王集杨楼结合部成藏研究

2014-12-08张伟戴胜群张科文尧冯剑油气资源与勘探技术教育部重点实验室长江大学湖北武汉430100

中国科技纵横 2014年19期

张伟戴胜群张科文尧冯剑(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学),湖北武汉 430100)

王集杨楼结合部成藏研究

张伟戴胜群＊张科文尧冯剑(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学),湖北武汉 430100)

研究区位于泌阳凹陷北部斜坡中段, 区块内涉及了杨楼、王集、柴庄油田部分,西部为付湾油田。文章从油气成藏条件出发,通过对研究区生、储、盖、运、聚、保以及时空匹配关系的分析来推断成藏期次和过程。分析表明研究区核三下段地层为主要烃源岩,储层为高孔高渗,物性好,从上到下发育多套生储盖组合,断层和层间砂体为油气运移的主要通道,组成了油气运移的空间网络,构造与时间、空间配置关系良好。

泌阳凹陷圈闭条件油气运移

1 区域背景

研究区位于河南省唐河县大河屯乡境内,构造位置位于泌阳凹陷北部斜坡带,西部位杨楼油田,南部、东部分别有王集、新庄两个油田。地面条件良好,以平原和丘陵地形为主,为农作物种植区,泌阳河自东向西流经该区,区域构造属于南襄盆地泌阳凹陷杨楼鼻状构造(图1-1)。

2 成藏条件

2.1 烃源岩条件

2.1.1 有机质类型及丰度

研究区所处的北部斜坡的烃源岩主要来自泌阳凹陷古近系核桃园组三段。具有十分优越的生油条件:①烃源岩以暗色泥岩、油页岩、泥质白云岩等为主,母质类型好,有机质类型以I型和Ⅱ为主,I型占绝对优势,Ⅱ型较少;②有机显微组分菌藻类有机质占主导、矿物沥青基质丰富;③烃源岩成烃潜力高,有机质丰度高(有机碳平均含量为1．77%,氯仿沥青“A”平均含量为0．2167%),优质烃源岩所占比例大;④有效烃源岩分布范围广、厚度大,地温梯度高(平均为4．1℃/l00m),生油门限浅(1700m)。

图1－1 研究区区域构造位置示意图

图2-1 核三底现今镜质体反射率(R0)分布

2.1.2 成熟度

泌阳凹陷深凹区核三下亚段烃源岩在核三段沉积末期(36Ma)已全部进入成熟门限(泌阳凹陷成熟门限Ro=0．5);核一段末期(29Ma)进入成油高峰阶段,廖庄组沉积中期(18Ma)就开始有部分烃源岩进入高演化阶段(凝析油气阶段)(图2-1、2-2)。核三上亚段烃源岩在核二段沉积开始时即进入成熟门限,廖庄组沉积末期进入成油高峰阶段;核三上亚段现今处于主生油阶段范围内,核二段底部在廖庄组末期进入成熟门限(图2-3)。

2.2 储积层条件

图2-2 H3VII底部成熟度图

图2-3 泌阳凹陷H3上段现今镜质体反射率及研究区H3上段成熟度图

泌阳凹陷北部斜坡区储集条件良好,发育有古城、张厂、王集等三角洲沉积砂体[2],分布面积50～170km2。这些砂体均伸入深凹陷生油区内,成为良好的输导层,排烃效率高,并形成多套生储盖组合。砂岩埋藏浅、胶结疏松,物性好,孔隙度一般20%～35%,渗透率(150～900)X10-3um2。

图2-4 研究区H3IV5小层沉积微相图及孔渗交汇图

图2-5 研究区圈闭类型剖面及平面图

图2-6 泌阳凹陷油气事件图

图2-7 泌阳凹陷核三段生储盖配置平面图

储层因素包括沉积因素及岩性因素。其中沉积因素的控制作用主要表现为不同微相砂体的含油性不同,其中以分流河道、河口坝砂体物性较好,因此含油性较好。而席状砂含油性则较差。本次此次研究编制了全区H3Ⅳ5、H3IV7、H3V3、H3Ⅵ3等10个小层孔隙度、渗透率分布图,分别代表了储层分布的总体特征。通过相同层位对比分析,可以看出孔隙度和渗透率都为高值时,就是油藏比较富集的区域。如:YQ2-YQ20井区、YQ19井区、YZ4井区和CQ6-CQ7井区等。

岩性因素控制油水边界,油层范围一般在储层展布范围以内,且砂体边缘一般物性较差,不具有储集能力,为干层。岩性因素对绝大部分含油区块均有不同程度的影响,对研究区内油田的主要含油区块,岩性因素则对侧向封堵起控制作用。储层泥质含量的高值边界反映了储层的油藏边界。通过和油藏富集区域对比,断层和泥质含量的高值区相互配合,形成了不同层位、富集程度不同的岩性油藏。

研究区杨楼-王集-柴庄地区的物源主要有3个:北东方向的侯庄近源三角洲、北部的王集近源三角洲和西北部的杨楼远源三角洲,砂体沉积类型主要为三角洲前缘亚相,水下分流河道砂沉积和河口坝沉积为主要特征,砂岩十分发育,储层主要为水下分流河道及远砂坝砂体,其孔隙度一般13%～22%,渗透率一般0．27～2．58/Mm2(图2-4)[5]。

2.3 盖层及储盖组合

泌阳凹陷为一个单旋回型凹陷,只有一个区域盖层,即核桃园组三段末期一次大范围的湖侵,该时期沉积有机质丰富,泥岩发育,形成较厚泥岩段,呈南厚北薄的楔状,平面上则呈向东南收敛、向西北撒开的扇状。目前已发现的巨大部分油气藏均在次泥岩段之下,纵向上封盖能力好。区域盖层最大分布面积约为850km2,盖层单层厚度较大的层段为核三段Ⅳ、V、Ⅵ砂组,其次为核三段I、Ⅱ、Ⅲ砂组,最小的为核三段Ⅶ、Ⅷ砂组。从而在纵向上形成了很好的封盖条件。据样品物性封闭能力测定,该区核桃园组泥岩具有较强的物性封闭能力,饱和水突破压力为10．7～21．3MPa,平均为16．14MPa,属良好盖层,多旋回沉积,生油层与储集层间互,发育多套储盖组合,储盖条件好。

2.4 圈闭条件

圈闭泌阳凹陷新生代油气藏类型丰富,受断层和岩性控制[1]。凹陷的油气藏分布在平面上最大特点是受新生代构造分带性的控制,凹陷的不同部位发育有不同的圈闭类型,从而导致油气藏分布的分带性。北部斜坡主要发育断鼻圈闭、断块圈闭、断层一岩性圈闭和环盐湖北部斜坡分布的砂岩透镜体圈闭、地层超覆圈闭[3]。

研究区受断层和岩性控制,主要发育断鼻圈闭、断块圈闭、断层-岩性圈闭类型(图2-5)。

2.5 油气运聚

根据流体包裹体分析和生排烃史分析认为,泌阳凹陷油气运移聚集主要有两期,第一期为小规模油气运移聚集,时问为核一段末期-廖庄组沉积期,即渐新世晚期,北部斜坡区尚无此期形成油气藏的直接证据。第二期为大规模油气聚集成藏期,成藏时间为廖庄末差异抬升期,即中新世-上新世早期,此时核三上亚段烃源岩达到生烃高峰期,差异构造抬升运动一方面导致北部斜坡大规模圈闭形成并最后定型,另一方面导致烃源岩区和北部斜坡圈闭区之问势能差急剧增加,为油气大规模运移提供了动力,加速了油气运移聚集成藏。

2.6 时空匹配关系

从平面上看,泌阳凹陷北部斜坡核桃园组沉积时期,多个砂体环绕生、盖区分布,砂体以扇状或指状从凹陷边缘伸人生、盖区内,其中砂岩厚度百分比大于20%的砂层分布范围占生、盖层区面积的88%以上,砂体与生、盖大面积接触,为油气运移和聚集创造了良好的条件(图2-7)[4]。从剖面上看,生、盖层和储层以指状交错式配置。由此可见,泌阳凹陷北部斜坡不仅各成藏要素具有良好的空间配置,而且各种成藏作用具有良好的时间匹配,凹陷圈闭形成于核三段沉积末期(42-10Ma), 定型于廖庄末构造抬升期,油气最早成藏时间为核三段沉积末期,大规模排烃期为10-15Ma左右,为早生晚注晚期成藏(图2-6)。

成藏要素和成藏作用良好的时空匹配关系形成了北部斜坡油气富集。

从图2-8中,本区砂岩百分比为20%-50%,生油层厚度在600-800米之间,为油气运移的主要指向区。