海拉尔盆地贝西地区古流体势及油气运聚特征研究.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报2 0 1 4 年 3 月 第3 6 卷 第 3 期 J o u r n a l o f Oi l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I Ma r ． 2 0 1 4 V o 1 ． 3 6 N o ． 3 海拉尔盆地 贝西地 区古流体 势 及油气运聚特征研究 伍英 中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院， 黑龙江大庆1 6 3 7 1 2 [ 摘要]通过地震趋 势法恢复成藏期古埋深 ，根据等效深度原理利 用声波 时差 资料恢复 古压 力 ，结合 毛细 管压力对油 气运移 的作用 ，对 海拉 尔盆地 贝西地 区成藏 期流体 势进 行分 析。结果 表 明在 贝西地 区成藏 期 ，油气从贝西北 、贝西 南次 凹等流体 高势 区通过 断层 和不整 合 面 向霍 多莫 尔 、苏德 尔特 、呼和 诺 仁、 贝西 南斜坡 等流体低 势区运移 形成 构造 油藏，通过 断层 和砂体 向贝 西南 次凹边 缘运 移形成 岩性一 构造 油 藏 ，向贝西北次 凹边 缘运 移形 成构造一 岩性油藏。 [ 关键词] 海拉尔盆地贝西地 区；古流体势 ；古埋深 ；古压力 ；毛细管压力 ；油气运聚 [ 中图分类号]T E l 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 O 3 0 0 2 4一 O 6 流体势是单位质量流体具有的机械能总和，为地下孑 L 隙中的流体流动提供了基本动力 ，决定着流体 的 流动方 向 ，能够 影 响地下 流体 的富集 与分散 。地 下油 气在 流体势 的影 响下 ，遵 循 由高势 区 向低势 区方 向运 聚这 一 基本规 律 ，油气 流体 势高 、低 势 区域势 场 的特 征 为油气 藏 分 布规 律 的认 识 提 供 了 前提 条 件 。 因而 ，被 广 泛地应 用 于油气 二 次运移 的研 究 ，指导 油气 的勘 探开 发 ] 。 受原 始 钻井 资料及 研究 手段 的限制 ，前人 对海 拉尔 盆地 油气 的运 聚有利 条 件 、运 移通 道 、油气 藏分 布规律等进行过短暂研究_ 7 引。迄今为止 ，海拉尔盆地贝西地区还没有展开过流体势的研究工作。为 了阐明成藏期流体势能分布及其对油气运聚的控制作用 ，笔者收集 了大量基础资料 ，对海拉尔盆地贝西 地区成藏期的流体势进行了恢复。 1 地质背景 贝西地 处海 拉尔 盆地 贝’尔 凹 陷西部 地 区 ，东北 接乌 尔逊 凹陷 ，西 靠嵯 岗隆起 南部 ，南 邻塔 木察 格盆 地 。研究区内的地层 自下而上发育有侏罗系的布达特群基岩浅变质岩系 ，下 白垩统 的铜钵庙组 K t 、 南屯组 K n 、大磨拐河组 K。 d 、伊 敏组 K y ，上 白垩统 的青元 岗组 K q ，新近 系呼查 山组 Nh 及 第 四系 ，其 中 K n是 研究 区内油气 勘探 的 主要 目的层 位 。暗色 泥岩 主要发 育在 贝西 地 区南 屯组 一 段 K n 、二段 K n ，以 K n 最 为发 育 。K n 以贝 西 北 次 凹 、 贝西 南 次 凹 为 主 ，苏 德 尔 特构 造带 内次 之 ；K n 则 以贝西 北 次 凹 、贝东北 次 凹为主 。 贝西地 区的地层 先 后经历 了 “ 断 陷一 断坳 一 坳 陷” 3期 构 造 。其 中 ，断 陷期 内发 育 K t 、K n ，断坳 转 换 期发 育 K d 、K Y ；坳 陷期发 育 K q 。在 断陷期 ，NE E 向 、NE 向 断层 最 为发 育 ，这 2组 断层 控 制 了贝 西地 区构 造带 的形 成与 烃源 岩 的分 布 。早 白垩 世后 ，研究 区经 历 了 3次区域 性 的构造运 动 ，分别 发 生于 K n沉积末期 、K Y沉积末期及 K q 沉积时期 ，形成了贝西斜坡 、呼和诺仁、霍多莫尔 、苏德 尔特等正向构造带 以及贝西北次 凹、贝西南次凹、贝东北次 凹等负向构造带 图 1 。贝西地 区 K n沉 积末期 ，由于受到区域挤压应力场的作用 ，区内大部分地区抬升遭受剥蚀 ，尤其 以霍多莫尔构造带和苏 德尔 特构 造带 最 为 明显 。在 K Y沉 积末 期 ，北 东 向断层 发 生 走 滑 ，形 成走 滑 断 裂 带 ，在 贝 西 斜 坡带 形 [ 收稿日期]2 0 1 3 ～1 0一o 2 [ 基金项目]国家自然科学基 金项 目 4 1 0 3 0 4 2 6 。 [ 作者简介]伍 英 I 9 7 6 一 ，女 ，2 0 0 1年大学毕业 ，硕士 ，工程 师 ，现主要从事石油地质研究工作。 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 石 油天然 气地 质 2 0 1 4 年 3 月 贝西南次凹成藏期埋藏 深度次之 ，而 贝西斜坡 带、霍多莫尔 、苏德尔 特和呼和诺仁等构造带 成藏期埋藏深度最浅。 2 ． 3 地 层 孔 隙 流 体 的 异 常 压 力 古 流 体 压 力 是 油 气 运 移 、聚 集 的 源 动 力 。 成 岩 过 程 中 ，泥 岩 的 压 实程 度 远 远大 于砂 岩 ， 因 而 能近 似 表 征 压 实 作 用 的主 过 程 。在 泥 岩 压 实过 程 中 ，当 欠 压 实 泥 岩 埋 深 达 到 一 定 深 度 时 ，正 常 压 实 作 用 停 止 ，开始 欠 压 实 形 成 异 常孑 L 隙流体 压力。随着 埋深 增 加 、压 实 作 用 增 强 、蒙 脱 石 脱 水 、有 机 图 2贝西地 区成藏期埋深平面分布 图 质生烃以及流体热增压等作用达到一定阶段后 ，地层孔隙内的大量流体在排出中所受的阻力也将逐渐增 大 ，从而使得烃源岩出现一系列的微裂缝。油 、气、水通过裂缝一 孑 L 隙系统向外排 出，降低烃源岩 内流 体的压力 ，待压力恢复至平衡状态时 ，微裂缝系统闭合。处于压力平衡状态的地层埋藏深度即为欠压实 泥岩内孑 L 隙流体异常压力的终止深度。正是这种孔 隙流体的异常压力 ，使得油气在盆地内能够得 以运 移 、聚集 [ ] ，或是 阻止 流体流 动 。 根据异常压力等效深度 的原理，欠压实段内任一点的有效应力与正常压实段上孔隙度相同点的有效 应力相同，借用正常压实情况下泥岩声波时差与埋深之间的关系 ，可以求得地层现今的异常孑 L 隙流体压 力 ，进 而探 讨其 在不 同地质 历史 时期 中的古异 常孔 隙流体 压力 [ 2 。 P一 [ 1 D D P r D D ] g 3 At At e - c D 4 △ PP 一 [ P r D～ l n 一p w D] g 5 、 u 0 式 3 ～ 5 中l0 为地层水密度 ，g ／ c m。 ； 为沉积岩 的平 均密度，g ／ c m。 ；D为泥岩埋深 ，m； D 为正 常压 实 曲线 上平 衡深 度 ，1 T I ； A t 。 为 地表 处声 波时 差 ，t s ／ m； A t 为深 度 D 处 泥 岩声 波 时差 ，j上 s ／ m； ／ x p为欠压实泥岩异常孔隙流体压力 ，P a ； P 为静水柱压力 ，P a； C为泥岩正常压实趋势线斜率 ， m～ 。 对贝西地 区 1 2 5口井泥岩段声波时差曲线进行统计 ，用声波时差值与深度 的关系式可计算 出参数 C、l n A t 。、l n A t 等，结合沉积岩和地层水密度等资料 ，即可求取研究区 K 11 地层每 口井成藏期相应深 度的欠压实泥岩异常孔隙流体压力。结果表明 成藏期孔隙流体异常压力值在负向构造带贝西北和贝西 南次凹的明显高于各正向构造带 ；贝西北次凹的略高于贝西南次凹；苏德尔特、霍多莫尔 、呼和诺仁构 造 带 的最低 图 3 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 6卷第 3期 伍英 海拉尔盆地贝西地区古流体势 及油气运聚特征研 究 2 7 图 3 K - n 成 藏期异常孔隙流体压力分布图 2 ． 4毛细 管压 力 毛细管压力对油气运移起阻止作用 ，岩石越致密 ，孔喉半径越小 ，毛细管压力越大 ，封堵油气 的能力也就越强 。根据李明诚m3 引进 的计算诺模 图分析得出 ，研究区的毛细管半径与孔隙度 、渗透率 之 间 的关系式 为 r , ／ g R - - 6 式中r 为毛细管半径 ，／ t m；K 为渗透率 ，mD； 为孔隙度， 。 计算结果发现 毛细管压力与孔隙流体异常压力的 比值很小 ，K 1 3 ． 为 0 ． 0 0 9 ～0 ． 1 9 MP a ，K n 为 0 ． 0 0 4 0 ． 1 8 MP a 表 1 ，这种微弱的毛细管压力还不足以对整个流体势场造成明显的影响。 表 1 贝西地 区代表井毛细管压力 3 流体势对油气的运聚影响 3 ． 1 流体势分布特征 根据成藏期古埋深、古压力和毛细管压力等参数 ，计算 出海拉尔盆地贝西地 区成藏期的流体势值， 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 3 期 伍英 海拉尔盆地贝西地区古流体势 及油气运 聚特征研 究 2 9 4 结论 1 贝西地 区高 流体 势 区为 凹陷沉积 中心 ，低 势 区多 为洼槽 区周 缘 的正 向构造 带 。 2 流体低势区和流体势梯度较高的过渡区带是油气藏发育有利区带 。 3 成藏期油气从流体高势区通过断层和不整合面向上运移 至流体低势 区霍多莫尔 、苏德尔特、呼 和诺仁构造带及贝西南斜坡等反向断阶高部位 ，形成构造油藏 ；通过断层和砂体在流体势的作用下于贝 西南次凹形成岩性一 构造油藏；在构造欠发育的贝西北次凹边缘流体势梯度较高的过渡地带发育构造一 岩 性 油藏 。 [ 参考文献] [ 1 ]吴相 梅，李 忠权 ，段新 国 ．松辽盆地成藏过程和成 藏动力 系统[ J ]．成都 理工大学学报 自然科学版 ，2 0 0 3 ，3 0 4 3 6 2 3 6 7 ． [ 2 ]谢 启超，刘震 ．渤南坳陷流体势演化与油气运聚 [ J ]．新疆石油地质 ，2 0 0 4 ，2 5 5 4 8 6 4 8 8 ． [ 3 ]达江，宋岩，陈开远 ，等 ．沉积盆地流体势的研究 [ J ]．中国西部油气地质 ，2 0 0 6 ，2 4 3 8 5 ～3 8 9 ． [ 4 ]李鹤永 ，刘震 ，马达德 ，等 ．柴西地区古流体 势场演化对油气成藏 的控制作用 [ J ]．中国石油大学 学报 自然 科学版 ，2 0 0 5 ，2 9 3 1 1 ～ 1 5 ． [ 5 3叶加仁 ，顾惠荣 ．势能理论与油气勘探 E J ]．海洋石油 ，2 0 0 1 ，6 4 5 ～9 ． [ 6 ]刘刚 ，陈开远 ，张克彬 ，等 ．从地震资料研究琼东南盆地松东地区流体 势特征[ J ]．海洋石油，2 0 0 2 ，6 2 1 4 ～ l 9 ． [ 7 ]陈均亮 ，吴河勇 ，朱德 丰，等 ．海拉尔盆地构造演化及油气勘探前景 [ J ]．地质科学 ，2 0 0 7 ，4 2 1 1 4 7 ～1 5 9 2 ． [ 8 ]刘志宏 ，万传彪 ，任延 广，等 ．海拉尔 盆地 乌尔逊 一 贝尔 凹陷 的地 质特 征及 油气 成 藏规 律 [ J ] ．吉 林大 学学 报 地球 科学 版 ， 2 0 0 6， 3 6 4 5 2 7 ～ 5 3 4． [ 9 ]王家亮 ，张金川 ，张杰 ，等 ．海拉尔 盆地 贝尔 凹陷的油气运聚分析 E J ]．现代地质 ，2 0 0 3 ，1 7 4 4 6 1 ～4 6 5 ． ． [ 1 o ]霍秋立 ，汪振英 ，李敏，等 ．海拉尔盆地贝尔 凹陷油源及油气运移研究 [ J ]．吉林大学 学报 地球 科学版 ，2 0 0 6 ，3 6 3 3 7 7 ～ 3 8 3 ． [ 1 1 ]侯启军 ，冯子辉 ，霍秋立 ．海拉尔盆地 乌尔逊 凹陷石油运移模式与成藏期 E J ]．地球科学‘ 中国地质大学学报 ，2 0 0 4 ，2 9 4 3 9 7～ 4 O 3 ． [ 1 2 3冯志强 ，张晓东 ，任延广 ，等 ． 海 拉尔盆地油气成藏特征及分布规律 E J ]．大庆石油地质与开发 ，2 0 0 4 ，2 3 5 l 6 ～1 9 ． [ 1 3 ]伍英 ，陈均亮 ，张莹 ．海拉尔一 塔木察格盆地构造带与油气关系 [ J ]．大庆石油学院学报 ，2 0 0 9 ，3 3 3 3 1 ～3 5 ． [ 1 4 3 申家年 ，郭金荣 ，霍秋立 ，等 ．海拉尔盆地主要 凹陷的成藏期 [ J ]．大庆石油学 院学报 ，2 0 0 5 ，2 9 2 1 ～3 ． [ 1 5 ]崔军平 ，钟高润 ，任战利 ．内蒙古海拉尔盆地 油气成藏期次分析[ J ]．现代地质 ，2 0 1 2 ，2 6 4 8 0 1 ～8 0 7 ． [ 1 6 ] 申家年 ，宋婷 ，朱金磊 ．海拉尔盆地贝尔凹陷埋藏史 [ J ] ．黑龙江科技学 院学报 。2 0 1 3 ，2 3 2 1 7 6 ～1 8 0 ． [ 1 7 3 En g l a n d W A， Ma c k e n z i e A S， Ma n n D M，e t a 1 ． Th e mo v e me n t a n d e n t r a p me n t o f p e t r o l e u m f l u i d i n t h e s u b s u r f a c e[ J ]． J o u r n a l o f t he Ge o l o g i c a l S o c i e t y， 1 9 8 7， 1 4 4 3 2 7 ～ 3 4 7 ． [ 1 8 3李 明诚 ．石油与天然气运移 [ M]．第 2版 ．北京 石 油工业 出版社 ，1 9 9 4 ． 4 4 ～6 2 ． [ 1 9 ]张厚福 ，方朝亮 ，高先志 ，等 ．石油地质学 [ M]．北 京 石 油工业 出版社 ，1 9 9 9 ． 1 2 1 ～1 2 2 ． [ 2 O ]付广 ，吕延 防，杨勉 ．异常孔隙流体压力的成因及其 贡献探讨 口]．中国海相油气地质 ，1 9 9 4 ，4 4 4 6 ～5 0 ． [ 2 1 ]王志欣 ．毛细管力是油 气初 次运移 的动力 吗 [ J ] ．石油 实验地 质，2 0 0 0 ，2 2 3 1 9 5 ～2 0 0 ． [ 编辑] 邓磊 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m