渤海湾石油地质构造(共36页)

1、江城学院石油及天然气地质学课程设计 引言(ynyn)小组(xioz)成员:组长：任务(rn wu)分工：资料收集：全组成员资料筛选：报告最后审核： 目录(ml)TOC o 1-3 t h z u HYPERLINK l _Toc3532 一、区域地理位置(d l wi zh)及大地构造分区 一、区域地理位置(d l wi zh)及大地构造分区渤海(b hi)湾盆地包括北京、天津两市和河北、三东、河南、辽宁四省的一部份及渤海海域，面积近20万平方公里。大地构造位置：东临阿胶隆起，西以山西台背斜为邻，南靠东濮坳陷南缘，北接燕山褶皱带，是中朝准地台(d ti)经古生代沉积并在印支、燕山期运动的基础上

2、发展起来的中新生代断陷盆地。二、渤海湾地层、构造特征2.1渤海湾地层特征.2.1.1晚元古代准地槽发育时期吕梁运动以后在内蒙古陆南缘，张家口-北票断裂南侧，形成一个近东西向沉降带燕山准地槽。沉积了巨厚的上元古界碎屑岩、碳酸盐岩、灰岩。北侧蓟县最厚（9400m）。2.1.2早古生代（-O2）地台发育时期广阔浅海环境，沉积厚达1000-1500m的碳酸盐岩夹少量泥岩和蒸发岩。 加里东运动地台整体抬升，经受了长期的分化剥蚀（缺失O3-C1）。2.1.3晚古生代（C2-P）地台含煤建造时期整体下沉，海陆交互相沉积，厚200-400m。C3最好成煤期，P接受陆相碎屑沉积，煤系地层。2.1.4中生代断陷和

3、火山活动时期P后的海西运动，地台持续抬升。T仅在部分地区有零星陆相碎屑岩沉积，印支运动形成许多大型背斜构造。J、K沉积于断陷中，火山活动强烈。边缘深大断裂形成，渤海湾盆地雏形形成。2.2渤海区域构造基岩地质图显示渤海湾盆地基底岩层受印支运动和燕山运动影响发育有一系列近EW向、NNE-NE向的褶皱和逆断层等挤压(j y)构造变形。基岩露头展布表明渤海湾盆地西部、北部在侏罗纪之前的剥蚀作用明显强于东部和南部地区。基岩地层形成的区域褶皱轴向及各亚构造层之间的不整合面接触关系反映出在下-中三叠统沉积之后至下-中侏罗统沉积之前的某个“关键时刻”渤海湾地区(dq)发生了一次重要的构造变革，导致早期的近EW

4、向构造被NNE-NE向构造替代。而从区域应力体制来看,下-中侏罗统沉积之后渤海湾地区的区域构造环境发生了重要变化。从中生代早期的挤压构造环境变为以裂陷作用为主的构造演化时期。2.3济阳凹陷地层(dcng)、构造盆地的形成和演化与板块运动有密不可分(m b k fn)的关系。中国陆相盆地的形成和演化是古生代以来板块运动的必然(brn)产物。济阳坳陷位于渤海湾盆地东南部，东以郯庐断裂为界，西北与埕宁隆起相接，南邻鲁西隆起，东宽西窄，面积约 26000km2（宗国洪等，1999）是渤海湾盆地中的一个次级构造单元。晚古生代时期，由于全球新的动力学系统的调整，华北板块下沉并重新开始接受沉积作用，形成了稳

5、定的克拉通盆地。中生代时期，华北板块东部地区在周围板块和郯庐断裂带的联合作用下，以裂谷活动为主，形成了一系列的裂谷盆地。进入中生代中晚期至新生代，华北板块东部地区周缘受太平洋板块的影响，开始了以断裂活动为主的断裂隆升和断裂陷落，形成了一系列的断陷盆地。渤海湾盆地正是在这种构造背景下经历了从克拉通盆地裂谷盆地断陷盆地的演变。总体而言，石炭二叠纪以来，济阳坳陷主要经历了印支运动、燕山运动和喜山运动等几期构造运动，形成了不同性质的盆地类型，具有各自不同的沉积特征（表 2-1，2-2）。济阳凹陷(oxin)构造沉积(chnj)演化特征3.1 沉积相类型(lixng)结合前人对华北地区沉积相研究成果，并

6、通过对各种典型相标志的综合分析，认为本区石炭二叠系主要发育陆表海滨岸环境下的碳酸盐台地相、泻湖相、潮坪相、障壁岛相、海陆过渡环境的三角洲相以及陆相环境的河流相、湖泊相等沉积相类型。3.1.1 碳酸盐台地(tid)相本区碳酸盐台地相主要分布于上石炭统地层中，可进一步细分为开阔台地相、局限台地相以及台地泥炭坪相三种类型。主要发育岩性为生物碎屑泥晶灰岩、泥晶生物碎屑灰岩以及生物碎屑灰岩，具有块状层理，丘状交错层理。生物化石种类繁多，以腕足类和蜓类生物化石居多(jdu)。自然伽马曲线表现为齿状负偏移，电阻率曲线为高值，幅度较大，呈指状。在地震剖面上表现为强振高连低频平行反射。（1）开阔(kiku)台地

7、相开阔台地相是本区最为发育的碳酸盐沉积相，其岩性主要以生物碎屑灰岩和生物碎屑泥晶灰岩为主，具有块状层理和丘状交错层理（图 3-1）。生物化石种类繁多，多发育窄盐性生物腕足类、珊瑚类等及广盐性生物有孔虫和介形虫等。此外，对开阔台地相石灰岩酸不溶残渣分析可知，其酸不溶残渣含量较低，一般低于 5%，说明沉积时水体较为清澈，陆源混入物质较少（表 3-1）。开阔台地相常常与局限台地相和泻湖相共生。开阔台地相发育石灰岩厚度大、横向展布稳定，在区域内具有很好的对比性，如本区本溪组上部的徐家庄灰岩。（2）局限台地相该相位于低潮面以下，为一受局限半局限条件的、海水盐度正常或微淡化的环境、陆源物质供应较多条件下发

8、育的碳酸盐岩沉积体，所以其岩石类型以泥晶灰岩、生物碎屑泥晶灰岩以及含生物碎屑泥晶灰岩为主，有时可见泥灰岩，普遍具有波状层理和块状层理（图 3-1）。生物化石种属比较单调，主要可见广盐性生物化石，如腕足类、有孔虫和介形虫等。同时也发育能反映局限、平静弱动荡水体条件下的遗迹化石，如动藻迹、针管迹、蠕虫迹和水平潜穴等。其酸不溶残渣含量较高，一般在 1040%，且变化较大，说明有一定的陆源物质混入（表 3-2）。局限台地相常常与开阔台地相和泻湖相共生，该相不如开阔台地相分布广泛，且发育的石灰岩厚度小、横向展布不稳定，常常呈透镜体状产出。在区域上对比性较差，如本区本溪组下部的草埠沟灰岩。（3）台地(ti

9、d)泥炭坪相台地泥炭(ntn)坪相是指在碳酸盐台地上直接成煤的环境。该环境成煤条件较差，一般煤层厚度较薄或为煤线。并与碳酸盐台地(tid)和潮坪相共生（图 3-2）。这种成煤环境为一种海相成煤环境，具有半咸水咸水性质3.1.2 泻湖相泻湖相主要发育于上石炭统本溪组和太原组中，岩石类型主要为灰色、灰黑色泥岩，砂质泥岩，常发育水平层理和块状层理，含有植物化石碎屑（图 3-3）。具少量动物化石，且种属较为单一，个体较小。常与障壁岛相和潮坪相共生。视电阻率曲线平直、光滑，自然伽马曲线呈小锯齿状，反映了一种较为稳定、安静的水体环境。在地震剖面上表现为中振中高连平行反射(fnsh)。微量元素测试表明：B

10、含量在 40500ppm，一般在 60200 ppm；B/Ga 值为 1.07.3，一般为 1.04.0；Sr/Ba 值为 0.513.0，一般为1.03.0。这些地化指标均反映了泻湖沉积的水体条件是介于淡水与海水之间的一种半咸水环境。3.1.3 潮坪相潮坪相广泛分布于障壁岛岛后地带以及泻湖周围地带。根据(gnj)潮汐的变化，可以将潮坪相划分为：潮上坪、潮间坪和潮下坪。根据潮坪沉积物的特征又可细分为泥坪相、混合坪相和砂坪相。潮坪相主要发育泥岩、砂质泥岩和粉细砂岩为主，砂岩分选性较好，波状层理、双向交错层理、羽状交错层理等较为发育（图 3-4）。在粒度概率曲线上现为多段式，以跳跃总体为主，常具有

11、两个次总体，悬移总体含量少。潮坪沉积物的测井曲线的视电阻率和自然伽马值较小，曲线呈光滑的线形。当煤层或砂岩发育时，曲线幅度增加，此时曲线呈锯齿状，反映出水动力条件周期性变化的特性。在地震剖面上主要表现为弱振低连中频亚平行反射特征。3.1.4 障壁岛相障壁岛相主要发育于上石炭统太原组中，岩性以中、细粒石英砂岩为主，少量粗粒石英砂岩和含砾中粗粒石英砂岩，沉积构造以楔形交错层理、板状交错层理、双向交错层理和波状交错层理为特征（图 3-5）。砂岩成分成熟度较高，结构成熟度高，分选好，磨圆度高，杂基含量一般小于 10。粒度概率曲线(qxin)呈 34 段式，以跳跃总体为主，悬移总体和牵引总体含量少；跳跃

12、总体由 23 段不同斜率的次总体组成，是波浪作用和回流双重作用的结果，反映了沉积物受潮汐和波浪的联合作用的结果。障壁岛常与泻湖相、潮坪相和碳酸盐台地相相邻共生。自然电位和电阻率曲线多呈钟形、漏斗形或齿状，箱形较少，齿化程度不同，电阻率曲线幅度较高，反映出由下而上粒度变粗的逆粒序特征。在地震剖面上呈丘型或乱岗状反射。.3.1.5 三角洲相主要发育于二叠系中下统山西组和下石盒子组中。具有平原极其发育，前缘不甚发育之特点。岩性组合主要为砂泥岩夹多层薄煤层及炭质泥岩。三角洲平原的大面积发育造就了广泛的成煤环境。本区主要发育三角洲平原分流河道、泥炭沼泽、分流间湾和天然堤微相。分流河道主要发育中粗粒砂岩(

13、sh yn)、含砾粗砂岩等，具砂纹交错层理、楔状交错层理等，垂向上呈正粒序泥炭沼泽相主要发育暗色泥岩，炭质泥岩，块状层理。分流间湾相中主要发育灰色、灰黑色泥岩和泥质砂岩。天然堤相在本区不甚发育，主要发育砂泥岩互层，见微波状层理（图 3-6）。三角洲平原分流河道自然电位和电阻率曲线都呈钟形或箱形，多呈锯齿状，电阻率曲线高值，顶渐变底突变。泥炭沼泽自然伽马曲线表现为负偏移，电阻率曲线为低值，幅度较大。天然堤相自然电位曲线呈锯齿状。3.1.6 河流(hli)相河流相主要发育于二叠系下石盒子组和上石盒子组沉积时期，本区河流相具有典型的曲流河沉积特征。主要发育含砾石英砂岩和中粗粒石英砂岩与红色、紫红色泥

14、岩互层，反映了典型的二元结构之特点。砂砾岩中沉积构造主要见大型楔状、板状和槽状交错层理，垂向上发育典型的正粒序（图 3-7）。主要发育边滩、河床滞流沉积和河漫滩沉积微相，局部发育沼泽相，发育薄层煤线。边滩微相在自然电位和电阻率曲线多表现为钟形，少量为漏斗形，与自然电位相比电阻率曲线幅度更大，底部突变。地震剖面上表现为外部形态呈顶平底凹型透镜体状的河道充填型地震反射(fnsh)特征，内部反射杂乱。3.1.7 湖泊相湖泊相主要(zhyo)发育于二叠系上统石千峰组中，由于本区石千峰组剥蚀严重，分布范围有限，仅在局部零星发育，不是本次研究重点。但是通过对济阳坳陷邻区淄博博山剖面的详细研究，结合少量的区

15、内钻井资料得出，本区石千峰组主要发育滨浅湖相浅紫色、紫红色粉砂岩夹砂质泥岩，滩坝和三角洲砂体较为发育（图 3-8）。3.2 沉积体系(tx)及其发育特征沉积体系是指一套有成因联系的沉积相的组合。许多地质学家对华北地块不同沉积体系研究都做了大量的工作。这些研究方法和思路无疑为本区沉积体系的研究奠定了坚实的基础。济阳坳陷地处华北地块的腹地，其沉积体系的发育(fy)特征既与华北地块有相同之处，又有其独特的方面。在济阳坳陷乃至华北地区石炭二叠系沉积过程中，多个沉积体系在空间上并存，并随海平面的变化而不断演替是其最为显著的特点。在沉积相类型分析基础上，结合前人的研究成果，将济阳坳陷石炭二叠系沉积建造划分

16、为特征显著不同的两部分，晚石炭世沉积了碳酸盐岩与硅质碎屑岩混合的含煤建造，其岩性以泥岩及中细粒砂岩为主，夹有 56 层稳定或较稳定的灰岩；二叠纪沉积了陆相硅质碎屑沉积建造，岩性主要为泥岩、砂质泥岩及砂砾岩。石炭二叠纪沉积期，济阳坳陷发育如下四类沉积体系。3.2.1 台地泻湖沉积体系主要发育于上石炭统本溪组和太原组。岩性组合以薄层灰岩和暗色泥岩交替出现为主（图 3-2）。其中包括局限台地相、开阔台地相、台地泥炭坪相和台地潮坪相等沉积相类型。台地泥炭坪相成煤环境形成的煤层厚度小、层位不稳定，多以煤线等形式产出。3.2.2 障壁岛泻湖(xih)潮坪复合沉积体系主要发育于上石炭统本溪组和太原组。发育的

17、沉积相类型包括障壁岛相、潮坪相、泻湖相、潮道相等，本区障壁体系中障壁岛发育规模较小、分布范围有限是其一大特点。岩性组合以薄层砂岩、暗色泥岩、砂质泥岩和煤层交替出现为特征，泥炭坪相、泻湖泥炭坪相以及障壁岛岛后泥坪相均为太原组主要成煤环境(hunjng)，煤层分布广泛，层位稳定，厚度较大并易于对比（图 3-9）。3.2.3 三角洲沉积(chnj)体系三角洲沉积体系在华北地区晚古生代沉积建造中占有重要地位。早二叠世晚期随着华北板块北部造山带地抬升，海水大规模南退，三角洲体系广泛发育起来。本区三角洲沉积体系主要发育于二叠系山西组中。岩性组合主要为砂泥岩夹多层薄煤层及炭质泥岩（图 3-10）。在陆表海背

18、景之上形成的三角洲沉积体系具有以下特点：三角洲沉积的三层结构发育不完善，以河控三角洲为主。从三角洲沉积序列（图3-3）来看，三角洲平原亚相极为发育，且分流河道微相占重要地位(dwi)；以河口坝为主的三角洲前缘不甚发育；前三角洲则不发育。分流河道砂体在剖面上呈多个透镜体状相互叠置，其间常夹有较薄的分流间湾相泥岩沉积，反映了分流河道分岔频繁，侧向迁移迅速。这一点(y din)也说明了陆表海背景的滨海平原的平坦特征。三角洲砂体平面展布多显示为朵叶状；分流河道经常完全或不完全的切割先前形成的三角洲沉积(chnj)，分流河道沉积物直接与陆表海泻湖相或三角洲支流间湾的泥质沉积物直接接触。三角洲平原聚煤条件

19、较好，随着海水的进退，在废弃的三角洲朵叶体上和平原上堆积了泥炭沼泽相的泥炭沉积。并向三角洲前缘推进，形成富煤带较宽、分布连续、范围广大的煤层。因此，本区三角洲沉积体系是滨海平原背景下的、以河流作用为主的三角洲沉积。3.2.4 河流湖泊复合沉积体系主要发育于二叠世中上统的下石盒子组、上石盒子组和石千峰组中，岩性组合为灰色砂砾岩和杂色泥岩，反映了沉积环境逐渐由海陆过渡环境向陆相环境的演化。砂砾岩是主要的储集岩类型，而泥岩则为良好的盖层。本区河流沉积体系主要发育于下石盒子组、上石盒子组和石千峰组底部，沉积物粒度偏细，分选差，磨圆较好，一般以中粗粒砂岩和含砾砂岩为主（图 3-11），局部发育厚层砂砾岩

20、，具有粗粒曲流河沉积特征（图 3-12）。河流的发育和演化受到多方面因素的影响，由于(yuy)资料有限，要进一步细致研究河流类型及其演化特征有一定的难度。从垂向发育的沉积序列来看，本区下石盒子组和上石盒子组时期主要发育曲流河沉积体系，局部发育薄煤线。湖泊沉积体系主要发育于二叠系上统石千峰组中，主要发育滨浅湖相以及小型三角洲相沉积。3.3 岩相古地理(dl)特征由于古构造、古气候等因素影响，经历了数次海侵、海退作用过程，本区在石炭二叠纪沉积了一套海陆交互相的地层(dcng)。岩相古地理发育特征必然与海侵、海退作用规模、方向、期次以及沉积物源区位置、性质等因素密切相关。四、济阳凹陷石油地质条件：烃

21、源岩特征、储层特征、生储盖组合及圈闭特征4.1济阳坳陷烃源岩特征(tzhng)济阳坳陷位于渤海湾盆地的东南部，是一个(y )以中、新生代沉积为主的陆相断陷盆地，坳陷内共划分有4个凹陷、8个凸起和3个低凸起，总面积达29 000km2(图2)1213I。其主要油层段是下第三系渐新统沙河街组，自下而上分别为沙四上亚段、沙三段和沙一段，其中以上亚段和沙三段最为重要(zhngyo)。其烃源岩类型主要为油页岩和暗色泥岩口4|。本区烃源岩有机丰度高，暗色泥岩有机碳百分含量大都为24；油页岩的有机碳百分含量则更高，集48。本区暗色泥岩有机质类型以工型及。型为主，在各凹陷边缘某些沉积时期也发育些。型及型有机质

22、；油页岩有机质类型则主要为I型及，型。总体来看，本区多数烃岩属优质烃源岩口5J。在系统整理前人成果的基础上，结合自采样分析化验数据，按不同源岩类型、不同有机质类型分别建立了油页岩和暗色泥岩2大类6小类烃源岩生烃潜力指数随深度的变化关系(图3)。可以看出，各类源岩生烃潜力指数随着埋深的增大，整体上呈现出先增大后减小的变化趋势。但各类源岩生烃潜力指数的具体变化特点又各不相同，表明这几类源岩的排烃特点是不尽相同的。4.2源岩的排烃门限(mnxin) 各类源岩生烃潜力指数由增大转为减小的深度不同，表明这几类源岩的排烃门限(mnxin)不同。从图3可以看出，油页岩的排烃门限显然比暗色泥岩要浅得多，其排烃

23、门限约为22002 300 m，而暗色泥岩排烃门限大约为26002 800m，这可能与形成于半咸水湖相的油页岩中富含了颗石藻、德弗兰藻等各源岩类型相同(xin tn)而所含有机质类型不同时，其排型，源岩排烃门限有逐渐变浅的趋势。4.3源岩的排烃率 各类源岩生烃潜力指数随深度的变化而变化的幅度不同，表明了不同类型烃源岩在演化过程中的排烃率值不同。在相同的演化阶段油页岩的排烃率大于暗色泥岩。埋深5000m时，油页岩的排烃率约为400535 mgg，而暗色泥岩的排烃率约为66420mgg。在源岩类型及演化程度都相同时，有机质类型越好，排烃率也越大。如I型有机质暗色泥岩演化到5000m深度时，其排烃率

24、为420mgg，而型有机质暗色泥岩演化到同一深度时的排烃率仅为66 mgg。当烃源岩在某演化阶段排烃量已知的条件下，还可以模拟出此源岩在此演化阶段下的排烃速率，以确定其排烃高峰期。同时还可以计算出其排烃效率，并对不同类型源岩的品质进行比较有机质暗色泥岩(n yn)排烃为例(图4)。可以看出，。型有机质暗色泥岩演化到埋深3600 m时达到排烃速率高峰，演化到埋深5ooom时排烃效率为76。比较不同类型(lixng)源岩的模拟结果，发现进入排烃门限早的油页岩，其进入排烃高峰的时间也相对较早，其排烃速率较之暗色泥岩大，排烃效率较高。相对于同一类型源岩，有机质类型越好，排烃速率越大，达到排烃高峰期越早

25、，排烃效率也越高。将上面的排烃模式应用于济阳坳陷，计算出本区下第三系烃源岩的排烃量共有18287108t，其中(qzhng)东营凹陷排烃量最大，为9301108t，占总排烃量的5086；车镇凹陷排烃量最小，仅有1951108 t。对暗色泥岩与油页岩的排烃量进行比较可以发现本区下第三系暗色泥岩的排烃量占绝对优势，几乎为油页岩排烃量的2倍。层位上，沙三段的排烃量最大，为11982x108t，几乎为全部排烃量的23，沙四段次之(表1)。从排烃效率的模拟结果看1川，烃源岩埋深越大，其排烃效率也越高。济阳坳陷下第三系烃源岩总体排烃效率为222，但各源岩层的排烃效率差别比较大，其中沙三下亚段油页岩排烃效率

26、最高，排烃效率高达3904；沙一段暗色泥岩排烃效率最低，仅为649。沙四段油页岩排烃效率之所以低于沙三段油页岩是因为沙三段油页岩主要分布在沾化地区，埋藏深，而沙四上亚段的油页岩有很大一部分分布在东营凹陷南斜坡上，埋藏浅、演化程度低的缘故。模拟(mn)结果显示，济阳坳陷油页岩与暗色泥岩具有不同的排烃特征，其中油页岩的排烃门限比暗色泥岩浅，排烃率也比暗色泥岩高。4.4济阳凹陷(oxin)储层特征渤海湾盆地是我国东部富含油气资源的大型裂陷盆地，济阳探区是其中(qzhng)最重要的油气区，石炭二叠系是济阳坳陷深部勘探的重要领域从“七五”以来，先后发现了惠民洼陷曲古1井气藏、沾化凹陷孤北古1井气藏、义1

27、55井油藏等石炭二叠系原生油气藏，显示了良好的勘探前景和潜力。石炭二叠系是深部天然气勘探有望取得大发现的目的层系，但目前的勘探程度和研究认识水平与新近系、古近系相去甚远。储层特征对原生油气藏形成影响显著，储层条件认识是制约石炭二叠系自生自储油气藏发现的关键。已有研究表明，华北石炭二叠系储层展布广泛，以低孔低渗为主，沉积环境对储层有明显的控制邛鄂尔多斯盆地苏格里气田已投入开发，苏格里气田与研究区同属华北石炭二叠纪原型盆地，储层均为石炭二叠系砂体，苏格里气田石炭二叠系沉积与储层的研究成果为本次研究工作提供的重要启示。 钻井、地震、测井资料研究表明，石炭二叠系残留地层在济阳探区中的各凹陷均有分布，表

28、现为南北分区，在南部的惠民一东营凹陷残余地层的分布范围和厚度都大于北部的沾化一车镇凹陷。残余地层厚度变化较大，惠民凹陷曲古2井的残留厚度最大，达845m，车镇凹陷大王北地区的车古206井厚度也达到616m，沾化凹陷义155井残留厚度可达500m以上，向周边方向厚度迅速递减，部分区域无保存石炭二叠系发育的地层有本溪组(C)、太原组(C一P)、山西组(P)、下石盒子组(聘)、上石盒子组(PiPj)和石千峰组(Pi)-90由于地层保存程度和残留地层厚度差异显著，故残留地层发育也存在明显差异石炭二叠系下部地层较为发育较差，分布范围相对局限 济阳探区下石炭统为碳酸盐岩和陆源碎屑岩及煤层交替出现的典型的陆

29、表海清水与浑水沉积组合，发育台地一障壁海岸沉积体系；二叠系为含煤陆源碎屑岩沉积组合，早二叠世发育浅水三角洲沉积体系，中晚二叠世主要发育河流体系，湖泊体系相对次要。中晚二叠世上、下石盒子组，主要发育一套砂砾岩和泥岩组合沉积，砂砾岩是油气的主要储层，而泥岩是很好的盖层。河流体系中发育的沉积相类型主要有河漫平原、河道相等(xingdng)，沉积相与岩性、储层物性间存在密切关系。4.4.1储层发育与几何(j h)特征4.4.1.1储层发育(fy) 济阳坳陷石炭二叠系储层岩石有2类：灰岩和砂岩灰岩发育于石炭系本溪组和太原组，层厚一般几十厘米至几米，多为致密的泥晶灰岩和含生物泥晶灰岩，亮晶内碎屑灰岩少见，

30、其内孔隙不发育，孔渗条件很差，不满足作为工业储层的基本条件而砂岩在全区广泛分布，已发现了多个气田砂(砾)岩是济阳坳陷石炭二叠系最主要的储集岩据研究区钻井资料统计：本溪组砂体厚度很小，一般在5m以下，且分布不连续；太原组砂体较本溪组明显增大，一般在1030m，但连续性差；山西组砂体厚度进一步有所增大，一般在1040m，但分布范围相对局限上、下石盒子组砂体分布广泛，厚度多在40m以上，碎屑岩的粒级也明显较粗石炭二叠系储集层主要是上石盒子组、下石盒子组砂(砾)岩 通过薄片鉴定和电镜观察，上、下石盒子组储集岩以中细粒石英砂岩和含砾石英粗砂岩为主，含少量的长石砂岩总体来看，颜色以灰白、灰色和绿色为主，结

31、构致密，分选较好至中等，颗粒次圆和次棱角状居多，局部可见圆状和滚圆状分选极好的的河道砂，接触关系点式、线式和凹凸式均发育，其中以线接触和凹凸接触较为常见杂基含量较为少见，石英次生加大较普遍，方解石、白云石、黏土矿物和黄铁矿胶结物是几种常见的胶结物类型 上石盒子组砂岩储层在惠民凹陷保存范围与下石盒子组相似、但厚度略大，厚度变化一般4080m，多在60 m以上；在东营凹陷仍位于凹陷西部和中北部成片保存、但厚度明显变大，厚度变化一般4080m，多在50 m左右；在车镇凹陷和化凹陷呈零星(ln xn)的孤岛状展布，厚度变化一般2040m，孤北地区局部厚达100 m以上(图2) 4.4.1.2孔隙类型及

32、其空间(kngjin)分布 石炭二叠系砂岩经过漫长而复杂的成岩作用后，大量的原生孔隙几乎消失殆尽，同时形成了构成砂岩孔隙主体的次生孔隙在对大量普通薄片、铸体薄片和扫描电镜观察分析的基础之上，据孔隙的成因及结构，将本区石炭二叠系砂岩的储集空间划分为：原生粒间余孔、粒间溶孔、粒内溶孑L、晶间微孔、杂基微孔、超大孑L隙及裂缝等几种类型原生粒间余孔呈不规则状、多角状，孔隙周边仍残留有胶结物，晶形发育完好的自生石英和黏土矿物常见充填其内；该类孔隙主要发育于高成熟度的上下石盒子组石英砂岩中，一般含量不多，约占孔隙的58，局部层段含量可能高些粒间溶孑L主要是由方解石、白云石以及隐晶黏土矿物等易溶组份溶解后而

33、形成；此类孑L隙在成熟度较高的长石或岩屑石英砂岩中较为常见粒内溶孔包括粒间溶孔和粒表溶孔2类，前者主要是由长石、岩屑等易溶碎屑组分溶解而形成的，后者是长石和石英颗粒在一定(ydng)的储层环境下而形成的粒表溶孔；前者对储层物性有一定地改善，后者一般孤立，连通性较差，对储层物性改善作用有限(yuxin)晶间微孑L常见于长石石英砂岩和岩屑石英砂岩中，这些岩类中的孔隙常常被结晶程度较高、晶体粗大的高岭石等黏土矿物所充填，这些粘土矿物晶体中就发育了介于5IO址m的微孔基微孔在填隙物杂基中发育，在本区深层低孔低渗储层中也较为常见砂岩受到了较为强烈的溶解作用，颗粒与填隙物同时被溶解，这样就会形成大于颗粒直

34、径的超大孔隙，其孑L径般在115mm左右，常见的溶解组分是长石、岩屑等及其周围的碳酸盐胶结物；刚性碎屑颗粒受到外界(wiji)应力作用后常形成粒内裂缝，碎屑颗粒压碎后经碳酸盐充填后溶解常形成次生裂缝，这些裂缝对低孔低渗储层物性的改善有很大的作用上述7种储集空间类型在不同地区所占比重有较大差异(图3)储集空间类型分布特点不同就隙和粒间溶蚀孔隙所占比例较大就导致了这2个地区石炭二叠系储层物性整体较好而在惠民和东营地区微孔隙发育的特点就使得这2个地区储层物性较差次生溶蚀孔隙(包括粒间溶蚀孔和粒内溶蚀孔)在车镇和沾化地区所占比例为5070，而在惠民和东营地区次生孔隙含量(hnling)也在3040，表

35、明了石炭二叠系有效储层中以次生孔隙为主砂岩储层孔隙度与渗透率研究工作对98个样品进行了实测(sh c)实验结果表明：济阳坳陷石炭二叠系砂岩储层孔隙度变化范围为29164，平均值为100；渗透率变化范围宽，为00210_3475101zm2，平均值为3010“m2济阳坳陷石炭二叠系砂岩储层属低孔低渗型，但与渤海湾盆地其他坳陷区石炭二叠系砂岩储层相比，物性(w xn)相对较好卧1从散点图上可以清楚的看出，渗透率与孔隙度呈显著的正相关关系(图4)4.5储层的沉积(chnj)控制沉积相与砂岩储层展布如12所述，济阳坳陷不同地区石炭二叠系保存程度存在显著差异，砂岩储层展布首先受到残留地层分布的制约由图1

36、可见：原始地层的沉积相与残留地层的砂岩储层展布间的关系不密切；上石盒子组较下石盒子组，沉积相对砂岩储层展布的控制相对显著些，砂岩储层厚度带与辫状河相区比较一致，这与上石盒子组下部辫状河相为硅质胶结的石英细砾岩，抗风化能力非常强，更容易保存4.6沉积相与砂岩储层物性 济阳坳陷石炭二叠系砂岩储层物性受到沉积相、成岩作用和构造作用的共同影响由于砂岩储层物性与粒级、泥质含量等沉积相控制的岩石结构成分直接相关，同时沉积相构成了成岩作用的基础，而构造作用往往叠加在沉积成岩作用之后，表现为接近古风化剥蚀面砂岩裂隙发育和物性变好影响区域相对局限所以，沉积相对砂岩储层物性的影响最为重要济阳坳陷石炭二叠系砂岩储层

37、主要由4类砂体构成：本溪组和太原组潮坪相砂体、障壁砂坝相砂体，山西组三角洲相砂体，上、下石盒子组河道相砂体，其中下石盒子组为曲流河相，上石盒子组存砂体主要为辫状河相对100余口井石炭二叠系砂岩储层的电测物性测试(csh)结果进行了统计，得到了不同沉积相储层砂体的孔隙度、渗透率变化范围和平均值(图5)，可以清晰地看出：相同沉积相砂岩储层的物性变化范围很宽，成岩、埋深、构造等的影响不容忽视；砂岩储层物性随沉积相不同出现规律性变化，河道砂体、障壁砂坝砂体、三角洲砂体、潮坪砂体，孔隙度和渗透率的平均值和极大值依次变小，沉积相对储层物性的影响具有普遍性 4.7 济阳凹陷生储盖组合及圈闭(qun b)特征

38、济阳坳陷基底岩系的中生界砂岩、古生界灰岩以及前震旦系花岗片麻岩均可形成古潜山油气藏 其中以下古生界寒武系)-奥陶系的潜山油藏最为发育。燕山期发育的北西向断层、喜山期发育的北东和近东西向断裂共同作用, 控制了潜山披覆构造带的展布。在东营、沾化(zhn hu)、车镇和埕岛等地区形成了埕岛) 桩西) 垦东等10个富集油气的潜山构造带 11 根据圈闭成因及形态分类方法, 济阳坳陷潜山圈闭主要包括断块、残丘和内幕潜山3种类型 12。在不同的潜山圈闭类型中, 控制成藏的地质因素所发挥的作用不同。对于断块潜山, 断裂活动往往会导致断裂带附近潜山块体中的裂缝、溶洞较为发育, 有利于改善储层的储集性能, 因此,

39、 断层的性质、活动时期、活动强度等对于断块潜山的成藏控制作用较大; 同时, 对潜山成藏起重要控制作用的是侧向及顶部封堵层的岩性及厚度, 泥岩、膏盐等均是常有利的封堵层岩性。对于残丘潜山, 其储层的储集性能主要受剥蚀大气水的风化淋滤等作用影响, 因此, 恢复残丘潜山风化剥蚀时的古地貌特征， 研究其岩溶淋滤特征, 对于判断该类潜山的成藏条件具有重要作用。内幕潜山在济阳坳陷主要发育在寒武系凤山组和奥陶系底部冶里组、亮甲山组的细晶白云岩中, 内幕层状储层的形成受岩性、构造运动、潜水面变化因素的控制, 因此研究该类潜山的成藏条件, 最重要的是要研究构造运动期次, 究湖平面(pngmin)升降与潜山溶蚀作

40、用的关系。在济阳坳陷, 埋藏于古近系地层中的潜山常被称为低潜山, 埋藏在新近系地层中的潜山常被则称为高潜山。高潜山由于远离烃源岩, 油气运移条件成为地质风险的主要原因。对这类圈闭的描述, 首先要考虑圈闭与烃源岩的沟通条件, 即输导体系, 并分析其有效性; 之后再描述其构造态、储层有效性、圈闭侧向封堵性等地质因素。/低潜山0往往与烃源岩直接对接, 油源及油气运移条件较为有利, 同时由于多埋藏在大套泥岩中, 保存条件也更有利。4.7.1压性构造(guzo)圈闭(中、古生界构造层)4.7.1.1逆断层(duncng)圈闭研究发现,济阳坳陷主要有两种类型的与逆断层相关的背斜构造圈闭:(1)局部挤压应力

41、场,如燕山- 喜山构造转型期张性断层两盘地层剪切运动形成的逆冲背斜. 最近发现的富台油田属于这类成因的圈闭。4.7.2生储盖组合(zh)的类型按生储盖三者在时间和空间的分布关系可以(ky)划分为旋回式、侧变式和混合式三种类型。1、旋回式组合这种组合主要考虑时间因素及生、储、盖在剖面上的层序关系。其组成是油层和上下不同层位所形成的组合关系,包括两种型式(xn sh)(图1):一种是生油层在下和上部储盖合;另一种是生油层居上和下部储集层所形成的组合。在连续沉积地层剖面上前者是主要的。 2、侧变式组合(zh)这种组合是指生储盖在空间上相互分布的关系(gun x),三者多处同一层内,是属岩性变化所形成

42、的组合( 图2 )。为三角洲地区及其他岩性变化地区的主要组合类型。3、混合式组合(zh)这种组合多是以上述两种组合为基础,和风化壳储集层有关而形成的混合类型(图4、风化壳储集层为组合的一部份。在生储和储盖之间有不整合面存在,风化壳储集层在覆盖层生油层之下或侧面直接或以断层和生油层相接。这种组合对于古潜山和其他风化壳油藏形成具有重要意义。上述组合的类型不同,在不同地区出现的机率不同,其重要性亦不同。从生储盖三者“只要紧密相邻”即可形成组合的概念来看,这种提法是不严格的因为这样的组合,不一定对油气田的形成起到控制作用。4.7.3生储盖组合的分级及主要生储盖组合生储盖组合是盆地地质发展过程中天然组合

43、的结果。由于在盆地发展不同阶段所形成的组合特征不同,它们对油气的生成、聚集和分布的作用亦不同。因此,确定主要生储盖组合是非常重要的工作。组合的分级是以盆地或坳陷的地质构造发展特征为基础,以沉积旋回为依据,考虑到地层结构特点进行划分的。一级生储盖组合是以盆地或坳陷发育过程的三个大的沉积阶段中的生油层为主所形成的组合。二级生储盖组合是以二级沉积旋回中的生油层为主所形成的组合。以济阳坳陷为例(图5),相应坳陷发展早中、晚三个阶段的(构造运动周期的) 一级旋回有孔店组,沙河街组一东营组,和上第三系三个,在坳陷的沙河街组一东营组的中期沉积旋回中分为沙四,沙三一沙二,沙二一沙一一东营组三个二级沉积旋回,以

44、此往下划分。在沉积剖面上还可以分出三、四级等不同级次的沉积旋回。以不同级别的每一沉积旋回中期相对稳定沉降阶段所形成的生油层为主和储集层,就形成不同级别的生储盖组合。就济阳坳陷来说,一级组合有三个,二级组合有六个以上,在不同级别的组合中哪一个对坳陷和凹陷的油气分布起决定的作用呢? 从我国东部几个含油气盆地的构造运动及沉积特征来看,在盆地的发展过程中都明显地表现出发展的连续性及多阶段性。早期下沉阶段为充填型红色砂泥岩含膏盐建造,中期稳定沉降阶段为暗色泥砂岩成油建造和晚期上升萎缩阶段为杂色碎屑岩建造。从不同阶段所形成(xngchng)的建造类型来看,中期暗色、砂岩成油建造在生油条件上比其他建造更具有

45、优越性:1) 沉积时水体深而,水介质条件有利于生物繁殖,提供了石油生成的雄厚的物质条件;2 ) 沉积稳定,延续时间长,厚度大,范围广,生油岩体积大,颗粒细,保存条件好,有机质丰富;3 ) 由于水体深,沉积稳定,水下环境闭塞,易形成还原环境,有利于有机质转化; 4) 坳陷中后期的巨厚沉积,创造了中期沉积物进入生油期的良好条件,有机质能够得到充分向石油转化的机会。同时坳陷的多旋回沉积,储盖发育,油气又有好的运移和聚集条件。因此,中期组合的油源是丰富的。例如就济阳坳陷的东营凹陷下第三系各层生油条件来看(表1),主要生油量集中在沙河街组内尤其是沙三段内生油量最丰富。因此从一级组合来看以坳陷中期稳定沉积

46、的生油层为主形成的组合为盆地或坳陷内的一级主要组合,油源丰富,储盖条件好。二级主要组合是凹陷内的主要组合,由于盆地内各,但它又是盆地或坳陷的组成部分,受盆地发展历史所制约。因此,多受盆地发展中期组合所控制,为盆地一级主要组合内的一个次级组合。它的确定是在盆地一级主要组合确定的基础上,在各凹陷内凹陷最稳定沉积所形成的生油层为主形成的组合即为二级主要组合。综上所述在一个含油气地区内生储盖组合不仅有级别大小之分,而且还有主次之,主要有效组合具有丰富的油源, 五、研究(ynji)区油气运移特征及油气成藏特征5.1济阳凹陷(oxin)油气(yuq)成藏特征晚第三纪,渤海湾盆地由先期的裂陷式分割型小盆地演

47、化为大型统一的陆相坳陷沉积盆地,沉积了一套陆相砂砾岩夹泥岩地层。区域构造线仍为北北东、北东、东西和北西向展布。构造活动微弱,沉积厚度是渐变锅底式的沉积构造层,与早第三纪的箕状断陷式的沉积构造层完全不同。由于大范围稳定沉积,渤海湾盆地内所有隆起与坳陷均被上第三系及第四系覆盖,进一步改善了油气的保存条件.下第三系生油岩埋藏深度的增加促进了有机质向烃类转化,并通过各种途径向已经定型的各种圈闭运移和聚集,大量的地化资料也清楚地表明该阶段是大规模油气运移聚集期。该时期,济阳坳陷以上第三系潜山披覆构造带发育为特征,形成了上第三系潜山被覆构造,如著名的孤岛、埕东、孤东、埕岛潜山披覆构造等.该期断裂活动还形成

48、大量面积较大、幅度较小的背斜、断鼻及断块构造,重力作用形成了众多的三、四级断层,早期形成的不同类型的圈闭亦在该时期最终定型.济阳坳陷Ng沉积是自东北向西南的超覆过程,东北部剥蚀弱、沉积早、沉积间断时间短,西南部剥蚀强、沉积晚、沉积间断时间长。济阳坳陷上第三系油气藏广泛存在,断裂网与馆下厚砂岩是油气运移的基础,潜山披覆及河道岩性圈闭是尤其成藏的关键。构造油气藏组合多分布于凸起部位,潜山披覆背斜油藏范围大,高产、稳产储量最多,被断裂复杂化的滚动背斜油藏和断块油藏且有一定规模,但原油性质较差,产能较低.就单一油藏而言,产能自油藏高部位向低部位逐渐降低.这类油藏的油层单层厚度小但累计厚度大,单砂体面积

49、小而各砂体叠合面积大,油气富集程度受构造幅度及砂体发育程度控制;隐蔽岩性油气藏组合分布较广.馆下段砂层虽然呈区域连通分布,物性好,但微相差异或成岩差异可形成局部隔挡;馆上段河道砂体分布广泛,只要与断裂网相连就能成藏.岩性圈闭可以单独成藏,也可以叠加其它因素形成构造岩性油气藏、上倾尖灭岩性油气藏、透镜体岩性油气藏.其储集层分布受河道控制,横向变化大,油(气)水关系复杂,含油(气)性变化大.上第三系油气在胜利探区是广泛存在的.主要分为披覆构造油藏和洼陷斜坡带岩性油藏.无论是披覆构造油藏还是斜坡带岩性油藏,其基本描述主线都脱离不了对上第三系泥包砂结构下的薄储层进行分析.岩性型油气藏组合受河道控制,分

50、布范围广,横向变化大,油水关系复杂。5.2济阳坳陷油气(yuq)运移特征指在一定条件下形成的、能够反映特定环境或过程的产物(chnw)。应用到油气成藏中相的概念理解为油气运聚成藏的介质条件。孔隙度、渗透率是反映储层介质属性最直接的定量参数，可以称为岩石介质的物理相，反映油气运聚成藏的介质条件。岩石介质中油气渗流和地层水驱替就受该微尺度物理相控制，造成油藏中油层和水层错综复杂，含油特征变化很大口。势是指流体所具有的能量，也即流体势早在20世纪40一50年代，Hubbert就用流体势的概念阐述和表达了地下流体(油、气和水)的运动规律，来表征流体的流动能力凹。油气运移过程中，流体的有效渗流和有效驱替

51、能力来源于烃源岩排烃的剩余排替压力(流体的动能)和浮力，其构成了油气成藏的主要动力。用势来代表油气运聚的基本动力条件，用相来代表油气接收条件，则油气成藏的过程也就为势所代表的动力不断克服相所代表的阻力的过程D7。油气(yuq)选择性充注储集体即归因于“相”(储层介质属性)和“势(流体流动能力)两者之间的耦合作用。“相势”耦合控藏的提出，可以更好地认识隐蔽油气藏的成藏机理，指导油气藏勘探，但是目前“相一势”耦合控藏还大多停留在概念、表象和定性描述阶段。笔者以勘探程度较高的济阳坳陷为例，结合物理模拟实验探讨了“相一势”耦合控藏的内涵及其地质意义。根据济阳坳陷东营凹陷胜坨、宁海、王庄、利津、郑家等5

52、个油田287个含油气单元实际统计资料表明,各油田的油层孔隙度、渗透率等物性参数存在一个最小临界值。储集砂体只有满足一定的临界条件,油层孔隙度、渗透率大于相应的临界值后, 才能有效接纳运移的油气值。总的趋势是: 同一构造带, 不同(b tn)沉积体系( 岩相) , 油层越深, 临界孔隙度和临界渗透率就越低。埕岛油田馆陶组油层是河流相储层, 不同孔隙度的油层含油饱和度差异明显。以CB22井馆陶组油层为例, 孔隙度为30%的储层的含油率与孔隙度为36%的储层的含油率相差20%( 图1) 。孔隙度不同的油层含油率变化很大。利津油田为砂砾岩油藏, 以利85块为例, 位于砂砾岩扇体根部的利852井, 储层中饱含(bo hn)地层水,无油气显示; 位于扇中部位的利85、利853井及位于扇端部位的利54、利92井, 储集层输导性能好,油气成藏过程中, 地层水被运移而来的油、气驱替和置换, 油层饱含油气, 试井获工业油流。在油藏的不同部位, 油水层分布变化大。正理(zhngl)庄油田高89块沙四段为滩坝砂储集体,含油性则随孔隙度的增大而变好。当孔隙度小于8%时, 储层不含油。在含油集中段, 油层含油性随孔隙度存在明显的分选现象。樊137井油层孔隙度下限为10%, 而在高89井这个值则是好的含油层, 说明油气成藏下限也并不是不变的( 图2) 。近几年来随着我国东部断陷盆地勘探实践的不断深入