潜山油气藏勘探与开发

潜山油气藏的勘探与开发

——渤海湾盆地潜山油气藏调研

第一章综述

第一节潜山的概念

潜山（Buried hills）一词，较早见于赛德尼.鲍尔斯（Sidney . Powers）的论文《潜山及其在石油地质学中的重要性》中（美国经济地质学，一九二二年第十七卷），后来，其它地质学家也使用了这一术语，如A . I .莱复生（Levorsen）在其《石油地质学》一书中就提到潜山，系指在盆地接受沉积前就已形成的基岩古地貌山，后来被新地层所覆盖埋藏而形成的潜伏山。我国1982年出版的《潜山油气藏》（华北石油勘探开发设计研究院，1982）一书中提出，凡是现今被不整合埋藏在年轻盖层下，属于基底的基岩突起，都称为潜山。它包括了后期由于基岩块体翘倾，所形成的基岩突起，都称为潜山。

还有一部分学者把潜山油气藏称之为基岩油气藏，如兰德斯（Landes，1960）认为基岩油气藏和一般油气藏的主要区别在于烃源层位于储层之上。后来一些学者进一步定义为：基岩油气藏位于一个大的区域性不整合面下的比较老的基岩中，烃源层多数位于不整合面之上，但有少数烃源层位于不整合面之下、储层之上，这种油气藏统称基岩油气藏。

第二节潜山的分类

潜山分类有多种多样，主要有按成因、形态、岩性等来进行分类。

一、按成因分为地貌山、构造山和构造—地貌山

1、地貌山：主要是受侵蚀作用形成的潜山，就是在上覆盖层沉积前，在不整合面上基底就存在地形上突起，并遭受风化、剥蚀、淋滤，后期被年轻的盖层埋藏形成的潜山。这类潜山的储集体的孔、洞、缝一般都很发育。

2、构造山：主要是在构造应力的作用下形成的潜山，就是上覆盖层沉积前，在不整合面上不存在或仅有微弱的地貌显示，主要是在盖层沉积期或沉积以后，由于构造变动产生的褶皱、断裂活动而形成的构造山或后成潜山。其特征是潜山侵蚀面与上覆层产状平行，断棱或褶皱的核部是潜山的最高部位。构造山还可以进一步分为断块山和褶皱山，断块山在冀中坳陷较发育，褶皱山尚未发现。这类潜山的储集体的孔、洞、缝不如地貌山发育。

3、构造—地貌山：由构造和侵蚀两种因素共同作用形成的潜山。在古侵蚀面上就存在地貌山，潜山幅度的大小是随后期的构造活动变化而增减。

实际上，地貌山和构造—地貌山在地质营力的作用上是很难割断，地貌山从表面上看似乎是以侵蚀作用为主，但实际上构造活动也在起作用；从潜山的评价来看，地貌山和构造地貌山均遭受过多期构造活动和岩溶作用，孔、洞、缝均较发育。因此，把地貌山和构造—地貌山都称之为地貌山。

二、按形态分为潜山、潜台、潜丘

1、潜山：现今被年轻的盖层埋藏在不整合面下的基岩高突起，规模相对较大。潜山按不同部位又可以分为：山顶（头），即位于潜山的顶部；山坡，即位于潜山的山坡；山腹（内幕），即位于潜山内部，由于潜山内部结构存在隔层，组成山腹（内幕）圈闭。

2、潜台：现今被年轻盖层埋藏在不整合面下的基岩台地，规模相对较大，如鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系古潜台。

3、潜丘（或残丘）：现今被年轻盖层埋藏在不整合面下的基岩小突起，规模较小，一般发育在凸起上。

三、按岩类分为碳酸盐岩潜山、碎屑岩潜山、火成岩潜山、火山碎屑岩潜山和变质岩潜山等。一般来讲碳酸盐岩潜山最有利于油气的储集，由于碳酸盐岩易于溶蚀，形成孔、洞、缝发育的储层连通体，为油气高产创造优越的地质条件。

第三节潜山的分布

古潜山的形成是在特定的构造背景下，与断块的翘倾活动密切相关。因此，古潜山的分布与断层的分布关系十分密切。归纳起来，有以下五种类型潜山带或潜山（图1）和其分布特点。

一、断棱潜山带。这是主要潜山类型。这种类型潜山带是由于断块的翘倾活动，在上断棱部位由于抬升遭受剥蚀，形成一连串潜山；在下断棱部位则下降形成深洼槽。这类潜山带多为地貌山，分布广、规模大。冀中坳陷这类潜山带主要沿北北东向、北东向和北西西向断层分布。沿北北东向断层分布的潜山带，如任丘潜山构造带、雁翎潜山构造带等；沿北东向断层分布的潜山带，如高阳—博野潜山构造带等；沿北西西向断层分布的潜山带，如旧城北潜山构造带等。

二、断阶潜山带。这类潜山带分布在断层下降盘的一侧，由于拉张和重力滑动两种应力的作用，在主断层的下降盘产生平行主断层的次级断层形成断阶和翘倾断块。有时还可以形成多级断阶。在翘倾断块的断棱部位形成潜山，既有地貌山，也有断块山，如八里庄潜山带和霸县断阶潜山带等。

三、斜坡潜山带。这类潜山带分布在斜坡带上，由于反向断层的切割，使基岩块体翘倾，在断棱部位形成潜山，如苏桥—信安镇潜山构造带等。

四、凸起潜山带。这类潜山带分布在凸起上，由于基岩块体剧烈翘倾，抬升过高，遭受强烈剥蚀后，而残留一些残丘—潜丘。这些潜丘虽沿大断层分布，但距大断层保持着一定的距离，这因为紧靠断层岩石破碎厉害，不易保存，如牛驼镇凸起潜丘带。

五、内幕潜山。这是由于在潜山内幕结构中存在隔层，在隔层下面形成的内幕潜山，如冀中坳陷任北寒武系和河间太古界潜山等。

第二章潜山油气藏的勘探

第一节潜山油气藏形成条件

一、潜山的烃源条件

渤海湾盆地潜山的烃源主要来自古近系，即“新生古储”及古近系和石炭—二迭系混合烃源。现以任丘潜山油田和苏桥潜山油气藏的烃源为例来阐明潜山的烃源条件。

㈠任丘油田“新生古储”的证据

1、潜山原油的性质与古近系沙河街组原油性质相同

⑴产自中元古界蓟县系雾迷山组海相碳酸盐岩的原油具有明显的陆相原油特点，高蜡低硫，与古近系沙河街组陆相原油性质相同。含蜡量高达15.6%~21.1%，含硫量仅为0.023%~0.34%。

⑵潜山原油中镍卟啉含量高，为0.75~31.75ppm，钒镍比值小于1，与古近系沙河街组陆相原油接近，与海相原油有较大差别。

⑶潜山原油中孢粉以被子类为主，具有沙河街组的孢粉组合特征。

⑷原油成熟度低，正烷烃主峰炭为C22~C23，而海相碳酸盐岩抽提物的主峰碳多数为C17~C19，二者有很大的区别。

⑸潜山原油中的δ13C为－28.22‰~－29.12‰，古近系陆相原油的δ13C为－28.37‰~－28.54‰，古近系湖相泥岩沥青“A”的δ13C为－26.80‰~－29.48‰，三者十分接近，而与华北地区海相碳酸盐岩抽提物的δ13C－30.80‰~－35.00‰区别较大。

⑹潜山原油的正异构烷烃分布特征与古近系相同。主要表现为植烷含量很高，Pr/Ph＜1，Ph/nC18很高，在2以上。OEP常小于1。

⑺甾烷、萜烷分布特征与潜山周围的古近系生油岩有很好的可比性。

2、“新生古储”的地质结构

任丘潜山位于饶阳凹陷北部，属中央隆起型潜山带，潜山被四周洼槽所环绕，而四周洼槽都是好生油洼槽，潜山和洼槽之间，东、北、南三面为超覆关系，西面为断层接触，具有良好的供油条件。四周洼槽的主要生油层沙一段和沙三段有机质丰度高，转化率高，油源丰富，有机碳平均含量为0.68%~3.01%，沥青“A”平均含量为0.05%~0.48%，热解生油潜量（S1+S2）平均为 4.4~21.2kg/t，总烃含量为257~2693ppm。生油层厚度占地层厚度的49.1%~98.5%，生油强度达到500~1000×104t/km2，总生油量达60.2×108t，聚集量达9.66×108t，为任丘油田提供了丰富的油源。

㈡苏桥潜山油气藏为古近系和石炭—二迭系混合烃源

根据油源对比研究结果，苏桥潜山油气藏的油气源来自霸县凹陷的古近系系和潜山附近的石炭—二迭系煤系。主要依据是（费宝生，1994）：

1、从天然气甲烷碳同位素特征来看，一般重于－37‰，最重达－35.6‰，这比冀中坳陷油型气偏重。与国内外多数典型煤成气藏的δ13C1重于－30‰偏轻。投在W·Stahl的δ13C

与源岩成熟度Ro关系图（图2）中，它介于煤型气与油型气之间，而更接近油型气。

1

它又不同于油型气，冀中坳陷最大埋深的宁古1井5061～5166m井段天然气δ13C1仍为－39.1‰。