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三肇凹陷扶余油层作为松辽盆地北部增储上产的一个重要勘探领域,自上世纪60年代钻井获得工业油流以来,先后开展了综合石油地质研究、精细油藏描述和储层砂体地震预测技术,但由于断层特征复杂和河道砂体预测较难,油气勘探一直未获重大突破。本文以高分辨率层序地层学、储层沉积学和成藏动力学理论为指导,以三肇凹陷扶余油层为研究对象,系统开展了高分辨率层序地层划分与对比、成因单砂体级沉积微相、断层特征、古构造演化、油水分布和油气运移路径模拟等成藏主控因素及时空匹配关系研究。高分辨率层序地层学研究表明三肇凹陷扶余油层可以识别出1个基准面下降到上升的转换面(冲刷面)和5个基准面上升到下降的转换面(湖泛面)；根据各级层序界面沉积学响应特征,以湖泛面为层序界面将扶余油层划分为1个长期旋回、4个中期旋回、17个短期旋回和35个超短期半旋回,最终建立了研究区单砂体级等时地层格架；并提出了扶余油层为先缓慢水退后快速水进的层序格架,水退最大期位于扶Ⅰ组底部；油气分布受控于中、长期旋回变化,主要位于长期旋回上升早期的中期旋回下降晚期或上升早期储层砂体中。超短期旋回内沉积特征研究表明扶余油层发育典型的河控浅水三角洲沉积,微相类型以分流河道砂体为主,其它类型微相不发育,沉积微相垂向演化表明扶余油层顶部(FⅠ1-FⅠ3小层)发育三角洲前缘亚相,中下部(FⅠ4-FⅢ4小层)发育三角洲分流平原亚相,底部(FⅢ5小层)发育三角洲前缘亚相；重矿物、地层厚度和开发区砂体精细解剖表明研究区主要受北部拜泉-青冈物源和西南保康物源影响,并不发育东南长春-怀德物源。断层特征研究表明T2断层受控于基底断层、下部火山口、斜向拉张和伸展量差异等因素具有平面密集成带、剖面“似花状”组合特征,提出由于厚层泥岩塑性变形大部分T2断层向上并未断穿青山口组地层,因此油气成藏期继承性活动且沟通上覆烃源岩和下伏扶余油层储层的油源断层主要为断层密集带边界断层。扶余油层受断层密集带和古构造演化控制表现为“堑-垒”组合模式,断层密集带内为地堑,断层密集带两侧为地垒或断阶,凹陷向斜区油主要分布在断层密集带之间,凹陷斜坡区断层密集带受后期构造反转作用多表现为“隆中堑”特征,整体处于构造高部位,且为油气优势输导通道,因此凹陷斜坡区油主要分布在断层密集带内及两侧附近。上述研究表明古构造演化、砂体展布和断层特征匹配关系是控制扶余油层油运聚成藏的关键,最终建立了三肇凹陷不同构造部位3种油成藏模式,并刻画出52个富集目标区,为松辽盆地北部扶余油层下一步的勘探与开发提供了指导。