油气成藏地质综述.docx

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油气成藏地质综述

第一章绪论

渤海湾盆地位于我国东部，总面积约20×104km2。

盆地内基本构造单元包括6个坳陷和3个隆起，即北部的辽河坳陷、中部的渤中坳陷、济阳坳陷、埕宁隆起、黄骅坳陷、沧县隆起、冀中坳陷，南部的临清坳陷和内黄隆起。

目前渤海湾盆地已形成陆上辽河、黄骅（包括冀东）、冀中、济阳、东濮等6个油气勘探开发基地，是我国主要的产油气区之一。

瀚海湾盆地深层主要是指3500m以下范围，主要涉及四大坳陷，即辽河、黄骅、济阳、冀中。

四个坳陷中，3500m以下探井总数为1409口，其中钻达4000～4500m地层的探井522口，占探井总数的37%，4500m以下探井为171口，只占深井总数的12%，可见深层揭露不多。

平均探井密度为4.6口/100km2。

其中工业油气流井212口，低产油气流井244口，显示井201口。

到目前为止，渤海湾深层已发现深部油气田和古油气地区44个，其中包括黄骅坳陷的高尚堡、柳赞、北堡、长芦等，冀中坳陷的安次东、家1井、韩家树等，济阳坳陷的渤南、五号桩、孤南和牛庄等19个局部圈闭油气田和板桥、曹5井块等两个局部圈闭气田。

翼中坳陷已钻大于4000m探井176口（1992年以前），平均井深4521m，在4000m以下深探井中有37口井获得了工业性的油气流，探井成功率达到了21.4%。

目前已发现13个深层油气藏，其中7个为油气藏，2个气顶油藏，3个凝析油气藏。

最深油气藏埋深达5200m。

此外，还发现了10个深层含油气圈闭，目前翼中坳陷深层探明的石油储量占全坳陷己探明储量的10%。

中原油田的文260井在4263～4275m于Es3地层中获低产油气流，大港油田在北大港构造带的港深13、港深31井的Es1+3地层中获商产油气流，胜利油田在渤南凹陷渤深3井445O.1～4472.4m井段Es4地层中获工业油气流，在黄骅坳陷的马东、板深13等构造的Es2+3地层中找到了深层油气藏。

大港油田近期在深层找到了亿吨级的古潜山构造，该亿吨级的石油构造名为“千米桥古潜山油气藏构造”，位于大港探区千米桥东北约1000m的海滩上。

在该构造上最近完钻的第一口探井“板深7井”完钻井深5190m，钻遇7个油气层，厚200多米，两次求产分别获日产油143m3，气27.5万m3。

和日产油617m3，气18．9万m3的高产工业油气流。

据专家预测，该构造的含油面积约40km2。

，油气当量约在1.3亿t左右。

在东濮凹陷、东营凹陷深层油气勘探也取得了一定的成效，其中东濮凹陷濮深8井最近在4500m以下的下街组Es324488.39～4647.93m井段获工业油流，日产原油23.93m3和少量的天然气。

辽河西部凹陷双南背斜带詹1井在深层获高产油气流，使辽河油区深层勘探取得重大突破。

图1-1渤海湾盆地深层油气藏分布图

辽河坳陷：

1牛居油藏,2曙光油藏，3于楼油藏,4新开油藏,5双南油藏；

黄骅坳陷：

6高尚堡油藏,7塘沽油藏,8板桥油气藏,9大港气藏；

济阳坳陷：

10桩西油藏,11渤南气藏，12胜坨油藏,13利津油藏,14富台油藏；

冀中坳陷：

15河西务油藏,16柳泉气藏,17苏桥气藏,18岔河集油藏,19高家堡油藏,20莫州油藏,21任丘油藏,22八里庄油藏,23肃宁油藏,24河间油藏,25留西油藏,26大王庄油藏,27河庄油藏，28深西油藏,29台家庄油藏,30荆丘油藏；

临清坳陷：

31文留气藏

第二章渤海湾盆地深层油气成藏基本条件

渤海湾盆地深层有较好的石油地质条件,不仅是一个找油新领域,还是一个找凝析油气和甲烷气的新领域。

一、深层暗色泥岩厚度大,生油指标好

渤海湾盆地深层烃源岩以沙三段、沙四段和孔店组暗色泥岩为主,厚度约1000～2000m，有机质丰度高,有机碳含量在0.5%～2.0%以上,总烃含量为0.8‰～1‰，氯仿沥青“A”含量约0.06%～0.4%，干酪根类型以混合型为主，属较好烃源岩。

深层源岩成熟度高，Ro值一般为0.67%～1.3%，大部分已进入凝析气生成阶段,大致在3900～4300m进入轻质油和湿气生成带上限,在4600～5300m进入下部甲烷生成带上限,油气分布分带性明显。

二、深层油气资源丰富

根据辽河、黄骅、冀中、济阳和东濮坳（凹）陷深层油气资源评价结果,渤海湾盆地深层石油剩余总资源量约50×108t，天然气剩余总资源量约6500×108㎡。

三、深层储集类型多，存在次生空隙发育带

渤海湾盆地深层属陆相湖盆沉积地层。

在早期的充填式沉积到河流相沉积、湖相和深水湖相沉积环境下,下第三系发育了多种类型的储集岩体,如冲（洪）积扇砂砾岩体、深水相浊积岩体和水下扇砂体等。

同时,在深层储集砂体中,存在两个以上次生孔隙发育带,深度在3500～3900m和3900～4200m左右。

有些地区在埋深4500m以下还存在次生孔隙发育带。

根据黄骅坳陷北大港、板桥和高尚堡等构造的储层电镜扫描、薄片鉴定结果,3200～3800深度的储层孔隙度一般在10%～20%,新港57井在4800m深度孔隙度仍有15%～18%（见图2-1a）,这与次生孔隙有关。

东营凹陷3500m以下,沙四段盐膏层以下的砂岩储层孔隙度一般为4%～10%,但有的可达12%以上。

东濮凹陷埋深3900～4200m砂岩储层平均孔隙度为6.2%,出现孔隙度为10%～15%的次生孔隙发育带。

冀中坳陷饶阳凹陷的榆15井、楚22井,3800～4500m井段孔隙度背景值为8%左右,同样出现了14%～16%的孔隙异常带（见图2-1b）。

四、圈闭条件好，圈闭类型多

1994年以来,渤海湾沿岸各油田和渤海湾盆地深层石油天然气勘探项目经理部对盆地深层老地震资料进行复查和评估,并对部分地震资料重新处理和解释,重新落实原有的深层圈闭,对深层圈闭及类型有了新认识。

深层不但存在着断块、断鼻、断背斜、逆牵引背斜等构造圈闭,而且还存在岩性（非构造）圈闭。

据统计,渤海湾盆地深层共有102个二级构造带,294个局部构造,总圈闭面积2836㎞2；此外还发现非构造圈闭129个。

渤海湾盆地深层存在的多种类型圈闭,特别是构造圈闭,往往是中、浅层构造向深层的延伸。

因此,深层圈闭应是复式油气聚集带的重要组成部分。

五、深层存在4个勘探领域

根据现有资料分析,渤海湾盆地深层存在4个油气勘探领域：

①围绕生油深凹陷的深部背斜带,具有油层厚度大、储层物性好和油气丰度大等特点,如北大港断裂带下盘唐家河一六间房深层构造带,辽河西部凹陷双台子一鸳鸯沟一马圈子构造带；②盐下深部断裂背斜带,如东营凹陷盐膏层下断裂背斜带（见图2-2），霸县凹陷岔河集一高家堡和东濮凹陷文留一文南中央背斜带；③深凹陷内部深层挤压背斜带,如沾化凹陷渤南地区,饶阳凹陷武强一留楚地区和廊固凹陷柳泉构造带；④深凹陷内部浊积岩体油气富集区,如东营凹陷胜北一民丰斜坡带及牛庄洼陷和歧口凹陷北斜坡等。

（a）新港57井；（b）榆15井，楚22井

图2-1深层砂岩孔隙异常图

图2-2东营凹陷郝家构造剖面图

（据胜利石油管理局地质科学研究院）

第三章渤海湾盆地深层油气成藏特征

图3-1渤海湾盆地深层油藏模式图

①逆牵引背斜油藏；②砂砾岩体油藏；③挤压背斜油藏、塑性拱张背斜油藏；

④披覆背斜油藏；⑤基岩潜山油藏；⑥岩性体油藏

一、超压封闭型油气藏

渤海湾盆地内深层高压封闭油气藏分布较为普遍，其中黄骅坳陷发现的深层油气田多属此种，其共同特点是：

①具封闭的高压系统，压力系数一般为1.3～1.6，属异常压力过渡带一超压带。

②具良好的生储盖层组合。

封闭系统常常出现在拉张裂陷持续稳定沉积的条件下，易于形成区域性分布且封盖能力强的泥岩顶板层（盖层）或隔层。

如沙一中亚段区域盖层．沙三段上部泥岩盖层。

特定条件下形成膏岩岩盖层，如东营凹陷沙四段及东濮凹陷沙三段发育的膏岩层。

③以自生自储的原生油气藏居多，通过断层的垂向运移不明显。

④储油层往往位于欠压实的泥岩或膏岩盖层之下，并具有较发育的异常孔隙。

⑤油藏油水关系较为简单，背斜油藏具统一的油水界面。

⑥油质轻、油气比高，具高压高产持点。

大港油田的马西深层油气田埋深3800～4000m，为典型的高压、高产、高丰度、开发效果好的牵引背斜油气藏。

此外在东濮凹陷中发现的杜寨、文东等油气藏以及在廊固凹陷发现的大兴砂砾岩体油藏、曹家务油藏等均带超压封闭性。

二、构造岩性油气藏

该类型油气藏目前在东濮凹陷发现较多．主要分布在东部洼陷陡坡带、洼陷轴部和中央隆起带的低斜坡带，位于沙三下亚段和沙四段上部泥岩、膏岩层之下，主要靠构造背景上的岩性变化或反向断层遮挡形成半背斜、断鼻、岩性圈闭等油气藏。

一般含油规模小、单并产量较低，以中小型油气藏居多，如文东、李屯、刘庄、杜寨等油气藏属此类。

这些油气藏亦存在高压异常，在紧临高压异常层之下的储层由于充满油气减缓了压实，甚至因热膨胀流体压力增高而产生裂缝，使物性有所改变。

但另一方面往往因储层孔喉太小、渗透率很低致使毛细管压力大，增加了流体的排替阻力，影响油气产量和丰度。

三、凹陷中的大型背斜油气藏

深层油气勘探应着眼于凹陷中的大型背斜构造油气藏。

该类油气藏一般具有油气富集程度高、含油气规模大、单并产量高、效益好的特点。

前文已述，渤海湾盆地深层在构造与沉积重力作用下形成了一系列挤压背斜、塑性拱升背斜、滑塌背斜、逆牵引背斜等构造，配合构造背景上分布的大砂体，构成了深层勘探的首要目标。

目前发现的该类油气田或油藏有高家堡一岔河集挤压背斜油藏、板桥深层挤压背斜油气藏、马西逆牵引背斜油藏、濮城逆牵引背斜油藏、长芦滑塌背斜油藏、高尚堡拱升背斜油藏等。

这些深层油气藏虽然构造规模大小不一，但已探明的石油储量一般都在800×104～1000×104t以上，有的储量达5000×104t以上，单井试油日产量一殷为25～50t左右，且预测资源量较大。

第四章渤海湾盆地深层油气分布规律

一、强烈拉张裂陷伴有压扭性应力场是深层油气藏形成的有利区域构造背景

渤海湾盆地是新生代裂陷盆地,在中生代左旋挤压应力场作用下形成的一系列北北东向斜列舒缓褶皱背景上,经喜山运动右旋拉张伸展而形成。

盆地的演化除受拉伸断陷造成的块体翘倾活动控制外,还受北东向的3条走滑断裂（郯庐断裂,黄骅—德州—东明断裂,霸县—束鹿—邯郸断裂）活动控制。

由于存在走滑断裂活动产生的剪切—挤压应力和盆内侧向重力滑动作用,加之盆缘刚性边界条件不同,往往在走滑断裂两侧和周缘出现压扭性构造群,如沿黄骅—德州—东明断裂带,自南向北形成了一系列北东向右列构造（如东濮凹陷的三春集、马厂、桥口、白庙、文留、濮城、卫城构造,黄骅坳陷的张北、马棚口、马东、唐家河、白水头、高沙岭、驴驹河、长芦构造）,形成沿走滑断裂带分布的深层构造和构造—岩性油气聚集带。

二、持续沉降型凹陷及其主断陷期控制生烃规模和油气分布

渤海湾盆地经历了裂陷初期、裂陷兴盛发展期、裂陷稳定衰退期三个演化阶段,以始新世和渐新世早期伸展强度最大,在孔店组沉积期形成了封闭性湖盆,在沙三段沉积期形成深大湖盆。

深层八大重点勘探凹陷（辽西、歧口、板桥、饶阳、霸县、东营、沾化、东濮凹陷）为典型的持续沉降型断陷,沙三段沉积期为主断陷期,形成了厚层优质烃源岩,以高有机质丰度、高生烃强度、高产烃量、高成熟、母质类型优越为突出特点,已发现的深层油气藏均紧邻生油中心呈环带状分布,显示出深层更加明显的源控规律。

持续沉降并以沙三段沉积期为主断陷期的凹陷还有辽东、大民屯、北塘、惠民、深束等凹陷,但深层有利勘探面积较小,与重点勘探凹陷相比,勘探潜力相对较小。

黄骅坳陷沧东—南皮凹陷和冀中坳陷晋县凹陷不是持续沉降型凹陷,但主断陷期（孔店组沉积期）拉张量和拉张速率与东营、岐口等凹陷沙三段沉积期相近,发育了深层孔二段优质烃源岩。

三、大型背斜构造带和高压封闭岩性体为主体的多类型构造带是深层油气聚集的重要条件

渤海湾盆地各断陷在拉张、压扭、拱升3种构造作用下形成,断裂多具张扭滑脱性和生长性,除少数一、二级断裂断至基岩外,多数断裂在3km以下深度逐渐变缓,滑脱消失于沙河街组下部塑性地层内,后期由主断裂派生的分支断层下切不深,因而深部与中、浅层构造发育明显不同,断裂相对较少,发育以大型的背斜构造带和高压封闭岩性体为主体的多类型构造带,是深层大规模油气聚集的重要条件。

四、油气富集高产的关键是要有厚砂体存在

渤海湾盆地各断陷（凹陷）主断陷期普遍发育了多种类型的高密度流大砂体。

这些砂体规模较大,特别是扇中主体水道或分支水道、重力流主体水道,常发育厚层成组砂体。

在长期的深水环境中,砂体被深湖相泥岩包围,生储盖组合良好,埋藏压实过程中易成为高压封闭体,当与凹陷中的构造相配置时,则成为深层最佳成藏系统。

长芦滑塌背斜油藏、马西逆牵引背斜油藏、岔河集—高家堡挤压背斜油藏之所以能富集高产,关键就在于高压封闭的背斜构造与厚砂层之间有良好配置关系。

五、深层高压异常带和异常孔隙的发育是油气富集高产的决定性因素

在渤海湾盆地深层,普遍存在高压异常带和次生孔隙发育带。

持续沉降的深湖盆和水体稳定扩张期都有利于形成高压异常封闭；深层次生溶蚀孔隙带的形成,除与砂体类型、岩性、粒级等有关外,更重要的是烃源岩热演化脱羧作用产生的大量有机酸进入地层水而使溶解作用增强。

高压异常带的存在、盆地埋藏过程中的升降变化以及烃类早期生成进入储集层等,都可使储集层保持较高的异常储集空间。

据已发现的长芦、马西深层油田（均为高压异常）储集层资料,埋深约4.0～4.2km时仍保持15%～20%的异常孔隙度,埋深约4.5km时还存在孔隙度为10%～13%的储集层。

目前尚难掌握次生孔隙发育带的分布规律（特别是平面分布规律）,是深层勘探面临的重要的研究课题。

六、构造迁移性决定深层油气藏平面分布规律

渤海湾盆地裂陷作用从早到晚由周边向中心迁移,即由西向东、由南向北（南部）、由北向南（北部）,最后集中到渤海海域。

孔店组—沙四段沉积期,裂陷主要发生在临清坳陷、东濮坳陷、冀中坳陷西部、济阳坳陷南部、昌潍坳陷和黄骅坳陷南部,辽河坳陷沙四段沉积期主要在辽西凹陷和大民屯凹陷发生裂陷；沙三段—沙二段沉积期全盆地发生裂陷作用；沙一段—东营组沉积期,裂陷活动迁移至渤海海域。

因此,沙四段—孔店组油气藏主要分布于冀中坳陷西部、黄骅坳陷南部和东营凹陷；沙四段油气藏主要分布于辽西凹陷和大民屯凹陷；沙三段油气藏

主要分布于东濮凹陷中北部、冀中坳陷东部、济阳坳陷和辽河坳陷；沙一段—东营组油气藏主要分布于环渤海海域。

各坳陷的构造迁移性也有上述规律,决定了每个坳陷深层油气藏的平面分布规律。

如黄骅坳陷的沙四段—孔店组油气藏分布于沧东—南皮凹陷,中北区主要为沙三段油气藏,海域主要为沙一段—东营组油气藏；冀中坳陷沙四段—孔店组油气藏主要分布于其西部,沙三段油气藏则主要分布于其东部;辽河坳陷沙四段油气藏主要分布在辽西凹陷和大民屯凹陷,沙三段油气藏在各凹陷都有发育,沙一段；东营组油气藏主要分布于海域；济阳坳陷的沙四段—孔店组油气藏主要分布于东营凹陷,沙三段油气藏在东营凹陷、惠民凹陷和沾化凹陷都有发育,沙一段—东营组油气藏主要分布于海域。

第五章渤海湾盆地深层油气资源潜力

从目前勘探情况来看，渤海湾盆地各坳陷（或凹陷）深层都有较好的油气形成条件，渤海湾盆地深层烃源岩以沙三段、沙四段和孔店组暗色泥岩为主，Es4～Ek组烃源岩形成于盆地裂陷初期发育阶段，烃源岩分布相对局限，孔店组（Ek）暗色泥岩主要分布于黄骅坳陷南区和济阳坳陷，其暗色泥岩厚度一般为100～500m，有机碳含量0.58%～3.48%，氯仿沥青“A”含量约0.037%～0.28%，总烃含量为（152～1905）×10-6，（表5-1，图5-1～5-4），干酪根类型为Ⅰ～Ⅲ型，Ro为0.8%～1.37%，为较好的烃源岩。

Es4段烃源岩主要分布在辽河盆地西部坳陷、大民屯凹陷和东璞凹陷等，是上述各坳陷深层的主力烃源岩之一。

其暗色泥岩厚度一般为100～600m，有机碳含量1.5%～2．83%，氯仿沥青“A”含量约0．1l54%～O.216%，总烃含量为（587～1142）×10-6（表5-2），干酪根类型以Ⅱ1～Ⅱ2型为主，Ro为0.7%～2.0%，也是一套较好的烃源岩。

渤海湾盆地深层Es3组烃源岩形成于盆地全面发育的深陷期，因此是深层分布最广的烃源岩层，在各个主要凹陷中几乎均有分布，其暗色泥岩厚度大，生烃指标好，是渤海湾盆地深层的主力烃源岩。

暗色泥岩厚度一般为200～1000m，有机碳含量0.45%～2.17%，氯仿沥青“A”含量约0．047%～0.176%，总烃含量为（152～1000）×10-6，Ro为0.6%～1.3%，为好烃源岩。

渤海湾盆地除了上述几套以第三系为主的烃源岩以外，其中生界和古生界（石炭～二叠系煤层和下古生界碳酸盐岩）地层也有一定的生烃潜力，其中中生界和古生界烃源岩部分生烃指标甚至与第三系烃源岩相当（表5-2，图5-1～5-4），目前渤海湾盆地深层烃源岩在大部分拗陷中均处在生油高峰期～凝析气生成阶段，大致在3900～4300m进入轻质油和湿气生成带上限，在4600～5300m进入下部甲烷生成带上限，油气分布分带性明显（康竹林1996）。

表5-1济阳坳陷深层烃源岩基本地球化学特征对比

图5-1济阳坳陷各层系深层烃源岩有机碳含量变化对比

图5-2济阳坳陷各层系深层烃源岩

“A”（‰）含量变化对比

图5-3济阳坳陷各层系深层烃源岩总

烃（‰）含量变化对比

图5-4济阳坳陷各层系深层烃源岩

Ro（%）变化对比

表5-2辽河盆地深层烃源岩基本地球化学特征对比

注：

圆括号中数字为样品数

根据二次资源评价结果，渤海湾盆地仅新生界就有深层剩余石油资源45亿t以上，深层剩余天然气资源量超过7000亿m3（胡秋平等，1998）。

其中深层石油资源量在5亿t以上的凹陷有东营凹陷、歧口凹陷、饶阳凹陷和东濮凹陷（表5-3，图5-5），深层天然气资源量超过500亿m3的凹陷有歧口凹陷、东营凹陷、东濮凹陷、板桥凹陷和辽河西部凹陷（表5-3，图5-6），因此，加强对上述诸凹陷深层石油和天然气资源的勘探和开发，必将会有所突破。

这不仅是渤海湾盆地今后一个重要的勘探方向和领域，同时也将会对“稳定东部，发展西部，油气

并重”的我国石油工业发展战略做出积极的贡献。

表5-3渤海湾盆地各凹陷深层油气资源量状况对比

图5-5渤海湾盆地各凹陷深层石油资源量对比

图5-6渤海湾盆地各凹陷深层天然气资源量对比

第六章渤海湾盆地深层油气勘探方向

一、近期深层勘探的主要含油气层系——古近系

到目前为止，对于盆地古近系深层含油气层系进行了资源评价，其深层资源量为30.6×108油当量。

其中，孔店组二段，沙河街组四段、三段以及沙河街组一段至东营组分别占总量的17.1%、20.5%、47.4%和15.0%，沙河街四段和三段是主要含油层位，约占总量的三分之二。

为此，首先应加大这套含油气层系，特别是沙河街四段和三段原生油气藏的勘探，加强针对中浅层已知含油气圈闭构造带内的深层构造部位的勘探。

其次是寻找深层烃源岩覆盖或经断层而接触的低位序“新生古储”的潜山油气藏。

如胜利油区近年来在济阳坳陷西北部基岩断层上升盘探明一个石油地质储量大于3200×104t的富台低潜山油藏，埋藏深度达4600m，便是一个很好的例证。

二、上古生界煤系地层潜力巨大

渤海湾盆地面积约20×104km2，其西部的鄂尔多斯盆地面积约32×104km2，这两个盆地的上古生界煤系地层同属于华北地台的组成部分。

由于它们具有相同或相近的沉积史、构造发育史和烃类演化史，所以这两个盆地上古生界烃源岩均具有二次生烃发育特点。

近几年（1999—2001），在鄂尔多斯盆地西北部于此套煤系地层中发现并探明了我国最大的天然气田——苏里格气田，探明的天然气地质储量达数千亿立方米。

与鄂尔多斯盆地地质条件相近的渤海湾盆地，在以往的深层油气勘探中发现了许多以这套煤系地层为烃源岩的气藏，如冀中坳陷的苏桥气藏、临清坳陷的文留气藏、济阳坳陷的曲古1气藏和义155气藏等。

尽管如此，这套地层的勘探程度还很低，仍有巨大的资源潜力，有待进一步的研究、评价和探索。

三、下古生界海相石灰岩深层油气勘探

近年来，在黄骅坳陷发现并探明的孔古3潜山构造，是渤海湾盆地发现的唯一一个奥陶系原生含油构造。

它的发现，证明了渤海湾盆地奥陶系碳酸盐岩生成的烃类可以形成工业性油藏。

因此，盆地各凹陷普遍分布的下古生界海相地层的油气勘探有重要意义。

加大下古生界油气综合研究和评价，积极进行探索，可拓宽盆地深层油气勘探新领域。

参考文献

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