长岭断陷营城组水文地质特征及油气地质意义.pdf
第 3 5卷第3期 2 0 1 3年 5月 石 油 雾 籍 沾 届 P ETRoLEUM GEoLoGY EX PERI M ENT Vo 1 . 3 5, No . 3 Ma y, 2 01 3 文章 编号 1 0 0 1 - 6 1 1 2 2 0 1 3 0 3 - 0 2 6 9 - 0 5 d o i 1 0 . 1 1 7 8 1 / s y s y d z 2 0 1 3 0 3 2 6 9 长岭断陷营城组水文地质特征及油气地质意义 韩志艳 , 陆建林 , 王保华, 张彦霞 中15 1 5 油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所, 江苏 无锡 2 1 4 1 2 6 摘要 对长岭断陷腰英台一查干花地区营城组主要探 井油田水 常规化学组分特征和微量元素特征进行 了分析。该 区 N a H C O 型 水 占总样品数的 8 0 % , C a C 1 , 型水 主要分布于 Y S 1 和 Y S 2井 区; P HC O 、 总矿化度 、 脱硫系数等参数之 间存在着较好的匹配性 , 矿化度高值区对应脱硫系数低值 , 反映地层封 闭性好 、 水交替作用缓慢 , 有利于油气聚集及保存 。钾含量 高可能是储层储渗性 能 好的一个标志, 钡含量较高则反映了其地层处于较强的还原环境中, 可能具有更为有利的天然气保存环境。结合该区构造活动 的影响 , 表明根据油 田水水文地质特征能有效地 判断油气储集 和保存条件 。 关键词 油 田水 ; 水文地质 ; 总矿化度 ; 脱硫 系数 ; 微量元 素; 长岭断 陷; 松辽盆地 中图分类号 T E l 3 3 文献标识码 A Hy d r o g e o c h e mi c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f Yi n g c h e n g Fo r ma t i o n i n Ch a n g l i n g Fa u l t De pr e s s i o n a nd i t s p e t r o l e u m g e o l o g i c s i g n i fic a nc e Ha n Z h i y a n,L u J i a n l i n,Wa n g B a o h u a ,Z h a n g Ya n x i a Wu x i R e s e a r c h I n s t i t u t e o fP e t r o l e u m G e o l o g y , S I N O P E C ,W u x i , J i a n g s u 2 1 4 1 2 6 , C h i n a Ab s t r a c t Th e c o n v e n t i o na I c h e mi c a l c o mp o s i t i o n a n d t r a c e e l e me n t c h a r a c t e r i s t i c s o f o i l fi e l d wa t e r f r o m ma i n e x pl o r a t o r y we l l s o f t he Yi n g c h e n g Fo r ma t i o n i n Ya o y i n g t a i Cha g a n h ua are a i n t h e Ch a n g l i n g Fa u l t De p r e s s i o n we r e a n a l y z e d.Th e Na HCO3 t y p e wa t e r a c c o un t s f o r 8 0 %o f wa t e r s a mpl e s .Th e Ca C1 2 t y p e wa t e r ma i n l y d i s t r i - b u t e s a r o u n d w e l l s Y S 1 a n d Y S 2 . P H C O , t o t a l s a l i n i t y T D S , a n d d e s u l f u r i z a t io n c o e ffi c i e n t r s 0 一 x l O 0 / r C 1 一 a r e w e l l c o n s i s t e n t w i t h e a c h o t h e r .H i g h T D S a r e a c o r r e s p o n d s t o l o w d e s u l f u r i z a t i o n c o e f fi c i e n t ,i n d i c a t i n g f o r g o o d s e a l i n g c a p a c i t y a n d s l o w wa t e r e x c h a n g e,wh i c h a r e f a v o r a b l e for p e t r o l e um a c c u mu l a t i o n a n d p r e - s e r v a t i o n .T h e h J g h c o n t e n t o f K i s a s i g n for g o o d p e r me a b i l i t y r e s e r v o i r .Th e h i g h c o n t e n t o f B a r e fl e c t s a s t r o n g r e d u c i n g e n v i r o n me n t a n d ma y b e mo r e f a v o r a b l e for n a t u r a l g a s p r e s e r v a t i o n .I n b r i e f ,c o mb i n e d wi t h t e c t o n i c a c t i v i t y , t h e h y d r o g e 0 c h e mi c a I c h a r a c t e ri s t i c s o f f o rm a t i o n w a t e r c a n b e u s e d t o e f f e c t i v e l y j u d g e t h e c o n d i t i o n s for p e t r o l e u m a c c u mu l a t i o n a n d p r e s e rva t i o n . Ke y wo r ds o i l f i e l d wa t e r ; h y d r o l o g i c a l g e o l o g y; t o t a l s a l i n i t y; de s u l f u r i z a t i o n c o e f f i c i e n t ; t r a c e e l e me n t ; Ch a n g l i n g F a u l t De p r e s s i o n;S o n g l i a o Ba s i n 沉积盆地地层水可分为溶滤一渗人水 、 沉积一 埋藏水和内生水 3种不 同的基本类型⋯ , 与水文循 环结合在一起, 构成水循环的全过程, 在油气生成、 运移 、 聚集 、 保存 和散失过程 中地层水都起到 了重 要作用 , 是烃类 运移 、 聚集 的重要动 力和载体[ 2 ] , 其化学成分蕴含 了许多与油气藏形成和保存相关 的信息[ 3 - 4 ] 。尽管油 田地层水的化学成因 、 空间分 布规律及石油地质意义都存在较大的争议[ 5 书] , 但 是长期以来, 石油地质学家们一直广泛采用油田地 层水化学参数来分析评价油气 田的形成 、 分布规律 和保存条件等, 并取得了显著成果_9 引。松辽盆地 南部长岭断陷地区断裂系统发育 , 不同区块地层水 化学性质差异显著 , 气水关系十分复杂 , 长期以来 缺乏深人研 究。本 文 收集整 理 了长岭断 陷腰英 台一查干花地 区营城组部分主要探井常规油 田水 分析资料 , 对油田水常规化学组成特征和微量元素 特征进行 了综合分析。 1 地质背景 长岭断陷位于松辽盆地南部中部断陷带, 是松 辽盆地面积最大 的断陷之一, 其深层 油气 资源丰 富, 具备了形成大中型油气田的资源基础。 收稿 日期 2 0 1 2 - 0 7 - 2 4 修订 日期 2 0 l 3 一 o 4 1 2。 作者简介 韩志艳 1 9 7 8 一 , 女 , 硕士 , 工程师 , 从 事石油地质勘 探研究 。E m a i l z h i y a n h a n 1 6 3 . c o m。 基金项 目 中 国石油化工股份有限公 司科技 部项 目 P 0 5 0 3 7 资助 。 第 3 期 韩志艳. 等.长岭断陷营城组水文地质特征及油气地质意义 2 7 3 K含量高。 同时这一作用过程也必将改善储层 的储 渗性能 , 因此地层水 中 K含量较 高可能是储层储 渗性能较好的一个标志。 硼与油气伴生水有关 , 它是一种海相成因的特 征元素 。本次测试未检出硼 , 其沉积环境应以淡水 湖相或是河流相为主。 地层水 中 B a的出现 主要是脱 硫酸作用 的结 果 . 在 地 层 水 中 的聚 集 与 油气 并 无 直 接 关 系。 Y S 1 0 1 井地层水为富含 B a的高矿化度水。从本次 所测数据来看 , B a的含量 明显 高于其他 2口井。 一 般来说 。 在还原环境特别是强还原环境 中, 脱硫 酸盐 作 用 活 跃 的地 带 十 分 有 利 于 B a的 聚集 。 Y S I O 1井地层水 中 B a 含量较 高. 反映了其地层处 于较强 的还原环境中。 可能具有更为有利的天然气 保存环境。 前人在研究 中发现 , 锶伴生于油、 气 田水 中, 可 能是形成油气 时有机质分解形成的副产物 。从淡 水湖泊相一半咸水的海陆交互相一咸水湖沉积相 , 锶元素的含量是依次升高的 , 这与油气和岩石 中的 微量元素有成 因上的关 系。在研究 区, 锶元素在 0 . 0 5 2~1 5 9 . 8 3 m g / L范围内, 含量相对较低 , 显示 出该 区地层水 以陆相淡水来源为主。 4结论 1 结合区域地质特征 , 通过对油 田水 常规化 学组分 、 微量元素 的研究表明 , 油 田水水 文地质特 征能反映丰富的油气地质信息, 对该地区油气勘探 具有重要 的意义。 2 总矿化度和脱硫系数等分析指标 之间存在 着较好的相关性或匹配性 , 它们的变化与油气保存 有着密切关系。矿化度高值往往对应脱硫 系数 的 低值。C a C 1 , 型油田水地层 封闭性好 , 地层水交替 作用缓慢 。P H C O 高值 区、 矿化度 高值 区及脱 硫系数低值区有利于油气聚集及保存 , 为石油勘探 的有利 目标 区。 3 地层水微量 元素特征研究表 明 , 天然 气高 产 的井对应 的地层水钾含量高, 可能是 由于地层 中 钾长石的溶蚀所致 . 在勘探中应重视地层中钾长石 含量较高的储层段。研究区地层水锶元素含量较 低 , 表现为陆相淡水沉积的特征 ; 钡含量较高, 反映 了其地层处于较强的还原环境 中, 可能具有更为有 利 的天然气保存环境 。 [ 2] [ 3] [ 4] [ 5 ] f 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 1 O ] [ 1 2 ] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] [ 1 9] [ 2 0] [ 2 1 ] [ 2 2] 参考文献 [ 2 3 ] [ 1 ] 王大纯, 张人权, 史毅虹. 水文地质基础[ M] . 北京 地质出版 社 。 1 9 8 0 1 5 9 . 汪蕴璞. 林锦璇. 汪林. 论含油气盆地含水系统和水文地质期 的划分 以东海西湖凹陷为例[ J ] . 地球科学 中国地质大学 学报 , 1 9 9 5 , 2 0 4 3 9 3 - 3 9 8 . 柯林斯 A G. 油 田水地 球化学 [ M] . 林 文庄 , 王秉忱 , 译 . 北 京 石油工业 出版社 . 1 9 8 4 . 刘崇禧, 孙世雄. 水文地球化学找油理论与方法[ M] . 北京 地质 出版社 . 1 9 8 8 . 汪蕴璞. 评苏林油田水理论中的几个问题[ J ] . 地质学报, 1 9 7 6, 5 0 1 3 1 3 6 . 刘方槐, 颜婉荪. 油田水文地质原理[ M] . 北京 石油工业出 版社 , 1 9 9 1 5 5 9 5 , 1 5 3 , 2 3 4 - 2 3 7 . 高锡兴. 中国含油气盆地油田水 [ M] . 北京 石油工业出版 社 . 1 9 9 4 . 曾溅辉. 台北 凹陷地层水动力特征及其对油气运移 和聚集的 影响 [ J ] . 沉积学报 , 2 0 0 0, 1 8 2 2 7 3 - 2 7 8 . Kh a r a k a Y K , L a w L M , C a r o t h e r s W W , e t a1. Ro l e o f o r g a n i c s s p e c i e s d i s s v o l v e d i n f o r ma t i o n wa t e r f r o m s e d i me n t a r y b a s i n s i n m i n e r al d i a g e n e s i s [ C] / / G a u t i e r D L . R o l e o f O r g a n i c Ma t t e r i n S e d i me n t Di a g e n e s i s . S o c Ec o n Pale o n t o l Mi n e r a l S p e c Pu b 3 8, 1 9 8 6 1 1 1 1 2 2 . C o r mo l l y C A, W alt e r L M , B a a d s g a a r d H, e t a 1 . Or i g i n a n d e v o l u t i o n o f f o r ma t i o n wa t e r s, Al b e r t a B a s i n , We s t e rn C a n a d a S e d i me n t a r y B as i n [ J ] . A p p l i e d G e 0 c h e s t r y , 1 9 9 0 , 5 3 7 5 - 4 1 3 . Kn a u t h L P。 Be e u n a s M A. I s o t o p e g e o c h e mi s t r y of f l u i d i n c l u s i o n s i n Pe r i a n h ali t e wi t h i mp l i c a t io n s f o r t h e i s o t o p i c h i s t o r y of o c e a n w a t e r a n d o r i g i n o f s a l i n e f o r m a t i o n w a t e rs[ J ] . G e o c h i m i c a e t Co s mo c h i mi c a Ac t a, 1 9 8 6, 5 0 41 9 4 3 3 . 应丹琳 , 秦成明 , 李 忠权 , 等. 含油气性水化学特征指标及评 价模 型研究 [ J ] . 成都理工学院学报 , 1 9 9 5 , 2 2 3 1 6 - 2 2 . 李伟 . 塔里木盆 地油 田水 有机地球化 学特征分类 及其石油 地质意义[ J ] . 石油勘探与开发 , 1 9 9 5 , 2 2 6 3 0 3 5 . 李伟 , 李 小地. 应用油 田水地球化学及流体追踪油气运 聚途 径[ J ] . 石油勘探与开发 , 1 9 9 6, 2 3 6 3 4 3 8 . 孙向 阳. 刘方 槐. 沉 积盆 地 中地 层水 化学 特征 及其地 质意 义[ J ] . 石油勘探与开发 , 2 0 0 1 , 2 4 4 4 7 5 3 . 田纳新 , 李军 营, 李永林 , 等. 焉耆盆地油 田水与油气聚集保 存的关系[ J ] . 河南石油, 2 0 0 2 , 1 6 4 5 7 . 查明 , 陈中红, 张年 富, 等. 准噶尔盆地陆梁地区水化学特征 与油气运聚[ J ] . 地质科学 , 2 0 0 3 , 3 8 3 3 1 5 3 2 2 . 楼章华, 曾允孚, 高瑞祺, 等. 扶、 杨油层水化学场特征及其 成因[ J ] . 大庆石油地质与开发, 1 9 9 4, 1 3 1 2 1 2 5 . 赵利杰 , 蒋有 录, 刘华 , 等. 饶 阳凹陷留西一 留北地区新近系 地层水特征及其与油气分布的关系[ J ] . 地球科学与环境学 报, 2 0 1 2 , 3 4 2 5 7 - 6 3 . 王晓梅 , 赵靖舟 , 刘新社. 苏里格地区致密砂岩地层水赋存状态 和产出机理探讨[ J ] . 石油实验地质 , 2 0 1 2 , 3 4 4 4 0 0 - 4 0 5 . 王晓梅, 赵靖舟, 刘新社, 等。 苏里格气田西区致密砂岩储层地 层水分布特征[ J ] . 石油与天然气地质 , 2 0 1 2 , 3 3 5 8 0 2 8 1 0 . 谭开俊 , 张 帆, 尹路 , 等. 准噶尔盆地乌夏地 区地层 水与油气 保存条件[ J ] . 石油实验地质, 2 0 1 2 , 3 4 1 3 6 3 9 . 周晓芬. 塔里木盆地北部油田水特征离子及意义[ J ] . 石油 与天然气地质 , 2 0 0 0, 2 1 4 3 7 2 3 7 4 . 下转第 2 7 9页 第 3期 路慎强. 等.渤海湾盆地东营凹陷中央背斜带构造特征和演化机理 2 7 9 和重力达到平衡 , 也就不存在之前的悬臂梁了。 东营期 , 湖盆范 围较之前有明显缩减 , 在 陈官 庄一王家岗地区发育一定数量的滩坝 , 盆地中部有 一 些深湖、 半深湖沉积, 其他地方均为滨浅湖沉积 。 4 结论 用滚动背斜或者盐一泥底辟 成因来解释 中央 背斜带的成因. 范 围过于局限, 本文以沙四下亚段 存在塑性层的事实为出发点 , 再加之盆地演化过程 中存在促使塑性层软化流动的温压条件 , 应用弹性 基础悬臂梁理论来解释 中央背斜 带及其南北存在 洼陷和次级断裂的原因。 悬臂梁的变形弯曲经历 了从弱到强。 最后被分 割, 再重新从弱到强的演变过程。凹陷中部沙四下 亚段膏盐岩和北部沙三段超压泥岩在适当的条件下 出现塑性变形 。 造成了上覆地层 的弯曲拱升. 形成 了 中央背斜带 当弯曲到一定程度 . 没有了足够的变形 空间, 就出现一系列的调节性断裂 , 使得中央背斜带 被断裂复杂化 到东营期 , 悬臂梁作用消失。 参考 文献 谢 向阳, 信荃麟. 东营 凹陷 中央隆起带 断块模式 [ J ] . 断块 油 气 田, 1 9 9 7, 4 5 l 5 1 9 . 云金表 . 赵利华. 东营凹陷中央隆起带 构造特 征 、 沙箱模拟 与 形成机制研究 [ J ] . 地 质力学学报 , 2 0 0 3 , 9 2 1 1 3 1 2 1 . 任建业 , 张青林. 东营凹陷中央背斜隆起带形成机制分析[ J ] . 大 地构造与成矿学 , 2 0 0 4 , 2 8 3 2 5 4 2 6 2 . 于建国 . 李三 忠. 王金锋 , 等. 东 营凹陷盐底辟作 用与 中央隆 起带断裂构造成因[ J ] . 地质科学 , 2 0 0 5, 4 0 1 5 5 6 8 . 马丽娟 , 郑和荣 , 解习农 . 东营凹陷中央隆起带 断裂构造及油 气运移 [ J ] . 石 油与天然气地质 , 2 0 0 5, 2 6 2 2 4 6 2 5 1 . 王勇, 熊伟, 崔营滨. 东营凹陷陡坡带构造演化物理模拟[ J ] . [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 1 0 ] [ 1 2] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] [ 1 9 ] [ 2 0] [ 2 1 ] 断块油气 田, 2 0 1 1 , 1 8 4 4 4 9 4 5 2 . 刘晓峰 , 解习农 , 姜涛, 等. 东营 凹陷盐一泥层构成及其特征[ J ] . 地球科学 中国地质大学学报 , 2 0 0 5 , 3 0 5 6 0 4 - 6 0 8 . 别辽耶夫 H M. 材料力学[ M] . 干光瑜, 译. 北京 高等教育出 版社 . 1 9 5 6 . W i l l i a ms G , Va n n I . T h e g e o me t r y o f l i s t r i c n o r ma l f a u l t s a n d d e f o r m a t i o n i n t h e i r h ang i n g w a l l s [ J ] . J o u rn al o f S t r u c t u r al G e o l o g Y , 1 9 8 7, 9 7 l l l 6 . Ku s z n i rN J . Zi e g l e r P A. Theme c h a n i c s o f c o n t i n e n ta l e x t e n s i o n a n d s e d i me n t a r y b a s i n f o r ma t i o nA s i mp l e s h e a r /p u r e s h e a r f l e x - u r a l c a n t i l e v e r m o d e l [ J ] . T e c t o n o p h y s i c s , 1 9 9 2 , 2 1 5 1 1 7 1 3 1 . 张宏卫 . 邓 起东. 不对称 盆地形成机制探讨 以渭河盆地为 例[ J ] . 中国地震 , 1 9 9 2, 8 1 2 8 - 3 7 . 李扬 鉴, 林梁 , 赵宝金. 中国东部中 、 新生代断陷盆地成 因机 制新模式 [ J ] . 石油与天然气地质 , 1 9 8 8 , 9 4 3 4 3 4 5 . 李扬鉴 , 张星亮 , 陈延成. 中国东部 中新 生代盆一 山系及有 关 地质现象 的成 因机 制 [ J ] . 中国区域地质 , 1 9 9 6 1 8 8 8 9. 9l 一 9 5. 李扬鉴, 张星亮, 陈延成. 大陆层控构造导论[ M] . 北京 地 质 出版社 , 1 9 9 61 5 1 6 , 44 - 5 3, 6 0 . 李丕龙, 翟庆龙, 荣启宏, 等. 东 营凹陷中央背斜带油气运移聚 集特征[ J ] . 石油勘探与开发, 2 0 0 0 , 2 7 4 6 4 - 6 6 . 宗 国洪 , 肖焕钦 , 李常宝 , 等 . 济 阳坳陷构造演化及其大地 构 造意义 [ J ] . 高校地质学报 , 1 9 9 9, 5 3 2 7 5 - 2 8 2 . 刘展 , 赵键 , 李云平 , 等. 东营凹陷盐膏层 的重震联合解 释技 术 [ J ] . 石油大学学 报 自然科学版 , 2 0 0 5, 2 9 6 1 6 2 2 . 刘晖 , 操应长 , 姜在兴 , 等. 渤海湾盆地东营凹陷沙河街组 四 段膏盐层及 地层 压力 分布 特征 [ J ] . 石 油与 天然 气 地质 , 2 0 0 9, 3 0 3 2 8 7 2 9 3 . 戴 俊生. 构造 地质学及 大地构造 [ M] . 北京 石油 工业 出版 社 . 2 0 0 6 . 刘 士林 , 郑 和荣 , 林舸 , 等. 渤海湾盆地东营凹陷异常压力分 布和演化特征及与油气成藏关系[ J ] . 石油实验地质, 2 0 1 0 , 3 2 3 2 3 3 2 3 7 , 2 4 1 . 邱楠 生, 苏向光 , 李兆影 , 等. 济阳坳陷新 生代构造一热演化 历史研究 [ J ] . 地球物理学报 , 2 0 0 6 , 4 9 4 1 1 2 7 1 1 3 5 . 编辑韩 或 上接第 2 7 3页 [ 2 4] [ 2 5 ] [ 2 6 ] 贾霍甫. 徐思煌. 川东北地区二叠一侏罗系地层水化学特征及 其与油气聚集的关系[ J ] . 重庆科技学 院学报 , 2 0 0 5 , 7 2 l 2 一l 5 . 查 明. 断 陷盆地 油气二 次运移 与聚集 [ M] . 北 京 , 地质 出版 社 . 1 9 9 7 . 史建南 , 姜建群, 张福功 , 等. 大民屯凹陷地层水水文地质特征 与油气聚集关系[ J ] . 海洋地质动态 ,2 0 0 3 , 1 9 1 1 2 4 3 o . [ 2 7 ] [ 2 8 ] [ 2 9] [ 3 O ] 孙 向阳 , 解 习农. 东营 凹陷 地层 水化 学特 征与油气聚集关 系 [ J ] . 石油实验地质 , 2 0 0 1 , 2 3 3 2 9 1 - 2 9 6 . 郑鸿稳. 东濮凹陷西部 斜坡带 断裂活动及其对 沉积 的控 制 作用 [ J ] . 江汉石油学 院学报 , 2 0 0 2, 24 4 2 6 2 9 . 杨绪充. 论含油气盆地的地下水动力环境[ J ] . 石油学报, 1 9 8 9 , 1 0 4 2 3 2 7 . 沈照理. 水文地球化学基础[ M] . 北京 地质出版社, 1 9 8 6 . 编辑徐 文 明 1 j 1 j