百色盆地东部坳陷北部陡坡带那读组油气成藏条件.pdf

第36卷 第2期 成都理工大学学报自然科学版 Vol. 36No. 2 2009年4月JOURNAL OF CHENGDU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Science 2.中国石油西南油气田分公司能源勘探开发公司,成都610021 [摘要]通过对百色盆地东部坳陷北部陡坡带主力产层那读组油气成藏条件的研究,认为盆 地内主力烃源层那读组烃源岩有机碳含量低,且有机质的烃转化率较小,生烃潜力较低,油气 远景较差;储层非均质性强且储集空间有限;圈闭类型复杂多样且圈闭面积较小;油气生成量 少而运移和聚集方式繁多,油气呈散射状分布。百色盆地为典型的残留盆地,盆地形成后遭受 了非常强烈的抬升剥蚀,破坏了盆内的油气盖层,并且由此引起的地层孔隙压力释放和油气的 散失,断层更多充当油气运移通道的角色,大部分油气逸散到地表,保存条件差。百色盆地现 今仅能存在少量而分散的残留油气藏,油气勘探前景不容乐观。 [关键词]成藏条件;那读组;残留油气藏;东部坳陷;百色盆地 [分类号] TE122. 31 [文献标识码] A 百色盆地的油气勘探工作开始于20世纪50 年代,到目前为止,已经先后发现了7个油田上 法、 子寅、 仑圩、 塘寨、 花茶、 那坤、 雷公油田和林 逢、 新洲、 那满等出油点。盆地内储集岩主要有古 近系那读组和百岗组砂岩、 那读组湖相淡水灰岩 和盆地基底古潜山裂缝、 溶洞灰岩[1～3],其中主力 产层为那读组第一段。 百色盆地东部坳陷北部陡坡带是百色盆地油 气较为富集的区带,区带内已发现花茶、 塘寨、 仑 圩、 子寅等油田和含油区块,探明石油地质储量占 全盆地探明储量的2/ 3。因此,研究百色盆地东 部坳陷北部陡坡带的油气成藏条件对于整个盆地 的勘探开发具有决定性意义。 1 地质概况 1. 1 复杂的地质结构 百色盆地位于广西壮族自治区西部的百色、 田阳、 田东县境内,地处东经10624′ ～10721′ 、 北纬2328′ ～2355′ 之间,大致呈NWW - SEE 走向,沿右江狭长分布图 1 。盆地长109 km , 宽7～9 km ,面积约830 km2,区域构造上位于南 盘江中生代早期坳陷区的东南,为北陡南缓且被 断裂复杂化的不对称向斜。盆地主要发育北西向 和北东向两组断裂,具有南北分带,东西凹凸相间 的构造格局,为一受北西向右江大断裂控制、 在印 支期中三叠统褶皱基底上发育形成的典型的新生 代内陆残留型断陷盆地。残留盆地即原生沉积盆 地经过后期改造后残留下来的那一部分。残留盆 地的剥蚀强烈,油气系统的区域盖层曾经被不同 程度地破坏,油气系统发生过较强甚至强烈的改 造和重新组构。残余盆地的范围与其原生盆地的 范围相比要小得多[4]。 自古新世以来,百色盆地先后沉积了六吜组 E 1l、 洞均组 E 2d、 那读组 E 2n、 百岗组 图1 百色盆地构造单元及研究区分布图 Fig. 1 Distribution of structural units and study area in Baise Basin 据朱扬明资料修改 E 3b、 伏平组 N 1f、 建都岭组 N 1j、 长蛇岭组 N 2ch , 如图2所示。其中那读组、 百岗组为盆 地内最重要的含油气地层单元,尤其那读组中上 部是盆地内分布范围最广、 厚度最大和层位最稳 定的烃源岩发育层位。该地层单元是右江断裂带 左行走滑拉分和基底断陷沉降最活跃时期沉积 的,因而岩性、 岩相和厚度在全盆范围内变化极 大。 1. 2 复杂的构造演化过程 百色盆地的发育经历了断陷、 拗陷两个主要 阶段,而后被后期的挤压抬升剥蚀过程所改造,形 成盆地现今的残留形态。盆地的构造演化大致可 以分为三个阶段五个时期,即断陷、 拗陷和抬升阶 段,以及前断陷期、 断陷发育期、 拗陷期、 萎缩期和 褶皱抬升期。 前断陷期主要表现为古地貌低凹部位的早期 充填。根据盆地内不同构造部位地震响应特征及 部分钻井岩心、 录井资料的综合分析,认为在六吜 组、 洞均组沉积时期盆地北部的断陷活动依然很 弱,沉积过程主要受古地貌的控制。在盆地内部 低洼地区沉积淡水灰岩,而在北部陡坡带以冲积 相、 坡积相沉积为主。 进入断陷期,盆地裂陷作用逐渐加强,东部地 区北断南超的构造格局随之逐渐形成,同时在西 部地区形成不对称双断形态。在此期间也形成了 塘浮等控制沉积作用的同生断裂。 那读组沉积末期,湖盆曾一度上升百色运 动 , 而后在渐新世早期再度下陷进入盆地发育的 拗陷阶段。这期间发生的百色上升运动使百岗期 沉积平行不整合或超覆不整合于那读组之上。 百岗组沉积末期,盆地在持续沉降过程之后 相对回升,湖盆水体变浅,沉积范围逐渐缩小。 建都岭组沉积期之后,盆地经历了一次大的 喜马拉雅期构造运动田阳运动。这次构造运 动使盆地发生褶皱抬升,从而结束了第三纪湖盆 沉积。 百色盆地构造演化的复杂性必然决定了该区 油气成藏过程的复杂性。 2 油气成藏条件 2. 1 主力烃源岩生烃潜力低,总资源量少 据蔡勋育2005研究百色盆地在百岗组和 那读组发育多套烃源岩。烃源岩主要为湖相暗色 泥岩和沼泽相的煤层和碳质泥岩。盆地内所发现 的天然气藏主要为浅层气深度一般在500～800 m ,其成因目前已经确定为生物成因气,以及生 物气与部分低熟热解气混合[5]。分析得出,百色 盆地已发现的原油主要来源于湖相暗色泥 岩[6 ,7],煤层和碳质泥岩的贡献较小。从烃源岩 层位分布上看,盆地东部坳陷原油主要来源于那 二段和那一段源岩。 2. 1. 1 烃源岩有机质类型及丰度 前人[3]研究成果表明东部田东坳陷那读组 烃源岩以 Ⅱ1型为主。根据有机碳分析数据统计, 841成都理工大学学报自然科学版 第36卷 图2 百色盆地东部坳陷北部陡坡带地层综合柱状图 Fig. 2 Generalized column of the North Scarp Zone in the Eastern Depression , Baise Basin 区内百岗组第一段和第二段有机碳含量都较低, 平均低于0. 4 ,属于非烃源岩,仅百岗组第三段 为0. 75 ;那读组各段有机碳含量较高,平均在 1. 10 ～1. 47 ,其中以那读组第一段最高,平均 达1. 47 见表 1 。从总体上看,百岗组第三段 与那读组第一、 第二段烃源岩有机质丰度属中等 偏差。 2. 1. 2 烃源岩有机质成熟度 镜质体反射率 R o是标志有机质成熟度的 重要指标。在同等演化程度下,煤的Ro最高,泥 岩次之,碳酸盐岩最低。 表1 百色盆地东部地区暗色泥岩有机碳含量 The dark mudstone TAB organic carbon content of the eastern region in Baise Basin w/ 最大值最小值平均值 样品数 百 岗 组 那 读 组 第一段1. 090. 080. 2015 第二段2. 820. 010. 3857 第三段2. 600. 050. 7527 第一段2. 810. 081. 47188 第二段2. 510. 051. 13213 第三段3. 560. 081. 1054 据姜在兴等,2004 根据J. Espitalie提出的烃源岩成熟度评价 标准[8],东部坳陷那读组三套烃源岩的有机质成 熟度都不高,大部分烃源岩Ro值主要在0. 4 ～ 0. 8 ,处于低熟-成熟阶段早期,有机质未达到 生油高峰,坳陷中心少量烃源岩处于中-高成熟 阶段。主力烃源岩分布于那一段上、 下亚段和那 二段。 研究区那读组烃源岩有机碳含量低,沥青 “A”/ TOC比值相对较低,大多在0. 1以下[9]。 相对于其他盆地,百色盆地烃源岩的沥青 “A”/ TOC数值较低,表明生烃转化率低,盆地内主力 烃源岩那读组生油层生烃潜力较低,从而导致盆 地的油气远景较差,这应该是最主要的原因之一。 2. 2 储层非均质性强、 储集空间有限 区内岩性岩相变化大决定了储层非均质性 强。那读组第一段各储层段岩心孔隙度分布范围 较大,在所有岩样中,孔隙度小于5 的岩样占总 岩样的15. 28 ,分布在5 ～10 的岩样占总岩 样的17. 66 ,分布在10 ～20 的岩样占总岩 样的45. 33 ,大于20 的岩样仅占总岩样的 21. 73 。 根据那读组第一段20口取心井,各井平均基 质渗透率变化非常大,那读组第一段储层渗透率 最大为1 366. 0410 - 3μm2 ,最小值为仅有0. 01 10 - 3μm2 ,平均55. 9610 - 3μm2 ,储层渗透率 级差大,分布范围广。 由于受沉积成岩条件的限制,区内正常粒间 孔分布极其有限,多数原生粒间孔因压实、 胶结、 充填作用的破坏和改造已保存不多。杂基内微孔 隙由于孔径细小,连通性差,尽管具有一定数量, 但对储层储集性能的贡献不大。 区内次生孔隙不甚发育。粒间溶孔为研究区 941第2期王 威等百色盆地东部坳陷北部陡坡带那读组油气成藏条件 目的层较为常见的一类孔隙类型,是由粒间胶结 物、 杂基选择性溶蚀形成的孔隙。区内主要为方 解石胶结物的溶蚀孔隙;但此类溶孔孔径大小不 均一,形态多样,分布不均匀,常常与颗粒边缘的 粒边孔伴生,储集物性较差。 粒内溶孔为研究区目的层较为常见的另一类 孔隙类型,是指颗粒内部不稳定物质被选择性的 溶解而形成的颗粒内部储集空间,形成筛状、 网格 状、 蜂窝状孔隙图 3 。这些粒内溶孔和粒间孔 基本是连通的,有时溶蚀作用强烈时,整个颗粒都 被溶蚀掉,形成铸模孔,当其与粒间溶孔相连时则 发展成较大的溶孔。在目的层段粒内溶孔主要为 长石、 岩屑溶蚀所产生的溶孔,但分布的范围较 小,发育程度较低。 在研究区目的层,裂缝发育程度较低,可分为 2种。一种为成岩早期形成的成岩收缩裂缝,该 类裂缝多出现在杂基含量较高的样品中,一般不 切穿颗粒,绕颗粒而过,因而常呈弯曲状图3 , 形态各异,裂缝宽度一般小于1 mm ,延伸长一般 3～10 mm不等。另一类裂缝为溶蚀裂缝,但规 模较小,大都被方解石充填。总体上看,两类裂缝 见缝机率均较小,对储层的改善意义不大。 2. 3 圈闭类型复杂且圈闭面积小 勘探实践与油气运移模拟证实,区内烃源岩 生成的油气可运移至凹陷内的大部分地区甚至周 围的凸起。影响圈闭聚集成藏有效性的主要因素 就是圈闭形成时间与油气区域运移时间的匹配关 系。在具有一定的油气来源的情况下,形成时期 早于或等于油气运移时期的圈闭才有可能成藏, 否则,晚期形成的圈闭只能是空圈闭。虽然百色 盆地圈闭的形成与油气运移时期较为匹配,但盆 地内圈闭类型多样断块、 断鼻型,上倾岩性尖 灭型,岩性透镜体型等;更主要是圈闭面积较小, 含油面积大多仅为1 km2,这在一定程度上影响 了百色盆地圈闭的油气捕集成藏规模。 2. 4 运聚方式繁多,油气呈散射状分布 烃源岩中可溶有机质和干酪根在一定温度、 压力下降解生成的油气,都要经过初次运移及二 次运移后,才能最终在有利圈闭聚集形成油气藏。 能量场的性质和演化及其所控制的化学动力学和 流体动力学过程是油气运移的最终动力。此动力 需要克服疏导层的阻力才能实现油气的运移。 百色盆地东部坳陷北部陡坡带东段油气运移 图3 岩石铸体薄片显微照片 Fig. 3 The micrographs of rock casting thin sections A粒间孔, - ,1010 ,仑352井,深1985. 42 m , E2n1 - 2;B粒内孔, - , 2010 ,仑352井,深 2004. 04 m ,E2n1 - 2;C成岩收缩裂缝, ,410 , 百51井,E2b 通道很多,归纳起来主要有以下3类断层、 不整 合面、 孔隙裂缝输导体系。上述运移通道在空间 上相互配合,构成了本区油气运移的立体通道。 百色盆地东部坳陷北部陡坡带东段油气运移 方式主要有 a.垂向运移。百色盆地那读组烃源岩是盆地 断陷期沉积的产物,相对埋藏较深。油气直接从 051成都理工大学学报自然科学版 第36卷 深部向上运移至浅层圈闭中聚集成藏。子寅油田 仑35块上生下储型油藏,及子寅油田仑16块下 生上储型油藏为典型实例。 b.侧向运移。研究区内发育着大量正断层, 规模大小不等,甚至一条断层在不同时期起着不 同作用,或为油气运移通道或为封堵圈闭要素。 在烃源岩大量排烃时期,沟通凹陷深部油源的大 断层开启,作为油气运移通道。油气除沿断层垂 向运移外,同时受构造应力的作用,油气沿着断层 面侧向运移。 c.阶梯状运移。在砂体连通性较好且断层有 规律分布的地区,油气以阶梯状运移为主。如北 部断阶带是盆地油气主要富集区。这种运移方式 在油气成藏中起到了主导作用。它表现为沿储层 侧向和断层垂向运移的不断交替出现。位于该区 的仑圩油田、 花茶油田就是深部那读组烃源岩生 成的油气沿阶梯状断层不断向上运移聚集的结 果。 一方面油气生成量少,另一方面油气运聚方 式繁多,从而导致油气呈散射状分布。 2. 5 盖层破坏严重,油气保存条件较差 百色盆地东部坳陷北部陡坡带在百岗组和那 读组均发育有区域性盖层。 那读组主要发育于盆地的断陷期,其主控断 层为那丹-塘浮断裂带。由于盆地的剧烈下沉, 沉积场所广阔,物源供给较为充足,特别是那读组 时期水体深,发育有大段的泥岩、 白云质泥岩及页 岩等,泥质含量大,盖层厚度也较大,横向分布稳 定且连续,是本区有效的区域性盖层,使下部油藏 得到较好的保存。 百岗组沉积时,盆地已处于坳陷阶段,主要发 育扇三角洲及泛滥平原相,物源供给充足,水体能 量较高,使沉积区域砂泥比有较大增加,但砂岩的 分布范围较小,且层段也较薄.而百岗组第一段和 第二段暗色泥岩主要分布在盆地东部,可作为局 部盖层及区域性盖层。 总体分析来看,本区区域盖层发育范围较广, 且发育层段较厚;但是,百色盆地是典型的残留盆 地,盆地形成后遭受了非常强烈的抬升剥蚀,破坏 了盆内的油气盖层,导致了油气的散失[2]。百色 盆地本身是一个走滑盆地,盆地内部被级别不等、 期次不同的断裂高度复杂化,断层具有多期性、 继 承性,而且活动频繁,断层更多充当油气运移通道 的角色,因此大部分油气已经逸散到地表,保存条 件差。 图4为百色盆地东部坳陷北部陡坡带残余油 气藏的形成模式图,从图中可看出研究区运移通 道多样且保存条件比较差,从而导致百色盆地东 部坳陷北部陡坡带油气零星分布,油气藏为残留 型,规模不大。 图4 百色盆地东部坳陷北部陡坡带 残余油气藏形成模式图 Fig. 4 Residual oil and gas reservoir ation model of the north scarp zone in the eastern depression , Baise Basin 3 结 论 百色盆地是一个面积小而含油气性非常复杂 的盆地。通过以上对百色盆地东部坳陷北部陡坡 带油气成藏条件的研究可以看出,百色盆地油气 前景不容乐观,以下几方面的不利因素值得勘探 工作者注意。 a.研究区主力烃源岩那读组有机碳含量 低,而且有机质的烃转化率相对较小,生烃潜力较 低,盆地的油气远景较差,这应该是最主要的原因 之一。 b.主力产层那读组第一段储层非均质性强 且储集空间有限。 c.圈闭类型十分复杂且圈闭面积较小,这在 一定程度上影响了圈闭的油气捕集成藏规模。 d.油气生成量少而运移和聚集方式繁多,从 而导致油气呈散射状分布。 e.百色盆地是典型的残留盆地,盆地形成后 遭受了非常强烈的抬升剥蚀,破坏了盆内的油气 盖层,并且由此引起的地层孔隙压力释放也导致 了油气的散失,断层更多充当油气运移通道的角 色,大部分油气逸散到地表,保存条件差。由此看 151第2期王 威等百色盆地东部坳陷北部陡坡带那读组油气成藏条件 出,百色盆地现今仅能存在少量而分散的残留油 气藏。 [参考文献] [1]朱扬明,王青春,邹华耀.百色盆地原油成因类型及聚 集特征[J ].石油学报,2006 ,272 28 - 33. 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