第27卷 第1期2006年1月石油学报AC TA PETROL EI SIN ICAVol.27 No.1Jan.2006基金项目:中国石油天然气集团公司“九五”重点攻关项目(960007Ο01Ο04)资助。
作者简介:刘 震,男,1963年2月生,1990年获石油大学(北京)博士学位,现为中国石油大学(北京)教授,博士生导师,主要从事石油地质学和层序地层学的研究与教学工作。
E 2mail :liuzhenjr @.文章编号:0253Ο2697(2006)01Ο0017Ο07含油气盆地岩性油气藏的形成和分布特征刘 震1 赵政璋2 赵 阳1 赵贤正2 肖 伟1(11中国石油大学石油天然气成藏机理教育部重点实验室 北京 102249; 21中国石油天然气股分有限公司勘探与生产公司 北京 100011)摘要:根据岩性油气藏的形成条件、形成过程及分布特征,与构造油气藏相比,岩性油气藏的形成及分布更具有优势,主要表现在6个方面:①岩性圈闭形成较早,形成期次比较多,有利于更多地捕集油气;②油气仅靠初次运移和短距离的二次运移就可以成藏,不一定需要长距离二次运移;③岩性油气藏烃类充注相对较早;④岩性油气藏保存条件更为优越;⑤岩性油气藏可以分布在低势区,也可以分布在高势区;⑥岩性油气藏可以富集在低水位体系域,也可以富集在高水位体系域。
油气勘探实践表明,岩性油气藏具有更优越的形成条件和更大的勘探潜力,是今后油气勘探的重点。
关键词:含油气盆地;岩性油气藏;形成条件;分布特征;保存条件;勘探潜力中图分类号:TE 11111 文献标识码:APredominant characteristics of formation and distribution for lithologicreservoirs in petroliferous basinLiu Zhen 1 Zhao Zhengzhang 2 Zhao Yang 1 Zhao Xianzheng 2 Xiao Wei 1(1.Key L aboratory f or H y d rocarbon A ccumulation Mechanism ofMinist ry of Education ,China Universit y of Pet roleum ,B ei j ing 102249,China;2.Pet roChina Ex ploration and Production Com pany ,B ei j ing 100011,China )Abstract :The comparison of the lithologic reservoir with the structural reservoir shows that the lithologic reservoir has more pre 2dominant conditions in formation and distribution.The formation of lithologic traps is earlier ,and there are more forming periods.The lithologic reservoirs can be formed only by primary oil 2gas migration and secondary oil 2gas migration in short distance.The lithologic reservoirs can be charged in the early era and experienced little destroy in the late structural activities.The lithologic reservoirs can be distributed not only in the low 2potential areas ,but also in the high 2potential areas.The lithologic reservoirs can be enriched not only in lowstand system tract ,but also in highstand system tract.So the lithologic reservoir has some predominant formation conditions and a great exploration potential.K ey w ords :petroliferous basin ;lithologic reservoir ;formation condition ;distribution characteristics ;protection condition ;explora 2tion potential 自1966年美国石油学家Levorsen 提出隐蔽圈闭勘探以来,世界上许多含油气盆地都加强了对地层不整合、岩性及古地貌等圈闭的油气勘探[1Ο4],而且对其形成机理与分类方案作了系统的研究[5Ο8]。
在沉积作用或成岩、后生作用下,储集岩体的岩性或物性发生突变,被不渗透层包围或遮挡而形成岩性圈闭[9]。
在我国的东部盆地,特别是渤海湾盆地、松辽盆地和二连盆地,随着勘探程度的提高,油气勘探难度不断加大,隐蔽油气藏,特别是岩性油气藏已成为重要的勘探对象[10]及增加油气储量的重要发展方向,因此岩性油气藏的形成条件及分布规律的研究对勘探开发油气后备储量具有重要意义[11]。
近年来的勘探成果表明,我国中部探区油气储量的增长越来越依靠于各富油凹陷古近系的各种砂岩岩性圈闭、潜山、火成岩等隐蔽油气藏。
如在渤海湾盆地济阳坳陷的东营、沾化和车镇等富油凹陷中发现了2个亿吨级、5个5000万吨级和一批1000～3000万吨级的储量目标勘探区。
在廊固凹陷大兴断裂下降盘发现了沙三时期水下扇砾岩体,探明天然气储量4149×108m 3,控制石油地质储量102×104t ,还发现了饶阳凹陷留西—大王庄沙三段水下扇砾岩油气藏和晋县凹陷西杨村砾岩体油气藏[12]。
在冀东油田南堡凹陷发现了一批新的地层岩性油气藏,高柳地区新增探明、控制和预测三级储量达到了2×108t [13]。
在二连盆地发18 石 油 学 报2006年 第27卷 现2个5000×104t储量规模的大型隐蔽油田(巴音都兰凹陷宝力格油田和乌里雅斯太凹陷木日格油田)、1个1000万吨级优质储量接替区带(吉尔嘎朗图凹陷宝饶洼槽内带),并在赛汉塔拉凹陷发现赛66大型岩性油藏[14]。
我国中部探区的勘探成果同样反映出岩性油气藏的巨大潜力。
在鄂尔多斯盆地自从在马岭地区地层岩性储层中找到亿吨级油田以来,已先后找到了12×108t的储量,仅苏里格大气田的天然气探明地质储量就达到6025127×108m3[15]。
在四川盆地东北部已发现大中型飞仙关组鲕滩气藏,其可采储量超过1000×108m3[16]。
从目前的勘探现状分析,由于中国含油气盆地几十年的勘探主要是基于不同类型构造带上的构造油藏,因而不论是勘探程度较高的富油凹陷、还是勘探程度较低的含油气凹陷,岩性油藏的勘探程度均较低,勘探潜力巨大,是发现规模整装储量及实现油气增储上产的重要勘探领域。
杜金虎等提出互补论观点[14],认为含油气盆地(或凹陷)在油气资源量一定的条件下,隐蔽油气藏与构造油气藏在油气资源量分配和油气空间分布上具有互补性:在不同的构造带、不同的构造部位发育不同的油藏类型,隐蔽油藏与构造油藏在资源总量和油气分布上具有明显的互补性,从而提出构造油藏和隐蔽油藏并重的勘探思路。
但是由于认识上的原因和技术上的限制,通常把非构造油气藏勘探放在第二位,在盆地勘探中后期才注重岩性油气藏勘探。
但这并不等于岩性油气藏的地质成因和分布是第二位的。
1 岩性圈闭形成期特征岩性圈闭的形成主要取决于储集体的物性特征以及盖层封堵情况,只要存在具有一定孔渗特征的储集体,并且在其周围或上倾方向被不渗透岩性遮挡就形成了岩性圈闭。
因此可以根据储层和泥岩盖层的物性纵向演化匹配关系来分析岩性圈闭的形成期。
砂体内部物性对砂岩体含油气性具有控制作用,当分选性为差—中等时,只有物性达到一定的条件,砂体才能成为有效储层,内部才开始含油。
同样,只有泥岩孔隙度较低、排替压力足够大时,才能成为有效的盖层。
吕延防[17]、黄志龙[18]和付广[19]通过研究都指出泥岩排驱压力与孔隙度之间关系密切,并提出了数学表达式,陈章明[20]利用排替压力对泥岩盖层封盖能力综合评价参数等级进行了划分,笔者据此把砂泥岩排替压力差为015M Pa作为二连地区泥岩能够成为有效盖层的参考临界值,在二连盆地纵向上从下往上可以确定3套具有封闭能力的泥岩盖层。
对于砂岩储集体和遮挡盖层的有效性可用储层含油的临界孔隙度和泥岩排替压力临界值来判定。
砂岩储集体的含油临界孔隙度可以通过统计方法获取。
笔者以12%作为有效砂岩储层的临界孔隙度,在二连盆地纵向上从下往上可以确定2套可含油储集层。
根据泥岩盖层与砂砾岩储层的相互配置关系,在二连盆地纵向上可以划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3套有利的储盖组合,相应地在3个部位发育岩性圈闭(图1)。
图1 岩性圈闭形成期次分析模式(以巴9井为例)Fig.1 Model for forming periods of lithologic traps111 浅层岩性圈闭在地层沉积早期的浅部地层,只要低渗透的泥岩地层中被混入渗透性的砂岩体或者古河道被泥岩层覆盖,就可形成岩性圈闭。
如图1的圈闭Ⅲ在浅层(900 m处)形成,推断圈闭Ⅰ也可以在相同深度形成,形成时间大致在白垩纪的腾二段中期。
所以岩性圈闭可以通过单纯的沉积作用或简单成岩作用在很早(甚至在沉积早期)就可形成,而构造圈闭或地层圈闭需要相当的构造运动条件才能形成。
1.2 深层岩性圈闭砂体在浅部埋藏时主要以机械压实作用为主,孔隙度变小,孔渗性能变差。
在深部地层一般都具有较强的成岩作用,进入次生孔隙发育阶段后,由于流体运动和溶蚀作用的加强,产生大量次生孔隙,砂体的孔渗性能大大增强。
同时强烈的孔隙破坏性成岩作用,如压实作用、胶结作用等使砂岩体某些部位孔隙减少,物性(尤其是渗透率)变差,排替压力增高,形成遮挡条件,从而形成岩性圈闭。
1.3 岩性圈闭多期形成特征与其他类型的隐蔽圈闭的形成控制因素不同,只要储层物性和盖层封闭性在演化上配套就能形成岩性圈闭。
以巴9井为例(图1),圈闭Ⅰ在腾二段中期、赛汗塔拉段中期及现今均可形成良好的储盖组合,故有3个岩性圈闭形成期。