断块区岩相古地理对岩性油气藏形成的影响-以歧口凹陷滨海斜坡区古近纪为例.pdf

第 3 4卷第 2期 天 然 气 勘 探 与 开 发 断块 区岩 相古地理对岩性油气藏 形成 的影响 以歧 口凹陷滨海斜 坡 区古近纪为例 术 王芝尧 苏俊青 1 ．中国石油大港油田公司勘探开发研究院 钱茂路 刘志英2 2 ．中国石油渤海钻探工程公 司测井公 司 摘要歧 口凹陷区特有的岩相古地理环境， 形成 了大量的岩性地层圈闭。根据歧 口凹陷的岩相古地理， 从 岩性圈闭的形成条件出发， 以歧 口凹陷滨海斜坡区为实例， 探讨在岩性地层圈闭发育区获得高产井的可行性。图 5 表 1 参 8 关键词黄骅坳陷歧口凹陷岩相古地理岩性圈闭 0 引言 大港探区断裂众多 ， 地质条件复杂 ， 与构造油气 藏相 比， 非构造圈闭油气藏空间分布范围更广， 增储 上产的重点在于非构造圈闭油气藏勘探。因此研究 断块区的岩相古地理， 对建设大油田， 打开勘探局 面 ， 具有重要意义 】 l 2 J 。断块 区岩相古地理 的研究 ， 目的是为了寻找隐蔽的非构造 圈闭油气藏 主要为 岩性圈闭油气藏 。目前， 该类型油气藏是大港油 田的勘探重点。 1 岩相古地理背景 1 ． 1 黄骅坳陷沉积地质背景 黄骅坳 陷属新 生代 形成 的渤海 湾盆地 的一部 分 ， 其中歧 口凹陷为该项 目主要勘探工区 ， 因此了解 黄骅坳陷的沉积发育背景， 具有重要指导意义。在 古近纪和新近纪时期， 黄骅坳陷经历了断陷到坳陷 两大发育阶段。古近系属断陷期沉积 ， 新近系属坳 陷期沉积。在这两个阶段 ， 发育地层从老到新为 孔 店组 、 沙河街组 、 东营组 、 馆陶组和明化镇组。 1 断陷期 ①初断期 孑 L 店期 在中生代之后的长期侵蚀 准平原化背景上 ， 形成一些分隔的半地堑沉积洼地 ， 其沉积范围小 、 厚度大 ， 以红色粗碎 屑岩为主， 成分 成熟度低 ， 火 山岩及蒸发岩发育 ， 反映断陷初期分隔 小湖盆发育。②扩张期 沙河街早期 以断陷为 主， 但仍间以相对隆升活动 ， 一些地区在一定时期有 沉积间断 ； 每次 间断 后 ， 继之而来是更 大规模 的沉 降。该时期南北分区明显 ， 以孔店凸起分界 ； 北区已 形成统一湖盆。③稳定期 沙河街中晚期 湖盆水 域继续扩大， 断陷继续发展， 南北分区更明显。④衰 减期 东营期 湖盆周边逐渐隆升 ， 湖盆逐渐消失 ， 陆地物源 由水系顺坡而下 ， 形成三角洲沉积体系。 2 坳陷期 ①坳陷早期 馆陶期 湖盆已经消失， 在此时 期， 该地区辫状河发育； ②坳陷中晚期 明化镇组 坳陷发育， 范围扩大， 曲流河发育。 1 ． 2 歧 口凹陷古构造背景 歧 口凹陷位于黄骅坳陷的 中北部 ， 是黄骅坳陷 中最大的箕状凹陷 由歧 口主凹， 板桥 、 歧北、 歧南 、 北塘 4个次 凹组成 ， 古 近系最大埋深超过 1 0 k m。 歧 口凹陷北西部为板桥次 凹与北大港潜 山构造带 ， 间夹南大港断裂带， 西南部为羊二庄鼻状构造带， 南 部为埕北断阶带及斜坡区。歧口凹陷在黄骅坳陷的 演化背景下 ， 也经历了断陷期和坳陷期 ， 发育有大量 的构造与隐蔽 的非构造油气藏。歧 口凹陷构造特征 见 图 1 。 根据中生代至新生代的构造运动史， 结合黄骅 坳陷的构造运动背景 ， 可 以按新近纪与古近纪各时 期， 利用2 D m o v e 软件和平衡剖面技术， 对歧口凹陷 区的 N S 1和 N S 3地震 测线 即图 1中两条 虚线 位 置 剖面 ， 进行地质构造模拟 ， 模拟结果见 图 2 ， 图 3 图 2 ， 图 3剖面的海拔深度为 0～ 5 0 0 0 m， 每l O 0 0 m 基金项 目 中国石油天然气集团公司科技专项“ 歧口富油气凹陷大油气田勘探及综合配套技术研究” 2 0 0 8 Z X 0 5 0 0 1 作者简介王芝尧， 男， 1 9 8 1 年出生， 硕士研究生， 工程师； 主要从事地质构造及储层研究工作。地址 3 0 0 2 8 0 天津大港油田勘探开发研 究院7 0 2 o电话 1 5 9 0 2 2 9 6 1 2 1 o Em a i l l a n t a i z i s i n m c o rn 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 天 然 气 勘 探 与 开 发 2 0 1 1 年 4月 出版 6 图 1 歧 口凹陷构 造图 构造演化剖面 构造演化阶段 一- “一．-_一--一 E■ ； 眷． i 毪连 ． 3 i遴 鼍 誊 重 强 鞋 l 裴穗 噬 誊 i 玎 、、 黟 曩 新 ‘ 爵 真 1 I 茸 嚣 并 鼎 1 矾 矿琵 疆 酉 匿 面彳蠢 霄甜 谢 嚣 裂后热沉 降作用 时期 生 熏 l 代 N m 曹 ＼、、 、√ } 伸 r 霹 展 ； N 挑 糨瞎 ＼～ 、 、 、 ， 同 E , W向伸 展作用 幕 裂 作 。 陷 作 用 j E d 棚 首 、～ 、 用 时 阶 r ■ 期 ；E s 取曹 、 ＼ 、 ／ N E向伸展作 用幕 段 ⋯。 嘲 1 1 E 鞭 曹 、 、 、 1 瞬 嘲 1 } E 搋 鞭 曹 、 I 中生代构 造作用 阶段 f M z 沉辊 前 、’ ＼ 、 ， 图2 环歧口凹陷区 N S 1剖面地质构造演化图 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4卷第 2期 天 然 气 勘 探 与 开 发 图 3 环歧 口凹陷 区 N S 3剖面地质构造演化 图 为一个刻度单位 ， 与实际地震剖 面 苏俊青 等人 ， 2 0 0 8 ‘ 吻合。 结合歧口凹陷地质构造演化资料， 分析认为， 歧 口凹陷区在古近纪断裂活动强度大 ， 具继承性、 分段 性、 侧列相接性， 并派生一系列分支断裂， 对古沉降 中心的形成和发展起到了重要的控制作用 。 古近纪初期， 北西西一南东东向伸展作用使得 沧东边界断裂强烈活动 ， 地层翘倾 ， 滨海、 港东 、 大张 坨、 南大港等断层发育并表现为明显的同沉积性 ， 沿 着北北东一北东 向断裂形成一 系列断陷湖盆， 并充 填了巨厚 的沙三段 湖相碎 屑岩。到 沙二段沉积 时 期 ， 断裂活动减弱， 对湖盆的控制作用也减弱 ， 各裂 陷湖盆之间连通演变为单一沉降中心。 古近纪中期应力场发生偏转， 由原先 的北西 西一南东东向伸展转为南北向伸展， 断裂活动向东 增强， 使得早期的北东或北北东向断层产生显著的 右行走滑运动 ， 在此走滑运动和伸展作用 的共同控 制下 ， 唐家河等众多的北东向断层多呈雁列状 、 帚状 展布。近南北向的伸展还 使得海 河、 歧东等近东西 向边界断裂出现大规模活动 ， 北东 向构造逐渐向近 东西向构造偏转， 并形成了东西向的多沉降中心。 古近纪晚期， 北北西南南东向伸展应力场的作 用， 使得早期 的北东东或近东西向正断层活动加剧和 新的北东东 向断层形成 ， 沉降 中心开始 由西 向东迁 移， 多沉降中心格局被单一沉降中心格局所取代。 由歧 口凹陷区 的构造特征可 以看出， 歧 口凹陷 区的断陷湖盆坡折带具备 了岩性圈闭形成的构造条 件 ． 5 J ， 形成了 以滨海斜 坡 区为代表 的一 系列岩性 圈闭群。这些岩性圈闭群 ， 因位处歧 口主凹， 油源供 给充足 ， 加之歧 口凹陷 区广泛发育沟通油源的断层 系， 为油气运移提供 了良好通道 ， 具备形成大的非构 造油气藏的基础。 1 ． 3 歧 口凹陷古地理、 沉积环境 以歧口凹陷的超大三维地震数据体为基础- 3 J ， 根据地震响应特征 ， 结合歧 口凹陷的构造发育史和 钻井取心的生物化石 、 岩矿鉴定 ， 可 以将歧 口凹陷古 近纪沉积体系分为 盆缘 冲积扇系、 深水重力流系、 沿岸三角洲系。受这些沉积环境控制 J ， 歧 口凹 苏俊青， 吴雪松， 高素萍， 等 ． 歧 口凹陷 3 0 0 0 k m 高精度三维构造工业化制图 ．大港油田勘探开发研究院 内部报告 2 00 8， 1 2 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 天 然 气 勘 探 与 开 发 2 0 1 1年4月出版 陷古近纪可以发育大量的非构造岩性圈闭。 1 盆缘冲积扇系 在沙三段时期 ， 携带大量陆源碎屑 的洪水沿沟 谷进入湖盆后 ， 由于坡度突然变缓 ， 能量迅速释放 ， 碎屑流很快堆积 ， 来不及分选 而形成混杂沙砾岩层 及泥流层。砂砾俱下 ， 混杂沉积后 ， 但仍具有高密度 的洪水 ， 继续向下流动 ， 随着水流密度降低， 地震响 应呈放射状向下倾方向散开。生物化石见麻黄属， 反映当时气候干燥 ， 蒸发系数大。 2 深水重力流系 在沙二、 沙一段时期 ， 歧 口凹陷继续断陷 ， 湖盆 继续扩大 ， 地形更加复杂 ， 物源区的洪水携带大量的 碎屑物质注入湖盆 ， 在坡折处 ， 形成远岸水下扇体 ， 人湖后的密度流受水下地形控制 ， 特别是断槽洼地 的控制 ， 形成湖底浊积扇体和重力流水道沉积。生 物化石见大量鱼类、 双壳类化石、 藻丝体。岩矿成分 上 ， 为碎屑质长石砂岩或 混合砂岩 ， 结构成熟度低 ， 泥质杂基支撑。此外 ， 在水下古隆起 和水下洼地 的 古地理背景控制下 ， 该时期还发育 了陆源碎屑碳酸 盐岩沉积。 3 沿岸三角洲系 在东营组沉积时期 ， 歧 口凹陷在黄骅坳陷隆升 的背景下 ， 湖盆面积逐渐缩小 ， 沿岸三角洲沉积体系 开始发育 ， 盆地边缘广泛发育扇三角洲、 辫状河三角 洲 ， 盆地中心发育水下扇体 ， 呈多级状 ， 受断层系控 制。三角洲沉积特征明显 ， 分别为前三角洲深湖泥 段、 三角洲前缘砂岩富集段、 三角洲平原砂砾岩段； 前三角洲见介形类化石发育 ， 三角洲前缘见生物扰 动及虫穴构造 ， 三角洲平原见炭化植物碎屑。 由歧口凹陷的岩相古地理 图 图 4 蒲秀刚等 人 ， 2 0 0 8 ’ ， 可以看出歧 口凹陷区整个湖盆水体范围 较广、 规模较大， 沉积体类 型丰富， 多物源供给 ， 具备 形成生油凹陷的条件。频繁的湖水进退， 使得砂、 泥 岩互层， 储盖组合良 好 J ， 相变频繁， 为岩性圈闭的形 成创造了有利条件。在盆缘、 斜坡区、 湖盆底， 可以形 成数量可观的岩性圈闭群 ， 具有较大的勘探潜力。 图4 歧口凹陷区古近纪岩相古地理图 }蒲秀刚， 陈长伟， 高勇， 等 ．歧口凹陷古近系沉积体系研究 ．大港油田勘探开发研究院 内部报告 ． 2 0 0 8 ， 1 2 ． 8 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4卷第 2 期 天 然 气 勘 探 与 开 发 2 岩性 圈闭分布 特征 岩性油气藏 的主控因素包括 岩性地层圈闭是 否位于油气优势运移通道上 ； 圈闭是否有效 ； 圈闭闭 合幅度 ； 三者耦合控制岩性油气藏的规模， 可以互相 匹配 ， 相互补偿 。 结合国内外岩性圈闭分类方案 ， 结合工区特点， 将岩性圈闭分类 表 1 表 1 歧口凹陷区岩性圈闭分类表 滨海斜坡区， 位于歧 口凹陷湖盆坡折部位 ， 在歧 口凹陷的构造背景与沉积环境下 ， 广泛发育岩性 圈 闭 ； 位处歧 口主凹 ， 断裂系沟通油源 ， 具备了岩性油 气藏的形成条件 。在滨海斜 坡区 ， 布置南北 向与东 西向两条地震测线 ， 由 图 5 a 可 以看 出， 地层整体 表现为东厚西薄， 北厚南薄的趋势。受北部物源及 古地貌控制 ， 砂 体沿 凹槽 区分布 ， 平面 上呈现 出北 西、 北东两个主砂体带， 且向高部位减薄直至尖灭。 由北至南发育盖层滑脱 引起 的背斜形态与 断阶区， 符合歧口凹陷构造背景 ； 由西向东， 地震相呈楔状发 散结构， 形成上倾岩性尖灭形态， 靠近歧 口凹陷油 源， 该斜坡区内岩性地层圈闭位于油气优势运移通 道上 ， 滨海断裂 系中多数断层为油气运移通道。由 图 5 b 可以看出， 沙一下板 3油组和沙一 中板 0油 组振幅属性分区明显 ， 推测 为强振幅砂岩、 弱振幅泥 岩分界 ， 岩性存在相变。在滨海斜坡缓坡折处 、 岩性 相变区， 部署预探井滨深 3 x l 。滨深 3 x l 井区砂体 主要来 自于北东方 向， 沿凹槽区分布， 向西向东均存 在变薄直至尖灭的趋势， 主体带预测砂体最厚可达 2 5 m， 完钻层位沙一下 。全井沙一 中、 沙一下油气显 示总计 6 7 m ／ 1 8层。综合解释油气 同层 1 4 ． 6 m ／ 2 层 ， 气层 2 6 ． 6 m／ 6层 ， 油水 同层 2 1 ． 6 m ／ 5层。板 3 油组纵 向上揭示上 、 下两套气层 ， 顶部发育 的 1 2 ． 3 m 的气层为主力气层， 该层测试获得 日 产油 4 8 ． 3 t ， 日 产气 1 2 3 6 0 0 m 。的工业油气流， 获得高产。 3 结论 与构造油气藏相 比， 岩性油气藏分布的空间范 9 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