（地质工程专业论文）东营凹陷原油物理性质及分布规律研究.pdf

中南大学硕士学位论文 摘要 东营凹陷是渤海湾盆地内含油气最丰富的凹陷，但相对于该 凹陷的勘探程度来说，对原油性质在平面上和纵向上的变化特点 及其影响因素，以及流体性质与油气成藏的关系，都还缺乏深入 研究。因此，开展东营凹陷原油性质及分布规律的研究，探讨原 油性质的主要影响因素，有助于为该区油气勘探提供理论依据， 并为油田开发提供实用参数。 在收集、整理大量油气测试、分析化验资料及部分地球化学 资料的基础上，采用综合研究方法，对东营凹陷原油理化性质的 变化特征及分布规律进行研究，并对其影响因素进行分析，通过 研究获得了一下认识： ( 1 ) 对东营凹陷的原油进行了物性和成因两种分类，从两 种分类的平面分布上看，原油类型都具有环带状分布特点：从洼 陷中心向凹陷的边缘，原油物性分类依次为轻质油，中质油、重 油、超重油；成因分类依次为“沙三型”、“混合型”、“沙四型”。 ( 2 ) 东营凹陷原油相对密度、粘度、含硫量、沥青质+ 胶质 含量、初馏点等参数随油藏埋深的增加，呈逐渐减小的趋势；而 原油的凝固点和含蜡量的变化比较特殊。原油物理性质之间存在 着一定的相关性，原油相对密度和粘度呈指数关系，随着相对密 度的增大，粘度急剧升高；相对密度与含硫量、沥青质+ 胶质含 量、初馏点呈正相关性，与含蜡量星负相关性，与凝固点呈“s ” 型变化趋势。 ( 3 ) 对东营凹陷的原油物性的分布规律有了较清楚的认识， 归纳了其平面、纵向上的分布规律。平面上，洼陷区原油物性好， 向凹陷边缘物性交差，断裂发育带原油物性变化复杂；纵向上， 随埋深的增加，原油物性变好，各层系间的物性差异较大，而同 一层系中的物性变化范围也不一致。 ! 壹查堂堡主堂竺丝壅塑墨 ( 4 ) 通过原油性质的分析，认为油源差异、沉积环境、次 生变化、勘探开采等是导致原油性质差异的影响因素，其中油源 差异影响较少，而外部环境导致的原油次生变化是主要因素。 关键词东营凹陷，原油，物理性质，分布规律 a b s t r a c t ：t h ed o n g y i n gd e p r e s si st h em o s to i la b u n d a n td e p r e s si n b o h a ib a yb a s i n c o m p a r i n gw i t ht h ee x p l o r a t i o ne x t e n ti n t h i sd e p r e s s ，a t h o r o u g hs t u d yi ss t i l l n o tc a r r i e do u ty e t ，e s p e c i a l l yi nt h eh o r i z o n t a la n d v e r t i c a lv a r i a t i o no f t h ec r u d eo i lp r o p e r t ya n di t se f f e c tf a c t o r s f l u i dp r o p e r t y a n do i l g a sr e s e r v o i r t h e r e f o r e c a r r y i n go u tt h er e s e a r c ho nc r u d ep h y s i c a l p r o p e r t ya sw e l la sd i s t r i b u t i o nd i s c i p l i n ea n df i n d i n go u tt h em a i ne f f e c t f a c t o r st ot h ec r u d ep h y s i c a l p r o p e r t yw i l l c o n t r i b u t et oe s t a b l i s ht h e t h e o r e t i c a lf o u n d a t i o no f t h ee x p l o r a t i o n ，a n dt op r o v i d ea p p l i c a b l ep a r a m e t e r s t ot h ep r o d u c t i o no fo i l f i e l d o nt h eb a s i so fc o l l e c t i n ga n dr e v i e w i n gal o to fo i l - g a st e s t i n ga n d a n a l y s i sd a t aa n ds o m eg e o c h e m i c a lm a t e r i a l s ，b yu s i n gac o m p r e h e n s i v e r e s e a r c hm e t h o d ，t h r o u g hc a r r y i n go u tt h es t u d i e so nt h ev a r i a t i o oc h a r a c t e r s o fc r u d eo i lp h y s i c a l c h e m i c a lp r o p e r t ya n da n a l y s i so nt h ee f f e c tf a c t o r s w e o b t a i nt h ef o l l o w i n gk n o w l e d g e ： w ec l a s s i f i e dt h ec r u d eo i li nd o n g y i n gd e p r e s s i o ni nt w ow a y s ：p h y s i c a l p r o p e r t ya n do i ls o u r c e f r o mt h ep o i n to f v i e wo ft h eh o r i z o n t a ld i s t r i b u t i o n ， t h e ya l lh a v eac l i t e l l ac h a r a c t e r ：i np h y s i c a lp r o p e r t y , f r o mt h ec e n t e rt ot h e b o r d e r , t h eo i lc a nb ec l a s s i f i e da sl i g h t ，m e d i u m ，h e a v ya n do v e r - h e a v yo i l ；i n o i ls o u r c e , i tc a nb ec l a s s i f i e da ss h e3 ，m i x e d ，s h a4 c r u d eo i lp r o p e r t i e si nd o n g y i n gs a gt e n dt oc h a n g ew i t hb u r i a ld e p t h r e l a t i v ed e n s r y v i s c o s i t y , s u l p h u rc o n t e n t ，i n i t i a lb o i l i n gp o i n t ，a n dc o n t e n t o fa s p h a l t e n ep l u sc o l l o i dt e n dt od e c r e a s ew i t ht h ei n c r e a s eo fr e s e r v o i rd e p t h ， w h i l es o l i d i f y i n gp o i n ta n dp a r a f f i nc o n t e n tb e h a v ed i f f e r e n t l y t h e r ea r e c e r t a i nc o r r e l a t i o n sa m o n gd i f f e r e n tp a r a m e t e r sd e s c r i b i n gp h y s i c a lp r o p e r t y o fc r u d eo i l f o re x a m p l e ，t h e r ei sa ne x p o n e n t i a lr e l a t i o n s h i pb e t w e e nr e l a t i v e ! 壹查堂堡主堂竺丝壅塑墨 ( 4 ) 通过原油性质的分析，认为油源差异、沉积环境、次 生变化、勘探开采等是导致原油性质差异的影响因素，其中油源 差异影响较少，而外部环境导致的原油次生变化是主要因素。 关键词东营凹陷，原油，物理性质，分布规律 a b s t r a c t ：t h ed o n g y i n gd e p r e s si st h em o s to i la b u n d a n td e p r e s si n b o h a ib a yb a s i n c o m p a r i n gw i t ht h ee x p l o r a t i o ne x t e n ti n t h i sd e p r e s s ，a t h o r o u g hs t u d yi ss t i l l n o tc a r r i e do u ty e t ，e s p e c i a l l yi nt h eh o r i z o n t a la n d v e r t i c a lv a r i a t i o no f t h ec r u d eo i lp r o p e r t ya n di t se f f e c tf a c t o r s f l u i dp r o p e r t y a n do i l g a sr e s e r v o i r t h e r e f o r e c a r r y i n go u tt h er e s e a r c ho nc r u d ep h y s i c a l p r o p e r t ya sw e l la sd i s t r i b u t i o nd i s c i p l i n ea n df i n d i n go u tt h em a i ne f f e c t f a c t o r st ot h ec r u d ep h y s i c a l p r o p e r t yw i l l c o n t r i b u t et oe s t a b l i s ht h e t h e o r e t i c a lf o u n d a t i o no f t h ee x p l o r a t i o n ，a n dt op r o v i d ea p p l i c a b l ep a r a m e t e r s t ot h ep r o d u c t i o no fo i l f i e l d o nt h eb a s i so fc o l l e c t i n ga n dr e v i e w i n gal o to fo i l - g a st e s t i n ga n d a n a l y s i sd a t aa n ds o m eg e o c h e m i c a lm a t e r i a l s ，b yu s i n gac o m p r e h e n s i v e r e s e a r c hm e t h o d ，t h r o u g hc a r r y i n go u tt h es t u d i e so nt h ev a r i a t i o oc h a r a c t e r s o fc r u d eo i lp h y s i c a l c h e m i c a lp r o p e r t ya n da n a l y s i so nt h ee f f e c tf a c t o r s w e o b t a i nt h ef o l l o w i n gk n o w l e d g e ： w ec l a s s i f i e dt h ec r u d eo i li nd o n g y i n gd e p r e s s i o ni nt w ow a y s ：p h y s i c a l p r o p e r t ya n do i ls o u r c e f r o mt h ep o i n to f v i e wo ft h eh o r i z o n t a ld i s t r i b u t i o n ， t h e ya l lh a v eac l i t e l l ac h a r a c t e r ：i np h y s i c a lp r o p e r t y , f r o mt h ec e n t e rt ot h e b o r d e r , t h eo i lc a nb ec l a s s i f i e da sl i g h t ，m e d i u m ，h e a v ya n do v e r - h e a v yo i l ；i n o i ls o u r c e , i tc a nb ec l a s s i f i e da ss h e3 ，m i x e d ，s h a4 c r u d eo i lp r o p e r t i e si nd o n g y i n gs a gt e n dt oc h a n g ew i t hb u r i a ld e p t h r e l a t i v ed e n s r y v i s c o s i t y , s u l p h u rc o n t e n t ，i n i t i a lb o i l i n gp o i n t ，a n dc o n t e n t o fa s p h a l t e n ep l u sc o l l o i dt e n dt od e c r e a s ew i t ht h ei n c r e a s eo fr e s e r v o i rd e p t h ， w h i l es o l i d i f y i n gp o i n ta n dp a r a f f i nc o n t e n tb e h a v ed i f f e r e n t l y t h e r ea r e c e r t a i nc o r r e l a t i o n sa m o n gd i f f e r e n tp a r a m e t e r sd e s c r i b i n gp h y s i c a lp r o p e r t y o fc r u d eo i l f o re x a m p l e ，t h e r ei sa ne x p o n e n t i a lr e l a t i o n s h i pb e t w e e nr e l a t i v e 中南大学硕士学位论文摘要 d e n s i t ya n dv i s c o s i t y , a n dv i s c o s i t yw i l li n c r e a s er e m a r k a b l yw i t ht h ei n c r e a s e o fr e l a t i v ed e n s i t y p o s i t i v ec o r r e l a t i o n se x i s tb e t w e e nr e l a t i v ed e n s i t ya n d s u l p h u rc o n t e n t , a s p h a l t e n ep l u sc o l l o i d ，a n di n i t i a lb o i l i n gp o i n t ；w h i l e i n v e r s ec o r r e l a t i o ne x i s t sb e t w e e nr e l a t i v ed e n s i t ya n dp a r a f f i nc o n t e n t m o r c o v e r st y p ec o r r e l a t i o ne x i s t sb e t w e e nr e l a t i v ed e n s i t ya n ds o l i d i f y i n g p o i n t ac l e a rc o g n i t i o nw a se s t a b l i s h e do nt h ed i s t r i b u t i o nd i s c i p l i n eo ft h e c r u d eo i lp h y s i c a lp r o p e r t yi nd o n g y i n gd e p r e s s t h ed i s t r i b u t i o nd i s c i p l i n e w a sc o n c l u d e db o t hi nh o r i z o n t a la n dv e r t i c a ld i m e n s i o n i nh o r i z o n t a l ，t h e c r u d ep h y s i c a lp r o p e r t yi sg o o di nt h ed e p r e s s i o n , i ti sp o o ri nt h ee d g eo ft h e d e p r e s s i o n ，a n dp h y s i c a lp r o p e r t yv a r i a t i o ni sc o m p l e xi nt h er i f tb e l t i n v e r t i c a l ，t h ec r u d eo i lp h y s i c a lp r o p e r t yb e c o m e sb e t t e ra n db e t t e ri nd e p t h i t h a sb i gd i f f e r e n c e si nd i f f e r e n tl a y e r s ，a n di ti sn o tc o n s i s t e n te v e ni nt h es a m e l a y e r t h r o u g ht h ea n a l y s i so ft h ec r u d eo i lp h y s i c a lp r o p e r t y , t h em a i ne f f e c t f a c t o r st h a tc a u s et h ev a r i a t i o no fc r u d eo i lp h y s i c a lp r o p e r t yi n c l u d e sv a r i e d o i ls o u r c e ，s e d i m e n t a r ye n v i r o n m e n t ，s e c o n d a r yv a r i a t i o na n do i le x p l o r a t i o n a n dp r o d u c t i o n ，a m o n gw h i c ht h ee f f e c tf r o mt h eo i l8 0 u r c ei sv e r yp o o l , a n d t h es e c o n d a r yc h a n g eo f t h ec r u d eo i lp h y s i c a lp r o p e r t yw h i c hi sc a u s e db yt h e e x t e r n a le n v i r o n m e n ti st h em a i nf a c t o r k e yw o r d s ：d o n g y i n gd e p r e s s i o n ，c r u d eo i l ，p h y s i c a lp r o p e r t y , d i s t n b u t i o nd i s c i p l i n e m 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本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，除了论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，也不包含为获得中南 大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本 研究所作的贡献均已以论文中作了明确的说明。 作者签名： 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留学位论文允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或 部分内容。可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根据国 家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名： 中南大学硕士学位论文第一章前言 第一章前言 1 1 课题研究目的及意义 原油的化学组成、物理性质及分布特征，与原油的埋藏条件、原始生油母 质类型、原油演化程度以及运聚保存条件有着十分密切的关系【1 1 。在地质条件 下，石油在热力学上是亚稳态的物质，因此圈闭中的石油容易发生蚀变，导致 原油化学组成及物化性质的变化。这些蚀变作用包括生物降解作用、水洗作用、 气洗脱沥青作用、热蚀变作用、重力分异等 2 - 4 1 。研究原油的物理、化学性质及 其分布特征，对搞清石油的来源、运聚成藏规律及油藏保存条件具有重要意义 5 4 1 。 东营凹陷是渤海湾盆地内含油气最丰富的凹陷 9 1 ，前人对东营凹陷地层流 体性质进行了许多研究，也取得了一些研究成果1 】【5 】畔d 5 j 。但相对于该凹陷的勘 探程度来说，对原油性质的系统研究还相对较少，许多问题尚没有明确的认识。 目前对于东营凹陷原油性质的研究一般只是针对局部地区或某个油田，还缺乏 对全区进行整体性、系统性的研究。对该凹陷原油性质的研究还停留在对一些 现象的描述上，尤其是对原油性质在平面上和纵向上的变化特点及其影响因素， 以及流体性质与油气成藏的关系，都还缺乏深入研究。 因此，开展东营凹陷原油性质及分布规律的研究，探讨原油性质的主要影 响因素，有助于为该区油气勘探提供理论依据，并为油田开发提供实用参数。 1 2 主要研究内容及思路 本课题主要通过收集东营凹陷各油田的地面原油等方面的资料，对东营凹 陷原油性质及分布规律进行全面分析研究。在资料分析的基础上，编制一系列 相关的图件，总结东营凹陷原油性质在纵向和平面上的变化规律，分析其影响 因素。 主要研究内容： 原油的主要物理性质在平面和空问上的变化规律及其影响因素，主要分析 1 中南大学硕士学位论文第一章前言 指标包括原油的相对密度、粘度、凝固点、含硫量、含蜡量。 在整体研究的基础上，选择典型地区，解剖一些大油田的原油性质分布特 点及控制因素，并选择重点地区研究同一油藏的原油物性随开采时间的变化规 律。分析影响原油性质变化的因素，总结原油性质与油气成藏之间的内在联 系。 在收集、整理大量油气测试、分析化验资料及部分地球化学资料的基础上， 建立数据库。采用综合研究方法，对东营凹陷油气性质进行研究，主要是原油 理化性质的变化特征及分布规律研究，并对其影响因素进行分析，总结原油性 质与油气成藏的关系。 1 3 开展的主要工作及主要认识 1 3 1 开展的主要工作 本项研究收集、整理了大量原油的分析数据，对数据进行了分析，编制了一 系列相关图件及表格共7 0 余张，分析了原油性质的的分布规律及影响因素，并 论述了原油性质与油气藏的关系。 对原油进行了物理性质分类和成因分类，论述了各种类型的分布规律； 分析了原油的物理性质，论述了各参数间的关系； 分析了原油各物性参数平面、纵向分布规律； 分析了原油理化性质的影响因素，主要分析了油源、沉积环境、次生变 化及后期开发对原油性质的影响，并论述了原油性质与油气运移和后期保存的 关系； 1 3 2 取得的主要认识 本项研究共获得4 个方面的认识： ( 1 ) 对东营凹陷的原油进行了物性和成因两种分类，从两种分类的平面分 布上看，原油类型都具有环带状分布特点：从洼陷中心向凹陷的边缘，原油物 性分类依次为轻质油，中质油、重油、超重油；成因分类依次为“沙三型”、“混 合型”、“沙四型”。 ( 2 ) 东营凹陷原油相对密度、粘度、含硫量、沥青质+ 胶质含量、初馏点 等参数随油藏埋深的增加，呈逐渐减小的趋势；而原油的凝固点和含蜡量的变 化比较特殊。原油物理性质之间存在着一定的相关性，原油相对密度和粘度呈 2 中南大学硕士学位论文 第一章前言 指数关系，随着相对密度的增大，粘度急剧升高；相对密度与含硫量、沥青质 + 胶质含量、初馏点里正相关性，与含蜡量呈负相关性，与凝固点呈“s ”型变 化趋势。 ( 3 ) 对东营凹陷的原油物性的分布规律有了较清楚的认识，归纳了其平面、 纵向上的分布规律。平面上，洼陷区原油物性好，向凹陷边缘物性变差，断裂 发育带原油物性变化复杂；纵向上，随埋深的增加，原油物性变好，各层系间 的物性差异较大，而同一层系中的物性变化范围也不一致。 ( 4 ) 通过原油性质的分析，认为油源差异、沉积环境、次生变化、勘探开 采等是导致原油性质差异的影响因素，其中油源差异影响较少，而外部环境导 致的原油次生变化是主要因素。 3 中南大学硕士学位论文第二章基本地质概况 第二章基本地质概况 2 1 工区位置及勘探现状 东营凹陷位于山东省北部，范围包括东营、滨州、淄博三地市的部分县区。 东西长9 0 k m ，南北宽6 5 k i n ，面积5 8 5 0 k m 2 。构造上，东营凹陷处于渤海湾盆地 济阳坳陷的南部，是渤海湾盆地中典型的开阔型中新生代箕状凹陷。凹陷的北部 以深大断裂为界与陈家庄凸起相邻，构成北部陡坡带，南部与鲁西隆起及广饶凸 起成超覆关系，西邻林樊家构造一高青凸起，东与青坨子凸起接壤【峒( 图1 1 ) 。 在凹陷的中央，由于泥岩的塑性拱张作用形成中央背斜隆起带。从平面上看， 整个凹陷呈“三凸两凹”的构造格局：在陈家庄凸起与中央隆起带之间是利津洼陷 和民丰洼陷，在鲁西隆起广饶凸起与中央背斜隆起带之间是博兴洼陷和牛庄洼陷。 图2 1 东管凹陷区域位置 东营凹陷自1 9 5 6 年开始石油地质普查以来，共发现了3 4 个油气田，是渤海 湾盆地含油气最丰富的凹陷。截止到2 0 0 1 年底，该凹陷探明含油面积累计 1 0 8 7 7 k m ：2 ，含气面积累计1 0 5 4 1 k m 2 ，探明石油地质储量2 1 0 2 8 6 亿吨。天然气储 量11 3 5 7 亿立方米，控制含油面积累计9 4 6 k m 2 ，控制石油地质储量1 6 7 亿吨，预 测石油地质储量3 1 4 亿吨。油气主要赋存于下第三系中，各层系探明储量见图2 - 2 。 4 中南大学硕士学位论文第二章基本地质概况 图2 - 2 东营凹路各层系探明石油地质储量直方图 地质研究与勘探实践表明，东营凹陷是一个含油气丰富的中、新生代陆相 断块盆地。目前，东营凹陷已进入中高勘探程度阶段，勘探难度越来越大，勘探对象 越来越复杂，隐蔽油气藏已成为油气勘探的主要对象。 2 2 地层发育及构造特征 2 2 1 地层发育特征 据钻井揭示，本区发育太古界、古生界、中生界和新生界地层。缺失元古界、下 古生界上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统、上二叠统和三叠系地层f 1 习( 图2 3 ) 。 东营凹陷的古近系和新近系地层分布普遍，厚度大，绝大多数油气赋存于其中， 根据岩石学和古生物特征，古近系可分为3 个组，白下而上依次为孔店组、沙河街 组和东营组；新近系分为馆陶组和明化镇组。各地层的发育特征见图2 - 3 。 2 2 2 构造特征 渤海湾盆地是一个受控于郯庐走滑断裂和太行山东麓走滑断裂带的一个大 型的走滑拉分盆地，隶属于渤海湾盆地的东营凹陷是典型的走滑一裂陷凹陷， 而在形态上则是复式半地堑盆地i 切。东营凹陷伸展构造和走滑构造是盆地并存 的两个构造系统，它们在空间上互相利用和改造，形成复杂的构造叠加和复合 关系，从而形成东营凹陷现今的构造面貌，并控制了烃源岩、储集体的发育和 分布，并控制了圈闭的形成和油气的分布f 埘。 5 中南大学硕士学位论文 第二章基本地质概况 界系统 组段 代厚 岩性地层岩径 生油 代表油田盖层 成油 号度 层 储层 组合 第全 2 5 0 羹赫灰色粘土岩 翌 新 平原组q 统 3 5 0 上 1 0 0 魏囊藿黪擎 新 新新 明化镇组 一 三j _ 统 1 2 0 近 m 系 由 3 0 0 = 三j 下段厚层灰白色砾 新 馆陶组 n l f 岩、含砾砂岩、砂 草桥， 岩夹绿色、紫红色 林羹家 下 一统4 0 0 泥岩、上段紫红色 n 1 灰绿色泥岩与粉砂 ，、，、 岩巨层 l 一 蠢蕤渣岛鲁淄 胜坨 生 渐 东营组 b d 一 垂砾砂岩不等庳互 8 0 0 新 灰色、深灰色、灰金家， 1 上草桥， o=三互刁 泥白岩猎豁 古 统 沙一段 e s s l _ 林樊家 生 沙 4 5 0 王r e 3 0 一 篓藿漉奢鸳鑫莩喜 避 胜坨， 来辛 储 沙二段e = - d 1 一_刍 要彗岩互层夹碳质 3 5 0 河 下部深获色泥岩、褐 汾癌 粱家楼， 7 0 0 一鸯 色油页岩夹少量薄砂 东辛。 自 近始 沙三段 s l 一 = 岩、砂岩，白云岩 现河庄 1 2 0 0 中部厚层深灰色泥岩口揣 街= 夹薄砂层t 部灰岩生 泥岩与厚层砂岩瓦后 新 一 夹碳质页岩台砾砂岩 碰 、，、j 一 一 下部紫红色，灰绿色 永安镇 自 = 泥岩吏砂岩、薄层灰 系 统 = 岩。中部蓝灰色泥删 界 组沙四段 一 1 5 0 0 =辞灰白色石膏哭鼠质白 储 云岩、杂色口b 岩，上 如 =三乱 部灰色扼岩免荚岩、 一 砂岩、油页岩 上 孔 罄嚣岩与紫红色 平方王 生 上段 古新 店 e h 下 e 统e 1下段嚣夹 储 组 新 塞 上侏罗一上白垩统 j i k 2 0 0 _ 毽酸山驴岩夹 垂 高青 储 5 0 0 界 中下侏罗统l 鸯蕤：荔磐酽 1 0 0 = = 口 囊蓬墨产翠翥沃譬翥 下二叠统p i砧一 缸警罄黪矿 2 = 2 0 0 _ = 麓色坭岩砂岩夹 7 7 上石炭统 2 5 0 =受b 新 4 0 0 = 雾 鬏誊块曩髅臻 薹 草桥 生 中下奥陶统0 k 皮灰岩 古 8 =储 6 一 嬖冀爹笨蒜磊蠢囊鼻 寒武系 8 0 0 = 擎篓嚣磐叶灰 太古界泰山群 a r 花尚片麻岩 芏 郑塞一壬庄 新生 + + + h古待 图2 - 3 东营凹陷地层综合柱状图 6 中南大学硕士学位论文 第二章基本地质概况 东营凹陷地史演化可分为三个大的阶段：太古代至早、中元古代时期的地 台基底形成、形变和固结阶段；晚元古代及古生代时期稳定地台盖层发育阶段； 中、新生代时期地台活化、裂陷盆地发育阶段。 东营凹陷的中新生代构造演化是由印支、燕山和喜山三期极其重要的构造 运动完成的。 ( 1 ) 裂前隆起阶段( 三叠纪一中侏罗世) ：印支运动使本区抬升，区内有 压性构造形成。 ( 2 ) 裂陷初期阶段( 晚侏罗一早白垩世) ；进入了构造活动强烈期，产生 了断陷盆地的雏型。 ( 3 ) 裂陷一扩张阶段( 古近纪) ：以断块拉张、盆地区扩大、快速沉积、 剧烈断裂为标志。孔二段一沙四早期主要断裂活动继承了j 3 - k 1 期的既成断裂， 又有新的断裂产生，并伴有岩浆活动；沙四末一沙二期断陷强烈，盆地沉降幅 度大，扩展速度快。区内主断层均处在发育高峰期，新生断层大都发育在北部 陡坡和凹陷中央而不是南斜坡。二级构造带也于该期末基本定型。沙二末一东 营期进入后期阶段，东营运动使后期断裂活动又出现一次高峰期，但较沙三期 明显减弱。在各构造带内形成了许多次级断层。凹陷中所有的构造和圈闭均在 该期定型。 ( 4 ) 后裂陷阶段( 新近纪一第四纪) ；盆地开始发生整体沉降，盆地由断 陷转为拗陷，形成了覆盖全区的近乎水平产状的新近系馆陶组、明化镇组和第 四系平原组沉积。 2 3 油气成藏基本特征 油气藏的形成受多种地质条件制约，生油岩的品质是形成油气藏的物质基 础，在一定的构造背景下，成熟生油岩与储层、盖层的合理配置，是油气得以 保存的基本条件。东营凹陷具有十分优越的油气地质条件，是渤海湾盆地油气 最丰富的凹附1 9 1 。 2 3 1 油源条件 东营凹陷目前证实提供了商业性油气聚集的烃源岩只有沙四上和沙三段烃 源岩系，这两套有效烃源岩在很大程度e 控制着东营凹陷内油气藏的形成和分布。 1 、沙四上烃源岩 7 中南大学硕士学位论文第二章基本地质概况 沙四上烃源岩以灰质页岩、自云质泥岩、深灰色泥岩为主，夹薄层油页岩、 白云岩、白云质灰岩、鲡状灰岩、膏岩，富含生物化石，属半咸水沉积环境。 沙四上烃源岩有机质丰富。有机质类型以腐泥型为主，可洛性烃含量高， 其特点是姥植比小，具植烷优势，富含伽马蜡烷，甾烷异构化程度较低，生油 潜力大且具备生成低熟油的能力。有机碳丰度在1 5 - 4 之间，干酪根以i 和1 型为主，水生生物是烃源岩有机质的主要来源，具有很好的生油潜力，成为东 营凹陷主要烃源岩口o 】。 2 、沙三段烃源岩 东营凹陷沙三段烃源岩系按其岩性、沉积环境可以三分，其中沙三中下亚 段烃源岩具有很好的生烃能力。 ( 1 ) 沙三下亚段烃源岩：以深灰色泥岩、钙质泥岩、灰褐色油页岩为主， 形成于潮湿、微咸水深湖环境。烃源岩有机质丰度比较高，干酪根以m 和i 型 为主，正构烷烃呈双峰型。与下伏的沙四上烃源岩相比，植烷优势明显下降， 伽马蜡烷含量降低。该亚段烃源岩围绕利津、民丰、牛庄、博兴四个沉积中心 广泛分布，其有机质丰度高、类型优越，有机质成熟度高。 ( 2 ) 沙三中亚段烃源岩：为灰色、深灰色块状泥岩夹油页岩，形成于还原 环境，为前三角洲亚相快速堆积的前三角洲泥岩。有机质含量十分丰富，有机 质类型多样，成熟度较高，分布面积广。姥植比变化大，伽马蜡烷的含量较低。 上述可见，沙四上、沙三段烃源岩存在差异，其主要原因是由于烃源岩发 育时的构造活动和沉积演化不同所造成的f l o l 。东营凹陷沙四上沉积期。凹陷内 存在分别受控于北部陈南断裂和南部石村断裂带的两个沉积中心，为半咸水沉 积环境，致使沙四上烃源岩分布比较普遍，具有半咸水沉积的特点。沙三段沉 积期，东营凹陷进入强烈的张裂断陷期，区内形成了大面积的深水湖盆，湖水 范围大，盐度变淡，广泛发育暗色泥岩，从而使沙三中下亚段以广泛的分布、 巨大的有效烃源岩体积、以及理想的有机质丰度、类型和成熟度，成为东营凹 陷最主要的烃源岩系，四个洼陷的烃源岩有机质成熟度都比较高，已达到生烃 门限而大量生油。 2 3 2 生、储、盖配置关系 东营凹陷有两套生油岩系，储集体类型多样，可作为盖层的非渗透层主要 为厚层泥岩【2 。致密的大面积分布的玄武岩在一定条件下也可起盖层作用。同 暑 中南大学硕士学位论文第二章基本地质概况 时泥岩的封储盖层作用有两种类型，一种为泥岩层的局部盖层作用，如沙二、沙 三上油藏；另一种为泥岩的区域性盖层作用，本区的沙一段，明化镇底部发育 较厚的在全区稳定分布的泥岩，为东营凹陷区域性盖层。按生油岩、储层、盖 层形成的先后顺序，及其在空间上的组合关系，可把东营凹陷的生储盖组合配 置关系划为四大类，它们各有不同的运移聚集方式。 2 3 2 i 自生自储自盖式配置关系 这种配置方式是指生油层、储层、盖层形成于同一地质时期圈。沙三中下、 沙四上亚段是主要的烃源岩系，同时其内及其侧缘发育的砂体也是主要的储集 体，形成沙三段、沙四上亚段两套主要含油层系。以形成自源型岩性油气藏为 特点。典型的例子是营1 l 沙三中油藏，牛庄沙三中透镜体岩性油藏等( 图2 - 4 、 a ) ，图a 中沙三段既是生油层、储层，又是盖层。 图2 - 4 东营凹陷生储盖配置关系图 2 3 2 2 下生上储型配置关系 其特点是储层位于主要烃源岩系之上，烃源岩生成的油气，通过连通砂体、 断层、不整合面运移到上覆储层，其上被区域性盖层封盖u a 。这是东营凹陷最 重要的生储盖配置关系，沙三、沙四上生成的油气进入到沙三上、沙二段储集 层中，由上覆的沙一段作为盖层，这种组合控制了东营凹陷一半以上的油气储 量。如东辛、胜坨等油田均属这类生储配置方式( 图2 4 、b ) ，图b 中储层为 沙二段，位于生油层之上。以形成它源型构造油气藏为主。 9 中南大学硕士学位论文第二章基本地质概况 2 3 2 3 上生下储型配置关系 储集岩早于主要烃源岩而存在，上覆烃源岩与下伏储层直接接触，油气向 下运移，烃源岩既是油源层，又是盖层，不整合和断层是重要的运移通道。往 往形成它源型地层油藏，如平方王油田的沙四段油藏( 图2 - 4 、c ) ，图c 中沙 四段为储层，位于生油层之下。 2 3 2 4 新生古储型配置关系 基岩储层通过断层、不整合面与新生界源岩沟通，形成新生古储型配置关 系。其特点是储层为前第三系潜山，油源来自古近系烃源岩，油气运移通道为 断层或不整合面。东营凹陷的郑家王庄前震旦系潜山油藏、乐安地区下古生界 潜山油藏，是该类生储配置关系的典型实例( 图2 - 4 、d ) 。 2 3 3 油气成藏过程 油气成藏过程包括油气的生成、运移、聚集以及圈闭的形成过程。 东营凹陷的沙四上和沙三中下两套有效烃源岩，从沙二沉积时期在深洼陷 区内开始有烃类生成，但数量较少，且主要成熟区分布于各洼陷的中央地区， 其生烃时间一直持续至今。新近纪是烃类大量生成的时期，新近纪以来的生烃 量占到总生烃量的三分之二。 东营凹陷烃源岩从沙二段沉积开始捧烃，排烃过程一直持续至今，洼陷中 心的沙四上及部分沙三中下段烃源岩在东营期进入大量排烃期，继东营期之后 由于地层抬升，排烃作用一度中断，在馆陶末至明化镇时期又大量排烃，且规 模超过东营期，成为主要的排烃期嗍。 根据油气生成期、圈闭形成时期和储层流体包裹体等资料，认为东营凹陷 具有两期成藏期：分别为早第三纪末东营期和晚第三纪馆陶末一明化镇组沉积时 期，晚第三纪为主要成藏期，但不同地区及不同层系的油气藏形成时间存在差 异【1 9 1 。 上述油气成藏条件可概括到成藏事件图中( 图2 5 ) ，从图中可以看出，东 营凹陷发育有沙四上、沙三中下两套烃源岩，吉近系为主要储层，存在沙一和 明化镇两套区域性盖层，以及沙三、沙四等局部盖层；伴随着凹陷两期大量油 气生成期，形成两期主要油气成藏期：古近纪东营组为早期成藏，新近纪馆陶 明化镇为晚期成藏，且成藏规模超过早期。 1 0 中南大学硕士学位论文第二章基本地质概况 m 矗o n 7 4 2 拍2 3 t 7m2 4 1 4 0 e o2 0 一卧州鼬肛 翻 耳 嚣瓤剐l 帅 舢 囫气 量j 明。a 一 囊 化j i j _ 一 愀 il 刖蓥9 垦l 蕾层 口衄 i 气曩辱 i 一粕埔 f z d j l l j g 关t 时捌 lt 图2 - 5 东营凹陷成藏事件图 2 3 4 圈闭及油气藏类型 东营凹陷油气藏类型丰富多样。根据圈闭的成因、形态和遮挡条件，可将 东营凹陷的油气藏类型分为构造、地层、岩性、复合等4 大类，并进一步分为 l o 种基本类型( 图2 - 6 ) 。 靶名称 东营凹陷田闭和油气藏图示 构 墓 广产瓜燮 圈 造 闭 胖 憎艄一姐制_ 槲缸聃鼻一 新 习台至耍 裂 闭 圈 闭 _ 自m - _ 肭 怒德) 地 、n 阱 层 ：。，器黑，”：嚣棚? 墨訾 闭 岩 、弋_ 矿；- 性 葡”景磬艄。躲”缆器，i 耀繁 暮 岩性谧蟹- ( ) 螗雠- 一、姗月 圉2 - 6 东营凹陷圈闭和油气藏类型 东营凹陷中油气藏的分布受控于盆地的构造格局，不同圈闭类型油气藏有 一定的空间展布规律。构造圈闭油气藏受主断裂及正向二级构造带的控制，以 l l 中南大学硕士学位论文 第二章基本地质概况 断层油气藏占优势，广泛分布于各层系；地层圈闭油气藏分布在凹陷的周边， 主要分布在前古近系地层中，圈闭的形成与差异升降及掀斜翘倾等构造运动有 关；而岩性圈闭主要是砂岩上倾尖灭或砂岩透镜体圈闭，多分布在凹陷的负向 构造带内，主要分布于沙三和沙四上生烃层系中。受断裂和正向同沉积构造控 制，东营凹陷在平面上形成四个北东向和两个北西向延伸的构造油气藏聚集带。 2 4 油气分布规律 东营凹陷是渤海湾盆地油气最富集的生油凹陷，该凹陷含油气丰富的主要 原因是油气源充足，生储盖配置优越，圈闭及后期保存条件好等，其中油气源 充足是关键条件。从整个凹陷来说，正向构造带控制了油气的富集区带，有利 的生储盖配置和断裂活动控制了油气的纵向富集层位，地层压力和古水动力环 境控制了油气的运移和聚集。由于东营凹陷发育四个生油洼陷，每个洼陷都是 生、排烃中心，油气以洼陷为中心向四周运移，致使油气在平面上基本以生油 洼陷为中心，环绕生油洼陷中心呈环带状分布( 图2 - 7 ) 。 圈2 - 7 东营凹陷油气田分布因( 据胜利油田。2 0 0 0 ) 2 4 1 油气纵向分布特点 东营凹陷在纵向上共发现1 3 套含油层系，从太古界到新近系明化镇组均有 分布。这1 3 套含油层系在纵向上可划分为三套含油气带，即基岩( 前古近系) 含油气带、古近系含油气带和新近系含油气带，其中以古近系含油气带最为重 1 2 中南大学硕士学位论文第二章基本地质概况 要。在古近系含油气带中，以沙三上至沙二段含油气层为主，储层以三角洲砂 体最为重要，构造油气藏为最主要的油气藏类型( 表2 1 ) 从深度上来说