东营凹陷南斜坡孔店组油气成藏模式研究.pdf

第 2 l卷第 1 期 2 0 1 1卑 3月 江汉石油科--b J I A NGHAN P E T R0 L E UM S C I E NC E AN D T EC HNO L OGY V0 1 ． 2 1 No ． 1 Ma r ． 2 0l1 东营凹陷南斜坡孑 L 店组油气成藏模式研究 梁文华 江汉油 田分公司勘探开发研究院 摘要 在剖析 东营凹陷南斜坡孔店组构造特征、 沉积特征、 油源条件、 储集条件和盖层条件的 基础上 ， 从 圈闭类型、 油藏类型及成藏控制 因素研究出发 ， 结合研究区孔店组勘探成果， 分析认为该 区孔店组存在构造、 地层超覆不整合、 地层削蚀不整合、 构造一 岩性和岩性等 5种油气成藏模式， 并 对其勘探远景进行 了分析 ， 指出了下步勘探有利地 区。研 究成果对 东营凹陷南斜坡勘探 实践具有 一 定的参考作用。 关键词 东营凹陷； 南斜坡 ； 孔店组； 油源条件 ； 储集条件 ； 盖层条件 ； 成藏模式 东营凹陷南斜坡位于渤海湾盆地济阳坳陷东营 凹陷南部 ， 面积约 2 6 0 0 k in 。该区在前震旦系结晶 基底之上 ， 沉积了下古生界寒武系 、 奥 陶系 ， 上古生 界石炭系、 二叠系， 中生界侏罗系、 自垩系， 新生界下 第三系孔店组 E k 、 沙河街组 E s 、 东营组及上第 三系馆 陶组、 明化镇组和第四系平原组。研究表明， 寒武系和奥陶系为水下 浅滩 一 开阔海相沉积 ， 石炭 系为海陆交互相沉积 ， 二叠系为湖沼相沉积 ， 侏罗系 为河湖相沉积 ， 白垩系为大陆火山喷发岩相 一 河湖 相沉积 ， 孔店组及沙河街组为湖相沉积 ， 东营组为河 湖相沉积， 上第三系馆陶组、 明化镇组和第四系平原 组为河流相沉积。其中， 南斜坡沙河街组从老到新 残存沙 四段、 沙三 中、 沙三上、 沙二段和沙一段 ， 缺失 沙三下段； 孔店组均为孔一段 ， 缺失洼陷内存在的孔 一 段下伏地层孑 L 二段和孔三段。 多年的勘探和研究成果表明， 纵向上 ， 南斜坡奥 陶系 、 自垩系、 下第三系孔店组和沙河街组、 上第三 系馆陶组均有油气分布 ， 主要勘探 目的层为沙河街 组。该 区孔店组钻探程度较低 ， 目前仅有几十 口井 钻遇 ， 钻穿的井寥寥无几。其 中， 有 4 0多 口井 录井 在孔店组见不同级别的油气显示 ， 2 O多 口井测井解 释有油层 ， 1 0多 口井获工业油流 ， 预测石油地质储 量六千多万吨。目前 ， 东营凹陷南斜坡主要勘探 目 的层沙河街组勘探程度较高 ， 进一步勘探潜力有限， 必须寻找新的勘探接替层系。而孔店组勘探程度较 低 ， 是该地区最现实的勘探接替层系。因此 ， 对东营 凹陷南斜坡孔店组油气成藏模式进行研究 ， 对于开 拓该区油气勘探新局面有重要的现实意义。 1 油气成藏条件分析 1 ． 1 构造及沉积特征 东营凹陷南斜坡孔店组沉积时期的总体构造格 局为继承性发育的单 向斜坡 ， 受南高北低 的中生界 基底控制 ， 孔店组地层 由北 向南超覆。东 营运动时 期 ， 受基底 断层活动的影响， 单一的斜坡构造背景被 分割复杂化。从孔店组顶面构造 图上可 以看 出， 平 面上划分为丁家屋子鼻状构造带、 八面河鼻状断裂 构造带和由其相隔的 3 个斜坡带。 南斜坡孔店组仅存孔一段， 为紫红色泥岩与灰 色、 棕 红色砂岩不等厚互层 ， 孔二段、 孔三段缺失。 孔店组物源为西南部的广饶凸起 ， 地层 由北 向南超 覆沉积 ， 从西南向北部相继发育水下辫状河一洪泛 平原水下斜坡扇沉积体系。从沉积层序上可划 分出3 个次级沉积旋回， 其中上部以高位域辫状河 道砂体发育为特征， 中部以湖侵体系域砂泥岩互层 为特征， 下部以低位域水下斜坡扇砂体发育为特征。 平面上靠近西南物缘人 口处 ， 上部辫状河道砂体加 厚发育， 下部正、 反两套韵律沉积砂体发育， 组成一 个完整的沉积旋回， 储层发育。向北远离物源区， 孔 店组上 、 中部洪积平原相红色泥岩发育 ， 下部发育一 套正韵律沉积砂体 ， 储层变差。 作者简介 梁文华， 中国石化江汉油田分公司勘探开发 研究 院工程师 ， 主要从事油气地质综 合研究 。 1 期 梁文华 东营凹陷南斜坡孔店组油气成藏模式研究 1 ． 2 油源条件 东营凹陷在早第三纪湖盆扩张期形成了以沙三 段 、 沙 四段和孔二段为主力烃源岩的多套生油层系， 南斜坡西北 、 北部分别 为生油气条件极为优越 的牛 庄洼陷和广利洼陷 ， 呈两面邻洼之势 ， 具有丰富的油 气来源。 1 ． 2 ． 1 沙四段 一 沙三段 烃 源岩 据资料显示 ， 在东营凹陷牛庄洼陷及其斜坡带 ， 沙三段与沙 四段烃源岩为主力烃源岩。牛庄洼 陷及 其斜坡带沙 四段的不 同岩性段均发育有较高有机质 丰 度 的 生 油岩 ， 牛 庄 洼 陷最 大 生 油 岩 厚 度 可 达 1 3 0 0 m， 埋深 4 8 5 0 m， 沙四段页岩平 均有机碳含量 为 4 ． 1 1 6 ％ ， 泥岩为 1 ． 8 6 ％ ； 其 干酪根 类 型主要为 一1 型 ， 且埋 深超过 2 7 0 0 m 的烃源岩 均 已进 入成 熟 阶 段。多数烃源岩氯仿 沥青 “ A” 转 化率 较高、 总烃含 量高， 说明牛庄洼陷及其斜坡 带沙四段是一套 良好 的烃源岩。 1 ． 2 ． 2孔 二段 烃 源岩 孔二段烃源岩 以灰 、 深灰色泥岩为主 ， 含少量灰 色粉砂质泥岩及灰黑色碳质泥岩。 目前在东营凹陷 的王4 6 井、 东风 6 井、 柳参 2 井及其它凹陷均已钻 遇。据地震资料解释， 东营凹陷中北部和博兴洼陷 中心部位孔二段地层厚度一般在 4 0 0～l O 0 0 m， 推测 暗色泥岩厚度在 2 0 0～ 5 0 0 m， 最大可达 6 0 0 m以上。 据王 4 6井钻进资料 ， 孔二段岩性主要为灰色泥 岩 ， 干酪根 以腐泥组和镜质组为主 ， 且以腐泥组 占有 较大优势 ， 其干酪根类型为腐植一 腐泥型和腐泥一 腐 植型 ， 表明水生生物是其主要来源 ； 孔二段 3块分析 样品中， 有 机碳含 量 为 0 ． 5 3 ％ 一0 ． 9 9 ％ ， 平 均 0 ． 8 1 ％ ， 具有 中等的有机碳含量。镜质体反射率 R o 为 0 ． 9 9 ％ 一1 ． 2 5 ％ ， 反映本套烃源岩 已进入成熟 阶 段 。 根据多项物理、 化学分析资料综合判断 ， 南斜坡 孔店组 目前发现的原油属于成熟原油 ， 其物性特征 和地球化学特征均表 明， 成油母质构成 中含有较多 的陆源植物 ， 并有一定数量的水生浮游生物及藻类 ， 母岩沉积环境的还原性较强 。根据油、 岩族组成、 饱 和烃色谱资料对 比结果 ， 孔店组原油为孔二段和沙 四段一 沙三段烃源岩共 同提供。平 面上 ， 其油 源主 要来 自南斜坡西北和北部 的牛庄洼陷和广利洼 陷 ， 经较长距离运移聚集 而成 。因此 ， 南斜坡孔店组油 气源条件优越。 1 ． 2 ． 3 储 集奈 件 ， 7 - 南斜坡孔一段储集体主要为粉砂岩 ， 在西南部 为砂砾岩 。在层序地层 的分布 中， 层序 I砂岩厚度 最大 ， 最大厚度为 6 1 ． 5 m， 且大部分地区砂岩厚度大 于 l O m； 其次为层序 Ⅱ， 砂岩厚度 4 ． 5～ 5 1 lI I ， 大部分 地 区亦大于 l O m， 且范 围较层序 I 更大 ， 含量亦高 ； 最次为层序 Ⅲ， 砂岩厚度为 0～ 3 9 ． 5 m。在每一个层 序 中， 辫状河体系域砂岩厚度较大 ， 砂体分布范围较 广 ， 砂 岩含量高 ， 洪泛体 系域砂岩厚度小 ， 含量小。 其中， 层序 Ⅱ 砂岩厚度在大部分地区都在 1 0～ 3 5 m 之问 ， 是该地 区砂岩发育最好 的层序地层单元。与 沉积体系相对应 ， 南斜坡孔一段储层 平面上 由西南 向北逐渐变差 ， 呈条带状分 布 ， 砂岩厚度一般在 1 O ～ 4 0 m之间 ， 最大 l O O m， 储层物性较好 ， 孔隙度一般 1 0 ％ 一 2 5 ％ ， 渗透率平均 3 5～ 8 0 x l O 。l a a n 。 根据根据南斜坡中部丁家屋子地区物性分析资 料 ， 孔一段底 部储层 孔 隙度 最大 ， 为 1 1 ． 5 ％ ～2 6 ． 3 8 ％ ， 平均 8 ． 8 5 ％ ～1 7 ． 1 7 ％ ； 渗透率 最大 为 1 2 1 5 2 x l O i ．L m ； 上部储 层孔 隙度最 大为 2 5 ． 3 5 ％一 2 7 ． 9 7 ％ ， 平均 1 7 ． 6 5 ％ ～2 2 ． 1 3 ％ ， 渗透率 最大 为 1 1 4 ． 6～ 2 4 5 ． 0 1 0 一 la , m ， 平均 3 5 ． 5 3～7 8 ． 8 1 0一 。 1 ． 2 ． 4 盖层条件 孔店组上覆地层 沙四下亚段全 区稳定发育， 岩 性以红色泥岩为主 ， 泥岩含量在 7 0 ％ - 9 5 ％之间， 厚 度在 3 0 9 0 m之间 ， 是一个 区域性稳定分布 的盖层 。 同时， 在孔店组内部， 由于洪泛体系域发育， 泥岩广 泛而稳定分布。层序 I 洪泛体系域和层序 Ⅱ洪泛体 系域泥岩厚度均在 1 0～6 0 m之 间， 且分布稳定 ； 层 序 Ⅲ洪泛体系域 泥岩一般厚 1 O～8 0 m。因此 ， 从 孔 店组和沙四段的泥岩厚度及分布来看， 沙四段泥岩 分布广泛 ， 覆盖了全 区， 可作 为稳定 的区域性盖层 。 在孔店组内部 ， 洪泛体系域泥岩广泛而有稳定分布， 可以作为局部盖层 。 2 油气成藏模式 根据东营 凹陷南斜坡孔店纽构造特征、 油源条 件、 有利储集体展布、 优势输导体系等 因素分析 ， 从 圈闭类型、 油藏类型研究出发 ， 结合研究区孔店组勘 探成果 ， 推测该 区孔店组存在 5种油气成藏模式。 2 ． 1 构造油气藏模式 背斜、 断鼻、 断块等局部圈闭， 以断层 和不整合 面为主要运移通道形成油藏 。该类油藏受断层 、 断 笙 塑 塞华 东营凹陷南斜坡孔店组油气成藏模式研究 图3 南斜坡南部超剥带孔店组油藏类型示意图 ‘ 笺锚 塑 ⋯ 强r 鬻 【 1 - 目 ● 图 4 八面河地 区面 1 2 0块孔一段 2砂组油层对 比图 不整合面为主要运移通道 ， 可形成构造一岩性油藏。 本类型油藏主要分布于斜坡带 ， 其次为八 面河鼻状 断裂带南段 ， 预见也是南斜坡孔店组 的主要油藏类 型 。 目前 ， 丁家屋子地区已发现许多该类油藏 ， 如王 斜 9 9 、 王 1 0 9 图 2 、 王 1 1 3 、 王 9 6 、 王斜 1 3 】 、 王斜 1 3 2 、 王斜 1 3 3 、 王 1 4 0井等。其 中王 1 0 9井孔店组试 油获得 了 8 ． 6 t ／ d的工业油流； 王斜 1 3 2以孔店组发 育的砂岩体作为储层 ， 其侧 向及上倾 方 向被断层及 厚层泥岩类遮挡 ， 从而形成了构造一 岩性油藏。 2 ． 5 岩 性油 气藏 模 式 9 储集层岩性或物性上倾侧 向相变为不渗透层所 形成 的圈闭充填油气而形成岩性油藏。东营凹陷南 斜坡孔店组油气的分布受到河流相砂体展布形态和 砂体一 断裂关 系的控制。该类 油藏 隐蔽性大 ， 其分 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。 王 9 6井钻遇该类油藏 砂岩透镜体油藏 。 面 1 2 0块面 1 2 0 - 5 一 X 6井孔一段 2砂纽下部油 层为典型的岩性油藏， 该油层段对应于面 1 2 0 3 3 一 X 8井底部砂 层存 在 ， 但 物性 变差 为干 层 ； 同 时面 1 2 0 5 一 X 5井 2砂组下部油层和面 1 2 0 5 一 X 6井下 ⋯ ～ 二 -． 雕 0 一 一 鹤 嘲 一 ⋯ 一 一 _ _ ． 一 一 1 O 江汉石油科技 第 2 l 卷 部含油水层 ， 在面 1 2 0 3 3 5 1井区和面 1 2 0 3 3 一 x 8 井区相变为厚层泥岩 ， 导致面 1 2 0 5 - X 5井和面 1 2 0 5 - X 6井等井 区形 成受岩性和物性控制 的岩性油 藏 图4 。 3 勘探远景分析 受油气运移通道、 沉积体系展布、 构造格局的控 制， 孔店组油气分布差异性明显。纵向上， 孔店组底 部不整合面是油气运移主要通道， 油气主要在不整 合面之上孔店组底部聚集成藏 ； 平面上 ， 丁家屋子构 造带和八面河 中央鼻状构造带靠近油源区， 位于构 造高部位， 是油气运移指向区， 构造圈闭发育， 是孔 店组勘探有利区。尤其是丁家屋子构造带中部和八 面河中央鼻状构造带南端， 靠近物源区， 储层发育， 具备多种类型油气藏形成条件， 是孔店组勘探的有 利区带。从油气藏类型看， 孔店组地层 向南超覆沉 积， 低位域水下斜坡扇砂体发育， 储层靠近不整合面 分布， 油源条件较有利， 区内多口 井在孔店组底部见 油气显示 ， 并获得少量油流 ， 因此地层超覆不整合油 气藏应是下步勘探的重点。 综合分析认为 ， 南斜坡孔店组位于油气运移指 向区， 油源条件有利 ， 孔一段储层较发育， 具有形成 多种类型油气藏的有利条件 ， 是该 区重要勘探接替 层系 ， 具有一定勘探前景。其 中丁家屋子构造带和 八面河中央鼻状构造带是孔店组勘探有利区， 丁家 屋子构造带中部和八面河 中央鼻状构造带南端是孔 店组勘探的突破点 ， 地层超覆不整合油气藏是下一 步勘探 的重点。 参考文献 [ 1 ] 梁文华． 八面河地区古潜山原油特征及油源对比[ J ] ． 石油天然气学报， 2 0 0 7 3 ． [ 2 ] 庞雄奇， 李素梅， 金之钧， 黎茂稳， 李丕龙， 李雪． 渤海 湾盆地八面河地区油气运聚与成藏特征分析[ J ] ． 中 国科学 D辑 ， 2 0 0 4 1 ． [ 3 ] 杜小娟， 梁文华 ， 张建华． 八面河地区孔店组油源探讨 [ J ] ． 江汉石油科技 ， 2 0 0 9 4 ． [ 4 ] 任井利， 同晓山， 寇三平， 宛斌． 八面河地区孔店组油 气成藏规律研究[ J ] ． 江汉石油职工大学学报， 2 0 0 8 2 ． [ 5 ] 梁文华 ， 郗凤琨． 塔里木盆地卡塔克2 、 3 、 4区块烃源条 件[ J ] ． 新疆石油天然气， 2 0 0 6 1 ． [ 6 ] 梁文华． 昌参 2 井九佛堂组原油的地球化学特征及油 源对比[ J ] ． 新疆石油学院学报， 2 0 0 3 4 ． [ 7 ] 梁文华， 郗凤琨． 塔里木盆地卡塔克 2 、 3 、 4区块烃源条 件[ J ] ． 新疆石油天然气， 2 0 0 6 1 ． 编辑汪孝芝 上接第 5页 参考文献 [ 1 ] J o h n B ． C u r t i s ， 李大荣译． 裂缝性页岩含气系统[ J ] ． 国 外油气地质信息． 2 0 0 2 ， 4 ． [ 2 ] 张金川， 金之均 ， 袁明生． 页岩气成藏机理和分布[ J ] ． 天然气工业， 2 0 0 4 ， 2 4 7 1 5 一 l 8 ． [ 3 ] 蒲泊伶 ， 包 书景 ， 王毅 ， 等． 页岩 气成 藏条件分 析 一 以美 国页岩气盆地为 例f j ] ． 石油地质 与工程． 2 舶8 ． 2 2 3 3 3 3 6 ． [ 4 ] 张金川 ， 徐波， 聂海宽， 等． 中国页岩气资源勘探潜力 [ J ] ． 新能源， 2 0 0 8 ， 2 8 6 1 3 6 1 4 0 ． [ 5 ] 李新景 ， 胡素云， 陈克明． 北美裂缝性页岩气勘探开发 的启示[ J ] ． 石油勘探与开发 ， 2 0 0 7 ， 8 3 4 4 3 9 2 40 0． 编辑汪孝芝