王集楊樓結合部成藏研究

張偉 戴勝群 張科 文堯 馮劍(油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學),湖北武漢 430100)

王集楊樓結合部成藏研究

張偉 戴勝群＊張科 文堯 馮劍(油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室(長江大學),湖北武漢 430100)

研究區位于泌陽凹陷北部斜坡中段, 區塊內涉及了楊樓、王集、柴莊油田部分,西部為付灣油田。文章從油氣成藏條件出發,通過對研究區生、儲、蓋、運、聚、保以及時空匹配關系的分析來推斷成藏期次和過程。分析表明研究區核三下段地層為主要烴源巖,儲層為高孔高滲,物性好,從上到下發育多套生儲蓋組合,斷層和層間砂體為油氣運移的主要通道,組成了油氣運移的空間網絡,構造與時間、空間配置關系良好。

泌陽凹陷 圈閉條件 油氣運移

1 區域背景

研究區位于河南省唐河縣大河屯鄉境內,構造位置位于泌陽凹陷北部斜坡帶,西部位楊樓油田,南部、東部分別有王集、新莊兩個油田。地面條件良好,以平原和丘陵地形為主,為農作物種植區,泌陽河自東向西流經該區,區域構造屬于南襄盆地泌陽凹陷楊樓鼻狀構造(圖1-1)。

2 成藏條件

2.1 烴源巖條件

2.1.1 有機質類型及豐度

研究區所處的北部斜坡的烴源巖主要來自泌陽凹陷古近系核桃園組三段。具有十分優越的生油條件:①烴源巖以暗色泥巖、油頁巖、泥質白云巖等為主,母質類型好,有機質類型以I型和Ⅱ為主,I型占絕對優勢,Ⅱ型較少;②有機顯微組分菌藻類有機質占主導、礦物瀝青基質豐富;③烴源巖成烴潛力高,有機質豐度高(有機碳平均含量為1．77%,氯仿瀝青“A”平均含量為0．2167%),優質烴源巖所占比例大;④有效烴源巖分布范圍廣、厚度大,地溫梯度高(平均為4．1℃/l00m),生油門限淺(1700m)。

圖1－1 研究區區域構造位置示意圖

圖2-1 核三底現今鏡質體反射率(R0)分布

2.1.2 成熟度

泌陽凹陷深凹區核三下亞段烴源巖在核三段沉積末期(36Ma)已全部進入成熟門限(泌陽凹陷成熟門限Ro=0．5);核一段末期(29Ma)進入成油高峰階段,廖莊組沉積中期(18Ma)就開始有部分烴源巖進入高演化階段(凝析油氣階段)(圖2-1、2-2)。核三上亞段烴源巖在核二段沉積開始時即進入成熟門限,廖莊組沉積末期進入成油高峰階段;核三上亞段現今處于主生油階段范圍內,核二段底部在廖莊組末期進入成熟門限(圖2-3)。

2.2 儲積層條件

圖2-2 H3VII底部成熟度圖

圖2-3 泌陽凹陷H3上段現今鏡質體反射率及研究區H3上段成熟度圖

泌陽凹陷北部斜坡區儲集條件良好,發育有古城、張廠、王集等三角洲沉積砂體[2],分布面積50～170km2。這些砂體均伸入深凹陷生油區內,成為良好的輸導層,排烴效率高,并形成多套生儲蓋組合。砂巖埋藏淺、膠結疏松,物性好,孔隙度一般20%～35%,滲透率(150～900)X10-3um2。

圖2-4 研究區H3IV5小層沉積微相圖及孔滲交匯圖

圖2-5 研究區圈閉類型剖面及平面圖

圖2-6 泌陽凹陷油氣事件圖

圖2-7 泌陽凹陷核三段生儲蓋配置平面圖

儲層因素包括沉積因素及巖性因素。其中沉積因素的控制作用主要表現為不同微相砂體的含油性不同,其中以分流河道、河口壩砂體物性較好,因此含油性較好。而席狀砂含油性則較差。本次此次研究編制了全區H3Ⅳ5、H3IV7、H3V3、H3Ⅵ3等10個小層孔隙度、滲透率分布圖,分別代表了儲層分布的總體特征。通過相同層位對比分析,可以看出孔隙度和滲透率都為高值時,就是油藏比較富集的區域。如:YQ2-YQ20井區、YQ19井區、YZ4井區和CQ6-CQ7井區等。

巖性因素控制油水邊界,油層范圍一般在儲層展布范圍以內,且砂體邊緣一般物性較差,不具有儲集能力,為干層。巖性因素對絕大部分含油區塊均有不同程度的影響,對研究區內油田的主要含油區塊,巖性因素則對側向封堵起控制作用。儲層泥質含量的高值邊界反映了儲層的油藏邊界。通過和油藏富集區域對比,斷層和泥質含量的高值區相互配合,形成了不同層位、富集程度不同的巖性油藏。

研究區楊樓-王集-柴莊地區的物源主要有3個:北東方向的侯莊近源三角洲、北部的王集近源三角洲和西北部的楊樓遠源三角洲,砂體沉積類型主要為三角洲前緣亞相,水下分流河道砂沉積和河口壩沉積為主要特征,砂巖十分發育,儲層主要為水下分流河道及遠砂壩砂體,其孔隙度一般13%～22%,滲透率一般0．27～2．58/Mm2(圖2-4)[5]。

2.3 蓋層及儲蓋組合

泌陽凹陷為一個單旋回型凹陷,只有一個區域蓋層,即核桃園組三段末期一次大范圍的湖侵,該時期沉積有機質豐富,泥巖發育,形成較厚泥巖段,呈南厚北薄的楔狀,平面上則呈向東南收斂、向西北撒開的扇狀。目前已發現的巨大部分油氣藏均在次泥巖段之下,縱向上封蓋能力好。區域蓋層最大分布面積約為850km2,蓋層單層厚度較大的層段為核三段Ⅳ、V、Ⅵ砂組,其次為核三段I、Ⅱ、Ⅲ砂組,最小的為核三段Ⅶ、Ⅷ砂組。從而在縱向上形成了很好的封蓋條件。據樣品物性封閉能力測定,該區核桃園組泥巖具有較強的物性封閉能力,飽和水突破壓力為10．7～21．3MPa,平均為16．14MPa,屬良好蓋層,多旋回沉積,生油層與儲集層間互,發育多套儲蓋組合,儲蓋條件好。

2.4 圈閉條件

圈閉泌陽凹陷新生代油氣藏類型豐富,受斷層和巖性控制[1]。凹陷的油氣藏分布在平面上最大特點是受新生代構造分帶性的控制,凹陷的不同部位發育有不同的圈閉類型,從而導致油氣藏分布的分帶性。北部斜坡主要發育斷鼻圈閉、斷塊圈閉、斷層一巖性圈閉和環鹽湖北部斜坡分布的砂巖透鏡體圈閉、地層超覆圈閉[3]。

研究區受斷層和巖性控制,主要發育斷鼻圈閉、斷塊圈閉、斷層-巖性圈閉類型(圖2-5)。

2.5 油氣運聚

根據流體包裹體分析和生排烴史分析認為,泌陽凹陷油氣運移聚集主要有兩期,第一期為小規模油氣運移聚集,時問為核一段末期-廖莊組沉積期,即漸新世晚期,北部斜坡區尚無此期形成油氣藏的直接證據。第二期為大規模油氣聚集成藏期,成藏時間為廖莊末差異抬升期,即中新世-上新世早期,此時核三上亞段烴源巖達到生烴高峰期,差異構造抬升運動一方面導致北部斜坡大規模圈閉形成并最后定型,另一方面導致烴源巖區和北部斜坡圈閉區之問勢能差急劇增加,為油氣大規模運移提供了動力,加速了油氣運移聚集成藏。

2.6 時空匹配關系

從平面上看,泌陽凹陷北部斜坡核桃園組沉積時期,多個砂體環繞生、蓋區分布,砂體以扇狀或指狀從凹陷邊緣伸人生、蓋區內,其中砂巖厚度百分比大于20%的砂層分布范圍占生、蓋層區面積的88%以上,砂體與生、蓋大面積接觸,為油氣運移和聚集創造了良好的條件(圖2-7)[4]。從剖面上看,生、蓋層和儲層以指狀交錯式配置。由此可見,泌陽凹陷北部斜坡不僅各成藏要素具有良好的空間配置,而且各種成藏作用具有良好的時間匹配,凹陷圈閉形成于核三段沉積末期(42-10Ma), 定型于廖莊末構造抬升期,油氣最早成藏時間為核三段沉積末期,大規模排烴期為10-15Ma左右,為早生晚注晚期成藏(圖2-6)。

成藏要素和成藏作用良好的時空匹配關系形成了北部斜坡油氣富集。

從圖2-8中,本區砂巖百分比為20%-50%,生油層厚度在600-800米之間,為油氣運移的主要指向區。

3 結語

歸納總結,研究區核三下段地層為主要烴源巖,儲層為高孔高滲,物性好,從上到下發育多套生儲蓋組合,斷層和層間砂體為油氣運移的主要通道,組成了油氣運移的空間網絡,構造與時間、空間配置關系良好。

[1]鐘俊義,鄭浚茂,王振付 等.泌陽凹陷北部斜坡帶三角洲沉積特征與油氣成藏研究.特種油氣藏,2006,13(1):26-29.

[2]趙躍華.王集油田儲層孔隙結構特征及微觀非均質性研究.石油勘探與開發,1992,19(4):97-106.

[3]楊道慶,陸建林.泌陽凹陷新生代構造演化及其形成機制.石油天然氣學報,2005,27(4):416—4191

[4]靳永和,李磊,李滿順 等.河南泌陽凹陷北部斜坡東帶斷裂體系與油氣聚集.地質調查與研究,2004,27(2):101-104.

[5]高志軍,李浪,吳庭.聚類分析在砂巖儲層評價中的應用—以王集油田東區為例.石油地質與工程,2009,23(5):64-68.

張偉(1989—),男,漢,湖北鐘祥人,碩士,研究方向:油藏地質。

?通訊作者:戴勝群(1963—),男,回族,河南南陽人,博士,副教授,現在職務:地質資源與地質工程碩導,研究方向:構造精細解釋、沉積相及砂體展布、儲層特征、剩余油分布規律、開發技術政策、方案編制。