渤海湾盆地黄河口凹陷油气成藏模式.pdf

石油天然气 学报 江汉石油学院学报2 0 1 4 年 3 月 第 3 6 卷 第3 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 Ma r ． 2 0 1 4 V o 1 ． 3 6 N o ． 3 渤海湾盆地黄河 口凹陷油气成藏模式 张新涛 ，周心怀 ，牛成 民 f 中海石油 中国有限公司天津分公司 ＼ 甄 彦琴 ，陈容涛 ＼ 渤海油田勘探开发研究院， 天津3 0 0 4 5 2 ／ [ 摘要] 油气成 藏模 式的差异 性决 定 了油气运移 方式、油 气分 布规律 。通过 对黄 河 口凹陷沙河街组一 明化 镇组油气成藏组合 的特点 、分布层 系及其主控 因素 的分析 ，结 合不 同构造 带油 气富集特 征，建立 了黄河 口凹陷 4种油气成藏模 式陡坡 带 “ 中转站 式”成 藏模 式；中央 隆起 带 “ 网毯 式” 成 藏模 式；缓坡 带 “ 复合 式”成藏模 式；凸起 带 “ 阶梯 式” 成藏模 式。不 同构造 带油 气成藏模 式差异 性决定 了油 气 富集层 位 ，为下一 步油气勘探指 明了方 向。 [ 关键词]黄河口凹陷；成藏模式；中转站；网毯式；复合式；阶梯式 [ 中图分类号]TE l 2 2 ． 3 [ 文献标志码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 4 0 3 0 0 3 0 0 7 油气成藏模式是 由一组类似的控制油气藏形成的基础条件 、动力介质、形成机制、演化历程等要素 组 成 的单一 模 型或者 多要 素复 合模 型 ，用于揭 示油 气成 藏规律 并指 导有 利 区带预测 ，近 年来逐 渐 成为 国 内外石油地质学研究领域的热点之一l l ] 。不 同类型成藏模式的建立方法和适用范围则不 尽相 同。因 此 ，建立规 范 而合理 的成藏要 素体 系对 成藏模 式 的构建 具有 重要 意义 。黄河 口凹陷是 渤海油 田重 要 的油 气 勘探 开发 和生 产基 地 。历经 近 3 0年油 气勘 探 ，许多 学者 对 黄河 口凹陷 油气 成 藏 机理 和 控 制作 用 进 行 了综合研究 ，先后提出了许多创新性认识 ，诸如 “ 近源晚期优势成藏” [ 3 叫 、“ 走滑转换带对油气控 制 作用” 口 引、“ 古近系近源压控模式” 、“ 新近系断控浅水三角洲富集模式” l_ 8 引。这些重要认识对油气成藏 期次 、成藏条件等方面的研究具有重要的指导意义 [ 1 4 1 8 ] 。但不同构造带油气分布与富集程度差异性较 大，以油气成藏模式差异性为核心的研究还未深入展开 、制约了下一步油气勘探进程。笔者通过对黄河 口凹陷不同构造带多个油 田深入研究 ，从成藏组合分布人手 ，剖析不同构造带已发现油 田含油层系的油 气运聚及成藏主控因素等条件 ，建立 以形成条件为核心 、形成机制为指导的多要素复合类型油气成藏模 式 ，预测有 利油 气勘 探 区域 ，为黄河 口凹陷下 一步 油气勘 探指 明方 向。 1 地质概 况 黄河 口凹陷位于渤海湾盆地济阳坳陷的东北部 ，北侧为渤南低凸起 ，南侧为垦东一 青坨子凸起和莱 北低凸起 ，东侧为庙西凹陷 ，西邻沾化凹陷，是近东西 向控 凹断裂和 t L J I 东 向走滑断裂控制下形成的新 生界北断南超箕状凹陷 ，总面积约 3 3 0 9 k m。 。由于走滑断裂的存在将凹陷分成了西北次洼 、西南次洼 、 中央隆起带和东次洼，同时控 凹断层 、次级断层 的存在 ，又将次洼分成 了更多的二级构造单元 见图 1 。黄河 口凹陷新生代构造演化总体经历了古新世一 渐新世早期 孔店组 E k 一 沙河街组 E s 沉积 期和渐 新世 中、晚期 至上 新世 早期 东 营组 E d 一 明化镇 组下 段 Nm。 ， 沉 积期 2个裂 陷一 拗 陷旋 回及 上新 世晚 期 明化镇组 上段 Nm 一 平 原组 Qh p 沉 积期 以来 的新 构 造 运动 再 活 动期 。多 期 构造 一 沉积 旋 回使黄 河 口凹陷形 成 了多套 烃源 岩 、多个储 盖组 合及 多个 含油 气层 位 。 [ 收稿 日期]2 0 1 30 7 3 0 [ 基金项目]中海石油 中国有限公司重大基 础研究项 目 S C0 6 T J TQI 一 0 0 4 。 [ 作者简介]张新涛 1 9 7 8一 ，男 ，2 0 0 2 年大 学毕业 ，博士 ，工程师 ，现主要从 事油气 勘探研究工作。 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 3 2 石 油天 然 气地 质 2 O l 4 年 3 月 地 层 界面 岩 性 层 序单 元 沉 统 组 段 年龄 剖 面 积 湖平面变化 盆地 构造 M8 旋回 三级 二级 相 高 低 演化 阶段 ∞ ∞ o ∞ 曲 流 日 河 拗 一 。 浅水 日 ∞ 三角 陷 jL 答 洲 ∞ 鲁 滨 浅 o 湖 骞 期 ∽ ∞ 辫状 河 更 皿 Ⅲ o ∞ 新 原 原 ● ● ● ● I 统 组 纲 I ● ● ● ● l 上 2 ． 0 一 【 0 o ● 新 明 明上 段 一I ● ● ● ● l 筮 5 ．1 化 明 ● ● ● ● I l 镇 下 中 组 ● 段 l 2 ．O 新 馆 统 陶 0 口 组 2 4 6 辫状 if- 裂后 东 o 河 ／ 不整 合 裂 陷 断 Ⅳ 幕 l 基 A 冲 积 L、 盆层 序 渐 段 J 一 _ 扇 2 “ 1 ． 4 ● ● ● ●l 东 一， ∞ ● ● ● ●l ∽ 新 营 东 ， C 辫状 ∞ 厶 河 三 o 1 角洲 滩坝 ∞ o 滨浅 e 湖 S Qs I 辫状 河 三 组 二 -_ 1 S Q s 2 角洲 间 裂 陷 段 统 3 0 ．3 东 段 3 2． 8 沙一段 3 8． 0 沙二段 3 9 ．5 陷 o ∞ 0 辫状 甚 河 三 角洲 裂 ∽ 半深 陷 ∞ 湖 o Ⅲ 始 o 扇三 沙 兰 沙 新 河 段 街 组 角洲 幕 统 期 4 2 ． O ．’ ．’ ． 。 ．{ ， 幂不整合 沙四段 o o o l ＼ 冲积 ＼ 裂 5 0 ．5 一 l ∽ 孔 垂 ∞ ∞ 扇 ＼ 陷 Ⅱ o o 盆 一 幕 ∞ 店 o o o l 滨 浅 囊 组 湖 固田团田日 砂 砾岩 粗砂 岩 细砂 岩 泥 质粉 砂岩 泥岩 图 2 黄 河 口 凹 陷 地层 层序 与成 藏 组 合 划 分 合 见图 2 。上部成藏组合已经发现的油气 占黄河 口凹陷发现油气的 6 7 ，是发现油气储量最多的成 藏组 合类 型 。油 气 藏 具 有 中 一 浅 埋 深 1 2 0 0 ～1 8 0 0 m 、原 油 密 度 中 等 、产 能 高 新 近 系 最 高 日产 油 4 5 5 ． 3 m。 的特点 j 。不同构造带发育个数不等的油气藏和储量规模 ，例如陡坡带渤 中 2 5 1 s油 田，中 央隆起带渤中 2 8 3 4油 田群 ，缓坡带垦利 3 2油田、凸起带渤中 2 6 3油田等。油气成藏具有以下主要特 点 ①近 源 、晚期 快速 成藏 是形 成新近 系优 质油 气藏 的前 提条件 ；② 浅水 三角 洲沉 积体 系为 新近 系优 质 油气藏形成提供了储集空间；③新构造运动形成 的晚期 断层是浅层油气富集的关键因素[ 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 6卷第 3期 张新涛 等 渤海湾盆地黄河口凹陷油气成藏模式 3 成藏 模式 根据黄河 口凹陷油气成藏组合 、油气藏分布特征 、油气运聚方 向和输导体系特征的差异性 ，在综合 分析黄河 口凹陷上 、中、下成藏组合及其成藏主控因素的基础上 ，构建 了 4种油气成藏模式。 3 ． 1 陡 坡带 “ 中转 站” 成藏 模式 陡坡 带 “ 中 转 站 ” 成藏 模式 的核 心是 断层 作为 油 气 运 移 的 通 道 ， 同时强调断层下降盘砂 体 的作 用 】 。从 烃 源 岩 中初 次运移 来 的油气 在砂 体 内聚集 ，如 一个 油气 运移 临 时聚集 “ 中 转站 ” 图 3 。断 层根 部砂体面积大、广泛分 布 、与 烃 源 岩 直 接 接 触 ，有利 于油气 聚集 。 随着 晚期断裂 的持续活 动 ，断 层 沟 通 了 深 层 “ 中转 站” ，油气 向浅层 运 移 ，形成 复式 成藏模 式 。渤 中 2 5 - 1油 田位 于 黄河 口凹陷北 部边 界 大 断层 下 降盘 的逆牵 引 背 斜 圈 闭 ，油 层 为 E s 扇 三 角洲 ，储 层 为 Nm 浅水 三角洲 。大断层 沟 图 3陡坡 带 “ 中转 站” 油气 运移模式 通 了黄河 口凹陷 E s 生油层与圈闭内 Nm储层 。B Z 2 5 ～ 1 5井证实，在运移断层附近 ，E s 。 发育 巨厚层砂 体 4 0 2 6 0 m起到了吸收烃源岩 中生成的分散油气后运移到 Nm的 “ 中转站”作用 。 3 ． 2 中央 隆起 带 “ 网毯 式” 成藏 模式 “ 网毯式”成藏模式强调输导体系在油气聚集、分配中的重要作用 。该输导体系包括 3层结构 下 部 油 源通道 网层 、中部仓 储层 和上 部 油气 聚集 网层 [ 1 。所 谓 “ 网 ” ，是 指输 导 体 系下 部 的油 气 源通 道 网 层 切至油源的主要断裂和上部 的油气聚集网层 次级断裂及其连通的枝状砂体 ；“ 毯”是指呈 “ 毯 状”稳定分布的巨厚块状砂岩，这种块状砂砾岩又称为 “ 仓储层” 。其中，仓储层 的油气可继续横向运 移 ，也可沿次级断裂 网垂向进入上部的油气聚集 网层 ，在有圈闭条件的部位形成次生油气藏。渤中 2 8 3 4油田群位于黄河口凹陷中央隆起带 ，是黄河 口凹陷勘探程度最高地区之一 。该 区油气输导网主要包 括 2 类 早期张性断层与新构造运动形成 的雁列式近东西方 向晚期 断层_ 2 。 ‘q引。 “ 毯”是指馆 陶组下段 Ng 。 广 泛 分布辫 状河 砂砾 岩沉 积 ，分 布广 、厚度 大 平 均厚 度 2 0 0 m，最 大 厚度 2 8 0 m 。该成 藏 模式 中，早期张性断层沟通了深层 E s 。烃源岩 ，油气沿着断层 向上运移 ，直接将烃源岩中的油气输送到浅 层 ，聚集形成构造和岩性一 构造油气藏 ；也可 以在 Ng“ 毯状”砂砾岩中横 向运移 ，遇到切穿 Ng晚期断 层，导致其 中的油气继续沿着断层向上运移，形成次生油气藏 图 4 。这种成藏模式对于在上部成藏 组合寻找 “ 次生油气藏”具有很好借鉴意义。 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 3 6 石 油天然 气地 质 2 0 1 4 年 3 月 组发育的辫状河三角洲砂体、滩坝砂体和滨浅湖泥岩形成的含油气组合；上部组合是新近系馆陶组辫状 河、明化镇组下段浅水三角洲砂体与滨浅湖泥岩形成油气成藏组合 。 2 黄河 口凹陷不同构造带发育 4种成藏模式 陡坡带 “ 中转站式” 、中央隆起带 “ 网毯式” 、缓坡 带 “ 复合式”及凸起带 “ 阶梯式”成藏模式 ，不同构造带发育不 同类型的成藏样式影响了油气 富集程 度 ，油气成藏模式差异性为油气勘探指明了方向。 [ 参考文献] E 1 ]Ga mb h i r S C ．P a t t e r n o f a c c u mu l a t i o n a n d c o mp o s i t i o n o f o i l s i n me h s a n a a r e a o f C a mb a y B a s i n ， I n d i a 9 1 5 5 O ～ 1 5 6 2 ． [ 2 3 Hu n t J M．G e n e r a t i o n a n d mi g r a t i o n o f p e t r o l e u m f r o m a b n o r ma l l y p r e s s u r e d f l u i d c o mp a r t me n t s[ J ] 1 ～ 1 2 ． [ J ]． AA P G B u l l e t i n ，1 9 7 6 ，6 0 AAP G Bul l e t i n，1 9 9 0。7 4 1 E 3 ]Ti g e r t V，AI S h a i e b Z ．P r e s s u r e s e a l s t h e i r d i a g e n e t i e b a n d i n g p a t t e r n s[ J ] ． E a r t h - S c i e n c e R e v i e ws ，1 9 9 0 ，2 9 3 2 2 7 2 4 0 ． [ 4 j Ha o F，Z o u H Y，G o n g Z S ，e t a 1 ． P e t r o l e u m mi g r a t i o n a n d a c c u mu l a t i o n i n t h e B o z h o n g s u b b a s i n ，B o h a i B a y b a s i n ，C h i n a s i g n i f c a n o e o f p r e f e r e n t i a l p e t r o l e u m mi g r a t i o n p a t h w a y s P P MP f o r t h e f o r ma t i o n o f l a r g e o i l f i e l d s i n l a c u s t r i n e f a u l t b a s i n s[ J ]． Ma r i n e a n d P e t r o l e u m Ge o l o g y， 2 0 0 7， 2 4 1 1 ～ 1 3 ． [ 5 ]吴 冲龙 ，林忠 民，毛小平 ，等 ．“ 油气成藏模 式”的概念 、研究现状 和发展趋势 E J ]．石 油与天然气 地质 ．2 0 0 9 ，3 0 6 6 7 3 ～ 6 8 4 ． [ 6 ]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 ]．石油与天然气地质 ，2 0 0 9 ，3 0 4 5 1 o ～5 1 8 ． [ 7 ]邓运华 ．郯庐断裂带新构造运动对渤海东部 油气聚集 的控制作用 [ J ]．中国海上油气地质 ， 2 0 0 1 ，1 5 5 3 0 1 ～3 0 5 ． [ 8 ]龚再升 ，王 国纯 ．渤海新构造运动控 制晚期油气成 藏 [ J ]．石油学报 ，2 0 0 1 ，2 2 2 1 ～7 ． [ 9 ]陈斌 ，邓运华 ，郝芳 ．黄河 口凹陷 B Z 3 4断裂带油气晚期快速成藏模式 口]．石油学报 ，2 0 0 6 ，2 7 1 3 7 ～4 1 ． [ 1 o ]卢学军 。刘华 ，王建瑞 ，等 ．渤海湾盆地霸县凹陷输导体系与新近系油气运聚特征 [ J ]．石油实验质 ，2 0 0 6 ，3 2 3 2 5 8 2 6 1 ． [ 1 1 ]刘华 ，任景伦 ，蒋有录 ．渤海湾盆地东营凹陷现河庄油 田河 3 1断块区输导体系特征与 成藏 规律 [ J ]．石油 与天然气 地质，2 0 0 9 ， 3 0 1 41 ～ 4 6 ． [ 1 2 ]朱秀香 ，吕修祥 ，王德英 ，等 ．渤海海域黄河 口凹陷走 滑转换带对油气聚集的控 [ J ]．石油与天然气地质 ，2 0 0 9 ，3 0 4 3 7 2 ～ 37 5 ． [ 1 3 ]孙和风 ，周心怀 ，彭文绪 ，等 ．河 口凹陷新近系浅水三 角洲岩性油气藏成藏模式 [ J ]．大庆 石油学 院学报 ，2 0 1 0 ，3 4 2 1 1 ～ 1 6 ． [ 1 4 ]孙和风 ，周心怀 ，彭文绪 ，等 ．渤海南 部黄河 口凹陷 晚期成藏特征及富集模式 _ J ]．石油勘探与开发 ，2 0 1 1 ，3 8 3 3 0 7 ～3 1 1 ． [ 1 5 ]吴小红 ，吕修祥 ，周心怀 ，等 ． B Z 3 4油区明下段 浅水三 角洲沉积特征及其油气勘探意义 [ J 1．大庆石 油学 院学报 ，2 0 0 9 ，3 3 5 32 ～ 3 7 ． [ 1 6 ]何登发 ．断裂一 岩性体 油气藏特 征 [ J 1．石 油学报 ，2 0 0 7 ，2 8 2 2 2 ～2 7 ． [ 1 7 1 于海波 ，牛成 民，彭文绪 ，等 ．黄河 口凹陷新近 系断裂一 砂体 控藏分 析一 一以垦利 3 - 2构造为例[ J ] ．中国海上油气 ，2 0 1 0 ，2 2 3 1 49 ～ 1 5 4 ． [ 1 8 1邓运华 ．断裂一 砂体形成油气 运移的 “ 中转站”模式 [ J ]．中国石油勘探 ，2 0 0 5 ， 6 I 4 ～1 7 ． [ 1 9 ] 张善文 ，王永诗 ，彭传圣 ，等 ．网毯式油气成藏体系在勘探 中的应用 [ J ]．石油学报 ，2 0 0 8 ，2 9 6 7 9 1 ～7 9 6 ． [ 2 O ]佟卉 ．油气输导通道 的内部结构和输导机制特 征 [ J ]．大庆石油学 院学报 ，2 0 0 8 ，3 2 2 2 3 ～2 6 ． [ 2 1 ] 杨淑宏 ．断裂输导通道类型及输导油气特征 『 J ]．大庆石油学院学 报，2 0 0 5 ，2 9 2 4 3 ～4 4 ． [ 2 2 ]魏刚 ，王应斌 ，邓津辉 ，等 ．渤中 3 4北区浅 层油气成藏特征和主控因素分析 [ J ]．中国海上油气 工程 ．2 0 0 5 ，1 7 6 3 7 2 ～ 3 7 5 ． [ 2 3 ]林玉祥，俞 家声 ．垦东地 区石油成藏系统及其演化 [ J ]．地质 与勘探，2 0 0 1 ，3 7 5 2 9 ～3 3 ． [ 编辑] 邓磊 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m