地层岩性油气藏形成和分布受多种因素制约
2020-01-19 · 技术研发知识服务融合发展。
在裂谷盆地中,地层岩性油气藏形成分布必然首先要受盆地中宏观石油地质条件的影响,地层、构造和沉积等基本条件是地层岩性油气藏形成和演化以及破坏的最根本的制约因素。只有在具体的地层、构造和沉积背景上,才能形成地层岩性油气藏,也才能讨论地层岩性油气藏的形成机理和具体的微观控制因素。
(一)构造带类型的影响
裂谷盆地各凹陷可划分为陡坡、缓坡和洼陷等三大构造带。构造带类型与岩性油气藏的形成和分布有密切的联系。不同构造带上岩性油气藏的发育特征存在明显的差别,同一类构造带在不同断陷里的含油气性也不完全相同。
1.每一种构造带都可能发育岩性油气藏
在箕状裂谷盆地中,陡坡带、缓坡带和深洼带三种构造带上都不同程度地发现了岩性油气藏。
陡坡带构造圈闭一般比较发育,但是同样可以形成大型岩性油气藏。二连盆地巴音都兰凹陷陡坡带在阿四段探明了大型扇三角洲砂岩体油藏;冀中坳陷饶阳凹陷陡坡带在沙河街组找到了大型辫状河三角洲沙岩体油藏;东营凹陷在北部陡坡带发现了沙四段和沙三段砂砾岩扇体岩性油藏;冀中坳陷廊固凹陷在沙三段发现万庄近岸水下扇油藏等。应该肯定,裂谷盆地陡坡构造带虽然可能比较复杂,但都是形成岩性油气藏的重要构造带。
缓坡带以地层超覆为基本特征,但是在缓坡带上已经发现了大量的岩性油气藏。二连盆地乌里雅斯太凹陷在腾一段发现了大型的湖底扇砂岩体油藏;东营凹陷南部缓坡带在王家岗地区发现了王70、王96和王92等砂岩体油藏;沾化凹陷在渤海洼陷南部斜坡带沙河街组内发现了义129和义127等岩性油气藏;下辽河坳陷在西部缓坡带发现了曙二区东和齐3-17-5大型浊积砂体上倾尖灭油藏;在黄骅坳陷板桥凹陷斜坡带的沙一段—沙二段中发现了大张坨和滨北砂岩体油藏。
深洼带是相对最深的区带,也是重要的岩性油气藏发育带。在东营凹陷的牛庄洼陷中心部位的沙三中下段,发现了亿吨级的牛庄浊积扇砂岩体油藏;在二连盆地赛汉塔拉凹陷深洼槽带找到了赛66大型岩性油藏,而在吉尔嘎郎图凹陷的深洼槽带内探明了宝饶内带大型岩性油藏;在泌阳凹陷深湖带核三段发现了双河大型岩性油藏;在黄骅坳陷歧北凹陷深洼带沙一段发现了港深32浊积砂岩体油藏。
另外,在发育中央背斜带的裂谷盆地中,该构造带也是构造—岩性油气藏和岩性油气藏发育的有利区带,而且在东营凹陷中央背斜带和惠民凹陷中央背斜带上均有较多发现。
2.不同类型凹陷的相同构造带发育岩性油气藏的程度有所不同
虽然陡坡带、缓坡带和深洼带均可以形成岩性油气藏,而且都可达到大型规模,但是在不同凹陷中的相同构造带上,其岩性油气藏的形成却明显不同。
同样是陡坡带,犁状断层陡坡带与构造反转陡坡带的岩性油气藏发育情况就完全不一样。犁状断层陡坡带上虽然也可以形成岩性油气藏,但规模和数量均比较小。如冀中坳陷廊固凹陷西北部的陡坡带,大兴断层作为凹陷的边界断层,呈上陡下缓的“犁状”特征,在该断层的下降盘,于沙河街组地层中形成大量的近岸水下扇砂砾岩体,其中在大兴断层东北地区20世纪80年代发现的万庄油田是一个中小型的水下扇砂砾岩油藏,规模不是很大。又如在巴音都兰凹陷北洼槽,东部陡坡带为一简单犁式断层,该断层的下降盘至今尚未发现岩性油气藏。但是,同样是在巴音都兰凹陷的南洼槽,东部陡坡带为一构造反转式断阶,发育了大型的宝力格岩性油藏。另外在东营凹陷的北缘,由于属于构造反转式断阶带,同样探明了多个砂砾岩体油气藏。
缓坡带的含油气性也存在差别。简单的继承性稳定缓坡带就不如坡折带发育的缓坡带更有利于形成岩性油气藏。坡折带比较发育的缓坡带岩性油气藏相对比较富集,如二连盆地乌里雅斯太凹陷东部缓坡带,形成了大型的湖底扇岩性油藏,而在苏北盆地高邮凹陷东部稳定型继承性缓坡带上,目前尚未发现重要的岩性油气藏。另一方面,后期构造翘倾明显的缓坡带不如后期抬升幅度适中的缓坡带更容易发育岩性油气藏。如正常坡度的东营南部斜坡、济阳坳陷渤南洼陷南部斜坡、南襄盆地泌阳凹陷北部斜坡和冀中坳陷饶阳凹陷蠡县斜坡,都发现了重要的岩性油气藏,而在后期急剧构造反转,缓坡倾角较大的冀中坳陷廊固凹陷南部缓坡(牛坨镇方向)、巴音都兰凹陷南洼槽西部缓坡带目前也没有在岩性油气藏勘探方向取得突破。显然,不同类型的缓坡带形成油气藏的能力是存在差异的。
深洼带形成岩性油气藏的能力也与其类型有关。继承性深洼陷带似乎含油气性都比较好,如在赛汉塔拉凹陷中南部简单深洼槽中央发育了赛66湖底扇砂岩油藏;在吉尔嘎郎图凹陷深洼区发育宝饶内带大型岩性油藏。而在凹陷中央发育中央构造带的深洼构造带,岩性油气藏的分布变得比较复杂,中央构造带内岩性油气藏基本上不发育,岩性油气藏可能转移到中央构造带旁边的次洼槽内。如东营凹陷中部发育北东向的中央隆起带,在这个构造带的主体部位,是以构造油气藏为主基本上不发育岩性油气藏,而在这个中央构造带的南侧牛庄次洼,则形成了沙三段牛庄岩性油藏。另外在冀中坳陷廊固凹陷的中央部位,发育柳泉—曹家务断裂背斜中央构造带,该带内主要分布断背斜、断鼻、断块和构造岩性油气藏,虽然也发育岩性和地层圈闭,但岩性油气藏却很少,规模也不大,倒是在该中央构造带的东侧洼陷中,于沙三段中发现了独立的中岔口岩性油藏。看来,有中央构造带的深洼带,其岩性油气藏主要分布在中央构造带旁边的次洼之内,并且可以形成大型的岩性油气藏。
总之,不同类型的陡坡带、缓坡带和深洼带,其形成岩性油气藏的能力不完全相同。
3.同一凹陷中不同构造带的岩性油气藏发育程度不均衡
在同一个凹陷中,陡坡带、缓坡带和深洼带岩性油气藏的富集程度存在明显的不均衡性,即不可能在一个凹陷内这三个带中都发育大量的(或大型的)岩性油气藏,也很少见到一个洼陷内在三个不同带上都不发育岩性油气藏的例子,比较常见的现象是某个带上富集岩性油气藏,而其他带上岩性油气藏相对不发育,或者是在某个带上发现了大型岩性油气藏,而同时在其他带上只能找到中小型的岩性油气藏。例如东营凹陷在中央带旁边深次洼中找到了大型牛庄岩性和梁家楼构造—岩性油藏,而在邻近的南部斜坡带未发现大型岩性油藏,只是在王家岗地区发现若干小型岩性油藏。又如在巴音都兰凹陷南洼东部的陡坡带发现了大型的宝力格岩性油藏,但目前在其西部缓坡和深洼带还未取得岩性勘探的突破。再如乌里雅斯太凹陷在南洼东部缓坡带探明了大型木日格岩性油藏,但同时在其西部陡坡带却没有发现岩性油藏。看来,一个凹陷的岩性油气藏的资源总量似乎是守恒的,某一个带富集后,其他一、两个带就不会富集。因此表现出同一凹陷内不同构造带上岩性油气藏分布的显著不均衡特征。
(二)沉积体系域类型的控制
在海相沉积层序中,低水位体系域是隐蔽油藏形成和分布的主要体系域,但陆相湖盆具有受构造运动影响明显、湖平面升降频繁、多旋回、多沉积层序的特点,其不同体系域的含油性受凹陷的类型、构造沉积发育史等多种因素控制,在不同类型凹陷中各体系域的含油性有所不同。
1.二连盆地
在二连盆地发现的多个岩性油藏都发育在高水位体系域。在高水位体系域通常形成扇三角洲、湖底扇等沉积体系,砂体发育,具有良好的储集能力。在纵向的演化上,高水位体系域内的储集砂体下部紧邻水进体系域形成的凝缩段,油气供给条件优越,因此易于形成岩性油藏。如巴音都兰凹陷的巴19井阿四段扇三角洲自生自储型构造—岩性油藏发育在阿尔善层的高水位体系域(图6-59a)。乌里雅斯太凹陷中坡折带控制了沉积体系的展布,其中尤以腾一下段高水位体系域成藏条件最为有利,岩性油藏主要分布在该高水位体系域中。
2.车镇凹陷
在窄小断陷中,如济阳坳陷车镇凹陷,高水位体系域湖底扇特别发育。由于断陷深而窄,低水位体系域和湖侵体系域分布范围相对比较小,但高水位体系域沉积范围扩大,沉积厚度也比较大。虽然在低水位体系域和湖侵体系域中也发育来自西部陡坡带的的湖底扇,但是规模比较小,且与断层有关,只能形成构造—岩性油藏。但是在高水位体系域中,却可以发育大量的分别来自东西两个方向的浊积扇体,能够形成重要的湖底扇岩性油气藏。
3.饶阳凹陷
饶阳凹陷为一宽阔大湖盆,其低位和湖侵体系域都能发育岩性油气藏。在冀中坳陷饶阳凹陷东部留西地区,沙三段为完整的三级层序,自下而上依次发育了低水位、湖侵和高水位3个体系域。在中低部位发育辫状河三角洲前缘相河口坝砂体。这些砂体属于低水位体系域,因夹于沙三段生油层系中,有利于形成岩性油气藏。这些低水位砂岩体形态多样,有叠瓦状前积状,也有丘状—透镜状,也有充填状,构成留西大型岩性油藏主体(图6-59b)。同时,在其上的湖侵体系域中,也发育了第Ⅰ砂组岩性油藏,主要分布在二台阶南部,范围相对较小。
4.东营凹陷
东营凹陷表现为宽阔大湖盆,其高水位体系域发育大型岩性油藏。在济阳坳陷东营凹陷层序湖侵体系域中(相当于沙三下段),岩性圈闭不发育,主要形成暗色烃源岩。在层序的高水位(湖退)体系域中发育由东向西的大型斜交前积体,由于坡度比较大,这些三角洲前缘向深湖盆一侧在洪水期就会形成浊流,并在前积体的前方发育滑塌浊积扇,形成湖底扇岩性油气藏,即牛庄大型岩性油气藏(图6-59c)。
(三)烃源岩的控制
烃源岩的类型、丰度和演化程度都应该对形成岩性油气藏有直接的影响。类型的不同可能决定是岩性油藏还是岩性气藏;丰度的差别则影响到岩性油气藏的数量、规模和充满度;演化程度控制能否形成岩性油气藏,也决定形成何种流体的油气藏。
但是从目前研究的结果来看,似乎有效烃源岩的分布特点对岩性圈闭成藏的关系要更清晰一些。有效烃源岩与岩性油气藏的位置关系可以分为四种情况,其一是源岩内岩性油气藏;其二是源外侧岩性油气藏;其三是源上岩性油气藏;其四是源下岩性油气藏。
源内岩性油气藏主要是湖底扇、近岸水下扇和(扇)三角洲前缘深水砂岩体岩性油气藏,如牛庄、木日格和宝力格岩性油藏。
图6-59 体系域与岩性油气藏的关系图
源外侧岩性油气藏主要是湖岸上超的滩坝砂岩体、(扇)三角洲分流河道砂岩体油气藏,前者如巴音都兰凹陷南洼巴6井滩坝砂岩油藏,后者如东营凹陷王家岗沙三上—沙二段三角洲分流河道岩性油藏和东营凹陷西部馆陶组尚店—林樊家河道砂岩油藏。
源上岩性油气藏一般指油气垂向穿层运移进入浅层的岩性圈闭。比较典型的例子是断陷期沉积层序形成的油气垂向进入上方坳陷期的沉积层序内,如沾化凹陷明化镇组孤岛河道砂岩体油气藏和辽东湾辽中凹陷北部J221-1东营组二段岩性油气藏,以及渤中凹陷边缘凸起上明化镇组下段和馆陶组河流相砂岩体—构造复合油藏,如秦皇岛32-6、渤中25-1和蓬莱19-3油田。
源下岩性油气藏自然是上生下储的生储盖组合。但由于陆相断陷盆地沉积充填的多旋回特点,往往存在多套烃源岩。目前发现的所谓源下岩性油气藏可能多具有混源特点,在油气向下充注的同时也存在下部另一套烃源岩向上的充注。
(四)盆地温—压系统的控制
温—压系统是盆地级的流体动力场耦合特征。现已发现的复式温—压系统有两种类型,一是超压型复式温—压系统,二是低压型复式温—压系统(刘震等,2005),由于这两种温—压系统的动力趋势明显不同,因此影响到这两种温—压系统内的岩性油气藏的差别。
在超压型复式温—压系统内,高压型温—压系统里的岩性油气藏主要分布在深洼带及其附近,一般以深水沉积砂砾岩体油藏为主,如湖底扇、近岸水下扇和(扇)三角洲前缘砂岩油藏。牛庄、双河和营11岩性油藏都属于这一种温—压系统。同时上覆静压型温—压系统的岩性油气藏特别发育,如沾化凹陷的浅层孤岛岩性大气田和渤中蓬莱19-3岩性大油田。
低压型复式温—压系统内低压型温—压系统里的岩性油气藏也是主要分布在深洼带及其附近,一般以湖底扇、扇三角洲(或辫状河三角洲)砂岩油藏为主,如木日格、宝力格、宝饶内带和临南等油田的低压岩性油藏。但是在其上的静压型温—压系统中,岩性油气藏极不发育,如二连盆地四大岩性油藏突破的低压型复式温—压系统内浅层的静压型温—压系统中,巴音都兰、乌里雅斯太、赛汉塔拉和吉尔嘎郎图凹陷在浅部的腾二段和赛汉塔拉组中基本未发现岩性油气藏;又如济阳凹陷的的典型异常低压凹陷—惠民凹陷,在它的浅层静压型温—压系统中,相应层位是东营组—馆陶组—明化镇组,在这三个层段中也没有发现象样的岩性油气藏,岩性油气藏主要分布在沙二—沙四段深层的低压型温温压系统内。
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