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东营凹陷低压系统的特征及成因机制

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东营 凹陷 低压 系统 特征 成因 机制
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    3 基 金 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (49872045)收 稿 日 期 :2001 - 05 - 28石 油 与 天 然 气 地 质文 章 编 号 :0253 9985 (2002) 01 0066 04东 营 凹 陷 低 压 系 统 的 特 征 及 成 因 机 制 3刘 晓 峰 ,解 习 农(中 国 地 质 大 学 资 源 学 院 ,湖 北 武 汉 430074)摘 要 :钻 井 测 试 证 实 :东 营 凹 陷 的 边 缘 凸 起 带 、 盆 倾 断 裂 带 及 中 央 隆 起 带 发 育 有 低 压 油 气 藏 。 边 缘 凸 起 带 上 的 低压 层 多 分 布 于 小 于 2 000 层 ;隆 起 带 上 的 位 于 2 000 的 深 层 ;在 盆 缘 断 裂 带 ,深 、 浅 层 均 有 分 布 。 轻烃 的 扩 散 作 用 、 流 体 (油 气 )沿 断 裂 和 不 整 合 面 的 压 力 释 放 作 用 及 因 盐 度 差 引 起 的 渗 流 作 用 是 低 压 形 成 的 主 要 原因 。 东 营 凹 陷 不 仅 气 藏 具 有 低 压 异 常 ,而 且 在 稠 油 油 藏 和 常 规 油 藏 中 也 有 广 泛 的 分 布 。 气 藏 及 稠 油 油 藏 的 低 压多 集 中 于 2 000 的 浅 层 ,常 规 油 藏 的 低 压 则 多 集 中 于 2 000 的 深 层 。关 键 词 :低 压 系 统 ;扩 散 作 用 ;压 力 释 放 ;东 营 凹 陷第 一 作 者 简 介 :刘 晓 峰 ,男 ,32 岁 ,讲 师 (硕 士 ) ,盆 地 流 体 分 析 和 成 藏 动 力 学中 图 分 类 号 :       文 献 标 识 码 :   东 营 凹 陷 的 低 压 封 存 箱1   静 水 压 力 :低 压 封 存 箱 ;超 压 封 存 箱 ; S — 压 力 封 闭尽 管 世 界 范 围 内 已 发 现 了 相 当 数 量 的 低 压 油 气藏 ,但 人 们 对 于 低 异 常 压 力 的 了 解 远 远 不 如 对 高 异常 压 力 ,尤 其 对 低 压 系 统 形 成 机 制 尚 需 深 入 研 究 。东 营 凹 陷 是 超 压 系 统 比 较 发 育 的 断 陷 盆 地 ,沙 河 街组 三 段 中 、 下 亚 段 和 沙 河 街 组 四 段 是 超 压 层 系 。 然而 ,许 多 资 料 已 证 实 东 营 凹 陷 存 在 着 低 压 异 常 ,如 盆地 边 缘 的 浅 层 低 压 气 藏 [1]。 笔 者 以 此 对 上 述 问 题 进行 了 一 些 探 讨 ,以 期 引 起 同 行 专 家 的 重 视 。1   特 征关 于 低 压 异 常 的 分 类 ,尚 无 统 一 的 意 见 。 美 国埃 克 森 ( 司 根 据 墨 西 哥 湾 地 质 情 况 提 出压 力 系 数 115) ,从 上 自 下 呈 现 常 压 - 低 压 封 存 箱 - 超 压 封 存 箱 的 组 合 。112   深 度滨 南 地 区 (含 滨 南 、 尚 店 、 平 方 王 、 林 樊 家 和 平南 油 田 )在 1 000~ 3 000 m 之 间 均 发 育 低 压 异 常 (图2A) ;利 津 地 区 的 低 压 异 常 发 育 于 1 000~ 3 500 m ,但以 1 000~ 2 500 m 最 为 发 育 (图 2B) ;单 家 寺 地 区 的低 压 异 常 集 中 发 育 在 1 000~ 2 000 m 之 间 (图 2C) ;胜 坨 地 区 (含 胜 坨 、 宁 海 油 田 ) 低 压 异 常 存 在 于1 700~ 2 700m (图 2D) ;永 安 镇 地 区 的 异 常 低 压 出现 在 1 800~ 3 100 m ,一 般 为 018 2 000 m) ;滨 南 、 胜 坨 、 永 安 、 高 青 、 利 津 等 地 区 的 低 压 由 浅 至深 均 发 育 。212   平 面 特 征异 常 低 压 ( 018)集 中 发 育 在 凹 陷 边 缘 和 中央 隆 起 带 ,而 在 牛 庄 、 利 津 、 民 丰 和 博 兴 洼 陷 内 部 无异 常 低 压 ,低 压 异 常 也 不 甚 发 育 。 单 家 寺 的 异 常 低压 分 布 在 滨 县 凸 起 之 上 ,胜 坨 地 区 的 异 常 低 压 发 育在 边 缘 盆 倾 断 层 内 侧 的 二 台 阶 之 上 ,中 央 隆 起 带 多发 育 于 西 段 ,东 南 段 较 少 。 总 体 而 言 ,西 北 边 缘 的异 常 低 压 远 比 西 南 边 缘 发 育 。 结 合 剖 面 分 布 ,发 育于 浅 层 的 低 压 系 统 ,一 般 位 于 凹 陷 边 缘 凸 起 之 上 ;发 育 于 深 层 的 低 压 异 常 主 要 位 于 中 央 隆 起 带 和 边 缘76第 1 期                         刘 晓 峰 等 :东 营 凹 陷 低 压 系 统 的 特 征 及 成 因 机 制                            图 3   东 营 凹 陷 不 同 油 气 藏 的 低 压 系 统3   of 断 裂 带 。3   形 成 机 制低 压 的 形 成 机 制 有 不 同 的 一 些 观 点 [4~ 6 ] ,但 都集 中 于 讨 论 引 起 压 力 降 低 的 作 用 。 东 营 凹 陷 在 第四 纪 构 造 沉 降 作 用 较 显 著 ,现 今 地 温 梯 度 高 (可 高达 每 百 米 5 ℃ ) ,故 不 可 能 发 生 抬 升 和 降 温 作 用 。因 此 ,东 营 凹 陷 低 压 异 常 主 要 由 轻 烃 的 扩 散 作 用 、流 体 (油 气 )沿 断 裂 和 不 整 合 面 迅 速 运 移 而 导 致 的压 力 释 放 作 用 及 由 盐 度 差 引 起 的 渗 流 作 用 所 致 。311   轻 烃 扩 散 作 用轻 烃 分 子 扩 散 是 一 种 很 普 遍 的 自 然 现 象 [7] ,甚至 在 欠 压 实 异 常 高 压 下 也 能 毫 无 阻 碍 地 进 行 [8] 。 油气 藏 中 的 轻 烃 通 过 盖 层 的 扩 散 是 十 分 可 观 的 。 东 营凹 陷 边 缘 存 在 有 利 的 轻 烃 扩 散 条 件 。 (1) 凹 陷 边 缘区 域 性 盖 层 封 堵 性 相 对 较 差 ,易 使 原 油 中 轻 质 组 分散 失 。 凹 陷 边 缘 多 以 馆 陶 组 泥 岩 为 区 域 性 盖 层 ,该组 泥 岩 粘 土 矿 物 粒 间 孔 隙 中 值 半 径 为 3718 为 沙河 街 组 一 段 (4195 的 716 倍 ,其 封 堵 性 比 沙 河街 组 的 低 得 多 。 (2) 高 地 温 梯 度 更 易 使 轻 烃 扩 散 。凹 陷 边 缘 地 温 梯 度 每 百 米 一 般 大 于 412 ℃ ,油 气 藏长 期 处 于 高 温 的 加 热 过 程 中 ,轻 质 组 分 (主 要 为 烷烃 )大 量 散 失 。 (3) 浅 层 地 层 水 矿 化 度 远 比 深 部 地层 水 矿 化 度 低 ,低 矿 化 度 地 层 水 轻 烃 扩 散 系 数 大 ,更 易 扩 散 。 (4) 浅 层 油 气 为 深 部 运 移 而 来 ,较 深 部油 气 更 富 集 低 碳 数 烃 类 ,从 而 更 易 扩 散 。 凹 陷 边 缘浅 层 气 藏 、 稠 油 油 藏 中 的 低 压 系 统 正 因 此 而 形 成 。此 外 凹 陷 边 缘 附 近 的 原 油 密 度 在 0190~ 0193 之 间的 一 些 低 压 常 规 油 藏 也 是 轻 烃 扩 散 的 结 果 。312   断 裂 和 不 整 合 面 的 压 力 释 放 作 用由 于 流 体 的 运 移 或 散 失 而 导 致 孔 隙 流 体 压 力降 低 的 问 题 容 易 理 解 。 流 体 的 生 成 、 流 入 可 以 导 致孔 隙 流 体 压 力 增 高 ,当 流 体 运 移 或 散 失 时 也 就 相 应地 导 致 压 力 降 低 [9 ] 。 断 裂 和 不 整 合 面 作 为 油 气 运移 的 输 导 通 道 ,可 导 致 油 气 的 散 失 和 再 分 配 。 沿 这些 输 导 层 运 移 的 流 体 (油 气 )往 往 是 突 发 而 迅 速 的 。对 于 超 压 的 原 生 油 气 藏 而 言 ,这 些 通 道 连 接 了 高 压和 静 水 压 力 环 境 ,巨 大 的 压 力 差 促 使 油 气 快 速 逸散 。 在 没 有 增 压 作 用 补 充 的 情 况 下 ,油 气 藏 内 的 压力 便 会 降 至 正 常 压 力 或 低 压 。 东 营 凹 陷 浅 层 的 许多 次 生 油 气 藏 ,就 是 这 种 作 用 的 结 果 [10 ] 。 凹 陷 内部 和 中 央 隆 起 带 附 近 的 低 压 系 统 多 由 此 种 作 用 形成 ,而 与 扩 散 作 用 的 关 系 不 大 。313   渗 透 作 用研 究 表 明 ,存 在 盐 度 差 的 透 镜 状 砂 岩 非 常 有 利于 渗 透 作 用 ,可 使 高 压 异 常 逐 渐 过 渡 到 低 压 异常 [10 ] 。 东 营 凹 陷 渗 透 性 的 砂 层 比 较 发 育 且 连 通 性好 ,深 部 地 层 水 的 盐 度 很 高 ,并 且 由 深 至 浅 盐 度 显著 降 低 ,这 些 因 素 有 利 于 渗 透 作 用 的 发 生 ,故 而 渗透 作 用 的 参 与 也 是 可 能 的 。4   与 油 气 的 关 系411   低 压 油 气 藏 的 分 布以 往 研 究 认 为 , 东 营 凹 陷 的 低 压 异 常 主 要 与气 藏 有 关 , 天 然 气 藏 呈 环 带 状 分 布 , 外 环 便 是 低压 纯 气 藏 的 聚 集 带 , 压 力 系 数 0196 , 温 度 梯度 达 每 百 米 412 ℃ , 如 陈 家 庄 、 盐 家 、 单 家 寺 、林 樊 家 、 金 家 、 草 桥 等 气 藏 。 但 是 , 并 非 所 有 的气 藏 均 呈 低 压 , 埋 深 在 1 400 m 之 上 的 气 藏 为 静水 压 力 ;1 400~ 1 900 m 之 间 的 气 藏 为 低 压 ,且 异 常低 压 也 很 发 育 (图 3A) ;之 下 又 为 静 水 压 力 ,个 别 出现 了 超 压 。对 于 稠 油 油 藏 ,虽 然 大 多 数 为 静 水 压 力 ,但 低压 异 常 也 比 较 发 育 ,尤 其 在 800~ 1 700 m 之 间 ,异86                                        石 油 与 天 然 气 地 质                                   第 23 卷常 低 压 很 发 育 ,呈 现 出 由 浅 至 深 低 压 异 常 减 弱 的 趋势 (图 3B) 。常 规 油 藏 的 低 压 异 常 在 低 压 系 统 中 所 占 比 例最 大 ,在 1 400~ 3 400 m 的 区 间 内 均 有 不 同 程 度 的发 育 (图 3C) 。总 之 ,不 仅 气 藏 具 有 低 压 异 常 ,而 且 稠 油 油 藏和 常 规 油 藏 中 也 有 发 育 。 从 低 压 发 育 的 程 度 而 言 ,气 藏 和 稠 油 油 藏 明 显 强 于 常 规 油 藏 ;就 分 布 的 深 度而 言 ,气 藏 和 稠 油 油 藏 的 低 压 集 中 于 2 000 m 之 上的 浅 部 地 层 ,常 规 油 藏 的 低 压 则 集 中 于 2 000 m 之下 的 深 部 地 层 。412 运 聚 和 保 存位 于 盆 倾 断 裂 带 和 中 央 隆 起 带 附 近 的 低 压 系 统的 形 成 是 油 气 沿 断 裂 迅 速 运 移 的 结 果 ,这 就 揭 示 了低 压 异 常 与 油 气 运 移 的 成 因 联 系 。 因 为 许 多 储 层 的低 压 异 常 是 由 于 其 成 藏 之 后 ,油 气 再 度 逸 散 所 致 ,所以 低 压 系 统 的 存 在 ,说 明 油 气 藏 的 保 存 条 件 欠 佳 ,同时 ,亦 可 为 寻 找 新 的 油 气 藏 (次 生 )提 供 方 向 。参   考   文   献1   张 春 生 ,李 春 光 1 东 营 凹 陷 天 然 气 藏 类 型 及 分 布 特 征 [J ]1 天 然气 工 业 ,1997 ,17 (4) :23~ 252   马 启 富 ,陈 斯 忠 ,张 启 明 ,等 1 超 压 盆 地 与 油 气 分 布 [M]1 北 京 :地 质 出 版 社 ,2000. 1~ 2533   M. of ] . 1990 ,74 (1) :1~ 124   E , J . an ]1 E , F , I. in C] . 1998 ,70 :13~ 435   of J ] . 1994 , 78(8) :1 3366   李 延 钧 ,陈 义 才 ,黄 健 全 ,等 1 吐 哈 盆 地 红 南 红 西 地 区 油 气 负 压系 统 成 因 [J ]1 西 南 石 油 学 院 学 报 ,1999 ,21 (1) :6~ 97   陈 荣 书 1 石 油 及 天 然 气 地 质 学 [ M]1 武 汉 :中 国 地 质 大 学 出 版社 ,199411~ 2458   李 明 诚 1 石 油 与 天 然 气 运 移 (第 二 版 ) [M]1 北 京 :石 油 工 业 出 版社 ,199411~ 2499   刘 文 龙 , 李 思 田 , 孙 德 君 , 等 1 松 辽 盆 地 深 层 孔 隙 流 体 压 力预 测 [J ]1 地 球 科 学 — — — 中 国 地 质 大 学 学 报 ,2000 ,25 (2) :137~14210   李 春 光 1 试 论 东 营 盆 地 高 压 油 气 藏 的 特 征 及 找 油 意 义 [J ]1 石油 学 报 ,1992 ,13 (1) :37~ 4311   H. to of ] . 1978. 1~ 365F N in in is 000 m ;in it is in 000 m ;it in of by of of of to in in in 期                         刘 晓 峰 等 :东 营 凹 陷 低 压 系 统 的 特 征 及 成 因 机 制                            
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