高等石油地质学-6潜山油气藏课件

1、高等石油地质学6潜山油气藏课件高等石油地质学6潜山油气藏课件 1975年任丘潜山油田的发现，掀起渤海湾潜山勘探的热潮引 言 1975年任丘潜山油田的发现，掀起渤海湾潜山勘探的热潮渤海湾盆地典型潜山分布图任丘潜山中上元古界古生界碳酸盐岩苏桥潜山古生界碳酸盐岩千米桥潜山古生界碳酸盐岩兴隆台潜山太古宇变质岩曹妃甸潜山太古宇变质岩曙光潜山中上元古界碳酸盐岩义和庄潜山古生界碳酸盐岩锦州25-1S潜山太古宇变质岩潜山是渤海湾盆地油气勘探的重要领域渤海湾盆地典型潜山分布图任丘潜山中上元古界古生界碳酸盐饶阳北部Tg构造图任4马25马71马15马69任丘油田 任丘潜山是饶阳凹陷北部中央隆起构造带上的一个大型潜山

2、构造。构造面积250Km2 1975年7月在任4井获得日产1014吨的高产工业油流，发现了任丘潜山特大型高产油田。任丘潜山油田饶阳北部Tg构造图任4马25马71马15马69任丘油田 任丘潜山油藏属于底水块状油藏。雾迷山组油藏具有统一油水界面（3510m）。含油高度923m，灌满程度48.25。具有统一的压力系统（32.56）奥陶系油藏具有统一的原始油水界面（4100m）；类型为厚层状边水油藏。任丘潜山是一种分布在潜山顶部，由不整合所覆盖的块状油藏 任丘潜山油藏属于底水块状油藏。雾迷山组油藏具有统一油水从洼中隆到洼边隆从高幅度潜山-低幅度潜山从高位潜山到潜山坡、低位深潜山从碳酸盐潜山到变质岩潜山

3、勘探对象主要潜山顶，以“占山头，打高点”为特点长期以来，大多数人对潜山油气藏的认识是停留在类似于任丘潜山油气藏特点上（不整合所覆盖的块状油藏）90年代一直徘徊中，进入本世纪，潜山勘探走向多元化从洼中隆到洼边隆勘探对象主要潜山顶，以“占山头，打高点”为特2005年在辽河坳陷西部凹陷兴隆台潜山主体部位钻探了兴古7井，揭露太古界变质岩厚度1640m，并在潜山内部试油获高产油气流，揭示了潜山内幕多层系富含油气的特点，发现了变质岩潜山内幕油藏 辽河坳陷兴隆台潜山内幕油气藏2005年在辽河坳陷西部凹陷兴隆台潜山主体部位钻探了兴古7井长6井寒武系凤山组潜山内幕油藏文古1文古32008年，霸县凹陷文安斜坡潜山

4、构造带南部的文古3井，于4361m进入寒武系馒头组，在距潜山顶100多米的府君山组的4467.134489m井段获日产油302.64t，日产天然气94643m3，开辟了霸县凹陷深潜山及潜山内幕勘探领域。 长6井寒武系凤山组潜山内幕油藏文古1文古32008年，霸县凹 潜山内幕油气藏是潜山勘探的新突破，带来潜山勘探的“第二次革命”突破潜山顶部找油的限制，寻找深层潜山内幕油气藏；突破油水界面限制，油层、水层下面找油层；突破“山”位置的限制，认为低位潜山更优越；突破“山”大小（幅度）的限制，深层断阶带寻找低幅度断块油气藏现今，对潜山油气藏勘探有了突破性的认识： 潜山内幕油气藏是潜山勘探的新突破，带来潜

5、山勘探的“第二次潜山油气藏一、潜山及潜山油气藏二、潜山油气藏类型三、潜山油气藏形成条件四、潜山油气藏成藏模式五、潜山储层研究潜山油气藏一、潜山及潜山油气藏现今被不整合埋藏在年轻地层之下的基岩突起。一、潜山的定义奥陶系寒武系蓟县系雾迷山组长城系高于庄组蓟县系雾迷山组现今被不整合埋藏在年轻地层之下的基岩突起。一、潜山的定义奥陶盆地基底（basement of basin ）基底一词来自大地构造研究的地槽一地台学说。当地槽转化为地台时,其各类沉积建造经历了相当强的变形和/或变质。而与其上的地台型沉积建造构成明显的不同。前者称为基底,后者称为盖层。因而盆地基底就是其下的变质岩或结晶岩。古老地台上的盖层

6、底部可有轻微变质,有时出现基底和盖层间的过渡性的建造。在石油地质学中,当目标主要针对较年轻的盆地沉积(如中、新生界)时,也可把盆地沉积之前较老的沉积岩(它们之间有明显的角度不整合和构造的不吻合性)也称为基底,这时可特称盆地具双重基底。1、基岩（basement rock ) 组成基底的所有岩石的总称。 潘钟祥（1982）从变质和年代两方面考虑，基岩为变质岩和火成岩再加下古生代岩层（不管变质与否）。盆地基底（basement of basin ）基底一词来华北地台基底：太古宇阜平群、下元古界五台群和滹沱群、中元古界长城系渤海湾盆地的基底为双重基底：下古生界+太古宇和上中下元古界华北地台基底：太古

7、宇阜平群、下元古界五台群和滹沱群、中元古界高等石油地质学6潜山油气藏课件渤海湾盆地新生界下伏基岩地质图渤海湾盆地新生界下伏基岩地质图渤海湾盆地主要潜山岩性和时代（据李军等，2006）潜山岩性的多样渤海湾盆地主要潜山岩性和时代（据李军等，2006）潜山岩性的包括两类一是在盆地沉积盖层沉积前就已经存在古地貌特征的“古潜山”二是在上覆盖层沉积前尚不存在，在盖层沉积期间或沉积后，由于新的褶皱、断裂等构造变动而导致基岩突起而形成的“同沉积潜山”和“后成潜山”2、潜山的成因类型包括两类2、潜山的成因类型潜山的成因类型潜山的成因类型渤海湾潜山成因分类（吴永平 ，2002）渤海湾潜山成因分类（吴永平 ，200

8、2）属于基岩油气藏的一种，强调具有正向地貌特征。二、潜山油气藏1960年，兰德斯（Landes）对基岩和基岩油藏进行了定义，认为不整合面或侵蚀面以上沉积的年轻生油岩系所生成的油气，聚集在其下伏的古老变质岩和火成岩等岩石类型中，不论其地质年代为前寒武纪、古生代，还是中生代，都叫基岩油藏；1984年，召开基岩油气藏讨论会。形成两种认识：一是基岩就是结晶基底，在结晶基底的花岗岩、变质岩中形成的油藏才能称为基岩油藏；另一是以盆地发育期为标准，凡在结晶基底或盆地形成前的沉积岩中形成的油气藏均可称之为基岩油藏。1、基岩油气藏属于基岩油气藏的一种，强调具有正向地貌特征。二、潜山油气藏1基岩油藏类型划分表（陈

9、发景等，1987）大类亚类结晶基岩油藏潜山基岩油藏非潜山基岩油藏（构造裂缝油藏）不整合面下沉积盖层“基岩”油藏潜山油藏碳酸盐岩油气藏、碎屑岩油气藏、火山岩油气藏非潜山油藏不整合油气藏、地层油气藏、断层油气藏、构造裂缝油气藏基岩油藏类型划分表（陈发景等，1987）大类亚类结晶基岩油藏2、潜山油气藏的类型潜山油气藏是一种总称，按分布位置，包括潜山顶部油气藏：以潜山表层的风化壳为储集体的不整合油气藏。传统意义的潜伏剥蚀凸起油气藏，多呈块状潜山内幕油气藏：是分布在潜山内部的各种油气藏的总称，多为层状油气藏。文古1文古32、潜山油气藏的类型潜山油气藏是一种总称，按分布位置，包括文冀中坳陷所发现的潜山内幕

10、油气藏可以分为断层圈闭、地层岩性圈闭以及不整合遮挡单斜圈闭（高先志等，2011）。 潜山内幕断层圈闭油气藏 潜山内幕地层岩性油气藏（石炭-二叠系） 潜山内幕地层岩性油气藏（次生作用） 不整合遮挡内幕单斜构造油气藏 冀中坳陷所发现的潜山内幕油气藏可以分为断层圈闭、地层岩性圈闭潜山油气藏类型（潜山油气藏，1982）潜山油气藏类型（潜山油气藏，1982）三、潜山油气藏的形成条件及其特殊性一是输导条件古潜山自身没有油源，必须借助于能与生油层沟通的不整合面、断面或渗透性岩层使生油层中的油气运移进入古潜山储集层。二是储集条件基岩都是古老的岩石，包括变质岩和结晶岩、沉积岩，其储层的储集空间主要是次生型，包括

11、风化溶蚀型和构造裂缝型以及溶蚀和裂缝双介质系统。第三个基本条件是圈闭条件基岩顶部风化壳型的圈闭条件，主要是依靠风化壳或上覆非渗透性岩层作为盖层而形成圈闭；潜山内幕圈闭条件比较复杂,可以通过岩性变化或储层非均质（裂缝发育程度不同）而形成岩性圈闭,也可以由于内幕储盖层构造变形或变位形成构造圈闭。三、潜山油气藏的形成条件及其特殊性一是输导条件潜山其中一般不发育烃源岩。属于它源、异地成藏。“新生古储” （渤海湾盆地）古近系烃源岩或覆盖于潜山顶上、或超覆于潜山周缘直接供烃；或者烃源岩分布于潜山周围通过断层和不整合输导供烃。1、 源储关系类型潜山油藏形成条件的特殊性潜山其中一般不发育烃源岩。属于它源、异地

12、成藏。“新生古储” 源下型潜山供烃模式曙125块潜山源下型油气成藏模式源下型潜山供烃模式曙125块潜山源下型油气成藏模式深陷带兴隆台潜山多向源边型油气成藏模式洼中隆型潜山周缘供烃深陷带兴隆台潜山多向源边型油气成藏模式洼中隆型潜山周缘供烃 胜利塘潜山单向源外型油气成藏模式 需要长距离的外部沟通系统作为油气通道源外型潜山 胜利塘潜山单向源外型油气成藏模式 需要长距离的外部沟通系统供烃窗口为烃源岩与潜山接触的范围。供油窗口的大小受烃源岩与潜山的接触关系以及有效生油岩厚度等因素影响。 2、供烃窗口兴隆台马圈子潜山带供烃窗口示意图供烃窗口饶阳凹陷任丘潜山油藏供油窗口示意图* 有不同理解特殊性供烃窗口为烃

13、源岩与潜山接触的范围。供油窗口的大小受烃源岩与潜海外河新开董家岗-沙岭铁匠炉大湾辽河中央潜山带“供油窗口”变化供油窗口成为评价潜山勘探潜力的重要参数海外河新开董家岗-沙岭铁匠炉大湾辽河中央潜山带“供油窗口”变烃源岩渗透层断层潜山内隔层初次运移二次运移3、 潜山输导条件是潜山油气藏形成的重要条件风化壳输导断层输导特殊性烃源岩渗透层断层潜山初次运移二次运移3、 潜山输导条件是潜山泥质百分比含量30 泥质百分比含量60泥质百分比含量1798泥质百分比含量70 泥质百分比含量30 泥质百分比含量2030 泥质百分比含量30 泥质百分比含量37 碳酸盐岩古潜山储层与隔层分布柱状图徐庄组泥质相对体积含量隔

14、层馒头组杨庄组串岭沟组4、 内幕油气藏的形成需要有内幕隔层（从而形成圈闭）特殊性泥质百分比含量30 泥质百分比含 任丘潜山内幕雾六小段隔层泥质含量低，封闭性能较差 雾六段地层厚79.0m，岩性主要为泥质云岩和云岩，泥质云岩厚67.5m，下部为11.5m厚的浅灰色云岩。碳酸盐岩全岩分析可知其粘土总量为5%11%。测井解释雾六段泥质含量小于10%。T4T3JxwJxy+ChgCR278任深2X反例任深2x井 任丘潜山内幕雾六小段隔层泥质含量低，封闭性能较差 变质岩潜山暗色矿物成为隔层黑云母斜长片麻岩黑云母斜长片麻岩斜长角闪岩角闪石岩黑云母斜长片麻岩闪长玢岩兴古7井变质岩潜山暗色矿物成为隔层黑云母斜

15、长片麻岩黑云母斜长片麻岩斜 太古宇变质岩岩石抗压和抗剪强度测试 变质岩不同岩性的抗压、抗剪强度存在的差异性导致其裂缝发育程度以及可形成储隔层的相对性。序列岩性浅粒岩变粒岩混合岩片麻岩中性侵入岩酸性侵入岩角闪岩基性侵入岩斜长角闪岩结构粒状条带状、片麻状斑状、视斑状微片理结构块状构造应力下变质岩的储层发育序列 太古宇变质岩岩石抗压和抗剪强度测试 变质岩不同岩性的抗压、潜山演化影响：潜山与成熟烃源岩接触面积（供烃窗口的大小）烃源岩供烃性质潜山储集条件（产生裂缝和溶孔）输导条件保存5、潜山演化对潜山成藏条件的影响特殊性潜山演化影响：5、潜山演化对潜山成藏条件的影响特殊性潜山演化导致的变化供烃窗口位置和

16、大小有效烃源岩范围供烃性质潜山演化导致的变化潜山演化导致的变化内幕断裂形成时期断层的输导性裂缝形成期次多期裂缝潜山演化导致的变化多期裂缝划分标准：隆起期：早（Es4+Ek）、中（Es2+3） 、晚（Ed） 埋藏期：早（Es4+Ek）、中（Es2+3） 、晚（Ed） 稳定期：早（Es4+Ek）、中 （Es2+3 ）、晚（Ed）划分类型：1）早隆起、中埋藏、晚稳定：任丘潜山，留路潜山，何庄、深西潜山；2）早隆起、中埋藏、中稳定：肃宁潜山，雁翎潜山；3）早隆起、早埋藏、晚稳定：八里庄-薛庄潜山，清辉头潜山；4）早隆起、早埋藏、早稳定：荆丘潜山，信安镇-苏桥潜山，大王庄潜山，鄚州潜山5）中隆起、早埋藏

17、、晚稳定：河西务潜山、梁家村潜山。饶阳凹陷按照潜山演化特点可分为五种类型划分标准：隆起期：早（Es4+Ek）、中（Es2+3） 、晚相对来说， “早隆、中埋、晚稳定” 是最有利的形成类型，“早隆、早埋、早稳定”为不利的形成类型。5种类型评价表相对来说， “早隆、中埋、晚稳定” 是最有利的形成类型，6、潜山储层类型潜山储层形成原因风化淋滤溶蚀形成溶蚀孔断裂和构造应力作用形成构造裂缝潜山储层发育特点潜山顶部储集系统以溶蚀孔为主潜山内幕储集系统碳酸盐岩以溶蚀孔及裂缝为主变质岩及结晶岩以裂缝为主。潜山储层是潜山成藏的关键条件特殊性6、潜山储层类型潜山储层形成原因潜山储层是潜山成藏的关键条件潜山（及潜山

18、内幕）储层不受埋深的控制储层非均质性严重受岩性控制受构造应变和断裂特征控制受地下水活动控制四、潜山储层形成和发育特点潜山（及潜山内幕）储层不受埋深的控制储层非均质性严重四、潜山 储集系统由四种不同成因带组成 缝穿洞、洞连缝，缝孔洞横向相连、纵向相通1、古风化带：潜山面以下40100米范围内 2、古水平溶蚀缝洞带：地下水水平溶蚀的结果，在任丘油田位于3300-3450米范围内，是油气高产带3、断层裂缝岩溶发育带 4、顺层岩溶缝洞带：它与岩性有关，常发育在纯白云岩段冀中坳陷碳酸盐岩潜山储层发育模式 储集系统由四种不同成因带组成1、古风化带：潜山面以下40纵向上裂缝发育的差异，多因岩性不同所致（一）

19、潜山的岩性影响储层发育纵向上裂缝发育的差异，多因岩性不同所致（一）潜山的岩性影响储不同深度段均可能发育裂缝不同深度段均可能发育裂缝（二）横向裂缝发育不同由构造变形差异所决定2）断裂形成时，在其两侧产生大量的裂缝而形成断裂带，这是因为 在断面附近地应力集中分布产生的结果 3）断裂两侧，裂缝带的发育程度也不一样。上盘的裂缝带分布较宽， 下盘的裂缝带只局限于断裂带附近。断层末端是应力集中区， 也是裂缝可能发育的地带 1）断层发育区也往往是裂缝的发育区，在断层延伸方向变化的转弯处 断层交汇处、断层端部、断层相交呈“墙角式”组合处、两条或多条 断层之间的断块或断垒区以及小断层发育带均为裂缝发育区。4）不

20、同性质的断层对裂缝发育的影响存在差异，影响从大到小依次 为：压扭断层逆冲断层走滑断层正断层。 1、断层影响裂缝发育也受岩性控制（二）横向裂缝发育不同由构造变形差异所决定2）断裂形成时，在断层面密度（单位面积断层长度）越大的区域，与断层相关裂缝越发育断层面密度（单位面积断层长度）越大的区域，与断层相关裂缝越发2、褶皱及构造曲率的影响构造曲率是指构造作用产生的层面弯曲程度构造曲率可以反映纵张裂缝的发育程度。2、褶皱及构造曲率的影响构造曲率是指构造作用产生的层面弯曲程（三）水文地质条件影响溶蚀程度 1、古岩溶的分带性（三）水文地质条件影响溶蚀程度 1、古岩溶的分大气淡水、风化淋滤潜山风化壳及古水平岩

21、溶带 大气淡水、风化淋滤潜山风化壳及古水平岩溶带 Schematic Model of Modern KarstMegapore network with fracturesSchematic Model of Modern KarsPaleocave Facies ClassificationLoucks and Mescher (2000)Paleocave Facies ClassificatioCavern Collapse150 to 200 year old mine shaftChaotic collapsed brecciaSagSuprastratal deformation

22、0.4 mPhotograph from Whittaker and Reddish (1989)FracturesCavern Collapse150 to 200 year2、构造对岩溶的影响岩溶与构造的关系，直接表现为主要岩溶形态都是岩溶水沿导水构造空间溶蚀、侵蚀扩大的结果。因溶蚀扩大而形成各种负向形态，因侵蚀切割和溶蚀而形成各种正向形态。由于破裂构造连通性的不同和岩溶水质的差异，不是所有的构造缝都能溶蚀扩大形成岩溶空间，只有那些连通性好的缝隙，同时为具有侵蚀性能的岩溶水所流经，产生不断的溶蚀、侵蚀作用，才能造就千姿百态的岩溶形态。地壳多期的活动，有助于岩溶作用持续或断续的进行。若在岩溶

23、作用过程中，岩溶水趋于饱和而产生沉淀，或溶蚀速度小于沉淀速度，则导水空间渐被充填堵塞，岩溶水流动受阻，岩溶作用渐趋减弱直至停滞，此后，新的岩溶作用即有赖于再次构造运动的破坏，恢复构造裂缝的连通性，能使岩溶作用再获生机。2、构造对岩溶的影响岩溶与构造的关系，直接表现为主要岩溶形态 构造裂缝是岩溶发育的重要控制因素高角度裂缝对不整合面下岩溶储层的发育具有重要的控制作用；低角度裂缝对埋藏岩溶的发育具有重要贡献！中11井不整合面中12井不整合面（于炳松，2008） 构造裂缝是岩溶发育的重要控制因素高角度裂缝对不整合面下岩溶3、断裂和不整合面对岩溶的影响 导致地下不同来源的流体的流动，并因此发生岩溶作用

24、3、断裂和不整合面对岩溶的影响塔中18中1井塔中35O1S+DO3泥岩段O23灰岩段O1y多级别不整合控制了多期次风化壳岩溶纵向分布剥蚀强度与古岩溶发育呈正比塔中18中1井塔中35O1S+DO3泥岩段O23灰岩段4、岩溶带的识别4、岩溶带的识别岩溶带的波阻抗反演剖面岩溶带的识别岩溶带的波阻抗反演剖面岩溶带的识别5、岩溶环境的识别地表淋滤环境潜流水环境中深成岩环境（矿物和和有机质转化水环境）深源热液溶蚀环境5、岩溶环境的识别地表淋滤环境本文分类相当的（或包括的）岩溶类型主要地质作用成岩环境成岩温度与盐度胶结物特征一级分类二级分类准同生岩溶台缘礁、滩型沉积岩溶、早表生（期）岩溶、同生期层间岩溶大气

25、淡水的溶解作用、地表物理和化学风化作用同生成岩阶段（大气淡水环境）古常温，盐度大于 3.5%，最大至23%，变化较大1、在高能粒屑滩相中的颗粒灰岩中，原生粒间孔内只有第一期的纤状环边方解石胶结物被溶蚀，变得残缺不全，而其后期的粒状方解石或粗晶方解石却保存完整，这说明该岩石只发生了准同生溶蚀。2、选择性溶蚀形成的粒内溶孔、铸模孔、粒间孔和泥晶套等；3、粒间溶孔被渗流粉砂充填是大气淡水渗流带的典型标志之一；4、发育悬垂型或新月型等特征的方解石胶结物，常见于粒屑滩顶部。风化壳岩溶短期暴露不整合岩溶层间岩溶、表生（期）岩溶、暴露岩溶、侵蚀面岩溶、不整合岩溶、潜山岩溶大气淡水溶解作用、地表物理和化学风化

26、作用、地表水流的冲刷作用、地表水流的沉积和充填作用表生成岩阶段（表生环境）古常温85，古盐度小于 3.5%就可以认为属于淡水环境在微观薄片中常见未被亮晶方解石充填的溶孔、溶洞和溶缝，或见由于构造抬升形成的裂缝导致岩石角砾岩化，以及形成几期构造裂缝及其中充填的常温包裹体的亮晶方解石。长期隆升风华壳岩溶埋藏岩溶有机酸岩溶深埋岩溶、深部岩溶、热液岩溶、埋藏溶蚀、压释水岩溶、缝洞系岩溶、埋藏有机酸岩溶基本脱离大气淡水的风华作用、完全脱离海水的沉积作用、进入地下水基准面以下，埋藏成岩作用、受到来自深部及侧向的活性水的作用早成岩至晚成岩阶段（埋藏环境）85200，古盐度大于 3.5%1、埋藏溶蚀作用总是首先沿着前期古风化壳岩溶带各类残余孔洞、晶间孔缝和裂缝发育。它的最直接证据就是孔洞、裂缝中充填的含铁方解石、铁