断层在油气运移聚集中的作用

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2 号断层位于五星构造带的东南侧 ,吉林油田勘探开发研究院的研究表明 :2 号断层是 一条长期活动的同生断层 ,具有“下正上逆”的特征 (康伟力等 ,1990) ,该断层从双阳组沉积
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西南石油学院学报 1997 年
时开始活动 ,奢岭组 、永吉组沉积期间继续发展 ,万昌组 、齐家组沉积期间活动剧烈 。在万昌 组 、齐家组沉积期间 ,新安堡凹陷双阳组源岩已热演化成熟 ,这一时期 2 号断层处于构造活 动的张扭阶段 ,为油气的向上运移提供了通道 ,此时万昌组 、齐家组埋藏浅 ,成岩固结作用 差 ,2 号断层活动时可能造成局部垮塌以及永吉组泥岩的发育都会造成 2 号断层的局部封 阻 ,形成一种半连通状态 ,使得新安堡凹陷双阳组源岩成熟期生成的油气在向上运移过程 中 ,大部分被逸散 ,少部分受到封阻而沿基岩风化壳 、构造裂缝等运移到五星构造带上距离 2 号断层较远的 、保存条件较好的地方聚集 ,成藏的规模较小 ,而在靠近 2 号断层的地区 ,因 受断层作用的影响 ,油气难以聚集成藏 。到岔路河组沉积期间 ,伊通地堑的区域构造应力发 生了改变 ,2 号断层的性质由张扭变为挤压 ,这一时期五星构造带上双阳组地层与新安堡凹 陷永吉组地层相接 (图 5) ,新安堡凹陷永吉组源岩已热演化成熟 ,永吉组源岩生成的油气可 以通过 2 号断层直接运移到五星构造带上的双阳组储层中聚集成藏 。这时新安堡凹陷双阳 组源岩已热演化进入高成熟期 ,由于 2 号断层的性质发生了改变 ,降低了断层的连通性 ,并 且永吉组的泥岩亦起着封阻作用 ,因此新安堡凹陷双阳组源岩在高成熟期生成的油气难以 通过 2 号断层向上运移 ,由此可见 2 号断层在五星构造带上油气的运移聚集中起着关键的 作用 。
随着地堑的沉积演化 ,下第三系发育了三套生油层系即双阳组 、奢岭组和永吉组 ,四个 生油凹陷即靠山凹陷 、大南凹陷 、新安堡凹陷和波泥河~太平凹陷 。五星构造带滨临大南凹 陷和新安堡凹陷 ,由于地堑的构造演化和沉积环境的变迁 ,这两个凹陷生油岩的干酪根类型 和热演化程度都明显不同 (表 1) :大南凹陷以双阳组有机碳含量最高 ,有机质类型最好 ,以 I 和 II1 型干酪根为主 ,次为奢岭组 ,以 II2 和 III 型干酪根为主 ;而新安堡凹陷以奢岭组有机 碳含量最高 ,次为双阳组和永吉组 ,双阳组和奢岭组干酪根类型接近 ,以 II2 和 III 型为主 , 永吉组主要为 II2 型干酪根 。受 2 号断层的影响 ,断层以南地层埋藏较浅 ,有机质热演化程
2. 05 1. 88 1. 30 1. 68 1. 49 1. 73 1. 38
1. 2 储层沥青的生物标志化合物对比 图 3 、图 4 是伊通地堑五星构造带上双阳组二段储层抽提物与新安堡凹陷有关源岩的
甾 、萜烷分布特征 ,靠近 2 号断层分布的具有工业聚集的双阳组二段储层抽提物 (以星 2 井
井深 (m)
层位
样品性质
C29
20 S 20 ( R +
S)
ββ C29αα + ββ
备注
星2
2203. 00
星 6 2125. 30
星 109 1870. 80
星 106
星 2B2 - 6
星 3 2410. 12
星 8 2302. 90
星 13 2047. 70
双二段 双二段 双二段 双二段 双二段 双二段 双二段 双二段
砂岩 砂岩 砂岩 油 油 砂岩 砂岩 砂岩
0. 55 0. 55 0. 53 0. 53 0. 54 0. 43 0. 42 0. 45
0. 39 0. 36 0. 40 0. 40 0. 40 0. 33 0. 37 0. 38
靠 近 2号 断 层 远离 2号 断层
昌 12 昌 12 昌 12
2882. 60 3032. 80 3881. 10
地质概况
伊通地堑是我国新生代较典型的双断式断陷盆地 ,在大地构造上属郯庐断裂带的北延 部分 。地堑内部呈凹凸相间的构造格局 (图 1) 。五星构造带是长期发育的隆起带 ,被地堑 内长期发育的横切地堑并控制两侧沉积作用的同生大断层 —2 号断层切割为半鼻状构造 , 与大南凹陷逐步过渡 ,而与岔路河断陷为断层接触 。地堑内断层十分发育 ,既存在控制盆地 沉积作用的同生大断层 ,也发育晚期形成的浅层断层 ,其中 2 号断层是地堑内一条最重要的 基底同生断层 ,具有“下正上逆”的特征 ,五星地区由西南向东北呈现出坡 、垒 、阶结构 。地堑 下第三系湖盆演化经历了初始充填阶段 、早期扩张阶段 、最大深陷阶段和湖盆萎缩阶段 。第 三系地层自下而上依次划分为双阳组 、奢岭组 、永吉组 、万昌组 、齐家组和岔路河组 ,其中双 阳组二段是五星地区的主要产油气层 ,在 2 号断层附近形成了工业聚集 ,即长春油田 ;在远 离 2 号断层的地区也见一些油气显示 ,但没有形成工业聚集 。此外在莫里青断陷双阳组一 段以及岔路河断陷奢岭组一段 、永吉组三段和万昌组一段储层中均获得了高产油气流 。
于源岩镜质体反射率 Ro 为 0. 8 %左右的产物 ( Seifert , W. K. , et al , 1979 , Mackenzie , A.
S. , 1984) ,也说明新安堡凹陷永吉组源岩生成的油气运移时期较晚 。
地区 五 星 地 区
新安 堡凹 陷
井号
表 3 五星地区油 、储层抽提物的甾烷成熟度参数
图 3 伊通地堑五星构造储层抽提物与 图 4 伊通地堑五星构造储层抽提物与 源岩的 M/ Z191 质量色谱对比图 源岩的 M/ Z217 质量色谱对比图
第 1 期 王顺玉等 : 断层在油气运移聚集中的作用
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而远离 2 号断层分布的非工业产能的双阳组二段储层 (以星 8 井双阳组二段砂岩为代
0. 60~0. 80
1 油气源研究
通过油的轻烃指纹对比和储层抽提物的生物标志化合物对比 ,五星构造带上具有工业 聚集的双阳组油气主要来自新安堡凹陷的永吉组烃源岩 。
1. 1 轻烃指纹对比
利用轻烃指纹进行油源对比研究很早就开始了 ( Erdman ,1974) ,但当时采用的轻烃化 合物对有的缺乏足够的地球化学意义 ,随后 Thompson (1979 ,1983) 发现 ,油和岩石中的轻烃 组成不仅受母质类型的影响 ,也受成熟度的控制 ,并利用轻烃组成的变化来研究干酪根热降 解成油的过程 。不同轻烃化合物的性质如沸点 、在水中的溶解度 、抵抗生物降解的能力等都 不同 ,考虑到烷基化指标受母质来源和成熟度的双重控制 ,而某些异构化指标也能反映母质 来源 ,为此我们选择了七对化合物对构成指纹对比图对伊通地堑五星地区的油~油和油~ 源进行了对比 (图 2) ,明显可见在五星构造带上存在两种不同来源的油 ,一是靠近 2 号断层
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西南石油学院学报 1997 年
双阳组二段砂岩为代表) 的规则甾烷的分布表现为 C29 > C27 > C28 ,具有较多的重排甾烷 ,重 排甾烷的含量一方面与成熟度有关 ,另一方面也与沉积环境有关 ,高含量的重排甾烷意味着 烃源岩更富含粘土矿物 ;三环萜烷很贫乏 ,五环三萜类化合物以 C30藿烷为主峰 ,并存在 C31 ~C35升藿烷系列和一定量的具有陆源输入标志的 C30 —重排藿烷及 18α( H) —奥利烷 ,反映 出陆源母质对生油的贡献 γ, —蜡烷含量不高 ,说明它们来源于淡水沉积环境中烃源岩生成 的产物 ,这一系列特征与新安堡凹陷永吉组的泥岩 (以昌 12 井永吉组泥岩为代表) 抽提物的 生物标志化合物分布特征具有较好的对比关系 ,而与双阳组泥岩抽提物中贫重排甾烷 ,丰富 的三环萜类化合物以及贫 C30 —重排藿烷和富γ—蜡烷存在明显的差别 ,也与奢岭组泥岩抽 提物中贫重排甾烷 ,较高含量的三环萜类化合物以及 C30 —重排藿烷和γ—蜡烷都很丰富有 明显的差异 ,进一步说明五星构造带上具有工业价值的油气主要来自新安堡凹陷的永吉组 烃源岩 。
0. 35~1. 21 0. 678 73. 80 431 III < 0. 5
0. 05~3. 54 0. 787 83. 15 462 II2 、III 1. 0
0. 30~1. 84 0. 982 132. 90 452 II2 、III
0. 70~0. 90
0. 03~1. 34 0. 725 84. 41 441 II2
图 2 伊通地堑五星构造带上油 、源岩轻烃指纹对比图 表 2 伊通地堑五星构造带油的庚烷值和异庚烷值
井号
层位
庚烷值
异庚烷值
星2井 星6井 星 106 井
星 2B2 - 6 井 星 A2 - 8 井 星 303 - 2 井
星8井
双二段 双二段 双二段 双二段 双二段 双二段 双二段
29. 15 25. 78 20. 93 32. 03 33. 93 27. 05 19. 07
凹陷
大 南 凹 陷
新 安 堡 凹 陷
层位
双阳组
奢岭组
永吉组
双阳组
奢岭组
永吉组
有机碳 ( %) HI
Tmax ( ℃) 干酪根类型
RO ( %)
0. 90~3. 32 1. 072 158. 14 444 I 、II1
0. 50~0. 70
0. 56~2. 19 1. 015 98. 14 439 II2 、III < 0. 5
关。
五星构造带上油气层的埋藏深度都小于凹陷中源岩的埋藏深度 ,因此油气现今的成熟
度反映了烃类生成运移出来时源岩的成熟度 。从 C29甾烷的两个成熟度参数来看 (表 3) 五
星构造带上
油气的成熟度均不高 ,靠近 2 号断层的油或储层抽提物的甾烷
C29
20 S 20 ( R +
S)
为 0. 53~0. 55 ,基本上达到了平衡值 ,但 C29ααβ+βββ值为 0. 36~0. 40 ,低于平衡值 ,这相当
表) 抽提物的生物标志化合物分布特征与新安堡凹陷双阳组源岩 (昌 12 井) 相似 ,只是三环
萜烷的分布Biblioteka Baidu同 ,前已叙及 ,这种油气的成熟度不高 ,相当于烃源岩在成熟阶段生成的产物 ,
但三环萜烷出现的成熟度较高 ,大约在镜质体反射率 Ro = 0. 9 %以后 (史继扬等 ,1991) ,表
明五星构造带上非工业产能的双阳组二段油气与新安堡凹陷双阳组源岩早期生成的油气有
① 1995 —11 —09 收稿
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西南石油学院学报 1997 年
度低 ,大南凹陷只有双阳组地层的镜质体反射率 Ro 达 0. 5~0. 7 % ,处于低成熟阶段 ,断层 以北主要生油层系埋藏较深 ,成熟度较高 ,永吉组也进入成熟~生油高峰期 。
图 1 伊通地堑构造单元划分图 表 1 伊通地堑大南凹陷和新安堡凹陷第三系生油岩的地球化学特征
第 19 卷 第 1 期 1997 年 2 月
西南石油学院学报 Journal of Sout hwestern Pet roleum Instit ute
Vol. 19 No. 1 Feb 1997
断层在油气运移聚集中的作用
王顺玉 戴鸿鸣 王廷栋
(勘探系)
摘要 以吉林伊通地堑五星构造带第三系双阳组二段油气藏为例 ,采用地球化学方法对双阳组二 段油气的来源进行判识 ,结果表明该区存在两种不同来源的油气 ,其成熟度均不高 ,相当于源岩镜 质体反射率 Ro 为 0. 6~0. 8 %左右的产物 ,一是造成了工业聚集的油气 ,来源于新安堡凹陷的永吉 组源岩 ,靠近 2 号断层呈条带分布 ,另一种油气来源于新安堡凹陷的双阳组源岩 ,没有形成大规模 的工业聚集 ,远离 2 号断层分布 ;2 号断层正 、逆性质的转变在油气的运移 、聚集中起着关键的作 用。 主题词 构造带 ;地球化学勘探 ;断层 ;油气运移 中图法分类号 P632. 4 ①
永吉组 奢岭组 双阳组
泥岩 泥岩 泥岩
0. 55 0. 31 0. 49
0. 40 0. 38 0. 41
2 2 号断层在油气运移 、聚集中的作用
如前所述 ,五星构造带上存在两种类型的油气 ,一种来源于新安堡凹陷的双阳组源岩 , 没有形成工业聚集 ,远离 2 号断层分布 ,另一种油气来自新安堡凹陷的永吉组源岩 ,形成了 具有工业价值的聚集 ,靠近 2 号断层呈条带分布 ,2 号断层在油气的运移 、聚集中起着关键 的作用 。
第 1 期 王顺玉等 : 断层在油气运移聚集中的作用
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分布的双阳组二段的油 ,如星 2 井 、星 6 井 、星 A2 —8 井 、星 106 井 、星 2B2 —6 井等 ,其轻烃 指纹特征与新安堡凹陷永吉组源岩有良好的对比关系 ,表明靠近 2 号断层的油主要来自新 安堡凹陷的永吉组烃源岩 ,而远离 2 号断层的双阳组二段的油 ,如星 8 井等 ,其轻烃指纹特 征与新安堡凹陷双阳组源岩对比较好 ,说明远离 2 号断层的油可能与新安堡凹陷双阳组早 期生成的油有关 。从油的庚烷值和异庚烷值来看 (表 2) ,五星构造带上这两种来源的油成 熟度均不高 ,因此该区的油相当于烃源岩在成熟阶段生成的产物 。
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