东营凹陷沙三段浊积岩油藏形成机制

东营凹陷沙三段浊积岩油藏形成机制 东营凹陷沙三段浊积岩油藏形成机制 第15卷第2期 2008年3月 油气地质与采收率 PetroleumGeologyandRecoveryEfficiency Vo1.15.No.2 Mar.2008 东营凹陷沙三段浊积岩油藏形成机制 刘玉忠 (1.中国科学院地质与地球物理研究所,北京100081;2.中国石化股份胜利油田分公司现河采油厂,山东东营257000) 摘要:东营凹陷沙三段发育了大量浊积岩,构成了完整的浊积岩体系,是油气勘探的重要目标.在充分 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了东营 凹陷地质背景的基础上,从岩性特征,电性特征和地震剖面特征等方面研究了东营凹陷沙三段近源深水浊积扇,滑 塌浊积扇及洪水浊积扇的沉积模式,并从生储盖条件,运移通道及油气封存箱等方面探讨了浊积岩油藏的形成机 制及成藏模式.研究认为东营凹陷沙三段浊积岩具有有利的生储盖条件,具备形成油藏的条件,是下一步勘探的 有利目标. 关键词:浊积岩;沉积模式;成藏模式;沙三段;成藏动力学;东营凹陷 中图分类号:TEl11.1文献标识码:A文章编号:1009—9603(2008)02—0016—04 越来越多的勘探实践和研究资料证实?引,陆 相断陷盆地陡坡带的深水浊积扇与滑塌浊积扇是寻 找隐蔽油气藏的重要场所.经过40多年的勘探与 开发,东营凹陷已进入高勘探程度阶段,浊积扇砂体 以其有利的生储盖组合条件成为油田最具潜力的勘 探目标之一.笔者从多方面综合分析了东营凹陷沙 三段浊积扇的沉积特征及其时空分布规律,探讨了 浊积岩的沉积模式及其油藏的形成机制. 1浊积岩沉积模式 沉积模式控制了砂体及油藏的空间分布,研究 东营凹陷沙三段浊积岩沉积模式有利于分析浊积岩 油藏的形成机制.综合研究认为,东营凹陷沙三段 发育了以下3种浊积岩沉积体系. 1.1近源深水浊积岩体系 近源深水浊积岩体系为断陷湖盆陡坡一侧所特 有,其沉积物的分选性,磨圆性较差.受断层控制, 常沿断裂凹槽展布,延伸不远.季节性洪水期间,在 山高湖深和坡陡流急的条件下,大量碎屑沿主水流 方向进入湖泊,受湖水顶托仍有继续向前搬运和下 切的能力,将一些砂砾和泥质物继续向前搬运沉积, 形成陡坡带独有的轴向浊流或沟道浊积岩.深水浊 积扇补给水道在越过断层后,会沿断槽展开,向盆地 最低洼的一端流动,最终形成陡坡带独有的轴向浊 流或沟道浊积扇沉积物. 在沙四段一沙三段沉积时期,东营凹陷正处于 盆地构造拉伸最强烈的时期.沿坨庄一胜利村一永 安镇断裂及其派生的次级小型断层,发育长轴方向 的断裂凹槽.来自北部陈家庄凸起的沉积物重力流 在前进方向上受阻,沿凹槽进入湖底,向低洼方向流 动,卸载后形成以陡坡为物源的深水沟道浊积岩,其 形态如扁豆状,如永554陡岸深水浊积扇群和坨76 扇群等. 在平面上,近源深水浊积扇砂体周围被半深湖, 深湖相的泥岩,油页岩包围.纵向上沉积厚度一般 为2—10m,呈向上变细的韵律沉积,发育变形层理, 平行层理和冲刷构造等沉积构造.粒度概率曲线 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现出悬浮组分含量高和各组分线段斜率小的特点, 表明其为泥,砂,砾混杂的高密度浊流产物.从内扇 到外扇,自然电位曲线由中幅度的箱形,钟形向低幅 度的指形过渡,与周围泥岩,油页岩形成鲜明的对 比.在地震剖面上,陡坡深水浊积扇体外形一般呈 丘形,内部为层状,波状及杂乱反射结构. 1.2滑塌浊积扇 随着三角洲和水下扇等沉积物的不断堆积,促 使前缘坡度不断增大,在重力,地震,断裂和洪水等 因素的触发下,这些砂体前缘沉积物便会形成浊流 再次搬运,在其前方再次沉积下来,形成滑塌浊积扇 沉积系列(图1).该类砂体单体规模一般较小,且 与陡坡近岸水下扇和东营三角洲等有较好的伴生关 收稿日期2008一Ol—lO;改回日期2008—02—14. 作者简介:刘玉忠,男,高级 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师,I990年毕业于石油大学(华东)地质专业,现为中 国科学院地质与地球物理研究所地质学专业在读博 士研究生,从事油田开发地质研究及科研管理工作.联系电话:(0546)8556325,E— mail:liuyuzh@slof,com. 第l5卷第2期刘玉忠:东营凹陷沙三段浊积岩油藏形成机制 系,滨南,利津南坡该类扇体最为发育.岩石类型主 要为细砂岩和粉砂岩,沉积构造主要有块状层理,变 形层理,小型交错层理,包卷层理和粒序层理等.粒 度概率曲线表现为悬浮总体含量高和粒度区问宽的 特征.测井曲线特征与典型的浊流沉积类似,主要 为齿化钟形,指形.地震剖面上一般呈短楔形,扇端 部位呈锯齿状,内部为杂乱,短波状反射结构.该类 浊积岩横剖面上显示为向两端尖灭的透镜状.中扇 亚相是这类扇体的主体部分,储层物性最好.根据 滑塌的远近及砂体厚度和岩性的差异,可把滑塌浊 积扇分为近源滑塌浊积扇和远源滑塌浊积扇(图 1) 图1滑塌浊积扇沉积模式 1.2.1近源滑塌浊积扇 近源滑塌浊积扇的岩性以细砂岩,中砂岩和粉 砂岩为主,见大量的准同生变形构造,并有递变层 理,冲刷面和液化构造等,多含暗色泥砾和泥岩撕裂 屑,反映了沉积物滑动再沉积的特点.粒度概率曲 线具有浊流,河流一三角洲的特点. 近源滑塌浊积扇可分为漫溢亚相和滑塌体亚 相.漫溢亚相以薄层粉砂岩,泥质粉砂岩,砂质泥岩 和泥岩为主,分选中等,粒度中值一般小于0.1mm, 粒度概率曲线以两段式为主,跳跃组分占45%, 60%;层问可见平行层理,变形层理和波状砂纹层理 等,在局部可见植物碎屑和炭屑;自然电位曲线呈 中,低幅指形及微齿状基线或弹簧状基线;鲍玛序列 以CD和CDE组合为主.滑塌体亚相以细砂岩,中 砂岩和粉砂岩为主,夹薄层的泥质粉砂岩和泥岩,分 选差一中等,粒度中值为0.1,0.25mm,粒度概率 曲线包含一段式,较平缓的两段式和多段式,跳跃组 分约占50%,80%;层问可见平行层理,波状交错 层理,递变层理和变形层理等;层内发育泥砾,泥岩 撕裂屑,植物炭屑和化石碎片;自然电位曲线呈齿 化一微齿化箱形,钟形,箱形组合及指形等,幅度以 中等为主;鲍玛序列以AB和ABC组合为主. 1,2.2远源滑塌浊积扇 与近源滑塌浊积扇相比,远源滑塌浊积扇的沉 积厚度较薄,岩性以粉砂岩,细砂岩,泥质粉砂岩互 层为主.自然电位曲线呈齿化一微齿化箱形,指形 等,以中等幅度为主.c—图具有较明显的浊流 特征(图2).东营凹陷沙三段远源滑塌浊积扇的沉 积与东营三角洲的发育存在密切联系.从平面上 看,随着东营凹陷三角洲不断向西推进,沉积中心也 不断向西迁移,扇体发育由早到晚也表现为由东向 西迁移的特点. M?umM?um a,牛116井3097.6,3112.3mb一牛35井2989.32,2999.05m 图2牛100井区三角洲远源滑塌浊积砂体c—图 1.3洪水浊积扇 洪水浊积扇是指在断陷湖盆缓坡处,由一次或 多次洪水携带大量的泥,砂,砾至半深湖一深湖区的 断层下降盘或低洼地区堆积下来,形成离岸相对较 远的粗碎屑浊积扇体.洪水浊积扇具有以下沉积特 征:?沉积规模较大,浊积扇主体部分厚度较大.? 成分成熟度低.砂岩中石英含量为38%,47%;不 稳定矿物长石的含量一般为30%,38%.?粒度 概率曲线呈上凸折线型,c—图表现出平行C:M 的基线,反映出悬浮总体含量高和沉积快的特点. ?粒序层理十分发育,可用鲍玛模式进行描述.扇 主体以鲍玛序列A和AB段为主,扇外缘以C段为 主.单个扇体由下向上呈正韵律.?自然电位曲线 主要呈箱形一钟形一指形组合.?浊积扇砂体为不 稳定沉积,相带变化大,地震剖面上表现为变振幅, 短同相轴.顺层剖面上一般呈短楔形,扇端部位呈 锯齿状,内部为杂乱,短波状反射结构,横剖面上显 示两端尖灭的透镜状或丘状.如果砂体单层厚度 小,只是一个滑塌浊积岩,并且砂体间泥岩隔层大, 在钻井剖面上表现为"泥包砂",则地震反射特征为 振幅强,倾角大,尖灭点清楚.?砂体具有不同的形 态.在垂直物源方向上,扇主体呈顶平底凸的透镜 状;扇外缘总体外形呈底平顶凸的丘形.平行物源 方向上,呈楔形. 2浊积岩油藏形成机制 2.1生储盖条件 根据原油及岩样地化分析对比结果,东营凹陷 油气地质与采收率2008年3月 沙三段浊积岩油藏的烃源岩为暗色泥岩和油页岩. 以东营凹陷牛庄一六户洼陷为例,通过对牛庄一六 户局部地区(300km)盆地模拟研究,计算出沙三段 中,下亚段的生烃量为9x10.t,如果聚集系数取0.40 , 0.50,则推算出其油气资源量为8920x10, 11150x10t,可见其资源量巨大.牛庄油田位于负 向构造单元的生油洼陷内,其构造相对简单,断层不 发育.烃源岩系中发育的浊积砂岩体与烃源岩之间 构成了"自生自储自盖"组合,由于这套组合中储集 岩体处在独立的封闭系统之中,无需构造圈闭条件, 因而形成了数量多且体积小的透镜状岩性油藏. 2.2油气运移通道 与其他油藏相比,浊积岩油藏的成藏过程相对 较为简单,虽然油气的初次运移与其他类型油气藏 相似,但其二次运移却可在砂岩内部较短距离和较 短时间内完成.油气一旦从烃源岩初次运移进入储 层,就开始在油水重力分异的作用下聚集成藏. 2.3异常高压流体封存箱机制 利用探井试油资料对东营凹陷地层压力的研究 结果表明,东营凹陷沙三段确实存在异常高压流体 封存箱.但是该封存箱的封盖层与国外大多数含油 盆地不同,它不是一个平整的层面,而是上下起伏的 地质层面.封盖层受东营三角洲控制,异常高压层 出现在东营三角洲砂岩底向下50,lOOm以下的地 层中,如牛庄油田的异常高压出现在2700m以下. 异常高压流体封存箱的存在使封盖层之上和之 下储层的成藏模式存在差别.前者主要以浮力为油 气驱动力,油气沿断裂,不整合面或储集岩向上运移 并在圈闭中富集成藏;后者则主要是在压实和欠压 实作用产生的地层压力差的驱动下,油气由高势区 向低势区运移并富集成藏.前者属于开放型成藏动 力系统,后者属于封闭型成藏动力系统.在油气成 藏过程中油气的初次运移十分重要,油气初次运移 的机制大致有水流扩散,水溶泄流,水溶对流,单相 渗流和混相涌流5种,其中以水溶对流和混相涌流 为主.水溶对流的运移机制是指溶有烃类的水流在 密度差条件下发生对流循环.发生对流的条件有3 种:?温度差;?溶有天然气的地层水的密度降低; ?地层水中盐的溶解度差异导致的密度差.混相涌 流是指在封闭系统和超压条件下,压差大于封盖岩 石破裂强度时,油气水呈脉冲式涌出的运移方式. 虽然从成藏机理来说,烃源岩内的透镜状砂岩 体都有可能成藏,但目前的勘探实践发现,不少砂岩 透镜体不含油,为此,须进行更深入的成藏作用分 析.烃源岩的异常高压是岩性油气藏形成的动力, 与此同时还存在油气运移的阻力.在烃源岩初次排 烃时,油气主要有垂向和侧向2个运移方向,即由高 势能区向低势能区运移.包裹于异常高压泥岩之中 的砂岩体是相对的低势能区,也是油气运移的方向. 油气进入储集岩的先决条件是:驱动油气的动力 (地层流体压力)必须大于储集岩体顶底及边缘部 位的突破压力及储集岩体内部的流体压力.当烃源 岩内地层压力与储集岩体内地层压力之差一定时, 油气能否进入储层取决于储层顶底及边缘的储集物 性.一般来说,具有较粗粒径的物性较好的砂岩有 利于油气的进入,相反,泥质含量高,灰质和硅质胶 结严重的砂岩难以成藏. 对东营凹陷沙三段烃类的初次运移推断如下: 浅埋深(小于1800m)时,在沉积物的机械压实作用 下,生物体内继承下来的部分烃类,随同自由水一起 脱离母体排入临近的孔隙层中.随着孔隙中水体排 出,压实作用不断增大,导致泥质岩趋于致密,孔隙 结构变差.中埋深(1800,3O00m)时,泥质岩的自 由水已经脱出孔隙,结构基本定型,机械压实作用明 显减弱.粘土矿物的转化逐渐成为主要的成岩事 件,在泥质岩中所包含的有机质渐趋成熟的条件下, 由此产生的流体不断补充到泥岩孔隙中,增加了泥 岩中的流体压力,促使异常压力进一步增强,使泥岩 内部形成机械压力减少孔隙,异常压力保护孔隙及 局部溶蚀增加孔隙3种作用同时并存且互相影响的 复杂局面.中埋深阶段机械压实和泥岩中的异常压 力是这一时期烃源岩向外排液(烃)的主要动力. 在深埋藏阶段,有机质进一步成熟和流体体积增大 有助于泥岩中形成流体异常高压,此阶段油气主要 通过强大的静压力和构造应力所引起的各种裂隙, 微裂隙网络完成油气的初次运移.但排烃和封盖毕 竟是对立的,在岩性圈闭为主的牛庄油田尤其如此. 在深埋阶段,包围在砂岩储集体周边的泥岩开始发 育微裂隙,其封盖能力逐渐变差,成为不完全和有条 件盖层.这时,进人输导管的烃类逐渐结成油滴,油 链,在水动力和浮力的驱动下,开始侧向运移,直至 在合适的圈闭中成藏. 3浊积岩油藏成藏模式 从现有资料可以初步对东营凹陷沙三段浊积岩 油藏成藏模式作出以下2点推断. 第一,由于不同沉积相带砂岩的粒度,分选和物 第15卷第2期刘玉忠:东营凹陷沙三段浊积岩油藏形成机制?19? 性的差异对砂岩内部流体的分布具有影响,特别是 在低孔隙度,低渗透率的岩性带,岩石因强亲水性而 具有较高的束缚水含量,严重地阻碍了含油饱和度 的增加,使砂岩体边缘尖灭地带的含油性变差,甚至 使上倾尖灭带达不到工业油层的含油饱和度,成为 砂岩体的干层区. 第二,单个砂岩体向周围巨厚泥岩层尖灭的储 盖配置,在埋藏压实过程中易自成封闭系统.孔隙 中的流体在这个密闭的体系中,压力随埋深的增幅 远比随温度的上升幅度大,突破了静水柱压力与深 度应有的稳定关系.但当温度增高以后,必然会增大密闭体系中水分子相对于烃类分子活动能力的差 距,提高了水分子突破上覆泥页岩的相对能力,逐渐 从超压体系中溢散出去,使这类岩性圈闭中的原油 得以相对富集.沿洼陷边缘断裂较发育地带的砂岩 体中原油比较富集,也正是由于密闭的砂岩体一旦 被断裂切割,其中的超压自由水很容易沿断裂溢出, 密闭系统中最终留下更多的原油.所以在东营凹陷 沙四段和沙三段的巨厚泥页岩体系中,主要存在岩 性油藏和构造岩性油藏. 东营凹陷沙三段浊积岩油气成藏主要是油气通 过压实流体从砂岩孔隙或微裂缝运移进入砂体之中 的,烃源岩在向岩性圈闭供油的同时,又起到了封盖 的作用,油气在进入砂岩透镜体后,在油水重力分异 作用下向砂体高部位聚集成藏(图3). 2900 3100 牛13井牛1O0井牛16井牛6井牛22井 囫团田田 砂岩油气聚集压实流体的油气中的水继 运移方向续流动的方向 图3浊积砂体成藏模式 4结论 东营凹陷湖盆面积相对较小,沉降幅度和地形 坡度较大,容易发生浊流活动.这些砂体被包裹于 烃源岩中,容易形成岩性油藏.东营凹陷沙三段浊 积岩油藏形成机制复杂,须针对不同油藏具体分析. 东营凹陷沙三段浊积扇砂岩具有得天独厚的成藏条 件,是下一步勘探的重点目标. 参考文献: [1]付广,姜振学,李椿.压力封闭在盖层封油气中的应用[J].天 然气工业,1995,15(3):12—16. [2]胡济世.异常高压,流体压裂与油气运移[J].石油勘探与开 发,1989,16(2):16—23. [3]王宁,翟剑飞,陈宝宁.等效排烃压力及其在东营凹陷油气勘 探中的应用[J].石油大学:自然科学版,2000,24(4):58 — 6O. [4]曾溅辉,郑和荣,王宁.东营凹陷岩性油气藏成藏动力学特征 [J].石油与天然气地质,1998,19(4):326—329. [5]隋风贵,赵乐强,林会喜,等.济阳坳陷第三系地层油藏形成机 制与组合模式[J].油气地质与采收率,2005,12(6):1—5. [6]OsborneMJ.Mechanismsforgenerationoverpressureinsedimen. tarybasins:arevaluation[J].AAPGBulletin,1997,81(10): 1023—1O41. [7]MctavishRA.Theroleofoverpressureintheretardationoforganic mattermaturation[J].JournalofPetroleumGeology,1998,21(2): 153—186. [8]刘文汇,张殿伟,高波,等.天然气来源的多种途径及其意义 [J].石油与天然气地质,2005,26(4):393—401. [9]李丕龙,张善文,宋国奇,等.断陷盆地隐蔽油气藏形成机 制——以渤海湾盆地济阳坳陷为例[J].石油实验地质,2004, 26(1):3,10. [1O]高树新,任怀强,杨少春.渤海湾盆地济阳坳陷陈家庄凸起东 段北斜坡油源特征及成藏分析[J].石油实验地质,2007,29 (1):69—73. [11]牟汉生,姜在兴,邱隆伟,等.东营凹陷现河地区沙三段下亚段 储层成岩作用[J].油气地质与采收率,2007,14(4):5O一52. [12]胡贤根,谭明友,张明振.济阳坳陷东部走滑构造及其形成机 制[J].油气地质与采收率,2007,14(5):42—45. 编辑常迎梅