（地质工程专业论文）济阳坳陷陈王地区上古生界、中生界油气成藏规律研究.pdf

济阳坳陷陈王地区 上古生界、中生界油气成藏规律研究 薄其众( 地质工程) 指导教师：张世奇( 副教授) 摘要 济阳坳陷陈王地区位于渤海湾盆地东南部东营凹陷南斜坡，其中该 区深层上古生界、中生界层系油气勘探潜力较大。在综合分析地震、测 井、钻井、地化等资料的基础上，采取地质与地球物理、地球化学相结 合，定性、定量研究相结合，构造与沉积研究相结合等研究方法，对该 区深层的构造特征、沉积特征、储层特征、圈闭及油气藏形成机制、油 气成藏特征和油气富集规律及有利区带分布进行了系统性研究。总体上， 主要取得了以下成果和认识：渤海湾盆地从早元古代末到晚第三纪时经 历了五个地质历史演化期：地台发育期、三叠纪持续沉积期、侏罗一白 垩纪褶皱冲填期、早第三纪拉张翘倾期、晚第三纪挤压拗陷期；本区中 生界钻遇地层主要岩性为火山碎屑岩、火成岩和砂砾岩，夹薄层泥岩， 上古生界二叠系地层岩性以灰色、灰白色石英砂岩为主，夹灰色、紫红 色、深灰色泥岩，石炭系岩性为深灰色泥岩、黑色碳质泥岩、铝土质泥 岩、灰色硬砂岩、细砂岩的不等厚互层；本区上古生界、中生界储层宏 观非均质性属于强一中等程度，圈闭类型以构造圈闭、地层圈闭为主， 也发育一些构造一地层复合圈闭；从油源对比结果说明，研究区除了牛 庄洼陷“沙四型”油源外，还存在“孔店型”油源，“孔店型”油源的 认识拓宽了该区今后石油勘探的新领域；本区发育简单的输导体系和复 合的输导体系两大类，其中简单的输导体系包括连通砂体输导。层”、 断层输导“系”和不整合面输导“面”三种，复合的输导体系包括砂体 一不整合面复合输导体系、砂体一断层复合输导体系、不整合面一断层 复合输导体系和砂体一断层一不整合面复合输导体系四种；综合储层和 圈闭有利分布区、特别是二者的重叠区，提出了三种类型的油气富集有 利区带，即潜山一断块圈闭型、“内幕式”岩性圈闭与断块圈闭型、上 倾尖灭圈闭型油气富集有利区。 关键词；济阳坳陷，构造特征，沉积特征，储层特征，输导体系 母 r e s e a r c ho fr e s e r v o i rg e n e r a t i n g r u l ef o rb o t hn e o p a l e o z o i ca n d m e s o z o i c f o r m a t i o na tc h e n w a n ga r e ao fj i y a n gd e p r e s s i o n b oq i z h o n g ( g e o l o g i c a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yz h a n g s h i q i ( a s s o c i a t ep r o f e s s o r ) a b s t r a c t t h ec h e n w a n ga r e ai nt h ej i y a n gd e p r e s s i o ni ss i t u a t e do n s o u t hr a m p o f d o n g y i n gh o l l o wa ts o u t h e a s to f b o h a i w a nb a s i n t h e d e e pn e o p a l e o z o i ca n dm e s o z o i cf o r m a t i o ni nt h i sa r e ah a sb e 啦t e r p e 仃o l e u me x p l o r a t i o np o t e n t i a l b a s e do na n a l y z i n gd a t ao fs e i s m i c ， l o g g i n g ，d r i l l i n g a n dg e o c h e m i c a las e r i e so fj o i n t - r e s e a r c h t e c h n i q u e s ，t h eu n i t eo fg e o l o g y , g e o p h y s i c sa n dg e o c h e m i s t r y , t h e c o m b i n a t i o no fq u a l i t ya n dq u a n t i t y , t h ei n t e g r a t i o no ft e c t o n i c sa n d s e d i m e n t o l o g y , a r ee m p l o y e d ，t h u sas y s t e m a t i c a ls t u d i e sa r em a d e f o r t h ed e e pz o n eo ft h i sa r e ai nt h ea s p e c t so ft e c t o n i ca n d s e d i m e n t a r yf e a t u r e ，r e s e r v o i rc h a r a c t e r , t r a p ，r e s e r v o i rg e n e r a t i n g m e c h a n i s m , r e s e r v o i rg e n e r a t i n gr u l e ，g a sa n do i l s c o n c e n t r a t i o n r u l ea n dt h ed i s t r i b u t i o no fp r o f i t a b l ea r e a s i n g e n e r a l ，t h e f o l l o w i n gs u c c e s sa n dc o g n i t i o na r eo b t a i n e d f i r s t l y , f r o mt h ee n d o fe a r l yp r o t e r o z o i ct on e o g e n e ，t h e r ea r ef i v eg e o l o g i ce v o l u t i o n p h a s e s t h ep h a s eo f p l a t f o r m sd e v e l o p m e n t ，d u r a t i v ed e p o s i t i o n p e r i o d o f t r i a s s i c ，f o l d i n f i l l i n g t i m ef r o mj u r at o c r e t a c e o u s ，d i s t e n d i n ga n dr a i s i n g - i n c l i n i n g 印o c h o f e a r l y t e r i a r y , e x t r u s i n ga n ds u b s i d i n gp e r i o do fn e o g e n e s e c o n d l y ，t h e m a i n l i t h o l o g y e n c o u n t e r e di nt h em e s o z o i co ft h i sa r e ai s p y r o e l a s t i cr o c k , i g n e o u sr o c k , s a n d yc o n g l o m e r a t e a n ds e a m m u d s t o n e t h ep r i m a r yl i t h o l o g yo ff o r m a t i o ni nt h ep e r m i a no f n e o p a l e o z o i ci sg r e yo rl i n e nq u a r t zs a n d s t o n e ，m i n g l i n gw i t ha s h y o rm a u v eo rd e e pg r e ym u d s t o n e t h el i t h o l o g yo fc a r b o n i f e r o u s i s d e e pg r e yc l a y s t o n e ，b l a c kc a r b o n - b e a r i n gm u d s t o n e ，b a u x i t i c e l a y s t o n e ，g r e yg r a y w a c k ea n df i n es a n d s t o n e t h 砷b m a c r o s c o p i c h e t e r o g e n e i t yo fr e s e r v o i rb e d so fn e o p a l e o z o i ca n dm e s o z o i ci n t h i sf i e l dp e r t a i n st oh i g h - m e d i u ml e v e l n 圮t y p e so ft r a p sa r e m a i n l ys t r u c t u r a lt r a p s ，s t r a t i g r a p h i et r a p s i na d d i t i o n , t h e r ea r e s o m es t r u c t u r a la n d s t r a t i g r a p h i cc o m p o u n d e dt r a p s f r o mt h e r e s u l to fo i ls o u r c ec o m p a r i s o n , i ti sf o u n dt h e r e a r e k o n g d l a n s t y l e o i ls o u r c e si nt h i sa r e ab e s i d e s “s h a s is t y l e ”o i ls o u r c e s ， t h ef i n d i n go f “k o n g d i a n 啊l e o i ls o u r c e sw i d e n st h ef r o n t i e ro f o i l e x p l o r a t i o ni n t h i s a r e ai nt h ef u t u r e f o u r t h l y , t w op r i m a r y m i g r a t i n gs y s t e m s ，t h es i m p l ea n d t h ec o m p o u n d e dm i g r a t i n gs y s t e m , a l ed e v e l o p e di nt h i s a r e a h o w e v e r , s i m p l em i g r a t i n gs y s t e m i n c l u d et h r e et y p e s - - i n t e r c o n n e c t e ds a n db o d y , f a u l ts u r f a c 七a n d u n c o n f o r m i t ys u r f a c e c o m p o u n d e dm i g r a t i n gs y s t e mc o n s i s t so f f o u rt y p e s ：s a n db o d y - u n c o n f o r m i t ys u r f a c ec o m p o u n d e ds y s t e m , s a n d b o d y - f r a c t u r ec o m p o u n d e ds y s t e m ,u n c o n f o r m i t y - f a u l t c o m p o u n d e ds y s t e ma n ds a n db o d y - f a u l t - u n c o n f o r m i t yc o m p o u n d e d v s y s t e m l a s t b u tn o t l e a s t , c o m p r e h e n s i v e l yc o n s i d e r i n g t h e f i v o m b md i s t r i b u t i o na r e r lo fr e s e r v o i rb e d sa n dt r a p ，e s p e c i a l l yt h e o v e r l a pa r e ao fb o t h ，t h r e ek i n d so ff a v o r a b l ep e t r o l e u me n r i c h e d z o n e s ，b u r i e dm o u n t a i n - b l o c kc a t c ht r a p ，i n t e r n a lv e s i c l ef a s h i o n l i t h o l o g i c b l o c kc l o s u r ea n du p d i p p i n gp i n c he n t r a p ，a r ep o i n t e d o u ti nt h ep a p e r k e yw o r d s ：j i y a n gd e p r e s s i o n ， s t r u c t u r a lf e a t u r e ， s e d i m e n t a r yc h a r a c t e r ， r e s e r v o i rc h a r a c t e r , m i g r a t i n gs y s t e m v 1 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国石油大 学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所傲的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 薅摹众 知。；年岁窍l 口e l 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以 公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： 2 j 。年月j o日 二* 占年s ，月j 口日 中国石油大学( 华东) 1 = 程硕士学位论文第l 章前言 第1 章前言 1 1 区内研究程度及存在的问题 1 1 1 区内勘探程度 济阳坳陷陈一王地区位于渤海湾盆地的东南部东营凹陷南斜坡，历经 了四十余年的勘探开发，已发现八套含油层系( e d 、e s l 、e s 2 、e s 3 、e s 4 、 e k 、m z 、p z ) ，探井密度达到0 3 4 口k m 2 ，累计探明储量4 8 1 7 l o 吨， 为胜利油区的稳定发展作出了重要贡献。其中属于下第三系浅层的五套含 油层系中的油气藏已进入开发后期，迸一步挖潜的潜力越来越小，寻找高 产优质储量的难度越来越大，使该区维持产量的压力逐渐增大在此情况， 开展该区深层油气成藏规律研究，缩短勘探周期，尽快找到产能接替阵地 就显得非常迫切。陈一王地区沙河街组以外的深层中探明的石油储量占已 探明的总储量比例很小( 4 ) ，说明待发现的深层油气勘探潜力较大。王 斜1 3 1 井、王1 4 0 井等井孔店组的油气勘探已取得重要进展。仅2 0 0 3 年就 新增预测储量5 0 0 0 余万吨。最近在王4 6 井孔二段发现深灰色块状泥岩， 地化分析为一套陆相中等烃源岩，进一步预测东营凹陷孔二段资源量7 1 亿吨，大大拓宽了深层勘探空间。 在下古生界地层中，本区发育了一系列奥陶系潜山，目前已在王古l 井取得了突破。2 0 0 3 年以来针对潜山完钻了王古l 井、王古2 井和王古1 0 0 井等。并通过油源对比基本确定了王古1 井原油与王4 6 井深灰色泥岩之间 的亲缘关系，为深层潜山油气勘探提供了更充分的依据。 介于孔店组与下古生界之间的上古生界、中生界地层也早已有多口钻 井发现工业性油流，前人也进行过一定的研究。如杜贤樾、徐学兵、韩忠 义等进行的陈一王地区孔店组、中生界、上古生界地层、构造、成藏条件 及勘探目标研究，划分并评价了圈闭类型，研究了储集物性，标定了其储 层层序及分布，指出了有利的油气运移方向，并进行了开发可行性分析。 但对于其中的油气成藏规律仍需要开展专门的深入研究。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 1 1 2 研究现状及发展趋势 对前第三系而言，构造变动期次较多，经历了晚海西运动、印支运动、 燕山运动和喜马拉雅运动。油气源复杂，除了洼陷沙三下一沙四上提供主 要油气来源外，研究已经表明孔店组也具有生烃的可能。上古生界，中生 界主要储集层为砂岩层，地层圈闭和油气藏类型丰富多样，包括断块油气 藏、潜山油气藏、裂缝型油气藏及复合油气藏等。地层不整合面无论对于 油气生成、运移，还是对于油气圈闭，储层、成藏等都具有重要的复杂的 作用。这一类圈闭和油气藏的研究和勘探，在国内、外早已受到重视，前 人也进行了一些相关研究【lh l 。在油源、油气运移条件相对统一的条件下， 对于东营凹陷南斜坡上古生界、中生界而言，储集层研究和圈闭研究显得 尤为重要 就研究的发展趋势而言，油气地质研究本身的发展，正呈现出由定性 描述向定量计算、由静态分析向动态再现、由分支深入研究向综合系统研 究的趋势。含油气系统的理论正是这种发展趋势的必然体现。油气成藏动 力学。也正是新近诞生的研究油气藏形成过程及其主要控制因素的学科， 是动态的，定量的、综合性的高级石油天然气地质学。 开展油气成藏动力学研究，应当是石油地质勘探研究的最终趋势。 1 2 研究内容 本论文研究内容包括： ( 1 ) 研究中生界、上古生界储集体的空间分布及其非均质性 根据地震地层学原理和沉积学理论，应用a 翰o 优f s t 工作站软件进行三 维地震资料解释，确定中生界和上古生界地层的空间展布范围、地层厚度。 利用测井微相分析和地震反演等信息提取方法，研究储集物性的空间展布、 各向非均质性特征。从微观角度研究碎屑岩储集层和碳酸盐岩储集体的成 岩作用及微观非均质性。 ( 2 ) 研究中生界和上古生界圈闭类型、空间分布及其控制因素 从区域构造动力学和南斜坡构造发育史入手，研究构造圈闭类型、下 2 中国石油大学( 华东) 丁稃硕七学位论文第1 章前言 第三系中生界或上吉生界之间、中生界上古生界之间的地层不整合圈闭 特征及其分布规律。 ( 3 ) 研究油气运移、聚集时期、输导体系、成藏规律及主控因素 分析地层不整合面、断裂体系对油气运移、输导、成藏和保存的重要 地质作用，借助流体包裹体检测和激光拉曼分析技术综合分析油气运聚时 期，定性或半定量地研究油气运聚成藏规律，分析其主要控制因素。 ( 4 ) 开展有利区带评价。提出部署建议 综合储、圈、运、生、盖、保等各成藏条件，评价中生界、上古生界 油气前景，指出有利区带。 1 3 研究思路和技术方法 1 3 1 研究思路 本论文以油气成藏动力学为指导思想，采用动态的、系统的、综合的 分析研究方法，研究上古生界、中生界油气成藏的石油地质条件。特别是 应用地震属性提取研究碎屑岩储层发育和分布；利用三维地震解释分析本 区重要地层界面的平、剖面构造特征，应用平衡剖面法研究构造演化和圈 闭形成史。 1 3 2 研究技术方法 本论文研究以储层研究和圈闭研究为重点。涉及的几种关键性技术方 法有： ( 1 ) 地震解释技术与层序地层学方法 利用工作站开展地震解释，建立层序地层学格架，确定中生界、上古 生界地层的分布范围、厚度、沉积体系及岩相宏观变化的平、剖面特征。 应用地震属性提取和反演技术研究碎屑岩储层发育和分布。 ( 2 ) 古构造重建技术与构造动力学方法 对中生界、上古生界两套目的地层的项、底界面( t r ，t g 、t 9 1 ) 三个 关键性的构造运动和地层不整合面给予构造成图，并重点认识和描述其在 地史演化中的。突变作用”应用平衡剖面发法和盆地模拟技术恢复构造演 中国石油大学( 华东) 工稃硕士学位论文第1 章前言 化过程。 ( 3 ) 显微岩石学及成岩作用研究技术 开展储集层显微镜岩矿鉴定，分析其成岩作用特征、划分成岩作用序 列或期次，研究次生成岩孔隙的成因类型、发育特征、分布控制要素、与 油气注入的关系等。是储集条件及油气运移的重要研究方法。 ( 4 ) 油气综合地质评价方法 综合多种研究技术及其研究结果，评价有利区带，预测勘探前景，提 出下一步勘探方向。 1 4 研究工作量 在论文实施过程中，完成了以下5 方面的具体工作： ( 1 ) 资料收集工作 收集王古1 、王古2 、王1 1 0 井、王9 6 井、王斜9 9 井等近2 0 口井的 单井资料、试油及薄片鉴定、分析测试等资料。官1 三维、陈官庄三维、 王1 三维和王家岗连片4 个工区的地震数据体；王古l 、王1 0 0 等1 5 口钻 井测井曲线资料。查阅前人综合研究资料十余份。 ( 2 ) 岩心检测工作 在已掌握的王古l 井、王斜9 5 井、王斜9 9 井、王1 1 3 井等井岩心资 料的基础上，补充观察王古2 、王111 井等岩心资料。 ( 3 ) 样品分析测试 对王古2 井储集层样品开展储集物性、岩石薄片、图像分析、铸体薄 片、压汞实验、扫描电镜、x 一衍射( 粘土矿物) 等测试论文。 ( 4 ) 地震解释工作 重点解释了官l 三维、王1 三维和王家岗连片工区的构造特征，进行 了第三系底( t r ) 、中生界底( t g ) 、上古生界底( t 9 1 ) 地质界面的构造编 图。对官1 三维工区进行了属性提取、地震反演等技术处理，获取了主要 属性特征的平面和剖面图。 4 中国石油大学( 华东) i 稃硕七学位论文第l 章前言 ( 5 ) 室内研究工作 室内研究工作主要为：工作站地震处理、构造成图、成岩作用研究、 油气成藏动力学要素分析、油气远景评价。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章区域动力学背景 第2 章区域构造背景 济阳坳陷是中国东部渤海湾盆地内东南都的一个大型控油气坳陷，由 于受多期构造运动的影响和多种力学机制的作用，经历了复杂的构造演化 历史，形成了复杂的构造样式。宏观上，济阳坳陷的形成与演化受渤海湾 盆地构造演化、郯庐断裂、鲁西隆起的综合影响。 2 1 渤海湾盆地演化及构造格架 2 1 1 渤海湾盆地演化历史 渤海湾盆地是在太古界、下元古界褶皱变质基底之上发育起来的多层 结构含油气盆地“4 从早元古代末到晚第三纪时，大致经历了五个地质历 史演化期： ( 1 ) 地台发育期 根据沉积发育和构造运动资料，可将地台发育期划分为3 个亚期： 1 ) 中、晚元古代箕状断陷期 在古地槽( 褶皱变质基底) 被剥蚀夷平的基础上，由于古内黄隆起的 抬升致使该隆起南北两侧形成了冀辽、豫淮两个箕状断陷，呈对翘和断超 型指向古内黄隆起。南北断陷区内均接受了碎屑岩和碳酸盐岩的沉积，沉 积面积呈北大南小的偏对称式箕状展示。晚元古代末期的蓟县运动，使华 北地台整体上升，结束了中、晚元古代的箕状断陷发育亚期。 2 ) 早古生代海侵期 在寒武一奥陶纪时，盆地全区进入了一个广泛的海侵期，为一套碳酸 盐岩夹碎屑岩，沉积区域大体呈东西方向展布，到中奥陶世末才结束海侵 期；在沁水济南坳陷中，发育有深湖相的沉积，并有一定厚度的石膏层分 布，这为本区奥陶系地层形成原生油气藏创造了良好的盖层条件。 3 ) 晚古生代海陆相交互发育期 晚古生代石炭一二叠纪时期，由于加里东运动，全区从晚奥陶世以后， 直至早石炭世，处于再度上升时期，上石炭系统与中类陶系统间的地层接 6 中国石油大学( 华东) 工稃硕士学位论文 第2 章区域动力学背景 触关系为明显的假整合，说明全区仍是处于大面积振荡为标志的地台型地 壳运动时期，其构造格局依然是继承了早古生代东西方向格局，但正向、 负向位置向南有所迁移。在早石炭世末以后，全区又复下沉，至二叠纪时 沉积了一套海陆相交互发育的碎屑岩( 灰黑色碳质泥岩、灰岩和夹有煤层 的沉积) ，厚度在4 0 0 9 0 0 mf a j ，为本区的煤层气和煤成气藏的形成奠定了 物质基础。 ( 2 ) 三叠纪持续沉积期 根据临清坳陷邯郸断陷地震主剖面显示资料证实，三叠系下统、中统 地层与石炭一二叠系地层间为假整合接触关系，地层厚度变化趋势也是呈 全区性的分布，厚度最大的区域是位于盆地的南部，最厚可达1 8 0 0m ，由 此说明本区在中生代三叠纪时，全区是处于持续沉积期。 ( 3 ) 侏罗一白垩纪褶皱冲填期 侏罗一自垩系地层超覆沉积在三叠系地层之上。由于早第三纪的拉张 翘倾运动，使其向斜中心部位被翘起，后经剥蚀而形成了目前所展示的倒 钝三角形地质体；这一地质体的出现，说明燕山期运动是处于褶皱、断裂 为主的挤压运动，从而为本区形成古生界油气藏提供了圈闭条件 ( 4 ) 早第三纪拉张翘倾期 从新生代开始，盆地进入一个新的地壳运动时期，翘倾断块活动十分 强烈，半地堑箕状断陷发育在前第三系地层之上，其结构十分清楚，全部 地层均受同生断层控制，该期运动不仅影响着中生界格局，也破坏了古生 界背斜的完整性，这对古生界油气藏的形成和保存造成极为不利的地质条 件。 ( 5 ) 晚第三纪挤压拗陷期 从早第三纪开始，经整个晚第三纪直至现代，盆地由箕状断陷发展阶 段转入以区域性拗陷沉降为主的性质，使早第三纪时期形成的凸起也逐渐 被晚第三系地层超覆，构成了一个厚约1 0 0 0 - - 5 0 0 0 m 的沉积幼陷区，区域 性盖层面积大、封闭性能好，生烃源岩亦因沉降埋深加深，地温异常升高， 有利于有机质向油气转化，为全区油气藏形成和保存提供了较好的地质条 件。 7 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章区域动力学背景 以上5 个地质历史演化期，说明渤海湾盆地从中、晚元古代的地台发 育期，到第三纪的拉张翘倾和挤压拗陷期，经历了拉张与挤压交互出现的 演变历史 2 1 2 渤海湾盆地构造格架 渤海湾盆地在构造格架上可分为东带、西带和中部三个部分，各部分 所表现出的区域构造特征不同( 图2 _ 1 ) 。 图2 - 1 渤海湾盆地的构造格架图 ( 据石油勘探开发研究院资辩改绘) 3 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章区域动力学背景 东带北北东向右旋走滑构造区：自辽河向南延续到渤海海域进入 山东境内，隆起和蚴陷均呈现n n e 向间列，具有右旋走滑一伸展性质。 西带北西向伸展构造区；以太行山山前断裂构成盆地边界，在盆 地内部的冀东坳陷、沧县隆起、黄骅坳陷等均呈n n e 向，也受控于n n e 向 断裂系，这些构造也表现为走滑一伸展性质。 中部近南北向伸展构造区：从济阳蚴陷向北到渤海海域中部和西 部，构造方向与东带、西带明显不同，e w 、n 嬲和弧形断裂均有发育，总体 上揭示了近南北向拉伸的特征。 2 2 济阳坳陷区域构造背景 济阳坳陷就属于渤海湾盆地中部构造的典型代表，具有与渤海湾盆地类 似的构造演化史。作为渤海湾裂谷盆地中一个典型的中、新生代裂陷构造， 其四周分别为鲁西隆起、埕宁隆起和垦东青坨子、潍北、广饶等凸起所包围。 济阳坳陷内部又被青城、滨县、陈家庄、义和庄等凸起分隔成东营、惠民、 沾化、车镇等四个凹陷，形成四个基本独立但彼此又有一定成因联系的沉积、 构造单元( 图2 2 ) 。 图2 - 2 济阳坳陷区域构造划分图 9 中国石油大学( 华东) t 程硕士学位论文第2 章区域动力学背景 受南北方向伸展和中生代以来鲁西隆起持续抬升的影响，济阳坳陷内的 四个凹陷大都呈北断南超的。箕状”结构，并与向北或北西倾伏的。单面 山”式的半地垒凸起相同排列。 2 2 1 济阳坳陷构造演化 ( 1 ) 古生代的构造演化阶段 华北板块经阜平运动其地壳已基本固结。早元吉代末的吕梁运动结束 了华北板块的形成时期，形成了统一稳定的古中国板块。古生代，华北板 块以总体升降运动为主。但应该看到，华北扳块北缘则是长期处于不断裂 解、不断闭合，陆壳不断增生的过程，而华北板块的东南边缘从晚前震旦 纪至志留纪，则经历了大陆裂谷、被动大陆边缘以及闭合造山等多阶段的 板块构造演化。这些大陆边缘的构造运动势必对整个华北板块有一定的影 响。从济阳坳陷东部早古生代剥蚀状态分布图可以看出( 图2 - 3 a ) ：在早古 生代，区内明显分布三条近东西向的条带状和一舌状的隆起后剥蚀区：从 分布状态看，可以判断此时一定有来自南北向的挤压力才导致这些地区局 部隆起，而后遭受剥蚀，这与华北板块两缘此时的活动密不可分。而到晚古 生代( 图2 - 3 b ) ，剥蚀区向南明显扩大。这说明海西中晚期，古亚洲洋和古秦 蛉洋的俯冲产生对华北板块的挤压力，导致板块内部构造格局的改变。 ( 2 ) 中生代裂前拱起和初始断陷阶段 图2 - 3 济阳坳陷东部剥蚀状态分布图 & 下古生界；b 上古生界；1 断面缺失区；2 隆起后剥蚀区；3 中生代后剥蚀区 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章区域动力学背景 中生代早、中时期的印支运动阶段，太平洋板块向西俯冲，引起扬子 板块向北俯冲，与华北板块相碰撞，导致了大别山一秦岭褶皱带的崛起和鲁 西南隆起区的形成，以及晚古生代末一印支运动阶段济阳坳陷古生代地层的 部分剥蚀( 图2 - 3 b ) ；同时由于扬子板块与华北板块问的南北向挤压与碰撞， 引起了中朝地块东、西两部分的不均匀缩短，造成走向n n e 的郯庐断裂带 及其大规模走向滑动。 i i i 人研究，济阳坳陷与郯庐断裂具有统一的应力场。济阳坳陷位于郯 庐断裂的西盘，在左行走滑的过程中，西盘相对向南移动，必然对具有古 老结晶变质岩的鲁西隆起造成强大的拖曳力，使基底近东西向的断裂复活， 沿其断裂面向南西滑移，使济阳坳陷产生强烈褶皱及逆断层的生成。燕山 时期，郯庐断裂带呈现正断层兼右行走滑，济阳坳陷则进入断陷期，产生 大量新断层，旧断层重新复活，使得正断层继承性发育，部分逆断层转化 为正断层。一些潜山的控制断裂也具有这种先逆后正的负反转构造特征， 如王古1 井潜山的西界断裂便属于此。 至中生代，济阳坳陷已初具雏形。区域性大断层在孛生代发育。坳陷内 已经呈现出“此起彼伏”的块断构造格局，并由于地幔底辟，伴随有中基性 火山活动。中生代不但形成大量区域性大断层，而且济阳坳陷内部的次一级 凹陷和凸起也开始发育，北面和南面隆起区继续遭受剥蚀，而缺失中生代地 层。 ( 3 ) 新生代强烈构造运动阶段 新生代以来，由于印度板块对欧亚板块的碰撞，华北板块受到南西向 的挤压应力，使华北板块向东逃逸，并沿着古生代就已存在的燕辽太行中条 断裂带发生右行张剪运动，沧县隆起从太行山隆起分离形成渤海湾盆地西 部的走滑构造带，因此，新生代各板块间综合协调运动的结果使渤海湾盆 地在东部走滑构造带和西部走滑构造带的右行走滑作用下形成拉分盆地， 由于边界的走滑运动导致了盆地内部的拉张断陷“。迸入新生代，由于本 区所属的渤海湾盆地进入断裂拉张阶段，所以济阳坳陷进入强烈发育期。新 生代坳陷继承性发育，原有的断层在原来的基础上进一步发育；与此同时， 由于断裂拉张作用的影响而形成大量新的拉张性正断层，断层纵横交错，相 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章区域动力学背景 互连通。这些新断层的出现，使得坳陷内三级构造单元形成，凹陷与凸起相 间出现。即车镇凹陷、沾化凹陷、惠民凹陷和东营凹陷等四个凹陷：义和 庄凸起、陈家庄凸起、无棣凸起、滨县凸起、青陀子凸起和广饶凸起等六 个凸起，真正形成了。北断南超”的箕状断陷构造。 2 2 2 济阳坳陷构造层 构造层是指在一期构造活动所控制的一大套有成因联系的地层系列， 构造层的顶界，底界为构造抬升形成的侵蚀面，或沉积间断面 表2 - l 济阳坳陷构造层倚表 构造地层地震反绝对年沉积速率 火成岩特征断层及褶皱几何学 层层序射界面龄( 缸)( m m k a ) 顶 锄 2 o2 2 s 以霞石碱玄岩置 构 断层活动弱，菝覆背斜 造 n m t o 5 13 3 5主，次为碱性玄面 层 t i 2 4 64 5岩，局部安山岩 发育 e d陋、e n e 、n w 、w n w 、研 碱性玄武岩为，砖 上 e s it 2 1 2 9 和e w 向断层及其组合断层础 为霞石碱玄岩，拉 构e 龟 竹发育，断层带内滚动背斜、同打 造 k z ，、 斑玄武岩 e s啦7 t 3 积拖褶皱、调节地垒，走向 4 捌 层 聃t 4 2 2 竹 及调节背斜发育早期n e 向自 ，、 裂带伴有s n 向逆冲断层 瓯 1 ；4 5 ，、，w e k 拉斑玄武岩l n w 向负反转断层为主， 2 6 0 主，次为碱性玄禹 下 r i 玛 t | 5 4 9 问以s n 向左旋扭张断层，局期 岩。 构、6 肥 t f 6 5 地区可能存在e n e 向压性构连 造 k 2 l 0 0 钙碱性玄武岩对如逆冲断层l 层珞 1 3 5 主，次为拉斑玄司 岩及碱性玄武剁 m z _ 】， 1 4 9 lh u m h 2 1 7 0 11 6 76 ，4 3 13 3 73 6 10 2 14 4 82 1 82 3 中等 王 2 1 7 2 f2 1 5 82 5 7 鹋12 9 7 3 。5 9 o 1 9o 2 l3 9 86 03 5 62 4 4 中等 l l 2 1 7 4 2 i o 7o 21 9 45 6 50 3 72 0 5z o 82 0 80 静储层 井2 1 7 9 51 45 93 9 64 7 9 7 6 40 1 4 1 51 62 5 5中下 2 1 8 0 01 41 72 3 33 32 4 30 3 l2 5 31 6 39 差 王 0 3 72 0 58 82 1 80 非储层2 3 41 4 4 o 41 0 45 6 1 1 1 0 井 2 3 0 3 61 4 77 82 2 6 4 6 63 6 0 2 l 2 5 23 5 6 1 0 6 差 2 2 5 3 - 51 9 21 83 8 62 8 32 4 1o 3 24 1 82 0 81 3 中下 2 2 5 3 92 41 31 4 84 1 o 4 9 1 5 51 7 61 6o非储层 2 2 5 5 02 1 9o 81 2 13 8 6o 4 91 5 51 71 6 3o 非储层 2 4 8 0 39o 9 6 8 2 6 23 5 90 3 8 0 2 l 1 97 1 24 2 3 2 & 9 差 2 4 9 0 3 8 4 o 95 6 61 8 to 4 90 11 5 67 ，3 55 55 5o 很差 王 2 4 9 0 67 ，9o ，55 71 4 6o 3 70 2 0 59 1 24 7 84 7 80中下 2 6 5 7 4 l o f 3 1 37 2 7 2 8 32 4 20 3 6o 3 l2 0 77 6 85 0 82 6 i 菲锗层 2 6 9 0 64 3o 28 9 l7 90 3 7 2 0 5i ll l0 非储层 1 0 92 6 9 2 0 3 1 0 2t 9 53 7 6o 1 84 2 21 51 05 非储层 2 6 9 2 23 10 11 8 1 8 4o 0 98 4 4 1 56 38 7 非储层 2 6 9 6 63o 23 n46 1 64 6 9o 1 62 7 94 92 3 非储层 井2 踟1 7 4o 43 l 53 5 6 o 3 72 0 52 7 22 2 7o 非储层 2 似24 3o 23 23 9 70 3 72 0 52 22 20非储层 2 6 9 5 85 6o 22 2 43 6 t o 3 72 0 52 72 7o 非储层 2 6 9 6 05 80 33 2 53 4o 3 72 0 52 72 7o非储层 2 6 9 6 76 1 0 2 2 2 i3 6 10 1 84 2 21 5 91 5 90 # 储层 2 6 9 7 i6 40 22 9 33 0 20 3 72 0 52 52 5o f 储层 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第4 章储层特征及其评价 图4 - 6 中生界孔隙度分布直方图( 样品数1 1 2 个) 泉饱和度 图4 7 王古2 井中生界( 2 3 0 3 轴) 岩样压汞曲线 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第4 章储层特征及其评价 4 3 控制中生界一上古生界储层物性的主要地质因素 利用多种测试分析技术对本区中生界一上古生界储层分析和评价的结 果表明，本区目的层储层主要为中孔低渗储层，属于中一差储层类。根据 微观分析和沉积相特征认为，沉积相和后生成岩作用是控制储层物性的主 要地质因素。本区中生界主要为冲积平原辫状河相，这种相类型，一般粒 度较粗，分选较差，由于河道的频繁摆动，时空上岩性、岩相变化大，宏 观非均质性强，矿物成分成熟度河结构成熟度较低，与曲流河相比，是先 天性不足。国内以辫状河相为储层的油田，不乏物性较差的先例，如鄂尔 多斯盆地的塔巴庙气田就属于低孔低渗透性气藏，主要产层下二叠统下石 盒子组就是辫状河相沉积。 成岩作用也是控制储层物性的重要因素之一。本区中生界一上古生界 主要储层为碎屑岩类。根据薄片观察，影响储层物性的主要有压实作用、 胶结作用、溶解作用和裂隙作用，前二者主要使储层物性降低，后两者可 改善储集性能。 压实作用包括机械压实作用和压溶作用两种类型。本区中生界一上古生 界碎屑岩主要以机械压实作用为主碎屑颗粒主要以线接触为主，部分凹凸 一线接触，缝合线接触少见，表明压实强度中等较强( 图4 - 8 ，4 _ 9 ) ，较强 的压实作用使孔隙问的连通性变差。 图4 3 王古2 井中生界砂岩显微照片 ( 碎屑颗粒呈线接触，孔隙连通性差。lo 2 ，2 3 0 3 s m ，正交) 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第4 章储层特征及其评价 图4 9 王吉2 井中生界砂岩显微照片 ( 碎屑颗粒的镶嵌接触孔隙连通性差1 0 2 ，2 3 0 3 s i n ) 其次，影响本区储层物性变差的另一成岩作用是胶结作用，特别是次 生石英加大边。由于二氧化硅的次生加大作用使原生孔隙减少( 图4 - l o ) 。 图4 - 1 0 王古2 井上古生界砂岩显微照片 ( 石英次生加大使孔隙减小，井深2 4 5 1 i r a ) 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第4 章储层特征及其评价 本区中生界一上古生界储层岩样中见少量的破裂作用。破裂作用包括 机械压实中的压裂作用和构造破裂( 图4 i i ) 。 图4 1 l 王古2 井上古生界砂岩显微照片 ( 构造破裂作用，裂隙切割碎屑颗粒，使储集空问增加) 孔隙喉道半径对储层物性的影响。对王古2 中上井中一上古生界储层 进行压汞分析表明，平均孔喉半径为2 7 1 7 | lm ，排驱压力为0 0 5 2 m p a ，孔 隙度为2 0 1 0 ( 见图4 _ 7 ) 。当平均孔喉半径为0 2 8 2 8l , ti l l ，排驱压力为 0 4 3 4 m p a 时，孔隙度为1 0 5 0 ，显然孔喉半径直接影响储集层的物性。 根据王古2 井中一上古生界3 块样品的黏土矿物的测试分析结果表明， 伊蒙( i s ) 比为3 0 - 4 0 ，属于成岩作用晚期阶段的早一中亚期阶段， 相对应的镜质体反射率为0 5 一1 2 ，处于混层转化带的第一第二转化 带。该两个带的特点是，前者古地温的变化范围为8 0 一l l o 。c ；有机质成熟； 常见晚期含铁碳酸盐岩胶结物和石英次生加大，石英次生加大边自形晶面 发育，在s e m 下自生书页状高岭石和丝状、叶片状伊利石常见，次生孑l 隙 发育。本区王古2 井中上古生界岩石样品中仅见少量次生溶蚀孔隙，次生 溶蚀孔隙对储层有建设性的改善作用。 4 4 中生界一上古生界储层的非均质性 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第4 章储层特征及其评价 储层的非均质性包括储层的岩石非均质性和流体的非均质性在储层 研究中一般对前者研究较多，后者则在开发研究工作中比较重视。储层岩 石的非均质性主要包括储层的宏观非均质性和微观非均质性。宏观非均质 性主要与沉积相类型、砂体的时空分布特征、砂体和岩相的叠置样式及其 连通性有关。微观非均质性多与孔隙大小、孔喉的分布、几何形态、裂隙 发育程度和孔隙的连通性有关。 本区中一上古生界沉积体系以冲积扇相、冲积平原辫状河、滨海平原 相组成。在这些相带内，辫状河道、辫状河道问、分支河道、分支河道问 相在平面上相互交叉，在纵向上河流的改道迁移频繁，使相带在空问上的 演变很快( 见图3 5 、3 6 ) ，最终导致空间上储集岩体和隔夹层的交替穿插， 形成很强的非均一性。在岩心尺度上，亦可见到河流准层序中( 向上变粗 的正旋回) 在垂向上由于岩性变化而寻致的这种非均质性，如王古2 井井 深2 3 0 3 , 井段中的河流相砂岩，为一个短期沉积正旋回，在旋回的下部为 砾