蘇北盆地白駒凹陷油氣富集規(guī)律與成藏模式

摘 要

摘要：白駒凹陷洋心次凹自2005年投入勘探以來(lái)，已發(fā)現(xiàn)多個(gè)小斷塊油氣藏。為認(rèn)識(shí)其油氣富集與成藏模式，提高勘探成功率，以油氣富集規(guī)律與成藏模式分析為主線(xiàn)，通過(guò)烴源巖評(píng)價(jià)及成熟期
摘要：白駒凹陷洋心次凹自2005年投入勘探以來(lái)，已發(fā)現(xiàn)多個(gè)小斷塊油氣藏。為認(rèn)識(shí)其油氣富集與成藏模式，提高勘探成功率，以油氣富集規(guī)律與成藏模式分析為主線(xiàn)，通過(guò)烴源巖評(píng)價(jià)及成熟期分析、圈閉類(lèi)型劃分，研究了斷層對(duì)油氣成藏的控制作用、巖漿巖活動(dòng)與油氣成藏的關(guān)系。結(jié)果認(rèn)為：①白駒凹陷洋心次凹發(fā)育成熟的古近系泰州組陸相湖盆泥質(zhì)烴源巖，其油氣具有晚期成藏的特點(diǎn)，漸新世末的鹽城期是陸相油氣源的主要運(yùn)移、聚集及成藏期，斷裂形成的復(fù)雜小斷塊圈閉類(lèi)型是油氣聚集的主要場(chǎng)所；②貫穿生油深洼的大斷層是溝通主力油源區(qū)的主要油氣通道，油氣以斷層和砂體為運(yùn)移通道，就近運(yùn)移與聚集成藏；③成藏類(lèi)型為巖性+斷塊、斷塊+巖性等的多種圈閉組合的小斷塊層狀砂巖低滲高凝油藏，巖漿活動(dòng)有利于提高地溫梯度，對(duì)油氣運(yùn)移、聚集不起破壞作用。結(jié)論指出：洋心次凹進(jìn)一步勘探的重點(diǎn)應(yīng)以泰州組一段為主，阜寧組一段為輔，若在“油源、儲(chǔ)層、圈閉”三者配置條件好的地區(qū)找到匹配比較理想的圈閉，將有希望獲得新的油氣發(fā)現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：白駒凹陷；箕狀斷陷；復(fù)雜小斷塊；晚期成藏；油氣聚集；輸導(dǎo)系統(tǒng)；成藏模式；蘇北盆地
    白駒凹陷是蘇北盆地東臺(tái)坳陷內(nèi)的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，整體為一南斷北超的箕狀斷陷，面積約2180km2，由北到南可進(jìn)一步細(xì)分為：大豐次凹、施家舍斷階帶、洋心次凹和草埝斷階帶4個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元[1～2]，筆者研究分析的對(duì)象主要為洋心次凹，自2005年投入勘探以來(lái)，已發(fā)現(xiàn)多個(gè)小斷塊油氣藏，具有一定的勘探開(kāi)發(fā)潛力。
1 烴源巖評(píng)價(jià)及成熟期分析
    生儲(chǔ)蓋綜合研究表明，白駒凹陷形成了古近系泰州組二段、泰0段含油氣系統(tǒng)、阜寧組二段含油氣系統(tǒng)等3套含油氣系統(tǒng)。針對(duì)實(shí)際出油層位和出油點(diǎn)，對(duì)勘查區(qū)主力烴源巖進(jìn)行生烴潛力評(píng)價(jià)，確定生油門(mén)限，基本摸清了成熟烴源巖分布范圍，用氯仿瀝青“A”法及生烴潛力法計(jì)算了探區(qū)資源量[3～4]。根據(jù)巖電特征差異，主要生烴段泰二段自下而上可分為E1t21、E1t22、E1t23等3個(gè)亞段。E1t21是泥灰?guī)r段，E1t22是黑色深灰色泥巖段，E1t23為深灰色灰色泥巖夾多層粉砂巖，泥質(zhì)粉砂巖段。泰州組烴源巖3個(gè)亞段比較研究表明，E1t22生烴能力最好，其次為E1t21，最差為E1t23。利用康南公式計(jì)算泰二段生油門(mén)限溫度為76.4～76.1℃，采用地溫梯度3.0℃/100m，計(jì)算的生油門(mén)限為2550.0～2540.0m，與現(xiàn)在通用的生油門(mén)限2500m基本吻合；阜寧組二段生油門(mén)限溫度為77.6℃，采用地溫梯度3.0℃/100m，計(jì)算的生油門(mén)限為2580m。因此，漸新世末的鹽城期是白駒凹陷陸相油氣源的主要運(yùn)移、聚集及成藏期。
2 油氣富集規(guī)律與成藏模式
2.1 斷層對(duì)油氣成藏的控制作用
    油氣成藏研究表明，白駒凹陷洋心次凹洋1、洋2、洋3等北西-南東向的斷層是在泰州組，阜寧組沉積完以后發(fā)育，三垛運(yùn)動(dòng)定型，其對(duì)泰一段上亞段的砂體沉積不起控制作用。但洋1斷層貫穿緩坡帶上的多個(gè)小砂壩，并與成熟生油區(qū)相連接，它將成熟生油區(qū)生成的石油，通過(guò)與其形成輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的次級(jí)斷層和砂體運(yùn)移到各個(gè)有利圈閉中，形成油藏，是開(kāi)陽(yáng)等油藏的主要油源的運(yùn)移通道?，F(xiàn)有的白駒油區(qū)已發(fā)現(xiàn)的油藏均屬此類(lèi)。
    洋1、洋2斷層由于受邊界斷層走滑作用的影響，斷層具壓扭性，因而斷面具有一定的封堵性，而洋1斷層西側(cè)，因火山巖上拱對(duì)側(cè)面的擠壓作用，使其封堵性更強(qiáng)，使成熟生油區(qū)生成的石油無(wú)法運(yùn)移到上升盤(pán)的圈閉中去。因此，對(duì)于油源不豐富的凹陷來(lái)說(shuō)，石油二次運(yùn)移的距離是不會(huì)太遠(yuǎn)的(估計(jì)小于10km)，最終出現(xiàn)“平面上跑不遠(yuǎn)、縱向竄不高”的油藏分布格局。顯然，從成熟生油區(qū)到穿過(guò)多個(gè)小砂體的北西向的油源斷層至關(guān)重要(圖1)，無(wú)論是反向或是順向正斷層，處在生油門(mén)限以下，它都可以作為石油初次運(yùn)移的通道，并對(duì)石油的聚集成藏起到重要作用。
 

    由于泰一段上部覆蓋的是泰二段的泥灰?guī)r和泥巖，因而反向斷層對(duì)二次運(yùn)移的石油的遮擋作用是很明顯的。泰一段上亞段的砂巖與泥巖成薄互層，斷距較小時(shí)，斷層兩盤(pán)泥對(duì)砂的幾率也高的，封堵性比較強(qiáng)。但兩盤(pán)的砂巖與砂巖也有一定的對(duì)接幾率，因此順向斷層都有一定的輸導(dǎo)性。在生油門(mén)限以上，這兩種斷層在石油初次運(yùn)移中都不起通道作用，而主要是在二次運(yùn)移中起輸導(dǎo)和遮擋作用。反向斷層的遮擋作用強(qiáng)于輸導(dǎo)作用，順向斷層的疏導(dǎo)作用強(qiáng)于遮擋作用[5～6]。
2.2 圈閉類(lèi)型及特征
2.2.1圈閉類(lèi)型
    白駒凹陷洋心次凹是蘇北盆地眾多小斷陷中的一個(gè)，在古近系 新近系一直到第四系這漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期中，經(jīng)歷了斷陷→坳陷→斷陷→坳陷的多次水進(jìn)、水退的沉積變遷，又經(jīng)歷了吳堡、真武、三垛和東臺(tái)等多次大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，不僅巖性變化大，而且斷層非常發(fā)育，這兩者的組合，形成了多種類(lèi)型的圈閉[7～9]，主要分為2大類(lèi)3小類(lèi)：①以斷塊、斷鼻為主，包括斷塊、斷鼻、巖性-斷塊圈閉；其中斷塊圈閉占了大多數(shù)。多由2條或多條斷層所夾持而形成的圈閉。它有統(tǒng)一的高點(diǎn)和統(tǒng)一的油水界面。②以巖性為主，包括斷塊-巖性、巖性圈閉；斷塊-巖性圈閉；其中巖性圈閉主要為三角洲前緣亞相中的席狀砂微相的單個(gè)砂體，預(yù)測(cè)在斷陷陡坡帶可能出現(xiàn)扇體。
2.2.2圈閉特征
2.2.2.1 閉合面積小、閉合幅度大
    洋心次凹發(fā)現(xiàn)的斷塊、斷鼻圈閉小于1km2的圈閉約占總數(shù)的85.3%；閉合幅度為50～550m，其中閉合幅度小于150m的約占總數(shù)的76.5%。這些特點(diǎn)在勘探開(kāi)發(fā)中都會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題，具體表現(xiàn)要求斷層位置落實(shí)、圈閉精準(zhǔn)；井位設(shè)計(jì)精準(zhǔn)；開(kāi)發(fā)井、注水井部署合理、采油速率定得合理等[8]。
2.2.2.2 圈閉形成期早于石油生成期
    蘇北盆地雖然構(gòu)造運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，具有多期性，但最后的定型期是三垛運(yùn)動(dòng)，而石油的生成期卻是在三垛運(yùn)動(dòng)之后[10～13]。因此，所有的圈閉對(duì)于石油生成期而言，均是古構(gòu)造，都有可能捕捉石油，這一點(diǎn)是有別于其他很多盆地的構(gòu)造發(fā)育特點(diǎn)的。
2.2.2.3 圈閉條件中起主導(dǎo)作用的是斷層
    由于洋心次凹具箕狀斷陷的特點(diǎn)，成熟生油區(qū)在陡坡帶的深凹中，而斷層斷塊發(fā)育區(qū)在緩坡帶，儲(chǔ)集巖發(fā)育區(qū)也在緩坡帶上，無(wú)論是斷塊-巖性圈閉或是巖性斷塊圈閉，在其中起主要作用的都是斷層。成熟生油區(qū)生成的油，要運(yùn)移到各種圈閉中，要靠斷層和砂體組成的輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，而這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中起主導(dǎo)作用的還是斷層。因此，在成藏的過(guò)程中，斷層的封堵、遮擋作用也是至關(guān)重要的[11]。
2.3 巖漿巖活動(dòng)與油氣成藏的關(guān)系
    洋心次凹的巖漿活動(dòng)期與儀征、吳堡、真武、三垛運(yùn)動(dòng)等這幾次大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)同步，巖漿以邊界大斷層為主要通道，后期發(fā)生的與邊界大斷層相交的斷層也是重要通道。在戴南組、三垛組、鹽城組，鉆井鉆遇玄武巖和安山巖等中基性噴發(fā)巖，就是巖漿晚期活動(dòng)的直接證據(jù)。研究表明，泰州組、阜寧組沉積以后才開(kāi)始多次巖漿活動(dòng)。因此，這些地層中未見(jiàn)噴發(fā)巖，只見(jiàn)有輝綠巖、輝長(zhǎng)巖等侵入巖。顯然，這些巖漿活動(dòng)是對(duì)提高地溫梯度，促進(jìn)主要烴源巖泰二段、阜二段泥巖有機(jī)質(zhì)熱演化和油氣生成有益，對(duì)油氣運(yùn)移、聚集不起破壞作用[14～17]。合適時(shí)，能起到一定的遮擋作用。
2.4 油氣成藏模式
    白駒凹陷洋心次凹油氣成藏的機(jī)理除了常規(guī)的生、儲(chǔ)、蓋、圈、保條件以外，最重要的是石油的輸導(dǎo)系統(tǒng)。所謂輸導(dǎo)系統(tǒng)，就是斷層與砂體連接形成的石油運(yùn)移聚集的網(wǎng)絡(luò)(圖2)。在這個(gè)輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中，貫穿生油深洼的斷層起著將成熟生油巖區(qū)生成的石油，運(yùn)移到緩坡帶上斷裂構(gòu)造帶中的各個(gè)砂體中去的關(guān)鍵作用。其他與之相交或平行的小斷層與多個(gè)砂體形成了石油運(yùn)移聚集的輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。由于砂體的走向與油運(yùn)移的方向是垂直的，油在儲(chǔ)層中的二次運(yùn)移會(huì)受到一個(gè)一個(gè)砂灘的攔截(砂體捕獲成藏)；在成熟生油巖區(qū)外，沒(méi)有這個(gè)輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，油就到不了儲(chǔ)層與圈閉中，也就不能形成油藏[14]。如豐探X井Ⅱ、Ⅲ砂組砂地比高，砂層發(fā)育，但它沒(méi)有在輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中，它的砂層中就沒(méi)有見(jiàn)到油的顯示；豐Y井Ⅱ砂組屬三角洲側(cè)緣的灘壩砂，砂巖厚度較大，物性較好，但它也不在輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中，因此也未見(jiàn)油的顯示。這些實(shí)例生動(dòng)的說(shuō)明了，在這個(gè)地區(qū)油氣輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的作用是非常之重要。
 

3 結(jié)束語(yǔ)
    通過(guò)對(duì)洋心次凹油氣富集與成藏模式分析，認(rèn)為蘇北盆地白駒凹陷泰州組油氣成藏具有晚期成藏的特點(diǎn)，以泰二段成熟生油區(qū)為中心，緩坡帶以濱淺湖相的各類(lèi)砂壩為主要儲(chǔ)集層，貫穿生油深洼的大斷層是溝通主力油源區(qū)的主要油氣通道，油氣以斷層和砂體為運(yùn)移通道，就近運(yùn)移與聚集成藏；成藏類(lèi)型以巖性+斷塊、斷塊+巖性等的多種圈閉組合，巖漿活動(dòng)對(duì)提高地溫梯度，促進(jìn)主要烴源巖泰二、阜二段泥巖有機(jī)質(zhì)熱演化和油氣生成有益，對(duì)油氣運(yùn)移、聚集不起破壞作用，豐富了低滲高凝薄層小斷塊低熟油藏的成藏模式。
    洋心次凹進(jìn)一步投入勘探的重點(diǎn)應(yīng)以泰二段含油系統(tǒng)為主，阜二段含油系統(tǒng)為輔，在“油源、儲(chǔ)層、圈閉”三者配置條件好的地區(qū)實(shí)施鉆探有希望獲得新的油氣發(fā)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉成林.蘇北盆地白駒凹陷中淺層油氣成藏研究[J].油氣地質(zhì)與采收率，2003，1O(3)：28-30.
[2] 劉成林，朱筱敏，費(fèi)安琪，等.蘇北盆地白駒凹陷深層油氣成藏研究[J].西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，25(5)：23-25.
[3] 油氣資源評(píng)價(jià)方法研究與運(yùn)用編委會(huì).油氣資源評(píng)價(jià)方法研究與運(yùn)用[M].北京：石油工業(yè)出版社，1988.
[4] 鄧?yán)?，張哨楠，周立發(fā)，等.鄂爾多斯盆地西南緣薊縣系沉積環(huán)境與生烴潛力[J].天然氣工業(yè)，2009，29(3)：21-24.
[5] 楊大榮.蘇北盆地復(fù)雜斷塊油氣藏的形成和富集規(guī)律[M]∥復(fù)雜小斷塊石油勘探開(kāi)發(fā)技術(shù).北京：中國(guó)石化出版社，2005：41-46.
[6] 胡書(shū)勇，張烈輝，張崇軍，等.復(fù)雜斷塊油藏高含水期剩余油挖潛調(diào)整技術(shù)研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27(3)：29-31.
[7] 朱平.江蘇油田油氣藏基本特征及其分類(lèi)[J].斷塊油氣田，2001，8(5)：12-15.
[8] 錢(qián)基.蘇北盆地油氣田的形成與分布特征[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2000，24(4)：21-25.
[9] 傅強(qiáng)，紀(jì)友亮，劉玉瑞，等.蘇北盆地高郵凹陷古近系阜寧組儲(chǔ)層動(dòng)力學(xué)特征[J].天然氣工業(yè)，2007，27(7)：31-34.
[10] 袁際華，柳廣弟.蘇北盆地泰州組原油有機(jī)地球化學(xué)特征及成因[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29(6)：34-38.
[11] 毛鳳鳴，戴靖.復(fù)雜小斷塊石油勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2005.
[12] 劉偉，秦學(xué)成，唐建信，等.蘇北復(fù)雜斷塊油田C02吞吐提高采收率[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，31(2)：100-104.
[13] 饒丹，賈存善，邱蘊(yùn)玉，等.蘇北盆地古生界天然氣勘探前景[J].天然氣工業(yè)，2006，26(4)：1-4.
[14] 李保振，李相方，姚約東，等.注水開(kāi)發(fā)小型斷塊凝析氣藏的方法及適應(yīng)性[J].天然氣工業(yè)，2009，29(1)：92-94.
[15] 梁興，張介輝，周松源，等.蘇北盆地白駒凹陷油氣成藏規(guī)律研究和勘探目標(biāo)優(yōu)選研究[R].杭州：中國(guó)石油浙江油。田公司，2009.
[16] 邵德艷，周麗清.斷塊油藏注水見(jiàn)效類(lèi)型研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，29(1)：92-94.
[17] 姚芳，黃芳，季靜，等.棗35斷塊火成巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)效果[J].天然氣工業(yè)，2007，27(8)：41-43.
 
(本文作者：羅懷忠 梁興 張介輝 周松源 中國(guó)石油浙江油田公司)