渤海湾坳陷区
2020-01-17 · 技术研发知识服务融合发展。
这个地区没有像鄂尔多斯那样的长期继承性古隆起。古生代沉积盆地历经印支、燕山、喜马拉雅运动的改造。燕山运动的挤压褶皱,形成了一些大型的背斜构造,如沧县背斜、广宗背斜、堂邑背斜等,由于这些背斜形成于古生界烃源岩第一次成烃(三叠纪末)之后,且在中三叠世之后,抬升剥蚀,缺失晚三叠世沉积,早、中侏罗世也沉积局限,因此,间断时间较长,使第一次生成的油气在燕山期圈闭形成之前,大部散失。
喜马拉雅运动,在老第三纪表现为大规模的块断运动,形成了一系列分割性很强的断陷小盆地。在断陷内沉积了巨厚(2000~5000m)的老第三系地层,使古生界烃源岩进入了第二次深埋阶段。由于古生界烃源岩在第一阶段演化程度较低(Ro为0.5%~0.9%),而且第三纪埋深远远超过了第一次成烃所需深度和温度,故出现了古生界第二次成烃期。据黄骅、济阳、临清东、东濮等主要块坳初步估算,古生界二次生烃面积28628km2,总生烃量1295690×108m3,平均生烃强度高达45×108m3/km2。因此,二次生烃潜力是很大的。
渤海湾坳陷区,是华北地区断裂最发育的地区。主要有北北东向和北西西向两组断裂,也是本区构造格局为东西分带、南北分块的主要界线和依据。从断层性质来看,以正断层为主,北西西向断层主要有宝坻断层、衡水断层、镇粗闫町断层、大名断层及划分黄骅块坳北、中、南区的海河断层、南大港断层等。从这组断裂控制中生界地层展布来看,产生时间较早,可能在燕山期北西—南东向挤压褶皱的同时产生的张性断裂。这组断裂在喜马拉雅期活动也很强烈,但对燕山期形成的背斜构造破坏不大。
北北东向断裂是本区最发育的一组断裂,是老第三纪块断活动中产生的拉张断裂,是控制第三纪沉积的生长断裂,多发生在古背斜轴部,如分布在主要块坳(凹)边缘的沧东断裂、广宗断裂、馆东断裂、堂东断裂及兰聊断裂等。
从圈闭来看,燕山期形成的古背斜,经喜马拉雅块断运动的改造,多已破坏,成为断背斜、断鼻,如康庄断鼻、北堂邑断鼻、沧县断鼻、广宗断鼻、明化镇断鼻等,且由于抬升过高,而多成为块凸,失去勘探意义。但局部也有残留背斜,如南堂邑背斜,虽断层也较发育,但基本形态未变。这种燕山期形成、喜马拉雅期又继承下来的背斜圈闭与古生界烃源岩第一、二次成烃配置良好,是渤海湾坳陷区最佳的构造圈闭。
喜马拉雅期断裂在渤海湾坳陷区形成了一系列断块圈闭,由于断块的形成与古生界烃源岩二次成烃同时产生,因此,在时间上是配套的,只要在空间上具有良好的盖层和侧向封堵条件,仍可以形成油气藏。以苏桥气田为例:该气田位于文安斜坡,是由反向正断层组成的屋脊状断块圈闭。该区目前上古煤系埋深已超过4000m,Ro为0.7%~1.3%,正处于古生界烃源岩二次生烃高峰期。断层的活动已延至新第三系,即断层通天,一般认为通天断层对油气保存不利,但气田的存在是事实。分析气田形成的主要原因:一是古生界两套区域性储盖组合保存完整;二是通过油源断层的烃类物质要供应奥陶系风化壳储层、上石盒子组砂岩储层和继续向上散失,由于储层在前,散失在后,据“近水楼台先得月”的道理,供应储层的量要远远大于散失量。由于烃源岩正处于生烃高峰期,所以这种烃类分配方案还要长期保持下去。苏桥气田就是在断层、圈闭、油气源三者在时空配置关系良好的条件下形成的。
类似苏桥气田这种条件的圈闭还有:
(1)王官屯断鼻:位于黄骅块坳孔店构造带南端。圈闭余巧是在孔东断层控制下的断鼻构造,断层发育时间及断层规模与苏桥东断层相似。圈闭的储盖组合也基本相同,但古生界油源要优于苏桥地区。王官屯构造处于古生界二次生烃中心,古生界总生烃强度达45.8×108m3/km2,而苏桥仅为30×108m3/km2。
(2)文明寨断鼻构造带:位于东濮块坳北段的濮阳斜坡上(内黄块隆与东濮块坳之间的东倾斜坡),由反向正断层控制的断鼻构造带(图4-3-3)。古生界保存完整,其上还有厚度>3000m的三叠系及老第三系。目前,上古生界煤层Ro在1.0%左右,断层下降盘及上升盘的下倾方向古生界埋深>4000m,具备二次生烃条件,成藏条件与文安斜坡相似。而本区古生界烃源岩面积及生烃强度竖旅键均大于苏桥,本区生烃强度为52×108m3/km2。目前,在块坳南段中央隆起带有马古2、5、6三口井打在高点上,下古生界只见显示,未见油流;块坳中段有卫古1、文古1、濮深1也打在断鼻高点上。文古1于上古生界见显示,并获低产油气流。总之,下一步应从未获工业油流的原因入手进行成藏条件分析及圈闭落实工作。
(3)博平构造带:位于鲁西隆起区西缘,兰聊断裂上升盘。该构造带是燕山早期(J3以前)形成的古隆起,后经喜马拉雅期断裂改造而定型。兰聊断裂为长期发育的断裂,是控制隆起和莘县凹陷(第三纪)的生长断裂,并将北杨集、蒋官屯背斜切成断背斜,但由于三叠纪末一次成烃演化程度低(上古煤Ro为0.45%~0.52%),还未生成大量油气,因此影响不大,而下降盘的古生界烃源岩Ro为1.5%~2.0%,已进入了大量二次生烃阶段,而且老第三系也具备一定生烃能力,因此油源充足。兰聊断裂是良好的油源通道,对应构造带伸入第三系博西洼槽有一大沙体与断层相通,因此,第三系油源不容忽视。
兰聊断层止于新第三系以前,新第三系在此厚800m左右,其下不整合于C-P系之上,石炭系煤系地层高点部位残厚>100m,向两翼增厚,其底部有厚9m的铝土岩。根据冀东王家河气田及本构造带聊古1井的显示,预测在石炭系顶部风化壳附近,由于储集条件好,又有一定的盖层条件,可能会获得油流。
总之,渤海湾地区以喜马拉雅期张性断裂为主,其不利的一面主要有二:一是破坏了印支—燕山期形成的背斜构造,使古生界第一次生成的烃类散失;二是使本区的构造复杂化,构造面貌以大小不等的块断体形式出现,且圈闭面积小而分散,增加了勘探的难度,限制了大中型油气田的发现。其有利的一面主要是在第三纪断陷区创造了古生界二次成烃条件,并形成了一系列与油气生成配套的断块圈闭,断层成为油气藏形成条件中必不可少的油源通道。
图4-3-3 濮阳斜坡奥陶系顶构造图