松辽油气田

如题所述

松辽油气田是中国一个主要产油区。该产油区分布在巨大山间坳陷中的松辽盆地,属于中国东北地区的黑龙江省和辽宁省。坳陷呈北东方向绵延750km,宽330~370km,面积大约在205~260km2(图14.12)。

图14.12 松辽油田

坳陷的西北和东北分别是大兴安岭和小兴安岭,是海西基底的隆起。在坳陷的西南是古生代微断层的巨大隆起。南部和西南被巨大的断层所切割(图14.13)。

松辽油田的石油天然气的勘察找矿工作开始于1955年。1959 年发现第一批油田:扶余(原始储量为380Mt),公主岭(200Mt),登娄库(187Mt),青山口(150Mt),钓鱼台(113Mt)。从20世纪60年代起开始开采,70年代开始开采伴生天然气。截至1989年已经发现近18个油田和油气田,储量最大的是大庆油田(20亿t)和扶余油田。所有油田的原始工业储量超过30亿t。

沉积物是侏罗纪粗砾岩(含煤岩层和凝灰岩与侵入岩的夹层),厚度达1.5~2 km;白垩纪早期的砂质粘土(通常是沥青质)沉积物厚度达1.5~2 km;凹陷中部的白垩纪早期砂质粘土(通常是沥青质)沉积物厚度达6 km;晚白垩世、古近纪的砂质粘土层(与砾石和砾岩的夹层)总厚度达1.5 km。沉积出现了微小的断层,在凹陷的边缘部分发育成平缓的阶地和短轴隆起,在中央部分是一系列等大的凹陷,绵延的长垣是长120 km×6 km、宽30 km的短轴褶皱。

图14.13 松辽油田(构造图)

油气存储带与绵延的长垣有关。工业油层在3km以下的上白垩统。集油区是冲积扇、三角洲及湖泊动力成因的砂岩和含石英长石的砾岩,孔隙度是20%~25%,渗透率是300~500 m3/天。矿床基本是层状拱隆型,很少是岩性和构造性挡油层。石油的密度是 830~880 kg/m3,黏度是10~40 mPa·s,石蜡含量是12%~13%,硫含量是0.2%。气顶的天然气含量:СН4为93%;С2Н6高于3%~4%;非碳氢化合物为3%~4%;密度 580~600kg/m3。重碳氢化合物伴生气含量达22%(Бакиров,1971)。

根据物探资料,松辽盆地位于东亚一个巨大的地幔底辟构造的上部。盆地区域内莫霍面局部隆起对应着一个最大的槽谷(图14.14)。伊格纳托夫(Игнатов,2010)比较了松辽盆地和泽亚-布列亚盆地的动力地质演化,这两个盆地都位于欧亚大陆的太平洋边缘的后部。

从区域构造学角度来讲,松辽盆地是东北走向断裂型相连大型地堑体系,由沿郯庐深大断裂体系左翼大幅度的平移断层构成。图14.15列举了松辽盆地的地质剖面。盆地的基底是寒武纪的高级变质岩,分为地垒和地堑,被古生代至新生代的侵入型沉积岩和淡水-陆地沉积所覆盖,其厚度在7~9 km之间。

图14.14 松辽盆地地质及石油地质剖面

盆地内部构造的复杂性是长垣型隆起和凹陷交替所决定的,隆起和凹陷在深部表现为地垒和地堑。盆地中部是最深的喇嘛甸凹陷(图14.15),范围是500km×100km,呈北东走向。其深部是巨大的地堑,根据地质探测资料,基底已经下降至9km的深处。在盆地的东北方向形成了宽阔的费约赫内倾转折,盆地边缘是北林地堑凸起,沉积外壳的厚度减薄为2km。从西南方向,喇嘛甸凹陷的边界是小兴安岭背斜层,区域内盆地基底埋藏深度不超过1km。再往西南方向,开鲁凹陷处基底在3km的深处。

图14.15 松辽油田横截地质剖面图

松辽盆地的另一个大型凹陷是哈尔滨至长春一带,沿盆地北侧绵延500km以上。在北部,哈尔滨地堑地垒将其分为两个盆地,个别区域基底沉降至2~3km的位置。从喇嘛甸隆起凹陷分为3个北东向地堑单元。其中的青岗单元的沉积外壳是一个局部短轴陆背斜褶皱长垣(Бакиров,1971)。

盆地的西部边缘是洮南边缘构造阶地,与大兴安岭之间有一个深大断裂,被一组纵向断裂分割。沉降及基底的深度在0.5~1km之间。

最具有前景的油气藏是规模庞大的短轴陆背斜褶皱,以东北走向为主。松辽盆地已经发现的碳氢化合物矿床都属于这类构造。

正如基里洛夫等(Кириллов и др,1994)的观点,根据一系列的地质-地球物理数据可以断定,松辽盆地和泽亚-布列亚盆地在动力地质演化过程中经历了3个阶段:断裂、拗陷沉积、回返剥蚀,如图14.16所示。

图14.16 泽亚-布列亚盆地(A)和松辽盆地(B)动力地质演化示意图

断裂阶段:开始于三叠纪和侏罗纪中期地幔底辟褶皱的上升时期,导致了断裂的扩张和形成。这个时期沉积外壳剖面开始出现,其沉积层有沙河子、营城、登娄库相,特点是复矿型砾状岩,陆源物质的分选程度弱、磨圆度差,说明是在断裂地形中形成的。这一时期处于活跃阶段的还有安山岩-流纹岩贯入的火山活动。断裂活动分多个阶段持续至阿普特-阿尔布里布斯克。最活跃的断层活动在果捷里夫时期(Игнатовa,2010)。

湖泊冲积相、冲积平原和浅水湖相的沉积也是在这一时期,湖相沉积在狭长凹陷处的厚度是0.5~2.0km,后者的最大厚度可达3km甚至更厚。侏罗纪以及早白垩世的建造,相当于松辽盆地的断裂期,形成了5个气田矿床。

拗陷沉积段:这是碳氢化合物产生积聚的有利时期,从早白垩世第二阶段一直到晚白垩世末期(大约36Ma)。盆地的断层凹陷汇聚一个整体的沉积区域。这时形成了巨厚的冲刷三角洲和深水湖泊建造,泉头组、青山口组、姚家组的总厚度达到4.5km(Игнатов а,2010)。

回返转阶段:从晚白垩世到新生代。沉积速度的减慢及相应的沉积层厚度都可以证明这一点。在剖面上出现了冲刷层和不整合,即四方台建造。至上新世初期,倒转特征占据优势。图14.17中动力地质建造柱状图反映了沉积物聚积的速度、储油层以及流体屏障的构成。

图14.17 松辽油田和泽亚-布列亚油田

动力演化分析表明,松辽油田是一组大陆古断裂和断裂后剥蚀形成的盆地,是大陆地台扩张的结果。这一类盆地还有东北、鄂尔多斯、渤海湾、四川和黄海等。

松辽油田中储量最大的是大庆油田,在松辽盆地的中部,靠近大庆长垣等高线的位置(图14.12),由几个穹形隆起和一组断层构成。

产油区包括大约10个彼此相连的矿床,总面积是(50~75)km×(20~25)km,深度是1~3km。现已开采了22个含油层,在250~2500km深度的早白垩世湖泊淡水砂岩和砾岩。矿床呈平缓的拱状,油品优良,密度是0.86g/cm3,含硫量是 0.1%,石蜡含量是12%。

如上所述,松辽油田是亚洲晚白垩世最大的油田,也是中国最大的油田。加利莫夫院士(Э.М.Галимов)比较了西西伯利亚油田和松辽油田,对比了大庆的矿床(包括大庆油田、大庆-E、Shengping,Songpangtong,Changwo等)与西西伯利亚油田的超大型矿床萨莫特罗尔。大庆油田的储量预计在800~1000 Mt,而开采量在逐年减少,参见表14.2。

表14.2 大庆油田年开采量 单位:Mt

开采量平均每年下降12%:20世纪80年代初开采量是55~56 Mt/a,而90年代末是50Mt/a,2004年降至46.4Mt/a。

表14.3 西西伯利亚和松辽油田的埋藏特性及石油基本数据

地质及地球化学数据的综合分析(石油中碳的同位素成分及其馏分,色谱-质谱分析方法确定生物种类,运用Basing Modeling 综合程序进行油气母岩的Rock-Eval评价)揭示了地质构造的相似性、石油生成及集藏的条件,只是对于勒拿-通古斯克和塔里木盆地的古地台。这是盐化的早古生代的碳酸盐类岩:古生代石油母岩。对于年轻的西西伯利亚油田和松辽油田——有机质腐殖质类及凝析物质的早白垩世陆源沉积。对西西伯利亚和松辽盆地的比较分析,可以利用勘测探矿经验提高大型产油区的储量及产量。

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