苏北盆地白驹凹陷油气富集规律与成藏模式

摘 要

摘要:白驹凹陷洋心次凹自2005年投入勘探以来,已发现多个小断块油气藏。为认识其油气富集与成藏模式,提高勘探成功率,以油气富集规律与成藏模式分析为主线,通过烃源岩评价及成熟期

摘要:白驹凹陷洋心次凹自2005年投入勘探以来,已发现多个小断块油气藏。为认识其油气富集与成藏模式,提高勘探成功率,以油气富集规律与成藏模式分析为主线,通过烃源岩评价及成熟期分析、圈闭类型划分,研究了断层对油气成藏的控制作用、岩浆岩活动与油气成藏的关系。结果认为:①白驹凹陷洋心次凹发育成熟的古近系泰州组陆相湖盆泥质烃源岩,其油气具有晚期成藏的特点,渐新世末的盐城期是陆相油气源的主要运移、聚集及成藏期,断裂形成的复杂小断块圈闭类型是油气聚集的主要场所;②贯穿生油深洼的大断层是沟通主力油源区的主要油气通道,油气以断层和砂体为运移通道,就近运移与聚集成藏;③成藏类型为岩性+断块、断块+岩性等的多种圈闭组合的小断块层状砂岩低渗高凝油藏,岩浆活动有利于提高地温梯度,对油气运移、聚集不起破坏作用。结论指出:洋心次凹进一步勘探的重点应以泰州组一段为主,阜宁组一段为辅,若在“油源、储层、圈闭”三者配置条件好的地区找到匹配比较理想的圈闭,将有希望获得新的油气发现。
关键词:白驹凹陷;箕状断陷;复杂小断块;晚期成藏;油气聚集;输导系统;成藏模式;苏北盆地
    白驹凹陷是苏北盆地东台坳陷内的一个次级构造单元,整体为一南断北超的箕状断陷,面积约2180km2,由北到南可进一步细分为:大丰次凹、施家舍断阶带、洋心次凹和草埝断阶带4个次级构造单元[1~2],笔者研究分析的对象主要为洋心次凹,自2005年投入勘探以来,已发现多个小断块油气藏,具有一定的勘探开发潜力。
1 烃源岩评价及成熟期分析
    生储盖综合研究表明,白驹凹陷形成了古近系泰州组二段、泰0段含油气系统、阜宁组二段含油气系统等3套含油气系统。针对实际出油层位和出油点,对勘查区主力烃源岩进行生烃潜力评价,确定生油门限,基本摸清了成熟烃源岩分布范围,用氯仿沥青“A”法及生烃潜力法计算了探区资源量[3~4]。根据岩电特征差异,主要生烃段泰二段自下而上可分为E1t21、E1t22、E1t23等3个亚段。E1t21是泥灰岩段,E1t22是黑色深灰色泥岩段,E1t23为深灰色灰色泥岩夹多层粉砂岩,泥质粉砂岩段。泰州组烃源岩3个亚段比较研究表明,E1t22生烃能力最好,其次为E1t21,最差为E1t23。利用康南公式计算泰二段生油门限温度为76.4~76.1℃,采用地温梯度3.0℃/100m,计算的生油门限为2550.0~2540.0m,与现在通用的生油门限2500m基本吻合;阜宁组二段生油门限温度为77.6℃,采用地温梯度3.0℃/100m,计算的生油门限为2580m。因此,渐新世末的盐城期是白驹凹陷陆相油气源的主要运移、聚集及成藏期。
2 油气富集规律与成藏模式
2.1 断层对油气成藏的控制作用
    油气成藏研究表明,白驹凹陷洋心次凹洋1、洋2、洋3等北西-南东向的断层是在泰州组,阜宁组沉积完以后发育,三垛运动定型,其对泰一段上亚段的砂体沉积不起控制作用。但洋1断层贯穿缓坡带上的多个小砂坝,并与成熟生油区相连接,它将成熟生油区生成的石油,通过与其形成输导网络的次级断层和砂体运移到各个有利圈闭中,形成油藏,是开阳等油藏的主要油源的运移通道。现有的白驹油区已发现的油藏均属此类。
    洋1、洋2断层由于受边界断层走滑作用的影响,断层具压扭性,因而断面具有一定的封堵性,而洋1断层西侧,因火山岩上拱对侧面的挤压作用,使其封堵性更强,使成熟生油区生成的石油无法运移到上升盘的圈闭中去。因此,对于油源不丰富的凹陷来说,石油二次运移的距离是不会太远的(估计小于10km),最终出现“平面上跑不远、纵向窜不高”的油藏分布格局。显然,从成熟生油区到穿过多个小砂体的北西向的油源断层至关重要(图1),无论是反向或是顺向正断层,处在生油门限以下,它都可以作为石油初次运移的通道,并对石油的聚集成藏起到重要作用。
 

    由于泰一段上部覆盖的是泰二段的泥灰岩和泥岩,因而反向断层对二次运移的石油的遮挡作用是很明显的。泰一段上亚段的砂岩与泥岩成薄互层,断距较小时,断层两盘泥对砂的几率也高的,封堵性比较强。但两盘的砂岩与砂岩也有一定的对接几率,因此顺向断层都有一定的输导性。在生油门限以上,这两种断层在石油初次运移中都不起通道作用,而主要是在二次运移中起输导和遮挡作用。反向断层的遮挡作用强于输导作用,顺向断层的疏导作用强于遮挡作用[5~6]
2.2 圈闭类型及特征
2.2.1圈闭类型
    白驹凹陷洋心次凹是苏北盆地众多小断陷中的一个,在古近系 新近系一直到第四系这漫长的地质历史时期中,经历了断陷→坳陷→断陷→坳陷的多次水进、水退的沉积变迁,又经历了吴堡、真武、三垛和东台等多次大的构造运动,不仅岩性变化大,而且断层非常发育,这两者的组合,形成了多种类型的圈闭[7~9],主要分为2大类3小类:①以断块、断鼻为主,包括断块、断鼻、岩性-断块圈闭;其中断块圈闭占了大多数。多由2条或多条断层所夹持而形成的圈闭。它有统一的高点和统一的油水界面。②以岩性为主,包括断块-岩性、岩性圈闭;断块-岩性圈闭;其中岩性圈闭主要为三角洲前缘亚相中的席状砂微相的单个砂体,预测在断陷陡坡带可能出现扇体。
2.2.2圈闭特征
2.2.2.1 闭合面积小、闭合幅度大
    洋心次凹发现的断块、断鼻圈闭小于1km2的圈闭约占总数的85.3%;闭合幅度为50~550m,其中闭合幅度小于150m的约占总数的76.5%。这些特点在勘探开发中都会带来很多问题,具体表现要求断层位置落实、圈闭精准;井位设计精准;开发井、注水井部署合理、采油速率定得合理等[8]
2.2.2.2 圈闭形成期早于石油生成期
    苏北盆地虽然构造运动复杂,具有多期性,但最后的定型期是三垛运动,而石油的生成期却是在三垛运动之后[10~13]。因此,所有的圈闭对于石油生成期而言,均是古构造,都有可能捕捉石油,这一点是有别于其他很多盆地的构造发育特点的。
2.2.2.3 圈闭条件中起主导作用的是断层
    由于洋心次凹具箕状断陷的特点,成熟生油区在陡坡带的深凹中,而断层断块发育区在缓坡带,储集岩发育区也在缓坡带上,无论是断块-岩性圈闭或是岩性断块圈闭,在其中起主要作用的都是断层。成熟生油区生成的油,要运移到各种圈闭中,要靠断层和砂体组成的输导网络,而这个网络中起主导作用的还是断层。因此,在成藏的过程中,断层的封堵、遮挡作用也是至关重要的[11]
2.3 岩浆岩活动与油气成藏的关系
    洋心次凹的岩浆活动期与仪征、吴堡、真武、三垛运动等这几次大的构造运动同步,岩浆以边界大断层为主要通道,后期发生的与边界大断层相交的断层也是重要通道。在戴南组、三垛组、盐城组,钻井钻遇玄武岩和安山岩等中基性喷发岩,就是岩浆晚期活动的直接证据。研究表明,泰州组、阜宁组沉积以后才开始多次岩浆活动。因此,这些地层中未见喷发岩,只见有辉绿岩、辉长岩等侵入岩。显然,这些岩浆活动是对提高地温梯度,促进主要烃源岩泰二段、阜二段泥岩有机质热演化和油气生成有益,对油气运移、聚集不起破坏作用[14~17]。合适时,能起到一定的遮挡作用。
2.4 油气成藏模式
    白驹凹陷洋心次凹油气成藏的机理除了常规的生、储、盖、圈、保条件以外,最重要的是石油的输导系统。所谓输导系统,就是断层与砂体连接形成的石油运移聚集的网络(图2)。在这个输导网络中,贯穿生油深洼的断层起着将成熟生油岩区生成的石油,运移到缓坡带上断裂构造带中的各个砂体中去的关键作用。其他与之相交或平行的小断层与多个砂体形成了石油运移聚集的输导网络。由于砂体的走向与油运移的方向是垂直的,油在储层中的二次运移会受到一个一个砂滩的拦截(砂体捕获成藏);在成熟生油岩区外,没有这个输导网络,油就到不了储层与圈闭中,也就不能形成油藏[14]。如丰探X井Ⅱ、Ⅲ砂组砂地比高,砂层发育,但它没有在输导网络中,它的砂层中就没有见到油的显示;丰Y井Ⅱ砂组属三角洲侧缘的滩坝砂,砂岩厚度较大,物性较好,但它也不在输导网络中,因此也未见油的显示。这些实例生动的说明了,在这个地区油气输导网络的作用是非常之重要。
 

3 结束语
    通过对洋心次凹油气富集与成藏模式分析,认为苏北盆地白驹凹陷泰州组油气成藏具有晚期成藏的特点,以泰二段成熟生油区为中心,缓坡带以滨浅湖相的各类砂坝为主要储集层,贯穿生油深洼的大断层是沟通主力油源区的主要油气通道,油气以断层和砂体为运移通道,就近运移与聚集成藏;成藏类型以岩性+断块、断块+岩性等的多种圈闭组合,岩浆活动对提高地温梯度,促进主要烃源岩泰二、阜二段泥岩有机质热演化和油气生成有益,对油气运移、聚集不起破坏作用,丰富了低渗高凝薄层小断块低熟油藏的成藏模式。
    洋心次凹进一步投入勘探的重点应以泰二段含油系统为主,阜二段含油系统为辅,在“油源、储层、圈闭”三者配置条件好的地区实施钻探有希望获得新的油气发现。
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(本文作者:罗怀忠 梁兴 张介辉 周松源 中国石油浙江油田公司)