濟陽坳陷孤島潛山下古生界油氣成藏條件和機理研究.pdf

1、本文以濟陽坳陷中最大的潛山--孤島潛山為研究對象，采用地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)等綜合的研究方法，對孤島潛山下古生界碳酸鹽巖油氣藏形成的基本要素進行了精細刻畫，恢復(fù)了孤島潛山油氣藏形成的基本過程，探討了生油、儲油、運移、聚集和保存等過程在時間演化上和空間分布上的匹配關(guān)系，分柝了這些關(guān)系對孤島潛山油氣藏形成和保存的控制作用。在以上研究基礎(chǔ)上，建立了孤島潛山的油氣成藏模式，確定了孤島潛山油氣有利勘探地區(qū)和目標，取得了以下主要研究成果及認識。

2、 (1)濟陽坳陷孤島潛山下古生界主要巖石類型有石灰?guī)r類、白云巖類、泥巖類、巖溶巖類及其他巖類；完成了濟陽坳陷孤島潛山下古生界地層沉積體系的劃分(碳酸鹽緩坡、碳酸鹽臺地、臺地陸棚以及相關(guān)的大陸殘積沉積體系)及沉積演化史的研究；確立了濟陽坳陷孤島潛山下古生界地層層序界面的識別標志，以孤古2井為基準將下古生界地層劃分為一個超層序、兩個一級層序、三個二級層序、五個準二級層序、二十個三級層序。 (2)利用地震資料解釋了寒武系底(Tg

3、2)、奧陶系頂(Tg1)、石炭系底、白堊系底、第三系底(Tg)、沙河街組頂面、東營組頂7個層位；編制了Tg2、Tg1、Tg構(gòu)造圖；白堊系、沙河街組、東營組、新近系等厚度圖及白堊系以后4個關(guān)鍵時期的奧陶系頂面古埋深圖及各主要時代地層的平面分布圖；完成了典型構(gòu)造、火山侵入體、侵蝕溝谷的地震解釋并繪制成圖；孤島潛山為菱形斷塊山、邊界為多條斷層構(gòu)成的斷裂帶、潛山主體構(gòu)造呈短軸穹隆、孤島潛山為多期構(gòu)造疊合的繼承性隆起構(gòu)造；孤島潛山構(gòu)造樣式有平面狀

4、斷層構(gòu)造、犁式斷層及滾動背斜(或斷鼻)、沖斷背斜、斷階(疊瓦狀)、斷壘與斷塹、束狀斷層構(gòu)造、反轉(zhuǎn)斷層構(gòu)造、沿斷裂帶的火山侵入體、裂谷作用與“U”形侵蝕谷及其充填沉積；孤島潛山沉降史可分4個時期：裂陷期(J末K初)、斷陷期(Es沉積期)、斷坳過渡期(Ed沉積期)、坳陷期(N-Q)并研究了各個時期的沉降特征；孤島潛山構(gòu)造演經(jīng)歷了七個時期：擠壓(T)、拉張(T)、裂陷及擠壓(K)、拉張初期(K末，E初)、強烈拉張(Es沉積期)、斷坳過渡(Ed

5、沉積期)、坳陷(N)；孤島潛山順軸向和垂直軸向的演化有所不同：孤西斷層發(fā)育比孤南、孤北發(fā)育的早，孤西斷層和孤南、孤北斷層的性質(zhì)不同，三條斷裂對潛山形成的控制作用不同。 (3)孤島潛山下古生界碳酸鹽巖儲集空間類型有晶間孔和晶間溶孔、粒間孔和粒間溶孔、鑄?？住⑷芏?、溶蝕縫和構(gòu)造縫、方解石晶簇間孔等；孤島潛山下古生界碳酸鹽巖儲層具有六種縫洞成因組合體系，包括沉積期縫洞體系、準同生期縫洞體系、成生期縫洞體系、表生期縫洞體系，還有后生期(淺埋藏)

6、縫洞體系和進后生期(深埋藏)縫洞體系；孤島潛山下古生界碳酸鹽巖儲層(縫洞段)分布規(guī)律是：①沉積期縫洞體系分布主要受控于沉積體系特征或沉積相類型/沉積環(huán)境類型，即沉積巖相組合類型，其次受控于三級、四級以及次級層序界面；②準同生期縫洞體系分布主要受三級、四級以及次級層序界面及其相關(guān)的準同生白云巖分布的控制；③成巖期縫洞體系分布主要受到原始巖石組構(gòu)的控制，即間接受到沉積體系/沉積相的控制；④表生期縫洞體系分布嚴格受一級、二級、準層序界面分布的

7、控制；⑤后生期縫洞體系分布間接受到表生期縫洞體系分布的影響；⑥進后生期(深埋藏)縫洞體系分布主要受到深埋溶解作用(深部地層封存熱鹵水、有機質(zhì)成熟作用相關(guān)的富羧基熱液)、多期構(gòu)造背斜(軸部)、斷層分布的控制；孤島潛山儲層縫洞系統(tǒng)的形成主要受控于巖性和風(fēng)化剝蝕面；孤島潛山碳酸鹽巖儲層(縫洞段)發(fā)育的三個基本條件是有利的沉積體系/沉積巖相帶是基礎(chǔ)，有利的成巖后生作用帶是根本，有利的構(gòu)造作用帶是關(guān)鍵；孤島潛山碳酸鹽巖縫洞的形成和改造主要受寒武紀

8、末和奧陶紀末的抬升運動、燕山期擠壓運動、喜馬拉雅期的深陷階段強烈拉張運動控制；中奧陶統(tǒng)八陡組頂界SB2屬升隆侵蝕層序界面，易形成巖溶儲層；沉積期層序界面有利于成巖期成巖溶蝕改造、成巖后生期的埋藏溶解作用的改造疊加，有利于儲層縫洞系統(tǒng)的發(fā)育；成巖期層序界面有利于表生期巖溶作用和深埋期溶蝕縫洞系統(tǒng)的發(fā)育；表生期層序界面發(fā)育界面型油氣儲層，有利于此后綜合成因儲層縫洞系統(tǒng)的發(fā)育。 (4)孤島地區(qū)至少有四期鹽水流體充注事件。孤島地區(qū)A組-

9、F組樣品的鍶同位素，每一組樣品即為一次流體充注，孤島地區(qū)至少有六次流體充注，D組、B組和F組樣品先后老新時序關(guān)系為：D組→F組→B組；第一期到第三期鹽水流體的充注可能是晚古生代沉積時期或中生代沉積時期；第四期鹽水流體充注可能發(fā)生于新生代以前，處于一個構(gòu)造抬升階段，裂隙或斷裂帶開啟，大氣淡水的下滲充注；第五期流體的充注與第四期鹽水流體的充注相似，有更多的大氣淡水的混入和參與；第六期流體充注可能發(fā)生于明化鎮(zhèn)期，部分流體應(yīng)來自含烴的沙河街組地

10、層水及大氣淡水的混合。 (5)古巖溶界面附近古巖溶儲層的形成主要受兩個方面作用的控制：a表生期大氣淡水-巖石間的相互作用；b埋藏期具有酸性的混合流體-巖石的相互作用。潛山內(nèi)幕儲層的形成則主要是受深埋作用過程中的深溶作用控制。孤島潛山下古生界碳酸鹽巖基質(zhì)滲透率值變化范圍大，孔隙度大于2％時孔隙度與滲透才有正相關(guān)關(guān)系，其低孔低滲的特征與其埋深關(guān)系不大；孤島潛山下古生界儲層(縫洞段)與碳酸鹽巖的成巖作用和巖溶作用關(guān)系密切，與巖溶序列具有相當(dāng)?shù)?/p>

11、一致性；孤島潛山下古生界碳酸鹽巖儲層(縫洞段)普遍發(fā)育高角度縫，碳酸鹽巖儲層(縫洞段)發(fā)育的組段是八陡組、上馬家溝組、下馬家溝組，冶里-亮甲山組、鳳山組次之，不整合面是控制儲層(縫洞段)特別是孔洞發(fā)育一個因素；孤島潛山下古生界碳酸鹽巖風(fēng)化殼型儲層中Ⅰ級儲層(縫洞段)較發(fā)育，發(fā)育于八陡組至上馬家溝組，主要受下古生界頂面(風(fēng)化殼面)形態(tài)控制，斷裂發(fā)育帶的儲集特性明顯優(yōu)于斷裂不發(fā)育的潛山主體及單斜區(qū)；孤島潛山碳酸鹽巖內(nèi)幕儲層(縫洞段)中極少發(fā)

12、育Ⅰ級儲層(縫洞段)，主要發(fā)育Ⅱ級儲層(縫洞段)。孤島潛山碳酸鹽巖內(nèi)幕儲層(縫洞段)成層分布，主要受沉積相帶(層序或巖溶相帶)控制，斷裂的存在對內(nèi)幕儲層儲集性能有改善作用，鳳山組和冶里-亮甲山組內(nèi)幕儲層較為發(fā)育。 (6)孤島潛山內(nèi)幕基質(zhì)蓋層在裂縫不發(fā)育的情況下質(zhì)量好。孤島潛山孤西、孤南和孤北斷層的長期活動性，斷層的封堵性差，斷層側(cè)向上封堵，縱向上不具封堵性，油氣順斷層向上部層位運移，最終運移到新近系儲集層中聚集成藏；采用地化指標

13、研究了孤島潛山油氣藏的保存條件，孤島潛山碳酸鹽巖存在兩次油氣充注，早期油藏流體充注進入儲集巖后，由于保存條件差，大部分油藏都受到了破壞，晚期油藏流體充注保存相對較好，但充注量有限，對潛山油氣藏的形成意義不大；孤西斷裂帶內(nèi)，斷層側(cè)向封堵配以局部蓋層?xùn)|營組的封蓋形成局部油氣藏。 (7)地球化學(xué)指標表明孤島潛山油氣具有不同階段、不同層位、不同凹陷油氣相混的特點；第一類和第二類混源油均來自沙三段和沙一段，兩類混源油藏的生物標志化合物參數(shù)

14、差異明顯，同一類混源油藏中生物標志化合物參數(shù)具有較強的可比性，空間分布具有相似性；孤島潛山至少存在兩個含油氣系統(tǒng)：渤南洼陷含油氣系統(tǒng)、孤南洼陷含油氣系統(tǒng)。 (8)孤島潛山的油氣成藏模式是南北逢源、復(fù)式輸導(dǎo)、高凸指向、混源充注、斷層控制、縫洞發(fā)育、逸頂“天窗”、局部成藏；孤島潛山主體高部位及北東翼單斜區(qū)勘探因缺少有效的封蓋層和內(nèi)幕圈閉不落實而失敗，孤西斷裂帶內(nèi)勘探(孤古4井區(qū)塊)因局部蓋層?xùn)|營組發(fā)育規(guī)模較小的圈閉雖成功但成效不大，孤南斷裂