东营凹陷北带沙四下凝析油气成藏模式与主控因素

( 图 4) , 我们认为这是储层种古油藏裂解成气使原 油所在孔隙内部压 力急剧增加产生 的泄压缝。这 是该区油藏发生裂解后, 油藏内部表现为正常压力 的主要原因。另外结合天然气碳 同位素和特殊 气 体含量, 综合研究认为东营北带深层沙四下凝析油 气为原油裂解气成因 , 主要为自生自储
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图4
丰深 1, 4321. 4 m, Es L 4 , 40 ∀ ( - ) , 储层 原油裂解产生张性裂缝末端
F ig. 4 W ell Fengshen 1, 4321. 4m, Es L 4 , 40 ∀ ( - ) , tensional fractures caused by oil cracking in r eser vo irs
。
图3 丰 8 井 , 4057. 3 m, Es 4 , 40 ∀ ( - ) , 黑褐色焦沥青 与棕黄色油质沥青共存 F ig. 3 W ell Feng 8, 4057. 3 m, Es 4 , 40 ∀ ( - ) , brow nish black pyr obitumen co ex isting w ith bro wnish yellow o leagino us bitumen
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古油藏与天然气成因
将该区若干井的沙四下亚段内的储层岩石样品
收稿日期 : 2009 09 25; 改回日期 : 2010 02 12 基金项目 : 四川省重点学科建设项目 ( SZD0414) 第一作者简介 : 郭瑞超 ( 1981- ) , 男 , 山东东营人 , 博士研究生 , 主要从事油气地球化学与油气成藏研究。 E m ail: gu oruichao@ sina. com
裹体的均一温度 , 确定该区沙四下凝析油气藏 存在三个成藏期 次 , 分 别为沙 三 ~ 沙二沉积 时期的 古油藏 形成初 期 、 沙 一段沉 积末期至馆陶组沉积时期的古油藏形成期 、 明化镇组 沉积时 期至今 的古油 藏裂解 及凝析 气藏形成 期 。 结合 构造发育 史建立 了沙四下亚段凝析油气藏成藏模式 ; 并分析了 本区成藏主控因素 。 关键词 : 凝析油气藏 ; 成藏模式 ; 东营凹陷 ; 主控因素 中图分类号 : T E122. 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1672 9250( 2010) 02 0146 05
图2 东营北带沙四段油藏剖面图
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及油气源判识结果, 应分别相当于沙四下 低熟油气注入期、 沙四下生油高峰油气注 入期和原油高峰裂解及凝析气藏形成期。
F ig. 2 G ener alized sectio n o f reserv oir s in the seg ment o f Es 4 in the nor ther n par t of the Dong ying sag
东营凹陷北部陡坡带位于青坨子凸起、 陈家庄 [ 1] 凸起和滨县凸起南侧凹陷内缘 。区内主要发育一 组近东西向的断裂 陈南断裂( 图 1) 。该区域内有 利津和民丰两个主要的生油洼陷 , 生油层系主要为 沙三段与沙四段两套生油岩层 , 有机质类型均以 和 !1 型 为主
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。其 中沙 三段 烃源 岩 Ro 平 均 为
0 67% , 为成熟阶段; 沙四 上亚段烃源 岩处于生 油 高峰 ; 沙四下亚段地层埋深为 3500~ 5000 m , Ro 为 1 1% ~ 1. 6% , 已进入生成凝析油和湿气的高成熟 阶段 , 是该区深层油气藏的主力烃源岩。储层多为 砂砾岩体 , 由于埋深大 经历了较强的 成岩作用, 原 生孔隙少 , 主要发育次生孔隙。另外由于本区构造 作用强烈 , 裂缝较为发 育, 可作为 油气主要运移 通 道。在埋深超过 3500 m 的深层 , 多套分布相对 广 泛的厚层膏盐岩 , 以及紧邻沙四段沉积发育的沙三 下亚段稳定、 厚层的烃 源岩, 均可 作为深层油气 藏 的良好盖层, 该段油藏剖面图如图 2 。在北部 陡坡 带地区丰深 1 井的沙四下亚段 4316. 6~ 4343 m 井 段试油, 日产气 80635 m 3 , 日产油 49. 73 t。因此 , 东营凹陷古近系深层形成凝析气 藏与气藏的地 质 条件优越 , 给东营北带深层天然气勘探展示了良好 的前景。
图6 东营北带深层沙四下凝析油气藏成藏史图 F ig. 6 H isto ry of the for mation of co ndensate o il/ gas r eser voirs in the seg ment of Es4 in the nor thern par t of the Do ng ying sag
封堵气藏。这一 类型气藏 的天然气 主要 属于源岩干酪根裂解气成因。
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成藏模式
4 东营北带深层凝 析油气成 藏主控因素
通过全烃地球化学方法对比烃源 , 利用现代成
根据东营北带构造发育史与油气成藏期次 , 结 合储层成岩演化史及烃源演化史 认为该区沙四 下 凝析油气藏成藏模式如下 : ( 1) 古油藏形成初期 在沙三~ 沙二沉积时期 , 沙四下亚段烃源岩开 始进入生烃门限 , 沙四下砂砾岩储层具有得天独厚 的圈闭条件及近源捕获条件 , 在油气生成初期就接 受了沙四下源岩所生成的低熟油气 , 优先占据原生 孔隙 , 并形成古油藏雏形 ( 图 7) 。由于本区沙四下 埋深较浅 , 生油量有限 , 主要依靠 凹陷区原油运 移 而来 , 因此该期注油规模有限 , 为古油藏形成初期。 ( 2) 古油藏形成期 在沙一段沉积末期到馆陶组沉积时期, 构造运 动较为缓和, 构造沉降 速度变慢 , 但沙四下埋深 也 在逐渐加大, 成岩作用使储层形成了大量的次生孔 隙。此时沙四下源岩达到生油高峰 , 所生成的油气 就近充注至沙四下砂砾岩储集体中 , 部分对储层的 残余原生孔隙进行充填, 大量生成的原油充注至次 生孔隙中。该阶段源岩生油为主且规模大, 且为自 生自储特征, 因此古 油藏 中的原 油贡 献以 该期 为 主, 即沙四下成因油是古油藏的主体。此时古油藏
第2期
郭瑞超等 : 东营凹陷北带沙四下凝析油气成藏模式与主控因素
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界线的原始流体介质。它反映了沉积成岩 成矿流体的本质特征, 可分为固体、 液体、 气体包裹体和多相包裹体。不同类型的流 体包裹体, 具有不同的成因及环境意义 。 从储层流体包 裹体均一 温度分 布柱 状图( 图 5) 中可以看出包裹体均一温度明 显存 在 三 个 高 值 区 间, 分 别 是 120 ~ 130 # 、 140~ 150 # 及 160 # 以上, 证 明有 三期流体活跃期, 分别对应了三个流体充 注期: 古油藏形成 初期、 古 油藏形成 期和 晚期古油 藏裂 解及 凝析 气 藏形 成期 ( 图 6) 。对应烃源岩的演化和生烃高峰期, 以
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成藏期次
流体包裹体是指在沉积成岩成矿过程中, 被捕获
图5
东营北带沙四下储层流体包裹体均一温度分布柱状图 H istog ram o f ho mog enization temper atur es o f in the no rthern part o f the D ongy ing sag o rg anic inclusio ns in the lo wer seg ment of Es 4
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生油高峰期的原油充注最终形成古油藏。 ( 3) 古地 温 条件 是油 藏裂 解 的关 键 因素 温度控制着烃源岩的演化, 也是古油 藏原油发生裂解 最重要的 条件。当 地温 小于 160 # , 烃类相态以油藏为主 ; 地温处 于 160~ 180 # 时, 烃类相态主要为凝析气 藏; 当地温达到 180~ 200 # 以上时 , 烃类 相态主要为气藏。实验证明 , 现今东营凹 陷北带地区平均 地温梯度为 3. 65 # / 100 m, 丰深 1 井沙四下亚段气藏埋藏深度为 4314 m 左右 , 已经达到原油开始大量裂解 的门限温度 , 沙四下原油具备发生裂解的 条件[ 7] 。根 据显微荧 光从储 层流体 包裹 体均一温度上看, 该地区沙四下凝析油气 储层在地温 160~ 180 # 之间有一次主要 流体活动。所以, 储层具有原油大量发生 裂解形成凝析气藏的温度条件。 ( 4) 温度与压力的耦合是形成凝析气 藏的必要条件 凝析气藏在地层原始温度、 压力条件 下以气态形式存在。当烃类体系温度、 压 力降低时, 如构造抬升的剥蚀作用使地层 压力降低到烃体系的上露点压力以下, 那 么溶解在气相中液 态烃 ( 凝析油 ) 将 发生 反凝析作用 , 产生 气、 液两 相分离出 现油 气两相 , 从而形成带油环气藏。当地层温 度、 压力较高时, 则会增加 油相体系 的地
Fig . 5
并保存于矿物晶格缺陷或空穴中与主矿物有明显相
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李延钧等 , 2008, 济阳坳陷烃类相态演化及深层资源评价 , 中石化东部深层重点项目 ( 专题一 ) 成果报告
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地 球
与
环
境
2010 年
正式形成。沙四 下源岩生 油高峰期 生成 的原油除了进入沙四下储集层中外, 另一 部分多余的油气通过裂缝、 不整合侵蚀面 等运移通 道向上覆沙四 上砂砾岩储 集体 供烃, 形成了现今 的 ( 如 盐 22 井 ) 沙 四上 亚段油气藏 ( 图 7) 。 ( 3) 古油藏裂解凝析气藏形成时期 明化镇组沉积时期 , 本区构造沉降速 度加快 , 沙四下砂砾岩储集体埋藏深度达 到 4100 m 以上 , 油藏温度达到 160 # , 油 藏中原油开始大量裂解, 在一定的温度压 力条件下 形成沙四下砂 砾岩储集体 凝析 气藏。同时沙四下源岩也达到生气( 湿气 为主) 阶段 , 由于古油藏 主体部位沥 青封 堵, 难以运移进入 古油藏中 心部位 , 因而 注入并分 布于古油藏边 缘并与原油 裂解 气混合 , 可能在古油藏外围砂砾岩体中及 其以下部 位形成类似于 岩性尖灭的 沥青
藏地球化学理论 , 按照油气分段 捕获原理 , 结合实 际的地质条件 , 包括储层演化、 构造演化、 储层温度 及压力变化等 , 解剖了研究区深层凝析油气成藏机 理, 并建立了相应 的成藏模式。据此, 综 合分析本 区深层凝析油气成藏主控因素如下: ( 1) 充足的优质烃源是古油藏形成的物质基础 本区沙四下凝析油气 主要来源于沙 四下烃源 岩, 属自生自储型油气藏。东营凹陷沙四下亚段地 层为间歇性盐湖 盐湖相 沉积, 主要 由棕红色、 灰 色、 暗灰色砂泥岩 互层夹盐岩、 石膏层组成。其中 暗色泥岩为主要生油岩 , 厚度一般在 50~ 200 m ( 占 地层比例的 31% ~ 48% ) , 其有机碳含量高 , 平均值 可达 1. 26% ; 有机质类型以 !1 型为主。沙四下亚 段的地层埋深在 3500~ 4800 m, 有机质成熟度普遍 较高 , Ro 可高达 1. 1% ~ 1. 4% 。显然已进入高成 熟后期, 即凝析油和湿气生成阶段。综合评价沙四 段下部烃源岩厚度大、 有机质丰度较高、 类型较好、 生烃能力大, 这为古油藏的形成提供了良好的物质 基础。