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渤海湾盆地主要凹陷油气富集规律对比研究

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渤海湾 盆地 主要 凹陷 油气 富集 规律 对比 研究
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第19卷第3期 2007年6月 中国海上油气 9 007 渤海湾盆地主要凹陷油气富集规律对比研究 薛永安 余宏忠 项 华 (1.中国地质大学(北京)能源学院; 2、中海石油(中国)有限公司天津分公司) 摘 要 渤海湾盆地众多生烃凹陷具有裂谷盆地发育演化的共同特征,但各个凹陷又有其独特的 构造、沉积特征,从而造成不同凹陷油气富集程度差另、1极大。通过对渤海湾盆地主要凹陷油气富集 差异性、构造及沉积特征的对比研究,认为生烃条件、凹陷的结构特征和断层组合模式、储层与圈闭 的最佳组合三大主控因素决定了凹陷油气富集的程度,特别是凹陷的结构特征和断层组合模式对 富油凹陷的形成具有至关重要的作用;据此将渤海湾盆地凹陷油气聚集分为“多生多聚型”、“多生 少聚型”、“少生多聚型”、“少生少聚型”等4种类型。 关键词 渤海湾盆地 主要凹陷 油气富集规律 主控因素 油气聚集类型 渤海湾盆地是中国及东亚地区主要含油气盆地 之一。经过40余年的勘探,全盆地探明原油地质储 量已超过100×10 t,是中国目前发现原油最多的盆 地 · 。 渤海湾盆地古近系主要发育沙河街组、东营组, 主要为浅湖~深湖相沉积,并发育有三角洲及各类 扇体;盆地的烃源岩主要发育在该层系,其中沙河街 组烃源岩质量好于东营组。新近系发育馆陶组、明 化镇组,均为河流相沉积,砂岩较为发育,与其自身 泥岩可形成良好的储盖组合,但其自身没有生烃能 力。纵观全盆地勘探成果,尽管渤海湾盆地众多的 生烃凹陷具有裂谷盆地发育演化的一般共性,但各 个凹陷具有其独特的构造、沉积特征,造成不同凹陷 油气富集程度差别极大。 本文将渤海海域近年来的勘探经验及地质新认 识与周边陆地油区主要凹陷勘探成果进行类比研 究,从而在一个更加完整的资料和成果的基础上对 渤海湾盆地主要凹陷的油气富集规律进行探讨,相 信将会对渤海湾盆地的油气勘探产生积极的影响。 1渤海湾盆地主要凹陷成藏对比分析 在渤海湾盆地的油气勘探实践中,人们发现虽 然有的凹陷发生了油气聚集,但并不富集。因此,搞 清相对富油凹陷与相对贫油凹陷的区别,寻找其主 控因素,总结油气成藏规律,对勘探的深入开展无疑 是很重要的。 1.1 下辽河坳陷油气富集特征 下辽河坳陷主要包括西部凹陷、东部凹陷、大民 屯凹陷。这3个凹陷的油气富集程度差别很大口]。 据辽河油田资料(探明储量统计截至2002年),西部 凹陷面积2 560 资源量21×10 t,探明储量 12.46×10 t;大民屯凹陷面积800 资源量6× 10 t,探明储量2.89×10 t;而东部凹陷面积3 300 资源量只有7×10 t,探明储量仅1.41×10 t。 据辽河油田研究成果,下辽河坳陷的西部凹陷、 大民屯凹陷无论是烃源岩有机质丰度、类型、成熟度 还是油气分布范围都比东部凹陷好得多(表1)。 表1 辽河油田主要凹陷有效烃源岩对比表 (据辽河油田资料,2003) 油气运聚方式对下辽河坳陷油气富集产生了重 要作用。从下辽河坳陷西部凹陷剖面特征来看,古 近系断裂发育,但是很少有穿过区域盖层的通天断 层(图I)。这样,古近系生成的油气无法通过东营 组巨厚泥岩盖层运移到新近系中,大量油气只能在 古近系以下地层形成的封闭系统中运移,即主要运 第一作者简介:薛永安,男,高级工程师,中国地质大学(北京)在读博士研究生,现任中海石油(中国)有限公司天津分公司勘探部经理。地 址:天津市塘沽区501信箱中海石油(中国)天津分公司(邮编:300452)。 维普资讯 (据辽河油田资料并修改) 移方式为侧向运移,遇到合适的聚集场所就形成油 气聚集,只有少量油气运移到凹陷边部时进入到新 近系聚集或散失。 下辽河坳陷西部凹陷古近系储 层极其发育,储层主要类型为扇三 角洲、湖底扇,虽然单个小,但叠置 连片,直达沉积中心,满凹分布,多 期叠置,砂岩累计厚度达500 m,高 孔、高渗,一般砂岩孔隙度可高达 20%~30%,渗透率最大可达6 000 陷内各凹陷富集程度差别很大;两 者的不同点在于济阳坳陷的沾化凹 陷油气主要富集于周围凸起上的新 近系,其原因是凹陷内断裂体系没 有断穿新近系,油气在凹陷内沿不 整合面侧向运移,同样没有垂向运 移散失,但沾化凹陷内部缺少古近 系储层,因而油气只能向凹陷边部 继续运移,直达凸起部位,而凸起上 新近系大型披覆背斜发育,与河流 相好储层构成了极好的储集场所,因此形成了孤岛、 孤东等大型新近系油气藏(图2)。 ——.. N 图2济阳坳陷沾化凹陷油藏模式图(据胜利油田资料并修改) 西部斜坡与中央隆起大型构造圈闭发育,两 者构成了油气大量聚集的储集空间,从而形成了下 辽河坳陷西部凹陷这一渤海湾盆地单位面积油气最 富集的凹陷。 1.2济阳坳陷油气富集特征 济阳坳陷是目前渤海湾盆地探明储量及产量最 多的油区之一,主要包括东营凹陷、惠民凹陷、沾化 凹陷及车镇凹陷。据中石化资源评价结果(探明储 量统计截至2002年),东营凹陷面积5 020 资 源量38.4×10。t,探明储量20.9×10。t;沾化凹陷面 积3 970 资源量19.1×10。t,探明储量12.9× 10。t;惠民凹陷面积5 940 资源量8.0×10。t, 探明储量2.8×10 t;车镇凹陷面积2 030 资源 量5.6×10。t,探明储量1.7×10。t。 据胜利油田研究成果,东营、沾化凹陷烃源条件 明显好于惠民凹陷。东营凹陷储层为三角洲砂体, 并与中央隆起等大型圈闭形成了油气聚集场所,从 而形成了渤海湾盆地目前油气最富集的凹陷。 对比下辽河坳陷和济阳坳陷的油气富集特征, 发现两者很相似,即两个坳陷俱为渤海湾盆地油气 最为富集的坳陷,油气主要富集于凹陷内古近系,坳 1.3黄骅坳陷油气富集特征 黄骅坳陷主要包括歧口、南堡、板桥等凹陷,其 中歧口凹陷面积最大(为3 835 ,生烃条件最 好,油气资源量达29×10 t,但目前探明储量小于5 ×10。t,没有大型整装油气田;板桥凹陷面积最小 (为580 ,生烃母质最差(以Ⅲ型干酪根为主), 油气资源量为3,1×10 t,但却探明了渤海湾内两个 最大的气田,合计油当量大于1,0×10 t 。对此, 人们一直想得到一个满意的解释。 仔细对比两个凹陷结构特征,发现板桥凹陷结 构与下辽河、济阳坳陷主要凹陷结构特征相近,即凹 陷内断裂不发育或没有断穿新近系、古近系,油气主 要在古近系以下封闭系统中运移,油气运移至凸起 边部聚集而形成了板桥、千米桥等油气田;而歧口凹 陷整个结构特征与此完全不同,从南部的歧南断阶 带到北部新港低凸起,断裂系统极其发育,并且长期 活动,断穿古近系、新近系直达海底(图3)。这种结 构特征使得歧口凹陷油气运移以纵向为主,凹陷内 生成的大量油气直接通过断层向新近系运移,如果 新近系存在好的圈闭条件,则易聚集成藏,否则,油 气将进一步运移至海底散失,这可能是歧口凹陷这一 富生油凹陷经过40年勘探成果不理想的主要原因。 维普资讯 :渤海湾盆地主要凹陷油气富集规律对比研究 147 图3歧口凹陷油藏运聚模式图 1.4渤中坳陷油气富集特征 渤中坳陷包括渤中、渤东、黄河口等凹陷,面积 超过10 000 其中渤中凹陷面积最大,发现的 20×10 ]。 渤中凹陷生烃能力巨大,主要烃源层为古近系。 渤中凹陷结构特征表明其新构造运动造成浅层断裂 大量发育,但新近系、古近系是两套断裂体系,凹陷 内基本没有断穿新近系、古近系的断裂,油气在凹陷 内的封闭系统横向运移;只有在斜坡部位发育断至 新近系断裂,油气才运移至新近系,并聚集成藏。其 次,渤中凹陷周围凸起林立,但由于多数凸起覆盖中 童 : 10 I÷—一石臼坨凸 生界火山岩地层,并且沙垒田等大型凸起以长轴方 向深入凹陷,且古近系埋藏深,造成在斜坡部位可以 形成一定的扇体。这种情况下,凹陷生成的油气除 了部分聚集在凹陷内部古近系及潜山储层中成藏 外,大量油气只能象沾化凹陷一样,向凹陷边部继续 运移,直达凸起部位,而凸起上新近系大型披覆背斜 发育,与河流相好储层构成了极好的储集场所,因此 形成蓬莱19皇岛32—6、曹妃甸11—1等大型新 近系油气藏,部分油气在斜坡部位沿断穿新近系、古 近系的大断层运移至新近系成藏,形成类似渤中 25—1 ](图4)。 渤 中 凹 陷————————— 渤南凸起 图4渤中凹陷油藏运聚模式图 也就是说,渤中凹陷油气成藏具有东营、沾化凹 陷的综合特征,其主要勘探领域比东营凹陷更丰富。 渤中凹陷成藏包括3个领域:最主要的是凸起上浅 层披覆背斜,但凹陷内斜坡部位浅层断裂背斜以及 中深层古近系、潜山也可以形成较大规模的油气藏。 2渤海湾盆地凹陷成藏主控因素分析 研究认为,对于渤海湾这种陆相断陷盆地来说, 三大因素决定了凹陷是否成为富油凹陷的可能性: (1)生烃条件从根本上决定了凹陷的贫富差 别。下辽河坳陷西部凹陷、大民屯凹陷无论是烃源 岩有机质丰度、类型、成熟度还是分布范围都比东部 凹陷好得多,所以尽管东部凹陷面积最大,但其资源 量与西部凹陷差别却很大;同样,济阳坳陷东营、沾 化凹陷烃源条件明显好于惠民凹陷,所以勘探成果 显著。 (2)凹陷的结构特征和断层组合模式控制了油 气的富集程度。即使凹陷具有大规模生成油气的基 础,富生油凹陷也不一定是富油凹陷。如黄骅坳陷 歧口凹陷生烃能力巨大,但由于其凹陷结构的特殊 性,油气富集程度远远不及面积比它小的下辽河坳 陷西部凹陷。下辽河、济阳坳陷形成了渤海湾盆地 最富集的凹陷,并且油气主要富集于古近系,这是其 凹陷的结构特征所决定的。另一方面,由于断层组 合模式的差异,如下辽河、济阳坳陷古近系断裂发 育,但是这些断层基本没有延伸到新近系,大量油气 O 2 4 6 8 O —g 毯 维普资讯 ,即 主要运移方式为侧向运移,遇到合适的聚集场所就 形成油气聚集,只有少量油气运移到凹陷边部时进 入到新近系聚集或散失。正是这种有效的运聚方式 保证了凹陷内生成的油气大部分没有散失,并聚集 在古近系及其以下地层中,条件具备就能形成富集。 (3)储层与圈闭的最佳组合是形成大油田的重 要保证。下辽河坳陷西部凹陷与济阳坳陷东营凹陷 就是典型例子。西部凹陷与东营凹陷古近系储层极 其发育,与西部斜坡或中央隆起大型构造圈闭形成 完美组合,构成了油气大量聚集的储集空间,从而形 成了西部凹陷这一渤海湾盆地单位面积油气最富集 的凹陷 ]。而渤中凹陷、沾化凹陷油气富集于新近 系亦是这方面的原因,油气在凹陷内沿不整合面侧 向运移,由于缺少古近系储层,油气只能向凹陷边部 继续运移,直达凸起部位,而凸起上新近系大型披覆 背斜发育,与河流相好储层构成了极好的储集场所, 因此形成了新近系油气藏。 3结论及认识 一个凹陷能否形成大规模油气聚集而成为富油 凹陷,生烃条件、凹陷的结构特征和断层组合模式、 储层与圈闭的最佳组合是三大主控因素,特别是凹 陷的结构特征和断层组合模式,对于一个富生油凹 陷能否成为富油凹陷具有重要的控制作用。据此, 可将渤海湾盆地凹陷油气聚集分为以下4种类型: ①“多生多聚型”。油气生成多,聚集多,散失 少,如下辽河坳陷的西部凹陷、济阳坳陷的东营凹 陷、渤中坳陷的渤中凹陷等。 ②“多生少聚型”。油气生成多,但聚集分散,并 有散失,聚集量相对于生成量要小得多,如黄骅坳陷 的歧口凹陷等。 ③“少生多聚型”。油气生成少,但大部分聚集 成藏,如黄骅坳陷的板桥凹陷等。 ④“少生少聚型”。油气生成少,聚集也少,如下 辽河坳陷的东部凹陷等。 由于资料的局限性,上述油气聚集类型研究还 有待进一步完善,但这种油气聚集类型研究的结果 与认识,对于促进渤海湾盆地油气勘探的进一步发 展是有意义的。 参 考 文 献 [1]杜金虎,邹伟宏.冀中坳陷古潜山复式油气聚集[M].北京:科 学出版社,2002:43—49. 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