成教晋县凹陷油气富集规律资料

1、晋县凹陷油气富集规律论文提要本文从研究晋县凹陷基本石油地质特征入手，在总结晋县凹陷各区带油气形成条件及油气富集规律的基础上，依据各区带勘探程度、资源潜力、勘探领域、研究认识程度等不同因素，对晋县凹陷油气勘探潜力进行整体评价。晋县凹陷剩余资源量较大，晋县凹陷还存在勘探程度较低的区带，以及高勘探程度区带还存在低勘探程度层系，晋县凹陷具备形成隐蔽油藏的4个有利石油地质条件，不同构造沉积背景的成藏模式不同；湖盆周边Es2+3、Es4-Ek1、Ek2最有利于形成多种储集类型的自生自储式岩性油藏，主生油洼槽区大型生长断层及控油断层两侧最有利于形成下生上储式岩性油藏，富油气区层间小断层形成的圈闭亦是不可忽视

2、的勘探目标。正文一、地质概况及勘探历程图1 晋县凹陷构造纲要图（一）构造基本概述晋县凹陷位于冀中拗陷南部，东以宁晋断裂为界，西到无极藁城低凸起，北至高阳低凸起，南及西南以太行山深大断裂为界，勘探面积约为1700m2，是冀中拗陷六大主力凹陷之一，晋县凹陷中南部主要指南固庄构造以南的探区，面积为1000m2(见图1)。（二） 勘探历程回顾晋县凹陷自从1976年钻探赵1井以来（赵兰庄构造），二十多年的勘探历程大致可划分为五个阶段：第一阶段（1976.51981.4）：主攻凹陷北部，在赵兰庄构造发现了含H2S油藏。在本阶段勘探的重点是赵兰庄背斜，南柏舍背斜及赵县背斜等构造，共完成探井20口，取得了以下

3、三项主要成果：1、在凹陷北部发现了以Es4-Ek1含膏岩盐烃源岩为主的三套烃源岩Es2+3、Es4-Ek1、Ek2；2、在赵兰庄及南固庄构造有5口井获得含H2S的工业油流，发现了赵兰庄含H2S油藏；3、赵8、9、23等井在Ek2发现了非H2S油气显示。这一阶段虽然在Ek2发现了非H2S油气显示，但由于对高含量的H2S气体一时难以取得规律性认识，使勘探工作严重受阻。第二阶段（1981.5-1989.6）：探索、寻找非H2S油藏，成效甚微。这一阶段共钻探井4口，主要探索了两个领域：一是在赵兰庄和赵县构造上，针对Ek2段非H2S钻探了两口井，其中赵12井因圈闭不落实而失利，赵22井因油太稠，测试出水

4、。二是探索古潜山，分别在南柏舍潜山、周村潜山钻赵古1井、赵古2井，同样因圈闭不落实而失利。有些有益的探索和尝试，虽成效甚微，但对突破非H2S找油是有意义的。第三阶段（1989.7-1992.12）：突破非H2S油藏阶段。这一阶段共钻探井14口，对含H2S油藏的成因进行了认真研究，发现H2S的形成与凹陷北部Es4-Ek1含膏岩烃源岩有关，在Es2、Es2+3及凹陷南部存在着非H2S的烃源岩，为此，在凹陷南部坊珊构造钻探了赵29井，该井在Es2+3和Ek2段发现了很厚的不含膏岩盐烃源岩，于4125.85m4200m井段（Ek2）进行了江斯顿测试，日产原油0.08m3，水1.92m3。1991年在赵

5、县背斜构造的中低部位钻探了赵39、41、40等井，相继在Ek1，Es2+3获得了工业油流，从而突破了不含H2S的“香油关”，发现并落实了凹陷南部Es2+3-Ek2巨厚的不含膏岩盐的烃源岩分布区；发现了一批非H2S油气的含油构造，如赵县背斜和南固庄背斜构造。第四阶段以H2S油藏为目标主攻中南部，发现了赵州桥油田。这个阶段共钻探井18口，主攻目标是非H2S含油区的赵县背斜，其中赵102、108、109、110井在Es3段均获得了不含H2S的工业油流，使勘探工作取得了实质性进展。到1995年底，探明了赵县背斜的石油地质储量，发现了晋县凹陷第一个非H2S油田赵州桥油田。同时，对南固庄背斜构造也控制了一

6、定的石油地质储量。第五阶段（1996.1以后）：中南部实现突破和完成飞跃的阶段。1996年以前，虽然发现了赵州桥油田，单就凹陷南部的勘探来说，其含油性尚不清楚，勘探方向也不明确。在这种情况下，从1996年开始把勘探重点转到南部，尤其是1997年以来，从基础研究入手，利用多种技术和手段对凹陷南部地区的资源潜力、地质构造、构造特征和成藏条件进行了综合分析和研究，对含油性进行了重新评价，取得了诸多新认识、新成果。（三） 重要成果1、应用盆地模拟新技术重新评价资源量，发现了巨大的资源潜力。为了正确评价晋县凹陷的资源潜力，1997年重点建立了盆地分析的地质模型和基础参数数据库，使用国际领先的BASIMS

7、二维盆地模拟软件，对凹陷形成史、构造发展史、地温演化史、生烃排烃史和油气运聚史进行了系统反演分析，分区带、分层系预测了资源相态，计算了油气资源量。结果探明，计算石油总资源量达（2.153.22）×108t，天然气资源量为75.48×108m3，是1990年估算（0.771.28）×108m3的近三倍，其中凹陷中南部的石油资源量达（1.21.8）×108t，天然气资源量达44×108m3，为晋县凹陷的勘探打下了坚实的基础。2、采用变速成图方法重新认识了高村构造的形态，获得了勘探上的重大突破。高村构造位于凹陷南部的西斜坡，勘探面积约70km2。19

8、93年钻探了赵52井，在Es3段只获得了0.66t/d的低产油流。1995年又钻探了赵53井，则完全出水，使勘探工作一度陷入困境。1997年，通过对该区的地质构造、构造发育特征和整体构造背景进行了深入的研究，发现高村地区地震层速度由东北向西南明显增高，直接影响着圈闭落实程度和可靠性，这是以往勘探失利的重要原因。接着采用了变速成图的方法，对该区的构造形态、圈闭规模和高点进行重新落实，及时编制了Es3构造图，并作了相应的地质分析，认识到高村构造是在斜坡背景下形成的较大的宽缓鼻状构造。它东西方向延伸，由西斜坡一直延伸到东部的坊珊地区，南北方向比较宽阔，北到赵县背斜，南至高邑构造。向南北两翼，地层回侵

9、比较明显，构造形态比较完整，并且向西抬升受北东走向的西调正断层遮挡，从而形成了一系列鼻状构造。这个认识改变了以往认为高村构造只是一个平坦的斜坡、构造简单、地层平缓、圈闭规模很小等看法，大大提高了它的勘探地位，从而为高村地区的勘探部署及井位选择和实施奠定了坚实的基础。根据以上认识，1997年钻探了赵60井，结果在Es3发现了45.2m的油层，获得了日产58t的高产油流，实现了高村地区的重大突破。3、利用精细处理、解释技术，发现了赵县背斜南翼Es4-Ek1段油藏。赵县构造是晋县凹陷最大的背斜构造。由于地质条件复杂，1997年以前对地层含油性的认识尚不清楚，没有对Es4-Ek1目的层进行有针对性的勘

10、探。1997年经过对赵县构造进行反复的分析、评价之后，认识到背斜南翼直接面对主生油洼漕，油源充足；其次，背斜翼部抬升幅度高、地层变化大，是油气运移的主要指向，可形成多种类型的油气藏。基于这种认识，今年在ALPHA工作站采用国内外先进的串联反滤波和谱模拟反褶积及蓝色滤波等地震资料处理技术，对该区进行了目标重点处理，有效地提高了地震资料的信噪比和分辨率，从而在背斜南翼发现了一批新圈闭。经钻探，在Es4-Ek1发现了一套新的含油层，扩大了晋县凹陷的勘探领域。4、综合研究、甩开勘探，发现和扩大了高邑油田1996年以前，高邑地区的钻探工作没有取得任何重要进展。近两年通过对凹陷的油气分布规律和含油气特征综

11、合研究，认识到斜坡低部位靠近主生油洼漕，油源充足，成藏条件好，是一个较新的勘探领域。通过对构造详细落实，发现了高邑东北部的赵61井断鼻圈闭；钻探后，在Es3段发现了三套含油层，获得日产32t的工业油流，从而发现了高邑油田；之后又钻探了赵56井，于Es4-Ek1段发现了一套新的含油层系，获得了7.44t的工业油流，从而打开了凹陷南部地区的勘探新局面。1997年，通过利用多种新技术和新方法对晋县凹陷中南部地区进行综合研究和重点勘探，总共探明了3个含油气构造，含油面积3.2km2，控制含油面积3.1km2，预测储量2351×104t。从而实现了晋县凹陷勘探史上的突破和新飞跃，揭开了晋县石油

12、勘探新的一幕。二、油气富集规律研究（一） 盆地结构分析长期以来，人们一直认为晋县凹陷是一个典型的单断箕状凹陷，凹陷东部以宁晋断裂为界，凹陷西部第三系地层抬升超覆在无极低凸起和太行山隆起之上，是东断西超的单断凹陷。但是随着研究工作的不断深入，特别是今年对凹陷中南部地区的结构进行了进一步分析和解剖后，认为该凹陷不是简单的单断凹陷，而是受宁晋和太行山两条大断裂控制的不对称双断凹陷。晋县凹陷早第三纪初在喜山运动和区域北北东-南南西右旋拉张力的作用下，在凹陷东侧与宁晋凸起相接处形成了宁晋边界大断裂，产生了独立的箕状基底，基地特征表现为东倾西抬东深西浅，凹陷西部为平坦的古斜坡趋势。凹陷演化具有早期沉降后期

13、逐渐抬升的特征。Ek2段沉积时期，凹陷西部构造抬升尚不明显，基底比较平缓，西边界与太行山隆起表现出明显的断层接触关系。5因此认为，晋县凹陷是受宁晋断裂和太行山断裂东西两条大断层控制的双断凹陷，两条大断裂控制了构造层的沉积边界。主要依据为：1、地层级构造演化史表明，Ek2段和Es4-Ek1段沉积时期的沉积中心在凹陷中央，地层沉积厚度由东向西变化不大，基本趋于一致（见图2）； 凹陷西部地层没有抬升，凹陷与太行山隆起之间表现为突变的接触关系；Es3段沉积末期及Es1-Ed为构造主要抬升期和定型期，Es3上部地层及Es4-Ed地层由东向西逐渐减薄，表现为明显的东倾西翘的构造特点。由此可见，在Es3段以

14、前，凹陷与太行山隆起和无极低凸起之间是断层接触关系；在Es3段沉积末期至Ed组，逐渐过渡为地层超覆关系。2、凹陷南部地震测线反射特征明显，凹陷与太行山的大断层清晰可见，断层西侧上升盘为基底杂乱反射，东侧下降盘为连续性良好的层状反射，断层两侧地层产状变化大，说明两者之间为突变关系，断层确实存在（见图3）。图2 晋县凹陷构造发育剖面图图3 JX90-86.4地震测线3、 赵60井镜煤分析表明，21002300m的镜煤反射率为0.59%0.68%，22803000m的镜煤反射率为0.70%。这些深度比正常成熟门限大约浅了300400m（正常成熟门限大约2500m），说明是地层后期抬升造成的。4、钻探

15、结果证实，凹陷西斜坡的赵73井Es4Ek1段的暗色泥岩厚度达570m，Es3段的暗色泥岩厚度达120m。此外，斜坡西南部靠近太行山隆起的赵58井在Ek1段19252069m沉积了70m的深灰色泥岩，属滨浅湖相沉积，离边缘相带还较远。说明在Es3Ek1时期，凹陷西部的水体确实较深，构造没有明显抬升，与隆起不可能形成超覆关系。由以上几点依据确认，凹陷西边界与太行山为断层接触，凹陷属于不对称双断结构。（二）双断结构的重要意义双断结构表明，在Ek2时期，凹陷西部抬升不明显，湖水较深，湖泊面积较大，沉积中心位于凹陷的中央部位，这就改变了以往一直认为沉积中心位于东部陡带的错误认识，从而使生油岩分布边界向西

16、推移，分布范围扩大。有效生油岩的分布范围东起宁晋断裂，西到斜坡中高部位（赵58、73等井），面积达660km2，生油岩最大厚度到1100m。由此推测，凹陷西斜坡高部位仍存在一套较好的生油层。可见，为各类圈闭提供油源的范围和基础与以往的认识大不相同了，其找油的意义是非同寻常的，尤其预示了凹陷西部具有较好的含油性，是今后重要的勘探接替战场，扩大了中南部地区的勘探领域和找油范围。(三) 双断凹陷的基本构造形态和油气运移的主要指向晋县凹陷的总体构造格局是：南北向“隆洼”相同，东西向“三分”构造带。即在左旋拉张力的作用下，凹陷的基地呈南北向波状起伏和波动推移的运动，形成了多洼多隆、隆洼相间的构造格局；5

17、由北向南形成了北洼、中洼和南洼三个沉积洼槽以及里庄鼻状隆起-赵兰庄背斜、四德南固庄背斜田庄背斜、赵县背斜南柏舍背斜、高邑高村鼻状构造等多个北西向古隆起和构造背斜，这些古背斜是晋县凹陷最主要构造面貌。这种构造面貌在总体上控制了第三系的沉积特征和构造特征。另一方面，晋县凹陷又受北东南西走向的大断层切割，分成三个东西走向大型构造带，即凹陷陡侧的东部断阶带中央隆起带和抬升部位的西部斜坡带。以上两组构造体近于直交并相互重叠。同时由于北东向断层的切割，使北西向古隆起和继承性背斜主体部位形成了一系列大型塌陷背斜和断鼻构造。中南部地区在以上两组构造体系的作用下，主要形成了六大构造带，即南固庄背斜构造、赵县背斜

18、构造、南柏舍背斜构造、高村鼻状构造、高邑鼻状构造和坊珊内步构造。探区各类圈闭主要分布在这六大构造上，他们是油气运移的主要指向和富集的重要地区。（四）储层特征及储盖组合研究第一套：古生界组合以下古生界孔、洞、裂缝型碳酸盐岩为良好的储集层，C-P煤系或Ek为生油层和盖层，构成自生自储、新生古储油气组合。这一组合在凹陷南部缺失中生界的条件下尤为良好。第二套：中生界组合主要分布在凹陷北部。下部的J3k1广泛发育的粗碎屑岩段做储层，k1上部和Ek泥岩发育段做生油层和盖层。第三套：Ek2+3组合Ek3属早期充填式洪、冲积及塌积砾岩体，岩性为充填式砂、砾岩，可做储层。Ek2为滨浅湖相沉积，陡带以塌积砾岩体、

19、扇三角洲为主（扇三角洲前缘相），斜坡带发育三角洲、冲积扇以及滨浅湖相滩坝砂体，为一正旋回沉积。中下部裂缝型砾岩较发育，可做储层，上部泥岩段做盖层，构成一套自储自盖的组合。第四套：Ek4- Ek1组合为咸化滨浅湖沉积。陡带发育扇三角洲、水下扇，斜坡带以三角洲、洪冲积扇及河流相砂体为主，为一正旋回。下部的砂岩发育段及上部的泥岩夹砂岩段作储层，上部的泥岩及膏泥岩段作盖层，构成自储自盖组合。第五套：Ek2+3组合为滨浅湖相沉积。下部沉积三角洲前缘砂体，上部为三角洲平原相砂体，为两个正旋回沉积。下部为砂泥岩互层，砂岩是良好的储层，上覆泥岩可做盖层。中部是连续发育的大套灰色砂岩，是探区最好的储层发育段。上

20、部是相对细段，泥岩发育，为紫红色泥岩夹薄层棕色砂岩，可成为中部大套砂岩的良好盖层，从而形成两套次级储盖组合关系。第六套：Ed-Es1组合为典型的河流相沉积。辩状河发育，形成河道、河漫滩、心滩沉积砂体，为正旋回沉积，Es1砂岩发育段作储层，Ed泥岩发育段作盖层。在这六套组合中，Es2+3组合是全区最好的储层组合，Ek2+3、古生界及Es4-Ek1为中等储盖组合，Ed-Es1、中生界为差储盖组合。多套储盖组合与本区多油源相配合，形成了多套下生上储、自生自储和新生古储含油层系。这些储盖组合为形成多层系含油的复式油气藏创造了得天独厚的有利条件，因此，该探区有望找到复式油气聚集区带。油气藏的形成主要受以

21、下几个因素控制：（1）在区域上受油源条件、构造背景、构造规模和砂体分布特征的控制，即要有充足的油源、规模较大的构造背景和发育的砂岩体。（2）局部构造内主要受油源断层、圈闭可靠性、侧向封堵和储层物性四个因素的控制。其中，畅通的油源通道是形成油气藏的重要基础，可靠的圈闭和良好的储层相带相配合是形成油气藏的必要条件，有利的储盖组合和有效的侧向封堵是形成油气藏的关键。三、结论1、中央隆起带的赵县背斜构造赵县背斜是凹陷赵县中南部构筑规模最大、油源条件好、储层最发育储盖组合最合理的大型塌陷背斜。该构造已探明和控制了一定的储量，但勘探程度还不高，仍具有良好的前景。目前，背斜南翼还有赵20井西两个圈闭、赵42井高部位和赵112井低部位没钻探，赵80井断块正钻；同时，背斜北翼还未钻探。经预测，有利圈闭的储量达1186×104t。2、斜坡带（1）高村西断鼻构造：该构造具有三套含油系，是有利的复式油藏形成区。目前这个地