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2 0 1 5年 5月 第 3 0卷第 3期 西安石油大学学报 自然科学版 J o u rna l o f X i a n S h i y o u U n i v e r s i t y N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n Ma v 2 01 5 Vo 1 . 3 0 No . 3 文章编号 1 6 7 3 - 0 6 4 X 2 0 1 5 0 3 - 0 0 3 6 - 0 5 济 阳坳 陷三合村洼陷油气运移 与聚集规律 方旭 庆 中国石化胜利油田分公司 地质科学研究院, 山东 东营 2 5 7 0 0 1 摘要 利用钻井、 地化等资料 , 通过油气运移路径恢复、 油源对 比等方法, 对渤海湾盆地三舍村 洼陷 油气的运移与聚集规律进行研究。结果表 明, 在东营期和馆上一明化镇期 , 北部渤南洼陷沙河街组 油气对三合村洼陷进行过 两期充注, 具有“ 泾渭分 明” 的运移路径和油气聚 集特征。东营期, 渤南 洼陷沙四段烃源岩油气沿 T r不整合面运移 至三合村洼陷, 再沿沙河街组沙三段 骨架砂体横 向运 移, 在沙三段地层圈闭和岩性圈闭中聚集成藏。馆上一明化镇期 , 渤南洼陷沙三段烃源岩油气先沿 断层纵向运至新近 系馆陶组, 再沿馆 陶组骨架砂体横向运移至三合村洼陷, 在馆 陶组构造 圈闭、 岩 性圈闭和地层 圈闭中聚集成藏。 关键词 油气运移 ; 运移路径恢复; 油气聚集; 济阳坳陷; 三合村 洼陷 中图分类号 T E l 2 2 . 1 2 文献标识码 A 关于油气运移和聚集的研究 已经有 6 0余 年的 历史- - , 近年来 国内外学者对油气 运移进行 了大 量的研究 剖, 并取得 良好效果。我 国含油气盆地 多具有多期叠合 、 多期 油气充注成藏 的过程 J , 所 以明确不同成藏期油气运移和聚集规律 , 对深化认 识盆地油气成藏规律及指导勘探 部署 具有重要 意 义。渤海湾盆地济阳坳陷三合村洼陷是夹持在渤南 洼陷和陈家庄 凸起之 间的一个北 断南超 的箕状洼 陷 , 构造形态简单。三合村洼陷本 身不具备生烃条 件 , 周围被 凸起 、 地垒和低隆起包 围 图 1 , 按 目前 对照济阳坳陷油气运聚规律 的认识 。 ’ J , 三合村洼 陷成藏条件不利 , 特别是其下部层 系古近系沙河街 组不具备成藏条件。笔者通过对三合村洼陷不同成 藏期油气充注路径与聚集规律 的研究 , 认为三合村 洼陷具备多层含油的前景。 1 油气源特征 三合村洼陷北部 的渤南洼陷是本区的油气主要 图 1 工 区构造简 图 Fi g . 1 S t r u c t u r e ma p o f t h e s t u d i e d a r e a 来源 H , 地化指标表 明, 渤南洼 陷主要发育沙 四段 和沙三段 2套优质烃源岩 , 且其原始沉积环境有 明 显差异。沙 四期 为封 闭 一半封 闭湖相 沉积 、 半 咸 水 一咸水强还原沉 积环境 , 洼 内 Y 1 5 5井烃 源岩表 收稿 日期 2 0 1 4 1 0 1 0 基金项目国家科技重大专项 编号 2 0 1 1 Z X 0 5 0 0 6 0 0 3 作者简介 方旭庆 1 9 7 1 一 , 男, 博士, 高级工程师, 主要从事油气地质勘探研究。E - m a i l p r i n c e s s f j y 1 6 3 . c o n 方旭庆等 济阳坳陷三合村洼陷油气运移与聚集规律 一3 7一 现为“ 一低两高” 的特征 图 2 a , 即低姥植 比、 高 伽马蜡烷/ C 。 藿烷 均大于 0 . 2 、 高 T s / T sT m 的特征 ; 规则甾烷 C R、 C 。 R、 C R的分布呈近似对 称的“ V” 型, o t o o t C 2 7 2 0 R面积指数与 o t o L o t C 2 9 2 0 R面 积指数接近 , 且升藿烷系列具有 “ 翘尾” 的现象。沙 三期是湖盆发育的鼎盛 时期 , 为淡 一微咸水还原 的 湖泊沉积环境 , 洼 内 Y1 2 4井烃源岩表现为“ 一低两 越 僻 莨 罂 高” 的特征 图 2 b , 即低伽 马蜡烷/ c , 。 藿烷 、 高 T s / T s T m 、 高姥植 比的特征 ; 规则 甾烷 c R、 c 。 R、 C 。 R的分布呈不对称 的“ V” 型 , o t o t C 2 7 2 0 R面积 指数高于 o L c o t C 。 2 0 R面积指数 , 比值明显大于 1 , 升 藿烷系列具有下滑的特征。本区伽马蜡烷高低的差 异是沙四段和沙三段为源的显著特征 。 萜烷 埘 1 9 1 * 靛 时间 a Y1 5 5 E 3 6 7 0 -4m 烃源岩色谱 b Y 1 2 4 E s 4 3 4 4 6 . 3 m 烃源岩色谱 图 2 渤南洼 陷源岩 色谱 图 F i g . 2 M a s s s pe c t r a o f s o u r c e r o c k s i n Bo na n S a g 2油气运移路径要素 渤南洼陷油气运移到三合村洼陷的路径受到断 层 、 骨架砂岩和不整合面 3方 面要素的影响。 断层 本区断裂系统简单 , 主要发育两类 断层 , 一 类是古近纪一新近纪持续活动的断层 , 主要是工 区北部近东西走 向的垦西断层和义 1 8断层 。从断 层生长指数 断层下降盘厚度/ 上升盘厚度 可 以看 出 图 3 ,垦西断层具有 “ 间歇性” 活动规律 , 沙三 赣 酬 嗵 妊 图3 三合村洼陷断层生长指数 F i g . 3 Fa ul t g r o wt h i n d e x c u r v e s o f S a n he c u n S a g 早期活动性较强 , 控制三合村洼陷雏形的形成 , 沙三 中一东营期进入相对静止期 , 新近纪馆下期 断层活 动加强并达到高峰期 , 随后持续减弱至新 近纪末期 消亡; 义 1 8断层沙三期开始 活动 , 属于活动 “ 渐强 型” 断层 , 至馆上期达到高峰期 , 随后 衰减 , 新近 纪 末期消亡。另一类断层是仅在新 近纪活动 的断层 , 主要是工区南斜坡发育的垦 1 1 9等一系列北东走 向 小断层 , 该类断层仅在新近纪有微弱的活动 , 新近纪 时间 末期消亡。 骨架砂岩 三合村洼陷发育古 近系和新近系两 类骨架砂岩 , 一类是古近系沙三早期发育 的浅水扇 三角洲砂岩 , 厚度 3 0~ 4 0 I T l , 孔隙度 1 5 % ~ 2 5 % , 平 均孔隙度 2 2 % ; 空气渗透率 3 0~1 8 0 1 0 ~ m , 平均 8 01 0 ~ m , 具有横 向叠合连 片、 连通性好 和“ 满洼分 布” 的特点。另一类是新 近系馆陶组河 道砂岩 , 包括 馆下段辫状 河河道 砂岩 厚度 1 8 0~ 2 2 0 1 T I 和馆上段低弯度河一 曲流河河道砂岩 厚度 1 2 0~1 4 0 m , 孔 隙度 1 8 % 一3 5 % , 平 均 孔 隙度 3 3 % ; 空气渗 透率 3 2 0~2 1 0 01 0 Ix m , 平均 7 2 0 1 0一 t x m 。 不整合 面 受 区域构 造演化 影响 , 三合村 地 区发育两期区域性不整合面 J , 分别为中生界 和 新生界之间的间断面 T r 、 新生界古近系和新近 系 之间的间断面 T 1 , 其 中中生界和新生界之间界 面 间断时期约 3 0 M a _ 1 , 遭受改 造强度大 , 具有三层 不整合结构特征和 良好的渗透性 , 横向具有 良好 输导能力。新生界古近系和新近系之问不整合面位 于新近系馆下段砂体底部 , 其输导作用与馆下段块 状砂岩可作为一体 或者说不整合面输导作用忽 略 不计 。 3 东营期油气运移与聚集 3 . 1 油气 运 移路 径 三合村洼陷新生代除了在东营末期整体抬升遭 受剥蚀外 , 整体构造稳定 , 主要是弱拉张环境下的热 方旭庆等 济阳坳陷三合村洼陷油气运移与聚集规律 一3 9 4 馆上一明化镇期油气运移与聚集 4 . 1 油气运移路径 馆上一明化镇成藏期 , 义 1 8断层 垦西地 垒北 断层 处于活动高 峰期 , 洼 陷内的油气在压力 和浮 力的驱动下 直沿义 1 8断层纵向运移到新近系馆 陶组 , 随着压力 的迅速衰减 , 进入馆陶组的油气主要 在浮力驱动下 , 沿馆 陶组稳定泥岩段下的骨架砂 岩 向南斜坡高部位横 向运移。此时垦西断层 垦西地 垒南断层 活动 明显减弱 , 对 于新近系馆上段 而言 , 垦西地垒 由“ 岭” 演化为“ 平原 ” , 垦西断层难 以错断 断层两盘馆 陶组骨架砂岩 单层厚度 2 0~ 4 0 m , 馆 陶组骨架砂岩成为油气横向运移 的有利输导层 图 4 b 。这样 , 油气在馆 陶组多套稳定 泥岩段约束 下, 以“ 断层一新近系骨架砂体” 接力的方式向三合 村洼陷“ 齐头并进” 。 由于馆下期垦西断层和义 1 8断层活动加强 , 垦 西地垒成为分割渤南洼陷和三合村洼陷沙河街组 的 “ 分水岭” , 东营成 藏期形成的“ 不 整合 面一 古近系 砂体” 油气运移路径在馆上一明化镇成藏期终止 。 4 . 2油气聚集规律 至新近纪馆上一明化镇期 约 1 0 Ma以来 , 随 着地层较快速沉降作用 , 渤南洼陷沙三段 和沙 四段 烃源岩进入主排烃期 , 向洼陷周围提供 了丰 富的油 气 , 称为馆上一 明化镇成藏期。 渤南洼陷沙三段底部发育的厚层深湖相泥岩既 是优质烃源岩 , 又是 良好 的封隔层。馆上一 明化镇 期 , 沙四段烃源岩油气在沙三段底部厚泥岩封隔层 和垦西断层的阻隔下主要聚集在渤南洼陷沙 四段圈 闭和垦西地垒底部 圈闭中 图 4 b , 难 以进入三 合村洼陷。沙三段烃源岩 油气 沿“ 义 1 8断层一 馆 陶组骨架砂体” 路径进入 三合村洼陷 , 在馆 陶组构 造 、 岩性和南斜坡的地层 圈闭中聚集成藏。三合村 南部 K 6 9井馆陶组原油具有 “ 一低两高” 的特征 图 6 b , 即低伽 马蜡烷/ c 。 藿烷 、 高 T s / T sT m 、 高姥植比的特征。其中伽马蜡烷/ c 如 藿烷值较低, 分布在 0 . 0 5~ 0 . 1 8 , 主要集中在 0 . 0 9附近 , T s / T s T m 值较高 , 分 布于 0 . 3 0~ 0 . 6 7, 主要集 中在 0 . 4 5 附近 ; 规则甾烷 C 、 C 。 、 C 的分布呈不对称 的“ V” 型 , C 面积指数明显高于 C 面积指数 , 两者面积指 数 比值平均为 1 . 8 8 。K 6 9井馆 陶组原 油与渤南洼 陷沙三段烃源岩生成 的油气具有 良好 的亲缘关系。 所以, 馆上一明化镇成藏期 主要是渤南洼陷沙三段 烃源岩油气在三合村洼 陷馆 陶组形成构造油气藏 、 岩性油气藏和地层油气藏。 5 勘探方 向与钻探效果 通过不同成藏期油气充注路径与聚集规律分析 认为, 三合村洼陷以渤南洼 陷沙四段为源 的沙三段 底部油气藏和以渤南洼陷沙三段为源的新近系馆陶 组油气藏具有良好的勘探潜力。洼陷内沙三早期扇 体形成的地层油气藏和岩性油气藏具有含油连片的 前景 , 是近期部署的有利类型之一。新近 系馆下段 储层相对发育 , 应以寻找稳定泥岩盖层下 的 微 构 造油气藏和地层油气藏为主; 馆上段岩性 圈闭成藏 有利 , 特别是构造背景上的岩性油气藏是有利 的部 署方向。 在 目标评价和精细描述 的基础上 , 部署钻探沙 三段地层油气藏的K 1 l 9井在沙三段扇体钻遇油层 厚度 2 7 m, 落实石油地质储量规模 3 5 0 01 0 t ; 部 署钻探馆下段构造油气藏 的 K 1 2 3井和馆上段岩性 油气藏 的 K l 1 92井分别在馆下段 和馆上段钻遇 油层厚 度 1 2 m 和 1 1 m, 落实 石油 地质储 量规 模 2 7 0 01 0 t , 取得 良好的钻探效果。 6 结 论 1 济阳坳陷三合村洼陷具有北部渤南洼 陷沙 河街组油气 东营期和馆 上一明化镇期两期 充注过 程, 形成“ 泾渭分 明” 的运移路径和油气聚集特征 。 2 东营期 , 渤南 洼陷沙 四段烃 源岩油气沿 T r 不整合面运移至三合村洼陷 , 再沿沙河街组沙三段 骨架砂体横向运移 , 即油气通过 “ 不整合 面一 古近 系砂体 ” 运移路径 , 在沙三段地层 圈闭和岩性 圈闭 中聚集成藏。 3 馆上一明化镇 期 , 渤南洼 陷沙 三段烃源岩 油气先沿断层纵向运至新近系馆陶组 , 再 沿馆 陶组 骨架砂体横向运移至三合村洼 陷, 即通过 “ 断层一 新近系骨架砂体” 运移路径, 在馆陶组构造圈闭、 岩 性圈闭和地层圈闭中聚集成藏。 致谢 本文在撰写过程 中得到中 国石化集 团公 司高级专 家王永 诗教授 的帮助 , 在此深表感谢。 参 考 文 献 [ 1 ]H u b b e r t M K . E n t r a p m e n t o f p e t r o l e u m u n d e r h y d r o d y -- 4 0. .. 西安石油大学学报自然科学版 n a m i c c o n d i t i o n s [ J ] . A A P G B u l l , 1 9 5 3 , 3 7 8 1 9 5 4 . 20 2 6. [ 2 ] S c h o w w a l t e r T T . Me c h a n i c s o f s e c o n d a r y h y d r o c a r b o n m i . g r a t i o n a n d e n t r a p m e n t [ J ] . A A P G B u l l , 1 9 7 9, 6 3 5 7 23 7 60. [ 3 ]H i n d l e A D . P e t r o l e u m mi g r a t i o n p a t h w a y s a n d c h a r g e c o n c e n t r a t i o n A t h r e e d i m e n s i o n a l m o d e l 『 J ] . A A P G. 1 9 9 7, 8 1 1 4 5 1 1 4 8 1 . [ 4 ] 王有功, 张艳会 , 付广, 等. 松辽盆地 尚家油田油气输 导体系及特征[ J ] . 西安石油大学学报 自然科学版 , 2 0 1 2 , 2 7 1 1 7 - 2 2 . W AN G Y o u - g o n g , Z HANG Ya n h u i , F U Gu a n g, e t a 1 . S t u d y o n h y dr oc a r b o n mi gra t i o n pa t h wa y s ys t e m o f S h a n g j i a O i l fi e l d i n S o n g l i a o B a s i n a n d i t s c h a r a c t e ri s t i c s l J 1 . 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