遼海灘海中部海月潛山油氣成藏條件分析

崔玉哲

(中油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院 遼寧盤錦)

遼海灘海中部海月潛山油氣成藏條件分析

崔玉哲

(中油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院 遼寧盤錦)

為研究海月潛山的油氣成藏條件,探討油氣成藏的主控因素與油氣聚集規(guī)律,從潛山的油源條件、儲層條件、油氣運移通道和油藏保存條件等諸多要素入手,開展深入分析。研究結(jié)果表明：海月潛山東西兩側(cè)分別為兩大主力生油洼陷,長期持續(xù)活動的深大斷裂和潛山不整合面構(gòu)成良好的油源通道,多期次發(fā)育的裂縫為油氣聚集成藏提供了有利的儲集空間,沙河街期和東營期穩(wěn)定分布的湖相泥巖披覆潛山之上,為潛山成藏提供了良好的保存條件。其中,位于西側(cè)深大斷裂附近,側(cè)向直接與生油巖對接和位于構(gòu)造轉(zhuǎn)向部位的低潛山是油氣成藏的最有利場所。

海月潛山;太古界;古生界;裂縫;主控因素;成藏條件

0 引 言

遼河灘海中部是遼河陸上中央凸起向海域的自然延伸,中央凸起整體呈北東向條帶狀展布,由北向南依次為海外河潛山、海南低凸起、月東潛山和錦州9-3低凸起。目前,陸上中央凸起和南部的錦州9-3油田均在在潛山獲得了工業(yè)油氣流,因此,與其具有相似地質(zhì)結(jié)構(gòu)和油氣成藏條件的海月潛山也應(yīng)該具有較大的勘探潛力。目前,從海月潛山的鉆探情況分析,已有20多口井在潛山風化殼和內(nèi)幕見到了油氣顯示,多為油跡、油斑等顯示級別,并有海南17、海南20和海南8-15-17等井分別在太古界、古生界和中生界獲得了工業(yè)油氣流,預(yù)示了潛山良好的勘探前景。

1 潛山成藏條件分析

古潛山油氣成藏具有三個主要條件[1]：—是油源問題,古潛山自身沒有油源,必須借助于能與生油層溝通的不整合面、斷面或滲透性巖層使生油層中的油氣運移進入古潛山儲集層;二是儲層問題,古潛山的主要儲集空間為次生孔隙和裂縫雙介質(zhì)系統(tǒng),特別是遭風化溶蝕形成的古巖溶型溶蝕孔洞是優(yōu)良的儲集空間;三是圈閉問題,大多數(shù)情況下古潛山本身沒有封蓋層,需要依靠上覆非滲透性巖層作為蓋層。在這三個條件配置良好的構(gòu)造部位,通常是油氣富集的有利場所。

1.1 潛山地質(zhì)結(jié)構(gòu)

前古近系潛山地質(zhì)歷史中經(jīng)歷了加里東運動—海西運動—印支運動—燕山運動—喜山運動等多期次復(fù)雜的構(gòu)造變動[2]。從現(xiàn)今的構(gòu)造特征分析,海月潛山是在海南斷層和蓋州灘斷層共同控制下形成的地壘狀潛山,整體呈西陡東緩,南高北低的構(gòu)造特征,潛山內(nèi)部由分布各異的太古界、古生界和中生界三個構(gòu)造層組成;南北方向上,由高潛山到低潛山,潛山內(nèi)幕地層由單層→雙層→三層→雙層演變的特點,其中南部月東潛山主要為太古界單層結(jié)構(gòu),海南20井至海南24井之間主要為太古界和古生界雙層結(jié)構(gòu),海南24井至海南3井之間為太古界、古生界和中生界三層結(jié)構(gòu),海南3至海外海潛山又演變?yōu)樘沤绾椭猩珉p層結(jié)構(gòu);東西方向上,西側(cè)海南斷層一側(cè)主要以太古界為主,中、古生界為殘留地層,局部發(fā)育不全,東側(cè)海月斜坡帶三個層次發(fā)育較為齊全,且厚度較大。

1.2 儲層條件

中、新生代以來,潛山經(jīng)受多期構(gòu)造變動以及多期次、多種性質(zhì)斷裂活動影響,內(nèi)部孔隙和裂縫非常發(fā)育。太古界潛山儲層主要是混合花崗巖、花崗片麻巖、淺粒巖等,變質(zhì)程度較深,這種巖性在構(gòu)造應(yīng)力和風化淋濾作用下可以形成大裂縫[3],如圖1所示,巖心觀察及裂縫預(yù)測結(jié)果表明,多期次相互切割,裂縫發(fā)育程度較高;巖心薄片、鑄體薄片資料顯示,混合花崗巖以及片麻巖中微裂隙也較發(fā)育,巖心分析裂縫孔隙度0.24%(海南3),測井解釋基質(zhì)孔隙度0.1%～6.5%。巖性上具備形成潛山油藏的良好儲集條件。

圖1 太古界潛山裂縫預(yù)測圖

古生界是海月潛山的一個重要的勘探目的層,古生物及巖電組合特征分析,區(qū)內(nèi)的古生界主要為石炭系的本溪組和奧陶系的馬家溝組[4],其儲層主要是碳酸鹽巖夾碎屑巖沉積,海南7、8井及海南20、月東3井的鉆井及巖心資料顯示,各種裂縫和溶蝕孔洞非常發(fā)育,均為有利的儲集空間。其中,海南7井、海南23-25井和月北1井在鉆井過程中,古生界發(fā)生明顯的泥漿漏失,表明本區(qū)古生界灰?guī)r曾經(jīng)歷過風化、淋濾和地下水的溶蝕作用,具備形成原生裂縫及溶洞、孔洞的條件,可以形成較好的潛山儲層。

1.3 潛山的油源條件

海月潛山為典型的洼中隆起。東西二側(cè)緊鄰海南和蓋州灘生油氣洼陷,長期、持續(xù)活動的海南和蓋州灘深大斷裂延伸至生油洼陷中心,可為潛山成藏提供充足的油源。平面上,海南斷層在區(qū)內(nèi)南北延伸長度約20 km,縱向上斷層落差達3 000 m～4 000 m以上,西側(cè)陡坡受海南斷層控制,潛山面與有效生油巖的接觸面積達200 km2以上,東側(cè)緩坡潛山與有效生油巖的接觸面積約180 km2以上。沉積構(gòu)造演化史及源巖成熟史綜合分析[5],由于潛山圈閉形成早,且較上覆圈閉更近油源,與生油巖有更大面積,更充分的接觸,因而具備“優(yōu)先”捕獲油氣的能力。

1.4 油氣運移通道及運移特點

潛山圈閉聚集油氣最為重要的條件就是圈閉與油源的溝通條件[6]。區(qū)內(nèi)潛山為東、西二條主斷裂夾持的地壘山,洼陷區(qū)巨厚的成熟烴源巖與山體二側(cè)大面積接觸,主干斷層、潛山不整合面與潛山內(nèi)幕斷層和裂縫共同構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)狀疏導體系,形成了沿斷層、潛山不整合面和潛山裂縫系統(tǒng)組成的聯(lián)合運移模式[7]。海南斷層和蓋洲灘斷層作為溝通油源與儲集層的重要途徑,使得凹陷內(nèi)各期生成的油氣能夠順利地向上運移,并于合適的圈閉中聚集成藏,在油氣運移過程中,當遇到不整合面或潛山內(nèi)部裂縫時,油氣便進行側(cè)向排驅(qū)而進入其中。進行水平運移,使得油氣能夠側(cè)向到達周邊地區(qū)的潛山圈閉中,如圖2所示。

圖2 潛山成藏模式圖

1.5 潛山蓋層條件

穩(wěn)定的蓋層是潛山油藏得以保存的必要條件,海月潛山主體蓋層為古近系沙一、二段及東營組湖相泥巖。沙一、二段僅在海南和海月過渡區(qū)低潛山上有較薄的淺湖相泥巖覆蓋,而東二、三期湖相泥巖,幾乎覆蓋全區(qū),成為良好的區(qū)域蓋層。根據(jù)鉆井統(tǒng)計,海月潛山主體古近系泥巖厚度為100 m～300 m,側(cè)翼厚度可達400 m以上,完全可以對下伏油氣藏起到優(yōu)良的封蓋作用。

1.6 潛山圈閉條件

本區(qū)地質(zhì)歷史中經(jīng)歷了沉降-隆升-剝蝕的多期次構(gòu)造運動旋回,在潛山內(nèi)幕形成了太古界、古生界和中生界頂面等多套區(qū)域不整合面。同時多期次,不同性質(zhì)的構(gòu)造運動又產(chǎn)生了不同規(guī)模、不同性質(zhì)的斷裂體系和內(nèi)幕裂縫。這些不同期次、不同性質(zhì)的斷層相互交切,將潛山分割成東西成帶,南北分塊的一系列潛山圈閉。根據(jù)圈閉類型和成因分析[8],本區(qū)前古近系發(fā)育古地貌山、斷塊山等多種類型圈閉。古地貌山主要分布于各構(gòu)造層次的潛山高部位,如海南3塊、月東1塊太古界古地貌山,海南20、月東3塊古生界地貌山。斷塊山分布廣泛,主體和側(cè)翼均有發(fā)育,與油源有較好的溝通條件。

已有鉆探成果分析,區(qū)內(nèi)不同構(gòu)造層次,不同構(gòu)造位置潛山均見良好油氣顯示,說明各層系潛山均有較大勘探潛力。目前區(qū)內(nèi)有6口井鉆遇中生界,4口井見油斑、油跡以上級別油氣顯示,3口井解釋油層或差油層,試油之后都獲得低產(chǎn)油氣層。古生界4口井鉆遇,其中海南7井和海南20井油氣顯示好,海南20井試油獲得低產(chǎn)油氣流。太古界7口探井鉆遇,6口井見油氣顯示,其中海南17井獲得低產(chǎn)油氣層。雖然產(chǎn)量不高,但無疑肯定了海月地區(qū)的潛山具備形成油氣藏的條件,只要油源、儲層和蓋層條件配置良好,就有形成高產(chǎn)的條件。況且海月地區(qū)所鉆井都是以古近系為主要勘探目的層,進山井普遍揭露的潛山地層普遍較薄,甚至連潛山風化殼都沒有鉆穿,更不要說探索潛山內(nèi)幕。如果借鑒陸上潛山的成功勘探經(jīng)驗,選擇主斷裂帶附近油源溝通條件好的圈閉實施鉆探,更深層次的揭示潛山內(nèi)幕,相信會有所突破。

2 有利目標預(yù)測

綜合油源、儲集層和蓋層條件等多方面研究成果,對海月潛山的有利目標區(qū)進行了預(yù)測。從東西兩側(cè)分析,西側(cè)靠近海南斷層一側(cè)的潛山成藏條件優(yōu)于東側(cè)斜坡帶,主要表現(xiàn)在西側(cè)潛山具有近油源、疏導條件有利、裂縫系統(tǒng)發(fā)育的特點;從南北方向上分析,北部的海南低潛山成藏條件更為有利,其側(cè)向及頂面直接為沙三段成熟烴源巖覆蓋,潛山的主體和側(cè)翼都應(yīng)該是比較有利的目標。目前,通過采用層位標定、精細構(gòu)造解釋和潛山裂縫預(yù)測等技術(shù)手段在潛山已經(jīng)落實了多個有利圈閉。

1)海南1、3塊潛山：位于北段的海南低潛山,主要目的層為太古界,該塊緊鄰海南斷層,側(cè)向上直接與沙三段烴源巖接觸,海南斷層長期活動可為潛山內(nèi)部提供充足的油氣。

2)海南6塊東側(cè)潛山：位于海南斷層向北分支轉(zhuǎn)彎處,處于構(gòu)造轉(zhuǎn)折部位,預(yù)測裂縫發(fā)育程度較高,且側(cè)向直接與沙三段烴源巖接觸,成藏條件比較有利。

3)海南20塊潛山：位于海月潛山構(gòu)造帶中南段,太古界和古生界潛山高部位。具有古生界和太古界雙層地質(zhì)結(jié)構(gòu)。該目標圈閉的低部位已部署海南20井,完鉆層位古生界,揭露古生界的層330 m,巖性為泥灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖,頂部11m見油跡顯示,測井解釋低產(chǎn)油層15.9 m/1層。

3 結(jié) 論

1)海月潛山具備有利的油源條件、儲集條件以及油氣運移通道,同時,沙河街期和東營期穩(wěn)定分布的湖相泥巖覆蓋,為潛山成藏提供了良好的保存條件。

2)潛山側(cè)向與生油巖的對接程度和上覆層的封蓋條件直接影響油氣富集程度,構(gòu)造轉(zhuǎn)向部位是油氣聚油的有利場所。

3)加強潛山巖性識別、裂縫識別和側(cè)向封堵條件研究,對勘探目標選擇具有重要指導意義。

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Analysis of hydrocarbon accumulation conditions of Haiyue buried hill in the middle of Liaohe beach-shallow sea.

Cui Yuzhe.

In order to study the hydrocarbon accumulation conditions,and major control factors and pattern of Haiyue buried hill,the oil source conditions,reservoir conditions,hydrocarbon migration pathways and reservoir preservation conditions and other factors of the buried hill are analyzed in this paper.The study results indicate that there is a major oil source depression on each side of Haiyue buried hill;the long-lasting activity of deep faults and unconformity of the buried hill constitute favorable pathways for oil sources;the fractures that have developed over multiple phases provide favorable reservoir space for hydrocarbon accumulation and the lacustrine mudstone stably distributed during Es2 and Dongying period overlying the buried hill provides favorable preservation conditions for the buried hill accumulation.Near the deep fault on the western side,the low lying buried hill directly jointing the oil source rock laterally and at the turning point of the structure is the most favorable place for hydrocarbon accumulation.

Haiyue buried hill;archaeozoic;palaeozoic;fracture;major control factor;accumulation condition

P631.4+41

B

1004-9134(2011)06-0053-03

崔玉哲,男,1969年生,工程師,1989年7月畢業(yè)于長春地質(zhì)學院地球物理專業(yè),現(xiàn)在中油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院海洋所從事構(gòu)造研究及儲層預(yù)測工作。郵編：124010

2011-05-08

劉雅銘)

PI,2011,25(6)：53～55

·開發(fā)設(shè)計·