蘇北盆地白駒凹陷油氣富集規(guī)律與成藏模式

摘 要

摘要：白駒凹陷洋心次凹自2005年投入勘探以來，已發(fā)現(xiàn)多個小斷塊油氣藏。為認識其油氣富集與成藏模式，提高勘探成功率，以油氣富集規(guī)律與成藏模式分析為主線，通過烴源巖評價及成熟期
摘要：白駒凹陷洋心次凹自2005年投入勘探以來，已發(fā)現(xiàn)多個小斷塊油氣藏。為認識其油氣富集與成藏模式，提高勘探成功率，以油氣富集規(guī)律與成藏模式分析為主線，通過烴源巖評價及成熟期分析、圈閉類型劃分，研究了斷層對油氣成藏的控制作用、巖漿巖活動與油氣成藏的關系。結果認為：①白駒凹陷洋心次凹發(fā)育成熟的古近系泰州組陸相湖盆泥質烴源巖，其油氣具有晚期成藏的特點，漸新世末的鹽城期是陸相油氣源的主要運移、聚集及成藏期，斷裂形成的復雜小斷塊圈閉類型是油氣聚集的主要場所；②貫穿生油深洼的大斷層是溝通主力油源區(qū)的主要油氣通道，油氣以斷層和砂體為運移通道，就近運移與聚集成藏；③成藏類型為巖性+斷塊、斷塊+巖性等的多種圈閉組合的小斷塊層狀砂巖低滲高凝油藏，巖漿活動有利于提高地溫梯度，對油氣運移、聚集不起破壞作用。結論指出：洋心次凹進一步勘探的重點應以泰州組一段為主，阜寧組一段為輔，若在“油源、儲層、圈閉”三者配置條件好的地區(qū)找到匹配比較理想的圈閉，將有希望獲得新的油氣發(fā)現(xiàn)。
關鍵詞：白駒凹陷；箕狀斷陷；復雜小斷塊；晚期成藏；油氣聚集；輸導系統(tǒng)；成藏模式；蘇北盆地
    白駒凹陷是蘇北盆地東臺坳陷內(nèi)的一個次級構造單元，整體為一南斷北超的箕狀斷陷，面積約2180km2，由北到南可進一步細分為：大豐次凹、施家舍斷階帶、洋心次凹和草埝斷階帶4個次級構造單元[1～2]，筆者研究分析的對象主要為洋心次凹，自2005年投入勘探以來，已發(fā)現(xiàn)多個小斷塊油氣藏，具有一定的勘探開發(fā)潛力。
1 烴源巖評價及成熟期分析
    生儲蓋綜合研究表明，白駒凹陷形成了古近系泰州組二段、泰0段含油氣系統(tǒng)、阜寧組二段含油氣系統(tǒng)等3套含油氣系統(tǒng)。針對實際出油層位和出油點，對勘查區(qū)主力烴源巖進行生烴潛力評價，確定生油門限，基本摸清了成熟烴源巖分布范圍，用氯仿瀝青“A”法及生烴潛力法計算了探區(qū)資源量[3～4]。根據(jù)巖電特征差異，主要生烴段泰二段自下而上可分為E1t21、E1t22、E1t23等3個亞段。E1t21是泥灰?guī)r段，E1t22是黑色深灰色泥巖段，E1t23為深灰色灰色泥巖夾多層粉砂巖，泥質粉砂巖段。泰州組烴源巖3個亞段比較研究表明，E1t22生烴能力最好，其次為E1t21，最差為E1t23。利用康南公式計算泰二段生油門限溫度為76.4～76.1℃，采用地溫梯度3.0℃/100m，計算的生油門限為2550.0～2540.0m，與現(xiàn)在通用的生油門限2500m基本吻合；阜寧組二段生油門限溫度為77.6℃，采用地溫梯度3.0℃/100m，計算的生油門限為2580m。因此，漸新世末的鹽城期是白駒凹陷陸相油氣源的主要運移、聚集及成藏期。
2 油氣富集規(guī)律與成藏模式
2.1 斷層對油氣成藏的控制作用
    油氣成藏研究表明，白駒凹陷洋心次凹洋1、洋2、洋3等北西-南東向的斷層是在泰州組，阜寧組沉積完以后發(fā)育，三垛運動定型，其對泰一段上亞段的砂體沉積不起控制作用。但洋1斷層貫穿緩坡帶上的多個小砂壩，并與成熟生油區(qū)相連接，它將成熟生油區(qū)生成的石油，通過與其形成輸導網(wǎng)絡的次級斷層和砂體運移到各個有利圈閉中，形成油藏，是開陽等油藏的主要油源的運移通道?，F(xiàn)有的白駒油區(qū)已發(fā)現(xiàn)的油藏均屬此類。
    洋1、洋2斷層由于受邊界斷層走滑作用的影響，斷層具壓扭性，因而斷面具有一定的封堵性，而洋1斷層西側，因火山巖上拱對側面的擠壓作用，使其封堵性更強，使成熟生油區(qū)生成的石油無法運移到上升盤的圈閉中去。因此，對于油源不豐富的凹陷來說，石油二次運移的距離是不會太遠的(估計小于10km)，最終出現(xiàn)“平面上跑不遠、縱向竄不高”的油藏分布格局。顯然，從成熟生油區(qū)到穿過多個小砂體的北西向的油源斷層至關重要(圖1)，無論是反向或是順向正斷層，處在生油門限以下，它都可以作為石油初次運移的通道，并對石油的聚集成藏起到重要作用。
 

    由于泰一段上部覆蓋的是泰二段的泥灰?guī)r和泥巖，因而反向斷層對二次運移的石油的遮擋作用是很明顯的。泰一段上亞段的砂巖與泥巖成薄互層，斷距較小時，斷層兩盤泥對砂的幾率也高的，封堵性比較強。但兩盤的砂巖與砂巖也有一定的對接幾率，因此順向斷層都有一定的輸導性。在生油門限以上，這兩種斷層在石油初次運移中都不起通道作用，而主要是在二次運移中起輸導和遮擋作用。反向斷層的遮擋作用強于輸導作用，順向斷層的疏導作用強于遮擋作用[5～6]。
2.2 圈閉類型及特征
2.2.1圈閉類型
    白駒凹陷洋心次凹是蘇北盆地眾多小斷陷中的一個，在古近系 新近系一直到第四系這漫長的地質歷史時期中，經(jīng)歷了斷陷→坳陷→斷陷→坳陷的多次水進、水退的沉積變遷，又經(jīng)歷了吳堡、真武、三垛和東臺等多次大的構造運動，不僅巖性變化大，而且斷層非常發(fā)育，這兩者的組合，形成了多種類型的圈閉[7～9]，主要分為2大類3小類：①以斷塊、斷鼻為主，包括斷塊、斷鼻、巖性-斷塊圈閉；其中斷塊圈閉占了大多數(shù)。多由2條或多條斷層所夾持而形成的圈閉。它有統(tǒng)一的高點和統(tǒng)一的油水界面。②以巖性為主，包括斷塊-巖性、巖性圈閉；斷塊-巖性圈閉；其中巖性圈閉主要為三角洲前緣亞相中的席狀砂微相的單個砂體，預測在斷陷陡坡帶可能出現(xiàn)扇體。
2.2.2圈閉特征
2.2.2.1 閉合面積小、閉合幅度大
    洋心次凹發(fā)現(xiàn)的斷塊、斷鼻圈閉小于1km2的圈閉約占總數(shù)的85.3%；閉合幅度為50～550m，其中閉合幅度小于150m的約占總數(shù)的76.5%。這些特點在勘探開發(fā)中都會帶來很多問題，具體表現(xiàn)要求斷層位置落實、圈閉精準；井位設計精準；開發(fā)井、注水井部署合理、采油速率定得合理等[8]。
2.2.2.2 圈閉形成期早于石油生成期
    蘇北盆地雖然構造運動復雜，具有多期性，但最后的定型期是三垛運動，而石油的生成期卻是在三垛運動之后[10～13]。因此，所有的圈閉對于石油生成期而言，均是古構造，都有可能捕捉石油，這一點是有別于其他很多盆地的構造發(fā)育特點的。
2.2.2.3 圈閉條件中起主導作用的是斷層
    由于洋心次凹具箕狀斷陷的特點，成熟生油區(qū)在陡坡帶的深凹中，而斷層斷塊發(fā)育區(qū)在緩坡帶，儲集巖發(fā)育區(qū)也在緩坡帶上，無論是斷塊-巖性圈閉或是巖性斷塊圈閉，在其中起主要作用的都是斷層。成熟生油區(qū)生成的油，要運移到各種圈閉中，要靠斷層和砂體組成的輸導網(wǎng)絡，而這個網(wǎng)絡中起主導作用的還是斷層。因此，在成藏的過程中，斷層的封堵、遮擋作用也是至關重要的[11]。
2.3 巖漿巖活動與油氣成藏的關系
    洋心次凹的巖漿活動期與儀征、吳堡、真武、三垛運動等這幾次大的構造運動同步，巖漿以邊界大斷層為主要通道，后期發(fā)生的與邊界大斷層相交的斷層也是重要通道。在戴南組、三垛組、鹽城組，鉆井鉆遇玄武巖和安山巖等中基性噴發(fā)巖，就是巖漿晚期活動的直接證據(jù)。研究表明，泰州組、阜寧組沉積以后才開始多次巖漿活動。因此，這些地層中未見噴發(fā)巖，只見有輝綠巖、輝長巖等侵入巖。顯然，這些巖漿活動是對提高地溫梯度，促進主要烴源巖泰二段、阜二段泥巖有機質熱演化和油氣生成有益，對油氣運移、聚集不起破壞作用[14～17]。合適時，能起到一定的遮擋作用。
2.4 油氣成藏模式
    白駒凹陷洋心次凹油氣成藏的機理除了常規(guī)的生、儲、蓋、圈、保條件以外，最重要的是石油的輸導系統(tǒng)。所謂輸導系統(tǒng)，就是斷層與砂體連接形成的石油運移聚集的網(wǎng)絡(圖2)。在這個輸導網(wǎng)絡中，貫穿生油深洼的斷層起著將成熟生油巖區(qū)生成的石油，運移到緩坡帶上斷裂構造帶中的各個砂體中去的關鍵作用。其他與之相交或平行的小斷層與多個砂體形成了石油運移聚集的輸導網(wǎng)絡。由于砂體的走向與油運移的方向是垂直的，油在儲層中的二次運移會受到一個一個砂灘的攔截(砂體捕獲成藏)；在成熟生油巖區(qū)外，沒有這個輸導網(wǎng)絡，油就到不了儲層與圈閉中，也就不能形成油藏[14]。如豐探X井Ⅱ、Ⅲ砂組砂地比高，砂層發(fā)育，但它沒有在輸導網(wǎng)絡中，它的砂層中就沒有見到油的顯示；豐Y井Ⅱ砂組屬三角洲側緣的灘壩砂，砂巖厚度較大，物性較好，但它也不在輸導網(wǎng)絡中，因此也未見油的顯示。這些實例生動的說明了，在這個地區(qū)油氣輸導網(wǎng)絡的作用是非常之重要。
 

3 結束語
    通過對洋心次凹油氣富集與成藏模式分析，認為蘇北盆地白駒凹陷泰州組油氣成藏具有晚期成藏的特點，以泰二段成熟生油區(qū)為中心，緩坡帶以濱淺湖相的各類砂壩為主要儲集層，貫穿生油深洼的大斷層是溝通主力油源區(qū)的主要油氣通道，油氣以斷層和砂體為運移通道，就近運移與聚集成藏；成藏類型以巖性+斷塊、斷塊+巖性等的多種圈閉組合，巖漿活動對提高地溫梯度，促進主要烴源巖泰二、阜二段泥巖有機質熱演化和油氣生成有益，對油氣運移、聚集不起破壞作用，豐富了低滲高凝薄層小斷塊低熟油藏的成藏模式。
    洋心次凹進一步投入勘探的重點應以泰二段含油系統(tǒng)為主，阜二段含油系統(tǒng)為輔，在“油源、儲層、圈閉”三者配置條件好的地區(qū)實施鉆探有希望獲得新的油氣發(fā)現(xiàn)。
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(本文作者：羅懷忠 梁興 張介輝 周松源 中國石油浙江油田公司)