歧口凹陷埕海潜山地质构造及奥陶系天然气成藏特点
2013-03-24付立新吴雪松郭淑文杨子玉冯建园
付立新,吴雪松,赵 敏,郭淑文,王 辉,杨子玉,冯建园
(1.中国石油大港油田勘探开发研究院,天津 300280; 2.中国石油大港油田勘探处,天津 300280)
歧口凹陷埕海潜山地质构造及奥陶系天然气成藏特点
付立新1,吴雪松1,赵 敏2,郭淑文1,王 辉1,杨子玉1,冯建园1
(1.中国石油大港油田勘探开发研究院,天津 300280; 2.中国石油大港油田勘探处,天津 300280)
埕海潜山位于歧口凹陷南缘,是覆盖巨厚中生界、上古生界的内幕型潜山构造,近期勘探在远离基岩风化壳的奥陶系发现高产天然气.为明确奥陶系碳酸盐岩潜山形成演化、内幕缝洞储层发育及天然气成藏的关系,在新的三维地震资料解释基础上,解剖内幕潜山地质结构.结果表明:埕海潜山经历3期构造变形,即印支期逆冲褶皱、盐山期走滑断陷及喜山期反转构造.中生代早期逆冲推覆、新生代构造负反转对潜山内幕圈闭形成和缝洞储层展布最为重要.埕海潜山天然气源自上古生界煤系,新近纪构造深埋促进煤系源岩二次生烃,并沿负反转断裂系充注于奥陶系内幕成藏.由于高角度裂缝切割奥陶系含石膏地层,促进大规模TSR反应,导致天然气藏富集硫化氢.
歧口凹陷;埕海潜山;地质构造;奥陶系;天然气;成藏
0 引言
潜山是渤海湾盆地油气勘探增储的重要领域,已在太古界、元古界、古生界等多个层系发现工业油气藏[1—3],其中不乏超亿吨级大型油气田,成为渤海湾地区油气稳产的重要基础.渤海湾地区发现的潜山类型多样,潜山构造圈闭及储层类型复杂多变.在结构上,既有以任丘潜山为代表的大型断块残丘山,也有具复杂内幕结构的褶皱—断块复合型潜山[3—4].潜山储集体既有碳酸盐岩,也有碎屑岩、变质岩及火山岩,储层地质年代自太古界到中生代.尽管潜山结构、含油层系变化较大,但油气成藏条件具有一定的相似性,表现出“藏源分离,源外成藏”的特点.一方面,潜山多数被古近系烃源岩层系所覆盖,“新生古储”特点表现突出,大型不整合及断层是油气运聚的关键条件;另一方面,潜山储层主要发育在古近系与前新生界的风化壳附近,基岩风化淋滤程度及风化壳结构决定潜山储油物性的好坏.风化淋滤时间长、储层地质年代较老的太古界、元古界的油气富集程度明显高于古生界和中生界的.
早期潜山勘探主要探索构造“山头”,以发现风化壳潜山油气藏为主.随勘探程度的不断提高,近几年潜山勘探正逐渐向隐蔽的斜坡区及内幕延伸.以华北油田、辽河油田为代表,依托三维地震成像技术,精细刻画潜山内幕结构,提出区域不整合及基岩地层产状控制潜山内幕含油气分布[4—5],变质岩相控制内幕储层分割等认识.在下辽河拗陷发现兴隆台变质岩内幕潜山油藏,在冀中拗陷发现牛东深潜山油气藏[4—6],突破早期高位序潜山风化壳顶部油气成藏的认识,发展潜山内幕勘探理论,证实富油气凹陷基岩层系具有一定的油气资源前景,能够成为渤海湾地区老油田稳产的资源基础.在新发现的带动下,深层低位潜山、中生界红层之下的隐伏潜山正逐渐成为渤海湾盆地潜山油气勘探的主导方向.
位于渤海湾腹地的歧口凹陷盆地演化历史与周缘地区有较大区别,其中中生代期间相对拗陷演化,导致地区内残留巨厚的中生界和上古生界.这些被称为“红黑被子”的基岩地层将奥陶系碳酸盐岩潜山“密封”在古近系盆地之下,限制奥陶系碳酸盐岩风化淋滤,使潜山“新生古储”条件变差.截至到2007年,在北大港潜山构造带东翼上古生界剥蚀区发现千米桥潜山凝析油气田[7],而多数覆盖上古生界的潜山山头,如港西潜山、南大港潜山等常规预探均未发现规模产量.由于歧口凹陷石炭系缺失区分布局限,如能在石炭—二叠系覆盖地区发现奥陶系油气藏将对歧口凹陷深层勘探有重要的现实意义.
2009年以来,大港油田推进石炭—二叠系覆盖区奥陶系潜山区带优选与评价研究,首选上古生界、中生界残留厚度巨大的埕海地区开展深层叠前深度偏移地震成像试验,分析深层奥陶系潜山内幕结构.在奥陶系峰峰组发现20万m3以上高产工业气流,成为歧口凹陷石炭系覆盖区奥陶系潜山内幕首口油气井;2010年,埕海潜山奥陶系上马家沟组酸化压裂后再次获高产工业气流.
基于埕海潜山勘探成果,笔者探讨内幕型奥陶系潜山圈闭形成发育地质特点及天然气成藏的主导地质因素,分析潜山构造发育过程及其对结构定型的控制作用,构造变形演化对奥陶系缝洞储层发育的影响,以及巨厚上古生界、中生界覆盖下的奥陶系内幕油气充注成藏规律.
1 地质背景及勘探概况
埕海潜山位于埕宁隆起向歧口凹陷延伸的断阶斜坡之上,构造上隶属于埕宁隆起北部裙边带倾末端.潜山构造以赵北、羊二庄等基岩断层为界,与南侧的羊二庄、赵东潜山相邻(见图1),古生界埋深呈台阶式向北增加.位于羊二庄断层上升盘的赵东潜山构造奥陶系埋深为2 600~3 000m,位于赵北断层下降盘的埕海潜山奥陶系顶埋深为4 400~5 000m.
图1 埕海潜山奥陶系顶面构造形态及区域位置Fig.1 Structure map for the top of Ordovician system of Chenghai buried—hill and its regional location map
歧口凹陷中生代古地质背景与古近纪构造呈翘翘板反转格局,歧口古近纪沉降中心对应中生代古隆起,而埕宁隆起及埕北裙边构造为古隆起南翼的复向斜[8].该古地质背景影响埕海地区基岩地层分布,导致埕宁隆起北坡中生界和上古生界厚度向凹陷区和埕宁隆起区双向减薄,中部埕海潜山带残留厚度最厚可达1 500m以上.奥陶系灰岩潜山呈现内幕型潜山特点.
埕海潜山所处的埕北断阶斜坡油气富集程度高,已在新近系、古近系发现近3亿t的油气储量,但古生界潜山勘探程度很低.2008年前,钻探集中在赵东潜山、羊二庄潜山等高位潜山区,发现侏罗系和二叠系油藏,zhg1、zhg2等井在奥陶系取心并进行试油,但未获工业油气.早期评价认为,地区内中生界和石炭二叠系地层保存齐全,导致奥陶系岩溶储层不发育,进而限制奥陶系碳酸盐岩潜山油气成藏.
2 地质结构与构造成因
2.1 地质结构特点
根据新的三维地震解释成果,埕海潜山宏观地质结构呈现被断层复杂化的背斜形态(见图1),与南部的羊二庄、赵东潜山构造鼎足而立,潜山之间隔槽相望.埕海地区奥陶系背斜被两组方向基岩断裂切割分块,在平面上构成向东收敛的帚状特点.近东西走向断裂以张东断层为代表,多条次级断层也呈东西展布;北东走向基岩断裂系以张北断裂、羊二庄断裂为代表,断裂在埕海潜山东部呈左阶雁列展布,限制或截断近东西向断层.
受基岩断裂及褶皱影响,埕海地区奥陶系潜山呈现东西分带、南北成排特点.其中埕海潜山与南侧的羊二庄背斜潜山构造遥相呼应,组成轴向北北西向的背斜构造带;与东侧的赵东潜山之间以向斜或浅鞍分割.与东侧赵东潜山相比,埕海潜山带褶皱特点更为明显,近东西向地震剖面展现宽缓背斜形态(见图2).由东侧向斜区中生界地层残留厚度大的特点推测,北北西向背斜轮廓应形成于中生代.
埕海潜山南北成排的特点也很明显,主要受EW向顺向基底断层活动控制.这些断裂在古近纪断陷期活动,将早期北北西向古构造切割为不同埋深的断块体,形成高、中、低三排潜山构造(见图3).高位潜山带位于赵北铲式断层上升盘,潜山结构相对简单,前寒武系基底可见低角度逆冲断层被赵北断层所切割.中位潜山带即埕海Ⅰ潜山构造,受赵北铲式断层和张东断层夹持,南北向呈地垒结构,东西向具有背斜特点.在剖面上可见古生界逆断层被新生代正断层切割.低位潜山为埕海Ⅱ潜山,夹持于张东断层和歧东断层之间,西界被张北断层限制.由地震剖面(见图3)可以看出,埕海Ⅱ潜山中生界与古生界之间存在大型角度不整合,古生界内幕逆冲断层发育,地层结构复杂,由于存在差异剥蚀,局部见残丘山.
总体上,埕海地区三排潜山内幕结构有别,低潜山古生界产状远较中、高位序潜山复杂,与其更靠近印支期古复背斜有关.根据潜山局部高点串珠状展布及褶皱特点,埕海地区北北西向和近东西向构造交织特点比较突出,显示至少两期构造变形叠加痕迹.
图3 埕海潜山南北向三维地震解释剖面台阶状结构Fig.3 NS seismic profile of Chenghai buried—hill showing terrace structure characters
2.2 潜山构造圈闭特点
埕海潜山构造被张北断层、张东断层、海4断层及歧东断层所限定,奥陶系圈闭构造呈复杂的断裂背斜特点,被张东、赵北断层反转改造后,东西向剖面保持古背斜特点,南北向剖面呈明显的垒堑式结构(见图1).以张东断层为界,分为中位序埕海Ⅰ潜山圈闭群和低位序埕海Ⅱ潜山圈闭群.位于张东断层上升盘的埕海Ⅰ潜山圈闭群呈断背斜形态,奥陶系高点埋深为4 500m左右,奥陶系潜山闭合幅度高,圈闭条件最好.
张东断层下降盘的埕海Ⅱ潜山圈闭群被南北向向斜分割为东、西两大块.东侧为墙角断块构造圈闭,被歧东断层、南北向调节断层限定.西侧为依附于张北断裂的窄断鼻圈闭,张东断层与张北断层交汇地段小幅度回倾.低位序潜山圈闭群靠隐伏调节断层、张北及张东断层侧向遮挡,圈闭条件相对较差.
2.3 潜山构造演化
埕海潜山形成发育与华北克拉通裂解过程中的几期构造变形有直接联系.埕海潜山构造发育经历4个阶段(见图4).
2.3.1 稳定抬升阶段
晚古生代至早三叠世,处于克拉通盆地演化阶段,埕海地区与整个华北地区一起经历稳定的抬升与沉降演化,沉积上古生界和下三叠统地层.该阶段是埕海奥陶系潜山区域盖层沉积的主要地质阶段.
2.3.2 逆冲褶皱阶段
晚三叠世以来,埕海潜山处于歧口印支期古隆起的南翼[8].在近南北向挤压作用下,古隆起南翼发育多条近东西向的逆冲断裂系统.张东断层、歧东断层、赵北断层等在中生代早期为逆断层.强烈的冲断褶皱作用形成近东西向推覆构造,造成埕海地区古生界差异风化剥蚀,影响潜山内幕圈闭发育.
2.3.3 走滑拉分阶段
侏罗纪—白垩纪晚期,埕海地区基底走滑活动加剧,张北断裂系发生左旋平移,并伴随近东西向挤压.早期近东西向逆冲褶皱构造之上又叠加南北向褶皱.同时,由于区域性松弛效应影响,埕海地区基底发生裂陷,形成若干地堑型盆地,沉积侏罗—白垩系红层.白垩纪晚期,埕海地区发生强烈的抬升,中生界顶部遭受剥蚀改造.
2.3.4 反转伸展阶段
渐新世沙河街期,随歧口凹陷南翼翘翘板反转,原古隆起剥蚀区负反转为凹陷区,基底也逐渐由北高南低,反转为南高北低.同时,中生代早期逆断层也以铲式结构负反转,形成台阶状控盆断层系统,将早期逆断型潜山切割成高、中、低潜山带,并使潜山构造最终定型.东营组沉积晚期以后,潜山地质构造定型.
启动摇车有问题:①启动前加油摇车时间过长。此时气缸内积聚柴油过多,启动时气缸内积聚的柴油发生早燃,导致柴油机反运转。②启动时摇车转速低,飞轮没有储存足够的能量,松开减压后,活塞反被高压空气推动下行,引起反转着火。
埕海潜山地质构造形成主要受早逆晚正负反转构造控制,其中印支期(晚三叠—早侏罗世)强烈的逆冲褶皱作用奠定埕海潜山分区分带的基本格局,控制古生界顶面不整合和内幕结构,是影响奥陶系潜山内幕圈闭、基岩构造裂缝发育的关键地质阶段.新生代负反转断陷活动是埕海奥陶系潜山结构定型的关键阶段,基岩断裂负反转伸展活动造成潜山切割分块,并出现局部潜山高点台阶状高低位序分布的格局.同时,控制潜山断裂供烃窗口发育、裂缝系统定型及油气充注.
图4 埕海潜山构造演化史剖面Fig.4 Kinematic evolution map of Chenghai buried—hill
3 构造发育对奥陶系碳酸盐岩储层发育的影响
3.1 奥陶系储层特点
埕海潜山奥陶系碳酸盐岩储层与石炭系煤系和铝土岩组成有利储盖组合,目前已在峰峰组、上马家沟组发现天然气.结合井壁取心及成像测井资料判断,埕海地区奥陶系碳酸盐岩储层总体属于低孔低渗型储层,有效孔隙度多小于5% ,平均在3%左右,碳酸盐岩岩溶孔洞发育程度也较千米桥潜山差.根据成像测井资料,奥陶系高角度裂缝普遍发育,缝宽一般在1.3mm以上,裂缝倾角一般大于60°,并且形成明显的共轭组合关系.这些裂缝为储层物性改善奠定有利的条件,加剧潜山储层的非均质性.如hg1和hg101井相距不远,但碳酸盐岩储层产液量有很大区别.hg1井奥陶系裂缝发育程度较差,以三类储层为主,通过酸化压裂改造,日产天然气达19.0万m3,表明井旁裂缝储层贡献大.hg101井钻遇奥陶系裂缝带,测井解释的裂缝密度、缝宽、裂缝长度等参数远好于hg1井的,通过酸化压裂改造,日产天然气51.8万m3.埕海潜山奥陶系储层具双孔隙介质特点,构造裂缝和沿裂缝发育的溶蚀孔洞共同形成储集空间,储层物性相对较好.按照高宁等给出的公式[9],埕海潜山奥陶系天然气储集能力评价参数约为7.9m.
3.2 奥陶系碳酸盐岩裂缝储层分布规律
结合成像测井资料,利用多属性拟合技术对碳酸盐岩缝洞型储层发育进行半定量预测[10],文中采用调谐技术和多参数拟合技术对优质储层进行预测,初步明确奥陶系优质裂缝储层纵横向变化规律(见图5).
图5 埕海潜山奥陶系调谐振幅地震预测(橙色区代表优质裂缝储层发育区)Fig.5 Maps of tuning amplitude seismic attributes in Ordovician system in Chenghai buried—hill(The orange region related to fractured carbonate reservoir zone)
3.2.1 分区展布特点
地震属性分析结果证实,奥陶系高渗透性裂缝储层主要发育在赵北、张东等大型基底断裂附近,基底断裂交汇区及垒式断背斜轴部裂缝密集发育,如埕海Ⅰ断块、赵东潜山区及羊二庄潜山构造区裂缝密度大,在埕海低潜山区裂缝发育强度相对较弱.
3.2.2 方向性
埕海潜山奥陶系裂缝储层发育带方向性明显,在不同的断块区裂缝带优势走向不同.埕海Ⅰ断块裂缝带优势走向为NE30°~40°,与张北、赵北断层大角度相交,构造裂缝倾角为60°~80°(见图6).埕海Ⅰ断块东侧裂缝带最为发育.埕海Ⅰ南断块奥陶系裂缝带异常走向以NW290°为主.zhg1井区裂缝带优势走向与hg1井区相近.由于处于多组断裂交汇区,C—1井断块裂缝带呈共轭展布,发育北西向和北东向两组裂缝.
图6 埕海潜山hg1井奥陶系储层裂缝方位Fig.6 Azimuth diagram maps illustrating the fracture occurrence which distributed in Ordovician reservoir in hg1well in Chenghai buried—hill
3.2.3 峰峰组与马家沟组裂缝带相互沟通
奥陶系峰峰组、马家沟组以碳酸盐岩地层为主,两者优质裂缝型储层发育特点具有明显的继承性.裂缝带发育位置、走向相近.hg1峰峰组产层与hg101上马家沟组产层天然气组分几乎相同,说明奥陶系裂缝储层纵向上相互沟通,潜山内部流体混合程度高.
3.3 构造演化对奥陶系缝洞型储层发育的影响
在埕海潜山演化过程中,印支期构造抬升事件和中、新生代2期裂陷事件对奥陶系裂缝型储层形成有重要影响,强烈构造变形造就不同成因裂缝不规则分布,抬升与沉降期流体作用影响奥陶系岩溶作用的发育程度,共同决定缝洞储层展布.
印支期逆掩褶皱作用阶段是埕海地区奥陶系储层裂缝系统发育的关键阶段,在南北向挤压构造作用下,逆断层相关褶皱轴部及上盘断块形成大量的高角度共轭裂缝.地区内北东向与北西走向大面积分布的裂缝系统与该阶段应力场有关系.古近纪断陷阶段,随基岩断裂负反转,北东向裂缝重新开启,导致hg1井奥陶系有效裂缝走向出现优势方向.早期北西向裂缝在近东西向负反转断层附近被压制.2期构造变形阶段形成的裂缝和节理彼此相互沟通,成为埕海潜山奥陶系缝洞储层的基础框架.根据中生代演化古背景,赵北断层上盘断块体普遍经历早抬晚埋负反转演化,其构造裂缝发育程度要高于赵北断层下盘断块体的,也是高位序羊二庄潜山奥陶系裂缝储层发育不如中低位埕海潜山的主要原因.
埕海潜山奥陶系在中生代以后基本未经历表生岩溶改造,在深埋藏阶段,因裂陷伴随的岩浆热液、有机酸热流体活动使奥陶系地层经历复杂的埋藏岩溶改造.热液既加剧裂缝周边碳酸盐岩的溶蚀,又导致碳酸盐岩储层白云岩化,增加奥陶系储层孔隙,提高储集性能[11].由于埋藏热液岩溶对构造裂缝的依存度高,因此次生孔隙往往沿裂缝带展布,具有很强的方向性.埕海潜山hg1、101井成像测井见到明显的溶洞,证实深部埋藏岩溶的存在.另外,chh1井曾于奥陶系钻遇裂缝及溶蚀孔洞,其中充填物见有粗晶畸形白云石,后者被认为是埋藏热液岩溶作用的产物[11].
埕海潜山奥陶系裂缝储层发育主要受中、新生代构造变形,以及伴随的深部热液次生溶蚀作用共同控制.其中构造裂缝控制奥陶系潜山储集空间宏观格架,深部热液沿裂缝带活动,改善储层的孔隙性,最终形成网状的缝洞带,控制油气分布(见图7).
图7 埕海潜山奥陶系网状构造裂缝成因示意(红色箭头代表热水岩溶方向)Fig.7 Schematic map showing the formation mechanism of reticular structure fracture in Ordovician reservoir in Chenghai buried—hill(The red arrow shows the direction of hydrothermal karst)
4 天然气藏特点及成藏模式
4.1 奥陶系天然气藏特点
埕海潜山奥陶系天然气藏主要为高含硫化氢、二氧化碳的干气藏.气藏甲烷体积分数为50.43%~57.78%,二氧化碳体积分数为28.85%,硫化氢体积分数达到13.41%,甲烷系数达到0.99以上,气藏为正常压力系统.
目前,潜山仅钻探hg1、hg101井,进入奥陶系后见到明显的气测异常,hg1气测全烃最高为5.87%,hg101最高为61.33%,主要气测异常段集中在峰峰组下部峰6—峰10段,以及上马家沟组上部.其中hg1井峰峰组酸化压裂后日产气19.78万m3.hg101井上马家沟组上部酸化压裂后日产天然气51.8万m3.两层段天然气组分几乎相同,表明埕海潜山奥陶系气藏为块状裂缝型气藏,目前测试最低的含气层段距风化壳266m,仍未见水,表明气藏规模很大,气柱高度至少280m以上.
4.2 天然气成因
奥陶系气藏烃类气体同位素偏重,甲烷碳同位素为—27.2‰,乙烷碳同位素为—18.7‰,明显有别于歧口凹陷古近系天然气.根据天然气识别标准[12—13],属于过成熟阶段煤成天然气范畴,按照甲烷同位素推断煤系烃源岩热演化程度Ro可达2.5%以上.结合埕海地区地质结构推断,上古生界煤系烃源岩是埕海潜山重要的气源岩,油气源来自埕海低断阶甚至歧口深凹陷区石炭二叠系煤系地层.
埕海潜山气藏富含硫化氢和二氧化碳,二氧化碳含量甚至高于四川盆地[14],是目前渤海湾地区奥陶系发现酸性气体含量最高的天然气藏,与以往发现的孔西潜山中生界煤成天然气、乌马营潜山乌深1奥陶系煤成气,以及苏桥煤成天然气有较大的区别.
碳酸盐岩储层中硫化氢形成机制具有多样性[14—17],其中生物成因和热化学成因是形成高硫气藏的主要原因.根据硫化氢气藏地化特征,生物还原成因的硫化氢伴生CO2体积分数普遍小于5%,伴生甲烷同样具生物甲烷特点,即碳同位素偏轻.埕海潜山奥陶系高含CO2,且甲烷明显是高成熟阶段热解产物,因此综合判断埕海潜山奥陶系硫化氢成因属于TSR热化学反应的产物.根据测井、录井资料,埕海地区奥陶系上马家沟组发育4~5层膏盐层,硫酸盐矿物在高温及地下水的环境下与烃类发生TSR反应,导致埕海奥陶系气藏高含硫、偏干的特点.埕海潜山CO2碳同位素介于—11.2‰~12‰之间,根据戴金星等模板[12—13],介于有机成因和岩浆火山成因之间,不排除深部CO2混入的可能性.
4.3 奥陶系天然气藏成藏模式
受负反转断层活动强度、上覆中生界、上古生界厚度影响,埕海潜山奥陶系与古近系沙河街组烃源岩对接关系不好,不利于新生古储型潜山成藏.因此,结合气源对比,认为天然气成藏主要以古生古储为主.古近纪晚期—新近纪期间,深埋藏、高热演化的煤系大规模二次生烃是埕海奥陶系潜山天然气规模聚集的关键条件.
根据天然气甲烷同位素推断,埕海潜山天然气源岩热演化程度很高,按照戴金星等天然气热演化图版[12—13]分析,对应的Ro已达到2.14%,表明埕海潜山天然气藏形成于深埋藏阶段.结合hg1井埋藏史及热史分析,埕海地区古生界煤系源岩达到相应成熟门限的时间为新近纪,埕海奥陶系气藏充注时间晚于馆陶组沉积时期,现今构造基本代表天然气大规模运聚阶段的地质框架.
在潜山油气运聚过程中,基岩断裂和不整合是重要的运移通道.其中断裂及相关裂缝系统所具有的方向性和高渗透性有利于油气规模富集[18—19].因此,尽管埕海潜山奥陶系缺乏大规模表生岩溶作用的条件,但中、新生代挤压、负反转伸展阶段形成的大量构造裂缝保证煤成天然气沿奥陶系缝洞储层长距离运移,造就埕海中台阶潜山天然气规模富集.
埕海潜山天然气成藏受煤系源岩分布、运移路径及储集体分布共同控制,单侧向台阶式规模运聚,为奥陶系内幕富集天然气提供重要的保证(见图8).导致埕海潜山规模成藏的主要地质因素包括:(1)埕海Ⅰ垒式圈闭周围大面积深埋的石炭—二叠系煤系地层为潜山提供充足的气源,预测埕海地区供气面积可达400km2;(2)埕海潜山构造带几组基底断裂,如张东断层、张北断裂系等在新近纪有一定的活动性,基底断裂及其派生的裂缝系统是天然气在埕海地区运移的主要路径;(3)中生代、新生代构造变形叠置形成的缝洞网络是埕海潜山天然气富集的主要储集空间,裂缝密集发育的地段也是天然气富集高产的地段.
图8 埕海潜山油气成藏模式Fig.8 Cross section model showing how hydrocarbon accumulated in Chenghai buried—hill
5 结论
(1)埕海潜山为深埋于中、新生界盆地之下的内幕型碳酸盐岩潜山.奥陶系地质构造呈现基岩断裂改造的大型背斜形态,具明显的南北成排特点.高、中、低位序潜山内幕地质结构有别.高位潜山结构简单,低位潜山内幕结构复杂.
(2)埕海潜山构造发育经历中生代逆掩褶皱、走滑拉分改造及新生代负反转伸展等变形阶段,潜山内幕圈闭分布受印支期古隆起南翼逆掩构造系统及新生代负反转构造控制.其中中生代逆掩构造影响潜山内幕结构、裂缝系统,新生代反转断陷控制潜山位序分布.
(3)埕海潜山奥陶系发育缝洞储层,裂缝储层发育受中生代逆掩构造系统控制,发育于负反转断层上盘.奥陶系裂缝以高角度共轭缝为主,沿构造缝发生的热液岩溶增加奥陶系储层的孔隙性,是hg1、hg101井试油并获得高产的主要原因.
(4)埕海奥陶系天然气高含酸性气体是新生代深埋阶段煤成天然气充注,并与储层中硫酸盐矿物TSR反应的结果.逆断负反转阶段形成的高角度裂缝系统是天然气规模运聚,并实现富集的主导因素.
(5)埕海奥陶系潜山天然气藏的发现为歧口凹陷油气勘探提供新的领域,证实在多期断裂褶皱作用改造下,深埋的碳酸盐岩仍有良好的储集性能,能够形成高产、富集的大中型气田.
[1] 胡见义,牛嘉玉.渤海湾盆地油气聚集理论和勘探实践的再深化[J].石油学报,2001,22(1):1—5.Hu Jianyi,Niu Jiayu.The further deepening of oil—gas accumulation theory and exploratory practice of Bohai Bay basin[J].Acta Pe—trolei Sinica,2001,22(1):1—5.
[2] 胡见义,童晓光,徐树宝.渤海湾盆地古潜山油藏的区域分布规律[J].石油勘探与开发,1981,8(5):1—9.Hu Jianyi,Tong Xiaoguang,Xu Shubao.Regional distribution law of buried—hill reservoirs in the Bohai Bay basin[J].Petroleum Ex—ploration and Development,1981,8(5):1—9.
[3] 杨明慧.渤海湾盆地潜山多样性及其成藏要素比较分析[J].石油与天然气地质,2008,29(5):623—630.Yang Minghui.Diversity of buried—hills and comparison of their hydrocarbon—pooling factors in the Bohai Bay basin[J].Oil &Gas Ge—ology,2008,29(5):623—630.
[4] 吴小洲,牛嘉玉,吴丰成,等.渤海湾盆地奥陶系潜山内幕油气成藏主控因素研究[J].海相油气地质,2013,18(1):1—11.Wu Xiaozhou,Niu Jiayu,Wu Fengcheng,et al.Major control factors of hydrocarbon accumulation in Ordovician interior buried hills,Bohaiwan basin[J].Marine Origin Petroleum Geology,2013,18(1):1—11.
[5] 赵贤正,王权,金凤鸣,等.冀中拗陷隐蔽型潜山油气藏主控因素与勘探实践[J].石油学报,2012,33(S1):71—79.Zhao Xianzheng,Wang Quan,Jin Fengming,et al.Main controlling factors and exploration practice of subtle buried—hill hydrocarbonreservoir in Jizhong depression[J].Acta Petrolei Sinica,2012,33(S1):71—79.
[6] 赵贤正,金凤鸣,王权,等.渤海湾盆地牛东1超深潜山高温油气藏的发现及其意义[J].石油学报,2011,32(4):1—13.Zhao Xianzheng,Jin Fengming,Wang Quan,et al.Niudong 1ultra—deep and ultra—high temperature subtle buried hill field in Bohai Bay basin:Discovery and significance[J].Acta Petrolei Sinica,2011,32(4):1—13.
[7] 吴永平,杨池银,付立新,等.渤海湾盆地千米桥凝析油气田的勘探与发现[J].海相油气地质,2007,12(3):44—52.Wu Yongping,Yang Chiyin,Fu Lixin,et al.Qianmiqao Ordovician condensate field in Bohaiwan basin[J].Marine Origin Petroleum Geology,2007,12(3):44—52.
[8] 王文革,郑玉梅,冯建园,等.歧口凹陷潜山分布规律与油气勘探方向[J].录井工程,2012,23(3):93—97.Wang Wenge,Zheng Yumei,Feng Jianyuan,et al.Buried hills developed in Qikou sag and their oil and gas accumulation prospect [J].Mud Logging Engineering,2012,23(3):93—97.
[9] 高宁,赵玉珍,韩冰,等.不同类型盆地高储量丰度大中型气田形成的储集条件[J].大庆石油学院学报,2009,33(3):5—8.Gao Ning,Zhao Yuzhen,Han Bing,et al.Reservoir conditions for formation of large and medium gas fields with high reserves abun—dance in diffrent types of basins in China[J].Journal of Daqing Petroleum Institute,2009,33(3):5—8.
[10] 蔡刚,杨子玉,李双文,等.埕海潜山奥陶系碳酸盐岩裂缝预测[J].地球物理学进展,2013,28(2):945—950.Cai Gang,Yang Ziyu,Li Shuangwen,et al.Fracture prediction of Ordovician carbonate rock in the buried hill of Chenghai[J].Pro—gress in Geophysics,2013,28(2):945—950.
[11] Graham R D,Langhorne B S.Structurally controlled hydrothermal dolomite reservoir facies:An overview[J].AAPG Bulletin,2006,90(11):1641—1690.
[12] 戴金星.天然气碳氢同位素特征和各类天然气鉴别[J].天然气地球科学,1993,3(2):1—4.Dai Jinxing.Natural gas hydrocarbon isotopic characteristics and all kinds of natural gas identification[J].Natural Gas Geoscience,1993,3(2):1—4.
[13] 戴金星.中国煤成气潜在区[J].石油勘探与开发,2007,34(6):641—645.Dai Jinxing.Petential areas for coal—formed gas exploration in China[J].Petroleum Exploration and Development,2007,34(6):641 —645.
[14] 陈安定,李剑锋,代金友.论硫化氢生成的地质条件[J].海相油气地质,2009,24(4):24—34.Chen Anding,Li Jianfeng,Dai Jinyou.Geological conditions of generating hydrogen sulphide[J].Marine Origin Petroleum Geology,2009,24(4):24—34.
[15] Isaac R K,Kenneth J B,Irvin L T.Source of molten elemental sulfur and hydrogen sulfide from the Inigok well,northern Alaska [J].AAPG Bulletin,2012,96(2):337—354.
[16] 朱光有,张水昌,李剑,等.中国高含硫化氢天然气的形成及其分布[J].石油勘探与开发,2004,31(3):18—21.Zhu Guangyou,Zhang Shuicang,Li Jian,et al.Formation and distribution of hydrogen sulfide bearing gas in China[J].Petroleum Ex—ploration and Development,2004,31(3):18—21.
[17] 侯路,胡军,汤军.中国碳酸盐岩大气田硫化氢分布特征及成因[J].石油学报,2005,26(3):26—31.Hou Lu,Hu Jun,Tang Jun.Distribution and genesis of hydrogen sulfide in giant carbonate gas fields of China[J].Acta Petrolei Sinica,2005,26(3):26—31.
[18] 武卫峰,徐衍彬,范立民,等.断裂对沿不整合面侧向运移油气的聚集作用[J].东北石油大学学报,2013,37(3):11—16.Wu Weifeng,Xu Yanbin,Fan Limin,et al.Research on role of faults in the accumulation of oil gas migrating laterally through un—conformity surface[J].Journal of Northeast Petroleum University,2013,37(3):11—16.
[19] Steven Losh,Lorraine Eglinton,Martin Schoell,et al.Vertical and lateral fluid flow related to a large growth fault,South Eugene Island block 330field[J].AAPG Bulletin,1999,83(2):244—276.
TE121.2
A
2095—4107(2013)05—0063—10
DOI 10.3969/j.issn.2095—4107.2013.05.009
2013—06—15;编辑:任志平
中国石油天然气股份有限公司重大科技专项(2008E—0604,2012E—06)
付立新(1968—),男,博士,高级工程师,主要从事地质构造方面的研究.