车镇凹陷含油气系统划分及勘探方向

车镇凹陷含油气系统划分及勘探方向2009年3月第24卷第2期西安石油大学(自然科学版)JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Mar.20o9文章编号:1673-064X(2009)02-0013-05车镇凹陷含油气系统划分及勘探方向DivisionofpetroluemsystemandexplorationdirectioninChezhenSag张家震,徐备(北京大学地球与空间科学学院,北京100871)大纲:车镇凹陷是一个在对基底构造层长远改造基础上发展起来的中,再生代陆相断陷一拗陷叠合盆地,在车镇凹陷形成"一源多藏"和"一藏多源"的复合含油气系统.依照油源比较结果,将车镇凹陷复合含油气系统进一步划分为沙四段含油气系统,沙三段含油气系统,沙一段舍油气系统.影响油气藏形成的各要素之间的优异配置有利于油气齐聚.3个含油气系统拥有不同样的地质要素和成藏作用,分布范围也存在明显差别,表现出分层发育和垂向叠置的特色.解析不同样区带的勘探资料,指出车西,大王北和郭局子洼陷是有利的勘探区带,埕子口,无棣,庆云突出可作为后备勘探区带.要点词:车镇凹陷;含油气系统;油源比较;油气藏;勘探方向中图分类号:TEl22.1;P618.13文件表记码:A车镇凹陷位于渤海湾盆地济阳坳陷的西北部,东西长，南北窄,平面呈狭长的"S"形展布,面积约2400km.1968--2007年对车镇凹陷进行油气勘探,共完钻探井500余口,大多数地区被三维地震资料覆盖.经过40年的勘探,接踵发现了太古界,下古生界,上古生界,中生界,古近系,新近系等6套含油气层系,探了然富台,太平,东风港,大王北等9个油田，累计石油探明地质储量2.11X10t?勘探实践表示,车镇凹陷含油气层系多,油气藏种类复杂,是个资源丰富的复式油气齐聚区,拥有巨大的勘探潜力-JM着勘探程度的不断提高，车镇凹陷的勘探对象已经由构造油气藏逐渐转向岩性,地层等隐蔽性油气藏,勘探难度越来越大.本文依照油源比较结果,对车镇凹陷复合含油气系统进行划分,并解析各含油气系统的特色与展布范围,展望有利勘探方向,能够为车镇凹陷的油气勘探供应地质依照.地质大要车镇凹陷是一个在对基底构造层长远改造的基础上发展起来的中,再生代陆相断陷一拗陷叠合盆地,经历了裂陷期（晚侏罗世一白垩纪）,断陷期（古近纪）和拗陷期（新近纪）3个大的演化阶段,主要表现为幕式裂陷过程.地震,钻井,测井与古生物等资料揭穿,车镇凹陷发育的地层层序可划分为基底构造层和盖层构造层.基底构造层由太古界泰山群,下古生界寒武系和下一中奥陶统,上古生界上石炭统和二叠系,中生界下一中侏罗统组成,盖层构造层包括中生界上侏罗统,白垩系和再生界古近系,新近系,第四系.中,再生代断裂发育,但大多数断层规模较小,规模较大的断层只有大90,大1,大14,曹家庄等4条NE向，近EW向的二级断层，造成了车镇凹陷平面分开性差的构造格局大王庄,大35等4个较大的同聚积鼻状构造将车镇凹陷分开为车

.平面上,套尔河,车西,大王北,郭局子

3,3个洼陷

,各洼陷相互连通

,拥有相似的形成与演化特色

（图

1）.断陷期是车镇凹陷的主要发育阶段的综合影响造成了相对湖平面

,构造活动,天气变迁,物源供应及湖盆水量变化（基准面）的不断起落,其水体范围,深度和性质发生相应变化

,形成多个聚积旋回

,收稿日期

:2008-06-03基金项目:中国石化公司公司"十五"科技攻关项目（编号:P02004）作者简介:张家震（1971一）,男,高级工程师,博士后,从事构造地质与石油地质研究14一西安石油大学（自然科学版）聚积了古近系沙河街组沙四段,沙三段,沙一段3套优异的烃源岩.图1车镇凹陷构造单元划分图1一套尔河鼻状构造;2一车3鼻状构造;3一大王庄鼻状构造;4一大35鼻状构造;5?大9O断层;6一大1断层;7一大14断层;8一曹家庄断层2含油气系统划分含油气系统是指"一个自然的烃类流系通通，其中包括活跃的烃源岩,全部与其相关的石油和天然气以及形成油气齐聚所必需的地质要素和作用"2J.上述看法常被简单地表示为油气从生烃灶排出,经过输导层运移到圈闭中齐聚的一次过程,这类模式只适合于一期成藏的简单含油气系统』.对于叠合含油气盆地,经常以多套烃源岩在垂向上叠置,平面上重叠或交织为特色,油气的生成,运移和聚散过程平时表现为多期,不同样源的油气在某些区带"混聚共生",组成一个"复合含油气系统"[4-9].2.1划分依照含油气系统是描述烃源岩与生成的油气齐聚之间的成因联系,搞清油岩之间的相关性是确定含油气系统的要点,油源比较是目前鉴别含油气系统的主要方法.依照地球化学特色的差别,车镇凹陷的原油可划分为4各种类.油源比较表示,这4各种类的原油分别来自于不同样的烃源岩.第1类原油的Pr/Ph(姥鲛J烷/植烷)为0.20?重排甾烷低,c藿烷的丰度大于c藿烷，正构烷烃存在偶碳优势，成熟度c凹s/(s+R)为0.29—质以水生生源为主.这类原油来自于沙四段烃源岩,仅在大王北洼陷零星分布,储集层位为古近系沙四段.第U类原油的Pr/Ph为0.25?2.16,Ay蜡c3o藿烷为0.05—0.16,甾烷多数C>C29.显示出淡水一微成水的弱氧化一还原聚积环境,有机质以水生生源为主.原油成熟度较高，C:S/(S+R)为系地层中宽泛分布,是车镇凹陷最主要的原油种类,占车镇凹陷石油探明储量的95%以上.第川类原油的Pr/Ph为0.18?0.60,Ay蜡近,显示半咸水一咸水还原环境的特色,有机质以水生生源为主,发育甲藻甾烷,重排甾烷及4.甲基甾烷都很低，正构烷烃存在奇碳优势.成熟度较低,C凹s/(S+R)为0.09—源岩,在车西,大王北洼陷内零星分布,储集层位为古近系沙一段.第W类原油的生物标志化合物参数大多数介于不同样的单源原油之间，为第1类与第u类原油或第U类与第川类原油混杂而成.这类原油零星分布于车西,大王北洼陷,储集层位为古近系沙四段,沙一段.2.2划分原则含油气系统的研究已逐渐成为指导勘探工作者有效展望油气资源,发现油气藏的有力手段_】.划分含油气系统的基本源则是要考虑划分的科学性和实用性,既要吻合实质地质情况,又能给油气勘探以宏观指导.因此,车镇凹陷含油气系统的划分采用以下原则:由于车镇凹陷平面分开性差,3个洼陷相互连通,烃源岩,储集层,盖层,上覆地层等基当地质要素完好一致,圈闭形成与油气生成,运移,齐聚等成藏作用过程特别周边.因此,应该以整个车镇凹陷作为划分的基本单元,将车镇凹陷划分为一个"复合含油气系统".再生界古近系沙河街组发育的沙四段,沙三段,沙一段3套烃源岩分别形成于湖盆断陷期的不同样聚积旋回,形成环境,有机质本源明显不同样,原油的地球化学特色也有较大差别,应划分为3个不同样的含油气系统.车镇凹陷烃源岩生成的油气除在凹陷内聚集成藏外,也可运移到凹陷周围的突出齐聚成藏,这些构造单元应归为车镇凹陷含油气系统.车镇凹陷东部的太平,义和庄,义北等地区发现了部分本源于沾化凹陷的原油,应属于沾化凹陷含油气系统,而不划归车镇凹陷含油气系统.2.3系统命名含油气系统的命名法尚在研究中,平时采用张家震等:车镇凹陷含油气系统划分及勘探方向一15"有效烃源岩名称+主要储集层名称+表示可靠性等级的符号"来表示.车镇凹陷有效烃源岩与油气藏之问存在优异的地球化学般配关系,完好能够将其一一比较,因此全部含油气系统均为已知含油气系统.车镇凹陷含油气系统命名的要点问题是主要储集层的确定,由于油气分布宽泛,含油层系很多,储集层的时代跨度很大,没有所谓的主要储集层,因此不能够机械地强行将储集层列入到含油气系统的命名中.依据有效烃源岩的分布,储集层特色和油源比较结果,依照上述含油气系统的划分原则,将车镇凹陷划分为一个"复合含油气系统",并进一步划分为3个含油气系统,即沙四段含油气系统,沙三段含油气系统和沙一段含油气系统

,均为已知含油气

系统

.3含油气系统特色车镇凹陷宽泛存在的高热流

(1.49?1.84HFU)

及其造成的高地温梯度

(

3.49~C/100m),

有利于有机质转变生烃

.车镇凹陷以发育多套烃源岩,多期生烃,油气复式齐聚为主要特色,形成"一源多藏"和"一藏多源"的复合含油气系统.由于各含油气系统的资源量,分布范围不同样,对勘探的重要性也存在较大差别.3.1沙四段含油气系统车镇凹陷沙四段为断陷初期的盐湖及咸水湖泊聚积,大多数地区为无生烃能力的红层,有效烃源岩只分布于大王北洼陷,暗色泥岩厚度为100—150量分数为0.2268%,总烃平均质量分数为0.1854%,已达到好烃源岩的标准.依照干酪根镜鉴结果统计，有机质种类指数平均为57.2，为U型干酪根?拥有低I-I/C,高0/C值的特色,H/C在1.54般大于2500in,最大达5400In,镜质体反射率0宽泛大于0.8%,成熟度较高.储集层为沙四段砂岩,含砾砂岩与湖相碳酸盐岩,储集空间分别以原生粒间孔与次生裂缝为主,储集性能差别较大.沙三段的厚层油泥岩,油页岩是优异的地区性盖层,沙四上亚段的致密灰岩,灰质泥岩,泥岩可作为局部盖层.上覆地层的厚度一般高出2500nl,使沙四段烃源岩进入高成熟演化阶段，并为后期油气保存起到了较好的作用.依照盆地模拟结果,沙四段在34Ma左右开始进入生油门限，主要生,排烃时问为25?5Ma.现在的最大镜质体反射率为1.1%,表示处于生油巅峰的后期,但还没有开始大量生气.该含油气系统的要点时刻应为渐新世末,在此从前的中晚始新世一渐新世为连续时间,中新世为主要排烃期,中新世一崭新世为保存时间（图2）.1??__J烃源岩韶储集层盖层上覆岩层圈闭形成油气演化豳主要捧烃期保存时间f要点时刻图2车镇凹陷沙四段含油气系统地质事件沙四段烃源岩生成的油气仅充注于大王北洼陷内的沙四段.沙四段主要发育小型断块,断鼻等构造圈闭及岩性圈闭,均形成于沙四段聚积时期.主要排烃期晚于圈闭形成期,成藏要素的配置关系较好,形成沙四段"自生自储"型油气藏.沙四段含油气系统形成后,先后经历了喜山运动二幕,三幕及新构造运动的影响,但油气藏未受到严重破坏

.3.2沙三段含油气系统湖一深湖相聚积,水生生物特别旺盛,富含藻类的油页岩,油泥岩以及暗色泥岩在全区均有分布,是车镇凹陷最重要的一套烃源岩.不同样洼陷的烃源岩发育情况有所不同样,车西洼陷和大王北洼陷的暗色泥岩厚度达800m,郭局子洼陷为600m.有机碳平均质量分数为1.73%,氯仿"A"平均质量分数为0.2113%,总烃平均质量分数为0.1925%,已达到好烃源岩的标准.有机质种类指数较高,大王北,郭局子洼陷平均为

65.3（

U型干酪根），车西洼陷平均为

81.4（I

型干酪根）.有机元素解析结果表示

,H/C

原子比为1.08?1.83,0/C原子比为

0.02?—4800m之间,镜质体反射率Ro大于0.5%,烃源岩已进入成熟演化阶段.沙三段生成的油气可充注于不同样层系的地层中,储集层时代跨度大,种类多.除宽泛分布的碎屑岩（古近系,新近系及上古生界,中生界的含砾砂岩,砂岩及粉砂岩等）储集层和碳酸盐岩（包括下古16一西安石油大学（自然科学版）生界海相碳酸盐岩和古近系湖相碳酸盐岩）储集层外,大王北洼陷大58井区沙三段发育火成岩储集层,埕子口突出和义和庄突出发育太古界片麻岩储集层,郭局子洼陷沙三段,沙一段发育泥岩裂缝储集层.不同样种类储集层的形成机理与储集空间各异,储集性能差别较大.在长远的演化过程中,车镇凹陷形成了寒武系馒头组一徐庄组,石炭系本溪组一山西组,中生界,古近系沙三下一沙三上亚段,沙一段一东营组下部,新近系馆上段上部一明化镇组等6套平面分布十分牢固的泥（页）岩,平均厚度都在200m以上,封闭能力较强,是优异的地区性盖层,对油气的齐聚起到了优异的封盖作用.别的,各含油层系内发育厚度不牢固,平面连续性差的泥岩,膏岩等非浸透性地层,可作为油气藏的局部盖层.沙三段上覆地层的厚度为2100?3000m,—般大于2400m,足以使烃源岩进入成熟演化阶段，对油气的后期保存也起到了较好的作用.早在34Ma前就进人生油门限，但主要的生，排烃期为5—2Ma之间.因此,沙三段含油气系统的要点时刻为中新世末,在此从前的晚始新世一中新世为连续时间,上新世为主要排烃期,上新世一崭新世为保存时间.车镇凹陷含油气层系多,各层系分别发育不同样的圈闭种类:受印支,燕山,喜山等地区构造运动影响,太古界,下古生界形成潜山（包括褶皱潜山,断块潜山,残丘潜山等种类）圈闭,上古生界和中生界形成地层不整合圈闭,构造圈闭及构造一地层圈闭古近系形成构造,岩性,地层及复合型圈闭,新近系形成岩性,构造及地层超覆圈闭.全部圈闭在中新世末期已全部形成并最后定型.油气运聚期晚于圈闭形成期,成藏要素的配置关系较好.沙三段烃源岩生成的油气,除在洼陷内齐聚成藏,也可向南部缓坡带,北部斜坡带及周围的突出运移.油气充注于太古界一新近系等不同样时代的地层中,分别形成"自生自储","再生古储","古生新储"型油气藏.沙三段含油气系统形成后,虽经历了喜山运动三幕及新构造运动的影响,但构造活动强度均较弱,油气藏基本未受到破坏.上述各项地质要素及地质作用时间关系见图3.3.3沙一段含油气系统沙一段为断陷萎缩期的半深湖一深湖相聚积,烃ArtIPziMzIEs.IEs,lEs,IEsIEdIglNmlQ系统事件E==烃源岩储集层盖层IlllllllIIIllIIIllIIIIIIIIIllII上覆岩层圈闭形成油气演化主要排烃期jjj;保存时间}要点时刻图3车镇凹陷沙三段含油气系统地质事件源岩在全区均有分布,暗色泥岩最大厚度高出300m.有机碳质量分数平均为2.51%,氯仿沥青"A"质量分数平均为0.4273%,总烃质量分数平均为0.1346%,是一套好的烃源岩.依照干酪根镜鉴结果统计，有机质种类指数平均为78.1,为U型干酪根?拥有低H/C,高0/C值的特色,H/C在1.22?王北洼陷沙一段埋深一般为1600—2800m,郭局子洼陷沙一段埋深为1300?2200m,镜质体反射储集层主要为沙一段底部的生物灰岩,储集空间为生物体腔孔,储集性能较好.沙一段及东营组中,下部的厚层油泥岩,油页岩分布牢固,是优异的地区性盖层.上覆地层厚度一般为1600?2800m,对促进烃源岩成熟起到了必然作用,也为后期油气保存起到了较好的作用.沙一段烃源岩的热演化程度比沙四段,沙三段低得多,6Ma前才开始进入成熟门限,目前仍处于低成熟阶段,仅形成少量低成熟油气,主要生,排烃期与要点时刻还没有出现（图4）.ArtlPzIMzlIEs.IEsEslEdINg}NmlQ系统事件==烃源岩辫搠储集层____??-_??__一i盖层.........Illlllll.............上覆岩层4144414圈闭形成油气演化主要排烃期保存时间要点时刻图4车镇凹陷沙一段含油气系统地质事件沙一段生成的低熟油仅充注于洼陷内的沙一段.沙一段发育小型的岩性,构造一岩性圈闭,主要受聚积作用控制,与其所发育的地层为同期形成.油气运聚期晚于圈闭形成期,成藏配置关系较好,形成少量"自生自储"型油气藏,在车西,大王北洼陷零星分布.后期经历了新构造运动的影响,但构造活动较弱,油气藏保存条件较好.张家震等:车镇凹陷含油气系统划分及勘探方向一17—勘探方向车镇凹陷3个含油气系统的分布范围存在明显的差别,表现出分层发育和垂向叠置的特色.沙四段含油气系统仅分布于大王北洼陷;沙一段含油气系统分布于车西洼陷和大王北洼陷;而沙三段含油气系统分布范围广,含油气层系多,除在洼陷带形成古近系岩性,构造一岩性油气藏外,所生成的油气还向北部斜坡带,南部缓坡带及周围突出运移,形成宽泛分布的各样油气藏,是车镇凹陷最重要的含油气系统.平面上,郭局子洼陷仅发育沙三段含油气系统,车西洼陷为沙三段含油气系统,沙一段含油气系统的叠合区,大王北洼陷为沙四段含油气系统,沙三段含油气系统,沙一段含油气系统的叠合区.车镇凹陷诚然已整体进入高勘探程度阶段,但在层系上和平面上存在明显的不均衡性.南部缓坡带发现了东风港,套尔河,大王庄,义北,义和庄5个油田,北部斜坡带发现了富台,英雄滩2个油田,勘探程度相对较高.洼陷带油气富集程度高,而勘探程度低.由于埋深较大,钻井较少,洼陷带仅发现大王北油田与一些孤立的含油区块,并且含油层位主要为沙一段与沙三上亚段.因此,洼陷带拥有较大的勘探潜力,车西,大王北和郭局子洼陷是车镇凹陷最有利的勘探区带.车镇凹陷周围的4个突出也同样存在勘探程度不均衡的问题.义和庄突出已发现中等规模的太平油田,埕子口突出,无棣突出,庆云突出勘探程度极低,仅有少量探井,但均已见到较好的油气显示,表示这3个突出也拥有形成油气藏的有利条件,可作为后备勘探区带.5结论车镇凹陷是一其中,再生代陆相断陷一拗陷叠合盆地,湖盆断陷期聚积的多旋回性,形成了新近系沙四段,沙三段,沙一段3套优异的烃源岩.不同样烃源岩的形成环境及有机质本源不同样,原油的地球化学性质也有较大差别.车镇凹陷平面分开性差,各洼陷的基当地质要素与成藏作用过程基本一致,为一个典型的"复合含油气系统".依照油源比较结果,可进一步划分为沙四段含油气系统,沙三段含油气系统,沙一段含油气系统,不同样含油气系统拥有分层发