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摘 要 近年来,岩性油气藏勘探占国内陆上勘探成果的近80%,岩性蔽油气藏的圈闭形成期、油气运移期及油气运移方式的研究一直是勘探工作的重点。目前油气二次运移和聚集的研究已有了很大进展,但是,油气优势运移仍是石油地质研究中的薄弱环节。本次研究,突破传统的构造找油理念,以油气运移的优势取向分析为出发点,指出油气优势运移指向区,进而指明下部勘探方向。
关键词 板桥西斜坡;优势运移;输导系统;潜力区
中图分类号:TE122 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2015)01-0171-03
本文以板桥西斜坡为例,从生油凹陷特征、断裂活动性分析及分区、储层的空间展布几个方面进行重点剖析。通过分析生油凹陷有机质丰度及类型,生油凹陷的形状,明確短轴方向(即板桥凹陷西坡)为油气优势运移方向。油气运移输导系统包括断层及储集层。长期活动的断层起到沟通油源的作用,封闭的断层起到遮挡油气的作用,通过断层分析结合油气运移时间,确定出不同时期的油气聚集区带。受物源方向影响,不同时期形成向板桥西坡及南坡上倾尖灭的砂体,有利于形成岩性圈闭。巨厚的砂体也为油气运移创造了条件,通过三方面的分析,明确了板桥西斜坡及南坡为油气优势运移区,指明了下一步的有利勘探区带。
1 烃源岩特征
1)有机质丰度及类型。
板桥凹陷是下第三系长期发育的继承性生油深凹陷,受沧东断裂长期活动的影响,发育了一套快速堆积的暗色泥岩和中~粉砂级碎屑岩系,沉积厚度大,分布范围广。其中沙三段TOC含量为1.08%,氯仿沥青“A”的含量为0.1355%,HC含量为770.72×10-6,HC/C为4.28%,以Ⅲ型有机质为主,是好的烃源岩。沙一段TOC含量为1.03%,氯仿沥青“A”的含量为0.0433%,HC含量为164.33×10-6,HC/C为1.98%,以Ⅲ—Ⅱ2型有机质为主,属于中等烃源岩。根据热模拟实验结果,板桥凹陷在R0=0.45%时生油岩开始大量排烃,根据温压条件换算,板桥凹陷生烃门限深度大约为2500米。板桥凹陷沙三段地层埋深在3500~4500米,R0为0.65~1.2%,属于成熟阶段,凹陷中心埋深可达4500~5000米,推算R0可达1.2%~1.6%左右,处于高熟~过成熟阶段;沙一中地层埋深大部分小于3000米,R0约为0.4%~0.5%左右,属于未成熟~低成熟阶段,凹陷中心埋深达2800~3600米,R0为0.5%~0.75%,属于低熟~成熟阶段。
2)烃源岩空间展布及形状。
在板桥地区沙三1和沙一中的烃源岩展布图(图1)上可以看出,沙三1烃源岩厚度从凹陷边缘向中心递增,在斜坡区厚度为300-400米之间,向凹陷中心烃源岩厚度可达500米。由于湖盆范围扩大,沙一中烃源岩(图2)厚度略大于沙三1,展布范围也较广。斜坡区烃源岩厚度在200-300米之间,凹陷中心烃源岩厚度可达600米。巨厚的生油岩为板桥凹陷大量生烃奠定了基础。
油气从生油凹陷向外运移过程中,其优势取向是势能降低梯度最大的方向,并不是均匀地向四周扩散。而生油凹陷的形状是影响势能变化的主要原因之一。根据国内最近对生油凹陷形状影响排烃方向研究结果表明:生油凹陷形状不同,其排烃方向不同。油气运移指向不同。因而研究烃源岩的形状是研究油气优势运移方向的必不可少的前提。
板桥凹陷为一箕状断陷盆地,在沙三1沉积时期,增福台凸起没有形成,板桥凹陷的烃源岩为一个整体,呈长条状展布,长轴方向为东北—西南向,平行于沧东断裂走向,长轴方向的中心紧紧靠在沧东断裂的根部。受沧东断裂转折影响,在板桥凹陷西缘,地层向北抬起,长轴方向也随之改变为北西—东南向。在沙一中沉积时期,受沧东断层的差异活动及沈青庄构造抬升双重作用,增福台凸起形成,从而将板桥凹陷分为两个次凹陷,东凹陷形状与沙三段沉积时期板桥凹陷的长轴方向相同,而西凹陷受沧东断层转折的影响,形状近椭圆形,长轴方向为近东西向,短轴方向为近南北向。
2 断裂特征
断裂是油气从深层向上部储集层运移的主要通道,起到沟通生烃凹陷与油气聚集单元的作用。因此,分析板桥西斜坡是否存在连接生烃凹陷与圈闭的断层,以及这些断层在生油岩排烃期是否为有效的运移通道,是勘探工作中的重要环节。
1)断裂发育特征。
区内主要发育两组方向的断裂,一组为平行于刘岗庄断层的近东西向的同沉积断层,剖面为“Y”型,倾角缓,延伸远1.5~17千米。是由于沧东断裂翘倾作用形成的生长性断层。沙三沉积时期开始形成,馆陶沉积时期逐渐消退,东营组活动强度最大,横穿板
桥西斜坡。另一组断层近南北走向,剖面上呈花状构造,倾角陡,延伸短1~5千米,位于沧东断裂转折处,由于断块活动速度不同,形成的调节性断层。活动集中在沙一中沉积时期,东营沉积时期结束。均终止在东西向断层上。
2)断裂的活动期与凹陷排烃期的配置关系。
板桥西斜坡近南北向断层形成主要集中在沙一中到东营组沉积时期。生油凹陷的排烃深度在1700~1800米左右,也就是馆陶沉积时期,南北向断层活动期与生油凹陷排烃期不吻合,不具备成为油气运移通道的条件。当油气运移至南北向断层时,因为封闭性好,对油气起阻挡作用。
近东西向断裂活动时期早,活动持续时间长,在馆陶组沉积时期仍具有活动性,此时的沙三段烃源岩开始排烃,断层活动期与烃源岩排烃期同处于馆陶沉积时期,配置关系好,因此东西向断层成为油气纵向运移的有效通道。
3 储层特征
板桥西斜坡沙三沉积时期,受西部沈青庄物源控制,发育了大型扇三角洲沉积。地层厚度大,在400到2000米,分布范围广,储层主要集中在沙三2、沙三3,生油岩位于其顶部或砂泥交互存在,剖面组合好,使泥岩排烃效率高。扇根、扇中、扇端特征明显,扇中和扇端的砂体经过远距离的搬运,分选程度高、物性好;沙三段沉积末期到沙二段沉积前,沈青庄凸起开始发育,形成于沙一中沉积前。使得沙二和沙一下地层受沈青庄凸起影响被剥蚀,地层厚度仅剩几十米;沙一中沉积时期,由于沈青庄凸起的形成,主要受局部(钱圈)物源影响,发育小型扇三角洲沉积。砂体分布范围局限,平面呈舌状,并且从扇根迅速过渡到扇端,终止在沈青庄凸起的斜坡上。剖面上砂层在物源根部厚,向沈青庄凸起推进过程中,相互叠置,形成多期上倾尖灭砂体。砂岩百分含量高,物性好,不仅是良好的油气储集层,也是油气侧向运移的疏导层。 4 流体势场研究
流体势是地下孔隙油气流动的主要动力,它决定了油气运移的方向,并最终影响了油气的富集程度和富集部位。进行古流体势分析,目的是搞清盆地流体在各地质时期的流体势能分布情况,根据流体有由高势区向低势区聚集的特性,通过研究流体势的变化,分析油气优势运移方向和有利聚集区。
通过对工区内针对沙一下生油岩在馆陶组沉积前和现今流体势分析,可以从图上看出,在馆陶组沉积前和现今两个时期,板桥西凹陷为明显的高势区,而沈青庄地区为低势区,由凹陷向沈青庄地区为流体势梯度最大方向,也就是流体优势运移方向,板桥西斜坡为油气运移区,为油气优先聚集区,成藏条件好。
5 基本地质条件的空间配置与油气优势运移取向的关系及潜力区
1)生油凹陷与油气优势运移取向关系。
通过对不同时期板桥凹陷形状的分析,发现在板桥地区已探明油气藏的分布,与板桥凹陷形状密切相关,大多位于板桥凹陷短轴指示的方向上。在板桥西斜坡沙一和沙三沉积时期,凹陷短轴方向均指向南面的缓坡段方向。也就是说,板桥西斜坡油气优势运移指向为凹陷南面缓坡段,与烃源岩有较大接触面的方向上。
2)断裂的活动期与油气运移期的配置关系。
从板桥西斜坡生油凹陷与油气优势运移的关系得出,油气优势运移取向为南面缓坡段,当油气从凹陷沿疏导层向南运移到南北向断层,因为断层封闭性好,对油气起阻挡作用,使其无法进入高部位的沈青庄构造,油气只能沿疏导层横向运移,从而聚集在斜坡区构造位置相对较低的缓坡段。
近东西向断裂活动时期与烃源岩排烃期吻合,是油气垂向运移的运移通道。如距离生油凹陷最近的60井断层,东西向延伸17千米,处于沙三段成熟生油岩范围内,油气可直接沿断层向上运移。沙一段成熟生油岩范围较小,油气可沿疏导层及60井断层进行阶梯状运移。60井断层西端发育了多条南北向和东西向断层,是由于沙一中沉积时期沈青庄凸起挤压形成的调节性断层,阻碍了油气运移,使得油气在60井区大量聚集,形成多目的层油气聚集区(图3)。
3)储层分布与油气优势运移取向关系。
受北大港古隆起的影响,地势北低南高,生油凹陷位于板桥西斜坡的最北边,紧邻沧东断裂,油气从凹陷排出后,顺西南方向运移至斜坡区的缓坡段,除被南北向断层阻拦外,沙一中地層还受岩性尖灭带的控制,将油气大都聚集在斜坡区的舌状砂岩岩相变化带中,从而形成油气藏富集区。
6 结论
1)板桥西斜坡生油岩厚度大,生烃能力好,为生成大量油气提供了物质基础。生油凹陷为椭圆形,短轴方向为油气优势运移指向,既板桥西斜坡的缓坡区方向为油气优势运移指向区。
2)板桥西斜坡存在两种断层,长期活动的东西向活动性好的断层,连接了烃源岩与储集层,油气沿断层进入储集层;南北向活动性差、封闭性好的断层,将油气有效的遮挡在砂体有利相带内。
3)板桥西斜坡生、储、盖三者紧邻,沉积时间连续;生油层与储油层形成面接触,配置关系好,生成的油气可充分的排向储集层。为油气有利聚集区。
4)流体由高势区流向低势区,变化梯度最大方向为流体运移的优势方向。板桥地区流体势分析表明,板桥西斜坡南面为油气运移的优势指向区。
5)板桥西斜坡烃源岩油气优势运移指向区为南面的缓坡段,断裂及储层将油气有效的控制在这一地段,三者的空间配置关系紧凑,为成藏提供了地质条件。
参考文献
[1]罗晓蓉,雷裕红,等.油气运移输导层研究及量化表征方法[J].石油学报,2012,33(3):428-436.
[2]金之钧,张发强,等.油气运移研究现状及主要进展[J].石油与天然气地质,2005,26(3):263-270.
[3]张发强,罗晓蓉,等.石油二次运移模式及其影响因素[J].石油试验地质,2003,25(1):69-75.
[4]顾忆,邵志兵,等.塔河油田油气运移与聚集规律[J].石油试验地质,2007,29(3):224-237.
[5]马中良,曾溅辉,等.稳态充注下输导层交汇处油气运移路径的选择性[J].石油试验地质,2012,34(1):89-98.
作者简介
付东立(1972-),女,河北人,大港油田勘探开发研究院,高级工程师,研究方向:综合含油气评价。
韩国猛(1973-),男,河北人,大港油田勘探开发研究院,高级工程师,研究方向:综合含油气评价。
成小平(1962-),女,湖北人,大港油田勘探开发研究院,助理工程师,研究方向:化验分析。
杨姝蔚(1980-),女,河北人,大港油田勘探开发研究院,中级工程师,研究方向:构造分析。
关键词 板桥西斜坡;优势运移;输导系统;潜力区
中图分类号:TE122 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2015)01-0171-03
本文以板桥西斜坡为例,从生油凹陷特征、断裂活动性分析及分区、储层的空间展布几个方面进行重点剖析。通过分析生油凹陷有机质丰度及类型,生油凹陷的形状,明確短轴方向(即板桥凹陷西坡)为油气优势运移方向。油气运移输导系统包括断层及储集层。长期活动的断层起到沟通油源的作用,封闭的断层起到遮挡油气的作用,通过断层分析结合油气运移时间,确定出不同时期的油气聚集区带。受物源方向影响,不同时期形成向板桥西坡及南坡上倾尖灭的砂体,有利于形成岩性圈闭。巨厚的砂体也为油气运移创造了条件,通过三方面的分析,明确了板桥西斜坡及南坡为油气优势运移区,指明了下一步的有利勘探区带。
1 烃源岩特征
1)有机质丰度及类型。
板桥凹陷是下第三系长期发育的继承性生油深凹陷,受沧东断裂长期活动的影响,发育了一套快速堆积的暗色泥岩和中~粉砂级碎屑岩系,沉积厚度大,分布范围广。其中沙三段TOC含量为1.08%,氯仿沥青“A”的含量为0.1355%,HC含量为770.72×10-6,HC/C为4.28%,以Ⅲ型有机质为主,是好的烃源岩。沙一段TOC含量为1.03%,氯仿沥青“A”的含量为0.0433%,HC含量为164.33×10-6,HC/C为1.98%,以Ⅲ—Ⅱ2型有机质为主,属于中等烃源岩。根据热模拟实验结果,板桥凹陷在R0=0.45%时生油岩开始大量排烃,根据温压条件换算,板桥凹陷生烃门限深度大约为2500米。板桥凹陷沙三段地层埋深在3500~4500米,R0为0.65~1.2%,属于成熟阶段,凹陷中心埋深可达4500~5000米,推算R0可达1.2%~1.6%左右,处于高熟~过成熟阶段;沙一中地层埋深大部分小于3000米,R0约为0.4%~0.5%左右,属于未成熟~低成熟阶段,凹陷中心埋深达2800~3600米,R0为0.5%~0.75%,属于低熟~成熟阶段。
2)烃源岩空间展布及形状。
在板桥地区沙三1和沙一中的烃源岩展布图(图1)上可以看出,沙三1烃源岩厚度从凹陷边缘向中心递增,在斜坡区厚度为300-400米之间,向凹陷中心烃源岩厚度可达500米。由于湖盆范围扩大,沙一中烃源岩(图2)厚度略大于沙三1,展布范围也较广。斜坡区烃源岩厚度在200-300米之间,凹陷中心烃源岩厚度可达600米。巨厚的生油岩为板桥凹陷大量生烃奠定了基础。
油气从生油凹陷向外运移过程中,其优势取向是势能降低梯度最大的方向,并不是均匀地向四周扩散。而生油凹陷的形状是影响势能变化的主要原因之一。根据国内最近对生油凹陷形状影响排烃方向研究结果表明:生油凹陷形状不同,其排烃方向不同。油气运移指向不同。因而研究烃源岩的形状是研究油气优势运移方向的必不可少的前提。
板桥凹陷为一箕状断陷盆地,在沙三1沉积时期,增福台凸起没有形成,板桥凹陷的烃源岩为一个整体,呈长条状展布,长轴方向为东北—西南向,平行于沧东断裂走向,长轴方向的中心紧紧靠在沧东断裂的根部。受沧东断裂转折影响,在板桥凹陷西缘,地层向北抬起,长轴方向也随之改变为北西—东南向。在沙一中沉积时期,受沧东断层的差异活动及沈青庄构造抬升双重作用,增福台凸起形成,从而将板桥凹陷分为两个次凹陷,东凹陷形状与沙三段沉积时期板桥凹陷的长轴方向相同,而西凹陷受沧东断层转折的影响,形状近椭圆形,长轴方向为近东西向,短轴方向为近南北向。
2 断裂特征
断裂是油气从深层向上部储集层运移的主要通道,起到沟通生烃凹陷与油气聚集单元的作用。因此,分析板桥西斜坡是否存在连接生烃凹陷与圈闭的断层,以及这些断层在生油岩排烃期是否为有效的运移通道,是勘探工作中的重要环节。
1)断裂发育特征。
区内主要发育两组方向的断裂,一组为平行于刘岗庄断层的近东西向的同沉积断层,剖面为“Y”型,倾角缓,延伸远1.5~17千米。是由于沧东断裂翘倾作用形成的生长性断层。沙三沉积时期开始形成,馆陶沉积时期逐渐消退,东营组活动强度最大,横穿板
桥西斜坡。另一组断层近南北走向,剖面上呈花状构造,倾角陡,延伸短1~5千米,位于沧东断裂转折处,由于断块活动速度不同,形成的调节性断层。活动集中在沙一中沉积时期,东营沉积时期结束。均终止在东西向断层上。
2)断裂的活动期与凹陷排烃期的配置关系。
板桥西斜坡近南北向断层形成主要集中在沙一中到东营组沉积时期。生油凹陷的排烃深度在1700~1800米左右,也就是馆陶沉积时期,南北向断层活动期与生油凹陷排烃期不吻合,不具备成为油气运移通道的条件。当油气运移至南北向断层时,因为封闭性好,对油气起阻挡作用。
近东西向断裂活动时期早,活动持续时间长,在馆陶组沉积时期仍具有活动性,此时的沙三段烃源岩开始排烃,断层活动期与烃源岩排烃期同处于馆陶沉积时期,配置关系好,因此东西向断层成为油气纵向运移的有效通道。
3 储层特征
板桥西斜坡沙三沉积时期,受西部沈青庄物源控制,发育了大型扇三角洲沉积。地层厚度大,在400到2000米,分布范围广,储层主要集中在沙三2、沙三3,生油岩位于其顶部或砂泥交互存在,剖面组合好,使泥岩排烃效率高。扇根、扇中、扇端特征明显,扇中和扇端的砂体经过远距离的搬运,分选程度高、物性好;沙三段沉积末期到沙二段沉积前,沈青庄凸起开始发育,形成于沙一中沉积前。使得沙二和沙一下地层受沈青庄凸起影响被剥蚀,地层厚度仅剩几十米;沙一中沉积时期,由于沈青庄凸起的形成,主要受局部(钱圈)物源影响,发育小型扇三角洲沉积。砂体分布范围局限,平面呈舌状,并且从扇根迅速过渡到扇端,终止在沈青庄凸起的斜坡上。剖面上砂层在物源根部厚,向沈青庄凸起推进过程中,相互叠置,形成多期上倾尖灭砂体。砂岩百分含量高,物性好,不仅是良好的油气储集层,也是油气侧向运移的疏导层。 4 流体势场研究
流体势是地下孔隙油气流动的主要动力,它决定了油气运移的方向,并最终影响了油气的富集程度和富集部位。进行古流体势分析,目的是搞清盆地流体在各地质时期的流体势能分布情况,根据流体有由高势区向低势区聚集的特性,通过研究流体势的变化,分析油气优势运移方向和有利聚集区。
通过对工区内针对沙一下生油岩在馆陶组沉积前和现今流体势分析,可以从图上看出,在馆陶组沉积前和现今两个时期,板桥西凹陷为明显的高势区,而沈青庄地区为低势区,由凹陷向沈青庄地区为流体势梯度最大方向,也就是流体优势运移方向,板桥西斜坡为油气运移区,为油气优先聚集区,成藏条件好。
5 基本地质条件的空间配置与油气优势运移取向的关系及潜力区
1)生油凹陷与油气优势运移取向关系。
通过对不同时期板桥凹陷形状的分析,发现在板桥地区已探明油气藏的分布,与板桥凹陷形状密切相关,大多位于板桥凹陷短轴指示的方向上。在板桥西斜坡沙一和沙三沉积时期,凹陷短轴方向均指向南面的缓坡段方向。也就是说,板桥西斜坡油气优势运移指向为凹陷南面缓坡段,与烃源岩有较大接触面的方向上。
2)断裂的活动期与油气运移期的配置关系。
从板桥西斜坡生油凹陷与油气优势运移的关系得出,油气优势运移取向为南面缓坡段,当油气从凹陷沿疏导层向南运移到南北向断层,因为断层封闭性好,对油气起阻挡作用,使其无法进入高部位的沈青庄构造,油气只能沿疏导层横向运移,从而聚集在斜坡区构造位置相对较低的缓坡段。
近东西向断裂活动时期与烃源岩排烃期吻合,是油气垂向运移的运移通道。如距离生油凹陷最近的60井断层,东西向延伸17千米,处于沙三段成熟生油岩范围内,油气可直接沿断层向上运移。沙一段成熟生油岩范围较小,油气可沿疏导层及60井断层进行阶梯状运移。60井断层西端发育了多条南北向和东西向断层,是由于沙一中沉积时期沈青庄凸起挤压形成的调节性断层,阻碍了油气运移,使得油气在60井区大量聚集,形成多目的层油气聚集区(图3)。
3)储层分布与油气优势运移取向关系。
受北大港古隆起的影响,地势北低南高,生油凹陷位于板桥西斜坡的最北边,紧邻沧东断裂,油气从凹陷排出后,顺西南方向运移至斜坡区的缓坡段,除被南北向断层阻拦外,沙一中地層还受岩性尖灭带的控制,将油气大都聚集在斜坡区的舌状砂岩岩相变化带中,从而形成油气藏富集区。
6 结论
1)板桥西斜坡生油岩厚度大,生烃能力好,为生成大量油气提供了物质基础。生油凹陷为椭圆形,短轴方向为油气优势运移指向,既板桥西斜坡的缓坡区方向为油气优势运移指向区。
2)板桥西斜坡存在两种断层,长期活动的东西向活动性好的断层,连接了烃源岩与储集层,油气沿断层进入储集层;南北向活动性差、封闭性好的断层,将油气有效的遮挡在砂体有利相带内。
3)板桥西斜坡生、储、盖三者紧邻,沉积时间连续;生油层与储油层形成面接触,配置关系好,生成的油气可充分的排向储集层。为油气有利聚集区。
4)流体由高势区流向低势区,变化梯度最大方向为流体运移的优势方向。板桥地区流体势分析表明,板桥西斜坡南面为油气运移的优势指向区。
5)板桥西斜坡烃源岩油气优势运移指向区为南面的缓坡段,断裂及储层将油气有效的控制在这一地段,三者的空间配置关系紧凑,为成藏提供了地质条件。
参考文献
[1]罗晓蓉,雷裕红,等.油气运移输导层研究及量化表征方法[J].石油学报,2012,33(3):428-436.
[2]金之钧,张发强,等.油气运移研究现状及主要进展[J].石油与天然气地质,2005,26(3):263-270.
[3]张发强,罗晓蓉,等.石油二次运移模式及其影响因素[J].石油试验地质,2003,25(1):69-75.
[4]顾忆,邵志兵,等.塔河油田油气运移与聚集规律[J].石油试验地质,2007,29(3):224-237.
[5]马中良,曾溅辉,等.稳态充注下输导层交汇处油气运移路径的选择性[J].石油试验地质,2012,34(1):89-98.
作者简介
付东立(1972-),女,河北人,大港油田勘探开发研究院,高级工程师,研究方向:综合含油气评价。
韩国猛(1973-),男,河北人,大港油田勘探开发研究院,高级工程师,研究方向:综合含油气评价。
成小平(1962-),女,湖北人,大港油田勘探开发研究院,助理工程师,研究方向:化验分析。
杨姝蔚(1980-),女,河北人,大港油田勘探开发研究院,中级工程师,研究方向:构造分析。