王集楊樓結(jié)合部成藏研究

張偉 戴勝群 張科 文堯 馮劍(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室(長江大學(xué)),湖北武漢 430100)

王集楊樓結(jié)合部成藏研究

張偉 戴勝群＊張科 文堯 馮劍(油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室(長江大學(xué)),湖北武漢 430100)

研究區(qū)位于泌陽凹陷北部斜坡中段, 區(qū)塊內(nèi)涉及了楊樓、王集、柴莊油田部分,西部為付灣油田。文章從油氣成藏條件出發(fā),通過對研究區(qū)生、儲、蓋、運、聚、保以及時空匹配關(guān)系的分析來推斷成藏期次和過程。分析表明研究區(qū)核三下段地層為主要烴源巖,儲層為高孔高滲,物性好,從上到下發(fā)育多套生儲蓋組合,斷層和層間砂體為油氣運移的主要通道,組成了油氣運移的空間網(wǎng)絡(luò),構(gòu)造與時間、空間配置關(guān)系良好。

泌陽凹陷 圈閉條件 油氣運移

1 區(qū)域背景

研究區(qū)位于河南省唐河縣大河屯鄉(xiāng)境內(nèi),構(gòu)造位置位于泌陽凹陷北部斜坡帶,西部位楊樓油田,南部、東部分別有王集、新莊兩個油田。地面條件良好,以平原和丘陵地形為主,為農(nóng)作物種植區(qū),泌陽河自東向西流經(jīng)該區(qū),區(qū)域構(gòu)造屬于南襄盆地泌陽凹陷楊樓鼻狀構(gòu)造(圖1-1)。

2 成藏條件

2.1 烴源巖條件

2.1.1 有機質(zhì)類型及豐度

研究區(qū)所處的北部斜坡的烴源巖主要來自泌陽凹陷古近系核桃園組三段。具有十分優(yōu)越的生油條件:①烴源巖以暗色泥巖、油頁巖、泥質(zhì)白云巖等為主,母質(zhì)類型好,有機質(zhì)類型以I型和Ⅱ為主,I型占絕對優(yōu)勢,Ⅱ型較少;②有機顯微組分菌藻類有機質(zhì)占主導(dǎo)、礦物瀝青基質(zhì)豐富;③烴源巖成烴潛力高,有機質(zhì)豐度高(有機碳平均含量為1．77%,氯仿瀝青“A”平均含量為0．2167%),優(yōu)質(zhì)烴源巖所占比例大;④有效烴源巖分布范圍廣、厚度大,地溫梯度高(平均為4．1℃/l00m),生油門限淺(1700m)。

圖1－1 研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造位置示意圖

圖2-1 核三底現(xiàn)今鏡質(zhì)體反射率(R0)分布

2.1.2 成熟度

泌陽凹陷深凹區(qū)核三下亞段烴源巖在核三段沉積末期(36Ma)已全部進入成熟門限(泌陽凹陷成熟門限Ro=0．5);核一段末期(29Ma)進入成油高峰階段,廖莊組沉積中期(18Ma)就開始有部分烴源巖進入高演化階段(凝析油氣階段)(圖2-1、2-2)。核三上亞段烴源巖在核二段沉積開始時即進入成熟門限,廖莊組沉積末期進入成油高峰階段;核三上亞段現(xiàn)今處于主生油階段范圍內(nèi),核二段底部在廖莊組末期進入成熟門限(圖2-3)。

2.2 儲積層條件

圖2-2 H3VII底部成熟度圖

圖2-3 泌陽凹陷H3上段現(xiàn)今鏡質(zhì)體反射率及研究區(qū)H3上段成熟度圖

泌陽凹陷北部斜坡區(qū)儲集條件良好,發(fā)育有古城、張廠、王集等三角洲沉積砂體[2],分布面積50～170km2。這些砂體均伸入深凹陷生油區(qū)內(nèi),成為良好的輸導(dǎo)層,排烴效率高,并形成多套生儲蓋組合。砂巖埋藏淺、膠結(jié)疏松,物性好,孔隙度一般20%～35%,滲透率(150～900)X10-3um2。

圖2-4 研究區(qū)H3IV5小層沉積微相圖及孔滲交匯圖

圖2-5 研究區(qū)圈閉類型剖面及平面圖

圖2-6 泌陽凹陷油氣事件圖

圖2-7 泌陽凹陷核三段生儲蓋配置平面圖

儲層因素包括沉積因素及巖性因素。其中沉積因素的控制作用主要表現(xiàn)為不同微相砂體的含油性不同,其中以分流河道、河口壩砂體物性較好,因此含油性較好。而席狀砂含油性則較差。本次此次研究編制了全區(qū)H3Ⅳ5、H3IV7、H3V3、H3Ⅵ3等10個小層孔隙度、滲透率分布圖,分別代表了儲層分布的總體特征。通過相同層位對比分析,可以看出孔隙度和滲透率都為高值時,就是油藏比較富集的區(qū)域。如:YQ2-YQ20井區(qū)、YQ19井區(qū)、YZ4井區(qū)和CQ6-CQ7井區(qū)等。

巖性因素控制油水邊界,油層范圍一般在儲層展布范圍以內(nèi),且砂體邊緣一般物性較差,不具有儲集能力,為干層。巖性因素對絕大部分含油區(qū)塊均有不同程度的影響,對研究區(qū)內(nèi)油田的主要含油區(qū)塊,巖性因素則對側(cè)向封堵起控制作用。儲層泥質(zhì)含量的高值邊界反映了儲層的油藏邊界。通過和油藏富集區(qū)域?qū)Ρ?斷層和泥質(zhì)含量的高值區(qū)相互配合,形成了不同層位、富集程度不同的巖性油藏。

研究區(qū)楊樓-王集-柴莊地區(qū)的物源主要有3個:北東方向的侯莊近源三角洲、北部的王集近源三角洲和西北部的楊樓遠(yuǎn)源三角洲,砂體沉積類型主要為三角洲前緣亞相,水下分流河道砂沉積和河口壩沉積為主要特征,砂巖十分發(fā)育,儲層主要為水下分流河道及遠(yuǎn)砂壩砂體,其孔隙度一般13%～22%,滲透率一般0．27～2．58/Mm2(圖2-4)[5]。

2.3 蓋層及儲蓋組合

泌陽凹陷為一個單旋回型凹陷,只有一個區(qū)域蓋層,即核桃園組三段末期一次大范圍的湖侵,該時期沉積有機質(zhì)豐富,泥巖發(fā)育,形成較厚泥巖段,呈南厚北薄的楔狀,平面上則呈向東南收斂、向西北撒開的扇狀。目前已發(fā)現(xiàn)的巨大部分油氣藏均在次泥巖段之下,縱向上封蓋能力好。區(qū)域蓋層最大分布面積約為850km2,蓋層單層厚度較大的層段為核三段Ⅳ、V、Ⅵ砂組,其次為核三段I、Ⅱ、Ⅲ砂組,最小的為核三段Ⅶ、Ⅷ砂組。從而在縱向上形成了很好的封蓋條件。據(jù)樣品物性封閉能力測定,該區(qū)核桃園組泥巖具有較強的物性封閉能力,飽和水突破壓力為10．7～21．3MPa,平均為16．14MPa,屬良好蓋層,多旋回沉積,生油層與儲集層間互,發(fā)育多套儲蓋組合,儲蓋條件好。

2.4 圈閉條件

圈閉泌陽凹陷新生代油氣藏類型豐富,受斷層和巖性控制[1]。凹陷的油氣藏分布在平面上最大特點是受新生代構(gòu)造分帶性的控制,凹陷的不同部位發(fā)育有不同的圈閉類型,從而導(dǎo)致油氣藏分布的分帶性。北部斜坡主要發(fā)育斷鼻圈閉、斷塊圈閉、斷層一巖性圈閉和環(huán)鹽湖北部斜坡分布的砂巖透鏡體圈閉、地層超覆圈閉[3]。

研究區(qū)受斷層和巖性控制,主要發(fā)育斷鼻圈閉、斷塊圈閉、斷層-巖性圈閉類型(圖2-5)。

2.5 油氣運聚

根據(jù)流體包裹體分析和生排烴史分析認(rèn)為,泌陽凹陷油氣運移聚集主要有兩期,第一期為小規(guī)模油氣運移聚集,時問為核一段末期-廖莊組沉積期,即漸新世晚期,北部斜坡區(qū)尚無此期形成油氣藏的直接證據(jù)。第二期為大規(guī)模油氣聚集成藏期,成藏時間為廖莊末差異抬升期,即中新世-上新世早期,此時核三上亞段烴源巖達到生烴高峰期,差異構(gòu)造抬升運動一方面導(dǎo)致北部斜坡大規(guī)模圈閉形成并最后定型,另一方面導(dǎo)致烴源巖區(qū)和北部斜坡圈閉區(qū)之問勢能差急劇增加,為油氣大規(guī)模運移提供了動力,加速了油氣運移聚集成藏。

2.6 時空匹配關(guān)系

從平面上看,泌陽凹陷北部斜坡核桃園組沉積時期,多個砂體環(huán)繞生、蓋區(qū)分布,砂體以扇狀或指狀從凹陷邊緣伸人生、蓋區(qū)內(nèi),其中砂巖厚度百分比大于20%的砂層分布范圍占生、蓋層區(qū)面積的88%以上,砂體與生、蓋大面積接觸,為油氣運移和聚集創(chuàng)造了良好的條件(圖2-7)[4]。從剖面上看,生、蓋層和儲層以指狀交錯式配置。由此可見,泌陽凹陷北部斜坡不僅各成藏要素具有良好的空間配置,而且各種成藏作用具有良好的時間匹配,凹陷圈閉形成于核三段沉積末期(42-10Ma), 定型于廖莊末構(gòu)造抬升期,油氣最早成藏時間為核三段沉積末期,大規(guī)模排烴期為10-15Ma左右,為早生晚注晚期成藏(圖2-6)。

成藏要素和成藏作用良好的時空匹配關(guān)系形成了北部斜坡油氣富集。

從圖2-8中,本區(qū)砂巖百分比為20%-50%,生油層厚度在600-800米之間,為油氣運移的主要指向區(qū)。

3 結(jié)語

歸納總結(jié),研究區(qū)核三下段地層為主要烴源巖,儲層為高孔高滲,物性好,從上到下發(fā)育多套生儲蓋組合,斷層和層間砂體為油氣運移的主要通道,組成了油氣運移的空間網(wǎng)絡(luò),構(gòu)造與時間、空間配置關(guān)系良好。

[1]鐘俊義,鄭浚茂,王振付 等.泌陽凹陷北部斜坡帶三角洲沉積特征與油氣成藏研究.特種油氣藏,2006,13(1):26-29.

[2]趙躍華.王集油田儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征及微觀非均質(zhì)性研究.石油勘探與開發(fā),1992,19(4):97-106.

[3]楊道慶,陸建林.泌陽凹陷新生代構(gòu)造演化及其形成機制.石油天然氣學(xué)報,2005,27(4):416—4191

[4]靳永和,李磊,李滿順 等.河南泌陽凹陷北部斜坡東帶斷裂體系與油氣聚集.地質(zhì)調(diào)查與研究,2004,27(2):101-104.

[5]高志軍,李浪,吳庭.聚類分析在砂巖儲層評價中的應(yīng)用—以王集油田東區(qū)為例.石油地質(zhì)與工程,2009,23(5):64-68.

張偉(1989—),男,漢,湖北鐘祥人,碩士,研究方向:油藏地質(zhì)。

?通訊作者:戴勝群(1963—),男,回族,河南南陽人,博士,副教授,現(xiàn)在職務(wù):地質(zhì)資源與地質(zhì)工程碩導(dǎo),研究方向:構(gòu)造精細(xì)解釋、沉積相及砂體展布、儲層特征、剩余油分布規(guī)律、開發(fā)技術(shù)政策、方案編制。