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渤海湾盆地的石油系统

发布日期:2018-03-08 来源: 本网 查看次数: 735 作者:admin

核心提示:  渤海湾盆地的石油系统安作相马纪石油工业出版社构造带(背斜)一段这一层次,其石油系统模式可分为两类,即一次成藏和再次成藏,以及四种类型。据此判断绥中36―1油田应该有沙河街组的油藏,文留油气田深部应

  渤海湾盆地的石油系统安作相马纪石油工业出版社构造带(背斜)一段这一层次,其石油系统模式可分为两类,即一次成藏和再次成藏,以及四种类型。据此判断绥中36―1油田应该有沙河街组的油藏,文留油气田深部应存在石炭一二叠系原生气藏。在比较了七个坳陷石油系统的基础上,渤中坳陷不仅应该具有五套油源层系,即孔二段、沙四段下部、沙三段、沙一段和东营组,而且基岩中也有油气资源。

  系电话:(010)64262233―3515,通讯地址:(100011)北京市安定门外安华里二区一号石油工业出版社。

  ①安作相,马纪。渤海湾盆地第三系火成岩与油气。复式油气田,2000(2):1-刖言渤海湾盆地是“稳定东部”的重要石油产地。近年来,石油的年产量不断下滑,引起石油地质勘探界的广泛重视,许多学者著文提出建议。笔者也参与讨论,有几篇文章讨论了几个涉及全盆地的单项问题①i~3.本文就当前中国石油地质界的热门话题system)概念和研宄方法,予以阐述。

  1石油系统的概念和层次1.石油系统的概念笔者讨论过石油系统的概念,即是“油气自生成后,至今所有与油气成藏有关的因素与作用的总和。

  作为流体矿床形成讲,异地富集理论,或者油气生成、运移和聚集是它的最基本模式。对中国讲,则可以增加多次成藏的概念。

  从上述概念出发,探讨渤海湾盆地的石油系统,就应该包括盆地中所有的含油气层系,以及全部石油地质条件,例如,不能缺少中生界和古生界含油气层系。这是因为在20世纪80年代初,李德生就把渤海湾盆地定位为“板内多旋回断陷一坳陷盆地”。

  第一层次为坳陷(隆起)――系。渤海湾盆地七个坳陷中第三系的石油系统属此。有的隆起范围有油气藏(田)发现,可以据此建立石油系统。

  第二层次为凹陷(凸起)――组。渤海湾盆地凹陷甚多,各种高度的凸起也不少。据统计,凹陷有55个,这仅是新生界含油气层情形。如果加上中生界、上古生界及下古生界被切割后,其情形就更复杂。

  第三层次为构造带(背斜)一段。渤海湾盆地己发现的油气田己经超过190个,每个油气田都有成烃、运移和聚集过程,成为一个石油系统,并且有相当数量的油气田多次成藏现象。而所有的大油田都处于复式油气聚集带中。

  1.3石油系统的应用石油系统是“工具”,其价值全在应用之中。从估算和预测油气资源两个方面。但归根结底是寻找新的油气资源,可以说二者任务有别,目的却是相同的。对于渤海湾盆地来讲,在勘探的早期就运用了系统论的概念,尽管当时还不自觉也不完备。

  斜论(或者二级构造带含油)的支配,都钻在盆地隆起或高的凸起上,而华8井钻在并非是凸起的背斜上,可见从高向低处钻探的过程,因之发现的地层层系越来越多。于华8井出油几个月前,就运用了成油组合(即生储盖组合)的概念和研究方法110.从渤海湾盆地的地质结构看,前新生界的基岩和新生界间呈不整合与断层相接,在石油系统上分成两部分。前者有中生界、上古生界和下古生界等,后者有孔二段、沙四段下部、沙三段、沙一段和东营组五层烃源岩。两部分的石油系统有互通现象,即“新生古储”(中储),“古生新储”等。

  2阐述油气田形成2.1新生界石油系统根据己发表的大油田的资料,渤海湾盆地大油田油层在剖面上的分布,可以概括为三层结构:上层在上第三系中,个别油气田还在第四系中;中层在下第三系中;下层则在基岩中。“在渤海湾盆地的大油田三层结构中,中层是含油气的烃源岩,下层和上层中的油气,大都来自中层的烃源岩。一般认为,下层和中层一样,是油气经过一次运聚(即一次成藏)形成的;而上层则经历不止一次运聚过程(即再次成藏)作用形成的”。这里需要解释的有两点。

  其一,有个别油气田中层的天然气来自基岩上古生界气源岩,即“古生新储”。

  其二,沙三段厚度相当大的深湖相烃源岩中,有的凹陷夹有浊积岩体形成了油藏(田)。这种油田,按异地富集论,可以看成未能运移到烃源岩体以外,属于初始成藏而形成的。渤海湾盆地大油田石油系统(或称成藏模式)可分成两类四型(表1)。

  表1渤海湾盆地大油田新生界石油系统模式分类类型大油田名称一次成藏(包括初始成藏)一层结构两层结构高升、渤南静安堡、兴隆台、枣园一王官屯、任丘、濮城、文留再次成藏两层结构三层结构秦皇岛32―6、高尚堡一柳赞、东辛、胜坨曙光一欢喜岭、北大港、埕岛、孤岛、孤东、单家寺、绥中36-近几年在渤海海域勘探进展较大,又发现几个亿吨级的大油田,如南堡35―2、蓬蓬19一3、蓬莱9一1一1、曹妃甸11一1、曹妃甸12― 1、渤中25―1等:11.相信在陆上各坳陷中勘探工作也有进展,应该有亿吨级大油田被发现,尚未公布出来。但是,其石油系统的类型不会超出两类四型的范畴。因此,下面讨论其具体内容就有较全面的意义了。

  2.1.1渤南沙三段石油系统渤南油田位于济阳坳陷沾化凹陷北部的渤南洼陷,南邻垦西地垒。洼陷内沙三段深湖相烃源岩很厚。油田主体是东南方向插入烃源岩的浊积岩体,形成良好的封闭,虽有若干断层切割,但未造成油藏中石油大量外泄,没有再次运移和再次成藏现象。

  面密度0.84~0.含蜡量18 22%凝固点为25 ~35°C.油田西北部有的断块中,在沙二段、沙一段和东营组有油层分布,由于笔者未见石油性质有关资料,尚不能判断油源是否为沙三段。因为渤南洼陷沙一段也有生油能力,不过其石油是低熟的。如果这些组段中的石油为低熟油,那么还应有沙一段烃源岩的贡献。因为渤南油田中的石油储量,沙三段的占93%.当烃源岩的埋藏该油田的石油是正常的稀油,未受降解。其地深度进入生油褓)时,相当于早第三纪末。

  地温梯度为3.1°C/1m,烃源岩进入生油过程。油气在烃源岩内进行初次运移,聚集于浊积岩砂体,因之称为初始成藏作用。这类油藏在东营凹陷也有,就是梁家楼油田。另外,还有一种是烃源岩自身的裂缝密集区内形成的油藏。

  世中挞tm地质时代iEs!lEsEdEdMNgMm堆层生袖盏钼合ill111!tlll~wSr断衫n1闭形成一次成藏再次成藏一TTlfll烃类相态r~关键时刻1:-二=保存时间'-――.1断块闭形成丨L一次成蒙珥次成蒌11iEi~rwi'类相态蓬湿自油濂层!

  鳎堪柚气Rf关健时射保存时阂持续时渤海湾盆地大油田新生界石油系统事件模式示意。1.2高尚堡一柳赞沙三段石油系统该油田位于黄骅坳陷南堡凹陷北部的拾场次凹中,是一个有四套储盖组合的油田,其烃源岩均为沙三段。储盖组合是:沙三段内部砂岩,沙一段的砂、泥岩层,东营组的砂、泥岩层和馆陶组的砂、泥岩层。

  该油田中油藏很多,有背斜油藏、断块油藏、断鼻油藏和岩性油藏等四类,可细分为11种。

  虽然各油藏的石油均源自沙三段,这是由有机地球化学研究成果判定的,但是石油的性质明显地分为两类,上第三系中的石油“四高两低”,下第三系中石油正好相反,为“四低两高”(表2)。

  高尚堡一柳赞油田虽然油藏很多,但其形成可表2高尚堡一柳赞油田上、下第三系原油性质对比1层位沥青质含量,硫含量,蜡含量,凝固点/°C上第:二系下第:二系岩对孤东油田形成所占份额的资料,姑且以沙三段is2~4m.且有机碳含量高因此生烃以分成一次成藏和再次成藏两个阶段,造成了两种不同性质的石油。该油田含油面积48.1km2,石油地质储量超过3X108t.油田的形成过程可以描述如下:南堡凹陷在沙三段沉积时,处于深湖环境,从凹陷东北边缘外的柏各庄凸起,向凹陷边部携带粗屑沉积物形成冲积扇,与油源岩体组成了“侧生式”生储盖组合,这是该油田的主体其他的圈闭组成各自的生储盖组合。同样在早第三纪末,沙三段烃源岩进入了生油门限后开始生油,接着经过复杂的初次运移和二次运移,形成了下第三系各层段中的油藏。这时的石油是正常的,具“四低两高”的性质。晚第三纪,由于高柳断层的活动,把原先形成于下第三系中的少数油藏破坏,石油发生了再次运移,沿断层面向上进入馆陶组中,石油受到降解变重变稠,于是形成了“四高两低”

  的石油,这是再次成藏。

  2.1.3孤东沙三段石油系统孤东油田位于济阳坳陷沾化凹陷的中央凸起带东端,其烃源区是孤南洼陷。洼陷中“沙三段和沙一段都是良好的油源岩系,东营组也具有生油能力”。由于目前笔者未见到沙一段和东营组烃源为烃源岩进行分析。不过也有一点可资佐证,就是该油田上、下第三系石油的性质,也与高尚堡一柳赞油田一样,正好相反(表3)因此这样分析大体可行。

  表3孤东油田上、下第三系石油性质对比1151层位密度粘度蜡含量,凝固点八族组分上第下第二系重组分为主烷烃为主孤东油田储盖组合有七套,即古生界基岩、沙三段中部砂岩、沙二段砂岩、沙一段生物灰岩、东营组砂岩、馆陶组砂岩和明化镇组砂岩,及其上覆的泥岩组成。对于该油田连接油源岩与储盖组合的通道,基本上是断层面。其结果形成了含油面积65. 3km3,石油地质储量超过2X108t的大油田。

  该油田的形成过程和高尚堡一柳赞油田相似,只是多出了一个基岩油藏而己(b)2.2沧县隆起西坡石炭一二叠系含气系统沧县隆起西坡广泛分布的石炭一二叠系之上有中生界覆盖。石炭一二叠系含煤层系暗色泥岩厚强度普遍大于50X 108mVkm2.在文安一苏桥地区和大城地区都找到了油气藏其中前者研究较详细,现据有关资料叙述于下。

  文安一苏桥地区,“早期圈闭形成于燕山期,在区域左旋应力产生的北西一南东挤压应力下,由逆冲断裂形成一系列中、古生界圈闭,并捕获古生界烃源岩一次生烃产生的油和气。燕山末期遭受抬升剥蚀,早第三纪拉张正断层发育,形成一系列古生界断块圈闭,广泛接受上古生界烃源产生的油和气;同时,中生代形成的古生界油气藏遭受破坏、改造,早期形成的油气亦重新运移到古生界断块圈闭中;另外,深凹陷内的下第三系烃源岩,亦进入生烃门限开始生烃,沿断层面向上运移入圈闭,一起形成混合源油气藏”,其中28个发现了油气田,14个见到油气显示。本文仅选济阳坳陷的沾化凹陷进行分析,因为人们有不同看法。

  沾化凹陷沾化凹陷北以义和庄凸起与车镇凹陷相望,南以滨县和陈家庄两凸起与东营凹陷相隔,西界为埕宁隆起,而东界则以一条南北向低凸起和海域的黄河口凹陷相连,面积2800km2.凹陷内,北部为渤南洼陷,南部孤南洼陷,中间有一条东西向低凸起一中央凸起。凹陷己发现很多油田,有几个是大油田。

  渤南洼陷中的渤南油田,中央凸起上的孤岛、孤东两油田,都是大油田。此外,还有义东、长堤、五号、西、埕东、孤南、垦西、垦利、罗家、河滩等油田。因此,沾化凹陷油气资源丰富。

  石油系统含量小于0. 5%蜡含量小于2%,凝固点㈧'下伏的沙河街组。另外有学者指出,凹陷中不仅“发由于对沾化凹陷地质发展史有不同看法,所以划分石油系统时有两种观点。有学者认为,沾化凹陷属于晚断晚衰型,因此以上部成油组合为主,油层分布在东营组和上第三系中,油气主要来源是育了三套油源岩系,即沙四段、沙三段和沙一段”,而且三套油源岩生成的石油有明显区别。沙四段生成高熟油,以高Y蜡烷指数为特征,如罗家和垦西油田中的沙四段油藏,为Es4―Es4(!)。沙三段产出成熟油(部分高熟油),以高4一甲基甾烷为特征,油藏分布广泛,如渤南、孤南、五号、垦西等油田的沙三段油藏孤岛、孤东、埕东等油田的上第三系油藏,西、长堤等油田的中生界和古生界基岩油藏,为Es3―N、Es3、Pz(!)。沙一段生成低熟油,以C29甾烷成熟度参数低为特征。如孤东和河滩油田的沙二段和沙一段油藏,为Esi―Es2Esi(!)。

  综上所述,沾化凹陷是具有复合含油系统的凹陷,可划归叠置复合型18.从油源层分布看,孤南洼陷有三层,即沙四段、沙三段和沙一段;而渤南洼陷有两层,即沙三段和沙一段。整个凹陷以沙三段油源层为主,该油源层组成石油系统,是复式石油系统,具多次成藏特点。就凹陷的发展史来看,“晚断晚衰”可能概括不了沾化凹陷的特点,因为其断得并不晚,是否“早断晚衰”尚需研宄比较后判定。

  3.2坳陷的油气资源3.2.1以往工作的评估渤海湾盆地经过40多年的勘探和研宄,可认为陆地上的临清、冀中、黄骅、济阳、辽河和昌潍等坳陷新生界油气地质条件基本清楚。各个坳陷虽有不同,概括起来,油源层有五套,即孔二段、沙四段下部、沙三段、沙一段、东二段,其中沙三段最重要,几乎分布全盆地。深湖相油源岩的分布,反映各坳陷的拉张过程。总的看,盆地边缘的坳陷(凹陷),有昌潍等坳陷油气都是一次成藏;而黄骅和济阳坳陷油气再次成藏作用广泛;冀中坳陷和辽河坳陷南部虽然油气再次成藏存在,但数量和规模都不如济阳和黄骅坳陷;对于渤海湾海域仍需探讨。

  时间/Ma临清坳陷冀中坳陷黄骅坳陷济阳坳陷渤中坳陷辽河坳陷昌潍坳陷渤海湾盆地各坳陷新生界石油系统事件对比示意图例1,BZ(渤中)25―1油田,它位于渤中坳陷西南,与黄河口凹陷交界的低凸起上。“构造未钻前,沙二段底被误认为是潜山顶界(可能受‘晚断晚衰’观点的影响一笔者注)。现己钻井四口,最深的一2问题的提出关于渤海湾盆地陆海域新生界含油层位有这样的观点:从陆地向海域含油层位逐渐升高,”渤中坳陷的油气以上部组合为主“1181.前述”晚断晚衰“型凹陷的提法也属此观点。于是有学者在评估渤中凹陷成熟烃源岩时,就限于沙三段至东营组中1191.但是,沉积岩巨厚的渤中坳陷,如果只从沙三段沉积时开始断裂形成,那么12000m的岩层中,沙三段占多少近年勘探工作也一再突破了上述看法。

  口井于井深4000m完钻,揭示沙三段800m尚未钻穿,今构造位置在沙三段沉积埋藏的沉积中心,好烃源岩十分发育,沙三段顶部及沙二段的砂体是良好储集层,因此该构造具有良好的成藏条件,所钻四口井在沙河街组均获高产油流“1201. LD(辽东)22―1油田,它位于渤中坳陷的东北,在辽中低凸起南端。”构造未钻前,沙二段底被误认为潜山顶(可能又受'晚断晚衰‘观点的影响―笔者注)设计井深2450m进入沙四段,实际3280m尚未见沙三段底。钻后对过井地震剖面重新进行精细处理,在深处发现了可能的基底波。该构造形成时间较早,有良好的烃源层(沙三段)及运移通道(张性断裂)因此具备较好的成藏条件“。

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