车西洼陷构造演化对油气成藏的控制作用

车西洼陷构造演化对油气成藏的控制作用 车西洼陷构造演化对油气成藏的控制作用 卷(Volume)34,期(Number)4,总(SUM)127 页(Pages)593,598,2010,11(November,2010)大地构造与成矿学 GeotectonicaetMetallogenia 车西洼陷构造演化对油气成藏的控制作用 张永辉,夏斌,万念明,万志峰,施秋华,蔡嵩 (1.中国科学院广州地球化学研究所,广东广州510640;2.中国科学院研究生院,北京100049;3.中国石化 胜利油田分公司,山东东营257000;4.中山大学海洋学院,广东广州510275) 摘要:车西洼陷新生代构造演化经历了伸展半地堑充填,断块强烈活动,断块活动复杂化,埋深加大四个阶段. 构造演化对油气成藏具有明显的控制作用.一方面,构造活动为沉积物质提供了有利的沉积环境和生烃条件,形 成了大量的铲式构造样式,改善了扇体的储集物性,断层活动强弱的周期性变化也形成了,多套生储盖体系.另一 方面,断层活动形成了大量断块,逆牵引等有利圈闭条件,断裂活动强弱变化,使得断裂开启和闭合,为油气运移与 保存创造了有利条件. 关键词:车西洼陷;构造演化;油气成藏 中图分类号:P542;TEl21.2文献标识码:A文章编号:1001一l552(2Ol0)04-0593—06 含油气盆地的构造演化及其特 征不仅决定了盆地的外型和范围, 而且决定了盆地内各种石油地质条 件.在制约盆地油气成藏的地质条 件中,构造演化的影响贯穿油气生 成,运移,聚集,成藏及保存等整个 过程(李丕龙,2003;李明诚和李 伟,1997).车西洼陷位于渤海湾 盆地济阳坳陷车镇凹陷的西部,是 一 个北东向延伸,北断南超的箕状 断陷盆地(王秉海和钱凯,1992;潘 元林等,2004;张家震,2004)(图 1).研究区地质条件复杂,勘探技 术相对滞后,当前对本区构造一成 藏复杂性和规律性的认识程度较 低,加强该区构造演化与油气成藏 规律分析具有重要的意义.图1车西洼陷构造纲要图 Fig.1SketchmapshowingthestructuraloftheChexisag 收稿日期:2009—10—08;改回日期:2010—05—25 基金项目:国家重点基础研究发展 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 (973)资助(编号:2009CB219401). 第一作者简介:张永辉(1967一),博士研究生,主要从事构造地质与油气成藏研究. 594第34卷 1车西洼陷构造演化特征 车西洼陷从南向北可划分为南部缓坡带,洼陷 带及北部陡坡带,断裂十分发育,主要以正断层为 主.车西洼陷自古近纪形成以来,其构造形态经历 了一系列变化,归结起来有如下几个阶段(图2): (1)孑L店一沙四期伸展半地堑充填阶段:该时 期为早期裂陷阶段.主控断层埕南断层及北东向断 层强烈活动,该区强烈下陷.为伸展半地堑型河湖相 洼陷发育有一系列的断层,数量 碎屑岩沉积充填. 不多,但规模相对较大,形成多个沉降中心. (2)沙二下一沙三期断块强烈活动阶段:该时 期伸展裂陷作用强烈,为裂陷阶段中期.洼陷南部斜坡的边界断层开始活动,并具有同沉积性,冲积 扇,浊积扇发育. (3)沙二上一东营期断块活动复杂化阶段:该 时期为裂陷阶段的晚期.沙二上一沙一段伸展作用 最为强烈,产生了一系列规模较小的断层,沉降中心 多而且远离边界主控断层,后期抬升遭受剥蚀. (4)新近纪和第四纪埋深加大阶段:该时期为 坳陷阶段,断层活动基本停止,地壳发生均衡调节, 表现为整体下陷. 地层系统距今 界系统组段亚代号时间构造演化剖面构造演化阶段 段(Ma) 第 四Q?????'?H_??"Er 綦 上明1.8 新化 新 统镇Nm,7/埋深加大阶段组 5.1 近由馆上Ng.霸??/系 陶新 组/统下Ng 新24.6 东 —— Ed 东东 Ed,营二- 维 渐东Ed1]I断块活动复杂化新三阶段 32I8 吉统沙—'一f/生——E.l 上E,: 沙? 二 38.0 b 近 沙上E 河/7/断块强烈活动阶段界街 /始组沙由三系新 统 下E. 42.O 上E 沙 四伸展半地堑 下E.'|/一/充填阶段孔51.O 店Ek 组55.0 图2车西洼陷新生代构造演化 Fig.2CenozoictectonicevolutionoftheChexisag 2构造演化对生储盖的控制作用 分析 盆地构造演化控制着盆地的沉积演化,从而控 制着盆地内烃源岩,储集层和盖层的发育. 2.1构造演化对烃源岩分布及生烃演化的控制作 用分析 断裂的规模,形成时期以及沉积物物源的不同, 沉积物沉积速率与盆地沉降速度不同,控制烃源岩 的平面分布和纵向发育(刘俊等,2006;王永诗和 鲜本忠,2006;鲜本忠等,2007).车西洼陷烃源岩 第4期张永辉等:车西洼陷构造演化对油气成藏的控制作用595 主要形成于断块强烈活动阶段,平面上发育在断陷 湖盆中部.从岩性,沉积相,沉积厚度,埋深及有机 质丰度等特征来看,沙三下亚段为最主要的烃源岩 发育层段(图3).沙三下亚段烃源岩主要为深湖相 油泥岩,暗色泥岩,油页岩,分布范围局限,沉积中心 比沙四段偏北,暗色泥岩厚度最大超过700m.沙三 5700002O00 图3车西洼陷沙三下亚段沉积相分布图 Fig.3DistributionofsedimentaryfaciesofthelowerEs3intheChexisag 中亚段为浅湖一半浅湖相沉积,岩性组合与沙三下 亚段相似,以深灰色泥岩为主,暗色泥岩薄,厚度最 大约200m.沙三上亚段主要为浅湖相沉积,以浅灰 一 灰绿色泥岩为主,下部夹薄层高阻油页岩或油泥 岩,沉积厚度小,一般50m左右. 烃源岩的生烃过程取决于它所经历的埋藏史和 地温史,而埋藏史和温度受盆地的构造演化所制约 (任战利等,2008;邱楠生和金之钧,1997;龚育龄等, 2009).沙三段沉积期为强烈断陷期,基底快速下 沉,形成了持续时间较长的深湖一半深湖环境,烃源 岩埋藏深,热演化程度高,现今的残余有机质丰度相 对较低(图4). 2.2构造演化对油气储集空间的控制作用分析 洼陷内不同的构造样式产状不同,地形陡缓不 一 ,沉积,沉降中心位置多变,从而对发育其中的砂 砾岩体的垂向叠置规模和方式产生重要的影响.车 西洼陷主要发育板式和铲式构造样式.板式构造样 式坡陡洼深,砂砾岩体相带窄,垂向叠置规模大.铲 式构造样式区坡度相对较缓,深洼区较为开阔,砂砾 岩体横向延伸距离相对较远,垂向叠置厚度较小. 铲式构造样式控制的储集层性能较好,板式构造样 式较差. 年代(Ma) 图4车253井沉积埋藏史及生烃史图 Fig.4Mapshowingthehistoryofdepositional?burial andhydrocarbongenerationofChe253well 596第34卷 断裂活动不仅控制断层的形成,而断层又影响 了裂缝带的发育(李茹等,2006).断层两侧有平行 和斜交裂缝构成的裂缝带,发育程度随离断裂距离 增大而减弱;距离越近,两侧裂缝越发育,裂缝带越 宽.如车古201井距成山断层近,奥陶系裂缝密度 为20,30条/m,而车古202井距成山断层远,奥陶 系裂缝密度为5,l8条/m.另外,断层多,长,断距 大,两侧裂缝越发育,裂缝带越宽,一般可达50, 100条/m,小断层为几,十几米.如车古202井下 古生界钻遇5条断层,奥陶系内部有2条断距较小 的断层,奥陶系裂缝密度为5,18条/m;寒武系内 部有3条断距较大的断层,裂缝密度则为3,8O条/ m.断层交会处,裂缝较为发育.如车古201潜山 北北西向断层与北东东向断层交会处,地层受两个 方向的断层影响,裂缝极其发育. 2.3构造演化对生储盖组合的控制作用分析 生储盖的空间匹配与沉积旋回有关,而沉积旋 回主要受控于盆地构造演化(蔡希源和张明学, 1999). 断层活动强弱的周期性变化,造成了岩性粗细 的交替变化,从而形成了多套生储盖体系.车西洼 陷沙四上一沙三段主力生油岩系最厚达900m,沙一 段一东营组生油岩系,两套生油岩之间为沙二段砂 岩储层,构成了良好的生储盖配置体系(图5). 断层切割使不同层系,不同深度的地层相互沟 通,断层差异升降运动可使得下降盘的新地层与上 升盘的老地层通过断层面直接接触,可以形成"新 生古储"或"下生上储"生储盖配置体系.如车古20 奥陶系潜山油藏盖层为本溪组底部的铝土,油气自 车西洼陷沙三段作侧向运移,经埕南二台阶断层面 直接进入灰岩裂缝中;东风港油田沙二段油藏盖层 为沙一段底部泥质岩,洼陷沙三段的油气生过断层 面而进入沙二段砂岩孔隙中.显然,在这里断层起 到了油气运移通道的作用. 3构造演化对圈闭的形成与分布 的控制作用分析 构造演化过程中,多期次,不同性质的构造样式 形成了多种类型的圈闭,为油气运移提供了良好的 聚集条件.断层的形成及其发育史是圈闭形成和发 育的最主要因素.断层活动形成了断块,断鼻,逆牵 引及断块岩性等有利圈闭条件. 车西洼陷古近系主要为泥岩夹砂岩沉积,砂岩 地层单元生储茔组合代年代厚度 油集? (Ma)(m)层层层方式系组段 东 营E(,700 组 沙328_下——E.1l13生段上古367储 沙 近二Es,340 沙段h 系河38.2 街自沙 自组三Esl254一储段437上沙 生四E s22O下段 储 550 ?_ 二叠系P294? _2990 石炭系C273? 359.2? ?-新 生 奥陶系0695古?I 储 ?? 488.3 寒武系?654 _5420 前寒武系Ar7l 图5车西洼陷生储盖组合图 Fig.5Source-reservoir-caprockassociationsinthe Chexisag 厚度仅占地层厚度的15%左右,砂岩层的特点是层 数多,单层厚度小(一般为2,5m),横向变化快,断 层切割,错开地层造成对砂岩层的侧向封堵,在储集 层上倾方向形成断层圈闭;单一断层与褶曲储集层 结合可以形成顺向或反向断鼻构造圈闭;断层斜切 透镜体状的储集层可以形成构造岩性圈闭(图6). 4构造演化对油气运聚与保存的 控制作用分析 车西地区盖层断层十分发育,构成了油气运移 聚集的主要输导体,对油气藏的形成与分布起着十 分重要的作用.在活动期,如沙二上一东营期,断裂 第4期张永辉等:车西洼陷构造演化对油气成藏的控制作用597 砂砾岩扇体型断块型 一一 一一一'l ————————一_ .??.''? —— /乃一一一, 一一一一J二 ————一} 断块一岩性型地层超覆型 一 2 二一 图6车西洼陷古近系和新近系油气藏类型圈 Fig.6TypesofPaleogeneandNeogenehydrocarbon accumulationsintheChexisag 处于开启状态,断裂带及其附近裂缝发育,为油气运 移创造了良好的条件;在断裂活动静止期,如新近 纪,则对油气运移起封闭作用.车西洼陷古近系断 层发育,在深洼陷区规模较大,切割沙三段烃源岩, 这些断层对油气运聚成藏意义重大. 保存条件对油气成藏至关重要,构造运动的强 弱与地层受剥蚀的程度可直接反应保存条件的好坏 ,2008).车西洼陷沙二 (曹成润等,2003;张营革等 上一东营组为断陷阶段晚期,盆缘断裂活动强度逐 渐减弱;新近纪为拗陷阶段,构造活动微弱,仅有局 部事件性正断层活动,有利于油气的保存. 5结论 (1)车西洼陷新生代构造演化主要经历了孔店 一 沙四期伸展半地堑充填阶段,沙三一沙二下期断 块强烈活动阶段,沙二上一东营期断块活动复杂化 阶段,新近纪和第四纪埋深加大阶段. (2)车西洼陷构造演化对油气成藏控制明显. 构造演化控制烃源岩分布及生烃演化,沙三下亚段 为最主要的烃源岩发育层段;构造演化控制砂砾岩 体储集层的叠置方式,影响砂砾岩储集层质量,铲式 构造样式控制的储集层性能较好,同时,断层活动产 生的大量晚期构造裂缝成为有利的油气聚集空间; 断层发育的多阶段性造成了多套生储盖体系的形 成,断层的差异升降运动形成"新生古储","下生上 储"等生储盖配置体系;构造演化控制圈闭的形成 与分布,车西洼陷新生代主要发育断层圈闭,断鼻构 造圈闭,构造一岩性圈闭等;同时构造活动控制油气 运聚与保存,古近纪断裂构造发育,为油气运移创造 了良好的条件,新近纪构造活动微弱,对油气运移起 到封闭作用,利于油气的保存. 参考文献: 蔡希源,张明学.1999.陆相盆地层序地层学研究中几个问题 的探讨.现代地质,13(3):287—290. 曹成润,韩春花,郑大荣.2003.构造变动对油气藏保存的影 响.海洋地质与第四纪地质,23(4):95—98. 龚育龄,王良 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf ,刘绍文.2009.济阳坳陷新生代主要生油岩 系底界面温度分布.大地构造与成矿学,33(3):427— 431. 李明诚,李伟.1997.油气成藏保存条件的综合研究.石油学 报,18(2):41—48. 李丕龙.2003.陆相断陷盆地构造演化与构造样式.陆相断陷 盆地油气地质与勘探(卷一).北京:石油工业出版社: 8O一83. 李茹,梁书义,周瑶琪,李晓清.2006.济阳坳陷车西地区下古 生界储层裂缝参数特征与裂缝类型.大地构造与成矿 学,30(4)-463—469. 刘俊,杨洪,沈华,李华滨,赵国霞.2006.构造对沉积的控制 作用.中国矿业,15(11):98—101. 潘元林,李思田,孔凡仙,林畅松,郑和荣,胡建中,宗国洪,费 琪,隋风贵,王建宝.2004.大型陆相断陷盆地层序地层 与隐蔽油气藏研究——以济阳坳陷为例.北京:石油工 业出版社:185—188. 邱楠生,金之钧.1997.多期构造演化盆地的复杂地温场对油 气生成的影响——以塔里木盆地为例.沉积,l5 (2):142—144. 任战利,刘丽,崔军平.2008.盆地构造热演化史在油气成藏期 次研究中的应用.石油与天然气地质,29(4):502—506. 王秉海,钱凯.1992.胜利油区地质研究与勘探实践.东营: 中国石油大学出版社:50—100. 王永诗,鲜本忠.2006.车镇凹陷北部陡坡带断裂结构及其对 沉积和成藏的控制.油气地质与采收率,13(6):5—8. 鲜本忠,王永诗,周廷全,孙立东.2007.断陷湖盆陡坡带砂 砾岩体分布规律及控制因素——以渤海湾盆地济阳坳 陷车镇凹陷为例.石油勘探与开发.34(4):429—436. 张家震.2004.济阳坳陷车镇凹陷含油气系统研究.现代地 质,18(增):19—23. 张营革,苏朝光,高秋菊,林述喜.2008.济阳坳陷不同序级不 整合构造特征与地层油藏.大地构造与成矿学,32(2): 】71—178. 598第34卷 TectonicControlsontheHydrocarbonAccumulationsintheChexiSag ZHANGYonghui',XIABin, SHIQiuhua WANNianming',WANZhifeng, andCAISong? (1.GuangzhouInstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou51064 0,Guangdong,China; 2.Gr0d0ene, ,yofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China;3.ShengliOilfieldBranchCor pora— tion,Sinopec,Dongying257000,Shandong,China;4.SchoolofMarineSciences,SunYat— SenUniversity,Guang— zhou510275,Guangdong,China) Abstract:TheCenozoictectonicevolutionintheChexisagcanbedividedintofourstages,na melytheextensional half-grabenfillingstage,thestrongactivitystageoffaultblocks,thecomplicationstageoffaul tblocksmovements andtheincreasingburieddepthstage.Thetectonicevolutionobviouslycontrolledtheoilandgasaccumulation. Firstly,tectonicactivitycreatedfavorabledepositionalenvironmentandhydrocarbongenerationconditions.Second— ly,itresultedinmanylistricstructuresandimprovedthereservoirpotentialofthefanbodies.Thirdly,therhyth- micfaultactivitiesledtotheformationofseveralsetsofsource—reservoir— capsystems.Lastly,faultactivitiesformed lotsoffaultblocks,rolloverstructures,whichwerefavorableoiltraps,meanwhile,thechangingfaultactivitiesre— suhedintheclose—oropen— systembehaviorsofthefaults,andcorrespondinglythechannelsforoilmigrationorloci foroilpreservation,respectively. Keywords:Chexisag;tectonicevolution;hydrocarbonaccumulation