将贝尔凹陷划分出T5、T22（本文所研究的不整合面）、T04三个重要的区域不整合面。本文在恢复T22不整合面剥蚀趋势及系统分析区内断裂构造特征后，探讨了不整合面对油气运移及成藏的影响。研究表明，构造抬升造成地层剥蚀形成的T22不整合面与油气运移及成藏关系密切。剥蚀作用造成的上覆沉积物负荷减少引起下伏饱和介质回弹，饱和介质的回弹增大了油气运移和储集空间，回弹效应与区内断裂及不整合面组合样式进而影响了油气成藏,构造的反转沟通了底部强裂陷期油源向上运移，在断隆高部位由于构造剥蚀强烈而造成早期油气的散失，而斜坡部位则由于反转适度而有利于油藏的保存，其中贝8、贝3、德8、均出现工业油流，其余几口亦出现较好的勘探潜力。因此预测贝南斜坡带是重要成藏区带，为下一步油气勘探指明了方向。

不整合面;断裂系统;油气运移;贝尔凹陷南部

引言

海拉尔盆地位于内蒙古自治区呼伦贝尔盟境内，是松辽外围盆地中最大的一个含油气盆地。其古生界和前古生界褶皱地层为盆地基底，充填了以下白垩统为主的中、新生代陆相沉积，厚约6000m。海拉尔盆地处于东北亚构造域，经历伸展、挤压、走滑等多期构造变形和盆地演化，是中国东部曾经发生过多次构造变革的、复杂的裂陷性盆地的典型代表。其中，贝尔凹陷作为海拉尔盆地重要的含油气凹陷，是目前盆内最有潜力的勘探区域之一，构成了大庆油田后备储量战略接替的主要地区之一。近年来，在贝尔凹陷的勘探取得了可喜的成果。但是，目前对凹陷的不整合面对油气的运移及成藏的控制机制仍缺乏系统性的认识，给盆地内的储集层研究和储、盖组合预测带来了困难，制约着区内油气的勘探进程。因此，弄清不整合面对区内油气运聚及成藏的影响是当前区内油气勘探所面临的、急需解决的重要问题。

本文在前人研究的基础上，通过对T22不整合面剥蚀趋势的恢复及研究区内构造演化形成的断裂特征的分析，初步探讨了其对油气的控制，为下一步油气勘探提供重要参考，同时也为研究区及同类盆地的研究提供借鉴意义。

1.区域地质概况及盆地充填序列

1.1 区域地质概况和研究背景

贝尔凹陷位于海拉尔盆地的西南部，呈北北东走向，面积约3000km2。北邻乌尔逊凹陷，西超磋岗隆起，东南与蒙古相交，是典型的东断西超的箕状凹陷。作为海拉尔盆地最具油气潜力的两个凹陷之一，其得到了地质界和勘探界的普遍重视，该区最早的研究可追朔到上个世纪30年代。

海拉尔盆地由于盆内的多期构造演化，造成其层序结构和沉积相的发育分布十分复杂，构造作用对层序和沉积充填的控制作用认识不深入，尽管近年来开展了很多研究，但在构造演化对油气运移和成藏的影响认识程度上的不清晰严重限制了区内油气的勘探进程，因此必须系统开展盆地构造与沉积充填的研究，以便建立盆地的构造-沉积充填演化和生、储、盖发育模式，为油气勘探的突破提供理论依据。文中基础数据来源于研究区内的关键井。（图1）

1.2 盆地构造演化—沉积充填序列

本文应用层序地层学、沉积学、盆地分析的理论和方法，分析了盆地构造演化及沉积充填各个阶段的特征，并依据在盆地较大范围内可识别的角度或微角度不整合界面为界，将贝尔凹陷白垩系地层划分出5个组，12个段（图2），自下向上依次为下白垩统的基底岩系、铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组、伊敏组和上白垩统的青元岗组。基底岩系由布达特群和兴安岭群组成，贝尔凹陷白垩系地层就是叠覆在整个基底岩系之上；铜钵庙组地层沉积时是凹陷形成之初，受拉张作用影响，断陷活动强烈，火山作用基本停止，早期充填了冲积扇、扇三角洲等粗碎屑沉积，其地层发育主要沿北北东向断裂展布，晚期以湖相沉积为主；南一段地层沉积时期，地层分布与铜钵庙组地层沉积时基本相似，在继承铜钵庙组的基础上，湖盆面积逐渐扩大。而南二段沉积时为裂陷强烈沉降期，湖相沉积范围进一步扩大，此时由于受西伯利亚地台与南阿尼尤斯克洋汇聚作用的影响,海拉尔盆地经历了一次北西- 南东向挤压作用,南屯组顶面形成了广泛的大型构造不整合界面，本文研究的T22不整合面即为该时期形成的。在南屯组末期，贝尔凹陷普遍出现构造反转，形成许多构造隆起带，苏德尔特就是其中最具有代表性的一例；大磨拐河组地层沉积时受控陷断层影响较小，底部为河流-三角洲、扇-三角洲沉积，顶部为全盆广布的细粒湖泊三角洲沉积；伊敏组地层沉积时在继承大磨拐河地层改造作用的基础上还受早期断陷伸展作用的改造，在其沉积末期，受到北西西-南东东向挤压作用的影响发生构造反转；青元岗组沉积时主要受构造反转作用的影响，主要以角度不整合与下伏地层接触。

图2 贝尔凹陷构造演化—沉积充填序列图

图3 贝尔凹陷T22不整合面地震剖面特征

2.T22不整合特征及剥蚀趋势恢复

2.1 T22不整合面特征

不整合作为揭示出沉积层序发育演化与盆地构造作用的成因关系的因素之一，是研究盆地沉积充填与构造演化的重要手段。通过对不整合地震特征、不整合面剥蚀量恢复及剥蚀趋势分析可以定性或定量描述主要层序的形成和发育演化所受控的盆地构造作用的阶段性，因此不整合的研究一直以来都受国内外学者的普遍关注同时也是叠合盆地分析和原型盆地恢复的基础和关键。在我国东部中新生代断陷盆地中，各级不整合面的广泛存在限定了不同规模的地层单元。

本文研究的T22不整合面在地震上有局部削蚀、下切或上超等接触关系，其下为杂乱反射特征，但在低凹地带则显示为连续、中-强振幅的反射轴，可全区追踪对比（图3）。

2.2 T22不整合面剥蚀趋势恢复

原型盆地不整合面的剥蚀量估算一直是国内外研究的热点问题，为此许多学者探索过大量的研究方法。贝尔凹陷T22不整合面埋藏相对较浅，三维地震覆盖，地震资料品质也较好，已钻井相对较多，本文在详细斟酌手中资料与剥蚀方法的匹配程度基础上选择地震地层外延法、声波时差法恢复T22界面的剥蚀趋势，因为二者分别从定量与定性、微观和宏观两方面彼此约束，取长补短。通过绘制研究区9口井的剥蚀厚度等值线图（图4）可以得知，等值线密集处主要沿构造高部位及其斜坡处分布，而低凹处剥蚀相对较小。

3.不整合面与油气成藏机理的探讨

构造抬升造成的地层剥蚀所引起饱和介质空间增大并形成流体低势区受到油气地质界和勘探界普遍重视。贝尔凹陷在构造演化与构造样式上的复杂性导致其对区内油气运移的控制机制也变化多样。T22不整合面作为有利的油气聚集面，受风化、淋滤等影响，发育大量溶蚀孔和裂缝，一方面可以改善油气储集空间，形成良好的储集层，另一方面还可与断层面组合作为供油通道为油气运聚提供有利的圈闭。T22不整合面其形成时盆地处于伸展断裂系统，南屯组沉积末期，在经历北西-南东向挤压作用后，盆地基底断裂再次开始活动，由于断裂伸展变形再次继承性发育,且强度增大，使先期形成的大型控陷断层继续活动并产生大量裂缝，而且发育大量方位不同的次级基底断裂,断裂沟通了底部强裂陷期油源向上运移，断层面及裂缝成为油气运聚的有利场所，同时，盆内抬升剥蚀往往不均匀，高部位地层由于构造抬升导致剥蚀厚度大，导致砂体回弹也大，产生负压及增容效应使其形成流体低势区，早期形成的油气因早剥蚀而散失，但斜坡部位则因为剥蚀量相对小且反转适度，有利于油气保存，成为油气运聚的最有利场所，是下一步重点勘探区带。

4.结论

1）根据反射层在地震剖面上的响应特征，将贝尔凹陷白垩系地层按照构造层的意义划分出三个区域不整合即T5、T22和T04不整合，并进一步划分出T2、T21、T23、T3、T5。

2）通过对T22不整合面的剥蚀厚度恢复说明声波时差法及地震地层结构外延法在本区是可行的。

3）研究结果表明，不整合面特征与剥蚀厚度分布势态反映了区域构造活动对盆地的影响，进而影响了区内油气运聚及成藏。斜坡带的位置及其所处的构造与沉积环境决定了其成为重要的油气聚集带。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.004