潜山油气藏形成条件与勘探技术

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2 潜山的类型
211 潜山概念
潜山一词较早见于 Sidney1Powers发表于 1922 年的一篇论文 [ 6 ] 。定义为 : 凡是现今被不整合埋 藏在较新的沉积层之下 ,由盆地基底岩层组成的山 丘 ,都称为潜山 。既包括在地质时期曾经暴露地表
收稿日期 : 2008 - 06 - 31;改回日期 : 2009 - 02 - 23 作者简介 :田园圆 (1985 - ) ,女 , 2008年毕业于中国地质大学 (北京 )能源学院资源勘查工程专业 ,现为该校在读硕士研究生 。
第 16卷第 2期 2009年 4月
文章编号 : 1006 - 6535 ( 2009) 02 - 0014 - 07
特种油气藏 Special O il and Gas Reservoirs
Vol116 No12 Ap r1 2009
潜山油气藏形成条件与勘探技术
田园圆 1 ,季春辉 1 ,许 艳 2
(1) 必须具备较为有利的构造发育背景。
“构造发育背景 ”指潜山所在的古 、今构造位置 ,风 化剥蚀和埋藏史 ,与油气源区的关系等 。渤海湾盆 地各油区潜山勘探成效的差异性说明 ,潜山的构造 发育背景从宏观上控制着潜山油气藏的形成和富 集 。最有利的构造发育背景为早抬 、中埋 、晚稳定 , 如千米桥潜山 。
1 潜山油气藏的勘探历史与现状
世界上 较 早 从 基 岩 中 获 得 油 流 的 油 藏 , 是 1909 年美 国 辛 辛 纳 堤 隆 起 东 翼 的 摩 罗 县 潜 山 油 藏 [ 1 ] ,有目的 、有计划地钻探潜山油气藏并获得成 功的是 1922年委内瑞拉在马拉开波盆地发现了拉 巴斯油田 。我国最早发现的潜山油田是 1959年在 酒泉盆地 发 现 的 玉 门 鸭 儿 峡 潜 山 油 田 [ 2 ] 。 1975 年 ,在我国渤海盆地的冀中拗陷发现了一个震旦亚 界碳酸盐岩潜山高产油田 ———任丘油田 [ 3 ] , 这一 发现开拓了我国找油的新领域 。 20 世纪 70 年代 以来 ,我国陆续发现并开发了一批碳酸盐岩潜山油 藏 。从 20世纪 80年代中后期以来 ,潜山勘探曾一 度陷入低潮 。1998年大港探区发现千米桥潜山凝
(11中国地质大学 ,北京 100083; 21中油辽河油田公司 ,辽宁 盘锦 124010)
摘要 :在调研大量文献的基础上 ,对国内外潜山油气藏的勘探历史与现状进行了综述 。依据不 同的分类标准 ,总结了潜山的各种分类与特点 。阐述了潜山油气藏的形成条件 :一是有利的构 造发育背景 ,二是生储运聚各项参数的有机配置 。介绍了潜山油气藏的分类和储层特征 ,并结 合实例分析了潜山油气藏的成藏模式 ,重点探讨了潜山内幕油气藏 。最后 ,对古潜山油气藏勘 探的典型技术与流程进行归纳 ,并对目前潜山油气藏勘探应注意的主要问题进行了总结 。 关键词 :古潜山 ;潜山分类 ;潜山油气藏 ;形成条件 ;勘探技术 中图分类号 : TE12213 文献标识码 : A
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特种油气藏
第 16卷
312 分类
潜山油气藏的类型受圈闭形态 、成因类型 、潜 山古地貌 、构造形态 、储集层类型 、生储盖组合及油 气运移条件控制 。 1966 年 , M artin 曾提出一种古 地貌圈闭分类法 ,其中关于不整合面之下的直接古 地貌圈闭和间接古地貌圈闭共分为 4 种 [ 1 ] 。华北 石油勘探开发设计研究院根据圈闭中油气聚集部 分的几何形状和油田水的分布特点将油藏形态分 为 3类 :块状底水潜山油藏 、层状边水潜山油藏 、楔 状边底水潜山油藏 [ 7 ] ; 根据潜山油气藏所处的具 体位置 ,可分为沿潜山不整合面分布的和隐藏在潜 山内幕的 2 类 [1, 19 ] ,前者包括山头油藏和山坡油 藏 ,后者称为内幕油藏 (图 1 ) ; 文献 [ 1 ]提出将潜 山油气藏分为古潜山风化体油藏 、古潜山内幕块状
油藏 、古潜山不整合面油藏 、古潜山内幕层状油藏 、 网络状剥蚀褶皱断块型 、不规则裂缝网络状褶皱断
残丘油藏 。唐智 [ 1 ]等将潜山油藏分为块状潜山油 气藏 、层状潜山油气藏 、不规则状潜山油气藏 、混合
块 - 剥蚀型 、不规则裂缝网络状内幕单斜断块型和 不规则裂缝网络状内幕褶皱断块型 。
状潜山油气藏 。根据不同时期水进超覆层披盖基 岩块体形成不同位序潜山披覆油气藏 ,可以将渤海 湾的潜山披覆背斜油气藏分为低位序 、中位序 、高 位序与顶位序 4种类型 [ 20 ] (图 2) 。
较晚
3 潜山油气藏
潜山油气藏 [ 1, 2 ]是一种特殊的“基岩 ”油气藏 , 位于不整合面之下较老地层的突起含油体 。一个 被封闭的潜山 ,就是盆地基底中的一个局部低位能 区 ,它是油气运移的重要指向 ,是获得油气并聚集 成潜山油气藏的有利场所 。
311 潜山油气藏形成条件
潜山是多期构造运动的产物 ,在漫长的地质历 史中 ,构造作用 、风化溶蚀作用 、沉积作用对潜山的 产生 、发展和形成十分重要 。潜山油气藏形成的条 件可概括为以下 点 2 : [ 2, 4, 18 ]
华北石油勘探开发设计研究院按成因将潜山分为侵 蚀潜山、褶皱 - 侵蚀潜山、断块 - 侵蚀潜山、褶皱潜 山 、断块潜山 [7 ] ;根据造山的主要因素 ,将潜山分为 3种基本类型 (表 1) ;按构造形态将潜山分为单斜潜 山 、背斜潜山和向斜潜山 [1 ] 。柏松章以油藏为单元
山和残山 (剥蚀山 ) [13, 14 ] ,其中断块山又可分为单断 山和双断山 ,而王燮培将断块山分为单断式 、断阶式 和地垒式 [15 ] ;根据潜山发育的构造部位和断块的运 动分为主断棱潜山带 、断阶潜山带、斜坡潜山带、凸 起潜山带 、中央背斜潜山带 [ 4, 16, 17 ] 。
313 储层特征
长期暴露地表 ,经历淋滤风化 ,较晚埋藏的潜 山 ,储层发育较好 ,有利于油气储集和聚集 。储集 层的物性通常与由断裂或褶皱形成的裂缝的发育
程度呈正相关 ,即断裂和褶皱 [ 22 ]对储集层物性有 建设性作用 。
潜山油田主要 3大储集岩类为碎屑岩类、变质岩 和火成岩类 、碳酸盐岩类 。碎屑岩是重要的潜山储集
(2) 生储运聚各项参数的有机配置。潜山油气 藏形成取决于潜山圈闭与烃源岩在时间、空间上的配 置关系 ,以及它们之间是否有连通的输导系统 ,那些 与烃源岩直接接触的潜山圈闭或它们之间有良好连 通输导系统的潜山圈闭才能聚集油气成藏 ,因此必须 具备下列条件 :充足的油源 ,孔、缝、洞发育的储集体 , 有连接油源和潜山之间的良好输导系统 ,有利的水动 力条件 ,要有潜山圈闭条件和良好的保存条件。
第 2期
田园圆等 :潜山油气藏形成条件与勘探技术
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Байду номын сангаас
的基岩山丘后来潜没于水下并被沉积层覆盖的基 岩凸起 ,即具有早期古地貌特征的“古潜山 ”,和那 些后期又受构造作用影响 、具后期生长特点的古潜
型、断阶型、断斜型及不规则型 8 种基本类型 。李 军 [9 ]等先根据成因将潜山分为残丘山和构造山 ,再 根据其时代分为中生代潜山、古生代潜山 、前寒武纪
析气藏 [ 4 ] ,并于 2001 年初获得国家科技进步一等 奖后 ,再次引起人们对潜山油气勘探的关注 。
在任丘潜山油田发现以后 ,我国潜山油气藏的 系统研究工作才开始进行 。潜山作为一个重要的 勘探领域 ,具有成藏条件好 、勘探潜力大 、富集高产 的特点 ,但是 ,由于潜山油气藏经历了多期构造运 动的改造 ,地质结构复杂 ,成藏要素复杂多变 ,埋藏 较深 ,并且潜山油气藏大多时代不同 ,岩性不一 ,规 模不等 ,形态各异 ,给潜山油气藏的勘探开发带来 了巨大的困难 。李丕龙等针对此种情况 ,以济阳坳 陷为例建立了断陷盆地潜山成因 、成藏多样性体 系 [ 2, 5 ] 。进入 21世纪以来 ,随着科学技术的进步 , 各种新理论 、新技术 、新方法的提出和应用 ,使潜山 油气藏的研究提高到了一个新的水平 。潜山油气 藏的勘探已由寻找大型的 、明显的 、简单的潜山转 到寻找更隐蔽的 、复杂的潜山 ,潜山油气藏已成为 我国重要的油气勘探领域 。

成因 外营力地质作用 外营力和内营力构造 变动共同作用
内营力构造变动
表 1 潜山造山因素分类表 [7 ]
类型 侵蚀潜山 构造 - 侵蚀潜山 :包括断块 侵蚀山和隆起 - 侵蚀山 构造潜山 :包括断块山 (翘倾 断块山 、地垒山 )和褶皱山
通称 古潜山 (古地貌山 )
后成潜山
形成时期 较早
(盖层沉积前 )
图 1 潜山油气藏位置示意图 [1 ]
岩类 ,在我国这类储集岩主要发育在上古生代和中生 代陆相和海陆交替相地层中。目前 ,我国发现的火成 岩和变质岩潜山油气田较少。碳酸盐岩储集岩在我
国潜山油气田中占有及其重要的位置 ,渤海盆地潜山 油气 田 大 部 分 地 质 储 量 都 蕴 藏 在 这 类 储 集 岩 中 [1, 19, 23~27] 。碳酸盐岩潜山油藏形成过程中 ,风化淋 滤和溶蚀作用 (岩溶作用 ) [3, 28~32]是最重要的成藏条
212 潜山分类
目前对潜山的划分方案也很多 ,不同的分类对 潜山油气藏的勘探均起到了不同程度的有利作用 。
背斜潜山 。李丕龙等以济阳坳陷为例 ,将潜山按成 因划分为拉张型、挤压 —拉张型、侵蚀型 ;按形态划 分为块断山 、断块山 、滑脱山、残丘山 ;按内幕结构划 分为 内 幕 单 斜、内 幕 褶 皱 , 共 分 为 4 类 8 种 类 型 [ 2, 5, 11, 12 ] 。吴永平等以渤海湾盆地北部奥陶系潜 山为例 ,根据潜山构造的形成与盖层沉积的先后关 系将潜山分为先成地貌潜山、同生构造潜山 、后成构 造潜山 ;根据潜山构造位序分为低位潜山、中位潜 山、高位潜山、顶位潜山 ;根据形成潜山的主导因素 (断块作用、褶皱作用和溶蚀作用 )分为断块山、褶皱
潜山油气藏 、准层状潜山油气藏 、潜山内幕背斜油 气藏 、内幕背斜油气藏 ,如此分类既没有体现出不 同类型潜山油气藏的基本特征 ,又没有反映出它们 的形成条件和分布规律 ,分类术语也较为混乱 ,不 利于预测新的潜山油气藏和选择相应勘探方法 。
为更好地指导勘探 ,高效率地寻找新油气藏 ,笔 者认为潜山油藏分类总体上应以油藏或圈闭的成因 类型和构造形态为依据 ,同时应充分考虑该地区特 殊的影响因素 ,吴永平在潜山圈闭分类的基础上以 本区油气藏主导控制因素为依据将渤海湾地区新生 古 (中 )储潜山油气藏共分为 4种 10 类 [4 ] ;任丽华 等 [21 ]首先依据潜山油藏的成因 ,其次考虑其所处的 位置 ,再次考虑其储层的类型 ,将海拉尔盆地苏德尔 特构造带布达特群潜山油藏划分为块状单斜断块 型、不规则裂缝网络状剥蚀单斜断块型 、不规则裂缝
以形态为主结合构造及成因将潜山分为 4大类 8小
潜山的分类多种多样 ,各自的依据也不同 ,因
类 [3 ] ,即斜坡型、山包型、断块型和不规则型 4大类 , 此针对某一具体潜山时 ,可参考各种分类依据 ,并
楔状斜坡、带状斜坡、不对称山包 、对称山包 、断块 考虑其主控因素 ,进行复合分类 。
序号 Ⅰ Ⅱ
引 言
自中国油气资源的第一次创业 ———新生代陆 相碎屑岩沉积盆地找油以来 ,石油和天然气工业已 有了飞速的发展 ,但是随着国民经济的发展 ,现有 的油气资源早已不能满足日益增长的需求量 ,油气 资源的勘探势必要向新的领域发展 ,探索深层古老 基岩油藏已成为一个重要方向 。目前 ,潜山油气藏 的勘探已占有举足轻重的地位 ,因此 ,深入研究和 总结该类油气藏的形成条件和评价方法 ,对指导潜 山油气藏勘探具有重要的理论和实际意义 。
山 ;也包括因构造作用而形成的基岩凸起 ,即在上 覆盖层沉积前尚不存在或仅仅只有微弱的地貌显
潜山 ,共 6种类型 。杨明慧等 [10 ]将渤海湾盆地黄骅 坳陷奥陶系潜山分为翘倾断块潜山 、层滑冲断潜山、
示 ,主要是在盖层沉积期间或沉积以后 ,由于发生 了新的褶皱 、断裂和火山喷发等构造变动而形成的 “后成潜山 ”。所有的潜山至少经历过地壳上升隆 起并遭受风化剥蚀和地壳下降接受沉积覆盖 2 个 阶段 ,由剥蚀面分隔 ,其下是潜山构造 ,其上是覆盖 层或披覆构造 [ 2~4, 7, 8 ] 。
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