潛江凹陷東南部新溝嘴組溫壓系統(tǒng)與油氣成藏

沈雷　(中石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北 武漢 430223)

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潛江凹陷東南部新溝嘴組溫壓系統(tǒng)與油氣成藏

沈雷(中石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北 武漢 430223)

[摘要]利用實(shí)測(cè)地溫和地壓數(shù)據(jù)以及測(cè)井資料等,分析了潛江凹陷東南部新溝嘴組(Ex)地溫、壓力及溫壓系統(tǒng)特征，并從油氣生成及分布角度探討了溫壓系統(tǒng)與油氣成藏的關(guān)系。結(jié)果表明，潛江凹陷東、南部各構(gòu)造帶具有各異的地溫場(chǎng)及壓力場(chǎng)，其溫壓系統(tǒng)類型也存在差異，其中新溝斷壘帶、馬王廟鼻狀構(gòu)造帶、建新斷裂帶和老新鼻狀構(gòu)造帶屬于常壓常溫系統(tǒng)，總口向斜帶、拖市斷背斜構(gòu)造帶和潘場(chǎng)向斜帶屬于超壓常溫系統(tǒng)。地溫場(chǎng)及地層壓力的不同使其內(nèi)部流體的流動(dòng)形式和油氣運(yùn)移聚集的內(nèi)在規(guī)律也不盡相同。總體而言，潛江凹陷Ex油氣主要分布于流體能量相對(duì)較低的常壓常溫系統(tǒng)內(nèi)。

[關(guān)鍵詞]江漢盆地；潛江凹陷；溫壓系統(tǒng)；油氣成藏

圖1　潛江凹陷東南部地理位置及構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D

油氣在沉積盆地內(nèi)的生成與成藏過(guò)程本質(zhì)上是由地層溫度、壓力和受熱時(shí)間控制，并且是受流體浮力、水動(dòng)力、毛細(xì)管力和流體壓力共同作用的流體動(dòng)力學(xué)過(guò)程。在該過(guò)程中，盆地溫壓場(chǎng)對(duì)于油氣成藏起到關(guān)鍵的控制作用[1～4]。因此，研究沉積盆地內(nèi)地層溫度和壓力對(duì)分析油氣生成、運(yùn)移、聚集成藏的規(guī)律有著至關(guān)重要的作用。

研究區(qū)地處湖北省潛江、仙桃、監(jiān)利境內(nèi)，構(gòu)造上位于江漢盆地潛江凹陷東南部，面積約2000km2，是江漢盆地新溝嘴組(Ex)主要勘探區(qū)之一。根據(jù)構(gòu)造特征及斷裂展布，潛江凹陷東南部可劃分為馬王廟鼻狀構(gòu)造帶、建新斷裂帶、拖市斷背斜構(gòu)造帶、潘場(chǎng)向斜帶、老新鼻狀構(gòu)造帶、總口向斜帶及新溝斷壘帶共7個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元(圖1)。筆者在著重研究現(xiàn)今地溫場(chǎng)、地壓場(chǎng)及溫壓系統(tǒng)特征的基礎(chǔ)上，闡述了地溫場(chǎng)、地壓場(chǎng)與油氣生成、運(yùn)移及聚集的關(guān)系，并探討了溫壓系統(tǒng)對(duì)油氣分布的控制作用。

1地溫場(chǎng)特征

利用159個(gè)實(shí)測(cè)井溫資料統(tǒng)計(jì)分析，潛江凹陷東南部Ex現(xiàn)今地溫梯度分布范圍為2.18～3.97℃/100m(平均為3.22℃/100m)。不同構(gòu)造單元埋藏深度不同，從而造成其地溫場(chǎng)也具有各自的特征(圖2)。

在縱向上，溫度和深度呈較好的正相關(guān)關(guān)系，隨著深度的增加，地層溫度不斷增大，但地溫梯度逐漸減小。地溫梯度的變化大致可分為2段，以埋深2000m為界，埋深大于2000m的深部地層，地溫梯度約3℃/100m，埋深小于2000m的淺部地層，地溫梯度約3.4℃/100m。

在平面上，新溝斷壘帶和馬王廟鼻狀構(gòu)造帶的現(xiàn)今平均地溫梯度最高，分別為3.54℃/100m和3.32℃/100m；老新鼻狀構(gòu)造帶次之，為3.27℃/100m；拖市斷背斜構(gòu)造帶相對(duì)較低，為3.05℃/100m。造成地溫梯度差異變化的原因較多，就研究區(qū)而言，凹陷內(nèi)基底埋深較淺、蓋層厚度較薄地區(qū)地溫梯度大于基底埋深較深、蓋層厚度較厚地區(qū)，主要與基底埋深的差異、斷裂溝通深部熱液和地下水活動(dòng)有關(guān)。

2壓力場(chǎng)特征

根據(jù)實(shí)測(cè)地層壓力和鉆井資料，潛江凹陷東南部Ex現(xiàn)今流體壓力主要存在正常壓力和異常高壓2種狀態(tài)。總體而言，壓力場(chǎng)縱向分段性特征明顯，淺部壓力多為正常壓力系統(tǒng)，僅在埋深2500m處開始零星發(fā)育異常壓力，但壓力因數(shù)較低，普遍小于1.2；從埋深3150m處異常超壓發(fā)育，壓力因數(shù)大于1.2，部分達(dá)到1.7(圖3)。

圖2　潛江凹陷Ex現(xiàn)今地溫場(chǎng)特征　　　　　　　　　　圖3　潛江凹陷Ex現(xiàn)今壓力場(chǎng)特征

在平面上，不同構(gòu)造單元的壓力場(chǎng)分布特征存在差異。新溝斷壘帶和馬王廟鼻狀構(gòu)造帶壓力多屬于正常壓力系統(tǒng)，壓力因數(shù)為0.9～1.1；老新鼻狀構(gòu)造帶壓力因數(shù)大多分布在0.9～1.1，個(gè)別壓力因數(shù)大于1.1，綜合分析認(rèn)為屬正常壓力系統(tǒng)；拖市斷背斜構(gòu)造帶壓力因數(shù)為1.0～1.4，其埋深較深區(qū)發(fā)育異常超壓系統(tǒng)。總體上，凹陷深洼區(qū)流體壓力較大，向洼陷邊緣和構(gòu)造高部位，流體壓力值逐漸減少。

3溫壓系統(tǒng)類型

基于地層壓力測(cè)試和實(shí)測(cè)井溫?cái)?shù)據(jù)，對(duì)潛江凹陷東南部Ex溫壓系統(tǒng)進(jìn)行了探討和劃分。根據(jù)地層壓力和溫度關(guān)系變化特征，Ex溫壓系統(tǒng)可劃分為2種類型，即超壓常溫系統(tǒng)與常壓常溫系統(tǒng)。超壓系統(tǒng)地層壓力隨地層溫度的升高而增加，且比常壓系統(tǒng)的增加快，在地溫-地壓關(guān)系圖上，超壓常溫系統(tǒng)表現(xiàn)為斜率較大的直線，而常壓常溫系統(tǒng)則為一條斜率相對(duì)較小的直線(圖4(a))。參照地壓與深度的關(guān)系，2種溫壓系統(tǒng)約以3150m為界。

不同構(gòu)造單元溫壓系統(tǒng)存在一定的差異。新溝斷壘帶、馬王廟鼻狀構(gòu)造帶和老新鼻狀構(gòu)造帶實(shí)測(cè)地層壓力與其靜水壓力相當(dāng)，地層壓力和地層溫度有較好的線性關(guān)系，隨地層埋深呈單一的線性變化，不存在轉(zhuǎn)折和錯(cuò)斷，表現(xiàn)為統(tǒng)一的常壓常溫系統(tǒng)(圖4(b)～(d))。拖市斷背斜構(gòu)造帶地溫和地層壓力與埋深呈折線關(guān)系(圖4(e))，轉(zhuǎn)折點(diǎn)之上地層壓力隨地層溫度緩慢增加，地壓-地溫表現(xiàn)為小斜率的直線，地層壓力與靜水壓力相當(dāng)；轉(zhuǎn)折點(diǎn)之下則地層壓力隨地層溫度快速增加，地壓-地溫直線斜率相對(duì)增加，地層壓力大于靜水壓力，因此，該構(gòu)造帶溫壓系統(tǒng)類型屬超壓常溫系統(tǒng)。

圖4　潛江凹陷及各構(gòu)造帶地溫地壓關(guān)系圖

綜合地溫場(chǎng)分析和地壓場(chǎng)特征，以地溫異常值-4℃和4℃作為對(duì)地溫場(chǎng)進(jìn)行平面分區(qū)的臨界值，將地層壓力因數(shù)0.9～1.1作為對(duì)地壓場(chǎng)進(jìn)行平面分區(qū)的臨界值，對(duì)溫壓系統(tǒng)的平面分布特征進(jìn)行剖析。研究表明，新溝斷壘帶、馬王廟鼻狀構(gòu)造帶、建新斷裂帶和老新鼻狀構(gòu)造帶屬于常壓常溫區(qū)，總口向斜帶、拖市斷背斜構(gòu)造帶和潘場(chǎng)向斜帶屬于超壓常溫區(qū)。

4溫壓系統(tǒng)與油氣成藏

溫壓系統(tǒng)的特征決定了其內(nèi)部流體的流動(dòng)形式，地溫場(chǎng)及地壓場(chǎng)的不同使其內(nèi)部油氣運(yùn)聚規(guī)律也不盡相同[5]。

潛江凹陷Ex超壓型地溫-地壓系統(tǒng)主要發(fā)育于總口向斜帶、拖市斷背斜構(gòu)造帶、潘場(chǎng)向斜帶。一般而言，超壓常溫系統(tǒng)內(nèi)部地層壓力大、能量足，流體具有較高的垂向運(yùn)移能力，當(dāng)斷層活動(dòng)時(shí)，深部流體在較高的壓力作用下，可從深層向淺層做垂向運(yùn)移，油氣流體在淺層再次聚集，形成次生油氣藏和混源油氣藏[6]。因此，油氣集中分布在超壓系統(tǒng)上部是超壓常溫系統(tǒng)的重要特征。

常壓常溫系統(tǒng)主要發(fā)育于新溝斷壘帶、馬王廟鼻狀構(gòu)造帶、建新斷裂帶和老新鼻狀構(gòu)造帶，該系統(tǒng)內(nèi)部能量相對(duì)較弱，油氣難以大規(guī)模運(yùn)移，因此僅在該系統(tǒng)內(nèi)聚集成藏。

5結(jié)論

1)潛江凹陷東南部Ex地溫場(chǎng)、壓力場(chǎng)及溫壓系統(tǒng)在不同構(gòu)造單元存在一定的差異。新溝斷壘帶、馬王廟鼻狀構(gòu)造帶、建新斷裂帶和老新鼻狀構(gòu)造帶屬于常壓常溫區(qū)，總口向斜帶、拖市斷背斜構(gòu)造帶和潘場(chǎng)向斜帶屬于超壓常溫區(qū)。

2)地溫場(chǎng)及地層壓力的不同使其內(nèi)部流體的流動(dòng)形式和油氣運(yùn)聚的內(nèi)在規(guī)律也不盡相同。超壓常溫系統(tǒng)流體垂向運(yùn)移動(dòng)力強(qiáng)，在淺部形成次生油氣藏和混源油氣藏；常壓常溫系統(tǒng)能量相對(duì)較弱，油氣難以大規(guī)模運(yùn)移，多形成自生自儲(chǔ)型原生油氣藏。

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[編輯]鄧?yán)?/p>

The Geotemperature-pressure System and Their Relationship with Hydrocarbon Accumulation of Xingouzui Formation in the Southeast of Qianjiang Depression

Shen Lei

(Author’sAddress:ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,JianghanOilfieldCompany,SINOPEC，Wuhan430223，Hubei,China)

Abstract:The characteristics of geotherm, pressure and geotemperature-pressure system of Xingouzui Formation(Ex)in the southeast Qianjiang Depression were analyzed based on measured geotemperature and pressure data and well logging data. The relationship between geotemperature-pressure system and hydrocarbon accumulation was studied from the aspect of oil and gas genesis and their distribution. The results indicated that there existed distinct geothermal and pressure fields in different structural regions in the southeast of Qianjiang Depression. There were different types of temperature-pressure systems, of which the Xingou Fault Horst zone，Mawangmiao Nosing Structure Zone，Jianxin Fault Zone and Laoxin Nosing Structure Zone belonged to the normal temperature and normal pressure systems，while the Zongkou Synclinal Zone，Tuoshi Nosing Structure Zone and Panchang Synclinal Zone were normal temperature-overpressure systems. Each type of temperature- pressure system has distinct fluid flow models and hydrocarbons accumulation regulations. Overall, the distribution of hydrocarbon of Xingouzui Formation in Qianjiang Depression is mainly located in the normal temperature-normal pressure systems, which have relatively low fluid energy.

Key words:Jianghan Basin; Qianjiang Depression; geotemperature-pressure system; reservoir formation

[中圖分類號(hào)]TE311

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2016)8-0015-04

[作者簡(jiǎn)介]沈雷(1982-)，男，碩士，工程師，現(xiàn)在主要從事油氣勘探方面的工作，249723632@qq.com。

[基金項(xiàng)目]中國(guó)石油化工集團(tuán)公司重點(diǎn)項(xiàng)目(ZKD0214002)。

[收稿日期]2015-10-02

[引著格式]沈雷.潛江凹陷東南部新溝嘴組溫壓系統(tǒng)與油氣成藏[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2016,13(8):15～18.