膏盐岩层对油气成藏的影响

膏盐岩层对油气成藏的影响中国石油新闻中心[ 2007-09-07 09:04 ]摘要：大量的勘探实践和研究结果表明，世界上许多油气藏的形成都与膏盐岩层有关。

膏盐岩层对油气成藏的影响主要表现在：①膏盐岩的形成环境有利于有机质的保存和烃类的生成；膏盐层有利于其下部岩层保持较高的孔隙度，并形成次生孔隙；③膏盐层有利于形成异常压力；①膏盐层具有很好的封盖能力，为非常优质的盖层；⑤膏盐岩层可以形成油气运移通道和含油气圈闭，为油气运移和聚集创造了条件。

关键词：膏盐岩(层)；油气成藏条件；油气运移和聚集前言膏盐岩是蒸发岩中的一种主要岩石类型，主要由石膏、硬石膏、变水石膏组成，含少量石盐、盐类矿物、白云石、粘土、有机质、铁的氧化物等。

膏盐岩的分布主要集中在北半球，以欧亚板块最多，其次是北美，南半球为数不多。

我国膏盐岩主要分布在东部、西部具有盐湖相沉积的盆地。

平面上从东部渤海湾盆地的中部黄骅坳陷开始，向南经济阳坳陷、冀中坳陷到东濮凹陷，再往南至南襄盆地和江汉盆地均有分布。

西部主要分布在塔里木盆地的库车坳陷和柴达木盆地等。

剖面上，主要发育在中生代(主要是白垩纪)和第三纪。

由于膏盐的易溶、易变、易流动、致密性、可塑性以及石膏在转化为硬石膏时脱出大量结晶水等特点，使其不仅可以成为很好的盖层，而且在一定条件下可以储存油气。

另外，膏盐层下常形成超压带和形成各种盐构造，为油气的运移和聚集提供了通道和空间。

因此世界上许多含油气盆地油气藏的形成都与膏盐层有关。

据前人统计，全世界的153个含盐盆地中，大多数有油气田，66个有膏盐分布的含油气盆地，拥有全世界一半以上的探明储量。

据H．D．Klemme统计，世界上334个大油气田中，盖层为盐岩、石膏的占33%。

维索次基(1975)认为：世界上约35%的天然气储量与含石膏层有关。

根据统计资料，在油、盐共生的盆地中，有46%的盆地的油气层产于盐系地层之下．41%的盆地的油气层产于盐系地层之上，13%的盆地的油气层产于盐系地层之间。

因此，探讨膏盐层对油气成藏的影响，具有重要的意义。

1.膏盐岩对烃源岩发育和油气生成的影响根据前人的研究，膏盐岩的形成环境有利于有机质的保存，并为转化成石油形成雄厚的物质基础。

在第十届世界石油会议上，罗马尼亚学者巴尔茨(Baltes，1979)对108块盐岩分析发现，每100 g盐岩中的有机质含量达到15～4 500 mg，仅次于粘土或泥岩的6()()～3 000 mg，居第二位。

因此他指出，罗马尼亚从古生界到上白垩统问最有远景的生油岩是泻湖和含盐层系。

在我国东部陆相含膏盐沉积盆地蒸发岩系发育的层位与生油岩形成的层位完全共存在一起。

Douglas W 等指出，蒸发盐型的环境具有巨大的有机物质生成能力。

贾振远(1985)认为：在蒸发岩形成初期，由于水体盐度增加或不同盐度水体的混合，底部水体近于停滞，因此造成大量各种生物的死亡。

但是由于河流不断地供给生物和有机物质，因此湖白中有大量的各种生物和有机质。

当湖白盐度继续增高，进入的各种生物就会死亡，沉于湖底，湖盆底就形成弱氧化还原环境，造成腐殖泥相。

这样河流不断地输送生物和有机物质。

湖泊中生物就可以不断地死亡堆积，为转化成石油形成雄厚的物质基础。

因此，在膏盐的形成和沉积环境中能够形成大量的有机质，并且在这样的环境中(弱氧化一还原环境)，对于有机质的保存和向石油转化都是十分有利的。

2.膏盐岩层对油气储集层物性的影响(1)膏盐层有利于其下部岩层保持较高的孔隙度。

张朝军认为：由于膏盐岩密度稳定、热导率高、下部易形成异常高压而产生裂缝等性质，使盐下地层压实程度减弱，成岩作用降低，因而使砂岩中的高孔隙率得以保持。

例如，在滨里海凹陷富盐的西坡地带5 000 m 深处，泥盆系石英砂岩仍保留高达24%的孔隙度，塔里木盆地秋立塔克地区的东秋5井老第三系膏盐层以下的第三系和白垩系砂岩裂缝发育。

孔隙度大，储集性能都非常好。

从济阳坳陷渤南洼陷几口深层井的孔隙度与深度剖面图可以看出，在大于3 500m的深度范围内共发育有4套孔隙发育带，这些孔隙发育带有些直接位于膏盐层内，有些位于膏盐层之间，说明膏盐层有利于储层孔隙的形成和保存。

在吐哈盆地中的台北凹陷、渤海湾盆地的东营凹陷等地区研究发现膏盐层下部的地层也都具有较高的孔隙度。

(2)膏盐层对储层次生孔隙的影响。

膏盐层对储层次生孔隙的影响表现在2个方面，一方面，当埋深达到一定深度时，石膏会脱去大量的结晶水转化成硬石膏，这些水可以富含有机酸，具有溶解作用，增强流体／岩石反应，溶蚀矿物，形成次生孔隙。

渤海湾盆地的渤南洼陷和东营凹陷中的一些次生孔隙带的发育与此有关；另一方面，若硬石膏作为胶结物充填在储集层中，并且后来没有流体侵入，即硬石膏没有被溶解，那么将使储集层的孔隙度降低，物性变差。

例如，美国和加拿大的威廉斯顿盆地奥陶系和上泥盆系，美国西得克萨斯州二叠系以及我国塔里木盆地塔北隆起轮台断隆第三系的储层的物性差(孔隙度低)就是由于硬石膏的充填作用造成的。

(3)此外，还有一些学者认为，在一定的条件下，膏盐岩也可以作为油气储集层。

尽管到目前为止，还没有发现以硬石膏岩作为油气储层的油田或气田。

但是，石膏脱水转化成的硬石膏确实可形成晶间孔，在没被其它矿物胶结的情况下，这些晶问孔是有能力储存油气(尤其是气)的，因此，笔者认为不能忽视对深层硬石膏岩储集能力的研究。

3.膏盐岩层对地层异常压力的影响大量研究表明，在膏盐层内部以及其下部地层中常形成异常压力带。

渤南洼陷异常压力与膏盐层的分布呈一定的关系。

在膏盐层段以下主要为异常高压，其中义171、义17、义16O和罗17井的压力系数基本处于1．7左右。

李熙哲等(1997)研究发现，渤海湾盆地膏盐发育区的地层过剩压力高于一般区。

东濮凹陷文东地区膏盐层之上的含油气层系的压力系数为0．85～1．25，但其下压力系数骤然上升达1．5～1．8，最高可达2．0。

据叶高罗娃的研究：滨里海盆地盐下地层中，同一地区盐下地层中往往表现为在盐下顶部地层比深部地层具有更高的地层压力值。

徐士林等认为，库车坳陷区域分布的巨厚盐岩和膏泥岩盖层是其下部储层异常高压得以保存的重要条件。

周兴熙州认为，库车坳陷的第三系盐膏质盖层构成了其上正常压力系统和其下异常压力系统的屏障，其本身成为压力过渡带，也属异常压力带；目前在库车坳陷内发现的16个油气田(藏)，北带的8个油气田中聚集在第三系盐膏质区域盖层之下的6个气田，都为超压。

还有吐哈盆地台北凹陷中的膏盐层之下也存在欠压实泥岩带。

目前普遍认为膏盐层主要通过以下2种方式来影响地层压力：其一，当膏盐层埋藏达到一定深度时，石膏将转化成硬石膏，并脱出大量的结晶水，这些水进入相邻的地层孔隙中，将增大岩层中的孔隙流体压力，导致地层压力异常；其二，由于膏盐岩层自身的特性，对压实作用具有抑制效应，造成其自身及其下伏地层的欠压实，从而形成了异常压力。

4.膏盐岩层对油气的封盖作用膏盐层具有很高的排驱压力，在盖层分级中属于特级盖层，可作为良好的盖层。

在我国的东濮凹陷，主要分布着两套膏盐层，下膏盐层对沙三。

亚段本身和沙三亚段一沙四段储层是良好的盖层。

上膏盐层则是上部生储盖组合的盖层。

库车坳陷第三系膏盐层、膏泥岩层基本覆盖整个坳陷，厚度巨大(100～3 000 m)，封盖力强(封盖的克拉2井膏泥岩实测突破压力达60 MPa)，为形成库车坳陷最重要的富气单元～～白垩系油气系统起到了重要的作用。

还有渤南洼陷、华北文留气田、川南二叠、三叠系气藏、柴达木盐湖气田的膏盐层(或蒸发岩层)都是良好的盖层。

在国外的墨西哥湾、滨里海等很多盆地中，膏盐层对油气的聚集和保存也都起到了很好的封盖作用。

5.膏盐岩层对油气运移和聚集的影响膏盐岩层对油气运移和聚集的影响主要表现在以下3个方面：(1)膏盐岩的运动，形成了油气运移通道。

当膏盐层埋深为3 000 m 时，地温可接近1O0 C，压力可达58．6 MPa，在这种情况下膏盐岩流动性极强。

在受到上覆地层压力的差异负荷作用时，膏盐层发生软流，引起了局部盐岩、石膏的加厚，使上覆地层发生隆起。

在隆起的过程中，由于地层伸张而发生破裂，往往形成“屋脊式”的生长断层，油气沿这些断层和破裂通道运移、聚集形成油气藏。

另外盐运动可形成盐柱和盐刺穿构造，盐柱的持续上升，可以使高压生烃泥岩体上面的致密“壳”发生拱张，形成一些开启的断裂、裂缝，导致“壳”被高压流体胀裂，从而使其中的含烃流体向上运移，在墨西哥湾盆地这种现象很普遍。

库车坳陷发生在喜山晚期的第三系盐拱作用，形成了一系列为正断层切割的上第三系张性断块。

这些断层就成为其下部的三叠一侏罗系烃源岩的油气向上穿过巨厚膏盐层(超过2 000 m)的最理想的运移通道。

国内外还有许多盆地都具有由于盐层上拱在其上形成张性构造(断背斜)带的实例。

如东濮凹陷的文留油田、渤海湾东营凹陷中央隆起带、墨西哥湾盆地等。

(2)膏盐岩的运动，形成了油气聚集的场所。

由于膏盐岩的运动，形成了各种盐构造如盐丘，这些盐构造为油气聚集提供了场所。

据统计，截至20世纪80年代末世界上45%的天然气和ll%的石油与盐丘有关口。

墨西哥湾、北海、波斯湾、欧洲西北部、前苏联的费尔干纳、乌拉尔等地区都有盐丘。

其中墨西哥湾盆地，已发现1 000多个与盐运动有关的油气田，其油气田储量占美国墨西哥湾石油当量的62%。

在我国很多盆地都发育有非刺穿的盐构造。

例如江汉盆地的王场油田、东濮凹陷的文留油田、东营凹陷中央隆起带、塔里木盆地库车坳陷等，这些盐构造形成的圈闭为油气的聚集提供了场所。

(3)发生自由对流，导致油气的运移。

在盐丘附近，由于盐度和温度的共同影响，引起流体的密度差，从而导致地下水发生自由对流(热盐自由对流)。

在美国路易斯安娜海湾盆地，由于膏盐岩的存在，发生了大规模的自由对流，导致油气亦发生运移，对油气成藏具有重要的影响。

6.结论(1)膏盐岩的形成环境中可以形成大量的有机质，并且这种环境(弱氧化一还原环境)有利于有机质的保存和烃类的生成。

(2)膏盐层有利于其下部岩层保持较高的孔隙度，石膏向硬石膏转化会排出大量结晶水，这些水常含有有机酸，会增强水／岩反应，溶蚀孔隙，有利于次生孔隙的形成。

(3)由于膏盐层对压力有抑制效应，常常使得下部地层欠压实，形成异常压力；另外，石膏向硬石膏转化脱出的大量结晶水，排入临近地层中，常常会增大地层中的孔隙压力，从而形成超压。

(4)膏盐层具有很好的封盖能力，是非常优质的盖层，世界上很多大型和中型油气田的盖层都是膏盐层。

(5)膏盐岩层对油气运移和聚集的影响主要表现为形成油气运移通道和含油气圈闭以及发生热盐自由对流，使油气发生运移。