0 引言
松辽盆地发育有坳陷层、断陷层和基底三大构造层，其中，坳陷层发现了以大庆长垣特大型油田为代表的一大批油田，断陷层发现了以徐家围子大气田为代表的一大批天然气田［1-4］。相比之下，第三大构造层基岩虽然自20世纪60年代即开始探索，但仅汪902井1口获工业气流，肇深1井等获低产，勘探程度低，截至2015年，历经半个世纪坚持不懈的探索未取得实质性突破［5］。国内外拉张断陷型盆地的勘探实践表明，基岩或者基岩潜山是重要的勘探领域，同样具有断拗二元结构的渤海湾盆地，发现了以任丘潜山为代表的一大批潜山油气藏［6-7］，二连盆地、海拉尔盆地等在基岩层系中也发现了一批潜山油气藏。松辽盆地断陷期不同构造单元发育众多不同类型的潜山，孕育着巨大的勘探潜力［8-11］。2016年以来，中国石油将中央隆起带基岩潜山作为松辽盆地重点风险勘探领域，先后部署风险探井5口，均见到油气显示并解释气层，隆探3井、梨探1井因储层较差而失利，隆探1井获低产，隆探2井、隆平1井获工业气流，其中隆探2井测试日产气3.6×104 m3，隆平1井测试日产气11.5×104 m3，实现了中央隆起基岩潜山勘探的重大突破，进一步证实松辽盆地第三大构造层——基岩及潜山具有良好的成藏条件，展现出巨大的勘探前景，是松辽盆地油气勘探重要的战略接替领域［5，12-13］。松辽盆地断陷期发育30余个凹陷，目前已经证实的富油气凹陷就达9个之多，这些富油气凹陷之间的凸起具有和中央隆起基岩潜山相似的油气地质条件。因此，解剖中央隆起基岩潜山的成藏组合和成藏模式，对松辽盆地基岩构造层特别是富油气凹陷之间凸起基岩潜山勘探的突破具有重要指导意义。
1 地质背景
松辽盆地位于中国东北部，地跨黑龙江、吉林、辽河、内蒙古四省区，是在海西期褶皱基底上发育的具有断拗二元地质结构的中生代大型沉积盆地，面积约26×104 km2［1-2］。断陷期自下而上发育火石岭组、沙河子组和营城组，拗陷期自下而上发育登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组和明水组。断陷期凹陷众多，实质上是由30余个凹陷组成的断陷盆地群，具有凹凸相间的构造格局，主要发育陡坡带冲积扇、扇三角洲沉积，缓坡带辫状河、辫状河三角洲沉积，洼槽带半深湖—深湖沉积［11，14］，断陷期可分东部断陷带、中央隆起带和西部断陷带三大构造单元（图1）。中央隆起带呈南北向展布，面积约1.2×104 km2［5］，东侧紧邻徐家围子、王府、德惠、梨树富油气凹陷，西侧紧邻林甸、古龙、长岭、双辽等富油气凹陷，发育多套烃源岩，中石油第四次资源评价松辽盆地天然气资源量约4.5×1012 m3，油气资源十分丰富［2，5，8，15-16］，为中央隆起油气聚集奠定了资源基础。中央隆起基底主要由花岗岩、变质岩和沉积岩组成，岩性多样，结构复杂，储层岩性和物性纵横向变化大，非均质性很强［5］。不同断陷与中央隆起多种多样的接触方式为油气运移提供了多种类型的输导途径。丰富的资源、优越的输导体系、大型的正向构造以及拗陷期稳定的深埋保存为中央隆起提供了优越的成藏条件。
2 中央隆起成藏条件
2.1 烃源岩条件
松辽盆地中央隆起两侧紧邻徐家围子、长岭、古龙、王府、德惠、梨树等多个断陷期大型富烃凹陷，烃源岩分布面积大、层系多［15-21］（图1），有机质丰度高，均已达到大量生烃阶段，是优质有效的烃源岩。下白垩统自下而上发育火石岭组、沙河子组、营城组3套烃源岩，火石岭组泥岩厚度在100~500 m之间，TOC值最高为2.0%，平均为1.56%，R O值为0.6%~2.6%，平均为1.2%，T max值在460~510 ℃之间，平均为495 ℃；沙河子组发育泥岩和煤2种类型烃源岩，以泥岩为主，厚度在100~1 200 m之间，TOC值最高可达13.1%，平均为1.5%，R O值为0.6%~5.05%，平均为1.87%，T max值平均510 ℃；营城组泥岩厚度在150~700 m之间，TOC值最高为8.5%，平均为1.3%，R O值为0.7%~3.9%，平均为1.4%，T max值平均440 ℃。从上述指标看，火石岭组、沙河子组、营城组3套烃源岩均已达到成熟—过成熟阶段。据中石油第四次资源评价结果，松辽盆地断陷期火石岭组、沙河子组、营城组烃源岩生气量达57.66×1012 m3，天然气资源量约为4.5×1012 m3，资源探明率约为11%。
2.2 储层条件
根据钻井、测井、分析化验和地震资料，建立了中央隆起花岗岩储层发育模式（图2），宏观上可分为顶部风化壳及基岩内幕二元结构，风化壳厚度可达300 m左右，垂向可分为4层，内幕非均质性较强，与深大断裂发育有关，垂向可分为2层。风化壳第一层为风化残积层，混杂堆积，基质支撑，砾石呈角砾状，后经埋藏压实成岩作用，往往十分致密，基本不具备储集性能，原岩由于遭受长期风化淋滤，发育溶蚀孔隙；第二层为断裂复杂缝网溶蚀层，该层由不同走向、不同倾向、不同期次断裂以及伴生的裂缝形成复杂的断裂缝网，在大气淡水垂直淋滤作用下，沿断裂和裂缝溶蚀，改善储集物性，扩大储集空间，形成优质储层发育段，隆探2井揭示该层孔隙度最高可达5.2%，隆平1井在该层长水平段内平均孔隙度为2.37%；第三层为裂缝发育层，大型断裂偶有发育，以裂缝为主，局部沿断裂和裂缝发生溶蚀作用；第四层为未风化层，发育少量裂缝，溶蚀作用不发育，较为致密。内幕第一层为构造破碎溶蚀层，由于深大断裂直达地表，大气淡水沿大断裂直达深部，沿断裂及其派生的裂缝溶蚀，进一步改善储集空间和性能。隆探2井在该层孔隙度最高为4.7%，平均为2.2%；第二层为致密层，局部发育裂缝，几乎未遭受溶蚀，基本不具备储集条件。从中央隆起基岩储层发育模式及已钻井可以看出，最主要的优质储层是风化壳断裂复杂缝网溶蚀层，其次是内幕构造破碎溶蚀层，这2层构成了基岩纵向优势储层发育段，是油气显示及获工业产能的主要层段。
2.3 盖层条件
中央隆起由于南北演化的差异，盖层表现为北老南新，北部直接盖层为登娄库组，南部则为泉头组（图3）。登娄库组主要为河流相—滨浅湖相砂岩、泥岩互层组成，泥岩单层厚度一般为5~40 m，累计厚度一般可达80~200 m，其中，北部登二段厚度差异大，登三段—登四段厚度较为稳定，横向对比性强，由隆起区向洼陷区登娄库组厚度加大（图3，图4），目前已获工业油气流的汪902井、肇深1井、隆探2井和隆平1井等均以登娄库组为直接盖层，据测试登娄库组泥岩排替压力在4~10 MPa之间，突破压力在5~12 MPa之间；南部隆起区登娄库组不发育，仅在洼陷区发育，隆起区直接盖层为泉头组，泉头组主要为三角洲—扇三角洲前缘砂岩、砂砾岩与泥岩互层，泥地比在60%左右，泥岩单层厚度一般在10~50 m之间，泉一段泥岩累计厚度在150~240 m之间，泉一段泥岩测试排替压力在5~8 MPa之间，突破压力在5~10 MPa之间，证实泉头组可以作为优质盖层。从图3可以看出，在中央隆起范围基岩顶部直接与登娄库组泥岩或泉头组泥岩接触，为中央隆起提供了良好的盖层保存条件。
图3 梨探1—肇深3—隆探2—隆探1—汪902井盖层连井剖面Fig.3 Connecting-well section of cap rock from Wells Litan 1, Zhaoshen 3, Longtan 2, Longtan 1 to Wang 902 |
2.4 油气输导条件
中央隆起两侧烃源岩生烃强度大、多类型储层发育、区域性盖层封盖条件好，具备良好的成藏条件，而且烃源岩与储层近距离接触，供烃窗口大，以徐家围子断陷为例，沙河子组烃源岩供烃窗在750~3 200 m之间［5］，其底部的火石岭组供烃窗口更大，中央隆起能否成藏关键因素之一就是隆起与其两侧富油气凹陷的供烃方式和输导体系［32-34］。隆起与凹陷接触关系、断裂与地层倾向关系，影响烃源岩生成油气运移方向，影响圈闭能否充注成藏。依据中央隆起和凹陷的接触关系以及断裂与地层倾向关系，构建了断—断双顺型、断—断双反型、断—断顺反型、断—超双顺型、断—超顺反型和超—超双顺型6种凹陷对中央隆起的供烃模式（图5）。断—断双顺型供烃方式是指两侧凹陷与隆起为断层接触关系，地层倾向与断层倾向一致；断—断双反型供烃方式是指隆起与两侧凹陷断裂接触，地层倾向与断层倾向相反；断—断顺反型是指隆起与两侧凹陷断裂接触，一侧地层与断层倾向相同，另一侧倾向相反；断—超双顺型是指隆起与一侧凹陷呈断裂接触，而另一侧呈不整合超覆接触，地层和断层、不整合倾向一致；断—超顺反型是指隆起与两侧凹陷断裂和不整合超覆接触，地层与断层倾向相反；超—超双顺型是指隆起与两侧凹陷不整合超覆接触，地层与不整合倾向相同。供烃方式影响流体运移方向，对油气聚集成藏具有重要影响，从中央隆起目前已钻井看，工业油气流井肇深1井、隆探2井、隆平1井等供烃方式均为断层接触、顺向供烃，整体具有断层接触优于超覆接触、顺向接触优于反向接触。
由于中央隆起基岩潜山圈闭都是源外成藏，油气主要来自隆起周缘凹陷内的断陷期烃源岩。从渤海湾盆地、二连盆地、海拉尔盆地等潜山勘探实践看，输导条件是潜山能否成藏的关键要素之一［6-7］。通过地震资料地震相及已钻井分析表明，中央隆起与双侧凹陷之间存在断裂、不整合、砂砾岩和基岩内幕裂缝等输导路径，不同地区输导路径存在差异，根据输导路径组合方式，构建了断裂—缝网输导型、砂砾岩—断裂—缝网输导型、断裂—不整合—缝网输导型、砂砾岩—不整合—缝网输导型及砂砾岩—不整合—缝网—不整合输导型共5种模式（图6）。图6可见，中央隆起与富油气凹陷之间的输导体系都是复合型的，这些复合型输导体系沟通了隆起与凹陷内烃源岩，形成油气运移的桥梁，对隆起潜山圈闭的成藏发挥了关键性的作用。
3 中央隆起演化及成藏模式
中央隆起夹持于东西两大断陷带之间，具备优越的成藏条件，自东向西、自南向北依次发育双辽、孤店、长岭、古龙、林甸及梨树、德惠、王府、双城、莺山、徐家围子等富油气凹陷，发育3套厚层、大面积分布烃源岩，油气资源十分丰富，发育裂缝溶蚀孔洞型和裂缝型储层，登娄库组、泉头组泥岩区域性盖层，具备断裂、缝网、砂砾岩、不整合等良好运移输导体系，为中央隆起潜山成藏提供了所有的要素，是十分有利的天然气聚集区带，是松辽盆地天然气勘探重要的接替领域。通过解剖已知气藏，构建成藏模式，对指导勘探部署、进一步扩大勘探成果具有重要意义。
3.1 典型气藏解剖
中央隆起已在汪家屯凸起、肇州凸起发现工业气藏，位于肇州凸起的隆探2井在距离风化壳顶面500 m深度内幕解释有气层，隆平1井在风化壳内水平段长1 623 m，解释气层727 m，该带在内幕和风化壳均获工业气流。隆探2—隆平1气藏风化壳呈准层状，内幕为非均质裂缝—孔隙型，是一个风化壳—内幕复合型气藏，具有较强代表性。
隆探2—隆平1气藏基岩风化壳呈背斜形态，面积为40 km2，圈闭幅度150 m，储层岩性为花岗岩，孔隙类型主要为裂缝—溶蚀孔，基质孔隙度最高超过5%，一般为2%~3%，直接盖层为登娄库组泥岩，厚度超过80 m。气源对比表明天然气主要来自徐家围子断陷沙河子组，火石岭组、营城组也有一定贡献［35］。隆探2井、隆平1井天然气气样烃类气体占组分的96.88%，其中甲烷占93.27%，干燥系数为0.96，热演化程度高，甲烷碳同位素值大于-35‰，乙烷碳同位素值大于-30‰，δ13C1—Lg［C1/（C2+C3）］和δ13C1—δ13C2天然气类型判识图版表明［36-38］［图7（a）］，中央隆起与徐东、徐西、徐南等致密砂砾岩气藏、火成岩气藏地球化学特征相似，是以煤型气为主的有机成因混合气，表明其油气来源相同，但隆探2气藏与邻近的徐南洼槽内的徐南气藏相似度更高。隆探2—隆平1气藏供烃方式为断—断双顺型，输导类型为砂砾岩—断裂—缝网—不整合面复合输导（图8）。隆探2井基岩包裹体均一温度概率分布直方图呈单峰型，为一期成藏，均一温度分布在120~150 ℃之间，峰值在130~140 ℃之间［图7（b）］，主要成藏期为嫩江期［39］，与之相比，徐家围子断陷深层天然气包裹体均一温度概率分布直方图一般呈双峰型或多峰型［图7（b）］，表现为多期成藏，泉头期、青山口期、嫩江期、明水期均有充注过程［40］。隆探2气藏与徐深1气藏对比表明，从断陷到隆起、从源内到源外，是一个从早到晚、从多期到单期的成藏过程。
图7 松辽盆地中央隆起天然气地球化学特征及包裹体均一温度分布Fig.7 Geochemical characteistics and homogenization temperatures of inclusions in the Central Uplift, Songliao Basin |
3.2 成藏演化及成藏模式
二是裂隆耦合风化淋滤阶段。印支运动晚期，松辽地区由挤压构造环境转为拉张，形成断陷盆地群，构成凹凸相间的构造格局［11］。凹陷与凸起、坳陷与隆起耦合发育，同期同时形成。中央隆起与两侧断陷之间呈断裂或超覆接触，断距一般在3 000 m以上，最大可达5 000多米，在东西两大坳陷之间形成高耸的南北走向的具潜山性质的隆起带。中央隆起由于同生抬升，接受剥蚀成为凹陷的物源区，而凹陷则成为沉积区。表生溶蚀形成风化壳型储层，大气淡水沿断裂和裂缝网络向下在基岩深部形成溶蚀缝洞型储层。特别是花岗岩，由于脆性高，更容易形成断裂和裂缝，在隆起区由于大气淡水的淋滤溶蚀形成比较发达的缝网—孔隙系统，成为基岩优势岩类和优势储层［5，31］。而在凹陷沉降区，则沉积了火石岭组、沙河子组和营城组，不同的凹陷烃源岩发育的层位不同，有的是3层都有烃源岩发育，有的是发育沙河子组烃源岩为主。在隆起区储层形成时，凹陷区进行烃源岩沉积，从而在空间上两大不同的构造单元同时形成油气成藏所必须的烃源岩和储层两大关键要素。
三是中央隆起封盖成藏阶段。断陷期结束以后，盆地进入断拗转换期、拗陷期演化阶段，其上逐渐沉积覆盖了登娄库组到嫩江组［1，11］。青山口组—嫩江组沉积时期，断陷期烃源岩进入大量油气生成阶段（图10）。大量的油气沿断裂、不整合、砂砾岩以及基岩裂缝组成的输导体系由凹陷区向隆起区的基岩潜山圈闭运移成藏，形成不整合风化壳型和裂缝内幕型潜山油气藏。从钻探结果看，中央隆起具有整体含气，局部富集特征［5，31］，已钻探井大都见良好气测显示，且多口井获低产，尤其是隆探2井显示段距基岩顶面可达500 m，但具有工业产能层位较为局限。油气的聚集与隆起两侧接触的凹陷烃源岩发育以及供烃方式和输导体系有关，而富集则受优势岩性、优质储层和局部构造高控制。
4 勘探方向
通过解剖中央隆起的成藏条件和成藏模式，可以看出所谓中央隆起实质上是不同凹陷之间凸起组合而成，而松辽盆地发育断陷盆地群，富油气凹陷之间的凸起和中央隆起具有相同的成藏条件和成藏模式，勘探程度低、勘探潜力大，是未来松辽盆地重要的战略接替领域。
类比中央隆起潜山成藏模式，分析松辽盆地已经勘探证实的富油气凹陷以及与相邻凸起的关系，英台凹陷与长岭凹陷之间的凸起、长岭凹陷与孤店凹陷之间的凸起、梨树凹陷与双辽凹陷之间的凸起、徐家围子凹陷和莺山凹陷之间的凸起、莺山凹陷和双城凹陷之间的凸起与已获突破的汪家屯凸起、肇州凸起等在生储盖条件、供烃方式、输导条件等成藏条件相似，是松辽盆地基岩潜山的有利勘探方向，应该作为重点目标开展研究和探索（图12）。特别是徐家围子凹陷与莺山凹陷以及莺山凹陷和双城凹陷之间的凸起成藏条件更加有利，是大凹小凸、深凹低凸式组合。
图13 徐家围子凹陷—莺山西凸起—莺山凹陷成藏模式Fig.13 Accumulation model of Yingshan West Uplift between Xujiaweizi Depression and Yingshan Depression, Songliao Basin |
5 结论
（1）松辽盆地中央隆起具备优越的油气成藏条件。中央隆起是夹持于徐家围子、王府、德惠、梨树、古龙、长岭等富油气凹陷之间的大型正向构造带，具备双向供烃的条件，是两则断陷期烃源岩油气运移的主要指向之一；在裂隆耦合发育期大气淡水淋滤对早期复杂断裂、裂缝溶蚀形成花岗岩缝网—孔隙系统，为油气的储集提供了良好的空间；拗陷期持续稳定深埋为中央隆起潜山圈闭提供了良好的封盖保存条件；多种供烃方式和输导体系为油气向隆起运移提供了优越的通道。这些要素在时空上的良好匹配决定了油气在中央隆起的聚集成藏，并具有整体含气、局部富集的特点。
（2）松辽盆地凸起潜山是天然气勘探重要勘探接替领域。所谓中央隆起实质上是与两侧凹陷同时发育的凸起组合而成的更大的构造单元。因此，中央隆起基岩勘探的突破预示着富油气凹陷之间的凸起将成为松辽盆地重要的勘探目标。松辽盆地断陷期凹陷和凸起众多，目前业已发现徐家围子、长岭、双城、莺山、德惠、梨树等多个富油气凹馅，夹于这些凹陷之间的凸起具备和中央隆起相似的成藏条件，这些凸起勘探程度低，勘探潜力大，是松辽盆地重要的勘探接替领域，凸起上发育的古地貌潜山风化壳及基岩内幕是勘探突破的主要目标。
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