高邮凹陷西部油气输导体系类型及特征研究.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9 年 4 月第 3 1 卷第 2 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I A p r ． 2 0 0 9 V o 1 ． 3 1 N o ． 2 l 8 3 高邮凹陷西部油气输导体 系类型及特征研究 陈强，张卫海 ，黄峰 郭丽丽，张伟忠 中国 石油 大学 华东地球资源与信息学院， 山东东营 。 。 ’ [ 摘要 ]根据输导层 的类 型及 其作 用，将 高邮凹陷西部地 区的输 导体 系划分为 骨架砂体输 导体 系、断层 输 导体 系和 不整合输导体系 3种类 型。骨架砂体 输 导体 系 主要分布 在阜 一段上 部、戴 一段、戴 二段 和垛 一 段，横 向上分布广 泛，连通性好。是主 要输导 网络。不 同级别 断层输 导体 系封 闭性差异 较大 ，二级 断层 在阜 -7组侧 向封 闭性中一到好，多数三、四级断层在阜 -7组 侧 向封 闭性差 ，大部分 断层 的垂 向封 闭性 均 较好。确定 了吴堡不整合 的有效 输导能力，有效不整合输 导体 系主要分 布 于马 家嘴、黄 珏西部 和 东 南部 及南部断阶带。油气在 韦庄 地 区的运 移主要 靠骨 架砂体 ．马 家嘴和 黄珏 地 区主要 靠 断层垂 向沟通 油源 ， 同时不整合和 骨架砂体 也起到 了汇集和横 向输 导油气的作用。 [ 关键词] 输导体系 ；油气运移 ；骨架砂体 ；断层 ；不整合 ；高邮 凹陷西部 [ 中图分类号]TE 1 2 2 ． 1 [ 文 献标识码 ]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 0 9 0 2 0 1 8 30 4 油气输导体系是指油气从烃源岩运移到圈闭过程 中所经历的所有路径网，包括输导层 和相关 围岩 ， 它是决定油气运移方向及聚集的根本条件之一。不同类型输导体系输导油气的方式 和效率不同 ，从而使 油气运移和聚集具有很强的方向性和不确定性 。因此 ，输导体系类型及其分布研究是开展油气运移研究 的重要基础。由于实际地质条件及研究需要不 同，输导体系类型的划分具有多样性 ，但最终应体现 “ 源 一 径一 藏”的三维空间形态 ，有利于确定优势运移方 向，认识运移规律。笔者从高邮凹陷西部地 区第三系 主导油 气运移 的输导 层入 手 ，依据 其在 油气 运移 和 聚集 中 的作用 ，进行 输 导 体 系 类 型划 分 和特 征 研 究 ， 以揭示 油气运 移 途径 和运 移规 律 。 1 地质概况 高邮凹陷位于苏北盆地东台坳陷中部，东西长约 1 0 0 k in，南北宽约 2 5 ～3 0 k m，面积 2 6 7 0 k m ；可 划分为南断阶、深洼带和北斜坡 3个构造单元。 自下而上划分为上白垩统泰州组 Kz t 、古近系阜宁组 E f 、戴南组 E 。 d 和三垛组 E s 、新近系盐城组 Ny ，新生界厚达 7 0 0 0 m，是 苏北盆地沉 降最 深的一个凹陷Ⅲ。研究区北至码头庄构造带 ，南至真①断层下降盘 ，东至马家嘴构造带 ，西至大仪集构 造带 ，面积约 4 7 0 k m 图 1 。阜宁组是主要烃源岩层系 ，油气主要分布在韦庄地 区的 E f ～E t f z 、马 家嘴 地 区的 E d ～E 。 d 。 、黄 珏地 区 的 E d ～E 。 d 及 E 。 S 等含 油层 系 中 。这种 油气 分 布 的差异 性受 到多 种因素的影响 ，除了油源、储层和圈闭条件外 ，输导体系也是重要的因素 ，它决定了油气运移的途径和 成藏 的方式 。 2 输导体 系类型划分 不同学者依据影 响油气运移的地质要素 、输导层类 型、形态和时空组合方式以及输导层的逻辑性特 征等方面对输导体系类型进行了划分 。谢泰俊 根据控制输导体系的地质要素将输导体系划分为以断裂 带为主 的、与 古 构 造脊 相关 的、与 活动 热 流 体 底 辟作 用 有关 的 和 与不 整 合 面 有 关 的输 导 体 系； [ 收稿日期]2 0 0 9 一 O 2 2 3 [ 作者简介]陈强 1 9 8 4 一 ，男，2 0 0 6 年大学毕业，硕士生，现主要从事油气藏形成与分布方面的研究工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9年 4月 图 1 高邮凹陷地质结构及研究 区位置示意图 Gl e a a z e L 3 依据输导层类型和作用划分为由 连通砂体输导层构成 的主输导体系和由断层一 连通砂 体输导层构成的次要输导体系；张照录【 4 ] 根据输导层类型进行输导体系的划分 ；张卫海[ 5 以主输导层 划分大类 ，以运移 微观通道划分具体类型 ，并结合影响油气运移的地质要素和作用进行综合分类 ， 共分为 4大类 1 0个具体类型 ；陈建平E 阳 依据输导体系基本要素，同时参考通道和 围岩的岩石物理性质 及其空间配置关系进行输导体系类型划分 ；李丕龙等[ 7 1 依据输导层空间形态及组合关系将济阳坳 陷 第三系输导体系划分为 网毯式 、“ T”型、阶梯型、裂隙型等 4种类型 ；也有学者根据输导体系的逻辑 性特征进行划分，如赵忠新等[ 1 叩 划分为直接型和间接型 ，金博等n 划分为一般输导体系和优质输导体 系，付广n 胡划分为简单输导体系和复合输导体系等 ，Gl e a a z e 的分类亦属此类。 笔者根据研究区输导层的类型及其特征 ，将研究区的输导体系划分为骨架砂体输导体系、断层输导 体系和不整合输导体系 。其理 由是①韦庄地区 E f 和 E 。 f 油藏主要来 自 E f z 烃源岩 ，油气是沿夹持 于汉留断裂系中的连通砂体向西部高部位横向运移 ，并聚集于鼻状构造 中；② 马家嘴地 区 E z d和 E z S 油藏和黄珏地区 E d和 E S 油藏均来 自E f 4 烃源岩 ，断层在沟通下部油源中起到了根本性作用；③E- d 和 E f 之间的吴堡不整合面在区内分布较广，E f 4 烃源岩可以直接进入其上覆的 E d成藏，或沿不整合 横 向运移 ，或进入 断 层再作 垂 向运 移 ，进 入上 部层 系成 藏 ；④上述 3种输导 层在 空 间和 时间上 具有 良好 的配置关系，从而构成有效 的输导体系网络，使得油气在更大时空范围内运移和聚集 。各类输导体系对 油气运移的影响各不相同，决定了各地区油气的运移路径 、运移方向和聚集部位的差异。 3 输导体系类型 3 ． 1 骨架砂体输导体系 骨架砂体输导体 系主要分布在 E 。 f 上部、E f z 、E 。 d 、E z d z和 E z S 。 垂向上 ，E f 上部砂岩累计厚度在 6 0 2 0 0 m；E f 。 砂 岩累计厚度在几米到十几米 ，主要分布在西 斜坡韦庄地区；E 2 d 砂岩累计厚度多在几十米 ；E d 2均在 1 0 0 m 以上；E z S - 砂体 累计厚度在 1 0 0 m 以 上 ，E 。 s 。 也是黄珏地区的重要含油层系。从砂厚百分 比来看 ，E f 上部为 3 8 ～5 O ，E f 2大都低于 1 O ，E 2 d 为 1 7 ～3 2 ，E d 2为 1 2 ～2 7 ，E 2 S 为 3 O ～4 3 。 横向上，E f 。 砂岩平 面分布广泛，连通性好 ，是阜宁组 的主要输导 网络；E - f z砂体呈 片状 分布， 厚度小，连通性较差，主要分布在韦庄和马家嘴地区；E 。 d 砂体东厚西薄，逐渐向西斜坡尖灭，横向 连通性较好，主要分布在黄珏和马家嘴地 区；E d 。继承了 E 。 d 的沉积格局 ，呈块状分布于黄珏地区， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 1 卷第 2期 陈强等 高邮 凹陷西部 油气输导体系类型 及特征研究 1 8 5 向西北向逐渐减薄 ；E z s 砂体主要分布在马家嘴和黄珏地区 ，厚度大 ，连通性好 。 3 ． 2 断 层输 导体 系 区内断裂体系十分发育 ，真① 、真②、汉①等一 、二级断层控制着该 区断裂体系格局，三、四级断 层也十分发育，各级断层在油气成藏过程 中的作用也体现出明显的差异性 。图 2为断裂体系分布示意 图 。 ， 图 2 高邮凹 陷西部断 裂体 系分布示意 图 1 断层分级断层分级采取 “ 一级控盆 ，二级控 凹，三级控带 ，四级控藏 ，五级复杂化”的原则 。 一 、二级断层数 目较少，属于走向断层 ，即平行 于构造延伸方向 ；三 、四级断层多 ，但展布规律性差 ， 北东 、北西、近东西以及南北方向延伸的都有，同时又为更高级别的断层所约束 ，这说 明四级断层是主 断层在不同活动时期活动的产物 。二 、三级断层 向下多断至基底 ，向上可断至 E 1 f 、E 。 d及 E S ，沟通 了不同层 系间油气的联系，对油气藏的形成起着重要作用 。 2 不同级别断层封闭性不同级别断层不 同层段 的侧 向封闭性存在较大差异 ，这种差异主要受泥 砂厚度、泥岩塑性 、断层断距 、活动强度等影响。根据 S S F 泥岩涂抹因子的统计发现，多数三 、四 级断层在 E f 的 S S F大于 1 ． 8 ，断层侧向封闭性差；二级断层在 E f 的 S S F均小于 l _ 8 ，侧 向封闭性 中 等到好。这种差异主要是 由断层断移地层的泥厚和断层 断距大小不同所致。 应用断裂带泥质含量法 、断面压力法进行 的垂 向封闭性研究表明，大部分断层的断裂带充填物以泥 质为主，可能的岩性为泥岩和砂质泥岩，孔渗性差 ，排替压力高 ，垂 向封闭性好 。几乎所有断层断面压 力均已达到泥岩塑性变形的极限值 7 ． 5 MP a ，泥岩发生塑性流动 ，容易堵塞渗漏空间，封闭性 变好 。总 体来说 ，各 级 断层 的垂 向封 闭性均 较好 ，部 分断 层 在阜 宁组 垂 向封 闭性较 差 。 3 ． 3不整 合输 导体 系 从发育的空间位置而言 ，吴堡不整合对油气输导最有利，发育广泛 ，E z d 均不整合在 E f 生油岩 之上r l 4 ] 。通过地震资 料识 别、声波 时差法 、声 波时差 曲线和 电阻率 曲线叠合法 TOC法等多种方 法 s 对该区共计 5 2口井的解剖 ，对吴堡不整合面进行了识别及有效性分析 。只要不整合面之上或之 下发育高孔隙度砂岩层 ，且有有效泥岩盖层与之相匹配 ，就认为不整合在该部位为有效输导层 。研究表 明，吴堡不整合面在马家嘴 、黄珏西部和东南部及南 部断阶带均分布有效不整合 图 3 。在成熟烃源 岩范围内油气可以直接进人吴堡不整合 ，再作横 向运移或聚集成藏，或沿断层作垂向运移 ，进入上部层 系 成藏 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9年 4月 图例 断 层 囫 蓑 龛 雷 F g l 葬 蓍 葬 整圈弄 鍪 葬 茬 图 3吴堡运动不整合面平面分布 图 4 输导体 系的控 藏作用分析 不 同地区及不同层系，不 同输导体系对油气运移和聚集 的控制具有独特性 ，表现 出明显差异。韦庄 地区位于西部斜坡带 ，东部构造低部位的 E f 。 成熟烃源岩主要沿 E f 。 和 E f 骨架砂体输导体 系作横 向 运移，并在汉留断裂所构成的断鼻构造 中聚集成藏。马家嘴地 区油气以 E f 油源为主 ，油气沿具垂 向 开启性的三、四级断层垂向运移，在 E d和 E 。 S 砂体中聚集成藏 ，在该 区骨架砂体 、断层和吴堡不整合 输导体系间形成了良好的时空配置关系。黄珏地区的 E d和 E S 油藏以 E f 油源 为主，近油源 ，真② 断 层及 区 内四 、五 级 断层 与成 熟烃 源岩 以及吴 堡不 整合 面配 置具 有 良好 的配 置关 系 ，断层 沟通 油源 与上 覆 地层 ，吴堡 不整 合 面起 到汇 聚油气 及横 向运 移 的作用 。 5 结 论 1 根据输导层的类型及其特征 ，将高邮凹陷西部地 区的输导体系划分为骨架砂体输导体系 、断层 输导体系和不整合输导体系 3种类型。各类输导体系对油气运移的影响各不相同，决定 了各地区油气的 运移 路径 、运移 方 向 和聚集 部位 的差 异 。 2 骨 架砂 体输 导体 系 主要 分布 在 E f 上 部 、E 。 d 、E d 、E z S 。横 向上 ，E f 砂体 分 布 广 泛 ，连 通性好 ，是主要输导 网络；E d 砂体东厚 西薄 ，横 向连 通性 较好 ，主要分布 在黄珏 和马 家嘴地 区； E d 。 砂体主要分布于黄珏地 区；E 。 S 砂体主要分布在马家嘴和黄珏地区，厚度大，连通性好 。 3 研究区位于凹陷西部边缘 ，各级 断层均有发育 ，其 中二 、三、四级断层封闭性 具有较 大差异 ， 对油气运移和聚集具有重要控制作用 ，也是重要 的输导体系。多数三 、四级断层在阜宁组侧 向封闭性 差 ，二级断层在阜宁组侧向封闭性 中等到好 ；大部分断层的垂向封闭性均较好 ，仅部分断层在阜宁组垂 向封闭性 较差 。 4 吴堡不整合是区内重要 的输导体系之一 ，通过单井解剖和横 向对 比，确定 了具有有效输导能力 的不整合的分布，马家嘴、黄珏西部和东南部及南部断阶带均分布有效不整合 。 5 各类输导体系在不同地区和层 系具有不 同的成藏意义 。油气在韦庄地区的运移主要靠骨架砂体 输导体系 ，马家嘴和黄珏地 区主要靠断层输导体系垂向沟通油源 ，同时不整合和骨架砂体输导体系也起 到 了汇集 和横 向输 导油 气 的作用 。 下转 第 1 9 2页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 9 2 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 9 年 4 月 何登发 ，贾承造 ，李德生 ，等 ．塔里木多旋回盆地 的形成 与演化 [ J ]．石油与天然气地质 ，2 0 0 5 ，2 6 1 6 4 ～7 7 ． 王元龙 ，成守德 ．新疆地壳演化与成矿 [ J ]．地质科 学 ，2 0 0 1 ，3 6 2 1 2 9 ～1 4 3 ． 何登发 ，李德生 ，吕修祥 ，等 ．中国西北地区含 油气盆地构造类型 [ J ]．石油学报 ，1 9 9 6 ，1 7 4 8 ～1 8 ． 何登发 ，周新源 ，张朝军 ，等 ．塔里木地区奥陶纪原型盆地类型及其演化 [ J ]．科学通报 ，2 0 0 7 ，5 2 增 1 1 2 6 ～1 3 5 ． 魏 国齐 ，贾承造 ，李本亮 ，等 ．塔里木盆地南缘 志留一 泥盆纪周缘前 陆盆地 [ J ]．科学通报 ，2 0 0 2 ，4 7 1 4 4 ～4 8 ． 许效松 ，汪正江 ，万方 ，等 ．塔里木盆地早古生代 构造古地理演化与烃源岩 [ J ]．地学前缘 ，2 0 0 5 ，1 2 3 ；4 9 ～5 7 ． 楼雄英 ，许效松 ．塔里木早古生代晚期构造一 沉积响应 [ J ]．沉积与特提斯地质 ，2 0 0 4 ，2 4 3 7 2 ～7 9 ． 万天丰 ．中国大陆早古生代构造演化 [ J ]．地学前缘 ，2 0 0 6 ，1 3 6 3 0 ～4 2 ． 杨树锋 ，贾承造 ，陈汉林 ，等 ．特提 斯构造 带 的演化 和北缘 盆地群 形成 及塔 里木 天然气 勘探 远景[ J ]．科 学通 报 ，2 0 0 2 ，4 7 增 3 6 ～ 4 3 ． [ 2 O ]刘永江 ，F r a n z Ne u b a u e r ，葛 肖虹 ，等 ．阿尔金断裂年代学和阿尔金山隆升 [ J ]．地质科学 ，2 0 0 7 ，4 2 1 1 3 4 ～1 4 6 ． [ 2 1 ]刘永江 ，葛 肖虹 ，Ge n s e r J ，等 ．阿尔金断裂带构造活动 的 4 0 Ar ／ 3 9 Ar 年龄证据 [ J ]．科学通报 ，2 0 0 3 ，4 8 1 2 1 3 3 5 ～1 3 4 1 ． [ 2 2 ]J o l i v e t M，B r u n e l M，S e wa r d D， e t a 1 ．Me s o z o i c a n d C e n o z o i c t e c t o n i c s o f t h e n o r t h e r n e d g e o f t h e Ti b e t a n p l a t e a u ； f i s s i o n t r a c k c o n s t r a i n t s[ J ]．T e c t o n o p h y s i c s ， 2 0 0 1 ，3 4 3 1 - 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