濟(jì)陽坳陷孤島潛山下古生界油氣成藏條件和機(jī)理研究.pdf

1、本文以濟(jì)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(jìn)行了精細(xì)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(yùn)移、聚集和保存等過程在時(shí)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(biāo)，取得了以下主要研究成果及認(rèn)識。

2、 (1)濟(jì)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(jì)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(jì)陽坳陷孤島潛山下古生界地層層序界面的識別標(biāo)志，以孤古2井為基準(zhǔn)將下古生界地層劃分為一個(gè)超層序、兩個(gè)一級層序、三個(gè)二級層序、五個(gè)準(zhǔn)二級層序、二十個(gè)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(gè)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(gè)關(guān)鍵時(shí)期的奧陶系頂面古埋深圖及各主要時(shí)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?cái)嗔褞У幕鹕角秩塍w、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(gè)時(shí)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(gè)時(shí)期的沉降特征；孤島潛山構(gòu)造演經(jīng)歷了七個(gè)時(shí)期：擠壓(T)、拉張(T)、裂陷及擠壓(K)、拉張初期(K末，E初)、強(qiáng)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?？?、溶洞、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(zhǔn)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(jìn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(yán)格受一級、二級、準(zhǔn)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(jìn)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(jī)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(gè)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(jì)

8、末和奧陶紀(jì)末的抬升運(yùn)動、燕山期擠壓運(yùn)動、喜馬拉雅期的深陷階段強(qiáng)烈拉張運(yùn)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(shí)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(shí)期或中生代沉積時(shí)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(gè)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(gè)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(shí)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(gè)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(yùn)移，最終運(yùn)移到新近系儲集層中聚集成藏；采用地化指標(biāo)

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(jìn)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(biāo)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(diǎn)；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(biāo)志化合物參數(shù)

14、差異明顯，同一類混源油藏中生物標(biāo)志化合物參數(shù)具有較強(qiáng)的可比性，空間分布具有相似性；孤島潛山至少存在兩個(gè)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(shí)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