3.渤海湾含油气盆地[总].ppt

渤海湾含油气盆地地质构造特征与油气田分布规律,渤海湾含油气盆地是继大庆油田发现之后，在我国东部地区所发现的另一个重要的含油气盆地。面积约20万km2，包括河北省、山东省北部和西部、辽宁省南部、河南省北部、北京市、天津市和渤海海域。渤海湾盆地是一个复式叠加型沉积盆地。新生界、中生界、古生界和中、上元古界地层内广泛分布有多套生储盖组合。具有多旋回、多层系和多油气藏类型的含油气盆地的特色。,本区自上元古代以来的地质历史,可以划分为以下五个阶段:1.中、晚元古代准地槽沉积发展时期：吕梁运动后，沿着内蒙古陆南缘，张家口北票深断裂南侧形成一个北东东方向的沉降带，称为燕山准地槽。沉积了中、晚元古代最厚9400m以碳酸盐岩为主的巨厚沉积。2.早古生代(下寒武世一中奥陶世)地台沉积发展时期：蓟县运动时，华北陆台一度上升，下寒武世时又沉没在浅海之中，一直到中奥陶世末才结束。在内蒙古陆以南和鲁东古陆以西广阔的浅海内，沉积有10001500m厚以碳酸盐岩为主夹少量泥质岩和蒸发岩和沉积。,3.晚古生代(中古炭世一二叠纪)地台含煤建造沉积发展时期：中奥陶世之后，加里东运动使华北陆台整体上升成陆，经历长期的风化剥蚀和岩溶作用。到中石炭世，华北陆台又整体下降，沉积有200400m厚的海陆交替相含煤地层。二叠纪为地台内部陆相盆地，各坳陷内沉积厚度不等，为300-1500m(图4、图5)。,4.中生代(侏罗白垩糸)断陷和火山活动时期二叠纪后期的海西运动，使华北陆台继续向上升起。全区除平顺、峰峰、平泉等地有零星三叠系陆相碎屑岩沉积外，其它地区均为高峻的山区。印支运动使陆台上沉积层(自中、上元古界至三叠系)全部褶皱形成一系列大型的背斜和向斜构造。此时渤海湾盆地断裂及火山活动都很强烈,盆地周边和内部的大断裂行成。渤海湾盆地的雏形开始形成。,5.中、新生代断陷与坳陷沉积时期：渤海湾盆地的中、新生界剖面内可能有过多次“断一坳型”沉积发育阶段:早侏罗世门头沟组断陷期，沉积1750多m厚的砂岩、页岩、砾岩夹煤层，底部为玄武岩。中、晚侏罗世九龙山组、髫髻山组、后城组、张家口组、九佛堂组和阜新组坳陷期，沉积厚度达8000-10000m的火山碎屑岩、集块岩、页岩、砂岩、砾岩、凝灰岩夹油页岩和煤层。早白垩世青山组断陷期，沉积12005400m厚的凝灰岩、安山集块岩、安山岩、玄武岩、凝灰质砂砾岩和粉砂岩。晚白垩世王氏组第二次坳陷期沉积20004360m厚的砂岩、砾岩、粉砂岩和页岩。,早第三纪孔店组、沙河街组、东营组断陷期，沉积20005000m厚的砂岩、泥岩、油页岩、生物灰岩和砾岩。晚第三纪馆陶组、明化镇组和第四纪平原组第三次坳陷期，沉积厚达8005000m的砾岩、砂岩和泥岩层。由于燕山运动的多次活动，使侏罗纪和白垩纪的断坳盆地因遭受剥蚀而保存不全。只有第三纪第四纪的断坳盆地在渤海湾盆地全区保存得比较完整。,坳陷沉降,坳陷沉降,裂陷时期,断裂火山活动,地台含煤建造,早古生代地台发展时期,准地槽发展时期,二、构造格局中、晚元古代和古生代时，东西方向的纬向构造体系控制了本区的构造格局。北面有东西向的内蒙古陆，南面有北西西方向的淮阳古陆。三叠纪末的印支运动和早侏罗世末开始的燕山运动是渤海湾盆地断陷和火山活动的初始期。在强烈的张扭性和张性断裂作用下，地台内部开始断裂。北北东方向的郯庐断裂带、沧州东明断裂带、太行山东麓断裂带和近东西方向的北塘乐亭断裂带、齐河广饶断裂带、黄河断裂带代表了当时的主要破裂带。经过二次或二次以上的断陷坳陷发展期，渤海湾盆地已初具雏形，但由于后期的改造和盆地内钻穿中生界地层的井点太少，资料不全，对全区中生界盆地的构造情况，目前了解尚少。,进入早笫三糸,在应力作用下老的断陷区继续扩大、加深和陷落，又产生一系列新的断裂改造基底结构。由于块断活动强烈，使凹陷边缘的块体上升，并受到剥蚀。沿着断面高侧剥蚀下切到古生界和中、上元古界，局部地区甚至深达前中、上元古界变质岩系。1,构造特征及其分区渤海湾盆地区位于中朝准地台东部，辽冀台向斜内。根据地球物理勘探和钻探资料，渤海湾盆地是以裂陷活动为特征的断块构造区，中，新生代以来裂陷活动特别明显。这使本区形成多断、多阶，垒，堑相间的面貌，(图33)。从图中可以看出，渤海湾盆地区内部划分了六个拗陷，两个隆起，它们构成盆地基本构造格架。这些构造单元之间以及盆地周边均被大断裂控制。下面分别叙述盆地内各级构造单元及边界断裂的特征。,拗陷1.辽河拗陷2.渤中拗陷3.黄骅拗陷4.济阳拗陷5.冀中坳陷6.临清拗陷隆起1.沧县隆起2.埕宁隆起,(一)隆起，拗陷拗陷是指渤海湾盆地内大面积接受下第三系沉积的地区，是生、储油岩系的分布区。隆起是指盆地内大面积缺失下第三系的地区。各隆起和拗陷又普遍被上第三系和第四系所覆盖。盆地内划分出六个拗陷，拗陷中都发现了重要的油气田。盆地东北部为辽河拗陷，中、新生代地层发育，并直接覆盖在下元古和太古界花岗片麻岩基底之上。盆地中部包括济阳、冀中、黄骅，渤中四大拗陷，以继承性沉降为主。中，新生界覆盖在古生界之上。西南部临清拗陷，是盆地内抬升较高的部分，中生界沉积厚，埋藏较浅。,(二)深断裂带拗陷和隆起之间都有明显的深断裂带相隔。主要的深断裂带有七条(图33)。1郯庐深断裂，构成渤海湾盆地的东界，也是辽河拗陷，渤中拗陷和济阳拗陷的东界。2齐河一广饶深断裂带，走向东西。延长250km，为鲁西隆起与济阳拗陷的边界。3聊兰埕西深断裂带，走向北东一北北东，延伸500km，为一西掉正断层，控制了鲁西南隆起区与临清拗陷,埕宁隆起与黄骅拗陷的边界。4沧东深断裂带，走向北北东，为一东掉大断裂，延伸300km，是沦东隆起与黄骅拗陷的分界断裂。5.宝坻一昌黎深断裂带，走向近东西，延伸300km。它是燕山隆起区与渤海湾盆地垣的边界断层。,6太行山东麓深断裂带，由三条大断裂呈羽状排列，走向北北东，构成渤海湾盆地区的西部边界。7黄河深断裂带，走向北西西，延伸200km,为内黄隆起与开封拗陷的分界断层，是盆地的南界，上述断裂带控制了盆地的边界及盆地内大型沉积拗陷区和隆区，使盆地内构造呈现东西分带南北成块的格局,2.,1.,3.,4.,5.,6.,7.,1.郯庐断裂带2.齐河_广绕深断裂带3.聊兰_埕西深断裂带4.沧东深断裂带5.宝坻_昌黎深断裂带6.太行山东麓深断裂带7.黄河深断裂带,坳陷和隆起,1.辽河坳陷2.渤中坳陷3,济阳坳陷4.冀中坳陷5.黄骅坳陷6.临清坳陷,1.沧县隆起2.埕宁隆起,盆地内构造分区,深大断裂,(三)凹陷的类型凹陷是拗陷内次一级的负向构造单元，接受了较厚的下第三系沉积。全区共划分了50多个凹陷。这些凹陷在拗陷内多呈雁行排列。如冀中拗陷内就有四排呈北北东雁行排列的凹陷，下第三纪凹陷的基本型式有两种，即单断型凹陷和双断型凹型(图35)。1单断型凹陷：块体张裂时一侧产生主断裂，形成一侧下掉另一侧台升的箕状凹陷它们一般分布在拗陷腰部。单断式凹陷是常见的凹陷形式。2双断型凹陷：块体张裂时在两侧产生断裂，其中一侧断裂发育稍晚。两侧断裂之间，块体下掉形成地堑式凹陷，多分布在盆地边缘，如辽河东部凹陷。上第三纪形成的凹陷，断裂活动一般较弱，在凹陷中心部位沉积厚度最大，如渤中凹陷。,二级构造带区共有165个二级构造带。根据基底起伏、断裂形态、发育特征、构造带位置，可将渤海湾盆地的二级构造带分为以下几种类型(图36)。1凸起潜山构造带：凸起潜山构造带顶部的古生界或前古生界基岩隆起比较高，使高点部位部分缺失下第三系地层。潜山一侧或两侧断层的继承性活动以及后期的差异压实作用，使上第三系地层在凸起潜山构造带上形成披盖式背斜构造，而下第三系各组、段地层依次超覆在构造翼部的斜坡上。如港西、石臼坨、孤岛等凸起潜山构造带。2潜山构造带：它是在潜山背景上继承性发展的下第三系背斜构造带。构造带顶部地层薄，翼部厚，翼部形成明显的超覆一不整合接触关系。潜山的隆起幅度有时可达千米以上，如任邱、兴隆台等潜山构造带。,3背斜带：这类二级构造带比较复杂，成因多样。有些背斜带是在下第三系沉积后，由于构造的垂直差异活动引起地层变形而成。有些是深部地层中有巨厚的膏、盐、软泥等塑性岩层，在差异负荷作用下产生塑性流动，上拱形成盐丘、泥丘构造。但它们的共同特点是于下第三系沉积后产生，其中生、储、盖组合发整。4逆牵引背斜带：这类构造是背斜带的一种特例，在渤海湾盆地内广泛发育，它们都和同生断层相伴生。断层两盘受张力作用拉开，下降盘地层因重力而塌落，因而形成逆牵引背斜。油气常富集在逆牵引构造的圈闭范围内如胜利、羊二庄、海四井等就属此类。5断鼻带：断鼻带一般分布在凹陷的斜坡部位，有些是在基岩隆起背景上发育形成，有些是斜坡上的冲积扇和水下扇因上覆层的差异压实而形成。构造向盆地内部倾没，沉积盖层向顶部逐层减薄，以致超覆、尖灭，如纯化镇,塘沽等断裂鼻状构造带。,6断阶带：发育在主断层的伴生断裂内，这类主断层与基底断裂有关。断层逐级下掉，形成台阶。由于该区落差大；水动力活跃，容易造成油气的差异分布。如坝县、南马庄一留路等断阶带。7，斜坡带：发育在拗陷的周边斜坡上，地层向上倾方向减薄、尖灭，超覆和退覆现象频繁，如曙光、大王庄等斜坡构造带。在不同类型的凹陷内二级构造带的分布方式不同。,十,接17,四、油气田分布规律渤海湾盆地沿着主要断裂带分布的下第三系凹陷共有五十多个。这些凹陷有时与外海相通，有时隔绝；有的相连，有的封闭。因此，每个凹陷可能成为油气富集的独立单元，具有各自的含油气丰度与成油组合。在簸箕式凹陷内(这是多数)，断侧有310km厚的第三系沉积厚度。在同生断层下降盘发育有一系列滚动背斜。如同生断层是在基底断裂的基础上发育生长起来的，在第三系底部不整合面下有断阶式的潜山圈闭。簸箕式凹陷的坡侧第三系沉积厚度减薄到13km，逐层有超覆、尖灭或剥蚀现象，可能形成大型的地层一岩性圈闭。坡侧的同生断层由于规模较小，只能形成第三系的断鼻带。基底的反向正断层，可构成一列或数列沿走向分布、降起幅度不大的潜山圈闭(图14)。簸箕式凹陷有时出现一种复式结构。即在凹陷较深的部位因块断升降活动而产生一列中央低潜山带，常形成良好的圈闭。有时簸箕式凹陷的最深部位，因塑性地层(膏盐或软泥)的上拱，形成中央背斜带，也可构成油气比较富集的部位。,在地堑式凹陷内(这是少数)，两面断侧都可能发育有滚动背斜带和断阶带。地堑式凹陷达到一定的宽度时，其中央部位也可能配列有潜山背斜带或中央背斜带。由于多凸多凹相间排列的构造格局；形成多物源的沉积模式，在簸箕式凹陷的陡侧有冲积锥体或河流相的沉积砂岩体。在缓坡部位有三角洲砂体或河道砂体的分布。在湖湾部位有生物滩，生物碎屑灰岩或沿岩沙坝分布。在凹槽的沉水部位有浊积岩砂体分布。目前，油气储量比较富集的部位有五段：在上第三系与下第三系之间不整合面的上、下层位。在第三系底部与下伏老地层之间的不整合面上、下层位。在下第三系东营组底与沙河街组第一段顶之间沉积间断面上、下层位。在下第三系沙河街组第二底段与第三段顶之间沉积间断面上、下层位。在下第三系沙河街组第三段底与孔店组第一段顶之间的不整合面上、下层位。,目前已发现的油气藏圈闭类型共有四类八种型式(图13)1构造圈闭油气藏穹隆型圈闭。位于二级构造带轴部。有时呈披覆构造，有时呈挤压背斜。油气层在构造顶部厚、边部薄，有统一的油水界面。如王徐庄油田和濮城油田等。逆牵引型圈闭(滚动背斜)。位于凹陷或二级构造带主断层下降盘。圈闭由同生断层下降时的重力塌扭作用所形成。常沿着主断层下降盘成串分布。油气藏受构造高点控制，深部高点依次向断层面下倾方向偏移。上下油藏各有独立的油水界面。如胜坨油田和港东油田等。断块型圈闭。构造被一系列断层所复杂化。油藏分布在断层两侧，靠断层愈近，油藏厚度愈大。油水界面比较复杂。各断块之间，含油层位不同，油层厚度不等，油水界面不一致，甚至原油性质也有差异。如东辛油田和临盘油田等。,2混合圈闭油气藏(构造因素和地层因素同时起控制作用)超覆不整合型圈闭。在构造背景上，由第三系内部沉积间断产生地层下部剥蚀，上部超覆的现象。油藏分布在不整合面上、下。构造轴部油层薄，层数少。构造低部位，低断块油层增厚，层数增多。如兴隆台油田和孤岛油田等。上倾尖灭型圈闭。分布在构造带四周围斜部位。储集层向构造上倾方向尖灭低部位广泛发育。有统一的油水界面。如唐家河油田和板桥凝析油气田等。,3地层圈闭油气藏单斜型圈闭。分布在凹陷内斜坡部位。储集层上倾部位受剥蚀，油藏由沥青或稠油封闭，与上覆地层呈不整合接触。到单斜构造的下倾部位，油层变厚，油质变好。如曙光油田和草桥油田等。岩性型圈闭。目前尚未占重要位置，随着勘探工作的进展，这类油气藏的数量和种类将增加。目前已发现有河道砂岩体、沙坝和浊积岩砂体等油气藏。如高升油田和梁家楼河道砂体油田等。,4古潜山圈闭油气藏潜山型圈闭。分布在第三系底部不整合面之下。有中生界火山集块岩和火山熔岩油藏；有下古生界寒武奥陶系石灰岩和白云岩油藏；有中、上元古界硅质白云岩油藏；还有前中、上元古界结晶基岩油气藏。储集条件为裂缝溶洞型。以中、上元古界硅质白云岩孔、洞、缝最发育，常形成高产条件。目前所发现的古潜山圈闭都是块状油气藏。每个油气藏具有独自的油水界面。从成因上可划分为古地貌山和断块山两种。如任丘油田、义和庄油田等。各种油气藏圈闭常常具有特定的配列位置，由多种圈闭组成复式油气藏。具有多种油气藏序列组成的圈闭模式(图15)：,渤海湾含油气区不同类型构造带油藏序列模式图穹隆背斜型；逆牵引背斜型；背斜断块型；超覆不整合型；砂岩上倾尖灭型；地层单斜型地层岩性型；古潜山型(块状)；古潜山型(层状)；古潜山型(残丘)；11.古潜山型(地层),渤海湾含油气区不同类型构造带油藏序列模式图穹隆背斜型；逆牵引背斜型；背斜断块型；超覆不整合型；砂岩上倾尖灭型；地层单斜型地层岩性型；古潜山型(块状)；古潜山型(层状)；古潜山型(残丘)；11.古潜山型(地层),盆地的石油地质特点渤海湾盆地是在华北地台基础上发育起来的，是由一系列下第三系箕状凹陷组成的断陷盆地。盆地的结晶基底是由太古界、下元古界和中元古界等三套变质岩系组成。在印支运动以前，本区属华北地台的一个组成部分，发育了一套中上元古界和下古生界碳酸盐岩建造和上古生界的海陆交互相含煤建造。印支运动后，全区沦为大陆，海水全部退出。从中晚侏罗世起，进入了以块断活动为特征的发展阶段。中新生代三次较大规模块断活动结果，使稳定的地台破裂解体，产生北西西向和北东东向两组断裂网络系统，形成垒堑相间的断块结构体系。,从早第三纪开始，本区地壳运动总趋势是以区域性沉降为主，在区域拉张应力场作用下，在中生代块断体基础上，形成了一系列相互分割的下第三系箕状断陷。渤海湾盆地就是一个多凸多凹、凸凹相间，由47个箕状断陷组成的统一的块断沉陷区。每一个断陷自成一个独立的沉积体系和成油单元，这是盆地油气生成、运移和富集以及复式油气聚集区(带)形成的地质基础。,1近海内陆湖盆是生物发育和油气生成的重要地质基础本区是由一系列近海内陆湖盆组成，它是陆源生物汇集和水生生物繁殖的有利场所，湖水营养价值很高。在湖盆边缘一般富集陆生植物，孢子花粉和轮藻等，而在湖盆中心水生生物明显增多，尤以藻类为主。在持续稳定沉积条件下有利于这些有机物质向油气转化。湖盆古气候、水介质条件及其沉积环境对生物组合、湖盆营养价值有一定的影响，相应地可分为四种类型生油凹陷：以腐泥型为主生油凹陷，如辽河西部凹陷；含腐殖型的腐泥型为主生油凹陷，如东营、饶阳、沾化和歧口等凹陷；含腐泥型的腐殖型为主生油凹陷，如廊固、板桥、南堡和昌潍等凹陷；富含腐殖型为主生油凹陷，如东濮凹陷南部。在平面上这些生油凹陷有一定分布规律，后两种类型生油凹陷主要分布在大型隆起区边缘的断陷，属早凹后隆凹陷，生油岩系单一，时代较老，成熟度较高，有利于凝析油和天然气形成。前两种类型生油凹陷主要分布在盆地内部，以长期继承性发育的渐新世凹陷为主，生油层系多，油气丰度高。,2断陷湖盆沉积均属河湖沉积体系在沉积上河流水系起了主导作用，具有多物源方向、多沉积体系和多种砂岩体类型等特点。按储集岩体的成因和岩性组合特征，可分为洪积锥、三角洲、湖底扇、粒屑灰岩和透镜状砂体等五种类型。这些储集岩体主要受湖盆地质结构控制，并有一定展布规律。在断陷陡坡带，岩性粗而杂，相带窄，相变快而厚度大，常发育洪积(冲积)锥、湖底扇或扇三角洲。在缓坡带，相带宽而变化缓慢，岩性细，厚度小，主要发育三角洲，缓坡湖底扇和料屑灰岩等。有时在湖盆端部发育大型三角洲砂体，湖心部位发育湖相暗色泥岩和前三角洲相或深湖浊流相透镜状砂岩体。在平面上湖盆内部不同类型储集岩体常以深湖相区为中心呈环带状或半环带状分布，并呈楔形体相变在湖相暗色泥岩中。在纵向上，湖盆同一部位常常分布不同类型储集岩体，自下而上为洪积锥、湖底扇和三角洲砂体，并相互叠置，