东濮凹陷异常高压油气藏形成机理.pdf

第3 5 卷第 2 期 2 0 1 4 年4 月 新疆石油地质 X I N J I A N G P E T R O L E U M G E O L O G Y V0 1 ． 3 5． N o ． 2 Ap r ． 2 01 4 东濮凹陷异常高压油气藏形成机理 ． 薛国 冈 0 ， 高 渐珍 1 ． 中国石化 中原油田分公司 采油四厂， 河南 濮阳 4 5 7 1 7 6 ； 2 ． 中国石化 中原油田分公司 勘探开发科学研究院， 郑州 4 5 0 0 0 8 摘要 研究了东濮凹陷异常高压油气藏的特征后指出， 东濮凹陷内的异常高压可分为烃源岩层异常高压和储集层异 常高压。导致烃源岩层异常高压的主要原因是晚期生烃作用； 造成储集层异常高压的主要原因是的盐岩或致密泥岩的 有效封堵作用、 油气充满度及油气成熟度。二次生烃是造成深层异常高压油气藏晚期成藏的原因， 具有成藏形成时间 晚， 运移距离短， 气油比高， 油气藏压力系数较大， 分布在隆起带翼部或构造斜坡带， 埋深一般小于4 3 0 0m的特点。 关键词 东濮凹陷； 烃源岩层； 储集层； 异常高压； 封堵作用； 油气充注 文章编号 1 0 0 1 3 8 7 3 2 0 1 4 0 2 0 1 4 9 0 4 中图分类号 T E l 1 2 ． 2 3 文献标识码 A The Fo r ma t i o n M e c ha n i s m o f Abno r ma l Hi g h Pr e s s ur e Re s e r v o i r s i n Do ng pu S a g ， Bo ha i Ba y Ba s i n XUE Gu o g a n g ， GAO J i a n z h e n 1 ． N o ． 4 O i l P r o d u c t i o n P l a n t ， Z h o n g y u a n O i l fi e l d C o mp a n y ， S i n o p e c ， P u y a n g ， H e n a n 4 5 7 1 7 6 ， C h i n a ； 2 ． R e s e a r c h I n s t i t u t e o f E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t ， Z h o n g y u a n O i l f i e l d C o m p a n y ， S i n o p e c ， Z h e n g z h o u ， He n a n 4 5 0 0 0 8 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e s t u d y o f t h e d i s t r i b u t i o n c h a r a c t e ris t i c s o f a b n o r ma l h J} g h p r e s s u r e r e s e r v o i r s i n Do n g p u s a g i n B o h a i Ba y b a s i n s h o ws t h a t t h e me a s u r e d a b n o r ma l h i g h p r e s s u r e i n t h i s s a g c a n b e d i v i d e d i n t o s o u r c e r o c k a b n o r ma l h i g h p r e s s u r e a n d r e s e r v o i r a b n o r ma l h i g h p r e s s u r e ． T h e ma i n r e a s o n o f t h e f o r me r i s t h e l a t e h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n ， a n d t h a t o f t h e l a t t e r i n c l u d e s e f f e c t i v e p l u g g i n g e f f e c t c a u s e d b y s a l t o r s h a l e ， i t s o i l a n d g a s s a t u r a t i o n a n d ma t u r i t y ． T h e s e c o n d a r y h y d r o c arb o n g e n e r a t i o n s e r v e d a s t h e ma t e ri a l b a s i s f o r i t s l a t e h y d r o c a r - b o n a c c u mu l a t i o n i n c o n d i t i o n o f d e e p a b n o rm a l h i g h p r e s s u r e ． S u c h a r e s e rvo i r i s c h a r a c t e r i z e d b y l a t e f o rm a t i o n t i me ． 8 h o r t o i l g a s mi g r a - t i o n d i s t a n c e ， h i g h g a s - o i l r a t i o a n d b i g r e s e r v o i r p r e s s u r e f a c t o r ， e t c ． ， a n d g e n e r a l l y d i s t ri b u t e d i n s l o p e z o n e a n d s i d e s o f a n u p l i f t b e l t ， wi t h b u r i e d d e p t h o f l e s s t h a n 4 3 0 0 m． Ke y W o r d s Do n g p u s a g ； s o u r c e r o c k ； r e s e r v o i r ； abn o rm a l h i g h p r e s s u r e ； p l u g g i n g e f f e c t ； o i l g a s fi l l i n g 经过 3 0多年 的勘探 ， 在东濮 凹陷内共发现 了2 0 多个压力系数超过1 ．2 的油气藏， 东濮凹陷油气藏按 压力 系数分为 3 类 ， 压力系数 0 ． 8 ～ 1 ． 2为正常压力油 气藏 ， 1 ．2 ～ 1 ．5 为弱异常高压油气藏， 大于 1 ．5 为强异 常高压油气藏 。本文重点讨论东濮 凹陷异常高压形 成的原因， 旨在为东濮凹陷深层异常高压油气藏勘 探指出方 向。 1 东濮凹陷异常高压分布特征 东濮 凹陷 目前实测 到的地层压力基本 为油层压 力， 即储集层压力。部分重复地层测井资料测到原始 泥岩层压力和砂泥岩互层段压力。压力系数分布特 征如下 纵 向上 ， 常压油气藏分布在构造高部位 ， 强异 常高压油气藏分布在中央隆起带盐岩之下， 弱异常高 压油气藏分布在隆起带翼部 图1 。平面上异常高 压油气藏主要发育在文 留地 区。沙河街组沙二下一 沙三上亚段 ， 在文 留地区发育着弱异常高压油气藏 ， 沙三中一下亚段异常高压油气藏较多， 主要出现在文 留地区， 其次柳屯洼陷周边出现频率较高， 濮城、 桥口 和白庙地区零星分布 图2 。 2 异常高压形成机理分析 2 ． 1 烃源岩层异常高压形成原 因 多个含油气盆地的研究表明， 生烃作用是产生 异 常高压 的 主要 原 因[ 1 - 5 1 。随着 烃源 岩埋藏深 度增 大 ， 地层温度升高 ， 有机质逐步转化为油或气 ， 有机 质总体积不断增加 ， 在封闭体系中必然会导致异常 高压的形成 。 东濮 凹陷有两次生烃过程rs - ， 一次发生在古近纪 东营组沉积期 ， 东营运动使东濮 凹陷一次生烃作用停 止。同时， 由于上覆地层遭受剥蚀 ， 加上断层活动， 油 气大部分向构造高部位运移 ， 烃源岩层压力被释放 收稿 日期 2 0 1 3 0 9 2 3 修订 日期 2 0 1 4 0 1 2 1 基金项目 国家科技重大专项 2 0 1 1 Z X 0 5 0 0 6 0 0 4 作者简介 薛IM O 1 9 6 5 一 ， 男， 河南封丘人， 高级工程师， 石油地质， T e 1 O 3 9 3 4 8 5 4 4 5 5 E ma i l x g g a b c d 1 6 3 ． c o n 新疆石油地质 和文7 5 气藏。文 2 0 3 5 8 气藏位于文东滚动背斜带的 近洼低 台阶， 西部以断层与文东沙三中亚段含油区块 连接， 东部与斜坡带二次生烃区接触， 气藏最大埋深 4 1 5 4 m ． 自文东高部位断块至低部位， 呈油藏一高气 油比油藏一气藏过渡的特征。含气高度由2 8 0 m逐 渐增至4 5 0 i n ， 压力系数 1 ． 8 ， 为高压气藏； 杜寨气藏位 于近洼带， 埋藏深度普遍大于4 5 0 0 In ． 完钻探井5口， 试油 4口井 ， 濮深 1 2 井获得工业气流 ， 濮深 5 井 、 濮深 1 5 井和濮深2 l 井获得低产气流。濮深5 井地层测试 4 6 0 6 ． 3 I n 压力系数为 1 ． 2 6 ． 杜寨气藏储集层致密， 压 力恢 复较慢 ， 产 能较差 ， 属 晚期 深层弱异 常高压气 藏。文7 5 气藏气水界面垂深4 6 1 0 1T I ， 压力系数 1 ． i ， 属晚期深层常压气藏 。 4 结论 1 生烃作用是形成东濮凹陷异常高压油气藏的 根本原因。东营运动使东濮 凹陷一次生烃作用停止 ， 油气大规模向浅层构造高部位运移， 在沙一段盐岩盖 层之下的沙二下一沙三上亚段储集层 中富集 ， 因油气 成熟较低 ， 储集空间半开放为主， 多形成常压油气藏 ， 部分油气进人局限储集空间形成弱异常高压油气 藏。新近系明化镇组沉积中期， 沙三段烃源岩开始二 次生烃， 产生高成熟一 过成熟油气 ， 特别是沙三中、 下 亚段烃源岩以生气为主 ， 加上构造运动较弱 ， 油气运 移距离短， 导致现今烃源岩层异常高压； 在高压作用 下 ， 高成熟油气首先进入与二次生烃主力区连通 的沙 三中一沙三下亚段储集层 ， 形成主要受岩性控制的深 层异常高压油气藏； 部分再运移至与其连通的第一成 藏期油气藏 如文1 3 油气藏 ， 形成受构造和岩性双 重控制的强异常高压油气藏 。 。 2 储集层及其埋藏深度控制东濮 凹陷深层异常 高压油气藏的分布。埋藏深度小于4 3 0 0 In的储集层 物性较好 ， 与优质盖层配置可形成高压油气藏 ； 埋藏 深度为4 3 0 0 ～ 4 5 0 0 In的储集层孔隙度小于5 ％， 物性 差 ， 依靠毛细管力封堵气体， 形成常压或弱异常高压 气藏； 埋藏深度大于4 5 0 0 In的储集层十分致密， 以常 压气藏为主。文9 盐岩层底至4 3 0 0 In段为异常高压 油气藏勘探的重点目的层段。 参考文献 [ 1 ] 韩双彪， 曾溅辉 ， 宋修艳， 等． 东营凹陷草 1 1 3 一郑气2 地区流体 压力演化及成藏效应【 J ] ． 现代地质， 2 0 1 2 ， 2 6 1 1 6 0 1 6 7 ． Ha n S h u a n g b i a o， Z e n g J i a n h ui ， S o n g Xi u y a n， e t a 1 ．Fl u i d p r e s s u r e e v o l u t i o n a n d a c c u mu l a t i o n e f f e c t o f t h e C a o 1 1 3 --Z h e n g 2 a r e a i n D o n g y i n g s a g [ J ] ． G e o s c i e n e e ， 2 0 1 2 ， 2 6 1 1 6 0 - 1 6 7 ． [ 2 ] 魏海泉， 夏斌， 侯树杰， 等． 济阳坳陷车西地区地层超压的展布 特征及成 因机制分析 [ J ] ． 大地构造与成矿学 ， 2 0 1 2 ， 3 6 1 3 9 4 3． We i Ha i q u a n ， Xi a B i n ， Ho u S h u j i e ， e t a 1 ． Di s t ri b u t i o n f e a t u r e s o f o v e r p r e s s u r e i n d e e p s t r a t i g r a p h i c u n i t s a n d i t s g e n e t i c me c h a n i s m i n t h e C h e x i a r e a ， J iy a n g d e p r e s s i o n [ J ] ． G e o t e c t o n i c a e t M e t al l o g e 。 n i a ， 2 0 1 2 ， 3 6 1 3 9 4 3 ． [ 3 ] 张凤奇， 王震亮， 赵雪娇， 等． 库车坳陷迪那 2 气 田异常高压成因 机制 及其与油气成 藏的关 系[ J ] ． 石油学报 ， 2 0 1 2 ， 3 3 5 7 3 9 7 4 7 ． Z h a n g F e n g q i ， Wa n g Z h e n l i a n g ， Z h a o X u e j i a o ， e t a 1 ． Ge n e t i c me c h a n i s m o f o v e r p r e s s u r e i n Di n a 一 2 a c c u mu l a t i o n g a s fie l d a n d i t s r e l a t i o n s h i p w i t h h y d r o c a r b o n ， K u q a d e p r e s s i o n l J ] ． A c t a P e t r o l e i S i n i c a ， 2 0 1 2 ， 3 3 5 7 3 9 7 4 7 ． [ 4 ] 石万忠， 陈红汉 ， 何生． 库车坳陷构造挤压增压的定量评价及 超压成因分析[ J ] ． 石油学报， 2 0 0 7 ， 2 8 6 5 9 6 4 ． S h i Wa n z h o n g ， C h e n Ho n g h a n ， He S h e n g ．Q u a n t i t a t i v e e v a l u a t i o n o n e o n t r i t u t i o n o f s t r uc t u r al c o mp r e s s i o n t o o v e r p r e s s u r e a n d a n a l y 。 s i s o n o r i g i n o f o v e r p r e s s u r e i n K u q a d e p r e s s i o n [ J ] ． A c t a P e t r o l e i S i n i c a ， 2 0 0 7 ， 2 8 6 5 9 6 4 ． [ 5 ] 陈中红 ， 查明． 断陷湖盆超压分布特征及其与油气成藏的关系 [ J ] ． 石油学报， 2 0 0 8 ， 2 9 4 5 0 9 5 1 5 ． C h e n Z h o n g h o n g ， Zh a Mi n g ． Di s t r i b u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f o v e r p r e s s u r e a n d i t s c o n t r o l l i n g t o h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n i n t e r r i g e n o u s f a u l t e d b a s i n [ J 』 ． A c t a P e t r o l e i S i n i c a ， 2 0 0 8 ， 2 9 4 5 0 9 - 5 l 5 ． [ 6 ] 关德范， 徐旭辉， 李志明， 等． 烃源岩有限空间生排烃基础研究新 进展[ J ] ． 石油实验地质， 2 0 1 1 ， 3 3 5 4 4 1 4 4 6 ． Gu a n De f a n，Xu Xu h ui ，Li Zh i mi n g ， e t a 1 ．Ne w p r o g r e s s i n b a s i c s t u d i e s o f h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n a n d e x p u l s i o n o f s o u rce r o c k i n f i n i t e s p a c e [ J ] ． P e t r o l e u m G e o l o g y＆ E x p e r i m e n t ， 2 0 1 1 ， 3 3 5 4 41 44 6． [ 7 ] 郭小文， 何生， 郑伦举 ， 等． 生油增压定量模型及影响因素[ J ] ． 石油学报． 2 0 1 1 ， 3 2 4 6 3 7 6 4 4 ． G u o Xi a o w e n ， He S h e n g ， Z h e n g L u n j u ， e t a 1 ． A q u a n t i t a t i v e mo d e l f o r t h e o v e r p r e s s u r e c a u s e d b y o il g e ne r a t i o n a n d i t s i n fl u e n t i a l f a c t o m[ J ] ． A e a P e t r o l e i S i n i c a ， 2 0 1 1 ， 3 2 4 6 3 7 - 6 4 4 ． [ 8 ] 段红梅， 高平， 王兴武， 等． 东濮凹陷下第三系烃源岩二次生烃 作用[ J ] ． 石油天然气学报， 2 0 0 8 ， 3 0 1 2 0 6 2 0 9 ． Du a n Ho n g me i ，Ga o P i n g ， W a n g Xi n g wu， e t a 1 ．T h e s e c o n da r y h y d r o c arb o n g e n e r a t i o n e f f e c t o f t h e P a l e o g e n e s o u r c e r o c k s i n Do n g pu s a g ， B o h a i B a y b a s i n l J ] ． J o u r n a l o f O i l a n d G a s ， 2 0 0 8 ， 3 0 1 2 0 6 2 0 9． [ 9 ] 高渐珍， 薛国刚， 徐田武， 等． 东濮凹陷沙河街期盐湖盆地充填演 化模式 [ J ] ． 断块油气 田， 2 0 1 2 ， 1 9 5 5 5 0 - 5 5 3 ． Ga o J i a n z h e n， Xu e Gu o g a n g， Xu Ti a n w u， e t a 1 ．Fi l l i ng a n d e v o l u - t i o n p a t t e r n o f s alt l a k e b a s i n a t S h a h e j i e f o r m a t i o n d e p o s i t i o n a l s t a g e i n D o n g p u s a g [ J ] ． F a u l t - B l o c k 0 i l ＆G a s F i e l d ． 2 0 1 2 ． 1 9 5 5 5 0 55 3 ． [ 1 0 ] 彭文绪， 孙和风， 张如才， 等． 渤海海域黄河 口凹陷近源晚期优 势成藏模式[ J ] ． 石油天然气地质， 2 0 0 9 ， 3 0 4 5 1 0 5 1 9 P e ng We n x u ，S u n He n g ，Z h a n g Ru c a i ，e t a 1 ．L a t e s t a g e n e a r s o u r c e p r e p o n d e r a n t h y d r o c a r b o n p o o l i n g p a t t e r n i n t h e Hu a n 【g h e k - o n s a g o f t h e B o h a i s e a w a t e r s [ J ] ． O i l ＆G a s G e o l o gy， 2 0 0 9 ， 3 0 4 5 1 0 5 1 9