江汉平原中、上古生界油气立体勘探条件分析-以越舟湖地区为例.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9 年8 月第3 l 卷第4 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I A u g ． 2 0 0 9 V o 1 ． 3 1 N o ． 4 2 3 江汉平原 中、上古生界油气立体勘探条件分析 以越舟 湖地 区为例 胡晓凤 ，王韶华 ，盛贤才 ’ 一一 一一 ．． 。 江汉油田分公司勘探开发研究院， 湖北潜江4 3 3 1 2 4 李志祥 ，郑爱萍 ，刘琴～～ ～ “ ～ 一 [ 摘要]江汉平原的越舟湖地区具有 “ 圈闭叠置、多源充注、储层发育、封存箱复合”等油气成藏特 点。 通过地震 资料精 细解释 与圈闭描述 ，越舟 湖构造 中、古生界构造 呈镜像 关联 ；应用 白垩 系原 油 与二叠 系、 三叠 系原 油特征对 比 以及原 油与烃 源岩生 物标 志 化合 物、 同位素 系列特 征对 比，并结合油 气纵 向运 移特 征等 方法分析认为 。 白垩 系原 油来 自上覆下 第三系、下伏上 三叠 统一 下侏 罗统、三叠统 大冶组等 多套烃 源 层；地质 与地震相 分析，提取 了识别 储层敏 感属 性，预 测 白垩 系、石 炭系储 层优 良；流体 封存 箱评 价技 术分析认 为，中生界 白垩系简单封存箱 型油气成 藏模 式与上 古生界 叠置 封存箱 型油气成藏 模式 并存。 因 此，越舟 湖地 区具备 中、上古 生界油气立体勘探基本条件 。 [ 关键词]越舟湖；圈闭；多源充注；封存箱；成藏模式；立体勘探 [ 中图分类 号]TE l 2 1 ． 1 [ 文献标识码 ]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 0 9 O 4 0 0 2 3 一O 5 越舟湖地 区位于江汉平原的沔阳以南 、汉河 口以北地区。中生界构造位置跨属越舟湖一 姚家 台向斜 、 刘家台一 峰 口向斜 以及西流河一 汉河 口隆起带 图 1 。 图 1 越舟湖地 区中生 界构 造区划 该 区发育古 近 系新 沟 咀 组 E x 、上 三叠统 T。 一 下侏 罗统 J 、下三 叠统 T。 、二叠 系 P 、 [ 收稿日期]2 0 0 9 0 40 6 。 [ 基金项目]中国石油化工股份有限公司项 目 P 0 1 0 l O 。 [ 作者简介]胡晓凤 1 9 6 3一 ，女 ，1 9 8 7年大学毕业 ，高级工程师 ，现 主要从 事石油地质 及油气勘探方面的研究工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 4 石油天然 气学报 江汉 石油学院学报 2 0 0 9年 8月 下志留统 S 。 龙马溪 组 S 1 等 5套烃源层。发育自垩系渔洋组 Ky 、下三叠统大冶组 T d 和 嘉陵江组 T j 、下二 叠统茅 口组 P m k上石炭统黄龙组 C 。 h 等 4套储层 ，其 中以白垩系渔洋组 和上石炭统黄龙组为主 。存在 白垩系一 古近系、上三叠统一 侏罗系区域盖层及下三叠统嘉陵江组 、上二叠 统吴家坪组 P w一 大 隆组 P d 、下二叠统栖霞组 P q 一段直接盖层，为江汉平原油气立体勘探 奠定 了一定基础。笔者 着重 以越舟湖地区为例分析中、上古生界油气立体勘探条件 。 1 中、古生界构 造圈闭叠置 ，呈镜像关联 依据构造成因[ 1 ] ，越舟湖地区中、古生界可划分为两套构造体 系[ 2 ] 。其一为早燕 山期挤压环境下形 成的逆冲构造体系，主要分布于前 白垩系；其二为晚燕山一 喜山期拉张断陷环境下形成的块断构造体 系， 主要分布于中、新生界地层 中，如越舟湖构造 。越舟湖 构造 中的中、古生界构造呈镜像关联 图 2 。 中生界块断构造主要受晚燕 山期 以来发育的①号断层 陈家湾断层 、②号断层 开先 台断层控制 ， T K反射层圈闭面积 1 1 ． 8 k in ，高点埋深为一1 7 5 0 m，幅度为 6 5 0 m；古生界逆 冲构造主要受早燕 山期南 北对冲走滑活动控制 ，构造走向为北东 向，其分布西至越舟湖 ，东至彭场 ，为受越舟湖③号断层 越舟 湖断层和④号断层 西湾断层控制 ，北倾 的长轴型断鼻 圈闭，东西长约 1 2 k m，南北宽约 1 ． 8 k m。 TD反射层圈闭面积 1 2 ． 8 k in。 ，高点海拔为一3 7 5 0 m，圈闭幅度 5 0 0 m。 图 2 3 5 0 ． 2测线地震地质解释 时间剖面图 2 自垩系油藏为陆相 、海相烃源岩多源充注 ￡ ＼ 越舟湖地区沔 3 1井 白垩系原油油源对比分析认为 ，白垩系原油油源来 自上覆古近系新沟咀组以及 下伏上三叠统一 下侏罗统 、三叠统大冶组等多套烃源层 。 2 ． 1 白垩 系原油 与烃 源岩 生 物标 志化 合 物特 征对 比 在常规的油源对比方法和指标进行筛选的基础上 ，认为芳 香化合 物对 比效果较好 。分析表明 ，沔 3 1 井 白垩系 K原油具有明显的菲优势 ， 且不含芳香 甾烷和脱羟基维生素 E 表 1 ； 从 “ 三芴”系列 表 1 越舟 湖地区及周缘原油与烃源岩芳烃 类组分对 比表 井号 层位 样 品 常规芳香类化合物含量／ 其他化合物含量／ 菲 F 蒽 N 芴 F 氧芴 OF 硫芴 S F 芳香甾 脱 羟基维 生素 E 沔 3 1 K 油 洪 3 2 E x 油 沔 3 1 E x 泥岩 彭 3 J 1 泥 岩 彭 3 J 1 含煤 彭 3 T 3 泥 岩 夏 4 T 3 泥 岩 烯 一 弘 蝎 惹 一 L 仉 N一 ∞ ∞ ∞ 萘 一 m m 互 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 1卷第 4期 胡晓凤等 江汉平原中 、上古生界油气立体勘探条件分析 相对含量来看 ，沔 3 1井白垩系原油具有明显的芴优势 ，这些特征都与上三叠统一 下侏罗统烃源岩类似 。 2 ． 2 白垩 系原油 与烃 源 岩 同位 素 系列特征 对 比 碳同位素是判别油源的最重要 的指标之一[ 3 ] 。沔 3 1 井 白垩系原油碳 同位素 一2 4 ． 6 4 ％ o 除与丰 1 井上三叠统灰色泥岩干酪根碳同位素 一2 4 ． 5 1 ‰接 近外 ，还与牌参 1 井下 三叠统大冶组 T d 深 灰色泥灰岩干酪根碳 同位素 一2 4 ． 6 7 ％ 0 接近 表 2 ，表明该原油除与上三叠统一 下侏罗统有着较好 的亲缘关系外 ，不排除来 自下三叠统大冶组烃源层 的可能。 表 2 越舟湖地区及周缘碳 同位素数据表 井号 层位 样品 8 。 C ／ ‰ 井号 层位 样品 8 ”c ／ ‰ 沔 3 1 井 K 原 油 一2 4 ． 6 4 丰 1井 T 3 灰色泥岩 一z 4 ． 5 1 彭 3井 J 1 深灰色泥岩 一2 3 ． O 4 丰 1井 P 2 灰黑色碳质泥岩 --2 6 ． 3 8 彭 3井 J 1 碳质泥岩 一2 3 ． 7 5 丰 1井P 1 m 深灰色灰岩 一2 6 ． 6 5 彭 3井 J 1 含煤泥岩 一2 3 ． 7 O 丰 1 井P 1 q 深灰色灰岩 一2 8 ． 1 8 夏 4井 T 3 灰黑色碳质泥岩 一2 4 ． O 4 牌参 1 井 J 1 黑色碳质泥岩 一2 3 ． 4 4 夏 4井P 1 q 深灰色灰岩 一z 7 ． 9 1 牌参 1 井T1 d 深灰 色泥灰岩 一2 4 ． 6 7 2 ． 3 油气纵 向运移的地化指标参数特征对比 从表征油气纵向运移的地化指标参数特征看 ，不 同埋深油样地化指标存在差异 ，由浅 1 5 5 6 ． 5 ～ 1 5 7 8 m到深 1 6 5 3 1 6 5 9 ． 6 m ，正构烷烃主峰碳数降低 主峰碳数由 C 、C 降低 为 C 、C ，轻 重 比值 n C fi ／ n C 去 增高 由0 ． 5 4增高至 3 ． 0 5 ，原油芳烃含量减少 由 2 1 ． 6 降低至 6 ． 3 6 ，饱和烃／ 芳烃相对增大 由 2 ． 7 5增加到 1 2 ． 6 ，表明原油可能是 自上而下运移的，即油源可能部分来源于上伏 古近系新沟咀组烃源岩。 3 地质与地震储层预测分析表明白垩系渔洋组、石炭系储层发育 3 ． 1 白垩 系 渔洋 组 3 ． 1 ． 1 地 质 分析 越舟湖地区自垩系渔洋组 自下而上划分为渔一段 、渔二段和渔三段L 4 ] 。其 中 ，渔三段 以冲积扇沉 积为主 ，物源来 自东部和北部 ；渔二段为河流相沉积，物源来 自东部和北部 ；渔一段为滨浅湖亚相型沉 积 ，除继承性的东部 、东北部物源外 ，新增西北部物源。白垩系储层砂岩总体展布面积大，以渔三段最 明显 ，砂体厚度大、分布广、延伸远，而渔二段 、渔一段砂体总体厚度减薄 、分布局 限。 白垩系储层孔隙度范围值为 2 ． 6 ～2 6 ． 7 ，渗透率范 围值为 0 ． O 1 ～ 1 6 1 2 x 1 0 t i m。 。受沉积 作用等因素影响，储层物性具有如下特征 ①北部、东部物源砂体物性相 当，近物源处物性好 ，远离物 源处物性差 。②河道亚相砂体的河道填积砂岩和边滩砂岩物性 较好 ，其孔 隙度平均值分别为 2 O ． 7 和 1 0 ． 9 ，渗透率分别为 3 1 4 1 0 ti m 和 1 1 9 ． 6 1 0 ti m ，属 中孔 中渗储层 ；扇 中亚相砂体 中的漫流 带砂岩物性较差 ，孔隙度为 1 5 ． 0 ，渗透率为 3 ． 2 3 1 0 ti m ，属 中孔低渗储层 ；滨浅湖亚相的滩砂、 河道亚相的心滩物性更差 ，属低孔低渗储层 ；扇中亚相砂体的辫流线及河道亚相的河底滞 留沉积砾岩物 性最差 ，其孔隙度平均值仅为 1 ． 3 和 2 ． 6 ，渗透率平均值仅为 0 ． 0 6 5 1 0 ti m 和 0 ． 0 7 9 1 0 ti m ， 属非储集层。③砂岩储层非均质性强 。同一砂体由于沉积环境的微小差异 ，可导致粒度 、泥质含量 、孔 隙度的不同 ，形成 了砂体 横 向的强非 均质性 ，如沔 3 1井和沔 3 1 1 X井相距 很 近，沔 3 l井 油层井段 l 6 5 3 ． 0 ～ 1 6 5 4 ． 2 m、l 6 5 8 ． 6～ 1 6 5 9 ． 6 m 分 别 对 应 于 沔 3 1 1 X 井 1 8 5 8 ． 2 2～ 1 8 6 0 ． 0 9 m 和 1 8 6 4 ． 8 ～ 1 8 6 6 ． 3 3 m，由于 物性 变差 ，由油层 变为 干层 。 3 ． 1 ． 2地 震预 测 应用 6种储层敏感属性 弧长平面 、平均反射强度 、最大波峰 、平均绝对振幅、均方根振 幅、平均 波峰预测 白垩系渔洋组储层横 向展布 ，结果显示存在低值异常和相对高值区，横向上虽变化较频繁 ， 但位置相对 固定 ，一致性较好 ，低值异常区仍与储层发育区相对应 ，其中沔 3 1井、沔 3 3井一带均为储 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9 年 8 月 层发育有利 区，而低值异常最明显地 区当属沔 9井一 沔 1 3井一 沔 3 O井区一带 。对 渔洋组进行了波阻抗反 演计算 ，将平均波阻抗值与单井储层资料对比研究 的结果显示储层表现为相对 低阻，沔 3 1井以东地区 大部表现为相对低阻抗 。将阻抗、地震属性 与地层岩性等资料综合对渔洋组的储层厚度进行预测 ，结果 表明沔 3 l井、沔 3 4井 、沔 3 3 井一带储层预测厚度在 1 5 0 m左右，横向非均质性较强。 3 ． 2石炭 系黄 龙组 3 ． 2 ． 1 地质 分 析 石炭系黄龙组可明显分出下部云岩段和上部灰岩段 。石炭系黄龙组 云岩段分布稳定 ，越舟湖周缘已 钻探井 中黄龙组云岩段均有储层存在 ，储层厚 2 0 ． 4 ～4 0 ． 5 m。根据周缘 已钻探井黄龙组储层展布情况 ， 推测越舟湖地 区黄龙组云岩段储层较发育，厚度约 2 0 3 0 m， 灰岩段储层 可能存在 ，厚度约 2 0 m左右， 总的储层厚度约 4 0 m左右，孑 L 隙度平均值在 4 左右 ，为储层发育有利区。 根据储集空间类型可将越舟湖周缘黄龙组储层分为裂缝一 孔隙型 、孔隙一 裂缝型。越舟湖周缘丰 1井 黄龙组发育 8 m厚 的 “ 针孑 L 状云岩” ，为裂缝一 孔隙型储层 ；岳参 2井黄龙组云岩段底部溶蚀孔洞发育， 储层类型为裂缝一 孑 L 隙型；夏 4 井云岩段发育 “ 针孔状云岩” ，溶蚀孔洞 、裂缝较发育 ，为裂缝一 孔 隙型 储层 。 3 ． 2 ． 2地 震 预测 应用 4种储层敏感属性 弧长平 面、平 均波峰振幅、均方根振幅、平均反射强度预测 ，结果表 明，沔 3 1井一 沔 3 4井一带以南为相对低值区 ，低值 区对应 于储层发育 区，且云岩段是 主要储层发育层 位 ，储层厚度预测结果表明厚度 2 5 ～3 5 m 左右 。沔 3 1井一 沔 3 4井一带 以北储层存 在，但发育相对较 差。波阻抗反演结果 ，储层发育区为平均波阻抗低值 区，沔 3 1井以东为储层发育区。储层厚度预测结 果显示沔 3 1 井 区一带储层厚度相对较大 ，彭场以北储层厚度相对较大。 4 中生界简单封存箱型油气成藏模式与上古生界叠置封存箱型 油气成藏模式并存 封存箱概 念的产生 ，起 自异常压力带的分布特征[ 6 ] ，但封存箱的压力状态既可是异常高压或异常低 压，也可 以是正常压力 ，异常压力封存箱只是封存箱的一种类型 ，而不是惟一的形式L 7 ] 。以封存箱结构 可划分为简单封存箱和叠置封存箱 ；从油气来源可划分为 自源和他源[ 8 ] ；以油气输导体系中油气充注 途径可划分为垂 向和侧向m] 。由于越舟湖地 区属于常压地 区，因此 ，封存箱的划分主要考虑封存箱结 构、油气来源以及油气输导体系中油气充注途径等 因素 [ 1 ，越舟湖地区封存箱可划分为简单封存箱型 油气成藏模式 与叠置封存箱型油气成藏模 ，封存箱型成藏模式包括 自源一 垂向排烃和他源一 垂向排烃和他 源一 侧 向排 烃 。 4 ． 1 中生界 白垩 系 简单封 存箱 型成 藏模 式 中生界 白垩系封存箱由单一白垩系封存箱所构成。该封存箱不具备烃灶 ，烃源为他源 ，烃源来 自上 覆古近系新沟咀组以及下伏上三叠统一 下侏罗统 、三叠统大冶组等多套烃源层。油气充注途经主要有两 种 其一 ，通过断层或高渗储集体等输导体系从三叠系一 侏罗系煤 系烃源层垂 向运移 至封存箱；其二 ， 通过断层与封存箱内储集体对接侧 向运移而至 。前者可 以形成封存箱 型他源一 垂 向排烃油气成藏模式 ， 如沔 3 1 井 白垩系油藏。后者可以形成封存箱型他源一 侧向排烃模式。 白垩系封存箱的顶板、底板和边板分别由古近系 、侏罗系一 中三叠统巴东组盖层 以及开先台、陈家 湾断层等所构成 。顶板古近系膏质泥岩 、泥岩厚度 5 4 8 m，底板侏罗系一 中三叠统 巴东组煤系泥岩厚度 4 0 0 m；根据相邻钻井所测原始地层压力与深度的相关性 以及声波时差法 ，预测该封存箱压力系数 0 ． 9 2 。 白垩系地层水 矿化度 4 4 ， 8 ～8 4 ． 1 g ／ L，而顶板古近系地层水矿化度 2 6 g ／ L，封存箱 内具有相对独立的水 文 系统D z 5 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 1 卷第 4期 胡晓凤 等 江汉平原 中、上古生界油 气立体 勘探条件分析 4 ． 2 上 古 生界 叠 置封 存箱 型成藏 模式 上古生界封存箱 由多个封存箱 嘉陵江组一 大冶组 、茅 口组一 栖霞组、石炭系叠置构成。该封存箱 烃源既有 自源又有他源。其中，茅 口组一 栖霞组封存箱烃源为 自源 ；嘉陵江组一 大冶组封存箱、石炭 系封 存箱的烃源为他源，烃源分别来 自二叠系和下志留统 。油气充注途径主要通过高渗储集体以垂向运移至 封存箱 。因此 ，预测嘉陵江组一 大冶组封存箱可形成 自源一 垂向排烃油气成藏模式；茅 口组一 栖霞组 、石 炭系封存箱可形成他源一 垂向排烃模式。 1 嘉陵江组一 大冶组封存箱 顶板、底板和边板分别 由侏罗系一 中三叠统 巴东组、嘉 陵江组、上二 叠统大隆组一 吴家坪盖层及其开先台、西湾断层等所构成。顶板侏罗系一 中三叠统 巴东组 、嘉陵江组膏岩 厚度分别为 4 0 0 m、1 0 m左右 ；底板上二叠统大隆组一 吴家坪组泥质灰岩和碳质泥岩厚度一般为 2 0 m；预 测压力系数 0 ． 9 6 。嘉陵江组一 大冶组地层水矿化度 6 6 ． 8 g ／ L 夏 4井 ，属于交替停滞带 封存 区 ，推 测封存箱 内具有独立 的水文系统。 2 茅 口组一 栖 霞组封存箱 顶板 、底板和边板分别 由嘉陵江组一 大冶组封存箱底板 、下二叠统栖霞 组一段盖层及越舟湖 、西湾断层等所构成。底板下二叠统栖霞组一段泥质灰岩 、碳质泥岩厚度一般小于 1 0 m。预测封存箱压力系数 0 ． 9 9 。茅 口组一 栖霞组地层水矿化度 2 7 ． 3 ～4 1 ． 3 g ／ L 牌参 1井 ，属于交替 阻滞一 交替停滞带[ 1 。 ，推测封存箱 内具有相对独立的水文系统[ 1 引。 3 石炭 系封存箱 顶板 、底板和边板分别 由茅 口组一 栖霞组封存箱底板 、志留系盖层及越舟湖 、西 湾断层等所构成。其中志 留系泥质厚度由区域资料推测大于 1 2 0 0 m；预测该封存箱压力系数 1 ． O O 。石 炭系地层水矿化度 3 2 ． 7 g ／ L 海 1 2井 ，属于交替阻滞一 交替停滞带 ，推测封存箱 内具有相对独立的水 文系统 。 5 结 语 江汉平原越舟湖地区中、上古生界圈闭叠置 ，呈镜像关联。白垩系具有上覆下第三系 、下伏上三叠 统一 下侏罗统以及三叠统大冶组等多套烃源层的多源充注。地质与地震相预测分析，中生界 白垩系与上 古生界石炭系储层优 良，预测白垩系储层厚度在 1 5 0 m左右，石炭系储层厚度在 2 5 ～3 5 m左右。中生界 白垩系简单封存箱型油气成藏模式与上古生界叠置封存箱型油气成藏模式并存。因此 ，江汉平原越舟湖 地区具备中、上古生界油气立体勘探基本条件。 [ 参考文献] [ 1 ]唐斌 ，张涛 ，朱勇 ，等 ．中扬子海相三维地震资料处理方法与效果分析[ J ] ．勘探地球物理进展 ，2 0 0 8 ，3 1 1 ；6 9 ～7 2 ． [ 2 ]李 昌鸿 ，刘新 民，付宜兴 ，等 ．江汉平原区中、古 生界构造特 征及演化 [ J ]．地质科技情 报，2 0 0 8 ，2 7 2 3 4 ～3 8 ． [ 3 ]张中宁，刘文 汇，王作栋 ，等 ．塔北隆起深层海相油藏 中原油 及族组分 碳 同位 素组成 的纵 向分布 特征及 其地质 意义[ J ]．沉积学 报，2 0 0 8 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