（矿产普查与勘探专业论文）鹿邑凹陷含油气系统研究.pdf

摘要:受华北地台与秦岭一 大别造山 带截然不同的大地构造背景的双重控制， 鹿邑凹陷在早中生代从古生界原形盆地中解体并接受短暂沉积后，经历了印支、 燕山期长期的抬升剥蚀和喜山期强烈深埋的改造，构成了独特的成藏环境。本文 按照含油气系统 “ 从源岩到圈闭”的研究思路，首先对控制凹陷成藏的有效烃源 岩、储集层、盖层等各项静态地质要素进行了解剖，建立了油气成藏的地质模型; 其次运用盆地模拟、区带评价和圈闭描述软件系统，对该凹陷构造发育史、油气 形成史、油气运移史、圈闭发育史和油气成藏史等动态地质作用过程进行模拟反 演。研究结果表明，鹿邑凹陷古生界原形盆地在中生代断陷期变质程度相对较低， 石炭一 二叠系烃源岩r o 值介于o . z % - 1 . 1 % 之间， 油气大量形成期主要在新生代裂陷 改造期， r o 值最高达2 . 1 % ， 形成了c - p -o , p , t,+2, e -新生代 ( 潜在的) 再生 烃含油气系统;受喜山期二次生烃区和流体势场控制，油气主要沿中央构造带东 部和鹿东斜坡带运聚， 有利于形成古生古储油气藏; 位于鹿东的代集一 玄武构造带， 圈闭落实、资源规模大、储盖层时一空配置好，是预探突破的最佳靶区。 关键词:鹿邑凹陷;后期改造;再生烃含油气系统;原形盆地恢复;动态反演 a b s t r a c t : u n d e r t h e d u a l c o n t ro l o f t h e c o m p l e t e ly d i ff e r e n t t e c t o n i c s e t t i n g o f t h e n o rt h c h i n a p l a t e a n d t h e q i n l i n - d a b i e o r o g e n i c z o n e , l u y i d e p r e s s i o n d i s in t e g r a t e d f r o m t h e p r o t o t y p e b a s i n o f th e p r o t e r o z o i c i n t h e e a r l y me s o z o i c , t h e n u n d e r w e n t a l o n g - t e r m e l e v a t i o n a n d d e n u d a t i o n i n y i n z h i a n d y a n s h a n p e r i o d , fi n a l l y f o r m e d a p a rt i c u l a r p o o l - f o r m i n g e n v i r o n m e n t . i n t h i s t h e s i s , a r e s e a r c h m e t h o d o f p e t r o l e u m s y s t e m - f r o m s o u r c e r o c k s t o t r a p s - w a s f o l l o w e d . f i r s t , a t h o r o u g h a n a l y s i s w a s m a d e t o a l l s t a t i c g e o l o g i c a l e l e m e n t s t h a t c o n t r o l t h e p o o l - f o r m i n g i n t h e d e p r e s s i o n , i n c l u d i n g t h e e f fi c i e n t h y d r o c a r b o n s o u r c e r o c k s , t h e r e s e r v o ir a n d th e s e a l e t c . a g e o l o g ic a l m o d e l o f p e t r o l e u m p o o l - f o r m i n g w a s b u i l t . t h e n , b y m e a n s o f t h e s o ft w a re s y s t e m s o f b a s i n mo d e l i n g , p l a y a s s e s s m e n t a n d t r a p d e s c r i p t i o n , a n i n v e r s i o n m o d e l i n g o f t h e d y n a m ic g e o l o g i c a l p ro c e s s e s o f t h e d e p r e s s i o n w as m a d e , w h i c h in c l u d e t h e h i s t o r y o f t h e t e c t o n i c d e v e l o p m e n t , t h e p e t r o l e u m f o r m a t i o n , t h e p e t r o l e u m m i g r a t i o n , t h e t r a p d e v e l o p m e n t a n d t h e h i s t o r y o f p o o l - f o r m i n g . t h e r e s u l t i n d i c a t e d t h a t th e p r o t o ty p e b a s i n o f l u y i d e p r e s s io n h a s a r e l a t iv e l o w d e g r e e o f m e t a m o r p h i s m d u r i n g t h e r i ft - f a u l t i n g p e r i o d i n m e s o z o i c , a n d t h e v i t r i n it e re fl e c t a n c e r o o f t h e p e r m o - c a r b o n i t e r o u s s t a g e i s b e t w e e n 0 . 7 % a n d 1 . 1 % . a l a r g e a m o u n t o f p e t r o l e u m w as m a i n l y d e v e l o p e d d u r i n g t h e r i ft i n g r e f o r m a t i o n p e r i o d i n c e n o z o i c w i t h o f 2 . 1 %，a n d t h u s , a p e t ro l e u m s y s t e m o f h y d r o c a r b o n a h i g h r o 印o t e n t i a l ) c - p - o rt i .z .e - e - p r e s e n t w as f o r m e d ; u n d e r t h e c o n t r o l o f t h e s e c o n d a ry h y d r o c a r b o n g e n e r a t e d z o n e a n d t h e fl u i d p o t e n t i a l f i e l d i n h i m a l a y a n s t a g e , t h e m i g r a t i o n a n d a c c u m u l a t i o n o f p e t r o l e u m f o l l o w e d t h e l i n e o f th e e a s t o f t h e c e n t r a l s t ru c t u r e b e lt a n d t h e l u d o n g s l o p e , c o n d u c i v e t o f o r m a s e l f - g e n e r a t e d a n d s e l f - r e s e r v o i r e d r e s e r v o i r i n p r o t e r o z o i c -, t h e d a ij i - x u a n w u s t r u c t u r a l b e l t l y in g i n l u d o n g s a g o f w i t h a s o u n d t r a p , a g r e a t s o u r c e a n d a g o o d s p a c e - t i m e d i s t r i b u t i o n o f s o u r c e - r e s e r v o i r - c a p , i s a f a v o r a b l e p l a y f o r e x p l o r a t i o n . k e y w o r d s : l u y i d e p r e s s i o n ; t h e l a t e s t a g e r e f o r m a t i o n ; p e t r o l e u m s y s t e m o f r e g e n e r a t e d h y d r o c a r b o n ; p r o t o t y p e b as in r e c o n s t r u c t i o n ; d y n a m i c i n v e r s i o n 1 1 丫6 4 8 6 9 5 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师的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 人己 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国石油勘探开发研究院或其 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做的 任何贡献己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名 : 房 , v 日 期 : z o o s . s . - o 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油勘探开发研究院有关保留、使用学位论文的规定，即: 中国石油勘探开发研究院有权保留送交论文的复印件，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、缩印或其它复制手段保存 论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名 : 4 乌 i u、 名 : .日期 : 绪论 一、立题依据 “ 九五”以来，我国陆上天然气勘探取得了世人瞩目 的丰硕成果，气藏类型 既有中、古生界前陆盆地原生气藏，又有古生界或中、新生界改造型盆地复合气 藏，展示了良 好的勘探前景。2 0 0 1 -2 0 0 2年华北油田与杭州地质研究所和西北大 学联合攻关， 对南华北地区成藏条件进行研究， 认为鹿邑凹陷石炭一 二叠系存在“ 二 次生烃、晚期成藏”的有利条件，从而对本区开展了系统的地质综合评价及有利 区带优选工作，本论文正是结合这些生产任务顺利完成的。 鹿邑凹陷位于南华北盆地周口坳陷北部凹陷带的东端，区域上处于华北板块 与秦岭一 大别造山带结合部， 东临n n e向 走滑断裂系统一郊庐断裂系。 受华北地台 南部与秦岭一 大别造山带两个沉积建造、构造变动、岩浆活动截然不同的大地构造 背景的控制，古生代原形盆地在早中生代接受短暂沉积后，经历了印支、燕山 期 长期的抬升剥蚀，和喜山期强烈深埋的改造，构成了独特的成藏背景。 鹿邑凹陷虽历经近半个世纪的油气勘探，在凹陷内发现多处油气显示，但由 于勘探程度低、成藏机制复杂，尚未获得勘探突破。分析其制约勘探的主要因素 是对叠合改造型盆地的基本成藏条件研究， 只是停留在对现状的静态、定性描述 上，缺乏对不同地史时期成藏作用的动态研究。主要表现在对凹陷前第三纪原形 盆地的热变程度认识不清，对喜山 期以来的改造活动强度、油气生成量、改造期 油气如何再分配以及油气资源规模认识不明确。 含油气系统研究是从地质要素的分析入手，通过功能模拟，动态地再现油气 成藏的构造演化、油气生成、运移和成藏的地质作用过程，把油气成藏纳入一个 动态、综合的体系中进行研究， 追索油气生成、运移和聚集成藏的轨迹，指出有 利的勘探目 标。这对于客观评价油气资源潜力、有效发现油气藏、减少风险、降 低成本、提高勘探效益具有重要的意义。 二、研究过程及完成的主要工作量 本研究基于工区的勘探现状和改造型盆地的基本特点，按照含油气系统 “ 从 源岩到圈闭”的研究思路，依据钻井、地质、 物探、 测井和化验分析等资料， 首 先对控制凹陷成藏的有效烃源岩、储集层、 盖层等各项静态地质要素进行了 解剖， 建立了油气成藏的地质模型:进而运用二维盆地综合模拟 b a s i m s 4 . 5 、区带评价 p l a y s y s l . 5 和圈闭 描述评价t r a p d e s 2 . 0 软件系统， 对该凹陷油气形成史、 油气运 移史、圈闭发育史和油气成藏史等动态地质作用进行全面的模拟反演，恢复了凹 陷前第三纪的原形盆地，对该凹陷的勘探前景进行了预测，测算了初次生烃、二 次生烃的油气生成量，预测了资源潜力，提出了勘探方向，优选出了最有利的勘 探区带，指出了最有利的勘探目 标。 本研究主要完成了以下八项主要工作: 1 、收集、采集南华北盆地钻井和露头样品进行了区域热演化分析研究， 其中 搜集并测定有机质镜质体反 射率数据4 4 5 个 ( 鹿邑 凹陷5 口 井2 6 个数据) ; 2 、选取南华北地区钻井和露头样品 6 0余块， 进行了有机地化、天然气和碳 同 位素分析等1 3 项1 0 0 0 余块次的生油分析研究; 3 、解释二维地震测线 1 0 0 0 余千米 ( 包括针对中西部构造区重新处理的1 1 条 3 1 5 k m 测线) ，编制了 1 : 1 0 万的石炭一 二叠系顶面构造图及局部构造图4 张; 4 、 编制石炭一 二叠系、 三叠系、 下第三系和上第三系十 第四系残余地层等厚图 4 张; 编制中生界和下第三系剥蚀厚度等值线图2 张; 编制石炭一 二叠系暗色泥岩、 煤层和碳酸盐岩等厚图3 张; 5 、 建立了本区镜质体反射率随埋深的变化曲 线、孔隙度随埋深的变化曲线、 暗色泥岩、 碳质泥岩、煤的烃产率曲 线图 版: 6 、完成全区9 9 5 个模拟井点的地史、热史、生烃史、排烃史和油气运移聚集 史的 “ 五史”动态反演盆地模拟工作; 等值图、 绘制了不同类型烃源岩在不同地质历史时期的生烃强度等值图 镜质体反射率等值图和流体势等值图等成果图 件和不同岩性 排烃强度 不同运聚 单元的生烃量、排烃量、油气资源量汇总表; 8 、完成了区带评价和圈闭描述工作，指出了有利勘探区带和目 标，提出了下 步的勘探建议。 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 第一章地质概况 鹿邑凹陷位于河南省中部周口市、 太康县以东，构造上隶属南华北盆地周口 坳陷北部凹陷带的东端 ( 图1 - 1 ) ， 北起太康隆起， 南抵郸城凸起， 西接西华斜坡， 东临 颜集凹陷 ， 呈 近东 西向 展布，总 面积 约3 9 5 0 k m 2 0 1 . 1 勘探现状 鹿邑凹陷的油气勘探工作始于1 9 5 5 年，地矿部、石油部等多家单位在本区开 展了 预查 概查 ( 1 9 5 5 -1 9 6 0 ) 、 预探侦察 ( 1 9 7 1 -1 9 7 9 ) 、 油气普查 ( 1 9 7 9 -1 9 8 5 年)和综合研究 ( 1 9 9 1 年至今)等四个阶段的油气勘探工作。 截止 2 0 0 2 年底，区内共完成了 1 : 2 0 万和 1 : 1 0 万重、磁力普查、1 : 1 0 万 航磁及 1 : 2 0万电法普查。完成了二维地震测线 4 3 4 1 .3 k m，其中数字地震测线 8 4 1 . 3 k m, 测网密度为2 x 4 - 2 x 6 k m。 完钻各类探井1 0 口，总进尺3 1 5 6 0 .4 m ， 其中 钻遇古生界的探井6口，上、下石盒子组油气显示较为活跃。试油 3口井，其中 周参7 井于 1 7 1 6 -2 3 3 5 m 井段见到3 6 . 6 m / 1 7 层气测异常， 对 1 7 6 6 -2 4 5 5 m 井段分 7 次气举测试， 获少量天然气;周参1 3 井对井深2 5 2 5 . 6 - 3 0 5 4 m 二叠系砂岩试油4 段， 有三段含气，点火燃烧最长达1 5 秒， 天然气中甲 烷占9 1 . 3 % , 氮气占8 . 6 1 % , 气源分析来自 上古生界。 2 0 0 2 年通过老井复查， 位于大连一 代集背斜上的周参9 井共试油2 段， 其中对 井深2 8 8 0 - 2 9 2 0 m 的二叠系井段， 二开 抽汲， 日 产水2 2 m ， 气8 m / d ， 点火可燃3 - 5 秒，淡黄色火焰高 0 . 3 - 0 . 4 m ，最高 l m ，为水层， 含水溶气。第二试油井段 2 6 9 6 - 2 7 1 0 . 6 m( 层位t - p ) ，电 测解释为水层1 4 . 6 m / 2 层， 测试结果为干层。 另外， 在 靠近太康隆起的拓城一带， 水井中见油苗， 说明该区曾有过一定的油气运移聚集。 鹿邑凹陷油气勘探工作历数十载，始终是以寻找古生界或下第三系原生油气 藏为目 的而展开的， 虽多处发现油气显示， 但由 于所处的大地构造背景比 较特殊， 成藏机制复杂，对古生界原形盆地改造程度认识不清、资源规模不明确、局部构 造落实程度不高，油气藏类型不确定，尚未获得勘探突破。直到本世纪初， 研究 和勘探工作才开始向寻找以古生界次生油气藏为主的方向转变。 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 第一章地质概况 鹿邑凹陷位于河南省中部周口市、太康县以东，构造上隶属南华北盆地周口 坳陷北部凹陷带的东端( 图1 1 ) ，北起太康隆起，南抵郸城凸起，西接西华斜坡， 东临颜集凹陷，呈近东西向展布，总面积约3 9 5 0 k m 2 。 1 1 勘探现状 鹿邑凹陷的油气勘探工作始于1 9 5 5 年，地矿部、石油部等多家单位在本区开 展了预查概查( 1 9 5 5 - - 1 9 6 0 ) 、预探侦察( 1 9 7 1 - - 1 9 7 9 ) 、油气普查( 1 9 7 9 - - - 1 9 8 5 年) 和综合研究( 1 9 9 1 年至今) 等四个阶段的油气勘探工作。 截止2 0 0 2 年底，区内共完成了1 ：2 0 万和1 ：1 0 万重、磁力普查、1 ：1 0 万 航磁及i ：2 0 万电法普查。完成了二维地震测线4 3 4 1 3 k m ，其中数字地震测线 8 4 1 3 k m ，测网密度为2 x 4 - 一2 x 6 k m 。完钻各类探井1 0 口，总进尺3 1 5 6 0 4 m ，其中 钻遇古生界的探井6 口，上、下石盒子组油气显示较为活跃。试油3 口井，其中 周参7 井于1 7 1 6 - - 2 3 3 5 m 井段见到3 6 6 m 1 7 层气测异常，对1 7 6 6 - - 2 4 5 5 m 井段分 7 次气举测试，获少量天然气；周参1 3 井对井深2 5 2 5 6 - 3 0 5 4 m 二叠系砂岩试油4 段，有三段含气，点火燃烧最长达1 5 秒，天然气中甲烷占9 1 3 ，氮气占8 6 1 ， 气源分析来自上古生界。 2 0 0 2 年通过老井复查，位于大连一代集背斜上的周参9 井共试油2 段，其中对 井深2 8 8 0 - - 2 9 2 0 m 的二叠系井段，二开抽汲，日产水2 2 m 3 ，气8 m 3 d ，点火可燃3 5 秒，淡黄色火焰高0 3 - 0 4 m ，最高1 m ，为水层，含水溶气。第二试油井段2 6 9 6 - - 2 7 1 0 6 m ( 层位t p ) ，电测解释为水层1 4 6 m 2 层，测试结果为干层。另外，在 靠近太康隆起的柘城一带，水井中见油苗，说明该区曾有过一定的油气运移聚集。 鹿邑凹陷油气勘探工作历数十载，始终是以寻找吉生界或下第三系原生油气 藏为目的而展开的，虽多处发现油气显示，但e h 于所处的大地构造背景比较特殊， 成藏机制复杂，对古生界原形盆地改造程度i 人识j f 清、资源规模不明确、局部构 造落实程度不高，油气藏类型不确定，尚未获得勘探突破。直到本世纪初，研究 和勘探工作才开始向寻找以古生界次生油气藏为主的方向转变。 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 4 囤 喇 迥 蜊 霖 溪 豇 衄 世 一 i 囤 中国 石油勘探开发研究院硕士学位论文 1 . 2 区域地质背景 南华北盆地位于华北板块与秦岭一 大别造山带结合部， 东临n n e向 走滑断裂系 统一郑庐断裂系，是在华北地台与秦岭一 大别造山带两个沉积建造、构造变动、岩 浆活动完全不同的大地构造背景上形成的 沉积区，其特殊的大地构造位置决定了 南华北地区沉积地层分布、构造演化史、油气成藏和配置关系比较复杂。 区域构造、沉积演化史分析结果表明，南华北地台在太古界和下元古界结晶 基底之上发育起来后，大致经历了古生代克拉通盆地、中生代小型断陷盆地和新 生代强烈断陷或坳陷盆地演化阶段。在这一演化过程中，南华北地区在古生代海 相克拉通盆地之上叠加了中、新生代规模不等、类型不同的断陷或坳陷盆地，使 之成为叠合盆地。这些中生代出现的小型断陷盆地，在形成过程中，发育大量火 山岩，地温场发生明显变化，对古生界海相沉积物的演化产生很大影响;新生代 强烈断陷作用，使得海相盆地沉积埋深加大，加上火山活动，海相沉积物热演化 程度普遍较高，部分地区达到生烃门限，二次生烃，造成海相原生油气藏气多油 少。中、新生代盆地叠加及相应的断裂、抬升剥蚀作用对古生代原形盆地的改造， 使早期海相原生油气藏广遭强烈破坏，油气发生再分配。那些原生油气藏保存较 好 或因后期盆地叠置具备二次生 烃条件的区域是进一步勘探的 有利地区 2 1 . 3 基本地质特征 1 . 3 . 1 地层发育特征 依据钻井和地震资料， 结合区域沉积演化史分析可知， 鹿邑凹陷自 下而上发育 了寒武一奥陶系、石炭一二叠系、中下三叠统、下第三系、上第三系及第四系， 缺失上三叠统及侏罗一白 9i系。 其中石炭一二叠系和中下三叠统地层发育较全。 各层段地层发育和分布特征如下: ( 1 )寒武一奥陶系 寒武奥陶系在凹陷内 呈环带状分布， 近东西向 展布， 厚 5 0 0 -1 0 0 0 m , 次凹 区沉积厚度较大 ( 图1 - 3 - 1 ) ， 残余厚度可达1 2 0 0 m 左右。 ( 2 )石炭一二叠系 石炭一二叠系煤系残余分布面积约 4 2 0 0 k m z ， 大部分被中下三叠统覆盖，厚 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 图1 - 3 - 1 鹿邑 凹陷奥陶一 寒武系残余地层等厚图 5 0 0 -1 2 0 0 m ， 平均厚1 0 0 0 。 左右，呈环带状分布， 近东西向 展布，周参8 周参2 井一线厚度最大 ( 图1 - 3 - 2 ) , 图1 - 3 - 2鹿邑 凹陷 石炭一 二叠系残余地层等厚图 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 ( 3 )中下三叠统 钻井显示， 本区中生界只发育中 下三叠统地层， 厚度4 4 0 - 1 3 9 0 m 。 据地震资料， 三叠系主要分布于中西部，一般厚 1 0 0 0 m左右，南侧郸毫凸起和北侧太康隆起上 则剥缺中生界 ( 图 1 - 3 - 3 ) 。 该套地层主要为棕色、棕灰色细砂岩、粉砂岩夹棕褐 色泥岩、 粉砂质泥岩，与下伏二叠系呈整合接触。其展布方向与现今构造线一致， 说明本区中生界受到后期构造运动的强烈改造。 图1 - 3 - 3鹿邑凹陷三叠系残余地层等厚图 ( 4 )下第三系 主要分布在各次凹 ( 图1 - 3 - 4 ) 之中， 沉积厚度大。 鹿邑次凹最大残余厚度达 5 5 0 0 m 左右，北东方向展布;新站社次凹最大残余厚度5 0 0 0 m ，东西方向展布;而 逊姆口次凹最大残余厚度只有 1 5 0 0 m ， 近南北向展布， 周参 8 及南 1 井一带被剥蚀 殆尽。 ( 5 ) 新生界上第三系一 第四 系 鹿邑凹陷内全区分布，厚度变化不大，具有东薄西厚、北薄南厚的 特点，厚 度1 0 0 0 1 9 5 0 m ，平均在1 5 0 0 m 左右。 1 . 3 . 2凹陷结构和构造特征 鹿邑凹陷是一个以下第三系沉积为主体、多套地层叠合的断陷凹陷，结构总 中国 石油勘探开发 研究院 硕士学位论文 体表现为南断北超。 := i79-1 -i (07 . . i i i / i ( (t l 图1 - 3 - 4鹿邑凹陷下第三系残余地层等厚图 1 、断裂特征 受区域构造南北向 和东西向主应力场控制， 凹陷内断裂发育， 不同期地发育了 n w 和n e 两个方向 主要断裂， 二者交叉复合、 多期改 造， 形成了 现今较为复杂的断 裂体系。n w 和 n e e 向断层具有控制凹陷沉积的性质 ( 图1 - 3 - 5 ) 0 鹿邑凹陷的断裂主要以喜山期形成的正断层为主，其中对新生界沉积和保存 起控制作用的一级断裂有3 条， 二级断 裂有4 条( 表1 - 3 - 1 ) 。 各条断层特征如下: ( 1 ) 郸毫大断裂:位于郸城一毫州一带，是凹陷南侧的边界断裂，平面上呈 弧形展布。 北东东可延伸约1 0 0 k m 以上， 断面北倾， 倾角4 0 0 -7 0 0 ， 上陡下缓。 此 断裂断距东大西小， 东边断距最大可达近万米， 而往西逐渐演变为断距只有2 0 0 - 3 0 0 m 的小断层。最大水平断距达 1 4 k m ，断开层位为基底一上第三系。从周参4 井 钻遇层位可知，上升盘三叠系及上古生界被剥蚀殆尽，下第三系薄层直接覆盖在 下元古界中浅变质花岗岩之上;下降盘则保留了较完整的三叠系和石炭系。该断 裂为一张性正断层，主要控制鹿东次凹下第三系沉积和石炭一二叠系的分布。从 地层赋存情况看，主要活动期为喜山早期。 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 ( 2 ) 新站社断裂:位于新站社一 郸城一带，是新站社次凹南侧的边界断层。 该断裂平面上呈弧形展布，北西西向 转北东向延伸，延伸长度 4 6 k m ;断面北倾， 断距自 西向东逐渐变小，最大断距 7 -8 k m o断开层位为基底一下第三系。断层上 升盘三叠系及上古生界地层均被剥蚀，并且没有下第三系沉积，下降盘则沉积了 巨 厚的下第三系，可能无石炭一二叠系。该断裂为一张性正断层，主要控制下第 三系沉积。形成于喜山期，喜山中期活动减弱。 ， 一到 川 咎 l i 口 、 、 、吸 缨 扮 只 三 ) 关 - 一一一 议 厂 . 砚 甘石a 下几 厂 掣、，/ /; /ij z j 八1人 汾版 丫 墨 丫受 二 岁 升 后 川/+j1 娜、11、 为了月 9 一 1 .7 r 气 户 归 护 尹 产 。 翔 们 卜 关 今2/ . d 任 色 冷 图例 慕 团 下第三系峡失线 团眯困 c - p 缺失线 犷一 钊/i、1刁11伙了/ 图1 - 3 - 5 鹿邑 凹陷构造纲要图 ( 3 )东夏亭断裂:为逊姆口次凹与西华斜坡的分界断层。走向北西，延伸长 度 4 0 k m ， 倾向北东，断距可达 3 0 0 0 m 。在重力图上表现为明显的重力梯级带，为 一张性正断层， 控制了下第三系沉积。形成于燕山晚期一喜山 早期。 ( 4 ) 砖楼断裂:为凹陷西北部的二级断裂，是太康隆起与鹿邑凹陷的分界断 层。断裂由 北东东向 转为北西向， 形成一个 “ u ” 字型，向 北突出 呈弧形展布， 延 伸至少2 5 公里。断面南倾，西宽东窄， 最宽处达1 . 5 k m，落差2 6 0 0 m左右，断距 自 西向东快速变小，减小为 1 0 0 -2 0 0 m。该断裂上盘三叠系及上二叠统受到一定 中国 石油勘探开发研究院硕士学位论文 程度的 剥蚀， 下盘保存了 较完整的三叠系一 石炭系， 并沉积了很厚的下第三系地层 形成了付草楼洼槽。该断层形成于喜山期，主要控制了下第三系的分布。 ( 5 )贾臣集断裂: 位于贾臣集一带，为新站社次凹的一条二级断裂。近东西 走向，延伸长度3 0 k m ，断面北倾， 最大落差1 0 0 0 m 。该断层上升盘三叠系一 石炭系 被严重剥蚀，下降盘则保留完整。该断层形成于燕山期，主要控制三叠系一 石炭系 的分布。 ( 6 )玉皇庙断层:为鹿东斜坡与太康隆起分界的二级正断层。走向北东，延 伸长度3 5 k m 。 倾向 北西，断距约3 0 0 m ,断开层位至基底。形成于燕山一 喜山期。 ( 7 ) 十字河断裂: 位于鹿东斜坡的二级断裂。 n n e走向， 延伸长度2 4 k m ;断 面东倾，最大落差1 0 0 0 m ，断距7 0 0 -8 0 0 m 。 该断 层控制了 下第三系和三叠系的分 布。形成于喜山期，中期活动减弱。 断层名称级别 性质 断层要素延伸长 度( k m ) 断开层 位 地层断距 活动时 期 走 向 倾 向 倾角 郸毫断层一级正断层 nee n n w 4 0 - 7 0 11 0 0 n- p z 1 0 0 0 0 e 新站社断层一 级 正 断 层1n wn ei 4 5 4 6n一21 0 0 0 0e 东夏亭断层一 级 正 断 层 n vn卫4 0 i4 0 n - p z 3 0 0 0 e - m z 贾臣集断层二级正 断 层n w n e4 5 i3 。 一 e - p z6 0 0 - 8 0 0 m z 砖 楼 断 层 二 级1 正 断 层 n w - n e 1 s e 4 02 5 i e - p z 6 0 0 e 玉 皇 庙 断 层 二 级 正 断 层n e nw5 03 5 e- p z3 0 0e - mz 十字河断层 二 级 正 断 层n e 一 n e i 6 02 4 i e - p z 8 0 0 e 从主要断裂发育和展布特征上可知，鹿邑凹陷各反射层构造特征基本类似， 总体表现为北高南低。说明后期构造运动对早期形成的构造层改造比 较强烈。 2 、构造单元划分 依据下第三系地层的沉积分布和断裂的展布情况，本文将鹿邑凹陷划分为鹿 东次凹、新站社次凹、逊姆口次凹和鹿邑中央构造带 “ 三凹一凸”四个构造单元， 再细分为鹿东斜坡、玉皇庙、李集一 贾臣集、大程楼、代集一 玄武和淮阳一 邵集构造 带等六个构造区带 ( 表1 - 3 - 2 l 各构造单元和构造区带的特征分述如下: 鹿东次凹 中国石油勘探开发研究院硕士 学位论文 是受郸毫大断裂控制 形成的早第三纪箕状断 陷，南断北斜，呈北东向 展布，面积 1 5 0 0 k m 。 其 内地层保存较齐全，石 炭一二叠系最大埋深达 1 0 0 0 0 m，下第三系最大埋 深 7 0 0 0 m。该次凹内发育 表1 - 3 - 2鹿邑凹陷构造单元划分表 二级构造单元三级构造单元 名称面积名称面积 鹿东次凹1 5 0 0 鹿东斜坡构造带 4 0 0 玉皇庙构造带 2 0 0 新站社次凹 6 0 0李集一贾臣集构造带 1 6 0 逊姆口次凹 8 0 0大 程 楼 构 造 带 4 0 0 鹿邑中央 构造带 1 0 5 0 代集一玄武构造带 6 0 0 淮 阳 一 邵 集 构 造 带 2 4 0 鹿东斜坡和玉皇庙两个构造区带。 鹿东斜坡构造带位于该次凹的北侧，由北东走向的两个南倾以鞍部相间的鼻 状隆 起组成， 近东西向 展布，面积近4 0 0 k m 2 ， 发育地层、断块及鼻状构造圈闭， 总圈闭 面积约3 3 k m z a 玉皇庙构造带位于鹿东斜坡构造带北侧玉皇庙一十字河一带，为北北东走向 的南倾鼻状隆起，长2 0 k m ，宽l o k m ，轮廓面积2 0 0 k m z ，主要发育玉皇庙构造，该 带地层分布不全，下第三系剥蚀殆尽，只保存部分中、下三叠统地层。 新站社次凹 是在前寒武系基底背景上发展起来的早第三纪箕状断陷，受南界新站社断裂 控制，呈近东西向 展布，南断北斜，面积6 0 0 k 耐 。 其内 石炭一二叠系在周参1 3 井 以南的地区剥蚀， 下第三系与古生界呈角度不整合接触。 该次凹内主要发育李集 贾臣集构造带。 李集一贾臣集构造带是受贾臣集断裂控制，被 n e e向反向正断层切割的潜山 断鼻构造带。 呈n w w向 展布， 东西长3 2 k m ， 南北宽5 k m ， 轮廓面积约1 6 0 k m 2 。 该 构造带下第三系直接覆盖在石炭、二叠系或奥陶、寒武系之上，形成一个潜山带。 由 李集、贾臣集等多个构造组成。 李集构造为一地层圈闭，圈闭面积1 5 k m ,高点 埋深2 4 0 0 m ，闭合幅度达6 0 0 m ， 其上钻周参1 3 井己 见到油气显示， 试油获少量天 然气。 贾臣 集断鼻构造有3 个高点， 落实圈闭 面积4 3 k m o 逊姆口次凹 中国 石油勘探开发研究院硕士学位论文 呈 北 西 走向 ， 面积8 0 0 k m ， 地 层 保 存 较齐 全， 下 第 三 系 最 大 埋 深2 8 0 0 m ， 中 生界最大埋深达 4 0 0 0 m。次凹内断层以北东和北西两个方向为主，断裂发育， 局 部构造多样，主要发育大程楼背斜构造带。 大程楼背斜构造带位于该次凹的北侧，面积近 4 0 0 k m z ，近东西向 展布，主要 由大程楼、王庄、毛庄构造组成，以断背斜、断鼻为主。构造带高部位下第三系 较薄或缺失，中、 下三叠统保存较好， 圈闭 埋藏较浅， 平均小于2 0 0 0 m ， 最大埋深 2 3 0 0 m 。落实圈闭3 个，总圈闭面积约1 0 7 k m 2 0 鹿邑中央构造带 呈北东向展布，三面环凹，南面为新站社次凹，东面为鹿东次凹，西面为逊 姆口次凹。整体呈现出东西分带、南北分块的特征，主要断裂呈北东向 展布，北 西向的断层将其切割， 使构造更趋复杂化。 该带面积约1 0 5 0 k m 2 ， 主要分为东、 中、 西三个区带，东部为代集一玄武构造带，中部为付草楼洼槽 ( 约1 0 0 k m 2 ) ，西部为 淮阳一 邵集构造带。该构造带上圈闭发育，类型多，以背斜、半背斜、断鼻、断 块构造为主。 代集一玄武构造带位于鹿东次凹西部中央构造带的东侧，是受郸一 毫断裂西段 控制， 呈北东向 展布的大型背斜构造带。 南北长4 0 k m ， 东西宽1 5 k m ， 面积约6 0 0 k m . 主要由大连断鼻、代集断背斜、任集i 、任集1 1 、玄武断块和安平集断块等 6个 圈闭组成，总圈闭面积1 4 6 k m z ，主要为断鼻、断背斜和断块圈闭。 淮阳一邵集构造带位于鹿邑中央构造带的西侧，临近逊姆口次凹，是 n n e向 展布的背斜构造带，南北长2 4 k m ，东西宽l o k m ，面积2 4 0 k m z ，主要发育邵集断鼻 ( 周参8 )和许庙断背斜构造，落实圈闭面积3 9 k m z e 中国 石油勘探开发研究院硕士学位论文 第二章 含油气系统研究思路与方法 含油气系统是油气勘探的一种思路和方法，是客观评价油气资源潜力与有效 发现油气藏的重要工具， 在减少风险、降 低成本、提高勘探效益方面的作用越来 越重要2 ， 。 2 . 1 含油气系统的概念和内涵 自1 9 7 2 年由d o w首 次 提出o i l s y s t e m概 念以 来， 经 过 各国 学 者多 年的 潜心 研 究和发展完善，以及含油气系统在油气勘探中的作用的不断增强和深化，含油气 系统的概念和内涵 ( 图2 - 1 )已相应发生了深刻的变化p 。主要体现在三个方面: 一是对含油气系统概念的理解z 1 。 认识到含油气系统是与一套或数套有效烃源 岩相联系的、由烃类运移和聚集过程所涉及的三维地质单元构成，包括有效烃灶 所生成油气形成的所有油气藏，也包括形成这些油气藏必不可少的地质条件和过 程。 二是中国大型叠合盆地中存在的以烃源岩相联系的各含油气系统之间的烃类 串通和烃类损失，使得对这类系统的划分与评价更为复杂，需要发展含油气系统 的概念，用复合含油气系统概念作为对原始含油气系统概念的补充2 含油气系统描述 有 效 经 源 岩 3 个关键时刻的时间 生烃范围与强度变化 生烃量 动态地质作用 静态地质要素 输导层 产状与几何形态 断层与不整合 三者与裂隙组合 流体演化历史 初次运移期流体势 初次运移期流体势 输导层产状 层面网 沉积相 岩性 几何形态 成岩相 储集性能 建立组合关系 圈闭形成期 成因和分布 几何体积演变 储集层 区域 间接) 局部 ( 直接) 质量 高阻与低阻) a 层 关键时刻要素组合 保存期作用演变 含油气系统划分 有利勘探区与目 标 成藏期及演化 汇聚区 汇聚量 图2 - 1 含油气系统描述的基本内 涵2 1 三是认识到研究与评价含油气系统，目的是客观评价勘探目 标含油气性的优 中国 石油勘探开发研究院硕士学位论文 劣，要为勘探部署提供依据，其研究核心是通过过程追踪， 建立油气成藏主控因 素与地质作用过程在时间和空间中的组合关系，并通过运聚单元的划分与评价， 有效地指出地质历史上形成的和保存至今的油气藏分布位置，从而最大限度地减 少勘探风险(lsj 2 . 2 改造型盆地含油气系统研究的思路与方法 含油气系统的研究应从源灶的确定开始，这是基础。源灶的确定包括有效烃 源岩的层段分布、空间范围、质量与潜力，也包括生烃历史，要确定大量生、排 烃关键时刻以 及生、排烃的空间范围。 在确定主要生、排烃期之后，需要研究主 要有效烃源岩顶面古构造面貌与相关的古流体势演化史，以判明油气的去向，并 划分运聚单元。在此基础上，在油气运聚最主要的单元内，研究辅导油气的网络， 判明已经运移油气的主体主要沿哪些优势通道发生了运移，同时研究生、排烃期 间运聚单元内与优势运移通道相联系的各圈闭可捕集油气空间即“ 宿住” 空间( 包 括储集层孔隙体积与圈闭空间)的变化，进而确定含油气系统的边界，并评价勘 探目 标的含油气性与丰度 ( 图2 - 1 ) 0 从含油气系统的内涵可知，含油气系统研究的核心是过程恢复，重点是 “ 六 定”幻 :即定源， 通过生烃层位、分布、质量与生烃史研究准确定位; 关键时 刻定期，既要准确掌握大量生烃和排烃的时间段，也要确定己聚集油气再运移和 受破坏的时间;运移定向，准确判定不同时期发生运移的油气 ( 不论是来自 源 灶的， 还是己 聚集再运移的)主要去向;运聚单元定界，确定各运聚单元的空 间展布形态与范围，并根据汇聚流线、烃灶与各单元输送油气的条件 ( 如排烃条 件) 、 优势运移通道网络发育程度等，定性判断各运聚单元油气聚集丰度; 资源 评价定量，含油气系统的边界是油气运移和聚集事件波及的最大外边界，通过对 运聚单元已 发现储量和未发现潜力的统计，可以建立生烃量、运移量与聚集量之 间的关系，根据这些条件，能更准确地确定油气资源评价的关键参数，对资源总 量的估算更客观也更准确;勘探目 标评价定级，通过对三维空间成藏要素与作 用过程的组合关系以及在地史中关系变化的追踪分析，更客观、较准确地评价己 发现勘探目 标和尚未发现目 标的含油性与优劣，这是含油气系统研究与评价的目 的。 中国 石油勘探开发研究院硕士学位论文 油气在盆地中从生成、 运移到聚集成藏一直受盆地演化的制约。原形盆地控 制着油气的生成， 产烃量取决于原形盆地中有机质的丰度和生油岩体积;而保存 量 及分 布则与叠加改 造 前、 后的 地 质结构、 地 热参 数、 圈 闭 类型和 保存条件有关13 1 因此， 对于改造型盆地含油气系统，研究的思路和方法就是恢复其改造之前的原 形盆地，追索油气生成、运移、聚集、成藏的轨迹，从源岩到圈闭，寻找有利的 勘探目 标。 引入含油气系统思路的盆地模拟技术是改造型盆地含油气系统研究、动态反 演、恢复其原形盆地的所适用的关键技术和有效方法之一。该技术是按照含油气 系统分析 “ 从源岩到圈闭”的思路，以计算机为重要手段，综合钻井、地质、测 试、物探、有机地球化学分析等多种信息资料，动态的反演一个探区 ( 盆地、含 油气系统、油气运聚单元、区带等)的地史、热史、生烃史、排烃史和油气运聚 史 ( 表2 - 1 ) ，追踪油气生成、运移、演化和聚集， 预测油气资源规模相态和分布 规律，最终圈定出勘探有利靶区。 盆地模拟技术可用于实现含油气系统研究的核心和重要内 容7 1 首先，由于盆地模拟是以沉积盆地油气形成的石油地质机理为建模基础，因 此它的研究对象必须是一个或多个相对独立的油气生成、 运移和聚集的地质单元。 这个概念本身蕴含着含油气系统的思想。所以说，盆地模拟的地质单元必须是一 个或多个含油气系统，或者说含油气系统是最适于做盆地模拟评价的油气地质单 兀 。 其次，盆地模拟的系统、综合、定量、动态、四维时空以及实时模拟特点体 现了 含油气系统的认识论。含油气系统的整体、层次、功能、动态等特点决定了 其最优的研究方法应该是系统单元功能模拟法，即应用多学科知识，建立油气系 统的 地质模型和数值模型， 根据模型与原型之间的相似关系，用模型来模拟研究 对象的功能，从而重建油气系统的时空演变过程，揭示系统中的油气分布规律。 盆地模拟的系统化、模型化、定量化的动态模拟方法是含油气系统研究的有效途 径;同时由于数据存贮的方便性和动态模拟计算的即时性，地质家可以 通过改变 模型的某一参数或属性迅速获得某一结果，从而验证或修改己有的认识，实现系 统研究的最优化。 中国石油勘探开发研究院硕士学位论文 第三， 盆地 模