石油地质学课程设计之松辽盆地

学院：地球科学与工程学院班级：勘探1001班制作人：王文诚张欢杜忠琦吉小强买振张康崔雁虎石油地质学课程设计报告中国含油气盆地—松辽盆地一、盆地概况1.地理位置跨越黑龙江、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。南面与辽西山地和辽北丘陵连接。北北东向展布。2.规模：长750km，宽330-370km，面积约26万km2。大兴安小岭兴安岭张广才岭3.勘探历程(1)1955-1964石油普查阶段1959,9.26,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。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。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“二次勘探”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。二、基底和深部结构1.基底结构（1）岩石组成：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。花岗岩占1/3，华力西期最为广泛。（2）构造单元划分三个复背斜、两个复向斜；从西北向东南褶皱轴逐渐由北北东转为北东向。花岗岩多分布于复背、向斜的轴部附近。（3）基底性质前古生界结晶基底大庆（1）地壳厚度松辽盆地总体位于地壳厚度减薄区，深部上地幔发生隆升。盆地地壳厚度一般在34km之内。33km莫霍面埋深线大体与现今盆地边界吻合。中央坳陷区地壳厚度仅为29km。盆地中部存在一条北北东-近南北向的地壳厚度减薄带，向东西两侧增厚，西部增厚快，东部慢。2.深部地质结构大庆（2）地热场今地热场：高地温梯度、高大地热流值。盆地中央高，周边低；地温梯度与莫霍面形态相似。主要生（产）油区平均地温梯度3.8-4.2℃/100m。大地热流值平均为1.70HFU。古地温场：古地温梯度高于现今地温梯度。为5.6℃/100m。在盆地演化的不同阶段，古地温有明显的变化。K1d/K1q间变化较大；有两次热高潮期J2-3-K1d、K1q-K2n；随时间变新，显示热衰减的趋势。K1三、盆地演化与地质构造特征盆地的演化可分为裂陷、坳陷和萎缩三个阶段。（一）裂陷阶段（J2-3—K1d）正断层活动强烈，控制了地层厚度和沉积相带展布，影响着白垩纪大型盆地的演化和二级构造带的发育。地层厚度变化较大，2000-3000m；沉积速度最快，247-400m/Ma，平均296m/Ma；地热场较高，地温梯度为3.7℃/100m。1.早裂陷阶段（中晚白垩世-早白垩世营城期）基底断裂活动强烈，形成一系列相对分隔、呈簸状或地堑式小型断陷群。岩性以河流-滨浅湖相的砂砾岩、砂岩和泥岩为主，夹有多层火山岩和火山碎屑岩。东部（营城早期）以中酸性火山喷发；西部（火石岭期）以中基性火山喷发为主。受基底断裂控制的孤立小凹陷；火山作用由西向东迁移、强度逐渐减弱；由断陷中部向边部依次出现深湖-半深湖—滨浅湖—冲积扇相。断裂方向：北北东、北东、北西、近南北向、近东西向，大断裂多为切割基底断裂。北部地区：有64条基底大断裂，其中4条切割地壳深大断裂，8条区域大断裂。北东及北北东向26J3-K11北西及北北西向20K1-K21相互交错，形成一、二级构造分界线近南北向11控制J-K11地层范围近东西向7分割地层作用由北向南：断陷分布增多；地层厚度增大2000—3000~40006000m；正常沉积地层和煤层减少火山岩增多。2.晚裂陷阶段（早白垩世登楼库期）形成了中隆侧陷的构造格局，构造线以北北东向为主；中央隆起带逐渐变为水下隆起，盆地开始向整体坳陷发展。一个与周边差别较大、相对对立的沉积盆地开始显现。西部主裂陷带：长380km，宽40-90km。走向北北东的三个凹陷组成。厚度可达2000m。中央断隆带：长400km，宽40km。相对较稳定。缺失J-K1d1-2。东部次裂陷带：北东走向；厚度可达1000m。(二)坳陷阶段(早白垩世泉头期-晚白垩世嫩江期)1.总体特征K1泉头组、K2青山口组、姚家组、嫩江组为大型坳陷发育的鼎盛时期，盆地的主要沉积期。盆地以不均一、较快速的整体稳定沉降为主。沉积范围逐渐扩大，向盆地边缘层层超覆。青一段和嫩一二段两次主沉降期。总沉积厚度3500m，沉积速度较小，为78m/Ma，具有由早到晚逐渐变小的特点。构造运动：不均一的整体沉降。盆地中部在前期断陷基础上继续沉降，沉降中心、沉积中心、堆积中心三位一体。（1）总体特征-沉积沉积相由湖盆中部向外依次为深湖-半深湖-浅湖-滨湖-三角洲-河流冲积相；相带顺盆地长轴较宽，岩性变化慢，垂直长轴相带较窄，变化快。具有陆相盆地多物源和近物源沉积的特征。岩性以河湖相砂泥岩为主的碎屑岩，生物灰岩、泥灰岩、白云岩和油页岩在部分层段发育。纵向上形成一个完整的沉积旋回。•西部：大面积的东倾斜坡，地层倾角平缓，一般小于1°，部分鼻状构造和小幅度构造。•东部：凹凸相间的平缓褶皱，短轴背斜和鼻状构造为主。中部为深坳陷。•发育延伸短、断距小的断层，断距一般小于120m。深大断裂仍对后期沉积具有影响。该期末的构造运动，使地层发生轻微褶皱，出现逆冲断层。（2）总体特征-构造2.各组地质特征（1）泉头组：岩性以红色为主，宗红色、灰绿色块状泥岩，灰白色、粉砂岩、砂岩组成，边缘有砾岩。向上颜色由暗红变为砖红，顶部出现绿色泥岩。岩石组分复杂。以粉砂和细砂为主，长石含量大于石英，岩屑含量较高。分为四段，最大厚度可达1500-2200m。泉一、二段为低水位体系域。中部沉降较大，厚度大。以河流相和滨湖相为主，南北为主要物源区。泉三、四段逐渐成为统一坳陷。沉积范围扩大，6大沉积体系汇聚盆地中央。（2）青山口组：以黑色泥岩为主，自下而上变粗；沉积具有多物源、近物源的特点。北部、西北部、西部、西南和东部物源区。厚度200-300m。可以分为三个岩性段。青一段主要为黑色泥页岩，为盆地内主要生油层，分布广泛，为区域地层对比标志层。为盆地第一次海侵期，湖盆面积最大，深湖占据主体。为最大水进期。青二、三段沉积呈环带状分布。自盆地中心向边部，黑色泥岩逐渐过渡为红色泥岩。湖盆范围缩小，深湖面积减少。（3）姚家组岩性主要为灰、灰黑、灰绿及紫红色泥岩与会白、灰绿色砂岩互层，横向岩性变化很大。厚度80-200m，分为三段。湖盆水域急剧退缩。河流快速进积，河流、三角洲沉积发育。砂岩发育。姚一段为低位体系域，湖盆大幅度收缩。三角洲平原亚相发育。具有很好的储层，形成主力油层—葡萄花油层。姚二、三段湖泊逐渐扩大，为水进体系域。北部湖侵明显。（4）嫩江组分为五段，厚度500-1000m。嫩一、二段，为盆地第二次海侵，湖盆范围达到最大。地层岩性稳定、分布广泛，以深色泥岩和泥页岩为主，是盆地内另一套主要生油层。嫩二段底部的油页岩，为盆地的对比标志层。嫩三四五段湖盆又一次发生明显收缩，三角洲相占主体部分。（三）萎缩阶段（K2四方台期-早第三纪）沉降作用减弱，盆地东部明显隆起，湖盆逐渐收缩，面积减小。沉积中心向西迁移。晚第三纪到第四纪，呈现平原沼泽面貌。大型坳陷消失。经历了晚白垩世末和早第三纪末两次构造运动，形成一些浅层构造。油层沉积旋回四、构造分区及特征(一)中浅层构造单元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。基底起伏大，地层发育不全。基底起伏大，断裂发育。基底埋藏浅，近南北向断裂发育。基底埋藏浅，为区域东倾大单斜。松辽盆地的中浅层构造与莫霍面起伏构与呈现明显的镜像关系。(二)深层构造单元划分松辽盆地北部深层划分出7个一级构造单元和18个次一级构造单元。为裂陷沉积，面貌截然不同与中浅层。西部斜坡区北部斜坡区西部断陷区东南断陷区中央断隆区东南断隆区东北断隆区（三）盆地构造变动和构造特征1.时间演化：不同阶段构造变动形式不同：早期裂陷阶段断裂活动强烈；中期坳陷阶段区域整体沉降，接受沉积；晚期晚期萎缩阶段有三次强度随时递增的褶皱运动。构造特征：深层以断裂为主，断距较大；中浅层褶皱构造发育，幅度大，断距较小。2.空间变化：东早西晚、东强西弱。东部形成凹凸相间的褶皱带，西部为平缓的东倾单斜。中部为大型坳陷，在其中间形成大型正向构造带——大庆长垣。3.变形强度：三次褶皱运动（K2嫩江期/四方台期，K/E,E/N），构造变动不很强烈。中浅层变形不强烈。地层倾角较缓，褶皱两翼倾角约1°-3°,通常不超过10°。4.构造形式：以褶皱为主，断裂除早期外，在中浅层构造中处于从属地位。5.动力学机制：与区域构造应力和深部热动力作用有关系。五、主要油气田1.大庆油田1959年发现，为特大型油田之一。位于中央坳陷的中央—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。储层：高台子、葡萄花、萨尔图、扶余油层具有陆相原生油藏特点。形成原因：早期的断裂活动，中期沉积物差异压实及后期水平挤压等多种作用的结果。喇嘛甸子油田萨尔图油田杏树岗油田高台子油田葡萄花油田太平屯油田敖包塔油田长垣北部长垣南部断层多发育于轴部和陡翼断层分布较广泛。断裂众多，400多条，规模较小，断距、长度较小。萨尔图油田：为背斜圈闭油气藏。油气水重力分异清晰，有统一的压力系统和油水界面。包括扶余、木头、新立三个油田。形成条件：由扶余基岩隆起控制的区域性鼻状构造带和西南、东南两个沉积体系相叠合而形成，具有区域性圈闭和储集条件（K1q三、四段-“扶余油层”）。为背斜层状油气藏。2.扶余-新立油气聚集带3.宋方屯油田位于大庆长垣的东坡上，为低幅的隐蔽油藏。北部为自西向东倾的鼻状构造；南部为自南向北倾没的鼻状构造。断裂发育，北北东走向。储层为姚家组下部葡萄花油层。有三种油藏类型断层遮挡油藏（西部）、岩性断层油藏（东部）岩性油藏（南部）。4.龙虎泡油田位于古龙凹陷西侧，泰康隆起向东南倾没的斜坡上，为轴向近南北的背斜构造。储集层为萨尔图（嫩一段）和葡萄花油层（姚一段）。天然气剖面分布层位盆地北部六、油气分布特征及其控制因素1.中央坳陷控制生油层的发育为白垩系沉积中心和沉降中心长期的叠合区，控制了生油岩的发育。青一、嫩一主要生油层，青二、三次之，姚二、三有生油能力，位于龙虎泡-古龙-葡萄花-肇州一带，发育平均厚300m的黑色泥页岩。有机质转化为石油的时期不同，故自嫩三期后，有机质陆续转化为石油，油源丰富。2.中央坳陷控制储集层的发育坳陷自白垩纪以来，周围持续沉降，储集体围绕坳陷呈环状分布，控制其分布。北部、东部、西部（齐齐哈尔、英台）、南部（宝康）的河流-三角洲沉积体系发育，砂体深入湖盆中，为良好储集层。3.具有多套生、储、盖组合（1）浅部含油组合K2四方台组-明水组储层及邻近的非渗透层（2）上部含油组合K1嫩三四段黑帝庙油层及邻近的泥质层（3）中部含油组合嫩一、姚家组、青山口组的萨尔图、葡萄花、高台子油层及邻近的非渗透层（4）下部含油组合泉四段扶余油层，泉三段杨大城子油层（5）深部含油组合泉二和泉一的农安油层4.含油圈闭多数分布在中央坳陷及其周围中央坳陷区及其向隆起的过渡部位。临近生油区；基底断裂多，差异升降运动频繁；差异压实作用，构造比较发育。斜坡上透镜状砂岩圈闭较为发育。5.油气勘探的新领域（1）油田外围区三肇凹陷（2）深部地层盆地热流值高—成岩作用和有机质变质作用——深层气：泉一、二段，登娄库组和侏罗系盆地北部前景较好。参考书目(一)重点阅*1.《盆地分析——原理与应用》，(英)Allen.P.A.等，石油工业出版社，1995*2.《含油气盆地分析——理论与方法》，刘池洋等著，石油工业出版社，2003*3.《中国中新生代沉积盆地》，朱夏、徐旺等，石油工业出版社，1990*4.《中国陆相石油地质理论基础》，胡见义等，石油工业出版社，1991(二)盆地文5.《含油气盆地地质学研究进展》，赵重远、刘池洋等主编，西北大学出版社，19936.《中国中新生代盆地构造和演化》，朱夏等，科学出版社，19837.《地学前缘》杂志(“盆地与能源”主题专辑