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[摘 要]本文综合应用岩心、钻、录、测及分析化验资料,针对平方王-滨东地区古近纪发育的红色陆相碎屑岩展开综合地质研究,对该区断裂体系及沉积体系进行了描述;结合该区油藏成藏条件及构造演化史、运聚条件研究成果,明确了该区红层主要油藏类型及其成藏主控因素。
[关键词] 东营凹陷 ; 红层; 断裂体系; 沉积体系; 油气成藏
中图分类号:P618.13 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0390-01
引言
平方王-滨东地区位于东营凹陷西部,西临里则镇洼陷,南靠博兴洼陷,东依利津洼陷,北接滨三区。该区红层主要分布于沙四下亚段和孔店组地层,储层分布范围广、纵向差异大,缺乏明显的地层对比标志;地层接触关系、构造断裂系统复杂,且位于主要生油层之下,油气富集规律及成藏模式认识不清。
1、地质特征及断裂体系
1.1 红层的地质特征
平方王-滨东地区沙四下亚段主要的岩石类型有:砂砾岩、中粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩等。根据岩石薄片鉴定结果的统计资料分析可知,平方王-滨东地区沙四下亚段砂岩的陆源碎屑组分中石英含量为35~60%,平均含量为41%;长石含量为30~60%,平均含量为40.5%;岩屑含量不同地区差别较大,从8~60%不等,平均含量为23%。由于物源区性质的差别,不同地区不同层位岩石的碎屑组分含量也存在较大差异,总的来说研究区沙四段下亚段砂岩以长石质石英砂岩为主,该段地层底部的泥岩、砂岩直接与下伏灰岩、火山岩以及砂砾岩形成不整合接触。
1.2 断裂体系的研究
平方王-滨东地区红层沉积时期主要受两条断层的影响,沙四下早期发育石村断层是博兴洼陷东北界的一条长期继承性活动的基底大断层,为二级铲式正断层。断层倾向南西,走向总体北西,局部地段近东西向、北北西向,呈舒缓波状展布,延伸长度50km左右。红层沉积晚期发育的高青-平南断层位于东营凹陷的西部平南油田南部,从青城低凸起一直延伸到中央隆起带附近,走向总体为NE向,可分为北部呈近EW走向的平南段、中部呈NE走向的高青段和西南部呈近EW向的花沟段。
2、沉积类型及分布特征
2.1 红层的沉积特征
“红层”指的是以红色为主要颜色的沉积地层。根据沉积环境的不同,又有陆相红层和大洋红层之分。红层的形成时期较为广泛,在中生代以前和晚第三纪均有堆积;由于沉积环境的差异和后期地质作用的改造,红层的颜色可能变化于棕黄、褐黄紫红、褐红、灰紫等偏红色调;红层是一种岩性复杂的陆相沉积,这与相对均质、致密的海相沉积有着很大的差别,但也存在过渡相和交互相夹层;把红层定义为碎屑岩系主要用以区别陆相化学沉积和生物沉积。
2.2 沉积体系分布
沙四下红层是形成于氧化环境的陆相碎屑岩沉积,其填隙物颜色以偏红、褐的氧化色调为主,成因上与区域性的气候条件密切相关。东营西部地区沙四下红层主要为冲积相、滨浅湖及洪水漫湖沉积,从垂向相序叠加特征来看整体上表现了一个水进的过程,水体环境从早期的强氧化向沙四中时期的弱还原环境逐渐过渡演化。沿沉积走向从湖盆边缘的粗粒相沉积向洼陷中央逐渐相变为细粒的咸化浅湖沉积。
3、油藏控制因素及类型
通过对平方王-滨东地区钻遇红层井的统计发现,油气显示与分布具有以下的规律:①主要分布于正向构造带,说明构造对成藏具有重要的控制作用;②在构造高部位地层遭受剥蚀,红层地层缺失;③由于沙四下红层本身不具有生油能力,因此,油源和输导体系是红层能否成藏的关键因素。
3.1 油源分析
早第三纪是东营凹陷的盆地断陷发育阶段,也是烃源岩的主要形成时期。由于长期持续沉降,加之气候温暖潮湿,有多条河流水系向湖泊注入,带来了大量的营养物质,湖生生物大量生长繁盛,为富有机质烃源岩的发育奠定了良好基础。多年的勘探实践及研究表明,东营凹陷下第三系发育了沙四、沙三段两套主要烃源岩。沙三下及沙四上烃源岩,为一套半深湖-深湖相的暗色泥岩沉积,有机质含量高,各项生油指标、转化指标好,生油岩已达较高的成熟阶段,为本区最主要的烃源岩,可为红层油气藏提供油源。
通过多口井的油源地球化学资料分析,通过植烷/姥鲛烷比值,C27、C28、C29含量、C30藿烷以及蜡烷含量等多种生物标志化合物资料,结合构造特征,对该区的主要油源进行分析。东西向主要有以下特点:①植烷优势;②原油成熟度高;③蜡烷含量中等。这些特征与来自利津洼陷的沙四段烃源岩特征吻合较好;南北向源油对比分析知,与沙三下段烃源岩生标特征相同,源自沙三烃源岩;通过油源分析认识到平方王及东翼红层为双源供烃、差异富集,平方王地区邻近博兴洼陷、近油源,平南断列带为油气运移提供良好的通道,红层盖层条件有利富集成藏;而东翼主要是来自利津沙四段的油源,成藏条件相对较差。
3.2 油藏类型
本区主要发育三种油藏类型:
①构造油气藏
构造油气藏主要为背斜构造油气藏,断鼻、断块油气藏。盆缘断阶带距离物源近而远离油源,储层巨厚,以构造油气藏发育为主。平方王地区主体高部位沙四下亚段为背斜控制的构造油藏;平方王地区南部,受平南断层影响,发育大量断块圈闭,沙四下亚段主要形成地层不整合背景下的构造油藏。
②构造-岩性油气藏
平方王-滨东地区河流相砂体以及早期的冲积扇扇体,是比较有利的储集层,如果遇到有构造背景或者断层切割,则可形成构造—岩性油气藏。其岩性组合具砂、泥岩薄互层状的特点,层间裂隙相当发育,特别薄层砂岩夹层,孔隙流体排驱通畅,有利于排向邻近的上下储层或层间间隙,因此当油气沿斜坡向上运移过程中,如果遇有有利的圈闭,就易形成岩性—构造油气藏,这也是孔店组较厚砂体只有在较有利的构造高部位才会含油的的重要原因。
③岩性油气藏
平方王-滨东地区沙四下油气的分布还受到河流相砂体展布形态和砂体-断裂关系的控制。油气藏的分布主要受砂体等岩性变化所控制,但油藏分布的总体规律应与沉积体系共生的岩性体分布区相对应,主要分布滨东地区。
4、结论
通过对平方王-滨东地区红层油藏成藏特征进行研究,得到以下结论:
(1)断裂系统的发育與演化特征不仅控制了红层沉积期的物质充填结构,同时也决定了其后期的剥蚀改造,并且为油气的运移提供了主要通道。
(2)平方王-滨东地区沙四下-孔店组红层沉积具有水上沉积与水下沉积并存、干湿气候交替以干旱为主的特征,造成红层砂体成因类型多样、分布规律复杂。
(3)红层油气主要来源于沙三下和沙四上,其中沙三下原油主要分布在高青断层上升盘及博兴洼陷南坡,沙四上原油则广泛分布在利津西坡-博兴洼陷-纯化-陈官庄地区。
参考文献
[1] 冯有良,东营凹陷下第三系层序地层格架及盆地充填模式[J] .地球科学,1999,24(6):635~6421.
[2] 陈中红,查明. 东营凹陷烃源岩超压体系特征及勘探意义[J].大庆石油地质与开发,2004,23(3):11-13.
[3] 王平贵,李彦强,赵连素.东营凹陷王庄地区古近纪沙河街组三段扇三角洲砂砾岩体沉积特征分析[J].山东地质,2003,19(z1):78-80.
作者简介
蒋成国,男,工程师,2006年毕业于长安大学地质系,现在滨南采油厂地质研究所从事油藏勘探研究。
[关键词] 东营凹陷 ; 红层; 断裂体系; 沉积体系; 油气成藏
中图分类号:P618.13 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0390-01
引言
平方王-滨东地区位于东营凹陷西部,西临里则镇洼陷,南靠博兴洼陷,东依利津洼陷,北接滨三区。该区红层主要分布于沙四下亚段和孔店组地层,储层分布范围广、纵向差异大,缺乏明显的地层对比标志;地层接触关系、构造断裂系统复杂,且位于主要生油层之下,油气富集规律及成藏模式认识不清。
1、地质特征及断裂体系
1.1 红层的地质特征
平方王-滨东地区沙四下亚段主要的岩石类型有:砂砾岩、中粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩等。根据岩石薄片鉴定结果的统计资料分析可知,平方王-滨东地区沙四下亚段砂岩的陆源碎屑组分中石英含量为35~60%,平均含量为41%;长石含量为30~60%,平均含量为40.5%;岩屑含量不同地区差别较大,从8~60%不等,平均含量为23%。由于物源区性质的差别,不同地区不同层位岩石的碎屑组分含量也存在较大差异,总的来说研究区沙四段下亚段砂岩以长石质石英砂岩为主,该段地层底部的泥岩、砂岩直接与下伏灰岩、火山岩以及砂砾岩形成不整合接触。
1.2 断裂体系的研究
平方王-滨东地区红层沉积时期主要受两条断层的影响,沙四下早期发育石村断层是博兴洼陷东北界的一条长期继承性活动的基底大断层,为二级铲式正断层。断层倾向南西,走向总体北西,局部地段近东西向、北北西向,呈舒缓波状展布,延伸长度50km左右。红层沉积晚期发育的高青-平南断层位于东营凹陷的西部平南油田南部,从青城低凸起一直延伸到中央隆起带附近,走向总体为NE向,可分为北部呈近EW走向的平南段、中部呈NE走向的高青段和西南部呈近EW向的花沟段。
2、沉积类型及分布特征
2.1 红层的沉积特征
“红层”指的是以红色为主要颜色的沉积地层。根据沉积环境的不同,又有陆相红层和大洋红层之分。红层的形成时期较为广泛,在中生代以前和晚第三纪均有堆积;由于沉积环境的差异和后期地质作用的改造,红层的颜色可能变化于棕黄、褐黄紫红、褐红、灰紫等偏红色调;红层是一种岩性复杂的陆相沉积,这与相对均质、致密的海相沉积有着很大的差别,但也存在过渡相和交互相夹层;把红层定义为碎屑岩系主要用以区别陆相化学沉积和生物沉积。
2.2 沉积体系分布
沙四下红层是形成于氧化环境的陆相碎屑岩沉积,其填隙物颜色以偏红、褐的氧化色调为主,成因上与区域性的气候条件密切相关。东营西部地区沙四下红层主要为冲积相、滨浅湖及洪水漫湖沉积,从垂向相序叠加特征来看整体上表现了一个水进的过程,水体环境从早期的强氧化向沙四中时期的弱还原环境逐渐过渡演化。沿沉积走向从湖盆边缘的粗粒相沉积向洼陷中央逐渐相变为细粒的咸化浅湖沉积。
3、油藏控制因素及类型
通过对平方王-滨东地区钻遇红层井的统计发现,油气显示与分布具有以下的规律:①主要分布于正向构造带,说明构造对成藏具有重要的控制作用;②在构造高部位地层遭受剥蚀,红层地层缺失;③由于沙四下红层本身不具有生油能力,因此,油源和输导体系是红层能否成藏的关键因素。
3.1 油源分析
早第三纪是东营凹陷的盆地断陷发育阶段,也是烃源岩的主要形成时期。由于长期持续沉降,加之气候温暖潮湿,有多条河流水系向湖泊注入,带来了大量的营养物质,湖生生物大量生长繁盛,为富有机质烃源岩的发育奠定了良好基础。多年的勘探实践及研究表明,东营凹陷下第三系发育了沙四、沙三段两套主要烃源岩。沙三下及沙四上烃源岩,为一套半深湖-深湖相的暗色泥岩沉积,有机质含量高,各项生油指标、转化指标好,生油岩已达较高的成熟阶段,为本区最主要的烃源岩,可为红层油气藏提供油源。
通过多口井的油源地球化学资料分析,通过植烷/姥鲛烷比值,C27、C28、C29含量、C30藿烷以及蜡烷含量等多种生物标志化合物资料,结合构造特征,对该区的主要油源进行分析。东西向主要有以下特点:①植烷优势;②原油成熟度高;③蜡烷含量中等。这些特征与来自利津洼陷的沙四段烃源岩特征吻合较好;南北向源油对比分析知,与沙三下段烃源岩生标特征相同,源自沙三烃源岩;通过油源分析认识到平方王及东翼红层为双源供烃、差异富集,平方王地区邻近博兴洼陷、近油源,平南断列带为油气运移提供良好的通道,红层盖层条件有利富集成藏;而东翼主要是来自利津沙四段的油源,成藏条件相对较差。
3.2 油藏类型
本区主要发育三种油藏类型:
①构造油气藏
构造油气藏主要为背斜构造油气藏,断鼻、断块油气藏。盆缘断阶带距离物源近而远离油源,储层巨厚,以构造油气藏发育为主。平方王地区主体高部位沙四下亚段为背斜控制的构造油藏;平方王地区南部,受平南断层影响,发育大量断块圈闭,沙四下亚段主要形成地层不整合背景下的构造油藏。
②构造-岩性油气藏
平方王-滨东地区河流相砂体以及早期的冲积扇扇体,是比较有利的储集层,如果遇到有构造背景或者断层切割,则可形成构造—岩性油气藏。其岩性组合具砂、泥岩薄互层状的特点,层间裂隙相当发育,特别薄层砂岩夹层,孔隙流体排驱通畅,有利于排向邻近的上下储层或层间间隙,因此当油气沿斜坡向上运移过程中,如果遇有有利的圈闭,就易形成岩性—构造油气藏,这也是孔店组较厚砂体只有在较有利的构造高部位才会含油的的重要原因。
③岩性油气藏
平方王-滨东地区沙四下油气的分布还受到河流相砂体展布形态和砂体-断裂关系的控制。油气藏的分布主要受砂体等岩性变化所控制,但油藏分布的总体规律应与沉积体系共生的岩性体分布区相对应,主要分布滨东地区。
4、结论
通过对平方王-滨东地区红层油藏成藏特征进行研究,得到以下结论:
(1)断裂系统的发育與演化特征不仅控制了红层沉积期的物质充填结构,同时也决定了其后期的剥蚀改造,并且为油气的运移提供了主要通道。
(2)平方王-滨东地区沙四下-孔店组红层沉积具有水上沉积与水下沉积并存、干湿气候交替以干旱为主的特征,造成红层砂体成因类型多样、分布规律复杂。
(3)红层油气主要来源于沙三下和沙四上,其中沙三下原油主要分布在高青断层上升盘及博兴洼陷南坡,沙四上原油则广泛分布在利津西坡-博兴洼陷-纯化-陈官庄地区。
参考文献
[1] 冯有良,东营凹陷下第三系层序地层格架及盆地充填模式[J] .地球科学,1999,24(6):635~6421.
[2] 陈中红,查明. 东营凹陷烃源岩超压体系特征及勘探意义[J].大庆石油地质与开发,2004,23(3):11-13.
[3] 王平贵,李彦强,赵连素.东营凹陷王庄地区古近纪沙河街组三段扇三角洲砂砾岩体沉积特征分析[J].山东地质,2003,19(z1):78-80.
作者简介
蒋成国,男,工程师,2006年毕业于长安大学地质系,现在滨南采油厂地质研究所从事油藏勘探研究。