Question

生储盖组合类型及分布

Answer 1

渤海湾盆地地区前古近系烃源岩类型多样，既有中新元古界和下古生界海相烃源岩，又有上古生界煤系地层和中生界的湖相泥岩为烃源岩，而且不同层系储集体的岩石类型、埋藏深度及经历的构造运动不一，导致不同层系储层的成岩作用、储集空间类型和储层的分布特点不同，因此，对生储盖组合类型、特征及分布按照层系分别叙述。

依据本次对前古近系各层系主要的烃源岩、储层和盖层的研究成果，建立了渤海湾盆地前古近系主要的生储盖模式（图5-1-14）。

1.中新元古界

华北中—新元古界分布局限，由于后期基本处于隆升阶段，油气藏属于早期形成的古油藏，其生储盖组合多属自生自储自盖型和下生下储上盖型。而自生自储自盖型又可分为2套，组合I：雾迷山组（生、储）—洪水庄组（生、盖）组合；组合Ⅱ：洪水庄组（生）—铁岭组（生、储）—下马岭组（生、盖）组合。

（1）自生自储自盖型组合I

洪水庄组和雾迷山组泥页岩均可作为有效的油气源岩，雾迷山组顶部有发育较好的溶蚀带，具备有利的储集条件，上覆洪水庄组泥页岩有较好的封闭性能，能起盖层作用，该套组合为一套有利的生储盖组合。

其平面分布主要受控于盖层即洪水庄组泥页岩残留地层分布范围的限制，主要分布于平泉区（图5-1-15）、兴隆区（图5-1-16）、蓟县区（图5-1-17）和十三陵区。

（2）自生自储自盖型组合Ⅱ

本组合的洪水庄组、铁岭组、下马岭组均可提供油气源，油气源充足，铁岭组储集条件和下马岭组盖层条件较好，构成了非常有利的生储盖组合。

该套组合主要分布于平泉区、兴隆区、冀中坳陷北部与下花园区，平面分布的主要影响因素为盖层分布的范围和烃源岩的质量。如蓟县区因为烃源岩成熟度已达到高成熟凝析气阶段，而作为盖层的下马岭组泥页岩中的砂质含量较高，封闭性能较低，不能有效封闭油气，所以，蓟县区的Ⅱ类组合为一套较差的生储盖组合。

（3）下生下储上盖型

中新元古界页岩和碳酸盐岩均可作为烃源岩，中新元古界上部碳酸盐岩为储层，下寒武统的馒头组—毛庄组—徐庄组为盖层的组合。

图5-1-14 渤海湾盆地前古近系生储盖组合模式图

图5-1-15 平泉区中—新元古界生储盖组合评价

总体来看，生储盖组合分布主要受盖层分布控制，二者表现出基本一致的特点，其中冀中坳陷北部、冀北坳陷和京西坳陷等是生储盖组合保存较好的地区（图5-1-18）。

2.寒武系—奥陶系

根据沉积环境的研究和生、储、盖层的评价，结合华北地区寒武系—奥陶系各套地层岩性组合及多年来的勘探实践，分析其生、储、盖层的特点，认为：

烃源岩主要有：中奥陶统的峰峰组的灰岩，其次为上马家沟组、下马家沟组的灰岩；

储层主要有：奥陶系顶部（峰峰组顶部、上马家沟组顶部、下马家沟组顶部）风化剥蚀形成的古风化壳储层；冶里和亮甲山组的白云岩型储层；

盖层主要有：寒武系馒头组—毛庄组—徐庄组的海相泥岩及泥灰岩；下马家沟组、上马家沟组和峰峰组的膏盐岩、泥质碳酸盐岩；此外，上古生界本溪组的铝土质页岩、铝土质泥岩也可作为下古生界油气藏的盖层。

根据烃源岩、储层、盖层的空间叠置关系，可以将寒武系—奥陶系生储盖组合划分为3种形式。

（1）自生自储自盖型

主要发育在中奥陶统的下马家沟组、上马家沟组和峰峰组。

峰峰组、下马家沟组、上马家沟组灰岩为烃源岩层，奥陶系顶部（峰峰组顶部、上马家沟组顶部下马家沟组顶部）风化剥蚀形成的古风化壳为储层，峰峰组、上马家沟组、下马家沟组膏岩、泥质碳酸盐岩为盖层的组合。

图5-1-16 兴隆区中新元古界生储盖组合评价

这套组合分布主要受膏岩、泥质碳酸盐岩分布范围的制约，分布在东濮、临清、冀中、黄骅、文安和济阳坳陷西南部，形成局部性生、盖、区域储的组合。

（2）自生自储上盖型

峰峰组、上马家沟组、下马家沟组灰岩为烃源岩层，奥陶系顶部（峰峰组顶部、上马家沟组顶部、下马家沟组顶部）风化剥蚀形成的古风化壳为储层，上覆的上石炭统本溪组铝土岩为盖层的组合。

这套组合的分布受本溪组铝土岩的发育程度及保存状况的影响，主要分布在东濮、临清、冀中和黄骅坳陷一带，为一套局部生、区域储盖的组合。

（3）上生下储上盖型

峰峰组、上马家沟组、下马家沟组灰岩为烃源岩层，冶里组、亮甲山组白云岩为储层，峰峰组、上马家沟组、下马家沟组膏岩、泥质碳酸盐岩盖的组合。

图5-1-17 蓟县区中—新元古界生储盖组合评价

图5-1-18 华北地区中—上元古界生储盖组合分布

这套组合分布主要受膏岩、泥质碳酸盐岩分布范围的控制，主要分布在东濮、临清、冀中和黄骅坳陷一带及太行山隆起一带、燕山隆起区南部和文安坳陷一带，形成局部性生储盖的组合。

3.石炭系—二叠系

石炭系—二叠系原生型油气藏主要存在上生下储上盖型（苏桥气藏型）、古生新储型（文留气藏型）和自生自储自盖型（王家河气藏型）3种基本类型，各自具有不同的生储盖组合特征。

（1）上生下储上盖型

以苏桥气藏为代表，烃源岩以石炭系—二叠系煤系为主，储层为奥陶系灰岩，盖层为石炭系—二叠系本溪组铝土质泥岩（图5-1-19）。

1）石炭系—二叠系烃源岩。通过对苏桥气藏的气源分析表明，苏桥气藏天然气主要为煤型气，但混有部分古近系油型气。石炭系—二叠系气源岩层位于太原组和山西组，有效生油岩面积7249.5km²，煤层厚14～27m，暗色泥岩厚200～250m，煤阶为肥、焦煤，据煤岩岩心试验，煤不但能生气，还能作为有效的油源岩，产气量可达128.5m³/t煤，产油量可达53.26kg/t煤（苏13井），母质类型为Ⅲ型，有机碳含量为50.14%，氯仿沥青“A”为0.1037%，总烃含量为4769×10^-6。而暗色泥岩有机碳为2.75%，氯仿沥青“A”为0.1037%，总烃为269×10^-6，生气层埋深3000～5500m，R_o为0.55%～1.2%。生气强度达18×10⁸～40×10⁸m³/km²，平均为23.5×10⁸m/km²。

图5-1-19 苏桥气藏剖面及其生储盖组合

2）奥陶系储层。潜山储层岩性主要为奥陶系峰峰组、上马家沟组和下马家沟组灰岩及白云岩。孔隙度灰岩一般为1.5%，白云岩一般为5.5%。由于该地区沉积间断近0.98亿～1.43亿年，形成岩溶发育的古风化壳，风化壳厚度3.5～26m，平均厚14m。平均孔隙度一般大于5%，平均渗透率大于1×l0^-3μm²。除风化壳之外，苏桥-文安地区还有3个古水平溶蚀带，影响储层物性的变化及油气产量高低的分布。

3）石炭系—二叠系盖层。直接盖层为石炭系—二叠系本溪组底部的铝土质泥岩，厚12m。据测定苏桥地区铝土质泥岩，岩样饱和煤油时，渗透率为l0^-9μm²，突破压力为13.6MPa，气体突破时间为90min，具有很好的封盖能力。

（2）古生新储型

以文留气藏为代表，烃源岩为石炭系—二叠系煤系，储层为古近系沙四段砂岩，盖层为古近系沙三段膏岩（图5-1-20）。

图5-1-20 文留气藏剖面及其生储盖组合

1）石炭系—二叠系烃源岩。烃源岩为石炭系—二叠系煤系，煤层厚12～17m，暗色泥岩厚140～150m，生气强度达40×10⁸～70×10⁸m³/km²。在中生代末期，燕山运动以隆升为主，古近纪强烈沉降，石炭系—二叠系源岩埋深达5000～10000m，进入二次成烃期，演化至高成熟—过成熟阶段。

2）古近系沙四段砂岩储层。沙四段砂岩层厚180～220m，以次生粒内、粒间溶孔、裂缝为主要储集空间，孔隙度5.5%～19.3%，平均12.5%，渗透率（0.37～32.2）×10^-3μm²，一般为（2.4～3）×10^-3μm²。

3）古近系沙三段膏层盖层。石炭系、二叠系生成的天然气，可能通过断层面和不整合面进入储层，形成煤成气藏，另一方面沙三段（Es₃）厚层膏盐岩的遮挡作用阻止了古近系气源岩所生成的油型气进入沙四段（Es₄）砂岩储层中。

（3）自生自储自盖型

以王家河气藏为代表，烃源岩为石炭系—二叠系煤系，储层主要为石炭系—二叠系下石盒子组砂岩，盖层为石炭系—二叠系上石盒子组底界的A层铝土岩（图5-1-21）。

图5-1-21 王家河气藏剖面及其生储盖组合

1—A层铝土岩；2—本溪组顶界；3—中奥陶统顶界4—推测气藏范围；5—煤层号

1）石炭系—二叠系煤系烃源岩。煤系地层平均厚328m，煤层厚11.91～25m，最大可达30m，暗色泥岩厚150～250m，煤层有机碳含量62%～76%，氯仿沥青“A”1.852%～3.194%，烃含量0.36%～0.7%。

2）石炭系—二叠系砂岩储层。储气层深度为495.64～472.51m，厚6.87m，为下石盒子组浅灰色细—中砂岩。其储集空间主要为构造裂隙和破碎带，在井深469.54～472m井段岩石强烈破碎。

3）石炭系—二叠系泥岩盖层。直接盖层主要为上石盒子组底A层铝土岩，厚6.11m，上部为灰色泥岩，下部为浅灰色泥质粉砂岩，岩石均很致密。

此外，该区还可能发育另一种自生自储自盖型组合（煤-砂型组合），在邻区鄂尔多斯盆地已发现。以鄂尔多斯盆地孤1井气藏为代表，烃源岩为石炭系—二叠系煤层，储层为煤层直接顶板砂岩，盖层为石炭系—二叠系泥岩，试气获690m³/d的低产。该类煤层-砂岩体复合型油气藏在美国皮申斯盆地白河多姆煤田已投入商业性开发，在国内鄂尔多斯盆地也已进入勘探视野。煤层-砂岩体复合型油气藏有望成为具有相似地质条件的渤海湾盆地勘探新领域。

4.中生界

中生代时期渤海湾盆地分割性强，造成各地区沉积地层厚度和岩性组合的较大差异，济阳坳陷东北部主要的烃源岩层为中下侏罗统的煤系地层，而辽河坳陷的主要烃源岩为白垩系的湖相暗色泥岩，其他地区的中生代湖盆面积小，烃源岩分布局限。

以辽河坳陷的中生界为例，其主要的生储盖组合为自生自储自盖类型，以九佛堂组—沙海组泥岩为烃源岩，阜新组砂岩为储层，梨树沟组泥岩或古近系—新近系泥岩作为盖层。