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埕岛大油田形成机理与油气成藏模式

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
一 2~5卷第4册 埕岛大油田形成机理与油气成藏模式 杨凤丽’ 周祖翼 (同济大学海洋地质与地球物理系,上海200092) 王永诗 秋霞吴志国 1) ’哆 (胜利石 : 科学研究院,山东省东营市257。}f 2 摘要埕岛大油田的形成与所处的有利区域应力场环境、优越的油气源条件、规模适中的潜山披覆正向构 造、大中规模的复合式圈闭带、良好的油气运移通道、有利的生储盖组台密切相关,其油气成藏模式包括单凹陷一 它源一断裂带式、单凹陷一它源(自源)一斜坡带式和双凹陷一它源一断裂带式三种。 搠 彳由 专球I 礴 埕岛地区位于中国渤海湾盆地的东南部极浅海 浅海海域,处于渤中坳陷、济阳坳陷和埕宁隆起 图1埕岛油田区域构造位置图 .1 者交汇处的埕北低凸起东南端(图1),东部紧邻 郯庐断裂带、南部接近扬子板块和华北板块的边界 胶南造山带。勘探实践证明,埕岛地区是一个以上 第三系披覆背斜油藏为主,并广泛发育下第三系超 覆一披覆的构造、岩性、地层油藏以及前第三系潜 杨凤丽,高级工程师,博士,主要从事盆地分 山油藏的大型复式油气聚集带。凸起主体本身生烃 能力相对较差,油气主要来自周围凹陷并且油气成 藏经过了多种形式的运移、聚集和多次充注,具典 型的陆相盆地凸起成藏的复式油气聚集特征。 该油田自80年代中叶勘探至1998年底,已向 国家上报三类探明石油地质储量31134×10 t,含油 面积94.2成年产100×l0 累计生产原油190×10 中上第三系馆上 段探明储量和产量占总储量和产量的94%以上,初 步形成以上第三系馆上段为主力含油层系,以下第 三系东营组、中生界、古生界、太古界为优质高产 储量所组成的复式油气田。它是胜利油田近年来增 储上产的重要战场,也是我国极浅海海域中发现的 储量丰度高、含油气层系多的油田。 形成机理 埕岛大油田的形成和发展与所处的区域构造位 置、区域应力场环境以及有利的生、储、盖、圈、 运、保的有利配置密切有关。具体表现为以下几个 方面。 1.有利的区域动力场环境 埕岛地区东临郯庐断裂,该断裂带构造运动及 其中、新生代应力场自左旋至右旋的变化_1- ,3 对埕 作。 维普资讯 :埕岛大油田形成机理与油气成藏模式 ·岛地区的油气成藏具有重要影响,首先表现在郯庐 断裂应力场控制了埕岛地区断裂的形成与发展,埕 岛低凸起边界断层(埕北断层)的形成及性质均与 郯庐断裂有关;其次控制了凹陷和凸起的形成与演 化,进而控制了构造和沉积条件;第三,影响油气 生成、运移和聚集的全过程,特别是旋扭应力场对 油气的排出和运移起到重要的促进作用 -,使埕岛 低凸起成为油气运移、聚集的主要汇聚区。因此埕 岛地区含有丰富的油气资源和形成大油田是与所处 的有利动力场环境密切相关的。 2.优越的油气源条件 油气源条件的优劣不仅仅取决于油气资源潜力, 更重要的是取决于有效聚集成藏的数量。油气源的 有效性主要取决于油气生成高峰之后是否有强烈的 构造运动,是否有油气的大量散失。埕岛低凸起四 周临凹,油气来源充足。这些生油凹陷不仅面积大、 烃源岩层厚度大、有机质丰度高、类型好、成熟度 适中,具有提供大量油气运聚成藏的条件,而且油 气生成的年代较新,基本上没有经受大的构造变动 的影响,因此,研究区具有优越的油气源条件。 3、规模适中的潜山披覆正向构造 从渤海湾盆地勘探情况来看,特大型的正向 (隆起、凸起)构造一般比较复杂,不易形成较完整 的大型潜山披覆构造,这样就使油气运移指向变得 复杂,难以使油气局部富集。再者高隆起披盖层一 般不发育,造成储盖组合不好,或者披盖层厚度很 薄,成岩压实差异小,因而不易形成完整良好的区 域性盖层,再加上油气运移距离很长,油气在运移 过程中散失量大,油气很难富集成藏,因此,潜山 披覆正向构造单元规模要适中。生油凹陷与潜山披 覆构造面积之比应大于4:l,潜山埋深应大于1000 ~1500m,这样,潜山披盖层发育相对较全,易形 成良好储盖组合,并且由于发育一定厚度的披盖层, 成岩压实系数较大,易形成良好完整的大型披覆构 造。埕岛低凸起周围凹陷面积达4000上,潜 山披盖层完整,埋藏较深,成藏条件较为优越。 4.大中规模的复合式圈闭带 由基底断裂控制形成的大型潜山披覆构造广泛 发育多个层次的披覆背斜圈闭和前第三系潜山圈闭, 其陡翼基底断裂下降盘滚动的背斜、断鼻、断块等 圈闭袷断裂走向在多个层系中成串分布,其缓翼斜 坡带下第三系地层岩性圈闭呈带状分布,这些圈闭 上下叠合,连片分布,覆盖了整个构造,构成了以 披覆背斜为主的复合式圈闭区带,圈闭面积超过了 成了大中型规模的圈闭条件。 5.良好的油气运移通道 埕岛潜山披覆构造的油藏形成,主要经由断层、 储集层及区域不整合面等运移通道聚集油气。以基 底断层为主的断裂系统长期不断活动,使断面处于 开启状态,为油气垂向运移提供了直接有效的通道。 广泛分布的储集岩和不同地质阶段形成的多个区域 不整合面是油气侧向运移的良好通道。这些运移通 道交错连接,常常同时发育,构成了研究区良好的 油气运移网络性通道。 6.有利的生储盖组合 有利的生储盖组合是油气成藏的先决条件。研 究区各种类型的圈闭基本上都是在主要的成藏期前 形成的,稍早于周边四个凹陷的烃源岩的生、排烃 高峰期,晚于区域盖层的形成期,因此具有良好的 时空配置。 埕岛低凸起具备了以上条件,因而形成了大型 复式油气田。 成藏模式 在综合分析油气的生成、运移、聚集、保存、 破坏各个环节以及它们之间有机联系的基础上,结 合一定的油气源对比分析结果 ,把埕岛大油田油 气成藏模式归纳概括为三种:单凹陷一它源一断裂 带式、单凹陷一它源(白源)一斜坡带式和双凹陷 一它源一断裂带式。 1.单凹陷一它源一断裂带式油气成藏模式特点 单向生烃凹陷供烃,多期充烃;油气沿断层以 垂向运移为主,侧向运移为辅,运移距离较近;圈 闭油气充满程度高,断裂带既是圈闭发育带,又是 岩性变化带,断裂带控制油气聚集(图2)。 埕北凹陷一埕北断裂及主体带属于这种模式。 埕北断裂及主体构造带南侧为埕北凹陷,该凹陷中 的下第三系沙河街组沙三段为主要的烃源岩,并通 过埕北断层直接向构造带供烃。由于埕北凹陷埋藏 相对较浅,热演化程度相对较低,油气聚集以中等 成熟的油气为主。油气充注期主要有两次:上第三 系馆陶组沉积末为早期充注,上第三系明化镇组沉 积末期为第二期充注。两次主要的充注期均发生在 上第三系馆陶组上段大规模的披覆背斜圈闭形成之 后,因此馆陶组上段储油气丰度高。但由于馆陶组 维普资讯 ·18 勘探家 2000年12月 图2单凹陷一它源一断裂带式油气成藏模式图 g~。u —逆牵引背斜油藏;0断块(鼻)油藏;③潜山油藏; ④砂岩上倾尖及油藏,⑤地层不箍舍油藏;⑥地层超覆油藏 上段构造部位高,埋深浅(约1200m),聚集后的油 气遭到一定的生物降解和氧化,导致原油以稠油为 主。 2.单凹陷一它源(自源) 斜坡带式油气成藏 模式特点 单向生烃凹陷供烃,多期充注;以不整合面侧 向运移为主,垂向运移为辅,运移距离较远;地层 超覆、剥蚀、不整合等圈闭是油气聚集的主要场所 (图3)。 图3单凹陷一它源(自源)一斜坡带式油气成藏模式图 飚.3 0u 一断块(鼻)油藏;②砂岩上倾尖亚油藏;③潜山油藏;④地层 不箍舍油藏;⑤地层超覆油藏;⑥逆牵引 背斜油藏;⑦砂岩透镜体油藏 研 究区沙南(渤中)凹陷一埕岛斜坡带运移、 聚集系统属于这种类型。埕岛斜坡构造带油气以来 自北部沙南凹陷中的沙河街组沙三段和东营组烃源 岩生成的油气为主,渤中凹陷次之.不整合面是油 气运移的主要途径,并且沿不整合面以下,油气聚 集符合逆向差异聚集原理,平面上自南高部位向北 低部位圈闭中为含水一中质油藏一轻质油藏这一变 化规律。油藏规模相对较小。 3.双凹陷一它源断裂带式油气成藏模式特点 双侧生烃凹陷供烃,多期充注;发育油源断层, 沿断层以垂向运移为主,运移距离较近;油气以断 块、断鼻等圈闭聚集为主;油气混源(图4)。 图4双凹陷一它源一断裂带式油 气成藏模式图 dc~‘断块(鼻)油藏;②逆牵引背斜油藏;@潜山油藏; ④砂岩上倾尖灭油藏;⑤地层不箍合油藏;@地层超疆油藏 研究区造带潜山中的油气主要来自北边渤中凹陷沙河街 组沙三段中的烃源岩,主要的充注期为上第三系馆 陶组沉积末,油气供给充足,油气充满度高;而构 造带第三系中的油气来自渤中凹陷和桩东凹陷沙河 街组沙三段烃源岩的共同作用,主要的充注期为上 第三系明化镇组沉积末期,具混源成藏特征,两次 充注皆以成熟一高成熟的油气为特征。 参考文献 1缘嘉炜.马国峰.郯庐断裂带研究的十年回顾.地质论评, 1992,38(4):316徐嘉炜.郯庐断裂带的平移运动及其地质意义,国际交流 地质学论文集(1).北京:地质出版社,1980:129~142 3缘嘉炜.郯城一庐江平移断裂系统.构造地质论丛(3). 北京:地质出版社,1984:18廖永胜,才巨宏,刘惠民等.油气运聚系统的地球化学研 究.见:胜利油区勘探开发论文集(第一辑).北京:地 质出版社,1997:104~123 (收稿日期:2000—10—20) 维普资讯
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