中图上址气地质 1995年 CHINA OFFSHORE OIL AND GAS(GEOLOGY) 第9卷第4期 歧南断阶带油气 聚集因素探讨 邓运华 中国海洋石油渤海公司天津300452) 摘要歧南断阶带紧邻歧口凹陷,油气源充足;明化镇组下段一馆陶组上段和沙河街组 二段两套储盖组合配置良好。圈闭和运移条件成为控制油气聚集的重要因素。不同类型构造圈 闭聚集油气的能力不同。地层与断层的组合关系制约着上第三系油气运移方向和富集位置,上第 三系油气藏主要沿海1、海4继承性大断层分布 关键词:构造圈闭类型油气运移歧南断阶带 ABSTRACT Deng Yunhua (Chlna Offshore Oil Bohai Corporation, Tianjin): DISCUSSIONS ON THE FAC TON: CONTROLLING HYDROCARBON ACCUMULATION IN QINAN FAULT STEP BELT China Offshore Oil and Gas(Geology)1995,9(4): 246-252 Qinan fault step belt is just adjacent to Qikou sag and is with rich hydrocarbon sources, where there are two very good reservoir-cap associations of lower part of Minghuazhen formation-upper art of Guantao formation and Shahejie formation I-I. Trapping and migration are the main ontrolling factors for hydrocarbon accumulations. The trapping capability varies from one type of structural trap to another. The association of strata and faults control the migration and enrich- ment of Tertiary hydrocarbon. Upper Tertiary oil/gas accumulations are distributed along Hai I and Hai 4 major faults. Keywords: structural trap type hydrocarbon migration Qinan fault step belt 引言 歧南断阶带位于歧口凹陷以南,埕子口凸起以北,东西长约50km,南北宽约27km,面积 约1200km2,其中西段(300km2)属大港油田,东段(900km2)为中国海洋石油渤海公司矿区(图 1)。歧南断阶带是我国最早进行海上油气勘探的地区。1966年12月钻探的H1井是我国海上 第一口探井,该井在明化镇组下段发现油层,并获得一定的原油产量。60年代至70年代初,作 为渤海的重点探区,歧南断阶带钻了一批探井,发现了歧口17-3油田和海1含油构造,尔后勘 探工作基本停止。1991~1994年所钻歧口18-1、17-218-5和17-1等4个构造均发现油气。歧 1994-12-08收到1995-04-10改回 201994-2007ChinaAcademicJOurnalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:/www.cnki.net
第9卷第4期 邓运华:歧南断阶带油气聚集因素探讨 24 南油田群即将投入开发。歧南断阶带断层多,构造破碎,勘探开发难度较大。因此,深人分析油 气藏的形成条件和油气聚集的控制因素,对今后勘探部署具有重要的现实意义 2基本石油地质条件 歧南断阶带最突出的构造特征是断层数量多、断层活动时间长。据不完全统计,本区新生 代断层达101条,其中海1、海4继承性大断层控制了该带的构造演化、沉积发育和油气分布。 这两条断层具有延伸远、断距大和活动时间长的特点。海1、海4大断层总体均呈NE向,各长 约50km,纵贯整个断阶带,从始新世至今持续活动,其中沙河街组三段、东营组下段和明化镇 组下段代表3次强烈活动期,新生界底界断距600~30m,致使歧南断阶带呈现节节北掉的 个台阶(图2)。歧南断阶带的所有构造圈闭几乎均与断层有关。由于断层切割,构造破碎, 圈闭面积较小,一般2~12km2,以中、小油田为特征 歧口凹階 QK18-1 QK17 图1歧南断阶带位置与油藏分布图 歧南断阶带发育上、下2套良好的储盖组合,上组合以馆陶组上段、明下段下部砂岩为储 层,明下段中部泥岩为盖层。馆上段为辫状河含砾砂岩与泥岩互层;明下段下部为曲流河砂、泥 岩不等厚互层。砂岩、含砾砂岩单层厚度一般为5~20m,储集性极好,孔隙度一般为28% 32%渗透率一般为500×10-3~3000×10-m2,物源区为北面的燕山褶皱带,即渤海湾盆地 上第三系区域性物源区。在馆上段、明下段下部储层之上有明下段中部厚层泥岩作盖层,泥岩 单层厚度可达180m,为河流相泛滥平原沉积。迄今已在上组合中发现歧口17-3、17-2和羊二 庄等上第三系油藏 下组合以沙二段和沙三段上部为储层,沙一段和东下段为盖层。沙二段和沙三段上部为扇 三角洲沉积,物源来自南面埕子口凸起高部位的混合花岗岩。沙二段、沙三段上部砂岩单层厚 度一般2~15m,埋深2000~3500m,储层孔隙度为17%~32%,渗透率18×10-3~890μm2。砂 岩储层之上有沙一段和东下段巨厚的泥岩作盖层,泥岩厚度为120~450m。迄今已在下组合中 发现歧口18-1、17-3、18-5、17-1和张东等油藏;下组合油藏具有产量高、油质好的特点 歧南断阶带紧邻歧口凹陷。歧口凹陷具有面积大(3800km2)、沉积厚(第三系最大厚度达 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
248 中国海上油气(地质) 1995年 1100m)、生油量大的特点,加之有海1、海4大断层作为油气运移通道,足以为歧南断阶带油 藏提供丰富的油源 在在在qK17-1H1QK21 QK18-5·1H13H4 预测油层证实油层 图2歧南断阶韦结构剖面图 月化镇组下段,N9馆陶组,Ed一东营组, 河街组一、二段,Es沙河街组三段 3圈闭类型与油气聚集 圈闭在油气聚集中的主导作用早已为石油地质家所公认。圈闭的重要性在歧南断阶带显 得尤其突出。勘探实践证明,在海1海4油源断层附近只要存在有效圈闭,就必定有油气聚 集。必须指出,圈闭与有效圈闭是有一定差别的。在构造图上由等高线圈出的某一高区是一个 圈闭,但并不一定就是有效圈闭。有效圈闭及其规模与断层组合、侧封条件和圈闭类型等因素 有关。在歧南断阶带这个复杂构造地区,布井之 前首先要落实有效圈闭,因此必须在精细地震 解释的基础上,对断层组合、断层侧封和圈闭类 型等进行全面分析。 地震解释中合理的断层组合是落实圈闭的 重要环节。在断层发育的歧南断阶带,已知的构 造圈闭几乎都与断层有关,断层组合一旦改变 圈闭形态和大小都将随之发生变化,甚至还会 涉及圈闭存在与否的问题 断层侧封条件在油气聚集中的作用历来为 石油地质家所注目1。然而,对断层侧封条件的 研究,大多停留在单一测线分析的水平。实际 图3歧口17-1构造北侧断层侧 上,断层是一个面,沿其走向,断距会发生变化 封条件变化示意图 圈闭内储层的侧封条件也会发生变化(图3), 201994-2007ChinaAcademicJOunalElectronicPublishingHouse.aLlrightsreservedhttp://www.cnki.net
第9卷第4期 邓运华:歧南断阶带油气聚集因素探讨 歧南断阶带的情况也不例外。因此,只有对整个断层面的岩层接触关系作全面分析,才能搞清 断层侧封条件落实有效圈闭 钻探结果表明,歧南断阶带不同类型的断层圈闭均有油气聚集,其中以逆牵引构造的油气 富集程度为最高。歧南断阶带迄今已发现的最富集的油气藏(如歧口18-1、17-2、17-3和羊二 庄)都是逆牵引构造油气藏。海4大断层下降盘的歧口18-1构造中块沙一、二段地层向断层回 倾明显,为典型的逆牵引断鼻构造(图4a)。圈闭面积3.2km2,幅度130m,QK18-1-1井位于其 1000 300[T QK18-1-2D 3-7 SE N dL 00 图4歧南断阶带系列剖面图 a)歧口18-1油田(中块);(b)张东油田;(c)歧口18-1油田〔西块); 下段,EdU一东上段,Es1沙一段,Es2-沙二段 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.aLlrightsreservedhttp://www.cnki.net
中国海上油气(地质) 1995年 上。该井沙二段砂岩厚126m,单层厚2~26m,中一细粒,分选好,为扇三角洲前缘沉积,埋深 3100~3400m,平均孔隙度21%,平均渗透率288×10-km2。已发现的沙二段巨厚油层,单层 日产油440m3。(原油密度0.83g/cm3),气70157m3。歧口18-1油藏为一多油水系统层状油藏, 某些油层的充满度高达100%,是歧南断阶带丰度最高、产量最高的油藏。逆牵引构造油气富 集的有利条件是:①逆牵引构造的形成因受重力作用至少三面下倾,一面靠断层封堵,圈闭条 件好;②一般认为1:2的砂泥岩比有利于逆牵引构造形成(歧口18-1构造中块沙二段逆牵引 断鼻的相应值为1:2.1),而这种砂泥岩比为油气聚集提供了有利的储盖组合;③逆牵引构造 所依托的大断层通常能成为油气运移的通道。 地垒断块构造也是歧南断阶带的一种有利的圈闭类型。该带西部的张东构造(大港油田矿 区)和东部的歧口18-5构造(渤海公司矿区)均为地垒断块。从整体上看,张东构造介于两条断 层之间,是以地垒断块为主体的一个大型圈闭(图4b),沙二段圈闭面积46km2。大港油田所钻 17口探井均在沙河街组发现一定厚度的油层,单井油层厚10~15m,储层物性较差,单井产量 低,一般为20~50m3/d。必须指出,歧南断阶带西部与东郭沙二段储层物性相差较大,其原因 可能是物源不同西部沙二段储集砂岩的岩屑为碳酸盐岩,表明物源受埕子口凸起北坡下古生 界碳酸盐岩影响较大。东部沙二段砂岩的岩屑为岩浆岩和变质岩,表明物源主要与埕子口凸起 高部位的混合花岗岩有关。 地坐 造受张应力作用,地层背离断层掀斜,油气易沿断层面向上散失。可是,歧南断阶带的单斜断鼻 (如歧口18-1构造西块和歧口17-3沙二段构造)仍能聚集油气。歧口18-1西块单斜断鼻(图 4c)沙二段岩层背离断层掀斜,圈闭面积1.0km2,幅度110m,QK18-1-2D井在沙二段发现油 层,日产油328m3,气36937m3。据三维地震及各种测试资料,该井位于最大圈闭线附近,在多 数油层的油水界面范围之外,而构造高部位仍有很厚的油层,其油水界面与QK18-1-1井所在 的中块相同。西块单斜断鼻油藏充满度为79%,反映圈闭条件仍较好 4油气运移条件分析 歧南断阶带迄今已发现的上第三系油藏几乎都分布于继承性大断层附近,如歧口17-2油 藏位于海1大断层下降盘,歧口17-3、羊二庄油藏位于海4大断层下降盘(图1)。在海4大断 层以北地区,下第三系沙河街组埋藏较深已进入生油门限沙二段油藏为自生自储油藏,运移 条件对油藏的形成影响不大。然而,上第三系油藏的形成必须有大断层作运移通道,才有可能 使深凹陷内生成的油气输送到圈闭内 歧南断阶带上第三系油藏的分布状况表明它们与继承性大断层之间可能有某种成因联 系。笔者认为就油气运移而言继承性断层与非继承性断层有两大差别。其一,在继承性同生 断层下降盘常形成水下扇,砂体发育(图5)。湖盆周边高地上发育的河流流至盆内大断层下降 盘后,坡降变小,水流骤然撒开,能量降低,搬运的碎屑物质迅速堆积下来。这种砂体与烃源岩 广泛接触,油气聚集在作为运移通道的大断层附近。相反,非继承性断层下降盘不发育这种砂 体,断层本身无从发挥其运移通道的作用。其二,油气运移是一个从量变到质变的过程,即所谓 幕式”运移。继承性大断层形成早,活动期长,断距大,能长期作为油气“幕式”运移的通道。反 201994-2007ChinaAcademicJOurnalElectronicPublishingHouse.aLlrightsreservedhttp://www.cnki.net
第9卷第4期邓运华,歧南断阶带油气聚集因寒探讨·251 之,早期活动的非继承性断层,在其活动期烃源岩尚未成熟,故不能起油气运移通道的作用;晚 期活动的非继承性断层作为运移通道的时间又有限。L.C. Price新近的研究表明,尼日尔和墨 西哥湾地区断层的断距与油气田规模具有明显的相关性,即油气田规模随断距增大而增大2。 这一结论与歧南断阶带的研究结果是一致的。 歧南断阶带的绝大部分上第三系 油藏为大断层下降盘逆牵引构造油 藏。例如,歧口17-2、17-3和羊二庄等 该带最大的3个上第三系油藏均为被 次级断层复杂化的大断层下降盘逆牵 引构造油藏。歧口17-3油藏上第三系 油气主要分布在与海4主断层呈“Y” 字形相交的复杂断层带内(图4d)。断 层带内所钻H4-6井于明下段一馆上 段发现巨厚的油层,测试日产油 025m3。在远离主断层的“Y”字形分图5歧雨断阶带继性与非继承性断层油气运移示意图 支断层上升盘(即完整块),圈兩面积 NmU—明上段,NmL-明下段,Ng一馆陶组 较大,储盖组合虽与断层带的诸盖组 Ed一东营组,Es1+z-沙一、二段,Es3-沙三段 合类似,但位于其上的i4和H45井在明下段一馆上段只见显示,并无油层,表明在远离主断 层的分文断层上升盘不富集油气。相反,歧口17-2油藏则在海1主断层的分支断层上升盘富 集成藏(图4e)。在完整块上所钻QK17-2-1、17-2-2D和17-2-3井均发现较厚的油层,而在主 断层与分支断层组成的复杂断层带内所钻H1、H1-1、H1-2和H1-3等4口井中,只有H1井发 现油水同层(测试日产油47m3,水15m3),H1-2井有25m油层(另2口井仅见显示)。同样,羊 二庄油藏也只在远离主断层的完整块上发现了厚油层(图4f)。 这3个上第三系逆牵引构造油藏的对比表明,歧口17-3油藏的地层断层组合关系与歧 口17-2和羊二庄油藏不同,而地层断层组合关系对油气运移和富集位置起某种控制作用。在 歧口17-3构造,与主断层呈“Y”字形相交的分支断层比较发育,而与主断层平行的阶梯状断 层相对较少;地层向主断层方向上倾,尤以最外侧分支断层上升盘(完整块)地层最为明显。油 气由高势区向低势区,即由地层低部位向高部位运移,复杂断层带成为油气运移的有利指 向3,而完整块则不具备这种有利条件。 然而,在歧口17-2构造,与主断层呈“Y”字形相交的分支断层较少,而与主断层平行的阶 梯状断层相对较多(图4e),地层向远离主断层的完整块上倾,完整块成为油气运移的有利指 向。此外,歧口17-2构造完整块东部的地层向主断层方向回倾较西部地层明显,因此东部 QK17-2-3并的油层比西部QK17-2-1和QK172-2D井的油层厚,充分显示地层断层组合关 系对油气运聚的影响作用 在羊二庄油藏(图4f),地层也向远离主断层的完整块上倾完整块成为油气运聚的有利 指向。钻探结果证实完整块富集成藏,而靠近主断层的复杂带无油气聚集 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnkinet
252 中国海上油气(地质) 1995年 5结论 歧南断阶带紧邻歧口凹陷,油源丰富;发育上、下2套良好的储盖组合,储层物性好,圈闭 成为制约油气富集程度的重要因素。在分析圈闭有效性时,要在精细地震解释的基础上,注重 对断层组合、断层侧封和构造类型的深入研究。不同类型构造聚集油气的能力不同,其中以逆 牵引构造最为有利,地垒断块次之。继承性断层与非继承性断层对油气运移所起的作用不同, 海1、海4继承性大断层是油气运移的有利通道,本区上第三系油气藏主要沿这两条大断层分 布。地层断层组合关系对上第三系油气运移方向和富集位置起某种控制作用 (编辑:项光) 参考文献 1钟洪平,傅康英,黄仙英,含油气盆地断层封闭研究进展综述,地球科情报,1991,(2)x51-55 2 Price L C. Basin richness and source rock disrupticr: a fundainental rela: ioasiip journal of Petroleum Geology,1994, 3 Harding T P, Tuminas A G Structural inTerpretation of hydrocarbon traps sealed by basement normal block fault at sta ble fla f foredeep bas n and rift basin. AAPG Bulletin, 1989, 73(7): 812-839 曹妃甸1-6油田建成投产 中国海洋石油渤海公司曹妃甸1-6油田已于1995年5月建成投产,开始直接向天津乙烯 工程供油。该油田估算高峰年产量可达31万t,预计生产期限为5年 曹妃甸1-6花岗岩潜山油藏含油面积1.7km2,地质储量900万t,为一典型的孤立小油 田。该油田的井口平台为一经过改造的可移动式旧钻井平台,利用已停产的渤中28-1的“友谊 号”浮式储油轮作为储油装置。利用旧设施投产新油田,这在中国海洋石油总公司尚属首次 曹妃甸1-6油田的发现和建成投产开拓了在花岗岩中找油气的新领域,为海洋石油开发 类似的孤立小油田展示了美好前景 (据《中国海洋石油报》) 201994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net