渤海湾盆地新北油田油气成藏主控因素分析

1、渤海湾盆地新北油田油气成藏主控因素分析摘要:基于现有地质、地球物理及地球化学资料,对新北油田新近系馆陶组石油地质条件进行综合研究,系统分析了已发现的油气藏成藏特征及其分布规律,提出了新北油田油气藏形成与分布的主控因素:新北油田油气藏类型主要为构造背景上的岩性油气藏,油气成藏与分布受构造和岩性双重因素控制。宏观上,沟梁相间的构造格局控制油气的整体运聚特征,河道砂体的发育使油气运聚路径复杂化。微观上,断鼻构造高带控制油气聚集成藏,断裂的发育制约着断鼻构造油气的富集;河道砂体影响断鼻构造内部油气的运移与富集,同一断鼻构造带上储集砂体的发育控制油气的富集分布。 关键词:岩性油气藏;主控因素;油藏类型;

2、油气成藏;新北油田;渤海湾盆地 中图分类号:TE122.3文献标识码:A 前 言 新北油田是中石化胜利油田分公司于2006年在渤海湾盆地济阳坳陷发现的一个新油田,目前发现的油气主要集中在新近系馆陶组,已探明石油地质储量2 014.15104t,天然气地质储量9.74108m3。从油气的平面展布看,该区新近系油气分布受构造、岩性双重因素控制,为构造背景上的岩性油气藏。分析认为,油气主要来源于桩东凹陷,具有良好的油源条件,构造背景和断层控制了油气的运移及圈闭的发育,从而控制油气的宏观分布,新近系曲流河砂体的展布控制了油气的富集,盖层的发育控制油气的纵向分布。位于有利构造部位的垦东343、471等井

3、钻探失利,未获得工业油流,反映油气控制因素复杂,需要对油气成藏主控因素及分布规律进行深入研究,以指导该区下步油气勘探工作。 1 地质背景 新北油田构造上位于垦东潜山披覆构造带北部,南部以垦东4、垦东1断层与垦东潜山主体相接,西部以垦东断裂带及其断沟与孤东潜山披覆构造相接,东北部以斜坡过渡到桩东凹陷,东以莱西断层与莱北凸起相接(图1)。该带构造分割性较强,东西向上沟梁相间,南北方向上发育一系列断阶,这种构造格局对油气的聚集成藏具有重要的控制作用。油气来源主要为北部桩东凹陷,馆陶组上段为主力油层段,沉积类型为曲流河,河流概率性走向为北北东向1-3,河道砂体既是主要储集体又是油气运移的重要通道。因此

4、,构造格局和河道砂体共同控制了该区油气富集成藏。 图1 新北油田区域构造位置 2 油气藏分布特征 新北油田已发现的含油层系较少,主要集中于新近系馆陶组。根据圈闭特征,已发现油气藏类型包括构造油气藏、构造-岩性油气藏和岩性油气藏:构造油气藏是储层受断层切割,在反向断层上升盘或顺向断层下降盘形成的断鼻或断块构造油气藏,油气藏含油气范围受构造控制,主要分布于断层附近,形成断块、断鼻构造,如垦东34井馆上段砂组油藏即为受3条断层控制形成的断块油藏;构造-岩性油气藏是垦东北部斜坡带主要油气藏类型,油气藏受构造和岩性双重因素控制4,如垦东34油气藏;岩性油气藏主要分布于距离断层较远的构造低部位,由砂体上倾

5、尖灭形成,成藏控制因素复杂5,如垦东344井馆陶组上段砂组油藏。 平面上,油气主要分布于断鼻构造高部位,南北向上同一古梁背景油气连续成带,东西向受沟梁分割,不同次级断鼻构造油气各成体系(图2)。油气藏集中分布于垦东4、垦东34等断层两侧各次级断鼻构造,沿断层下降盘断鼻构造高带成条带状分布,由北向南,各断鼻油气藏含油层位层系减少,油层厚度减薄。 图2 垦东地区油气优势运移方向示意图 纵向上,馆陶组上段为主力层段,各砂组均有油气分布,其中+砂组和砂组主要为气藏,、砂组多为独立岩性油藏,砂组高部位发育气顶,、砂组为构造油藏,以砂组油气最为富集,分布最稳定。东西向上,油气富集层位有所变化,在垦东34-

6、3垦东48断鼻构造带上,垦东34块的垦东34井砂组均有油气层发育,垦东344井发育+和、砂组油气层,至垦东47块和垦东481井区油层则发育在、砂组及馆陶组下段上部(图3)。 图3 新北油田垦东34-3井垦东80井馆陶组油藏剖面 3 成藏主控因素 新北油田新近系油气成藏受构造、岩性双重因素控制,为构造背景上的岩性油气藏。油气主要来源于桩东凹陷,具有良好的油源条件,鼻状构造背景和断层控制了油气的运移及圈闭的发育,从而控制油气的宏观分布,馆陶组曲流河砂体的展布控制了油气的富集,盖层的发育控制油气的纵向分布。 3.1 构造背景控制油气宏观运聚 对比桩东凹陷渤中34-2-1井产油与垦东凸起东部原油各种参

7、数认为,垦东凸起东部原油主要来自桩东凹陷3 400 m以下的沙三段烃源岩6-8。该区域沙三段烃源岩生烃始于东营组上段沉积期,并于馆陶组下段沉积期达到生烃高峰,主要排烃期为馆陶组上段沉积期和明化镇组沉积早期9。 垦东北部斜坡带是桩东凹陷生成油气向垦东主体运移的必经之路,具有近源优势,成藏条件十分有利。下第三系与前第三系之间的不整合面、馆下段砂体及各级断层,组成了油气由桩东凹陷向垦东凸起主体运移的“立体网络”。桩东凹陷生成的油气沿继承性断层、不整合面及储层构成的立体输导网络侧向运移10,受构造背景控制,油气主导运移方向应为由北向南。东西向多级次断鼻构造沟梁相间的构造格局限制了油气在东西向上不同断鼻

8、构造带之间的横向穿越,从而使油气在南北向上呈条带状运移,并在适当的圈闭中聚集成藏(图2)。 3.2 断鼻构造控制油气聚集 新北油田油气集中分布于垦东4、垦东34等断鼻根部构造高带。斜坡带上,油气向南逐步推进,纵向上通过断层到达的层位越来越新,距离油源区较远、断层活动较弱(油层顶部断层断距3080 m)的垦东4断鼻基本为单油层含油,单井油层厚度小于10 m,而断层发育最弱的垦东古2断鼻构造带油层单一,油层厚度不足5 m。而邻近桩东凹陷油源区、断层活动强度大的垦东34断鼻(油层顶部断层断距70140 m)则为多层系含油(图3)。 第2期苏宪锋:渤海湾盆地新北油田油气成藏主控因素分析 含油断鼻内部,

9、油气集中分布于断鼻根部构造高部位,构造部位最高,含油井段最长,含油性也最好。垦东34断鼻构造高部位的垦东34井,馆陶组上段、砂岩组解释气层5层12.5 m、油层4层23.1 m,全井油气显示井段长度达102.8 m,试油日产油62 t/d。 3.3 断层发育控制断鼻构造内部油气富集 断层对油气藏形成与分布的控制作用主要体现在2个方面油气输导作用和侧向遮挡作用3。 优势油气运移方向及通道控制油气的宏观分布规律,走滑断层和张性断层对油气的运移具有不同的作用:垦东走滑断裂带两侧构造背景上发育的2个大型断鼻构造高带是油气运移的优势通道,油气相对富集,同时,走滑断裂带对油气横向穿越具有限制作用,使油气南

10、北向条带状运移更加明显;张性断层的纵向输导及调节作用使主要输导层油气越过断层后发生油气运移方向的改变,从而控制了油气纵向上的分布层位及富集程度,断层活动时间越长,断开层位越多,油气垂向运移的距离越大,分布层位越多1,3。宏观上表现为断裂较发育的垦东4、垦东34鼻状构造带油气富集高于断裂不发育的垦东古2鼻状构造带;微观上,同一鼻状构造带上距断层最近的井油气最富集、含油井段最长。 3.4 河道砂体发育控制油气运移路径 宏观上,受构造背景控制的河道砂体的分布在一定程度上控制着油气的分布4。该区在垦东4和垦东1两大断鼻构造相间背景下,垦东4、垦东10、垦东34三组断层及其分支断层对两大断鼻的切割,使该

11、区南北及东西向上均形成强烈分割,垦东地区新近系馆上段曲流河走向以北北东向为主,河道蜿蜒曲折,沿河道延伸方向河道砂体连续性和连通性变差,不同河道间砂体分割性更强;断层的纵向调节作用使油气越过断层后往往追寻输导性相对较好的河道砂体进行横向运移。由此可见,河道砂体的分布使主力运聚层油气优势运移通道复杂多变,油气预测难度加大。 3.5 储层发育控制区带内油气富集与分布 宏观上,曲流河河道砂体控制油气的富集,如垦东古2鼻状构造带主力层段砂体发育较差,单砂体厚度较薄,与砂体发育程度高的垦东34、垦东48鼻状构造带相比,其含油丰度较低。 同一构造部位砂体发育情况影响油层发育,油层横向变化快,井间对比难度大,

12、油水关系复杂。垦东4断鼻由于断鼻构造内部次级沟梁相间,形成垦东401、垦东405、垦东403、垦东406、垦东38等次级断鼻构造,河道砂体分布明显受沟梁相间地形的影响,使各次级断鼻构造独立成藏,具有不同的油水系统;研究区东部垦东406、垦东38井区主力油砂体发生尖灭也是两井区含油性差的主要原因。垦东4断鼻馆陶组上段储层,除砂岩组顶部薄层砂体外,其他砂体横向分布稳定性均较差,使垦东4块仅砂岩组顶部砂体含油,且3个小含油构造油层分布稳定;垦东34断鼻构造低部位的垦东341井仅在馆陶组上段砂岩组解释油层2层7.1 m,而、砂岩组主力油层在垦东341井尖灭,反映储层横向变化对油气藏分布具有重要影响。

13、纵向上,垦东北坡馆陶组上段+和砂岩组砂岩不发育,沉积岩性为大套泥岩夹粉砂岩,尤其是砂岩组砂岩含量最低,分布最稳定,可作为良好的局部盖层。因此,油气主要分布于砂岩组,其中,砂岩组之下的砂组是油气向上运移的终端,油气最富集,油层发育最稳定,各区块砂岩组均发育油层。 新北油田油气藏形成时间较晚,构造运动越来越弱,大部分断层活动终止于明化镇组沉积期,第四纪仍在活动的断层很少,垦东断层、垦东南断层等均停止了活动9。新近系明化镇组为拗陷型沉积,在整个济阳坳陷中广泛分布,其中,明化镇组下段主要为杂色泥岩沉积,泥岩厚度大,分布稳定,封闭性能好,是有效的区域性盖层,有利于油气藏形成后的保存。 4 结 论 (1)

14、 新北油田东西向上多级次断鼻构造沟梁相间、南北向上多级次断阶由南向北节节下调、分割性极强,形成多级次断鼻构造圈闭。受构造背景控制油气由桩东凹陷向垦东地区、由北向南呈条带状运移,使油气藏呈现南北呈条带状,东西分割的分布特征。整体上,断鼻构造高带控制油气聚集成藏,断裂发育制约断鼻构造油气的富集。 (2) 馆陶组上段曲流河河道砂体为新北油田主力储集层,自上而下可划分为6个砂岩组,各砂岩组南北向上呈条带状,东西向砂体横向变化快,连通性差。河道砂体控制圈闭内油气运聚富集,河道砂体的发育使油气运聚路径复杂化,同一断鼻构造带储集砂体的发育控制油气的富集与分布。纵向上,馆陶组上段砂岩组为主力含油层段。 (3)

15、 断鼻构造背景上的岩性油气藏是新北油田新近系主要油气藏类型,优势油气运移方向和通道是油气藏形成与分布的主控因素,与油源断层伴生的断鼻(断块)圈闭是勘探的首选目标。同时,油气藏形成与分布也受河流相砂体横向变化的影响,特别是在断层发育较差的区带(块),多形成构造背景上的岩性油气藏,因此,应将构造背景的有利砂体作为勘探重点。 参考文献: 1 石砥石,王永诗,等.垦东凸起新近系油气成藏特征及勘探技术J.中国海上油气:地质,2001,15(1):51-54 2 徐新军,石砥石,等.新滩油田馆陶组上段油气藏特征研究J.油气地质与采收率,2002,9(6):33-36 3 王大华,苏宪锋,等.垦东凸起新近系油气分布与断层关系研究J.中国海上油气:地质,2003,17(4):232-235 4 彭存仓,顾菊萍.垦东地区新近系馆陶组上段成藏规律研究J.江汉石油学院学报,2002,24(4):10-14 5 郭元岭.济阳坳陷隐蔽圈闭成藏主控地质因素分析J.特种油气藏,2006,13(1):43-45 6 林玉祥,俞家声.垦东地区石油成藏系统及其演化J.地质与勘探,2001,