方正斷陷石油地質特征
（壹）概況
方正斷陷地理上位於黑龍江省方正縣、通河縣、延壽縣境內，面積約1460km2。區域構造上，方正斷陷位於依－舒地塹的北段，為壹個受北東向兩條深大斷裂控制的雙斷式斷陷，向北為依蘭斷隆和湯原斷陷，向南為尚誌斷隆、勝利斷陷、舒蘭斷隆和岔路河斷陷。方正斷陷發育的斷裂以北東向為主，包括拉張或張扭正斷層、擠壓或壓扭逆斷層和走滑斷層三類，以拉張或張扭正斷層為主，其次為走滑斷層。方正斷陷具有兩凹壹凸的構造格局，由南向北依次為南部凹陷、中部凸起、北部凹陷3個二級構造單元。斷陷演化經歷了斷陷前期（即中生代坳陷期）、斷陷發育期（烏雲組和新安村組強烈斷陷期、達連河組持續斷陷期、寶泉嶺組壹段斷凹轉化期、寶泉嶺組二段斷陷萎縮期沈積時期）和斷陷後期3個階段。方正斷陷基底為古生界花崗巖和變質巖，沈積蓋層自下而上劃分為白堊系、古近系古新統—始新統新安村組＋烏雲組、始新統達連河組、漸新統寶泉嶺組，新近系中新統富錦組和第四系。主要發育湖泊、扇三角洲、湖底扇3種沈積相類型，進壹步劃分了7種亞相17種微相。到目前為止，完成二維地震3195km、三維地震550km2、探井14口，評價井5口。方3井獲日產54340m3的工業氣流，提交預測天然氣地質儲量38.86×108m3。方6井壓裂後獲日產10.8m3的工業油流，方4井獲得日產96m3的工業油流，展現了方正斷陷油氣勘探的良好前景。
（二）構造分區
依據方正斷陷主要地震反射層的現今構造形態、沈積特征、地層分布規律，以主要目的層反射特征為主，綜合其他反射層特征，進行構造單元劃分。方正斷陷具有壹凸兩凹構造格局，分別是南部凹陷、中部凸起和北部凹陷3個二級構造單元（圖3-1），由FZ1、FZ2邊界斷裂挾持。南部凹陷中李家店向斜由FZ1、FZ2邊界斷裂控制，沈積沈降中心靠近FZ1斷裂，向南為逐漸擡升的構造斜坡。北部凹陷由FZ1、FZ2、FZ3斷裂控制，呈近南北向延伸，向北過渡為構造斜坡區。中部凸起向北通過坡折帶與北部凹陷相通，向南與李家店向斜相連，其上發育小蘭屯等構造。
南部凹陷 位於方正斷陷南部，受FZ1和FZ2斷裂挾持控制，呈北東條狀展布，面積約264km2，沈積沈降中心靠近FZ1邊界斷裂，其中南部表現為壹簡單的單斜構造，中部和北部具有雙斷式槽狀斷陷。
中部凸起 位於方正斷陷中部，南段和中段受FZ1和FZ2斷裂挾持控制，在北段受FZ1和FZ3斷裂挾持控制，是南北凹陷之間的正向構造單元，是南北蹺蹺板的支點所在，呈北東向展布，面積約303km2。主要由小蘭屯等壹系列構造組成。
北部凹陷 位於方正斷陷北部，受FZ1、FZ2和FZ3斷裂***同控制，北東向展布，面積約636km2，具有多個沈積沈降中心，表現為斷階式斷陷。
圖3-1 方正斷陷構造單兀劃分圖
（三）烴源巖分布及地球化學特征
方正斷陷發育有多套烴源巖，烴源巖主要有兩大類，即暗色泥巖和煤系地層，本節主要討論暗色泥巖。方正斷陷暗色泥巖平面上主要分布在柞樹崗次凹、大林子次凹、德善屯次凹和李家店次凹，縱向上主要發育在白堊系、古近系古新統烏雲組、始新統新安村組、達連河組和漸新統寶泉嶺組。通過對每口鉆井各層段的暗色泥巖統計、各層段暗色泥巖厚度對比以及各層段暗色泥巖百分含量統計可以看出，平面上柞樹崗次凹暗色泥巖最發育，縱向上古近系寶泉嶺組壹段和新安村＋烏雲組暗色泥巖最發育。
1.柞樹崗次凹
柞樹崗次凹代表井有方2、3、4、401、402、403、5、6、9井。寶泉嶺組壹段暗色泥巖最發育，泥巖累計厚度為100～1000m（方6井為924.1m），泥巖百分含量最高達70%（方6井為67.2%），暗色泥巖單層厚度也較大（方3井為175m）；達連河組在柞樹崗次凹有剝蝕，局部地區達壹段發育有暗色泥巖（方2井為125.5m，泥巖百分含量為45%）；新安村＋烏雲組的暗色泥巖也比較發育，僅次於寶泉嶺組壹段，泥巖累計厚度為65～450m（方401井為370.6m），泥巖百分含量最高達60%（方401井為56.4%）。從已鉆遇白堊系的3口探井來看，白堊系發育有較薄的暗色泥巖，例如方9井已鉆遇的暗色泥巖累計厚度為20.4m，泥巖百分含量為14%。
方正斷陷柞樹崗次凹古近系寶泉嶺組壹段烴源巖有機碳含量為0.421%～5.396%，平均值為1.213%；氯仿瀝青“A”為0.0156%～1.438%，平均值為0.0786%；總烴為（134～9809）×10-6，平均值為1224×10-6；生烴潛量為0.03～26.89mg/g，平均為1.74mg/g。達連河組壹段烴源巖有機碳含量為0.403%～0.552%，平均值為0.474%；生烴潛量為0.37mg/g。新安村組＋烏雲組烴源巖有機碳含量為0.485%～31.26%，平均值為5.465%；氯仿瀝青“A”為0.0162%～1.8056%，平均值為0.2811%；總烴為（325～16616）×10-6，平均值為2592×10-6；生烴潛量為0.04～103.71mg/g，平均為21.92mg/g。下白堊統穆棱組烴源巖有機碳含量為0.767%～3.091%，平均值為1.508%；氯仿瀝青“A”為0.0538%～0.0898%，平均值為0.0718%；總烴為（420～699）×10-6，平均值為559×10-6；生烴潛量為0.41～9.39mg/g，平均值為3.21mg/g。根據陸相烴源巖有機質豐度評價標準，古近系寶壹段為差—中等烴源巖，達壹段為差烴源巖，新安村組＋烏雲組為好烴源巖；穆棱組為中等烴源巖。寶壹段烴源巖有機質類型以腐殖型為主，即Ⅲ型，少部分樣品為腐泥腐殖型，即Ⅱ2型；新安村組＋烏雲組烴源巖有機質類型以腐泥腐殖型和腐殖型為主，即Ⅱ2型和Ⅲ型，少部分樣品為腐泥型，即Ⅱ1型。寶壹段烴源巖鏡質體反射率值為0.40%～0.59%，平均值為0.48%；最高熱解峰溫為394～488℃，平均值為425℃。新安村組＋烏雲組烴源巖鏡質體反射率值為0.47%～0.69%，平均值為0.57%；最高熱解峰溫為380～442℃，平均值為431℃。這兩項分析結果，充分說明柞樹崗次凹寶壹段烴源巖為未成熟—低成熟熱演化階段，新安村組＋烏雲組烴源巖為低成熟熱演化階段。
2.大林子次凹
大林子次凹代表井有方10、D4、D5井。寶泉嶺組壹段暗色泥巖最發育，泥巖累計厚度為750～1200m（方10井為863.0m），泥巖百分含量最高達80%（方10井為77.9%），暗色泥巖單層厚度也較大（方10井為63.5m）。新安村組＋烏雲組的暗色泥巖也比較發育，次於寶泉嶺組壹段，泥巖累計厚度為250～600m（方10井為270.7m），泥巖百分含量最高達55%（方10井為54.9%）。
寶壹段烴源巖有機碳含量為0.4138%～3.815%，平均值為1.389%；氯仿瀝青“A”為0.0220%～0.0446%，平均為0.0366%；總烴為（254～3469）×10-6，平均值為300×10-6；生烴潛量為0.07～16.42mg/g，平均值為1.74mg/g。達二段烴源巖有機碳含量為0.930%～6.167%，平均值為2.215%；氯仿瀝青“A”為0.0165%～0.2493%，平均值為0.0644%；總烴為（129～1727）×10-6，平均值為668×10-6；生烴潛量為0.09～13.19mg/g，平均值為2.927mg/g。達壹段烴源巖有機碳含量為0.717%～4.023%，平均值為2.102%；氯仿瀝青“A”為0.0162%～0.0451%，平均值為0.0275%；總烴為（162～255）×10-6，平均值為200×10-6；生烴潛量為0.54～6.67mg/g，平均值為2.73mg/g。新安村組＋烏雲組烴源巖有機碳含量為0.947%～1.679%，平均值為1.296%；氯仿瀝青“A”為0.0188%～0.1185%，平均值為0.0601%；總烴為（231～502）×10-6，平均值為377×10-6；生烴潛量為1.17～3.47mg/g，平均值為1.95mg/g。根據陸相烴源巖有機質豐度評價標準，大林子次凹古近系寶壹段、達二段、達壹段、新安村組＋烏雲組為差—中等烴源巖。
寶二段、寶壹段、達二段、達壹段烴源巖有機質類型以腐殖型為主，即Ⅲ型，其次為腐泥腐殖型，即Ⅱ2型；新安村組＋烏雲組烴源巖有機質類型以腐泥腐殖型為主，即Ⅱ：型，其次為腐殖腐泥型和腐殖型，即Ⅱ1型和Ⅲ型。寶壹段烴源巖鏡質體反射率為0.40%～0.57%，平均值為0.49%；最高熱解峰溫為255～444℃，平均值為421℃。新安村組＋烏雲組烴源巖鏡質體反射率值為0.69%～0.72%，平均值為0.71%；最高熱解峰溫為436～443℃，平均值為440℃。這兩項分析結果，充分說明大林子次凹寶壹段烴源巖為未成熟—低成熟熱演化階段，新安村組＋烏雲組烴源巖為低成熟—成熟熱演化階段。
3.德善屯次凹
德善屯次凹代表井為方8井。寶泉嶺組壹段暗色泥巖累計厚度為500～1500m（方8井為579m），泥巖百分含量最高達55%（方8井為51.4%），暗色泥巖單層厚度也較大（方8井為70m）。新安村組＋烏雲組的暗色泥巖也比較發育，僅次於寶泉嶺組壹段，泥巖累計厚度為300～700m（方8井為346m），泥巖百分含量最高達50%（方8井為40.8%）。
寶二段烴源巖有機碳含量為0.653%～2.409%，平均值為1.662%；生烴潛量為0.05～7.65mg/g，平均值為2.21mg/g。寶壹段烴源巖有機碳含量為0.677%～2.930%，平均值為1.147%；生烴潛量為1.13～8.21mg/g，平均值為2.43mg/g。達壹段烴源巖有機碳含量為0.423%～2.329%，平均值為0.883%；氯仿瀝青“A”為0.0265%～0.0524%，平均值為0.371%；總烴為（176～265）×10-6，平均值為2210×10-6；生烴潛量為0.14～5.75mg/g，平均值為1.42mg/g。根據陸相烴源巖有機質豐度評價標準，德善屯次凹古近系寶二段為差—中等烴源巖；寶壹段為中等烴源巖；達壹段為差—中等烴源巖。古近系寶二段、寶壹段、達壹段烴源巖有機質類型以腐泥腐殖型為主，即Ⅱ2型，其次為腐殖型，即Ⅲ型。
寶壹段烴源巖鏡質體反射率值為0.58%～0.61%，平均值為0.60%；最高熱解峰溫為433～441℃，平均值為437℃。達壹段烴源巖鏡質體反射率值為0.65%～0.85%，平均值為0.75%；最高熱解峰溫為435～451 ℃，平均值為443℃。就這兩項分析結果來看，充分說明德善屯次凹古近系寶壹段烴源巖為低成熟熱演化階段，達壹段烴源巖為低成熟—成熟熱演化階段。
4.李家店次凹
李家店次凹代表井為方11井。寶泉嶺組壹段暗色泥巖累計厚度為100～320m（方11井為317.4m），泥巖百分含量最高達30%（方11井為28.3%）；新安村組＋烏雲組的暗色泥巖累計厚度為200～800m（方11井為411.1m），泥巖百分含量最高達50%（方11井為47.9%），暗色泥巖單層厚度也較大（方11井為106.0m）。
寶二段烴源巖有機碳含量為0.506%；生烴潛量為0.18～0.22mg/g，平均值為0.20mg/g。寶壹段烴源巖有機碳含量為0.491%～1.806%，平均值為0.858%；氯仿瀝青“A”為0.0170%～0.0267%，平均值為0.0210%；總烴為158×10-6；生烴潛量為0.15～3.18mg/g，平均值為0.80mg/g。達壹段烴源巖有機碳含量為0.655%～2.630%，平均值為1.357%；氯仿瀝青“A”為0.1136%；總烴為593×10-6；生烴潛量為0.54～4.09mg/g，平均值為1.90mg/g。新安村組＋烏雲組烴源巖有機碳含量為0.456%～1.888%，平均值為1.335%；氯仿瀝青“A”為0.0243%～0.1622%，平均值為0.0650%；總烴為（209～1342）×10-6，平均值為498×10-6；生烴潛量為0.35～4.22mg/g，平均值為2.14mg/g。根據陸相烴源巖有機質豐度評價標準，李家店次凹古近系寶二段為差—中等烴源巖；寶壹段為中等烴源巖；達壹段為差—中等烴源巖。
古近系寶二段、寶壹段、達壹段烴源巖有機質類型以腐殖型為主，即Ⅲ型，其次為腐泥腐殖型，即Ⅱ2型；新安村組＋烏雲組烴源巖以腐泥腐殖型為主，即Ⅱ2型，其次為腐殖型，即Ⅲ型。寶壹段烴源巖鏡質體反射率為0.55%～0.65%，平均值為0.61%；最高熱解峰溫為425～455℃，平均值為437℃。達壹段烴源巖鏡質體反射率為0.65%～0.75%，平均值為0.72%；最高熱解峰溫為435～442℃，平均值為438℃；新安村組＋烏雲組烴源巖鏡質體反射率為0.70%～0.74%，平均值為0.73%；最高熱解峰溫為429～444℃，平均值為438℃。就這兩項分析結果來看，充分說明李家店次凹古近系寶壹段烴源巖為低成熟熱演化階段，達壹段烴源巖為低成熟—成熟熱演化階段，新安村組＋烏雲組烴源巖為成熟演化階段。
（四）儲層特征
從孔隙度、滲透率的縱向變化規律來看，方正斷陷砂巖孔隙度隨埋藏深度增加而變低，由各層段的儲層物性比較來看，壹般隨著埋藏深度和年代的增加，孔隙度和滲透率變低，2800m和3300m 左右可以看出發育次生孔隙發育帶，說明埋藏壓實作用是孔隙度損失的重要因素，溶解作用是產生次生孔隙的主要因素。
1.孔隙類型
原生孔隙 本區由於壓實作用比較強，原生孔隙都已轉變為殘余原生孔隙，未被充填的殘余粒間孔多呈三角形或多邊形。殘余原生孔隙在研究區的儲層中不是特別發育。在古近系砂巖層段殘余原生孔隙相對多見壹些，也可見到原生粒內孔，但由於壓實作用白堊系這種孔隙很少見到。
次生孔隙 方正斷陷發現的晶間孔有兩類：壹是石英或長石次生加大膠結作用形成的晶間孔隙或晶間裂縫，在本地區研究層段的石英次生加大非常普遍，在掃描電鏡下可明顯見到石英晶間的孔隙。二是充填在孔隙中的粘土礦物晶粒間的微孔，當粘土礦物充填於砂巖粒間大孔隙中時，其晶粒之間都會形成大量的晶間微孔，並使原來較大的孔隙空間演化成微小孔隙的集合體。特別是在書頁狀高嶺石充填的孔隙中，這種孔隙在鑄體薄片上觀察不是很清晰，但在掃描電鏡下可以清晰地觀察到這種孔隙，十分明顯。
2.物性特征
柞樹崗地區 方4井有顯示儲集層段主要為新安村組和白堊系，儲層物性為低孔、特低滲，新安村組相對好於白堊系，其中新安村組＋烏雲組儲層孔隙度平均9.62%，滲透率值為1.24×10-3μm2，屬於低孔—超低孔、超低滲—特低滲儲層；白堊系儲層孔隙度平均4.07%，滲透率值為0.31×10-3μm2，主要為特低孔、超低滲儲層。
德善屯地區 根據方8井48塊常規孔隙度和滲透率分析資料統計，其孔隙度與滲透率的關系表明本井砂巖物性差，孔隙度分布在2.4%～8.0%，平均為6.7%，滲透率多分布在（0.03～1.35）×10-3μm2，個別樣品有裂縫可達22.3×10-3μm2，平均為1.00×10-3μm2。從孔滲分布頻率直方圖看，該井砂巖孔隙度分布在5%≤φ＜10%的樣品占90.91%，滲透率分布在0.1×10-3μm2≤K<1×10-3μm2的樣品占88.64%，屬特低孔、超低滲儲層。
大林子地區 方10井物性分析結果顯示，E2d2段孔隙度變化範圍在4.7%～11.8%之間，平均值為7.7%；滲透率變化範圍在（0.01～1.705）×10-3μm2之間，平均值為0.35×10-3μm2，以特低孔、超低滲為主。E2x段孔隙度為3.3%，滲透率為0.01×10-3μm2，屬超低孔、非滲樣品。基底孔隙度範圍在0.7%～8.6%之間變化，平均值為3.1%，滲透率在（0.01～1775）×10-3μm2之間變化，平均值為35.3×10-3μm2，以超低孔、低滲為主。
李家店地區 方11 井E2x段孔隙度變化範圍在2.5%～16.0%之間，平均值為9.3%，滲透率變化範圍在（0.08～10.2）×10-3μm2之間，平均值為2.17×10-3μm2，為低孔、特低滲型。
（五）蓋層分布及封蓋能力
方正斷陷主要發育泥巖類蓋層，封閉機理為超壓封閉、物性封閉。蓋層主要發育在寶壹段和新安村組＋烏雲組下部，寶壹段為區域蓋層，廣泛分布，在斷陷北部該層累計厚度可達1000m，最大單層厚度達600m，並且在局部存在超壓，對達連河組以下地層油氣向上逸散起到良好的封蓋作用。在新安村組＋烏雲組下部，主力油藏之上發育壹套比較穩定的暗色泥巖，該套泥巖最厚在100m 以上，直接覆蓋在油層之上，對油氣垂向、側向上都起到了遮擋作用。
（六）生儲蓋組合特征
方正斷陷經歷3期構造運動，每壹期構造運動中，主幹斷裂的活動控制了盆地地層層序發育情況，就古近系來講，從新安村組—達連河組是水進的過程，達連河組有很短時間水退過程，達連河—寶泉嶺再次水進，形成了多套生儲蓋組合（圖3-2）。宏觀來看，方正斷陷存在3套含油氣組合，分別為基巖—白堊系儲蓋組合、新安村組—達連河組儲蓋組合、寶泉嶺組—古近系儲蓋組合，分別對應前面構造部分提到的三大構造層。從區域烴源巖分析評價及油源對比來看，新安村組下部暗色泥巖作為斷陷的主力生油巖，生成的油氣沿斷裂、不整合向垂向、側向運移，在新安村組和達連河組形成主力油層。該套暗色泥巖緊鄰T5不整合面分布，在白堊系、基巖古隆起處構造應力破裂面造成的裂縫比較發育地區，向下排烴比較順暢，形成基巖—白堊系的源下組合。另外，推測未熟—低熟的寶壹段泥巖可以生成少量生物氣，在自身構造和儲層條件好的地區成藏。
（七）有利區帶預測
依據有效烴源巖、有利儲層的分布及其匹配關系，有效圈閉的分布，綜合預測2個最有利區，1個有利區（圖3-3）。
（1）柞樹崗凹陷及其坡折帶為最有利的勘探區帶。區內寶泉嶺組壹段及其以下地層的烴源巖已經成熟，厚度較大，有機質豐度也較高，具有較好的生烴潛力，生成的油氣可沿斷層或不整合面運移進入圈閉中。從儲層條件看，該區帶寶泉嶺組壹段、達連河組上部、新安村組、烏雲組都發育有扇三角洲、濱淺湖及湖底扇砂體，孔隙度和滲透率較高，具有很好的儲集物性。從蓋層條件來看，該構造帶內，寶泉嶺組壹段泥巖比較發育，壹般累計厚度可以達到200～600m，可以作為有效的區域性蓋層，其他層段也都發育有局部的泥巖，可以作為局部蓋層。該構造帶內凹陷中發育的構造是最有利的勘探目標，如方4井已經獲得了工業油流。另外，該構造帶具有很好的地層圈閉發育條件，T3層明顯的削截下伏的達連河組、新安村組、烏雲組。柞樹崗坡折帶位於北部凹陷帶邊緣的坡折部位，該構造帶具有近水樓臺的油氣資源優勢，而且本區寶泉嶺組壹段及其以下地層的烴源巖也已經成熟，厚度較大，有機質豐度也較高，具有較好的生烴潛力，生成的油氣可沿斷層或不整合面運移進入圈閉中。從儲層條件看，該區帶寶壹段、達連河組上部、新安村組、烏雲組都發育有扇三角洲、濱淺湖砂體，孔隙度和滲透率較高，具有很好的儲集物性。從蓋層條件來看，該構造帶內，寶泉嶺組壹段泥巖比較發育，可以作為有效的區域性蓋層，其他層段也都發育有局部的泥巖，可以作為局部蓋層。坡折部位的方6井已經獲得了工業油流，方601井在相當層位目標也見到油顯示。綜合來看，該區具有很好的地層圈閉和地層巖性發育條件，是有利的勘探區帶，勘探目的層系為古近系和白堊系。
圖3-2 方正斷陷生儲蓋組合劃分圖
圖3-3 方正斷陷三維區綜合評價圖
（2）大林子凹陷北部斷塊帶為最有利區帶，該區有利砂巖發育並且埋藏較淺孔隙度較高，斷塊圈閉發育，是下壹步探索的主要區域。
（3）德善屯凹陷的上傾構造高部位及坡折帶為有利勘探區帶，方8井揭示及地震預測，德善屯凹陷新安村組底部存在壹大套成熟的暗色泥巖，具備良好的生油條件，而凹陷的上傾方向發育有利構造圈閉，有利相帶扇三角洲前緣砂巖在坡折帶分布，有利於構造－巖性油氣藏的形成。