刘娟金湖凹陷阜宁组油气成藏期次分析.docx

1、刘娟 金湖凹陷阜宁组油气成藏期次分析中国石油大学（华东）毕业设计（论文）金湖凹陷阜宁组油气成藏期次分析学生姓名：刘 娟学 号：07133107专业班级：资源（中石化）07-1班指导教师：陈 勇2011年6月27日摘 要本文综合利用地质、地球化学、地球物理等资料，采用流体包裹体均一温度结合热史-埋藏史研究方法，对金湖凹陷阜宁组油气成藏期次进行了划分。在对油藏地质特征油源特征、储集层特征、盖层、保存条件等特征研究的基础上，通过油源对比，阐明了烃源岩与油气成藏的成因关系，明确了阜宁组有阜二段、阜四段两套有效烃源岩。根据烃源岩主要排烃期、圈闭形成时间及流体包裹体均一温度结合热史-埋藏史对金湖凹陷阜宁组

2、油气成藏期次进行划分：油气成藏发生在三垛组沉积期，其中阜二段储层中注入时间较早，在44Ma，而阜三段储层储层中油气注入相对较晚，在42Ma左右。平面对比来看，阜二段油气储层的油气注入时间存在差异，三河次凹（43Ma左右）早于唐港地区（40Ma），具有西早东晚的变化趋势。关键词：金湖凹陷；阜宁组；流体包裹体；均一温度；油气成藏期次ABSTRACTBased on the data of geology, geochemistry and geophysics,adopting the inclusion of the uniform temperature combined with the t

3、emperature-buried history research methods, the jinhu depression of Funing group of oil-gas accumulation times are classified.On the basis of reservoir geological characteristics in-oil source characteristics,reservoir characteristics, reservoir covering stratum characteristic study, through the oil

4、 source contrast, expounded the hydrocarbon source rocks and hydrocarbon accumulation, made clearly the relationship between the causes of funing group has two sets of effective hydrocarbon source rocks: Fu 2 formation, Fu 4 formation. On the basis of the inclusion of uniform temperature combined wi

5、th the temperature-buried history research methods to divide the jinhu depression of funing group of oil-gas accumulation times： the oil-gas accumulation time of Fu 2 formation compared with the Fu 3 formation that in 42Ma or after, is early,which in 44Ma, most of the sedimentation times is Es. Plan

6、e to see， was for the comparison of the reservoir of oil and gas injection time difference between the Three river subprime sag (43 Ma or so) in earlier than tang port area （40 Ma）, has the change trend of west earlier than east.Keywords: Jinhu depression; Funing group; fluid inclusions; uniform tem

7、perature; oil and gas accumulation period目 录第1章 前 言 11.1 研究目的及意义 11.2 国内外研究现状 11.3 研究内容与技术路线 21.3.1 研究内容 21.3.2 技术路线 3第2章 区域地质概况 42.1 工区位置及勘探现状 42.2 构造特征 52.2.1 构造格架 52.2.2 构造演化 62.2.3 断层特征 62.3 沉积发育特征 7第3章 阜宁组油藏地质特征 113.1 油源特征 113.1.1 有机质丰度 113.1.2 有机质类型 113.1.3 有机质成熟度 123.1.4 油源对比 123.2 储集层特征 153.

8、2.1 储集层类型 153.2.2 储集层孔隙类型及物性特征 163.2.3 储集层自生矿物 183.3 盖层特征 183.4 保存条件 19第4章 阜宁组油气成藏期次 214.1 根据烃源岩主要排烃期 214.2 根据圈闭形成时间 224.3 根据流体包裹体均一温度 224.3.1 流体包裹体研究的理论基础和技术方法 224.3.2 包裹体产状及均一温度分布特征 234.4 油气成藏期次研究 244.4.1 唐港地区 244.4.2 三河地区 25第5章 结 论 28致 谢 29参考文献 30第1章 前 言1.1 研究目的及意义经过数十年的勘探，金湖凹陷已发现了丰富的油气资源，以下第三系古新

9、统阜宁组为主要的油气富集层段，其中阜宁组油气主要来源于阜二段。前人已经对研究区油气富集规律及成藏期次进行了大量的研究，但还缺乏利用流体包裹体研究油藏成藏期次。从勘探潜力与勘探意义上来看，金湖凹陷三河次凹、龙港次凹是金湖凹陷勘探比较有利的两个地区本文是在前人研究成果的基础上，以多学科理论为指导，综合应用地质、地球化学和地球物理等多种信息，采用流体包裹体研究方法，对金湖凹陷阜宁组进行油气成藏的地质特征进行分析，并对含油气成藏期次进行划分，探讨油气成藏分布规律。因此，开展这项研究，将具有显著的经济效益和重要的理论意义。1.2 国内外研究现状流体包裹体作为研究石油地质的重要工具，对于研究油气的运移、成

10、藏和成熟度具有十分重要的意义。流体包裹体理论研究、包裹体分析技术和方法的改进直接影响着油藏地球化学、成藏动力学的研究（贺向阳，2000）。综合分析研究油包裹体的均一温度、盐度和荧光特性等对于更加科学地利用流体包裹体测试所提供的各种信息进行油气勘探具有重要地理论和实践意义。自1984年Haszeldine等在Nature上发表文章指出流体包裹体在储层成岩作用和油气成藏期次研究中的重要应用以来（Haszeldine et al，1984），烃类包裹体的研究已有三十多年的历史，并在油气成藏等石油地质领域得到了广泛的应用，成为降低勘探风险，提高勘探成功率的主要手段，越来越为人们所接受和重视。储层流体包

11、裹体研究是当今石油、天然气研究领域的前沿方向和热点之一，可以为定量描述油气形成和储层成岩作用机制提供基础依据（燕烈灿，2000）。Burruss在1985年利用储集岩自生碳酸盐相对具有荧光效应的石油包裹体和产状，结合埋藏史，确定了阿曼和阿联酋白垩系灰岩中的石油运移时间。Nedkvittne在1993年利用自生矿物内包裹体的烃类分子特征，并结合详细的成岩作用研究以及液体包裹体的显微测温结果确定Ula油田的石油到达时间。McNneil在1995年通过分析宿生于矿物中的流体包裹体以及硬石膏和较少的重晶石胶结物的硫同位素，确定了一些自生矿物的成岩环境和引起这些矿物从中沉淀的流体物源；Norman等在1

12、995年通过分析流体包裹体，研究了乌拉油田的连续充注模式、充注方向等。Chen等在1997年对琼东南盆地流体包裹体及精细埋藏史研究表明，早期油气运移发生于上新世（518-210Ma），而油气大量进入储层的第三期含烃热流体活动于210Ma之后。我国引入流体包裹体技术在80年代末期，我国不少学者根据我国陆相生油的特点，对包裹体技术进行了发展和创新。80十年代初傅家谟等在1980年和施继锡在1987年开始将流体包裹体方法用于研究我国古生界碳酸盐岩热演化程度，划分油气形成和演化阶段，根据包裹体观测与分析数据提出了碳酸盐烃源岩与油气储层含烃性能的评价 方法和指标；粱志刚等在1998年在白音查干凹陷达尔其

13、构造油藏评价和辽河盆地深层油气潜力评价中，提出了将流体包裹体分析技术和精细时、热史-埋藏史恢复的盆地模拟技术相结合来研究砂岩油藏注入史的工作方法；张金亮等在1988年在分析和探讨民和盆地油气藏的形成的烃类流体包裹体注入储层的时间以及成藏史，评价烃类勘探潜力，时也应用了该项分析方法。二十世纪八十年代到现今，是包裹体技术逐渐完善的阶段。国内不少专家学者例如查明、周瑶琪、卢焕章、王红军、蔡迎春、刘斌、沈坤等多年来一直从事流体包裹体研究，不断介绍国外研究动向及成果，发表了一系列教材、专著、论文、译著及大量研究成果，对我国流体包裹体技术的发展做出了大量的贡献。1.3 研究内容与技术路线1.3.1 研究内

14、容本文立足于金湖凹陷勘探实践，通过在了解金湖凹陷的生储盖特征、保存条件的基础上进行油源对比，根据烃源岩的主要排烃期、圈闭形成时间及流体包裹体的均一温度研究方法，对金湖凹陷阜宁组油气成藏期次进行研究。究研内容包括：（1）油藏地质特征1）油源特征：有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度、油源对比。2）储集层特征：储集层的储集类型、孔隙类型、物性特征、储集层自生矿物。3）盖层特征：泥岩盖层主要以E1f2+3 、E1f4两套为主，配合区域性盖层E2d1、E2s、E1f2等，其厚度大，封闭性好。4）保存条件（2）成藏期次研究根据烃源岩的主要排烃期、圈闭形成时间及包裹体均一温度结合热史-埋藏史图确定油气成藏

15、期次：流体包裹体研究的理论基础和技术方法、包裹体产状及均一温度进行油气成藏期次研究。1.3.2 技术路线（1）油藏地质特征研究：通过构造特征及沉积特征，研究区块内油藏的生储盖特征及油源对比。（2）油藏成藏期次研究：在对研究区油藏地质特征研究的基础上，通过烃源岩的主要排烃期、圈闭形成时间及流体包裹体均一温度结合热史-埋藏史的方法确定金湖凹陷阜宁组油气的成藏期次。具体技术路线图如图1-1所示：图1-1 技术路线图第2章 区域地质概况2.1 工区位置及勘探现状金湖凹陷位于苏北盆地东台坳陷西部，形成于晚白垩纪之后，是一个由于断块体的差异升降而形成的南断北超的箕状凹陷，杨村断层为凹陷的边界大断层，石岗及

16、铜城断层为次一级断层。北起建湖隆起，南至天长凸起、菱塘桥低凸起，西与张八岭相连，东邻柳堡低凸起，地跨江苏、安徽两省，面积5000km2。凹陷北部有三河、汜水次凹相隔石港断层，唐港构造带；凹陷南部有汊涧、龙岗次凹，受控于杨村断层，成北北东向展布。在东西向建湖隆起、天长凸起的控制下受到北东向柳堡低凸起、菱塘桥低凸起及边界杨村断裂的制约，阜宁组沉积时期形成南断北超、南缓北陡的箕状凹陷，并呈北东向展布。吴堡事件后，区内北东向断裂发育，阜宁组时期的单一箕状凹陷在三垛期进一步分割为南、北两个断陷（图2-1），主要表现为：（1）以北东向三河次凹为中心，东为石港断裂带，西为刘庄斜坡，具有东陡西缓的箕状凹陷结构

17、；（2）以龙岗次凹为中心，西南为铜城断层，东南为杨村断层，东、西、北、三面为斜坡的南陡北缓的箕状凹陷结构。图2-1 金湖凹陷构造区划图（江苏石油勘探，1998）经过50余年的勘探，金湖凹陷发现了一批以复杂断块油气藏为主的中、小型油气田。截止目前，金湖凹陷已发现探明地质资源量16900万吨，探明8316万吨，中深层（2100m）低渗透储量734万吨，已进入中高成熟勘探阶段。从勘探潜力与勘探意义上分析来看，金湖凹陷的龙岗次凹与汜水次凹是金湖凹陷勘探比较有利的两个地区。今后勘探的主要方向是向深层、隐蔽性油气藏发展。金湖凹陷多为低渗透型油藏。地质研究与勘探实践表明，金湖凹陷目前已进入中高勘探程度阶段，

18、勘探难度越来越大。因此，利用油气勘探的新理论新方法，对研究区开展深入研究，成为油气勘探工作者的当务之急。2.2 构造特征2.2.1 构造格架阜二段沉积时期苏北盆地属于亚热带近海潮湿断陷型沉积盆地。由于库拉-太平洋板块向北斜向俯冲运动，导致苏北-南黄海盆地产生强烈的区域性拉张。在阜二段沉积时期（约60.2-58.4Ma），盆地已进入拉张阶段中期，即盆地的断陷期。金湖凹陷阜二段沉积时期的古构造格局：受凹陷东南侧的杨村边界大断层控制，自动而西，形成龙岗次凹、汜水次凹以及它们之间的卞闵杨玄武岩台地；三河次凹及龙岗、三河次凹以西的广阔的西部斜坡带，是控制金湖凹陷阜二段沉积的重要因素（图2-2）。图2-2

19、 金湖凹陷阜宁组主要断裂及圈闭（油藏）分布（江苏石油勘探，1998）金湖凹陷伸展构造和走滑构造是盆地并存的两个构造系统，它们在空间上互相利用和改造，形成复杂的构造叠加和复合关系，从而形成金湖凹陷现今的构造面貌，控制了烃源岩、储集体的发育和分布，并控制了圈闭的形成和油气的分布。杨村断层中部走向为近东西向，主要受近南北向拉张应力作用，龙港次凹结构呈现出南断北超的特点，南部为断阶，向北依次为深凹、斜坡。杨村断层东部变为北东走向，由于断层活动强度减弱，沉降中心偏离大断层，氾水次凹呈现坳陷的特征。2.2.2 构造演化研究区因受到区域构造运动的影响，经过吴堡构造事件的改造以后，在晚白垩世-古新世时期经历了

20、强烈坳陷-断陷阶段（表2-1）。构造活动以张性剪切和拉张交替为特点，金湖凹陷总的格局是东高西低。期间阜一段、阜三段为断陷期，结合泰一段形成了盆地的主要断层。阜二段、阜四段为坳陷期，开始湖侵，沉积了一套半深深湖相深色泥岩、泥灰岩等。表2-1 金湖凹陷构造、地层划分表（据钱基，2000修改）地层距今年龄（Ma）最大厚度（m）构造运动及沉积类型主要地质事件界系统组段代号新生界第四系全-更新统东台组Qd2.0183坳陷沉积新近系上-中新统盐城组二Ny211.3469三垛运动（断陷沉积）三垛事件吴堡事件一Ny124.6482古近系渐新统38.00始新统三垛组二E2s245.0766吴堡运动（坳断陷陷、沉

21、积）一E2s150.5655戴南组二E1d253.0563一E1d154.9572古新统阜宁组四E1f456.0480三E1f358.0353二E1f260.2287一E1f165.0704中生界白垩系上统泰州组二K2t275.0209一K2t183.04852.2.3 断层特征受郯庐断裂的影响，在金湖凹陷广泛发育断层构造。在东部地区字墩塘到宝应斜坡带，发育有一系列NE向断层，断层展布规律强，表明了是在统一应力场作用下的结果。在西斜坡地区，发育有NE、NNE向正断层，也是受郯庐断裂右行走滑作用而产生的走滑断层，二者之间地带，杨村铜城断裂带、石港断裂带构造以NE向构造断层为主。2.3 沉积发育特

22、征下第三系古新统阜宁组（E1f）是一套水进式沉积，岩性自下而上由粗变细，属正旋回，厚约1100-1500米。进一步可细分为四个段，自下而上可分为阜一段（E1f1）、阜二段（E1f2）、阜三段（E1f3）、阜四段（E1f4），岩性段之间大都整合接触，岩性由粗到细可分为二个正旋回，正旋回上部的阜四段和阜二段的半深-深湖相泥岩为主的岩系是主要的生油岩系。（1）阜四段（E1f4）：由灰黑色泥页岩夹薄层泥灰岩与油页岩组成。缺乏明显向上变细的河道层序，主要表现为浅湖泥岩夹砂坝和席状砂及远砂坝砂体。阜四段属于恒定物源供给的三角洲体系。砂体仅在西南一隅发育，主要为浅湖-半深湖相沉积（图2-3）。该段顶界与戴南

23、组呈假整合接触，与下伏阜三段呈整合接触。阜三-阜四段构成一明显的粗-细沉积旋回。图2-3 金湖凹陷阜四段沉积相平面分布图（张金亮等，2002）（2）阜三段（E1f3）：灰色粉细砂岩与灰黑色泥岩互层。根据岩心描述可确定阜三段主要为三角洲前缘沉积，以水下分流河道、河口砂坝和席状砂等沉积微相为主。物源主要来于张八岭隆起和建湖隆起，砂体厚度20-30m。卞闵杨、西斜坡地区三角洲继承性发育，砂体厚度20-30m。此外，在宝应一带，由于北部的物源形成了新的三角洲前缘沉积（图2-4）。图2-4 金湖凹陷阜三段沉积相平面分布图（张金亮等，2002）（3）阜二段（E1f2）：主要岩性以灰黑色泥岩夹泥灰岩、油页岩

24、及生物灰岩为主，岩性有细到粗。在其底部及中下部为暗色泥岩夹粉砂岩和具有空隙结构的生物灰岩，常形成良好的自生自储的生储盖组合，厚度为0-350m。阜二段沉积相是比较典型的滩、坝类型。通过岩心描述和分析，阜二段碎屑岩主要为河控三角洲沉积。三角洲前缘是该区三角洲砂体堆积的主体（图2-5）。阜二段发育了西斜坡和卞闵杨两个稳定的物源体系。在西斜坡地区形成了较厚的三角洲前缘沉积，砂体厚度30-50m不等。卞闵杨地区的三角洲沉积规模较小，物源来自天长凸起。可见，阜二段沉积早期，随着湖泊水体的加深，三角洲沉积作用开始活跃，形成了正常的湖泊河控三角洲体系。在阜二段沉积中后期，随着河流供屑能力的减弱，开始生成碳酸

25、盐沉积，岩性以生物灰岩为主，见少量薄层鲕粒灰岩和藻灰岩。图2-5 金湖凹陷阜二段沉积相平面分布图（张金亮等，2002）图2-6 金湖凹陷阜一段沉积相分布图（张金亮等，2002）（4）阜一段（E1f1）：主要为红色砂泥岩沉积，系整个阜宁组正旋回的底部次级旋回，岩性由粗到细。根据钻井取心沉积特征分析，阜一段为浅水充氧陆源湖波沉积，湖泊水体相对较浅，沉积作用类型以浅水三角洲体系的分流河道，分流间和远端席状砂为主，河口砂坝砂体发育较差（图2-6）。湖泊砂体主要为季节性的河流沉积，因凹陷中心的地形坡度变缓，因此凹陷中心未形成教“深水”沉积，内栖生物的潜穴活动，产生了广泛的氧化。整个凹陷大体为河道和砂泥互

26、层的正韵律。砂体厚度自边缘向凹陷中心变薄，但砂体的形态受到物源的控制。第3章 阜宁组油藏地质特征3.1 油源特征金湖凹陷共发育了两套生储盖组合，生油层分别是阜二段和阜四段的以灰黑色泥岩为主的生油岩。金湖凹陷E1f2 、E1f4两套烃源岩均为深半深湖相泥岩、泥灰岩组成。有机母质类型好，有机丰度较高。油源特征包括有机质丰度、类型、成熟度等。3.1.1 有机质丰度烃源岩中有机质是油气形成的基础，是决定岩石生烃能力的主要因素。有机质丰度的指标包括有机碳含量（TOC）、氯仿沥青“A”、总烃含量（HC）等（黄第藩等，1994）。根据黄第藩等在1994年根据我国陆相烃源岩有机质丰度，提出有机质丰度评价标准（

27、表3-1），金湖凹陷有机质丰度参数大都在较好-好级别。（1）阜宁组有机碳（TOC）含量集中于0.7%-1.5%范围内，平均有机碳含量（TOC）1.54-3.48%。阜四段有机碳（TOC）含量最高，为2.38%，其次为阜二段中部，阜二段下部有机碳含量偏低。（2）有效烃源岩的氯仿沥青“A“相差不大，集中于0.050%-0.250%，平均0.1240%-1.3187%。（3）有效烃源岩总烃含量S1+S2集中于200-2000，平均总烃含量S1+S2：750-2210。有效烃源岩有机质丰度相差不大，未成熟生油岩具有相对较高的有机质丰度，较好的母质类型。表3-1 我国陆相生油岩有机质丰度评价标准（黄第藩

28、等，1994）烃源岩级别有机质丰度有机碳TOC（%）氯仿沥青“A”总烃（）产油潜量（mg/g）总烃转化率（mg/g）好烃源岩0.10.15006.08较好烃源岩0.6-1.00.05-0.1200-5002.0-6.03-8较差烃源岩0.4-0.60.01-0.05100-2000.5-2.01-3非烃源岩0.40.011000.50.30左右，C3122S/（22S+22R）在0.56左右，符合低熟油的标准。阜四段原油主要来自于石岗断裂带和龙岗次凹附近，正构烷烃以nC23为主峰，奇碳优势，OEP1.00，为未熟油。阜二段原油在研究区广泛发育，构烷烃以nC22为主峰，偶碳优势，根据甾烷异构体比

29、值C2920S/（20S+20R）将阜二段原油进一步划分为未成熟-低成熟和低成熟-中成熟原油。其中未熟-低熟原油，主要分布石港、唐港、闵北及程庄、东阳地区，油藏以环状分布在汜水及东阳次凹范围，C2920S/（20S+20R）0.3。总的来说，金湖凹陷E1f2和E1f4烃源岩大都处于未熟低成熟阶段，加之两套烃源岩有机类型好，丰度高，显示出较高的生油潜力。E1f2烃源岩厚度大，大部分地区均达到低成熟成熟阶段，是本区的主要烃源岩。目前发现的E1f组油藏多来自E1f2。在石港地区的E1d1出现以E1f4为烃源岩的油气藏和部分地区出现的混源油气藏，表明随着埋深的增加，E1f4烃源岩达到其生排烃期，是未来勘探所应主要的。3.1.4 油源对比油源对比包括油气与源岩以及不同油层油气之间的对比，其目的在于追踪油气层中油气的来源。通过对比研究可以搞清含油气盆地中石油、天然气与烃源岩之间的成因联系，油气运移的方向、距离和油气次生变化。从而进一步圈定可靠的油气源区，确定勘探目标，有效地指导油气勘探