气藏分布及主控因素

松辽盆地南部长岭断陷的探井揭示，该断陷无机CO₂气藏与有机烃类油气藏均十分发育。在钻探的圈闭中，发现了大量高纯CO₂气藏、含烃类CO₂气藏、CO₂与烃类气混合气藏、烃类油气藏等具有不

图10-97 长岭断陷煤成气源岩分布图

(据杨光等，2010)

图10-98 长岭断陷天然气成因判识图

(据昝灵等，2009)

Ⅰ—煤型气；Ⅱ—油型气；Ⅲ—混合型气；Ⅳ—深层混合气

同组分特征的油气藏，表明其成藏及影响因素比较复杂。

1)松辽盆地南部长岭断陷处于两组岩石圈断裂交会的区域构造格局，既有利于断陷型含煤岩系的发育，形成深凹式富煤成气凹陷，是煤成气的有利聚集区；也是深部火山活动最活跃的地区，有丰富的无机气源。相似的流体运移通道(如不同级别的断裂、不整合面、砂砾岩体及火山岩体)和相似的、有利的聚集条件，形成了长岭断陷以煤成气为主的有机与无机气成藏共生组合。在共同的运聚成藏中，两类来源不同的流体，相互作用、相互促进，为深部煤成气富集高产起到重要作用。

2)由于长岭断陷各区带无机、有机气供给量的差异，烃类气和CO₂气具有分区分布的特点。烃类气藏以煤成气为主，围绕富煤成气凹陷主生烃区，主要分布在含煤岩系烃源岩厚度大、分布广的中央隆起区；CO₂气藏受火山岩和基底大断裂的控制，多分布在远离富煤成气凹陷的边部地区。因此，在长岭断陷西部为CO₂气富集区，长岭断陷中部为CO₂气和烃类气混合气区，长岭断陷东部主要为烃类气富集区，局部为CO₂气富集区。

3)长岭断陷岩浆活动频繁，主要发育在火石岭组及营城组，形成2个火山活动二级旋回，每个二级旋回又可划分为多个三级旋回，在三级旋回中还有多个火山岩。勘探成果表明，营城组火山岩是区内煤成气重要的储层，营城组沉积时期，火山活动强烈，但各地区和不同旋回期火山活动特点并不完全相同，有爆发式喷发、溢流式喷发，也有混合式喷发。陈孔全等(2011)对营城组火山岩分布特征的研究认为：营城组早期基本上以溢流式喷发为主，中晚期以混合式喷发为主；营城期从早期到中晚期火山爆发次数和爆发强度增加，火山活动有逐渐加强的特点，形成大小不等的许多个火山机构，横向并列，相互叠置，结构复杂，形成巨厚、连片分布的火山岩地层。

4)火山岩在全断陷具有连片分布特征，但厚度分布差异大，在长岭断陷深凹区火山岩最为发育，局部厚度可达1500m以上。腰英台-查干花-达尔罕地区为较为发育区，局部近千米。但在达尔罕南部地区，火山岩厚度明显减小，火山喷发强度和次数也明显减少。岩性上也有较大差异，南部地区多种岩性发育，以薄层中性火山岩为主；达尔罕地区岩性发育齐全，构成完整的岩性喷发旋回；腰英台和查干花地区以巨厚的酸性火山岩为主，岩性单一。岩性的分布特点致使火山岩的储集条件不同。

5)据统计，火山岩储层占火山岩地层厚度的30%～50%，巨厚的火山岩是区内重要的优质储层。火山岩储集空间类型复杂，主要为孔隙、裂缝、空洞及其组成的复合体。

6)火山岩的储层形成过程与沉积岩不同，火山岩中没有经过次生溶蚀改造作用的原生孔隙为无效孔隙。火山岩的成岩次生改造作用，以交代溶蚀作用及构造运动，是改善火山岩储层储集条件主要的地质作用。

区内交代溶蚀作用与深部热流体作用有关，长岭断陷形成演化过程中伴随着大量的火山活动，生成大量CO₂，富含CO₂的流体使火山岩体的岩石骨架颗粒和胶结物进行溶蚀，形成连通性较好的渗流通道或储集空间。多期构造活动形成不同方向的裂缝，在不同的火山岩相带中形成具有不同特点的孔缝组合。陈孔全等(2011)据火山岩成岩后生作用对不同相带火山岩孔隙的影响将其分为3 类：①孔隙较发育，孔隙之间有裂缝沟通，为较好的火山岩储层，多分布于近火山口亚相火山喷发旋回的顶部和上部；②孔隙相对较发育，孔隙之间的连通性中等，多分布于火山喷发旋回的中上部；③孔隙不发育，孔隙之间的连通性较差，为较差的火山岩储层，多分布于喷发旋回的中下部。

总之，火山岩储层物性受控于多种因素，在营城组，因为发育有不同方向的基底断裂，以及频繁、多期次的构造运动，形成多火山口的火山喷发，火山岩大面积连片分布，且厚度大为火山岩成为有利储层提供了物质基础；成岩作用控制着火山岩储层原生孔隙的保存和次生孔隙的发育与分布，构造作用形成大量的多方向、强度不等的裂缝，对火山岩储层的形成则起到至关重要的作用。

7)长岭断陷巨厚的火山岩优质储层，叠置或嵌入在火石岭组、营城组2套含煤岩系之中，与沙河子组主力煤成气源岩紧邻；断陷内的大断裂既控制了烃源岩、储层等所有天然气地质条件，也是天然气优势运移通道。因此，受大断裂控制的深部构造带为最有利煤成气富集区。已发现高含CO₂井多分布在火山岩体上(如长深1、长深2、长深4、长深6、长深7井)或靠近火山岩体上方的常规砂岩储层中(如孤店、乾安和红岗气藏高含CO₂)。离烃源岩的远近和气源条件则决定了其中烃类气的含量高低，在富煤成气凹陷的生烃中心(长岭深凹、乾安次凹和查干花次凹)及其周缘的火山机构，形成了多源供烃、近源输导、构造岩性复合控藏、多期成藏的基本成藏特征。

8)区内含煤岩系有机质的主生气期及主成藏期为青山口期—嫩江期。吴聿元等(2010)对长岭断陷火山岩储层包体资料研究表明，该区火山岩储层烃类包裹体极为发育，以气态烃包裹体为主，包裹体中存在较多的CO₂。据包体测温资料分析，腰英台构造带主成藏期为距今84～93Ma，其中液态烃的充注高峰为距今93～89Ma，气态烃的充注高峰为距今88～86Ma，油气充注期为青山口组沉积后期至嫩江组末期(图10-99a，b，c)；达尔罕构造带油气充注时间为距今87～94 Ma，为青山口组中期至嫩江组早期；CO₂充注时间为距今81～85 Ma，相当于嫩江组沉积后期至四方台组沉积早期；新近纪之后构造运动产生的CO₂为大规模的无机CO₂(图10-99d，e，f)。

图10-99 长岭断陷腰英台-达尔罕构造带不同钻井埋藏史与热史、油气充注期次图

(据吴聿元等，2010)

吴聿元等(2010)据埋藏史、热史与生烃史的分析认识(图10-100)，与包体研究成果基本一致，营城组与沙河子组在泉头组沉积早期(距今110ma左右)达到生油高峰，泉头组的后期至青山口组沉积早期(距今105 Ma左右)达到生气高峰，青山口组沉积后期开始衰减，至距今90ma左右生烃基本终止。后期构造运动产生的CO₂注入，形成了一些CO₂与有机烷烃气的混合气藏，并致使气态包裹体中含CH₄外，还存在较多的CO₂。

长岭断陷深部含煤岩系沉积巨厚(2000～4000m)，最下部火石岭组含煤岩系有机质可能从登娄库沉积时期开始了生烃作用，但是上部沙河子组和营城组含煤岩系有机质在青山口期以后才开始进入主生烃期，并且可能持续至嫩江期，在边缘地带还可能持续至古近纪。因为松辽盆地进入坳陷期以后，沉降速率与沉积速率明显变缓，使深部含煤岩系有机质的演化速率较慢，持续时间较长(图10-101，图10-102)。

图10-100 长岭断陷不同地质时期不同层位生烃量图

(据吴聿元等，2010)

图10-101 长岭断陷SN6井沙河子组埋藏史图

(据俞凯等，2002)

图10-102 长岭断陷SN101井有机质成熟演化史图

(据俞凯等，2002)

9)长岭断陷层煤成气田及含气构造，主要分布在近烃源的NNE向控凹断裂带上近EW向具长期继承性发育的鼻状隆起构造带上，由鼻状隆起与火山机构组成大型复合圈闭；主要储层以火山岩为主，碎屑岩为辅，其储集类型以溶蚀孔洞为主，微裂隙发育程度的差别是火山岩储集性存在显著差异的关键；局部构造高点常是火山喷发中心，由局部构造高点与火山机构中心区叠加构成的火山岩-构造-砂体复合圈闭，是该区煤成气的主要聚集区及油气运移汇聚系统，形成良好的储聚保存条件。

10)总结长岭断陷深部煤成气成藏富集规律的主控因素是：①烃源岩，以沙河子组烃源岩最优；②发育有两大类储层，火山岩和碎屑岩；③生烃凹陷控制气藏分布，近源成藏，构造控藏，高点富集。

上述成藏条件与徐家围子断陷极为相似，表明徐家围子断陷、长岭断陷富煤成气凹陷成藏条件的研究对松辽盆地深部煤成气勘探都具有较好的指导意义。