江陵凹陷不同期次断层与油气成藏的关系.pdf

石油天然气 学报 江 汉石 油学 院学报2 0 1 4 年 7 月 第 3 6 卷 第 7 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 J u 1 ． 2 0 1 4 V o 1 ． 3 6 N o ． 7 2 7 江 陵 凹陷不 同期次 断层与油气成 藏 的关 系 陈金荣 中石化江汉油田 分公司 勘探开发 研究院， 湖北武汉4 3 0 2 2 3 施昭彤 中国石油大学 北京地球科学学院， 北京1 0 2 2 4 9 黄华 ，彭伟 ，陈晓 中石化江汉油田 分公司 勘探开发研究院， 湖北武汉4 3 0 2 2 3 [ 摘要]江陵 凹陷 目前发现 的油气藏 主要是沿着构造 脊和断裂带分布 ，其运移 与聚集 同断层 的活动 密切相 关。通过分析断层的展布特征和主要活动 时期 ，结合烃 源岩 等研 究成果 ，深入 剖析 了断层 活动 与油气 的 运移 、聚集之 间的配置关 系。研 究认 为 ，早 于古近 系沙 市组 、新 沟嘴 组、荆 沙一 潜 江组 沉积期 发育 的 断 层 ，所控制 的圈闭有利 于油气成 藏；古近 系沙市组、新沟嘴组、荆沙一 潜江 组沉积期 发育 的并持续运 动至 古近 系的断层 ，所控制 的圈闭不利 于油气成藏；新近系发育的逆断层破坏油气藏 。 [ 关键词]江 陵凹陷；断层活动；油气分布；构造圈 闭 [ 中图分类号]T El 2 2 ． 1 [ 文献标志码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 4 0 7 0 0 2 7 0 5 l 区域地质 江 陵 凹陷位 于江 汉盆 地 的 西南 部 图 1 ，面积 约 6 5 0 0 k m。 ，为 盆 地 内最 大 的 次级 构 造 单 元 ，是 在 前 白垩 系基 底上 发育 起来 的 断坳 型沉 积 凹陷 。研 究 区 陆源 碎 屑 岩 主 要 形 成 于河 流 一 三 角洲 一 湖泊 沉 积 体 系 ，烃源岩为古近 系新 沟嘴组下 段 E x 的暗色泥 岩，白垩 系和古 近 系新沟 嘴组 E x 、荆 沙组 E j 、潜江组 E q 发育的砂岩和火成岩共 同构成了区内的储集岩体 。结合多期构造运动 ，研究区共 形成了 4套勘探层系和多种成藏组合模式 。 ‘ 图 1 江陵 凹陷构造位 置图 [ 收稿 日期]2 0 1 40 1 0 7 [ 作者 简介]陈金荣 1 9 6 5一 ，女 ，1 9 8 9年大学毕业 ，高级工程 师，现主要从事石油地质勘探和综合研究。 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 然气地 质 2 O l 4年 7月 2 油藏分布特征 通过对江陵凹陷 1 7个油藏进行分析发现，其分布规律主要体现在以下 2个方面 ①构造隆起的背 景上，油层主要分布于新沟嘴组下段 工、Ⅱ油组 E x I 、E x 顶部和与之横 向邻接 的白垩系 ；②油气 聚集受构造控制 ，多沿构造顶部分布 ，位于断层两侧 图 2 ，表明断层可 以作为油气运移的通道，其 两 盘 的构造 圈 闭可 以优先捕 获 油气 ，断裂 体系 控制着 油气 富集 部位 和分布 范 围 。由此可 以看 出 断 层在 江 陵 凹陷油 气成 藏 中起着关 键性 的作 用 ，油气 的聚运 与 断层 的活动及 发育 期次 密切 相关 。 3 断层特征 图 2 江陵凹陷断层与油气藏分布关系图 江陵凹陷自自垩纪以来断层活动频繁，火山岩体发育，盐岩分布广泛，经历了多期构造运动 ，形成 了其独特的断层组合样式 。不同时期 、不 同性质的断层在时间和空间上对油气成藏及分布有着不同的控 制 作用 。 江陵凹陷受多期构造应力及强 烈底辟作用影 响，主要有 4组断层 ，分别 为晚 白垩纪 ～沙市组 E s 沉积期发育的北西～ 北北西向断层 、E x沉积期发育的北北东、东西向断层 、E j ～E q沉积期发育的 北东向断层以及晚古近纪发育的北东东 向断层 。北东和北东东 向断层 主要发育于研究 区的中部和东南 部 ，北北东 向断层主要集中于凹陷的西部 ，而北西一 北北西 向断层只发育于凹陷的中北部。 4 断层发育期次和活动规律 区内断层展布特征是历经多次构造运动的最终结果。长期发育的一级断层如纸厂河断层，二级断层 如问安寺 、纪山寺 、清水 E I 断层控制了凹陷的沉降。断层活动具有继承性 ，主要活动期为白垩系～沙市 组下段 E S L 、E j 沉积期 。大多数三级断层如万城、陵北 、李埠、弥陀寺、资北、资南、公安、天鹅 洲 、复兴场等断层主要活动期为 E j 沉积期 ，少量为 E q沉积期 。其中，万城断层在凹陷中是一条极为重 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 6卷第 7 期 陈金荣 等 江陵 凹陷不 同期次断层与 油气成藏的关系 要 的 三级 断层 ，纵贯 凹陷西部 ，具 有 活 动 时 间长 、切 开 层 位 多 、断 距 大 的特 征 ，对 E s 、E x和 E j 均 有 明显 的控制 作用 图 3 。 ． 通 过分 析上 述断层 纵 、横 向演 化特 征表 明 ，区 内断层 的主 要发 育期 与断层 展 布方 向存在 一定 的 内在 联系。Nw 向断层 如清水 口断层等 、近 S N 向断层 如天鹅洲 断层等发育最早 ，主要活动期为 白 垩 系～ E s 沉积 时期 ，E j 沉 积 时 期 ；近 E W 向断层 如 纪 山 寺 、公 安 断层 等 活 动 时 间 稍 晚 ，为 Es 、 E j 沉 积 时期 ；而 NE 向断 层 如资 北断 层等 活动期 集 中于 E j 沉积 时期 ； NE向三 级断 层 如陵 北 、盐 卡南 、盐 卡北 断层 等 及 四级断 层 ，主要 活动期 为 E q沉 积 时期 ；区 内发 育最 晚 的是 逆 断层 ，主要 活 动 期 为新 近 系早 期 图 3 。 5 烃 源岩演化 图 3江 陵凹陷现今主要断层分布 图 从 E x 。 烃源岩有机质热演化 图 图 4 可见 ，烃源岩在 E q沉积早期 4 8 ～4 6 Ma 进人生烃 门限 ， 埋 深 1 9 0 0 2 5 0 0 m；在 E q沉 积 中 晚期 4 5 ～ 4 1 Ma 进 入 成 熟 阶 段 ，埋 深 2 2 0 0 ～2 9 0 0 m，油气 开 始 运 移 、充注；在新近系荆河镇 组 N j 抬升 剥蚀前 3 3 ～3 0 Ma 部分 进入 高成熟 阶段 ，埋深 最 大达 4 4 0 0 ～4 5 O 0 m， 油气开始大量运移和充注 。由此可知 ，生烃洼陷主要排烃期在 E q中后期至 N j 沉积时期 ， 而 区 内圈闭 多形成 于 E j 期 ，早 于排 烃期 ，同时 位 于排 烃 期 内的储 集 层 物 性 相对 较 好 ，故 有 利 于油 气 的 聚 集 成藏 。 6 断层活动时间与油气成藏的关系 研究区 E j E q沉积时期和古近纪早期发育断层数量多 、规模大，在剖面上大致分为 2种类型 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 然气地 质 2 0 1 4年 7月 古 年龄／ M a 上 6o．2 5 6 53 50． 5 45 42．5 32 2 ．6 0 深 源 储 盖 覆 I 古近纪 J 新近纪 第四 纪 地 层 单 元 度 ／ m 岩 层 层 岩 K l E s IE X L I E X ． 1 E j E q 。 l E q 。～ 3 l E h I N Q 层 、|t| ＼ ＼ { ／ ＼ Q N f一 ＼ | { I ＼ ＼{ ／ ＼ E h - 5 0 0 E ql ] ．1 0 0 0 E q ． -1 5 0 0 ⋯ 々’ ＼ ＼ ＼ 2 0 0 0 l 『 _ 7 、 ■ E j 0 8 ＼ ＼ D， 0 ／ ／ ＼ V l 3 一、 ≤ ．2500 1 ．0 ＼ R ／ ％ ／五 、 一 、 I 、 二 、 、 ‘3 0 0 0 足 ／％ 1 7 0 “2 二 E ＼ 、 ． - 3 5 0 0 Es -4 0 0 0 低 、 ＼ ＼ ＼ ～ Ky 熟 熹 K h -4 5 0 0 油 生 油 宙 顶 注 K h为 白垩系红花套组 ；Ky 为 白垩系渔洋组 ；E q 为古近系潜江组 四段 ；E q ～ 。 为古近系潜 江组一至 三段 ； N为新 近系 ；Q 为第 四系。 图 4 江陵 凹陷 E s 烃 源岩成熟度演化史 1 断开白垩系～E q ，止于 E q顶 该类断层控制圈闭的发育和形成 ，为垂 向沟通烃源岩与圈闭提 供 了通道 ，同时也为侧向源一 储对接提供 了桥梁。根据断层的发育期次 ，大致可以分为 2期。 第 1 期 长期继承性发育同沉积断层，从 白垩纪 ～E q沉积末期持续活动 ，在 E q沉积末期停止活 动。如万城断层 中段下降盘发育 的系列逆牵引背斜、断块构造在 E j 沉积时期 已基本定型 ，早于梅槐桥 生烃洼陷大量生排烃期 ，E x 生成的大量油气初次运移进入 同层系的砂岩储集体后 ，侧 向运移至同沉积 圈闭中聚集成藏 ，形成万城油 田的万 5 井 、谢凤桥油田的鄂深 4井等 E x 油藏 ；上升盘中白垩系砂岩储 集 体 与 E x 一 烃 源岩 侧 向对接 ，油气 穿越 断层 面运 移至 断块 构 造 中聚集 成 藏 ，形 成谢 凤 桥 油 田 的 S K8 1 6 井等 白垩系油藏 图 5 。 5 o 0 l 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 s o 0 3 0 0 0 35 0 0 4 Oo 0 S K 8 - l 6 井 鄂深4 井 鄂深9 井 路 1 6 井 虎4 井 陵9 6 井 陵7 6 井 沙3 2 井 沙2 6 井 沙2 6 - 8 井 范4 井 范2 井 图 5 江陵 凹陷断层发 育期次 和活 动时间与油气成藏模式 示意 图 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 6卷第 7期 陈金荣 等 江陵 凹陷不 同期次 断层 与油气成藏的关系 第 2期 发育 于 E j ～E q沉 积 时期 的断 层 ，多 为 圈 闭控 制 断 层 ，在 E j 、E q沉 积末 期 停 止 活 动 ，断 开 E s 、E j ，如 陵北 断层 、协 力断 层等 。在该 类 断层 控制 的 圈闭 中先后 发 现 了八 岭 山油 田的 陵 7 2井 、荆 西油 田的陵 7 6井 等 E x油藏 图 5 。 2 断开 E s ～Ng ，且持 续活动至今 该类 断层对油气的破坏作用 ，既可 以是后期构 造运动产生 的 断层切割早期油气藏 ，也可以是早期对 圈闭起遮挡作用的断层 ，在后期构造运动中封闭性变差而导致油 气散失 。根据断层发育期次可分为 3 期 。①长期继承性发育同沉积断层 ，从 白垩纪～Ng沉积时期持续 活动 ， ． 表现 出上逆下正 ，区内 E x Ng均不同程度发生了明显的挤压作用。②发育于 E j ～E q沉积时期 的断层 ，持 续活 动至 Ng沉积 时期 ，断 开 E s Ng 。③ 发 育 于古 近 纪 末 ～新 近纪 ，受 构 造 挤 压应 力 作 用 所形成的北西向逆断层，持续活动至 Ng沉积时期 ，断开 Es ～Ng 。由于该期断层形成时间晚 ，且构造 运动强烈 ，形成的通道容易造成油气资源流失 ，不利于油气藏的形成。如荆江 、复兴场 、八岭山等逆断 层控制的圈闭，钻探可见明显油气显示 ，但均未突破工业油流 。 7 结语 江陵凹陷成藏主控因素断层发育期次和活动时间控制油气成藏 。当主控 断层为新近纪早期 排烃 后发育的逆断层时，对油藏主要起破 坏作用 ；当主控 断层为 白垩系 ～E s 、E x 、E j ～E q沉积期发育 的，且持续活动到新近纪早期 排烃后的断层时 ，所控制的圈闭基本上不成藏 ；当主控断层为晚 白垩 系～E s 、E x 、E j E q 沉积期 排烃前发育的断层时 ，所控制的圈闭有利于油气成藏 。 [ 参考文献] E l i哕罗群 ，孙宏 智 ．断裂 活动 与油气藏保存关系研究 E J ]．石油实验地质 ，2 0 0 0 ，2 2 3 2 2 5 2 3 1 ． E 2 3陈发 景，汪新文 ，曹守连 ，等 ．中国中新生代含油气盆地构造和动力学 背景 E J 3．现代地质 ，1 9 9 2 ，6 3 3 1 7 3 2 7 ． E 3 ]陆克政，朱筱敏 ，漆家福 ，等 ．含油气盆地分析 E M3．东营 中国石油大学出版社 ，2 0 0 3 ． E 4 ] 郭占谦，萧德铭，唐金生 ． 深大断裂在油气藏形成中的作用 [ J ]． 石油学报， 1 9 9 6 ，1 7 3 2 7 3 2 ． E 5 3陈金荣 ．江汉盆地江陵凹陷白垩系勘探 前景 的再认识 E J ]．沉积与特提斯地质 ，2 0 0 9 ，2 9 1 1 2 ～1 3 [ 编辑] 邓磊 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