大城凸起成藏條件分析

2012-11-10 05:06:26夏志剛油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室長江大學湖北荊州434023

長江大學學報(自科版) 2012年13期

夏志剛(油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)，湖北荊州 434023)

徐從湯(吐哈油田分公司勘探開發研究院試驗中心，新疆哈密 839009)

大城凸起成藏條件分析

夏志剛(油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學)，湖北荊州 434023)

徐從湯(吐哈油田分公司勘探開發研究院試驗中心，新疆哈密 839009)

大城凸起是華北油田深小潛山勘探油氣較為富集的區域，潛山內幕成藏條件復雜，圈閉發現、落實、成藏評價難度大，區域潛山數量多、分布廣、油藏類型豐富，潛力巨大。利用石油地質生儲蓋、圈運保原理對大城凸起的三維地震資料構造解釋進行了綜合分析，分類研究了大城凸起潛山油氣藏成藏條件，并進行了圈閉精細落實與評價。研究表明，生、儲、蓋空間組合較合理，斷層發育，石炭-二疊系內砂體發育，工區油源供給條件好，存在有利油氣運移通道，具備一定的封蓋條件；大城區凸起為改造破壞型構造單元，是Ⅱ類較有利地區，具有一定勘探潛力。

大城凸起；潛山類型；油源通道；成藏條件

碳酸鹽巖潛山油氣藏的勘探，一直是華北油田重要勘探領域，雖然一度把下第三系作為華北油田重點層系，但對碳酸鹽巖潛山油氣藏的勘探從來沒有放棄過，通過近幾年的勘探，在該類型油氣藏勘探方面不斷有新的發現，并積累了一定的經驗。特別是在饒陽和霸縣凹陷潛山數量多、分布廣、油藏類型豐富，近兩年在且勘探程度相對較低的饒陽和霸縣凹陷相繼取得了重大突破。文古3井寒武系府君山組獲得高產，展示了霸縣凹陷深潛山及潛山內幕油氣藏的良好勘探前景。但潛山內幕成藏條件復雜，在此背景下進行專項深入系統研究，力圖實現潛山內幕勘探新突破。

圖1 大城凸起前第三系古地質圖

冀中地區大城凸起北至葛漁城，南到大8、大9井附近，西至臥佛堂-文安-信安鎮一線，東側有斷層與里坦凹陷相分割，大城凸起為滄縣隆起上的一個正向二級構造單元，面積約2500km2。滄縣隆起東側有黃驊坳陷，西側有冀中坳陷。大城凸起頂部被新近系明化組、館陶組和第四系地層所覆蓋。其厚度一般在700～1240m之間，與其下覆古近系、中生界、古生界或中上元古界地層以不整合相接觸(見圖1)。

1 成藏條件分類探討

根據近30年潛山油氣藏的勘探，發現工區內潛山油氣藏絕大部分為次生的、新生古儲式潛山油氣藏，但近些年也發現了一些原生的、古生古儲式潛山油氣藏。這2類不同的古潛山油氣藏，具有不同的生油條件，不同的配套形式和配置關系。

1.1新生古儲式潛山油氣藏成藏條件分析

新生古儲式潛山油氣藏指的是潛山油氣藏的油氣源來自古近系烴源巖，通過不整合面、斷面、滲透性砂層等輸導層向潛山供油。在中生界、古生界及更老時代的碳酸鹽巖、砂巖等儲層中運移，進入圈閉中，聚集形成新生古儲式油氣藏。又根據其結構，即潛山與蓋層的組合關系，將大城凸起新生古儲潛山油氣藏進一步劃分為地貌型潛山油氣藏和內幕式潛山油氣藏[1-2]。

圖2 油源處地震剖面

1)地貌型潛山油氣藏成藏條件分析貌型潛山是指不同時代的前第三系地層，經風化、剝蝕形成殘丘，其上覆蓋第三系地層。①油源。根據近南北向地震剖面顯示及鉆井巖心分析，大城凸起家29井和興隆1井均未鉆遇到形成烴源巖所需的深色泥巖或者炭質成分，而從剖面地層構造形態容易看出洼槽中心，解釋為油源區。大城凸起所處的一級構造單元滄縣隆起，滄縣隆起兩側的坳陷是油氣供給區，油源條件好(見圖2)。在工區位置任意拉剖面，選擇一條近東西向的任意剖面，通過地質構造解釋的一般原理，如斷層的走向、切割關系以及地層厚度的變化情況，綜合前人已有的成果，大城凸起始于古近紀，其后暴露地表遭受剝蝕。大部分地區沒有保存古近系沉積層，只在凸起東側的負向構造單元上如里坦凹陷、白塘口凹陷等地區有厚度為300～500m古近系地層。因埋藏淺，未達到生油門限，因此本身不具生油條件。所以油源必定來自東西兩側的黃驊坳陷和冀中坳陷。②蓋層及保存條件較差。這是不能形成大規模地貌潛山油氣藏的決定因素。

2)內幕式潛山油氣藏成藏條件分析內幕型潛山，即潛山之上覆蓋中生界、古生界地層。①內幕式新生古儲油氣藏可以分為3個生油組合：第1組合(中生界三疊系至侏羅系中下部為蓋層，上古生界二疊系石千峰組、石盒子組為儲層)、第2組合(上古生界二疊系山西組，石炭系太原組、本溪組為蓋層，下古生界奧陶系峰峰組、上馬家溝組上段、下馬家溝組上段以及寒武系府君山組為儲層)和第3組合(下古生界寒武系和上元古界長龍山組為蓋層。中元古界霧迷山組、高于莊組為儲層)。②內幕型潛山儲層物性普遍不如地貌型潛山條件好。第2組合為加里東裸露型的巖溶區，奧陶系上覆為石炭-二疊系，其間缺失上奧陶統至下石炭統地層，裸露時間短，經歷風化淋濾的時間只有1.2×108年。第3組合由于中元古代末期地殼上升，缺失元古界下馬嶺組，但風化淋濾時間較短，物性也比加里東-喜馬拉雅型巖溶區差。③內幕型潛山蓋層條件明顯比地貌型潛山條件好。由于是多套組合，具備多套蓋層，而且上古生界石炭-二疊系的蓋層和中生界侏羅系蓋層，其厚度和質量均超過新近系蓋層。④供油方式較單一，斷層面是主要的輸導層。

1.2上古生界古生古儲式原生潛山油氣藏成藏條件分析

1)上古生界為烴源巖是形成古生古儲潛山油氣藏的物質基礎上古生界石炭系本溪組、太原組、二疊系山西組煤系泥巖，作為烴源巖，生烴潛力中等，其厚度在400m左右，是形成古生古儲潛山油氣藏的物質基礎。

2)具有多套儲層，二疊系和奧陶系油源條件最好二疊系石千峰組、上、下石盒子組位于烴源巖之上。砂層發育，儲集物性相對較好。奧陶系峰峰組、上、下馬家溝組位于烴源巖之下，溶洞裂縫發育，緊鄰烴源巖。

2 成藏條件綜合分析

依據整個霸縣坳陷地質情況，按照油氣成藏規律分析認為，該區具備一定的烴源巖、儲層、蓋層及封閉保存等成藏條件，大城凸起潛山油氣藏具有2套生油巖、2套內幕儲層和2套內幕蓋層，保存條件由南東向北西有變好的趨勢。

2.12套生油巖

第1套生油巖位于古近系沙河街組。大城凸起西側的霸縣凹陷和饒陽凹陷是冀中坳陷中2個最大的生油凹陷。由于中生界地層向西尖滅，在該凸起的下傾部位沙河街組直接覆蓋在石炭-二疊系、奧陶系之上。因此，沙河街組生成的油氣可以直接進入石炭-二疊系和奧陶系儲層中(見圖3)。

圖3 剖面地質解釋圖

第2套生油巖位于石炭-二疊系地層。源巖在大城凸起的西北地區石炭-二疊系地層埋藏深度大，具備二次生烴條件，并進入成熟演化階段。根據文獻[3]的計算，滄縣隆起石炭-二疊系地層可供聚集的游離氣量為3.8×1012m3。

2.22套內幕儲層

第1套儲層為二疊系的石千峰組、上石盒子和下石盒子組，這套儲層在蘇橋油田物性較好，在大城凸起的西北部和西南部因粒度變粗，物性有明顯變好的趨勢；第2套儲層為奧陶系，物性較好。

2.32套內幕蓋層

第1套為中生界蓋層，一般厚300～500m，最厚可達1100m。其中侏羅系巖性以暗色泥巖、煤系地層為主，分布在該凸起西北部，面積約1000km2。

第2套蓋層為石炭-二疊系。其中石炭系本溪組、太原組和二疊系山西組厚度400m左右，巖性以泥巖和含煤地層為主，覆蓋了大城凸起97%的地區。

2.4保存條件由南東向北西有變好趨勢

從潛山地層水礦化度分析，向凸起西北部有增加的趨勢。大城凸起東側潘莊凸起和雙窯凸起地層水礦化度一般為2000mg/L左右，到大城凸起為5000mg/L左右，再向西至文安-蘇橋一帶，可增加至10000～40000mg/L，水型為CaCl2和MgCl2，是保存條件好的地區。大城凸起西部和文安-蘇橋地區為過渡關系，所以大城凸起西部保存條件有逐漸變好的趨勢。