济阳坳陷沾化凹陷异常高压与油气成藏模式.pdf

第 3 2卷第 4期 -5 天然气北 O I LG A S G E 0 L 0 G Y 2 0 1 1年 8月 文章编 号 0 2 5 3 9 9 8 5 2 0 1 1 0 4 0 6 0 1 0 5 济 阳坳 陷沾化 凹陷异常高压 与油气成藏模式 徐 东锋 ， 赵红 佳 ， 刘见宝 1 ．中国石油 大庆油田有限责任公司 装备制造研究院， 黑龙江 大庆 1 6 3 3 1 1 ； 2 ．中国科学院 广州地球化学研究所 ， 广东 广州 5 1 0 6 4 0 ； 3 ．中国科学院 研究生院， 北京 1 0 0 0 4 9 摘要 渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷沙河街组二段及其 以上层段， 圈闭类型以构造为主； 沙河街组三段及其以下地层， 主 要发育岩性、 构造一岩性等隐蔽圈闭。地层压力的分布与油气分布特征存在一定的对应关系， 即正常压力带发育构造油气 藏， 而异常高压带多发育岩性等油气藏。异常高压为深层岩性油气藏油气的运移提供 了动力。凡压力系数曲线呈现“ 3 ” 字形， 则相对低压油层含油性较好。根据压力与油气成藏的关系， 建立 了“ 源外断裂输导成藏” 和“ 源内高压充注成藏” 两 种成藏模式。油源断层是浅部源外常压油气成藏的主控因素， 沙河街组三段中、 下亚段及沙河街组一段生成的油气， 主要 沿断层经垂向输导进入沙河街组二段及其 以上地层， 直接在断块、 滚动背斜等构造圈闭中充注成藏， 或经横向运移在构造 圈闭中充注成藏。油气成藏动力是深部源 内高压成藏的主控因素， 沙河街组三段 中、 下亚段生成的油气， 在异常高压的驱 动下直接 向其紧邻的砂岩体及构造一岩性圈闭中充注成藏。 关键词 异常高压； 圈闭； 油气成藏； 成藏模式； 沾化凹陷； 渤海湾盆地 中图分类号 T E 1 2 2 ． 3 文献标识码 A Ab n o r ma l p r e s s u r e a n d h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r i n g p a t t e r n o f t h e Zh a n h u a s a g i n J i y a n g De p r e s s i o n X u D o n g f e n g ． Z h a o Ho n g j i a a n d L i u J i a n b a o ， 1 ．I n s t i t u t e o fE q u ip m e n t Ma n u f a c t u r i n g ，C N P C D a q i n g O i lfie l d B r a n c h C o r p o r a t i o n ， D a q i n g， H e i l o n g fi a n g 1 6 3 3 1 1 ， C h i n a ； 2 ．G u a n g z h o u I nst i t u t e o fG e o c h e m i s t r y ，C h i n e s e A c a d e m y ofS c i e nce s ， G u a n g z h o u ， G u a n g d o n g 5 1 0 6 4 0 ， C h i n a ； 3 ．G r a d u a t e U n i v e r s i t y of C h i n a A c a d e m y of S c i e nce s ， B e in g 1 0 0 0 4 9 ，C h i na Ab s t r a c t I n Z h a n h u a s a g o f J i y a n g De p r e s s i o n i n Bo h a i B a y Ba s i n，s t r u c t u r a l t r a p s a r e p r e d o mi n a n t i n t h e s e c o n d me mb e r o f t h e S h a h e j i e F o r m a t i o n a n d t h e s t r a t a a b o v e i t ， w h i l e s u b t l e t r a p s s u c h a s l i t h o l o g i c a n d s t ruc - t u r a l - l i t h o l o g i c t r a p s d o mi n a t e t h e t h i r d me mb e r o f t h e S h a h e j i e F o r m a t i o n a n d t h e s t r a t a b e l o w i t ．T h e r e i s a c e r t a i n c o r r e l a t i o n b e t we e n f o rm a t i o n p r e s s u r e di s t r i b ut i o n a n d hy d r o c a r b o n di s t r i b u t i o n i n t he a r e a，i ． e ．，s t ruc t ur al r e s e r v o i r s o e c u i n g i n a r e a s wi t h n o r ma l p r e s s u r e wh i l e l i t h o l o g i c r e s e r v o i r s b e i n g d e v e l o p e d i n a r e a s wi t h a b n o rm a l h i g h p r e s s u r e ．Ab n o rm a l h i g h p r e s s u r e p r o v i d e s i mp e t u s f o r t h e mi g r a t i o n o f h y d r o c a r b o n s i n d e e p l i - t h o l o g i c r e s e r v o i r s ．W h e n t h e p r e s s u r e c o e f fic i e n t c u rve p r e s e n t s a “3”一 s h a p e．r e s e rvo i r s wi t h r e l a t i v e l y l o w- p r e s s u r e h a v e h i g he r o i l p o t e n t i a l s ． Ba s e d o n t h e r e l a t i o ns h i p b e t we e n f o rm a t i o n p r e s s ur e a nd h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n．we s e t u p t w o a c c u mu l a t i o n mo d e l s “ e x t e r n al s o u r c e d h y d r o c a r b o n s a c c u mu l a t i n g v i a c a r r i e r f a u l t s ” a n d“ i n t e r n a l s o u r c e d h y d r o c a r b o n a c c u m u l a t i n g v i a h i g h - p r e s s u r e i n j e c t i o n ” ．S h a l l o w e x t e rna l - s o u r c e d h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n s wi t h n o r ma l p r e s s u r e a r e ma i n l y c o n t r o l l e d b y s o u r c e r o c k r o o t e d f a u l t s ．F o r e x a mp l e ，t h e h y d r o c a r b o n g e n e r a t e d f r o m t h e l o w e r a n d mi d p a rt s o f t h e t h i r d me mb e r o f t h e S h a h e j i e F o rm a t i o n m i g r a t e s v e r - t i c all y a l o n g t h e f a u l t s a n d a c c u mu l a t e s i n t h e s t ruc t u r a l t r a p s s u c h a s f a u l t b l o c k a n d r o l l i n g a n t i c l i n e s i n t h e s e c o n d m e m b e r o f t h e S h a h i e F o r ma i t o n a n d s t r a t a a b o v e i t ， o r m i g r a t e s l a t e r a l l y t o a n d a c c u m u l a t e s i n s t rue t u r a l t r a p s ．T h e c o n t r o l l i n g f a c t o r for t h e s e c o n d p o o l i n g mo d e l i s a b n o rm a l h i g h p r e s s u r e ．Hy d r o c a r b o n s g e n e r a - t e d fr o m t h e l o w e r a n d m i d p a r t s o f t h e t h i r d m e m b e r o f t h e S h a h i e F o r m a t i o n ma y b e c h a r g e d i n t o a d j a c e n t s a n d b o d i e s a n d s t ruc t u r a l l i t h o l o g i c t r a p s u n d e r t h e d r i v e o f t h e a b n o rm a l h i g h p r e s s u r e ． 收稿 日期 2 0 1 1 0 5 2 3 。 第一作者简 介 徐东锋 1 9 7 9 一 ， 男 ， 工程师 ， 石油地质 。 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 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期 徐东锋， 等． 济阳坳陷沾化凹陷异常高压与油气成藏模式 6 0 5 a n e x a m p l e[ J ] ．J o u r n a l o f C h e n g d u U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， 1 9 9 9， 2 6 4 3 6 53 6 9 ． [ 5 ] 张善文 ， 曾溅 辉 ， 肖焕 钦 ， 等． 济 阳坳 陷岩 性油气 藏充 满度 大小及分布特征 [ J ] ． 地质论评 ， 2 0 0 4 ， 5 0 4 3 6 53 6 9 ． Z h a ng S h a n w e n ，Ze n g J i a n h u i ，Xi a o Hu a n q i n，e t a 1 ．Oi l g a s fi l l i ng d e g r e e a n d d i s t rib u t i o n c h a r a c t e ris t i c s o f t h e l i t h o l o g i c a l o i l - g a s r e s e r v o i r i n t h e J i y a n g De p r e s s i o n[ J ] ．G e o l o g i c a l R e - v i e w， 2 0 0 4 ，5 0 4 3 6 5 3 6 9 ． [ 6 ] 贾容． 渤海湾盆地沾化凹陷古压力恢复初步研究[ J ] ． 科技 咨询导报 ， 2 0 0 7 ， 6 1 6 2 2 82 2 9 ． J i a Ro n g ．P r e l i mi n a r y s t u d i e s o f t h e a n c i e n t p r e s s u r e r e c o v e r y i n Z h a n h u a s u b b a s i n，B o h a i g u l f b a s i n [ J ] ．S c i e n c e and T e c h n o l o g y C o n s u l t i n g H e r ald ， 2 0 0 7 ， 6 1 6 2 2 82 2 9 ． [ 7 ] 张枝 焕 ， 曾艳涛 ， 张学军 ， 等． 渤 海湾 盆地沾化 凹陷渤南洼 陷原油地球化学特征及成藏期分析[ J ] ． 石油实验地质 ， 2 0 0 6 ， 2 8 1 5 4 5 8 ． Z h a n g Z h i h u a n， Z e n g Y a n t a o ，Z h a n g X u e j u n ，e t a 1 ．T h e g e o - c h e mi s t r y c h a r a c t e ri s t i c s a n d a c c u mu l a t i o n h i s t o ry o f c r u d e o i l i n t h e B o n a n s u b s a g o f t h e Z h a n h u a s a g ， t h e B h a i w a n B a s i n[ J ] ． P e t r o l e u m G e o l o gy ＆E x p e ri m e n t ， 2 0 0 6 ， 2 8 1 5 45 8 ． [ 8 ] 徐兴友 ， 徐 国盛 ， 秦润森． 沾化 凹陷渤南洼 陷沙 四段 油气成 藏研究 [ J ] ． 成都理工大学学报 ， 2 0 0 8 ， 3 5 2 1 1 31 2 0 ． X u X i n gyo u ， X u G u o s h e n g ， Q i n R u n s e n ．S t u d y o n h y d r o c a r b o n m i g r a t i o n a n d a c c u m u l a t io n o f Me m b e r 4 o f S h a h e j i e F o r m a t i o n i n B o n a n s a g ，Z h a n h u a d e p r e s s i o n ，C h in a [ J ] ．J o u r n a l o f C h e n g d u Un i v e r s it y o f T e c h n o l o gy， 2 0 0 8， 3 5 2 1 1 31 2 0 ． [ 9 ] 李建林 ， 徐 国盛 ， 徐兴 友 ， 等 ． 沾化 凹陷沙 四段油 气成 藏动 力学研究 [ J ] ． 物探化探计 算技术 ， 2 0 0 8 ， 3 0 5 3 8 63 9 4 ． L i J i a n l i n，Xu Guo s h e n g，Xu Xi n gyo u，e t a1．T h e r e s e a r c h o f d y n a mi c s a c c u mu l a t i o n i n t h e 4 m e mb e r o f S h a h e f o r m a t i o n， Z h a n h u a d e p r e s s i o n[ J ] ． C o mp u t i n g T e c h n i q u e s f o r Geo p h y s i c a l a n d Geo c h e mi c a l E x p l o r a t i o n ， 2 0 0 8， 3 0 5 3 8 6 3 9 4． [ 1 0 ] 徐 国盛 ， 王威 ， 徐 兴友． 沾化 凹陷渤南 洼陷沙 四段 ～孔店 组 的热史及超 压演化 [ J ] ． 物探 化探计算 技术 ， 2 0 0 7， 2 9 6 5 2 4 5 3 0． Xu Gu o s h e n g， Wa n g W e i ，Xu Xi n gy o u ． Th e RMAL h i s t o ry a nd o v e r p r e s s u r e e v o l u t i o n i n S h a 4 me mb e r a n d Ko n g d i an f o r - ma t i o n i n B o n an s a g Z h a n h u a d e p r e s s i o n [ J] ．C o mp u t i n g Te c h n i q u e s for Ge o p h y s i c a l a n d Ge o c h e mi c al Ex p l o r a t i o n， 2 0 0 7 ， 2 9 6 5 2 4 5 3 0 ． [ 1 1 ] S w a r b ri c k R E， O s b o r n e M J ．Me c h ani s ms t h a t g e n e r a t e a b n o r - m a l p r e s s u r e s a n o v e r v i e w[ c ] ∥L a w B E ， U l m i s h e k G F ， S alv i n V ， e d s ． Ab n o r ma l p r e s s u r e s i n h y d r o c a r b o n e n v i r o n- me n t s ． AAPG Me mo i r ，1 9 9 8，7 01 32 5． [ 1 2 ] A n i s s i m o v L ．O v e r p r e s s u r e p h e n o m e n a in t h e P r e c a s p i a n B a s i n [ J ] ．P e t r o l e u m G e o s c ie n c e ， 2 0 0 1 ， 7 3 3 8 9 4 0 1 ． [ 1 3] H u n t J M．G e n e r a t i o n a n d mi gra t i o n o f p e t r o l e u m f r o m a b n o r - m a l l y p r e s s u r e d fl u i d c o m p a r t me n t s[ J ] ．A AP G B u l l e t i n ， 1 9 9 0 ， 7 4 1 11 2 ． [ 1 4 ] 查明， 曲江秀， 张卫海． 异常高压与油气成藏机理[ J ] ． 石油 勘探与开发 ， 2 0 0 2 ， 2 9 1 1 9 2 3 ． Z h a Mi n g ，Q u j i ang x iu，Z h a n g We i h a i ．The r e l a t i o n s h i p b e t w e e n o v c r p r e s s u r e a n d r e s e rv o i r f o r m i n g m e c h a n i s m[ J ] ．P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n and D e v e l o p me n t ， 2 0 0 2， 2 9 1 1 92 3 ． [ 1 5 ] 柳广弟， 孙明亮． 剩余压力差在超压盆地天然气高效成藏 中的意义 [ J ] ． 石油与天然气地质 ， 2 0 0 7， 2 8 2 2 0 3 2 0 8 ． Li u Gua n g d i ，S u n Mi n g l i a n． S i g n i fi c a n c e o f e x c e s s d i ff e r e n t i al p r e s s u r e i n h i g h l y e ffi c i e n t g a s a c c u mu l a t i o n i n o v e r p r e s s u r e d b a s i n s[ J ] ．O i l ＆G as G e o l o gy， 2 0 0 7 ， 2 8 2 2 0 3 2 0 8 ． [ 1 6 ] 杜栩 ， 郑洪 印 ， 焦 秀琼． 异常 压力 与油气 分 布 [ J ] ． 地学 前 缘 ， 1 9 9 5， 2 4 1 3 71 4 8 ． Du Xu，Zh e n g Ho n gyi n，J i a o Xi u q i o n g ． Ab n o rm a l p r e s s u r e a n d h y d r o c a r b o n a c c u m u l a t i o n [ J ] ．E a r t h S c i e n c e F r o n t i e r s ， 1 9 9 5， 2 4 1 3 71 4 8 ． [ 1 7 ] 陈中红， 查明， 金强． 东营凹陷超压系统的幕式排烃[ J ] ． 石 油与天然气地质 ， 2 0 0 4， 2 5 4 4 4 4 4 4 8 ． C h e n Z h o n g h o n g ， Z h a Mi n g ， J i n Q i ang ．E p i s o d i c e x p u l s i o n o f h y d r o c arb o n s i n o v e r p r e s s u r e d S y s t e ms i n Do n g y i n g d e p r e s s i o n [ J ] ．O i l ＆ G a s G e o l o gy， 2 0 0 4， 2 5 4 4 4 4 4 4 8 ． [ 1 8 ] 刘 震 ， 许晓明 ， 谢 启超 ， 等． 渤海 湾盆 地异 常高压 晚期形 成 特征分析[ J ] ． 现代地质 ， 2 0 0 6， 2 0 2 2 5 9 2 6 7 ． L i u Z h e n ， Xu X i a o mi n g ，X i e Q i c h a o ， e t a 1 ．A n al y s i s o n l a t e o ri g i n o f o v e r p r e s s u r e i n B o h a i B a y B asi n[ J ] ．G e o s c i e n c e ， 2 0 0 6 ， 2 0 2 2 5 92 6 7 ． [ 1 9] 孙 冬胜 ， 金之 钧 ， 吕修祥 ， 等．沉 积盆地超 压体 系划分及其 与油气运聚关系 [ J ] ． 石油与天然气地质， 2 0 0 4 ， 2 5 1 1 42 1 ． S u n D o n g s h e n g ， J i n Z h ij u n ， L v X i u x i a n g ，e t a 1 ．C l a s s i fi c a t i o n o f o v e r p r e s s u r e s y s t e ms i n s e d i me n t a r y b a s i n s a n d t h e i r r e l a - t i o n s h i p w i t h h y d r o c a r b o n migra t i o n a n d a c c u m u l a t i o n[ J ] ．O i l ＆ G a s Geo l o gy， 2 0 0 4， 2 5 1 1 4 2 1 ． [ 2 O ] R o n c h e t J ．S t r e s s fi e l d s a k e y t o o il mi gra t i o n[ J ] ．A A P G B u l l e t i n ，1 9 8 1 ， 6 5 3 7 48 5 ． [ 2 1 ] 秦润森 ， 徐 国盛 ， 徐 兴友 ， 等． 济 阳坳 陷沾 化 凹陷古近 系沙 四段现今压力场特征 及其 与油气分 布 的关系 [ J ] ． 石 油与 天然气地质 ， 2 0 0 7， 2 8 3 3 2 93 3 6 ． Q i n R u n s e n， X u G u o s h e n g ，X u X i n gyo u，e t a1．C h a r a c t e r i s - t i c s o f t h e p r e s e n t p r e s s u r e fi l e d i n t h e Pa l e o g e n e S h a - 4 Me m b e r o f Z h anh u a s a g ， J i y a n g d e p r e s s i o n a n d t h e i r f u n c t i o n t o t h e d i s t ri b u t i o n o f o i l a n d g a s p o o l s[ J ] ．O i l＆ G a s G e o l o gy， 2 0 0 7， 2 8 3 3 2 93 3 6 ． [ 2 2 ] B r a d l e y J S ．A b n o r ma l f o r ma t io n p r e s s u r e[ J ] ．AA P G B u l l e t i n ，1 9 7 5， 5 9 6 9 5 7 9 7 3 ． [ 2 3 ] 罗文生 ， 张善文 ， 王永诗 ， 等． 渤南 洼 陷古 近 系一新 近 系断 层活动与油气成藏 [ J ] ． 油 气地 质与采 收率 ， 2 0 0 7 ， 1 4 3 3 4 3 7． L u o W e n s h e n g，Z h a n g S h an we n，Wan g Yo n g s h i ，e t a 1 ． F a u l t a c t i v i t y an d h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n i n Te r t i a r y o f Bo n an S u b s a g[ J ] ．P e t r o l e u m G e o l o g y and R e c o v e r y E f fi c i e n c y ， 2 0 0 7，1 4 3 3 43 7 ． 下转第6 2 4页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 2 4 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 2 卷 [ 8 ] [ 9 ] [ 1 O ] [ 1 1 ] [ 1 2] 陈文学 ， 姜在兴 ， 鲜木 忠．层序地层学与隐蔽 圈闭预测 以河南泌阳凹陷为例 [ M] ．北京 石油工业出版社 ， 2 0 0 1 ， 1 011 1 3 ． Ch e n We n x u e ，J i a n g Za i x i n g ，Xi a n Be n z h o n g ．S e q u e n c e s t r a - t i g r a p h y a n d s u b tle t r a p s f o r e c a s t -- wi t h Bi y a n g S a g e x a mp l e [ M] ．B e i j i n g P e t r o l e u m I n d u s t r y P r e s s ， 2 0 0 1 ，1 0 1 1 1 3 ． 张明安， 鲜本忠．层序地层学在泌阳凹陷隐蔽油藏预测中 的应用 [ J ] ．石油实验地质 ， 2 0 0 3 ， 2 5 4 3 9 54 0 2 ． Z h a n g Mi n g a n， Xi a n Be n z h o n g ．Ap p l i c a t i o n o f s e q u r e n c e s t r a - t i g r a p h y t o t h e p r e d i c t i o n o f s u b t l e r e s e r v o i r s i n t h e B i y a n g De - p r e s s i o n [ J ] ．P e t r o l e u m G e o l o g y＆E x p e x i me n t ， 2 0 0 3， 2 5 4 3 9 5 4 0 2． 孙耀华 ，王华 ，陆永潮 ，等．泌阳凹陷复杂 圈闭地震 地质 综合研究方法 [ J ] ．石油与天然气地质， 2 0 0 9 ， 3 0 3 3 7 03 7 8， 3 8 3． S u n Ya o h u a ，W a n g Hu a，L u Yo n g c h a o，e t a1． An i n t e g r a t e d s e i s mi c g e o l o g i c a a p p r o a c h t o the s t u d y o f c o mp l e x tr a ps i n t h e B i y a n g D e p r e s s i o n [ J ] ．O i l ＆ G as G e o l o g y ， 2 0 0 9 ， 3 0 3 3 7 03 7 8， 3 8 3． Ze n g Ho n g l iu．Ba c k u s M M ．I n t e r p r e t i v e a d v a n t a g e s o f 9 0 。 一 p h a s e w a v e l e t s P a r t 1 --Mo d e l i n g [ J ] ．G e o p h y s i c s ， 2 0 0 5， 7 0 3 71 5 ． Ze n g Ho n g l iu，Ba c k u s M M ．I n t e r p r e t i v e a d v a n t ag e s o f 9 0 。 一 p h a s e w a v e l e t s P a r t 2 --S e i s mi c a p p l i c a t i o n s [ J ] ．G e o p h y s i c s ， 2 0 0 5， 7 0 3 1 7 2 4 ． 上接第 6 0 5页 [ 2 4 ] 王效美 ， 张立强 ， 罗晓容 ， 等． 沾化 凹陷沙河 街组异 常高压 分布及形成机制探讨 [ J ] ． 油气地质与采收率， 2 0 0 4 ， 1 1 3 3 7 3 9 ． W a n g Xi a o me i ，Z h a n g L i q i a n g，L u o Xi a o r o n g，e t a 1 ．Di s c u s s i o n o n d i s t ri b u t i o n a n d o rig i n o f a b n o r ma l l y h i g h p r e s s u r e i n S h a h e j i e F o r ma t i o n ， Z h a n h u a s a g[ J ] ．P e t rol e u m G e o l o gy a n d R e c o v e ry E f f i c i e n c y ， 2 0 0 4，1 1 3 3 7 3 9 ． [ 2 5 ] 庄文 山， 王永诗 ． 试论沾 化 凹陷上第三 系油气成 藏与断 层 的关系 [ J ] ． 海洋石油 ， 2 0 0 2， 4 3 74 1 ． Zh u a n g W e n s h a n， W a n g Yo n g s h i ． Th e e f f e c t i o n o f f a u l t s o n [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] Z e n g Ho n g l i u，B a c k u s M M ， B a r r o w K T，e t a 1 ． S t r a t a l s l i c i n g ， P a r t I R e a l i s t i c 3 - D s e i s m i c m o d e l [ J ] ．G e o p h y s i c s ， 1 9 9 8 ， 6 3 2 5 0 2 5 1 3 ． Ze n g Ho n g l i u，S t e p h e n C H，Ri o l a J P ．S t r a t a s l i c i n g，P a r t I I R e a l 3 D s e i s m i c d a t a [ J ] ．G e o p h y s i c s ，1 9 9 8 ，6 3 2 51 45 2 2 ． Ze n g Ho n g l i u，He n t z T F，Wo o d L J ．S t r a t a s l i c i n g o f