烴源條件對古潛山油氣藏形成的控制作用
——以遼河斷陷大民屯凹陷太古宇古潛山為例

李軍生,龐雄奇,崔立葉,吳佳樂

(1.中國石油大學(xué),北京 102200;2.中油遼河油田公司,遼寧 盤錦 124010)

烴源條件對古潛山油氣藏形成的控制作用
——以遼河斷陷大民屯凹陷太古宇古潛山為例

李軍生1,2,龐雄奇1,崔立葉2,吳佳樂2

(1.中國石油大學(xué),北京 102200;2.中油遼河油田公司,遼寧 盤錦 124010)

從烴源巖的豐度、縱向發(fā)育及橫向分布情況等方面對大民屯凹陷烴源條件進(jìn)行研究,并對其油氣運(yùn)移條件進(jìn)行分析。結(jié)合該區(qū)的勘探成果,分析烴源巖在太古宇古潛山油氣成藏中的控制作用。研究結(jié)果認(rèn)為,烴源巖控制了古潛山圈閉的含油氣豐度、油氣類型及成藏底界深度,是決定該區(qū)太古宇古潛山圈閉能否形成油氣藏的關(guān)鍵控制因素。

烴源巖;古潛山;油氣藏;控制作用;太古宇;大民屯凹陷

1 烴源條件分析

烴源巖的特征在很大程度上決定了一個(gè)盆地(凹陷)或一個(gè)區(qū)帶油氣資源的豐富程度以及資源類型、分布等特征[1]。在古近紀(jì),由于遼河斷陷的發(fā)育、演化控制了多旋回的沉積體系,形成了沙四段、沙三段、沙一、二段和東營組多層次、大面積分布的烴源巖。

1.1 烴源巖分布及發(fā)育特點(diǎn)

遼河斷陷斷裂的分段性,控制著各沉積旋回?zé)N源巖的發(fā)育,在斷裂活動(dòng)的控制下,大民屯凹陷古近系從下向上發(fā)育了沙四段、沙三段、沙一、二段及東營組 4套烴源巖,烴源巖的發(fā)育程度由下向上依次變差。

大民屯凹陷沙四段厚度一般為 400～500 m,而南部榮勝堡洼陷厚達(dá) 700 m;沙三段烴源巖相當(dāng)發(fā)育,有一半地區(qū)厚度超過 800 m,最厚在榮勝堡洼陷,厚達(dá) 2 000 m (圖 1);沙一段烴源巖比較薄,大部分地區(qū)在 200 m以下,榮勝堡洼陷最厚為 400 m。

總之,大民屯凹陷烴源巖分布層位多、面積廣、厚度大。豐富的烴源巖為大民屯凹陷油氣成藏奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖 1 大民屯凹陷沙三、四段烴源巖分布

1.2 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度

由大民屯凹陷古近系暗色泥巖地球化學(xué)指標(biāo)(表 1)可以看出,大民屯凹陷烴源層的有機(jī)質(zhì)豐度較高,以沙四段為最高,其次為沙三段。

表 1 大民屯凹陷古近系暗色泥巖地球化學(xué)指標(biāo)均值

1.3 古近系有機(jī)質(zhì)類型

遼河斷陷內(nèi)存在 4種主要生烴母質(zhì)類型,即腐泥型、混合A型、混合B型、腐殖型,大民屯凹陷內(nèi)以 I IB型為主 (表 2)。

表 2 大民屯凹陷古近系干酪根顯微組分含量

對大民屯凹陷油氣成藏起主要作用的有 2套烴源巖:第 1套為沙四段下部的“油頁巖”厚度不大(100～350 m),但有機(jī)質(zhì)豐度高 (TOC最高可達(dá)12%,平均為 6%)、生烴潛力大[2],;第 2套為沙四段上部和沙三段下部泥巖,有機(jī)質(zhì)豐度中等 (TOC為1.4%～2%,平均為 1.6%),烴源巖品質(zhì)一般,但因其厚度巨大 (在榮勝堡洼陷內(nèi)部最厚可超過 1 500 m),同樣具有較大的生烴潛力。

2 油氣運(yùn)移條件分析

由于古潛山的成藏模式為新生古儲(chǔ)式,因此研究古潛山成藏的輸導(dǎo)體系具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義[3～6]。本區(qū)油氣運(yùn)移的主要輸導(dǎo)體系為不整合、斷層及滲透層[7～10](圖 2)。

圖 2 哈 31-16-18—哈 31井油藏剖面

2.1 不整合

不整合面上下具有適合油氣運(yùn)移的良好通道,將相距很遠(yuǎn)的烴源巖與儲(chǔ)集巖聯(lián)系起來,形成良好的生—運(yùn)—儲(chǔ)組合。在大民屯凹陷,古近系地層與太古宇地層為明顯的不整合接觸,形成了良好的油氣運(yùn)移通道,使洼陷中生成的油氣源源不斷地向高部位運(yùn)移,而該區(qū)的潛山正好處在油氣側(cè)向運(yùn)移的指向上。

2.2 斷層

斷層對油氣藏的形成和破壞都有著直接的影響。開啟斷層可以成為油氣垂向運(yùn)移的良好通道,溝通烴源層和儲(chǔ)集層,形成次烴源氣藏;封閉斷層可以阻擋油氣的運(yùn)移。

大民屯凹陷太古宇油藏為新生古儲(chǔ)型油藏,油氣從新生界烴源層運(yùn)移到太古宇儲(chǔ)層過程中,油氣常常是跨越斷層運(yùn)移?？梢?斷層在該區(qū)油氣成藏中起到了極其重要的作用。

2.3 滲透層

在古近系地層中,發(fā)育多層砂巖,具有較好的滲透性,既是良好的儲(chǔ)集層,又是油氣運(yùn)移的良好通道。太古宇地層中發(fā)育低角度縫及高角度縫,油氣在低角度縫中發(fā)生橫向運(yùn)移,在高角度縫中發(fā)生縱向運(yùn)移,使油氣在潛山地層中發(fā)生側(cè)向及縱向運(yùn)移。

3 烴源條件對古潛山油氣藏形成的控制作用

3.1 烴源條件是決定古潛山能否形成油氣藏的關(guān)鍵

大民屯凹陷太古宇變質(zhì)巖系油氣儲(chǔ)集巖是由一套區(qū)域變質(zhì)巖、混合巖和極少量受構(gòu)造作用改造成的碎裂(動(dòng)力)變質(zhì)巖組成,沒有生油能力,周邊的烴源巖是古潛山形成油氣藏的物質(zhì)基礎(chǔ)[11],在太古宇潛山油藏的勘探時(shí),首先要找到能為其提供油氣的烴源條件[12]。

根據(jù)該區(qū)沙四段、沙三段烴源巖排烴情況的研究結(jié)果,確定區(qū)內(nèi)生烴層段烴源灶的分布范圍 (圖3)。這些烴源灶為區(qū)內(nèi)古潛山油氣成藏提供了豐富的油氣資源。

圖 3 大民屯凹陷沙四段烴源灶與油氣藏分布關(guān)系

3.2 烴源條件控制古潛山油氣藏的含油氣豐度

本區(qū)太古宇潛山發(fā)育了眾多的潛山圈閉,為油氣成藏準(zhǔn)備了充足的儲(chǔ)集空間。在這樣的條件下,烴源條件是決定各有利圈閉中儲(chǔ)層含油氣豐度的主要控制因素。

大民屯凹陷內(nèi)的東勝堡潛山,緊鄰榮勝堡洼陷,具備良好的烴源條件,形成了大型的潛山油氣藏。而在凹陷邊緣的曹臺(tái)潛山,距離生油洼陷較遠(yuǎn),烴源條件較差,含油氣性較差。

3.3 烴源條件控制古潛山油氣藏的油氣類型

大民屯凹陷內(nèi)存在正常油和高蠟油 2種原油類型[13],其分布受烴源巖的類型及分布控制。高蠟油分布在榮勝堡潛山、靜安堡潛山及靜北廣大地區(qū),而正常油環(huán)繞榮勝堡洼陷分布。

達(dá)到生烴門限的沙四段烴源巖分布在凹陷南部榮勝堡洼陷周邊及安福屯洼陷、三臺(tái)子洼陷的部分地區(qū),其中生成、排出的油氣在東勝堡、靜安堡、安福屯、邊臺(tái)、曹臺(tái)等有利圈閉中聚集成藏;達(dá)到生烴門限的沙三段烴源巖僅在榮勝堡洼陷周邊分布,其中生成、排出的油氣在榮勝堡洼陷附近的有利圈閉中聚集成藏[14]。

3.4 烴源巖的發(fā)育深度控制了古潛山油藏的底界深度

雖然在異常液體壓力的作用下,源巖中生成的油氣可以向下運(yùn)移,但該區(qū)基巖圈閉一般位于油源巖的側(cè)面油氣運(yùn)移的指向上,油氣從側(cè)向注入圈閉,因此,油源巖的深度決定了油藏的深度,油氣藏在這個(gè)深度以上發(fā)育。

4 結(jié) 論

(1)遼河斷陷大民屯凹陷發(fā)育多套烴源巖,其中沙四段和沙三段烴源巖為該凹陷的主要烴源巖。這些烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高且分布廣泛,為油氣藏的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

(2)大民屯凹陷內(nèi)發(fā)育不整合、斷層及滲透層等與太古宇古潛山成藏有關(guān)的油氣運(yùn)移通道,且區(qū)內(nèi)潛山多位于烴源巖側(cè)向油氣運(yùn)移的指向上,十分有利于油氣向古潛山圈閉內(nèi)運(yùn)移并聚集成藏。

(3)烴源條件對大民屯凹陷太古宇古潛山油氣藏的形成起到了至關(guān)重要的控制作用?？刂屏斯艥撋降暮蜌庳S度、油氣類型,烴源巖的發(fā)育深度控制了古潛山油氣藏的底界深度。

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編輯 孟凡勤

TE122.1

A

1006-6535(2010)06-0018-03

20100613;改回日期:20100912

國家重點(diǎn)攻關(guān)課題“松遼盆地及渤海灣盆地北部復(fù)雜隱蔽油氣藏地質(zhì)評價(jià)和勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”子課題 (2001BA605A-08-04)

李軍生 (1967-),男,高級(jí)工程師,1990年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué) (武漢)石油地質(zhì)專業(yè),中國石油大學(xué) (北京)在讀博士研究生,現(xiàn)從事石油地質(zhì)綜合研究工作。