白音查干凹陷油气富集规律.pdf

白音查干凹陷油气富集规律 李 健, 张亚敏,王保才 王萍霞,张玉成,郑凤云 中原石油勘探局勘探开发科学研究院,河南 濮阳457001 α α α [摘要]白音查干凹陷是一个北断南超的箕状断陷湖盆,其主要生油、储油层系为下白垩统,主要发育冲积 扇及扇三角洲沉积。 油气以向南部斜坡带的侧向运移为主,构造背景及砂体分布规律控制油气富集,南斜坡 带是油气主要聚集区。 该区主要发育自生自储油藏和下生上储油藏,且自生自储油藏优于下生上储油藏。 勘 探经验是下洼找稀油、近凹找富集、斜坡带浅层找稠油。 [关键词]油气勘探;油气聚集;裂谷盆地;白音查干凹陷 [中图分类号] TE12211[文献标识码] A [文章编号] 1000 9752 2000 04 0001 05 1 区域地质概况 古生代末期,由于蒙古海板块和西伯利亚板块向中国板块的俯冲与碰撞,形成北疆 蒙古弧形构造带 及近NW2N EE2N E向的弧形复向斜和同生断裂。 至三叠纪,在区域应力和热动力的联合作用下,该区整体 抬升,从而形成大兴安岭 蒙古岩浆弧隆起带,遭受剥蚀、火山活动、古生代造山带活化等地壳变动,形 成了一系列N E, N EE向雁列的块断隆起。 在这一背景下,东北裂谷系开始发育[1],形成了二连盆地及其 北部蒙古境内的戈壁盆地以及中国的海拉尔盆地、赤峰盆地、河套盆地和银根盆地等裂谷盆地。 白音查干凹陷位于二连盆地西缘图1,勘探面积3 200 km 2, 呈北断南超的箕状结构,走向北东东, 图1 白音查干凹陷构造带划分图 与二连盆地轴向基本一致图 1 。 侏罗纪晚期至白垩纪早期,在张扭应力背景下,凹陷北边界断层N EE 向塔拉断层产生,受其控制,凹陷边断边沉,其沉积层主体的下白垩统最大沉积厚度达5 000m。 在这一时 期,凹陷北断南超的箕状结构继承发育定型,形成良好的生储盖组合,而且随着埋深进一步加大,盆地 开始生烃、排烃过程。 同时,陡坡带逆牵引背斜、断鼻构造及南斜坡披覆背斜、断鼻、断块、超覆圈闭均 1 江汉石油学院学报 2000年12月 第22卷 第4期 Journal of Jianghan Petroleum I nstitute Dec12000 Vol122 No14 α α α[作者简介]李健1962 ,男,1983年大学毕业,教授级高级工程师,现主要从事油气勘探开发研究。 [基金项目]中国石化集团公司科技攻关课题P99009。 [收稿日期] 2000 07 15 已发育定型,成为凹陷油气聚集的主要目标区。 白音查干凹陷地震剖面图 2 及钻探结果证实,凹陷基底为古生界,与上覆白垩系呈大角度不整合 接触[2];沉积盖层主要是下白垩统,自下而上分为阿尔善组K1ba、腾格尔组K1bt、都红木组 K1bd和赛汉塔拉组K1bs。 平面上,该凹陷构造分为北部塔拉陡坡带、中部洼陷带及南部斜坡带图 1 。 目前已完钻各类探井36口,揭示含油层系3套,先后在南部斜坡带及北部陡坡带发现工业油气流,实 现了白音查干凹陷风险勘探的重大突破。 图2 白音查干凹陷地震横剖面图剖面位置见图1剖面A 2 沉积体系与沉积相 白音查干凹陷在早期沉积时处于强烈拉张断陷阶段,南北物源充足,河流发育,沉积了大量的扇三 角洲、水下扇砂体,为油气藏的形成提供了良好的储集空间。 但是由于沉积相带窄,岩相变化快,有效储 油砂体分布局限[3]图 3 。 图3 白音查干凹陷腾格尔组沉积相图据张放东, 1999 南斜坡带地域开阔,河流长,主要发育扇三角洲,在近洼的断层下降盘有浊积扇沉积,油气储存有 利相带主要是扇三角洲前缘亚相和浊积扇中扇。 北部陡坡离物源近,水下扇呈裙状分布,其中水下扇的扇 中前端岩性较细处是良好的储体。 垂向上有利相带南部斜坡集中在都一段,北部陡坡集中在腾格尔组。 自 阿尔善组到都红木组为一套近水沉积序列,表现为水体加深、湖盆变宽,岩性为由粗变细的正韵律沉积 特征。 阿尔善组沉积期北部陡坡带霍恩、桑合、古尔和扎木等4个近岸水下扇或冲积扇连成裙状,在缓坡主 2 江 汉 石 油 学 院 学 报2000年12月 要发育达尔其东、西和翁特三大扇三角洲体。 阿一段沉积期,以冲积扇沉积为主,岩性为杂色砂砾岩等。 阿二段沉积期,湖盆水体加深,范围扩大,形成北深南浅、西深东浅的倾斜箕状洼陷。 盆地中心发育半深 湖相灰色泥岩,为盆地的主要生油层之一白参1井钻遇967m。 岩性均以砂砾岩或砾状砂岩与灰色泥岩 互层为主。 腾格尔组沉积期湖盆进一步扩大,陡坡带均演化为近岸水下扇沉积,缓坡带则变为辫状河三角洲沉 积,岩性为灰色泥岩、紫红色泥岩与灰色粉、细砂岩、砂砾岩互层。 该组是白音查干凹陷主要的含油层系, 在达尔其、翁特、桑合等地区均见良好油气显示;储油岩性为细砂或粉砂岩,物性好,孔隙度大于10。 都红木组沉积期是白音查干凹陷最大湖泛期,湖泊面积大、水体深,主要发育扇三角洲、浊积扇和 深湖相沉积。 达尔其地区都一段扇三角洲呈伸长朵状,位于南部的达3、达6、达7等井钻于扇三角洲平原, 地层以红色或灰红间互为主,岩性粗,分选差。 向北达1、达2、达4、达16井钻于扇三角洲前缘,以粉砂、 细砂岩为主,分选好,砂岩含量为35～60 ,油气显示丰富。 再往北为前扇三角洲,没有有效储层。 在 白音断层下降盘发育有扇三角洲前方的滑塌成因浊积扇,可分为内扇、中扇和外扇。 达9井区滑塌浊积扇 的内扇主要见于达7井和达12井,岩性特征以含砾砂岩为主,与灰色泥岩不等厚互层,砂岩成分和结构成 熟度低,砂体类型主要为水道砂岩,砂层较厚,发育“AAA”序列[4];中扇主要见于达8、达9、达11、达 13、达15等井,岩性以中细砂岩为主,砂泥岩不等厚互层,成分与结构成熟度较低,砂体类型主要为辫 状水道砂,发育“ABAB”序列,单层厚度中等,是南坡的主要储油砂体;外扇见于达14、达16井,岩性 以泥岩为主,夹薄层粉砂岩,发育较典型的“BCE”,“CE”鲍马序列。 深湖相岩性为暗色泥岩、页岩夹薄 层粉、细砂岩,泥、页岩厚度大单层厚度超过100m , 质纯,分布范围广,沉积稳定,是良好的区域 性盖层。 3 成藏条件及油气藏类型 白 音查干凹陷都二段至三段发育大套泥页岩,泥页岩质纯,单层厚度大于20m ,累计厚度达 500～600m ,对油气封堵能力强,是良好的区域盖层。 腾格尔组及阿二段内部发育一定厚度的泥岩也是良 好的局部盖层。 311 烃源岩特征 都一段、腾格尔组和阿二段为该区3套主要的烃源岩系。 都一段烃源岩有效厚度300～400m ,其有机 质丰度高,类型好, TOC平均可达210;干酪根类型以˚1为主,占66。 都一段烃源岩大部分处于 低成熟阶段Ro 014～019 ,生成稠油[5]。 腾格尔组烃源岩有效厚度200～400m ,有机质丰度高,类 型中等, TOC平均可达1157 ,˚1型干酪根占24 ,˚2型占27 , 型占49。 该层段从凹陷边缘 至中心部位由低熟阶段渐变到生烃高峰阶段Ro 017～11 2 。阿二段烃源岩有效厚度可达700m , 有机质丰度中等,类型较好, TOC平均为1132 ,˚1型干酪根占31 ,˚2型占40 , 型占29。 阿二段烃源岩目前全部进入成熟阶段Ro 110～21 0 。 由烃源岩指标得出的盆地模拟资源评价结果表明,白音查干凹陷石油远景资源量约1153108 t, 其 中,南斜坡带占总资源量的61 ,北部陡坡带占总资源量的32 ,东部地区占总资源量的7。 312 储层特征 目前已揭示的油气显示多集中在都二、三段厚层泥岩盖层之下的都一段下部、腾格尔组和阿二段。 这 些层段扇三角洲、浊积扇砂体发育,岩性以细砂岩、粉砂岩和含砾砂岩为主,其中,腾格尔组和都一段 储层物性较好,储集空间类型主要为孔隙型,其次为裂缝。 南部斜坡带储层埋藏较浅 1 000m , 储层岩性以细砂岩、粉砂岩为主,少量含砾砂岩;孔隙类型 以原生粒间孔为主,物性普遍较好,为中孔中渗的 类储层。 都一段岩心分析平均孔隙度为1717～ 3511 ,平均渗透率为012910- 3～2351610- 3Λm 2; 腾格尔组岩心分析平均孔隙度为810～2215 , 平均渗透率为21010- 3～1901110- 3Λm 2; 阿尔善组储层总体为低孔低渗 特低渗型。 3第22卷第4期李健等白音查干凹陷油气富集规律 313 油藏类型 白音查干凹陷主要发育两类油藏。 1 自生自储油藏 这类油藏在缺乏垂向通道情况下形成,分布于K1bd1, K1bt, K1ba2等层系,多存 在于近洼“前排” 构造,环凹分布,目前钻探已证实属较好油藏类型。 北部陡坡带桑合油田为K1bt自生自 储油藏,南斜坡达尔其油田为K1bd1自生自储油藏。 前者是白音查干凹陷稀油主要产出区块,后者已控制 2 000104t级稠油储量,成为该凹陷目前勘探最成功的地区。 2 下生上储油藏 因为断层垂向通道作用,下部生油岩所生成油气往往沿断面上移。 因此,形成 K1ba2生K1bt与K1bd1储的生储组合,这种组合方式的油藏存在于近洼带至边缘带圈闭。 因断层作用类似 于油藏的二次构造,所以造成显示段分散,油藏规模受到影响,钻探证实,这类油藏属“小断块,小幅 度”型,如南斜坡的达2、达14、达16井等油藏。 早白垩世末期K1bs , 该区南北两带抬升剥蚀,导致凹陷边缘盖层的破坏,使油气散失或遭氧化而 形成稠油藏。 南斜坡同期、同油源油气藏,在白音断层上升盘的达3井为稠油藏盖层受到剥蚀 , 下降盘 则均为稀油油藏盖层未受到剥蚀。 所以,盖层一旦受到剥蚀,则很容易形成稠油藏。 早白垩世末期盆地 挤压抬升,凹陷边界断层后期逆向反转及南北两带的抬升剥蚀,盆地整体抬升遭受剥蚀达114M a,直至 新生代,才接受了10～500m沉积,但由于厚度小,未能补偿生油岩继续成熟的热力条件,影响了油气的 成熟度。 北部陡坡带的抬升为油气向北坡运移提供了方向,油气运移由前期单一向南斜坡运移转变为向南 北两方向的双向运移模式。 4 油气富集规律 1 构造背景控制油气 该区断层断距较小,一般在100m以下,断层的侧向封堵性较差,油气藏含 油面积小,油气聚集在具有背斜、鼻状构造形态的断背斜、断鼻圈闭内,且主要为高点富集,例如桑合 油田和达9块油田。 通过精细落实构造、瞄准构造最高点钻探,是发现厚油层、寻找富集区块、提高勘探 效益的有效途径。 2 砂体控制油气富集 由于该断陷湖盆窄、多物源、近物源、有利相带窄、岩性变化快的沉积特点, 导致扇三角洲前缘亚相和水下扇扇中亚相的砂岩等主要含油砂体的分布控制油气的富集。 扇三角洲前缘 水下分流主河道上的砂体厚度大,一般为30～100m ,物性好,当其与构造叠置时,往往形成油气富集。 3 油气以侧向运移为主 传统观点认为,北部陡坡带离物源近,有较大的构造背景,因而具有较好 的勘探前景。 据此钻探了5口井,但并没有出油。 究其原因,笔者认为,陡坡并不是该区油气运移的主要指 向;北断南超的箕状结构,决定了油气运移自始至终主要指向南斜坡带,油气沿油源断层、不整合面及 储集层等向斜坡带呈阶梯状运移。 因此,围绕主力生油洼陷周边,一旦有大构造圈闭,而且圈储配置良好 便可捕捉油气。 未经封堵的油气将继续向斜坡方向运移,聚集在远离生油洼陷的各类圈闭中图 4 。 因而 位于油气运移主指向区且垂直生油洼陷中心轴向的构造圈闭是油气富集有利部位。 4 区域性良好的生储盖组合控制油气富集 都一段是该区主要储集层之一,这与其有利的生储盖组 合密切相关下伏腾格尔组发育大套厚层暗色泥岩,是最主要的生油层;都一段发育了扇三角洲和水下 扇沉积,扇三角洲前缘主水道、分流水道和前缘楔状砂是最好的储层;上覆的都二、三段发育区域性泥 岩盖层,使得油气在都一段中得以保存。 这种极好的生储盖组合关系,决定了都一段是油气富集层。 5 陡坡带二台阶的逆牵引背斜是油气富集场所 该类构造的特点是①形成早,继承性发育,往往 受后期构造影响破碎成断块,圈闭规模一般不大,捕捉油气有利;②处在生油洼陷中,二台阶先洼后隆, 成为油气运移的指向之一,油源条件好;③二台阶处在岩性粗细过渡带,一般为细砂岩,分选、磨圆度 较好,具有一定的储集性能;④二台阶断层结束早K1bd1 , 晚期保存条件好。 总之,下白垩统是白音查干凹陷目前勘探的主要目的层。 该层系主要以构造背景控制下的构造油藏为 主,岩性是控制油气富集的主要因素之一,由早期断层形成的圈闭是有利的勘探目标。 晚期断层的活动, 导致油气向浅层运移散失、稠化,稀油因早期构造的封堵聚集在近凹带,“后排”油藏因断层作用埋藏较 浅而稠化,以聚集稠油为主。 因此,勘探重点目标应是下洼找稀油,浅层找稠油,近凹构造找富集。 4 江 汉 石 油 学 院 学 报2000年12月 图4 白音查干凹陷油藏剖面图剖面位置见图1剖面B 根据上述认识调整了勘探部署,将勘探重点转向南斜坡带。 钻探后见工业油流,先后发现达2富集块、 达9块稠油富集区及达14、达16块等油藏。 目前,南斜坡带仍是寻找规模储量的勘探主攻区带。 [参考文献] [1]张恺1中国大陆板块构造与含油气盆地评价[M ]1北京石油工业出版社,1995165～891 [2]吴奇之,王同和1中国油气盆地构造演化油气聚集[M ]1北京石油工业出版社,1997178～991 [3]张放东,王保才,库国正等1白音查干凹陷构造样式与油气勘探[J ]1断块油气田,1999, 6 增刊 12～151 [4]赵澄林1二连盆地储层地质学研究[M ]1北京石油工业出版社,19981 [5]冯建辉,常俊合,张同周等1白音查干凹陷生物降解稠油特征及成因[J ]1断块油气田,1998,5 325～281 [编辑]梧 桐 迅速发展中的江汉石油学院科技工作 [文献标识码] E 江汉石油学院自建院以来,科研工作经历了“六五”探索、 “七五”起步、 “八五”发展、 “九五”提高等几个阶 段。 学院以石油主干专业、重点建设学科为龙头,注重基础,努力创新;目前,学院有应用地球物理、有机地球化学 两个部级重点建设学科,有油气田开发工程、石油天然气机械工程、应用化学、矿产普查与勘探等4个省级重点建设 学科和油气地球化学、测井、油气储层、物探等4个部级重点实验室;已形成了以石油主干专业为重点、通用专业协 调发展的科研格局,具备了多学科联合攻关的综合实力。 学院注重国际合作与学术交流,与美国密苏里罗拉大学、麻省理工学院、休斯顿大学、澳大利亚墨尔本大学、英 国纽卡索大学、莫斯科石油科技大学、加拿大联邦地质调查局等20余所国外高等学校和科研机构建立了校际协作交 流关系,并开展了卓有成效的科技合作。 在科研活动中,学院一方面重视基础理论研究、应用基础研究、超前技术研究;另一方面,坚持瞄准技术市场, 面向经济建设,选择油气勘探、开发、生产中的技术难题作为研究、开发目标;从为石油行业内部服务扩展到为地 方经济建设服务;研究方向上从单一的专题研究到多学科联合攻关,取得了丰硕的研究成果。 至2000年9月,全院共承担各类科研项目1 500余项;在已完成的科研项目中,有71项科技成果分别获得国家自然 科学奖、国家科技进步奖、国家发明奖、省部级科技进步奖,有294项科技成果获局级科技成果奖;有36项技术获国 家专利;发表论文4 200余篇,其中被国际三大检索机构收录60余篇;出版专著、教材160余部。 这些科技成果充分显 示了学院的科技实力与成就。 自1997年以来,学院每年的科研经费均超过两千万元,综合科研实力位居湖北省高等学 校前列。 科研处供稿 5第22卷第4期李健等白音查干凹陷油气富集规律 JOURNAL O F J I ANGHAN PETROLEUM I NSTITUTE Vol122 No14 Dec12000 CONTENTS”MAI N ABSTRACTS 01 Hydrocarbon Accumulation in Ba iyinchagan Sag, Erlian Basin LI J ian,ZHANG Ya2m in,WANG Bao2cai,WANG Ping2xia,ZHANG Yu2cheng,ZHENG Feng2yun Zhongyuan Petroleum Exploration B ureau,Puyang457001 Abstract The Baiyinchagan sag is a half2graben basin w ith a fault in the northern side and an overlap in the southern side, where the main oil source and reservoir is lower Cretaceous series .The main deposi2 tional system s in the sag are alluvial fan and fan delta1Lateral m igration of oil and gas is toward the southern slop, the structural framework and the distribution of sandbodies control the accumulation of oil and gas1The southern slop is amain hydrocarbon accumulation area in the sag1In the area, two typesof pools are common, one results from generating and preserving hydrocarbon in the same ation, the other from generating in lower ation and preserving in upper one.The er is better than the lat2 ter1The exploration experience show s that light oil occurs in the lower part of the depression, bonanza pools near the depression and viscous oil in the shallow ation of the slop belt1 KeyWords oil and gas exploration; oil and gas accumulation; rift basin; Baiyinchagan sag 06 Characteristics and I nfluence Factors of Lower Cretaceous Reservoir in West Part of Ba iyinchagan Sag ZHANG J ia2zheng,ZHAO Guang2zhen,LI U Xi2shun,LI U Yuan2de Zhongyuan Petroleum Exploration B ureau,Puyang 457001 Abstract The lower Cretaceous clastic reservoir rocks in thewest part ofBaiyinchagan sag consist of prox2 i mal alluvial fan in an arid terrigenous faulted2depression lake, characterized by lower composition and tex2 turalmaturities and by the complex composition of heavy m inerals1A n investigation icroscopic pore2 throat structures show s that the reservoir is typical of many types of pores, obvious variation in radii of the pores and throats, and poor sorting and interconnection, and that the reservoirs have low and very low porosity and low permeability and poor physicalproperties1The petrophysicalproperties of the reser2 voirs result from sedi mentary environments and poor physicalpropertiesof clastic grains , and stronger di2 agenesis is a major factor decreasing porosity of rocks aswell1 Key words clastic rock reservoir;reservoir characteristic;sedi mentary environment; diagenesis; early Cretaceous epoch; Baiyinchagan sag 10 ingM odels of Gas Reservoirs in Wenliu Area of DongpuDepression ZENG Da2qian,Y ANG Yi2chao,LI U Zhen2xing,ZHANG Peng2bo Zhongyuan Petroleum Exploration B ureau Puyang 457001 Abstract The basic geologic conditions to gas reservoirs inW enliu area are the abundant gas sources, moderate to low permeability reservoirs, various traps and good seals1Controlled by geological structures, especially by the assemblage of source, reservoir and cap beds, there are two types of gas accumulations in the area, coal2ed gas and oil2type gas reservoirs1The er is secondary generating gas from Per2 mo2Carboniferous coal system ,which m igrates vertically through faults into trapsmainly in Es4sub2salt of W en 23 salt bed, while the latter, affected by structural and lithofacies variations, m igrates laterally through the Paleogene source rocks to be accumulated1The oil2type gas reservoir includes large lithologic2