北黄海东部次盆地油气成藏主控因素.pdf
第 3 6卷第 6期 -5 天 乞北 O I L G A S G E 0 L 0 G Y 2 0 1 5年 1 2月 文章编 号 0 2 5 3 9 9 8 5 2 0 1 5 0 6 0 8 8 8 0 9 d o i 1 0 . 1 1 7 4 3 / o g g 2 0 1 5 0 6 0 3 北 黄海 东部次盆地油气成藏 主控 因素 刘 金萍, 王改 云, 王嘹 亮, 简晓 玲, 杜 民, 万晓明 国土资源部广州海洋地质调查局 国土资源部海底矿产资源重点实验室, 广东 广州 5 1 0 0 7 5 摘要 北黄海东部次盆地尚处于勘探早期, 石油地质条件复杂, 油气成藏主控因素尚未探明。结合 目前勘探成果, 利用多口钻井资 料, 综合运用油气地球化学、 烃源岩有机相划分、 储层成岩作用和流体包裹体测温等手段, 确定了东部次盆地 的油气成藏主控因素。 分布局限的中、 低丰度烃源岩决定 了东部次盆地油气平面分布范围, 并决定 了油气纵向上也是 围绕烃源岩出现, 而在远离主生烃灶 的构造带和远离主力烃源岩的层段则难以运聚成藏; 早期缓慢浅埋一 中期强烈隆升一晚期快速深埋的沉积过程影响 了油气分布, 这一特殊的沉积埋藏过程控制 了东部次盆地烃源岩生、 排烃历史和储层演化史, 造成东部次盆地大量生、 排烃和成藏事件均发生在 新近纪, 而受成岩作用等因素的影响, 此时主要目的层储层已大面积低孔、 低渗, 油气难以长距离运移, 最终导致东部次盆地难以发 生大规模的油气运聚成藏。综合而言, 东部次盆地的油气成藏特征属于近源成藏, 因此近主生烃灶的勘探 目标风险小, 下步勘探要 在临近主生烃灶、 同时储集条件有利的二级构造带上寻找以构造圈闭和构造 一岩性复合圈闭为主的勘探 目标。 关键词 沉积过程; 油气分布; 油气成藏; 东部次盆地; 北黄海 中图分 类号 T E l 2 2 . 3 文献标识码 A M a i n c o n t r o l l i n g f a c t o r s o f h y d r o c a r bo n a c c u m u l a t i o n i n t he Ea s t e r n S u b - b a s i n, No r t h Ye l l o w S e a L i u J i n p i n g , Wa n g Ga i y u n, Wa n g L i a o l i a n g, J i a n X i a o l i n g , Du Mi n, Wa n Xi a o mi n g ML R K e y L a b o r a t o r y o fMa r i n e Mi n e r a l R e s o u r c e s , G u a n g z h o u Ma r i ne G e o l o g i c a l S u r v e y , G u a n g z h o u , G u a n g d o n g 5 1 0 0 7 5 , C h i n a Abs t r ac t Ea s t e r n S u b b a s i n o f t h e No r t h Ye l l o w S e a i s s t i l l i n t h e e a r l y s t a g e o f e x p l o r a t i o n, i t s p e t r o l e u m g e o l o g i c c o n d i t i o n s a r e c o mp l e x, a n d t h e ma i n c o n t r o l l i n g f a c t o r s o f hy d r o c a r b o n a c c umu l a t i o n a r e s t i l l n o t c l e a r . Dr i l l i n g d a t a, p e t r o l e u m g e o c h e mi s t r y, o r g a n i c p h a s e c l a s s i fic a t i o n, di a g e n e s i s a n d f l ui d i n c l us i o n t he r mo me t r y we r e i n t e g r a t e d t o d e t e r mi ne t h e ma i n c o n t r o l l i n g f a c t o r s o f h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n . T h e d i s t ri b u t i o n o f s o u r c e r o c k s wi t h l o w t o mo d e r a t e a b u n d a n c e h a s c o n t r o l l e d t h e a r e a o f o i l a n d g a s , a n d t h e h y d r o c arb o n s o c c u r t y p i c a l l y a d j a c e n t t o t h e s o u r c e r o c k s i n v e rt i c a 1 . B u t i t i s d i f fi c u l t f o r o i l a n d g a s t o a c c u mu l a t e i n t h e s t r u c t u r a l z o n e f a r a w a y f r o m t h e “ h y d r o c a r b o n k i t c h e n ” a n d t h e ma i n s o u r c e r o c k i n t e r v a l s . T he s e di me n t a r y p r o c e s s o f s l o wl y a nd s ha l l o w b u rial i n e a r l y s t a g e i n t e n s e u p l i f t i n mi dd l e s t a g e r a pi d l y a nd d e e p bu r i al i n l a t e s t a g e a ffe c t e d t h e d i s t ribu t i o n o f h y d r o c arb o n s . Th i s s p e c i a l s e d i me n t a ry b u ria l p r o c e s s a l s o c o n tro l l e d t he g e n e r a t i o n e x p u l s i o n h i s t o ry a n d t h e r e s e rvo i r e v o l u t i o n hi s t o r y i n t h e Ea s t e rn S u b ba s i n, a nd r e s u l t e d i n t h a t t he e v e nt s o f g e n e r a t i o n a n d e x p u l s i o n a nd a c c u mu l a t i o n o f h y d r o c arb o n a l l o c c u r r e d d u rin g t he Ne o g e ne . Due t o t h e i n fl u e n c e s o f d i a g e n e s i s a n d o t h e r f a c t o r s , t h e ma j o r t a r g e t s h a d b e e n t u rne d i n t o t h e l o w p o r o s i t y a n d l o w p e r me a b i l i t y r e s e r v o i r s i n t h e Ne o g e n e, ma k i n g i t h a r d for h y d r o c a r bo n s t o mi g r a t e i n l o n g d i s t a n c e . Th e r e f o r e, l a r g e s c a l e h y d r o c a r b o n mi g r a t i o n a n d a c c u mu l a t i o n ha v e n o t o c c u r r e d i n t h e Ea s t e rn S u b. b a s i n. As a wh o l e, t h e r e s e r v o i r s i n Ea s t e r n S u b b a s i n f e a t u r e s i n n e a r - s o u r c e a c c u mu l a t i o n . s o t h e t a r g e t s a d j a c e n t t o t h e ma i n“ h y d r o c arb o n k i t c h e n ”h a v e t h e l o w e r r i s k o f e x p l o r a t i o n. Th e r e f o r e, t h e s t ru c t ur a l t r a ps a n d s t ru c t u r a l l i t h o l o g i c c o mp o s i t e t r a ps o f t h e s e c o nd a ry s t r u c t ur e s , wh i c h a r e a d j a c e n t t o“ h y d r o c a r b o n k i t c h e n ”w i t h g o o d r e s e rvo i r s , c a n b e t h e f a v o r a b l e t a r g e t s i n t h e f u r t h e r e x p l o r a t i o n . Ke y wo r ds s e d i me n t a r y p r o c e s s , o i l a n d g a s d i s t r i b u t i o n, h y d r o c a r b o n a c c u mul a t i o n, Ea s t e rn S u b b a s i n, No r t h Ye l l o w S e a 东部次盆地位于北黄海海域 , 地理上位于 中国大 陆与朝鲜半岛之间, 构造上处于中朝板块东南部 , 属于 华北地台向东部海区 的延伸部分 , 往西为郯庐断裂和 渤海湾盆地 , 北面为胶辽地块 , 南面为胶北 一刘公岛隆 收稿 日期 2 0 1 5 0 6 0 1 ; 修订 日期 2 0 1 51 0一 O 1 。 第一作者简介 刘金萍 1 9 7 4 一 女 , 博士 、 高级工程 师 , 油气地球化学及石油地质。E ma i l 2 4 9 7 2 4 6 q q . 3 0 1 1 1 。 通讯作者简 介 王改云 1 9 8 0 一 女 , 博士 、 高级工程 师 , 石油地质 。E- ma i l 9 4 1 9 8 3 5 1 q q . c o n l 。 基金项 目 国家 自然科学青年基金资助项 目 4 1 3 0 2 1 0 0 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 刘金萍, 等. 北黄海东部次盆地油气成藏主控因素 8 9 5 气聚集的主要场所 。 受盆地沉积埋藏过程 的控制 , 盆地 内主要 目的层 多为低孔 、 低渗储层。在这种类型的储层条件下 , 裂缝 对弥补储层物性差 , 促进油气运移及 聚集有着重要意 义l 2 - 3 o 3 。一方面裂缝的发育能够有效促进溶蚀作用 , 间接影响储层 的物性 ; 另一方面能够增强储层 的渗透 性 , 直接改善储层的物性 。目前钻井 的出油层位及 油 气显示部位均不 同程度地发育裂缝 , 说 明裂缝充 当了 中生界储层重要的储集空间 图 7 。 裂缝 系统 多与宏 观的断裂 系统密 切相关 。 燕山期东部次盆地主要受边界断裂 的控制 , 主要 区域 构造活动方 向为 N W ~S E向的拉张 , 形成的断裂多为 构造拉张方向正交的 N ES W 向体系。进入喜马拉 雅期 , 构造运动的主要方 向转变为 S N向, 形成大量 的 近 E W 向的断裂和构造。东部次盆地晚期深埋的沉积 埋藏过程决定了烃源岩主要生排烃时期为晚渐新世一 现今 , 在成熟有效烃源岩范围内, 与生排烃时间配置较 好的喜马拉雅期活动断裂为最佳油气储集部位。此 外, 喜马拉雅期继承性发展的燕山期断裂系统也是油 气储集的重要部位。通过对东部次盆地内出油或油气 显示构造部位活动性断裂 的分析 发现 , 上述断裂均有 早期较为稳定 、 晚期快速活动的特征 。因此 , 要想在东 部次盆地寻找规模性 的油气藏 , 一定要关注近主生烃 灶的构造带上是否具备有效 的输导体系与储集空间。 4 结论 1 北黄海东部次盆地是一个小 型断陷盆地 , 其 内 分布局限的中 、 低丰度烃源岩决 定了东部次盆地油气 分布范围, 并从根本上决定了东部次盆地近源成藏的 油气成藏特征。 2 东部次盆地所经历 的早期缓慢浅埋一 中期强 烈隆升一 晚期快速深埋的特殊沉积埋藏过程控制了东 部次盆地烃源岩生排烃历史和储层演化史 , 造 成东部 次盆地大量生排烃 和成藏事件均发生在新近纪 , 而受 成岩作用等因素的影 响, 此时主要 目的层储层已大面 积低孔低渗 , 油气难 以长距离运移 , 最终导致东部次盆 地难 以发生大规模 的油气运聚成藏。 3 北黄海东部次盆地的油气属于近源成藏 , 因此 近主生烃灶的勘探 目标风险小 , 要在临近主生烃灶、 同 时储集条件有利 的二级构造带上 寻找构造圈 闭和构 造 一岩性复合 圈闭为主的勘探 目标。 致谢 感谢 中国石油大学 北京 和 中国地质大学 武汉 为本研究完成的大量分析测试工作。感谢文章 写作过程中孙 明亮、 朱传庆副教授、 王飞宇教授等提供 的帮助 与指导。感谢 审稿人对文 章提 出的宝贵意见。 参考文献 [ 1 ] Ma s s o u d M S , K i l l o p S D, S c o t t A C, e t a 1 . O i l s o u r c e r o c k p o t e n t i a l o f t h e l a c u s t ri n e J u r a s s i c S i m U u j u F o r ma t i o n , We s t K o r e a B a y B a s i n Pa r t I o i l s o u r c e r o c k c o r r e l a t i o n a n d e n v i r o n me n t o f d e p o s i - t i o n [ J ] . J o u r n a l P e t r o l e u m G e o l o g y , 1 9 9 1 , 1 4 3 6 53 8 5 . [ 2] Ma s s o u d M S, S c o t t A C, K i l l o p S D, e t a 1 . Oil s o u r c e r o c k p o t e n t i a l o f t h e l a c u s t ri n e J u r a s s i c S i m U u j u F o r ma t i o n , We s t K o r e a B a y B a - s i n ; P a r tⅡ n a t u r e o f t h e m a t t e r a n d h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n h i s t o r y [ J ] . J o u r n a l P e t r o l e u m G e o l o g y , 1 9 9 3 , 1 6 2 6 5 2 8 3 . [ 3] 李文 勇, 李东旭 , 夏斌 , 等. 北黄海盆地构造演化特征分析 [ J ] . 现 代地质 , 2 0 0 6, 2 0 2 2 6 8 2 7 6 . L i We n y o n g, L i Do n g x u, Xi a Bi n, e t a1. C h a r a c t e ris t i c s o f s t r u c t u r al e - v o l u t i o n o f t h e n o r t h Y e l l o w S e a B a s i n『 J ] . G e o s c i e n c e J o u rna l o f G r a d u a t e S c h o o l , 2 0 0 6 , 2 0 2 2 6 8 2 7 6 . [ 4] 李文勇, 曾祥辉 , 黄家坚. 北黄海 中 一新生代盆地 残 留盆地还是 叠合盆地[ J ] . 地质学报 , 2 0 0 9 , 8 3 9 1 2 6 91 2 7 4 . L i We n y o n g , Z e n g X i a n g h u i , H u a n g J i a j i a n .M e s o C e n o z o i c n o r t h Y e l l o w S e a R e s i d u a l b a s i n o r s u p e ri m p o s e d b a s i n [ J ] . A c t a G e o l o g i c a S i n i c a , 2 0 0 9, 8 3 9 1 2 6 91 2 7 5 . [ 5 ] 漆家福, 于福生 , 陆克政, 等. 渤海湾地区的中生代盆地构造概论 [ J ] . 地学前缘, 2 0 0 3 , 1 0 特刊 1 9 9 2 0 6 . q i J i a f u, Y u F u s h e n g , L u K e z h e n g , e t a 1 . C o n s p e c t u s o n Me s o z o i c b a - s i n s i n B o h a i B a y P r o v i n c e [ J ] . E a r t h S c i e n c e F r o n t i e r s , 2 0 0 3, 1 0 1 9 9 2 0 6 . [ 6 ] 胡朝元. “ 源控论 ” 适用范 围量 化分析 [ J ] . 天然气工业 , 2 0 0 5 , 2 5 1 0 13. Hu Ch a o y u a n .Re s e a r c h o n t h e a p p l i a n c e e x t e n t o f “s o u r c e c o n t r o l t h e o ry ”b y s e mi q u a n t i t a t i v e s t a t i s t i c s c h ara c t e r i s t i c s o f o i l a n d g a s m i g r a t i o n d i s t a n c e [ J ] . N a t u r al G a s I n d u s t ry, 2 0 0 5 , 2 5 1 0 1 3 . [ 7 ] 刘小平 , 周心怀 , 吕修祥 , 等. 渤海海域油气 分布特征及主控 因素 [ J ] . 石油与天然气地质 , 2 0 0 9 , 3 0 4 4 9 7 5 0 2 . L i u Xi a o p i n g, Z h o u Xi n h u a i , L u Xi u x i a n g, e t a 1 . Hy d r o c a r b o n d i s t il b u t i o n f e a t u r e s a n d ma i n c o n t r o l l i n g f a c t o r s i n t h e Bo h a i S e a wa t e r s [ J ] . O i l &Ga s G e o l o gy, 2 0 0 9, 3 0 4 4 9 75 0 2 . [ 8 ] 夏庆龙 , 庞雄奇 , 姜福杰 , 等. 渤海海域渤 中凹陷源控油气作用及 有利勘探 区域预测 [ J ] . 石 油与天然气 地质 , 2 0 0 9, 3 0 4 3 9 9 4l 1 . X i a Q i n g l o n g , P a n g X i o n g q i , J i a n g F u j i e , e t a 1 . C o n t r o l o f s o u r c e r o c k o n h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n a n d p r e d i c t i o n o f f a v o r a b l e p l a y s i n t h e B o z h o n g D e p r e s s i o n 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 3 9 9 4 1 1 . [ 9 ] 胡见义 , 牛嘉玉. 渤海 湾盆地油气聚集理论和勘探 实践 的再深化 [ J ] . 石油学报 , 2 0 0 1 , 2 2 1 1 5 . Hu J i a n y i , Ni u J i a y u . T h e f u rth e r d e e p e n i n g o f o i l g a s a c c u mu l a t i o n t h e o r y a n d e x p l o r a t o r y p r a c t i c e o f B o h a i B a y 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 1 , 2 2 1 1 5 . [ 1 O ] 赵贤正 , 金凤鸣 , 王权 , 等. 陆相断陷盆地洼槽 聚油理论及其应用 [ J ] . 石油学报 , 2 0 1 1 , 3 2 1 1 8 2 4 . Z h a o X i a n z h e n g , J i n F e n g m i n g , Wa n g Q u a n , e t a1. T h e o r y o f 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 r o u g h s wi t h i n c o n t i n e n t a l f a u l t e d b a s i n s a n d i t s a p p l i c a t i o n [ J ] . A c t a P e t r o l e i S i n i c a , 2 0 1 1 , 3 2 1 1 8~ 2 4 . [ 1 1 ] 蔡乾忠. 横贯黄海的中朝造山带与北 、 南黄海成盆成烃关 系[ J ] . 石油与天然气地质 , 2 0 0 5 , 2 6 2 1 8 51 9 6 . C a i Q i a n z h o n g . R e l a t i o n s h i p b e t w e e n S i n o . K o r e a n o r o g e n i c b e l t t r a y . e r s i n g Ye l l o w S e a a n d b a s i n e v o l u t i o n a n d h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n i n N o r t h a n d S o u t h Y e l l o w S e a b a s i n s [ J ] . O i l & G a s G e o l o gy. 2 0 0 5 . 2 6 2 1 8 51 9 6 . 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 9 6 石 油 与 天 然 气 地 质 第 3 6卷 [ 1 2 ] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] [ 1 9] [ 2 0 ] [ 2 1 ] [ 2 2 ] [ 2 3] 李廷栋 , 莫杰 , 许 红. 黄海地质 构造与 油气 资源 [ J ] . 中 国海上 油 气 地质 , 2 0 0 3, 1 7 2 7 98 4 . Li T i n g d o n g , Me J i e , Xu Hang . Ge o l o g i c al s t r u c t u r e s a n d p e t r o l e u m r e s o u r c e s i n Y e l l o w S e a [ J ] . C h i n a O f f s h o r e O i l a n d G a s G e o l o g y , 2 0 0 3, l 7 2 7 98 4 . D a v i e s J H, D a v i e s D R . E a r t h ’ s s u r f a c e h e a t fl u x [ J ] . S o l i d E a r t h , 2 01 0, 1 52 4. 王斌 , 赵 永 强, 罗宇 , 等. 塔 里木 盆 地草 湖 凹 陷热 演化 与生 烃 史基于I E S 软件盆地模拟技术[ J 1 . 石油实验地质, 2 0 1 0 , 3 2 6 6 0 5 6 0 9 . W a n g Bi n, Z h a o Yo n g q i a ng , L u o Yu, e t a 1 . T h e r ma l e v o l u t i o n a n d h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n i n t h e C a o h u S a g o f t h e T a r i m B a s i n [ J ] . P e t ro l e u m Ge o l o g y& E x p e ri m e n t , 2 0 1 0 , 3 2 6 6 0 5 6 0 9 . 张功成 , 陈国俊 , 张 厚和 , 等. “ 源热共控 ”中国近海盆 地油气 田 “ 内油外气” 有序分布[ J ] . 沉积学报, 2 0 1 2 , 3 0 1 1 1 9 . Z h a n g G o n g c h e n g , C h e n Gu o j u n , Z h ang Ho u h e , e t a 1 . R e g u l a r d i s t il b u t i o n o f i n s i d e o i l fi e l d s a nd o u t s i d e - g a s f i e l d s C o n t r o l l e d b y s o u r c e [ 2 4 ] [ 2 5 ] [ 2 6 ] r o c k s a n d h e a t i n C h i n a o f f s h o r e B a s i n s [ J ] . A c t a s e d i m e n t o l o g i c a [ 2 7 ] S i n i c a , 2 0 1 2 , 3 O 1 1 1 9 . Pe p p e r , An d r e w S, Co r v i t , e t a 1 . S i mp l e k i n e t ic mo d e l s o f p e t r o l e u m f o r m a t i o n . P a rt I o i l a n d g a s g e n e r a t i o n f r o m k e r o g e n [ J ] . M a ri n e a n d P e t r o l e u m G e o l o g y , 1 9 9 5 , 1 2 3 2 9 1 3 1 9 . 朱光有 , 金强 , 张水昌 , 等. 陆相断陷盆地复式成烃 及成藏系统研 究 以济 阳坳陷沾化 凹陷为 例 [ J ] . 石 油学报 , 2 0 0 4 , 2 5 2 1 2一l 8. Z h u G u a n g y o u , J i n Q i a n g , Z h a n g S h u i c h a n g , e t a 1 . S t u d y o n c o mp l e x h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n a n d r e s e r v o i r f o r m a t io n i n t h e rif t l a c u s t ri n e b a s i n l J ] . Ac t a P e t r o l e i S i n i c a , 2 0 0 4, 2 5 2 1 21 8 . 黄曼宁 , 董月霞 , 庞雄奇 , 等. 南堡凹陷构造型油气藏分 布主控因 素及预测方法[ J ] . 石油与天然气地质, 2 0 1 2 , 3 3 5 6 9 5 7 0 4 . Hu a n g Ma n n i n g , Do n g Yu e x i a, P a n g Xi o n g q i , e t a 1 . C o n t r o l l i n g f a c t o r s o f s t r u c t u r a l r e s e r v o i r d i s t rib u t i o n a n d i t s p r e d i c t i o n me t h o d i n Na n u u D e p r e s s i o n , B o h a i B a y B a s i n [ J ] . 0 i l &G a s G e o l o g y , 2 0 1 2 , 3 3 5 6 9 57 0 4. Uma r M , F r i i s H , Kh a n A S , e t a1. T h e e f f e c t s o f d i a g e n e s i s o n t h e r e s e r v o i r c h a r a c t e r s i n s a n d s t o n e o f t h e L a t e Cr e t a c e o u s Pa b F o r ma t i o n , K i rt h a r F o l d B e l t , s o u th e r n P a k i s t a n 『 . J o u r n a l o f A s i a n E a r t h S c i e n c e s , 2 01 1, 4 0 62 2 6 3 5 . 王强 , 王应斌 , 张友. 北黄海东部坳 陷中生界储层 特征 [ J ] . 沉积 与特提斯地质 , 2 0 1 0 , 3 0 4 9 71 0 3 . Wa n g Q i a n g , Wa n g Y i n g b i n , Z h a n g Y o u . C h a r a c t e r i s t i c s o f t h e Me s o z o i c r e s e rvo i r s i n t h e e a s t e r n d e p r e s s i o n o f t h e No rth e m Ye l l o w S e a B a s i n [ J ] . S e d i me n t a r y G e o l o gy a n d T e t h y a n G e o l o gy , 2 0 1 0 , 3 0 4 9 7 1 O 3 . 朱筱敏, 王英国, 钟大康. 济阳坳陷古近系储层孔隙类型与次生 孔隙成因[ J ] . 地质学报 , 2 0 0 7 , 8 1 2 1 9 7 2 0 4 . Z h u Xi a o mi n, W a n g Yi n g g u o, Z h o n g Da k a n g . P o r e t y p e a n d s e c o n d a r y p o r e e v o l u t i o n o f p al e o g e n e r e s e r v o i r i n t h e J i y a n g S a g [ J ] . A c t a G e o l o g i e a