摘　要：解剖松遼盆地徐家圍子斷陷天然氣藏的控藏要素對于該區(qū)下一步天然氣勘探具有重要的指導(dǎo)意義，而過去較少從徐西、徐中、徐東三大斷裂入手來開展這一研究。為此，在精細解釋該區(qū)三維地震資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)上述三大斷裂發(fā)育及分布特征，采用三大斷裂與天然氣成藏條件疊合分析的方法，探討了三大斷裂對天然氣成藏與分布的控制作用。結(jié)果表明：①三大斷裂共同控制了該區(qū)下白堊統(tǒng)沙河子組煤系烴源巖的發(fā)育，烴源巖存在3個厚度高值區(qū)(最大厚度可超過1000m)，氣源供給充足，三大斷裂為天然氣向上覆各套儲層中運移提供了輸導(dǎo)通道；②三大斷裂是徐家圍子斷陷地下巖漿在下白堊統(tǒng)營城組沉積時期向地殼淺部上侵的主要輸導(dǎo)通道，其附近廣泛分布火山巖體，并發(fā)育優(yōu)質(zhì)火山巖裂縫性儲層；③三大斷裂為火山巖中天然氣的聚集提供了有效的遮擋條件，如果錯斷營一段火山巖圈閉的斷裂兩盤為火山巖儲層與砂礫巖對接，斷裂側(cè)向封閉，則有利于天然氣聚集成藏，鉆探時為氣層；當斷裂兩盤是火山巖與火山巖對接時，其側(cè)向不封閉，就不利于天然氣聚集成藏，鉆探時為水層。

關(guān)鍵詞：松遼盆地  徐家圍子斷陷  三大斷裂  天然氣成藏  控制作用  氣源供給  火山巖儲集層  遮擋條件  側(cè)向封閉

Control effect of three large faults on the gas pools in the Xujiaweizi faulted depression，Songliao Basin

Abstract：The study of the major controlling factors of gas accumulation in the Xujiaweizi faulted depression of the Songliao Basin is of great significance to future gas exploration．However，they were seldom studied in the context of major faults including Xuxi，Xuzhong and Xudong．Based on fine interpretation of 3D seismic data acquired in this area，the control effect of these three major faults on the gas pools was studied through a composite analysis of the three faults and the gas accumulation conditions based on the characteristics of development and distribution of the said major faults．The following conclusions were obtained．(1)These major faults；ointly controlled the development of coal-seam source rocks in the Lower Cretaceous Shahezi Fm．Thickness of hydrocarbon  source rocks exist three high-value areas(with the maximum thickness of over 1000m)and have a large potential of hydrocarbon generation．The three maj or faults acted as carriers for the migration of gas upwards to the overlying reservoirs．(2)The three major faults also acted as the pathways for magma to protrude upwards into the shallow crust during the Early Cretaceous Yingcheng period．Volcanic rocks are well developed around the faults and consist of fractured volcanic reservoirs of high quality．(3)These faults Drovided effective sealing conditions for the gas accumulation in the volcanic reservoirs．If the volcanic rocks in the one fault bock are juxtaposed with sandstone or conglomerate in the other fault hock，the lateral seal of the fault is favorable for gas accumulation，thus gas reservoirs can be formed．In contrast，if the volcanic rocks in the one fault block are Juxtaposed with volcanic rocks in the other fault block，no lateral seal exists，thus being favorable for the formation aquifers instead of gas reservoirs．

Keywords：Songliao Basin，Xujiaweizi faulted depression，three big faults，gas accumulation，controlling effect，gas source，volcanic reservoir，sealing condition，lateral seal

徐家圍子斷陷位于松遼盆地北部，呈北北西向展布，其內(nèi)發(fā)育下白堊統(tǒng)火石嶺組、沙河子組、營城組、登婁庫組和泉頭組一段、二段沉積地層，是松遼盆地北部深層天然氣的主要產(chǎn)區(qū)，目前已發(fā)現(xiàn)天然氣2000×10⁸m³，充分展示了該斷陷天然氣的資源遠景。然而，由于徐家圍子斷陷天然氣不僅分布層位多，儲集巖性多樣，而且平面上不同部位天然氣分布差異較大，既受構(gòu)造和巖性分布的控制，又與斷裂密切相關(guān)。多種因素的影響結(jié)果使得人們對該斷陷天然氣成藏規(guī)律的認識至今尚不清楚，給徐家圍子斷陷天然氣勘探帶來了困難。

盡管前人曾對徐家圍子斷陷天然氣的成藏條件及控制因素進行過大量研究和探討，但這些研究主要是從烴源巖^[1-2]、儲層^[3-4]、蓋層^[5-8]等條件進行天然氣成藏條件和分布控制作用研究，從斷裂入手開展對天然氣成藏條件的研究也有，但更多的是從整個斷陷所在斷裂發(fā)育及分布與天然氣分布之間的關(guān)系，以及斷裂活動時期與烴源巖排烴期之間的匹配關(guān)系來研究斷裂對天然氣成藏與分布的控制作用^[9-12]，而從徐中、徐西和徐東三大斷裂(這三大斷裂對徐家圍子斷陷天然氣的成藏與分布起主要作用)入手來開展天然氣成藏與分布控制作用的研究幾乎沒有，這無疑不利于該斷陷天然氣勘探的深入。因此，開展徐家圍子斷陷三大斷裂對天然氣成藏與分布控制作用研究，對正確認識該區(qū)天然氣的成藏規(guī)律，指導(dǎo)下一步天然氣勘探均具有重要意義。

1　三大斷裂發(fā)育特征及其與天然氣分布之間的關(guān)系

由三維地震資料解釋成果可知，徐家圍子斷陷地層中發(fā)育大量斷裂，但這些斷裂均為徐中、徐西和徐東3條基底大斷裂向上分叉和平面上不連續(xù)分布的結(jié)果。

由圖1中可以看出，徐西斷裂是徐家圍子斷陷的主控邊界斷裂，其控制了徐家圍子西斷東超、西陡東緩箕狀斷陷的形成。由于受徐中斷裂的切割，徐西斷裂被分割成南北兩端，而南段和北段斷裂走向具有明顯的分段特征，南段自南而北走向為近南北向  北北西向  近南北向，北段自南而北由近南北向轉(zhuǎn)變?yōu)楸北蔽飨?；由圖1-b中還可以看出，徐西斷裂明顯受徐中斷裂的分割，平面上被分成南段和北段(延伸長度為151.8km，其中北段長57.5km，南段長94.3km)，在1484測線處剖面上被徐中斷裂分割成東西兩個部分。剖面上為典型的鏟式正斷層(圖1)，斷距下大上小，斷層剖面上從T5斷至T4，部分地段斷至T5¹，表明該斷裂在火石嶺組和沙河子組沉積時期活動，部分地段在營城期強烈活動，到坳陷期停止活動。

徐中斷裂為典型的走滑斷裂，剖面上近于直立，平面上分布呈直線狀，延伸長度為100.2km，在坳陷構(gòu)造層形成明顯的花狀構(gòu)造；徐中斷裂呈北北西走向，沿走向斷裂正逆相間，并于斷陷中部將徐西斷裂切割成南段和北段(圖1)。其活動時期主要為營一段時期，之后活動強度逐漸減弱，至青山口組沉積時強度有所增大，之后再次衰減，至嫩江組沉積晚期停止活動。

徐東斷裂也為典型的走滑斷裂，剖面上表現(xiàn)為大型的花狀構(gòu)造，斷裂向上分叉和平面上斷續(xù)分布明顯，單條斷裂仍為北北西走向，延伸長度較徐中和徐西斷裂明顯變小，總體可達到96.5km(圖1)。徐東斷裂在營三段沉積時期活動強烈，上方盡管在坳陷層也出現(xiàn)“V”字形斷裂密集帶，但帶內(nèi)斷裂為典型平行排列的地塹帶，沒有明顯的扭動特征，說明該斷裂在青山口組沉積時期活動較弱。

從圖l、表l中可看出，該區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)的天然氣分布明顯受到三大斷裂分布的控制，但三大斷裂中每條斷裂所控制的天然氣藏的分布特征也不盡相同，其中達深1—達深6井區(qū)、達深x5—達深3井區(qū)、達深4井區(qū)、汪深902—汪深903井區(qū)、宋深102—宋深l井區(qū)和升深l01井區(qū)的天然氣分布明顯受徐西斷裂北段控制，分布在其中南部附近(圖1)。芳深8井區(qū)、芳深1井區(qū)、芳深2芳深4井區(qū)、芳深6—芳深5井區(qū)、芳深701—芳深9井區(qū)、肇深10井區(qū)、徐深28井區(qū)、徐深8井區(qū)和徐深13—肇深1井區(qū)的天然氣分布明顯受到徐西斷裂南段控制，分布在其北部和中部附近。徐深1—徐深6井區(qū)、徐深7井區(qū)、徐深3井區(qū)、徐深9井區(qū)、徐深14—徐深12井區(qū)、徐深41—徐深17井區(qū)的天然氣明顯受徐中斷裂控制，分布在其南部和北部附近(圖1)。徐深2井區(qū)、徐深25井區(qū)和徐深27井區(qū)的天然氣明顯受到徐東斷裂控制，主要分布在其中南部附近(圖1)。由上可以看出，徐西和徐中斷裂對天然氣分布的控制作用較徐東斷裂對天然氣分布的控制作用明顯，表現(xiàn)在前兩者附近的天然氣藏數(shù)量明顯多于后者(表1)。此外，徐中和徐東斷裂主要控制著營一段火山巖天然氣藏的形成與分布，而徐西斷裂則對多層天然氣藏的形成與分布起到控制作用(表1)。

2　三大斷裂對天然氣成藏與分布的控制作用

2．1　三大斷裂附近天然氣聚集。氣源供給充足

氣源供給是氣藏形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，徐家圍子斷陷三大斷裂附近之所以天然氣富集，是因為其附近有充足的天然氣供給，具體表現(xiàn)在以下兩方面。

2．1．1三大斷裂附近沙河子組煤系烴源巖發(fā)育

氣源對比結(jié)果^[13-14]表明，徐家圍子斷陷天然氣主要來自沙河子組煤系烴源巖。由圖2中可以看出，徐家圍子斷陷沙河子組煤系烴源巖分布明顯受到三大斷裂分布的控制，沙河子組烴源巖發(fā)育以下3個厚度高值區(qū)：①分布于徐西斷裂北段與徐東斷裂之間的升深2井北部，沙河子組烴源巖最大厚度可超過1000m；②分布于徐西斷裂北段與徐中斷裂之間的徐深l井處，沙河子組烴源巖最大厚度可超過800m；③分布在徐西斷裂南段與徐東斷裂之間的徐深21井南部，沙河子組烴源巖最大厚度可超過1000m。

上述3個厚度高值區(qū)均是由于三大斷裂在沙河子組沉積時期強烈活動，控制了沉積中心，在三大斷裂附近的斜坡處形成的水體較淺的湖泥環(huán)境下，沉積形成厚度較大的煤系地層，成為徐家罔子斷陷天然氣的主力烴源巖。由此看出，三大斷裂共同控制著沙河子組煤系烴源巖的發(fā)育。

2．1．2三大斷裂為天然氣向上覆各套儲層中運移提供了輸導(dǎo)通道

由于徐家圍子斷陷天然氣從下伏基巖至上覆泉一、二段各層位皆有分布，各套儲氣層與下伏沙河子組烴源巖之遇被多套泥巖層或非火山巖儲層相隔，沙河子組烴源巖生成的天然氣不能通過地層孔隙直接向上覆各套儲氣層中運移，只有通過斷裂才能使沙河子組烴源巖生成的天然氣運移進入上覆各套儲氣層中。雖然各套儲氣層內(nèi)發(fā)育大量斷裂，但并不是所有這些斷裂均可成為下伏沙河子組烴源巖生成天然氣向上覆各套儲氣層中運移的輸導(dǎo)通道，只有連接沙河子組烴源巖和上覆各套儲氣層，且在沙河子組烴源巖大量排烴期——青山口組沉積時期^[5]活動的斷裂，才能成為天然氣的輸導(dǎo)通道。

由徐家圍子斷裂發(fā)育特征可知，可作為各套儲氣層中天然氣運移輸導(dǎo)斷裂應(yīng)有以下2類：①從沙河子組斷至青山口組的斷裂，這類斷裂可直接將沙河子組烴源巖生成排出的天然氣直接運移至上覆各套儲氣層中，輸導(dǎo)天然氣能力較強，故稱之為主輸導(dǎo)斷裂；②另一類斷裂未從沙河子組直接斷至青山口組，雖然上下斷裂分布不連續(xù)，但可通過裂縫溝通形成輸導(dǎo)通道，這類斷裂也可以將沙河子組烴源巖生成排出的天然氣運移至上覆各套儲氣層中，但輸導(dǎo)天然氣能力相對較前一類斷裂弱，故稱之為次輸導(dǎo)斷裂。由圖3中可以看出，徐家圍子斷陷各套儲氣層中發(fā)育大量天然氣輸導(dǎo)斷裂(包括主輸導(dǎo)斷裂和次輸導(dǎo)斷裂)，但這些輸導(dǎo)斷裂均為三大斷裂向上分叉和斷續(xù)分布的結(jié)果(圖3)，說明三大斷裂均為天然氣向上覆各套儲層中運移提供了輸導(dǎo)通道。由圖3中可以看出，徐家圍子斷陷目前已找到的天然氣均分布在這些輸導(dǎo)斷裂附近，這是因為只有位于輸導(dǎo)斷裂附近的圈閉，才能在青山口組沉積時期通過這些輸導(dǎo)斷裂從沙河子組烴源巖處獲得天然氣并運聚成藏；否則其他成藏條件再好，也無天然氣聚集與分布。

2．2　三大斷裂附近發(fā)育優(yōu)質(zhì)火山巖儲層

2．2．1三大斷裂附近火山巖體發(fā)育

徐西、徐中和徐東三大斷裂是徐家圍子斷陷地下巖漿在營城組沉積時期向地殼淺部上侵的主要輸導(dǎo)通道，沿其上侵所形成的火山巖體主要沿其分布。從圖4中可以看出，營一段火山巖主要分布在徐家圍子斷陷南部，厚度介于200～800m，4個厚度較大的火山巖體主要沿徐西斷裂北段呈串珠狀分布。營三段火山巖體主要分布在徐家圍子斷陷北部，厚度也為200～800m，3個厚度較大的火山巖體中2個沿徐中斷裂呈串珠狀分布，另一個分布在徐西斷裂南段。

2．2．2三大斷裂附近火山巖裂縫性儲層發(fā)育

由圖4中可以看出，由徐家圍子斷陷56口井成像測井資料揭示的火山巖裂縫性儲層發(fā)育區(qū)主要受到三大斷裂的控制，其中徐中斷裂附近營城組火山巖中裂縫最發(fā)育，尤其是中南部，其次是徐西斷裂南段中部火山巖裂縫較發(fā)育；最少的是徐東斷裂附近火山巖，裂縫相對不發(fā)育。這主要是由于三條斷裂活動強度和性質(zhì)不同造成的，徐中斷裂不僅活動強烈，而且為走滑斷裂，伴隨其活動過程，附近的營城組火山巖體內(nèi)形成大量裂縫。徐西斷裂雖然活動也較強烈，但因不具走滑性質(zhì)，活動過程中在其附近形成的裂縫數(shù)量明顯少于在徐中斷裂附近的營城組火山巖體內(nèi)形成的裂縫數(shù)量。徐東斷裂活動強度明顯較徐中、徐西斷裂弱，雖然其也為走滑斷裂，活動過程中在其附近的營城組火山巖體內(nèi)形成的裂縫數(shù)量也明顯較前兩者少。

2．3　三大斷裂為火山巖中天然氣的聚集提供了有效的遮擋條件

由表l中可以看出，徐家圍子斷陷日前已發(fā)現(xiàn)的氣藏，如徐深1—徐深6井區(qū)、徐深7井區(qū)、徐深41徐深l7井區(qū)、徐深14—徐深l2井區(qū)、徐深12井區(qū)、徐深27井區(qū)、徐深9井區(qū)、徐深l3—肇深11井區(qū)營一段火山巖氣藏皆為受三大斷裂遮擋形成的氣藏，其在天然氣運聚成藏期——青山口組沉積之后至今在側(cè)向上是否封閉是決定氣藏能否形成的關(guān)鍵。

通過徐家圍子斷陷受三大斷裂遮擋的營一段氣藏現(xiàn)今斷裂側(cè)向封閉性研究結(jié)果(表2)可以看出，如果錯斷營一段火山巖圈閉的斷裂兩盤是火山巖儲層與另一盤砂礫巖對接，由于砂礫巖壓實成巖程度相對較高，孔滲性差，可以對火山巖儲層形成側(cè)向封閉，則有利于天然氣聚集成藏，如徐中斷裂附近的徐深601井、徐深5井、徐深7井、徐深14井(上部)、徐深10井，徐西斷裂附近的徐深l2井(上部)和徐東斷裂附近的徐深27井(上部)，營一段皆為火山巖儲層與另一盤砂礫巖對接，斷層側(cè)向上封閉，有利于天然氣聚集成藏，天然氣鉆探皆為氣層。如果斷裂兩盤是火山巖與火山巖對接；斷層側(cè)向不封閉，不利于天然氣聚集成藏，如徐中斷裂附近的徐深14井(下部)，徐西斷裂附近的徐深12井(下部)和徐東斷裂的徐深27井(下部)，營一段均屬于火山巖與火山巖對接，斷層側(cè)向不封閉，不利于天然氣聚集成藏，天然氣鉆探皆為水層。

3　結(jié)論

1)徐家圍子斷陷三大斷裂附近沙河子組煤系烴源巖發(fā)育，由于三大斷裂為天然氣向上覆各套儲層中運移提供了輸導(dǎo)通道，三大斷裂附近天然氣聚集，氣源供給充足。

2)徐西、徐中和徐東三大斷裂是徐家圍子斷陷地下巖漿在營城組沉積時期向地殼淺部上侵的主要輸導(dǎo)通道，沿其上侵所形成的火山巖體廣泛分布，發(fā)育優(yōu)質(zhì)山火巖巖裂縫性儲層。

3)三大斷裂為火山巖中天然氣的聚集提供了有效遮擋條件，當火山巖儲層與另一盤砂礫巖對接時，其側(cè)向封閉，有利于天然氣聚集成藏，鉆探時為氣層；當斷裂兩盤是火山巖與火山巖對接時，其側(cè)向不封閉，不利于天然氣聚集成藏，鉆探時為水層。

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本文作者：付廣  吳薇  歷娜

作者單位：東北石油大學(xué)

  黑龍江省高等學(xué)校“油氣成藏與保存”科技創(chuàng)新團隊