烃源条件对古潜山油气藏形成的控制作用——以辽河断陷大民屯凹陷太古宇古潜山为例

李军生,庞雄奇,崔立叶,吴佳乐

(1.中国石油大学,北京 102200;2.中油辽河油田公司,辽宁 盘锦 124010)

烃源条件对古潜山油气藏形成的控制作用
——以辽河断陷大民屯凹陷太古宇古潜山为例

李军生1,2,庞雄奇1,崔立叶2,吴佳乐2

(1.中国石油大学,北京 102200;2.中油辽河油田公司,辽宁 盘锦 124010)

从烃源岩的丰度、纵向发育及横向分布情况等方面对大民屯凹陷烃源条件进行研究,并对其油气运移条件进行分析。结合该区的勘探成果,分析烃源岩在太古宇古潜山油气成藏中的控制作用。研究结果认为,烃源岩控制了古潜山圈闭的含油气丰度、油气类型及成藏底界深度,是决定该区太古宇古潜山圈闭能否形成油气藏的关键控制因素。

烃源岩;古潜山;油气藏;控制作用;太古宇;大民屯凹陷

1 烃源条件分析

烃源岩的特征在很大程度上决定了一个盆地(凹陷)或一个区带油气资源的丰富程度以及资源类型、分布等特征[1]。在古近纪,由于辽河断陷的发育、演化控制了多旋回的沉积体系,形成了沙四段、沙三段、沙一、二段和东营组多层次、大面积分布的烃源岩。

1.1 烃源岩分布及发育特点

辽河断陷断裂的分段性,控制着各沉积旋回烃源岩的发育,在断裂活动的控制下,大民屯凹陷古近系从下向上发育了沙四段、沙三段、沙一、二段及东营组 4套烃源岩,烃源岩的发育程度由下向上依次变差。

大民屯凹陷沙四段厚度一般为 400～500 m,而南部荣胜堡洼陷厚达 700 m;沙三段烃源岩相当发育,有一半地区厚度超过 800 m,最厚在荣胜堡洼陷,厚达 2 000 m (图 1);沙一段烃源岩比较薄,大部分地区在 200 m以下,荣胜堡洼陷最厚为 400 m。

总之,大民屯凹陷烃源岩分布层位多、面积广、厚度大。丰富的烃源岩为大民屯凹陷油气成藏奠定了物质基础。

图 1 大民屯凹陷沙三、四段烃源岩分布

1.2 烃源岩有机质丰度

由大民屯凹陷古近系暗色泥岩地球化学指标(表 1)可以看出,大民屯凹陷烃源层的有机质丰度较高,以沙四段为最高,其次为沙三段。

表 1 大民屯凹陷古近系暗色泥岩地球化学指标均值

1.3 古近系有机质类型

辽河断陷内存在 4种主要生烃母质类型,即腐泥型、混合A型、混合B型、腐殖型,大民屯凹陷内以 I IB型为主 (表 2)。

表 2 大民屯凹陷古近系干酪根显微组分含量

对大民屯凹陷油气成藏起主要作用的有 2套烃源岩:第 1套为沙四段下部的“油页岩”厚度不大(100～350 m),但有机质丰度高 (TOC最高可达12%,平均为 6%)、生烃潜力大[2],;第 2套为沙四段上部和沙三段下部泥岩,有机质丰度中等 (TOC为1.4%～2%,平均为 1.6%),烃源岩品质一般,但因其厚度巨大 (在荣胜堡洼陷内部最厚可超过 1 500 m),同样具有较大的生烃潜力。

2 油气运移条件分析

由于古潜山的成藏模式为新生古储式,因此研究古潜山成藏的输导体系具有非常重要的现实意义[3～6]。本区油气运移的主要输导体系为不整合、断层及渗透层[7～10](图 2)。

图 2 哈 31-16-18—哈 31井油藏剖面

2.1 不整合

不整合面上下具有适合油气运移的良好通道,将相距很远的烃源岩与储集岩联系起来,形成良好的生—运—储组合。在大民屯凹陷,古近系地层与太古宇地层为明显的不整合接触,形成了良好的油气运移通道,使洼陷中生成的油气源源不断地向高部位运移,而该区的潜山正好处在油气侧向运移的指向上。

2.2 断层

断层对油气藏的形成和破坏都有着直接的影响。开启断层可以成为油气垂向运移的良好通道,沟通烃源层和储集层,形成次烃源气藏;封闭断层可以阻挡油气的运移。

大民屯凹陷太古宇油藏为新生古储型油藏,油气从新生界烃源层运移到太古宇储层过程中,油气常常是跨越断层运移。可见,断层在该区油气成藏中起到了极其重要的作用。

2.3 渗透层

在古近系地层中,发育多层砂岩,具有较好的渗透性,既是良好的储集层,又是油气运移的良好通道。太古宇地层中发育低角度缝及高角度缝,油气在低角度缝中发生横向运移,在高角度缝中发生纵向运移,使油气在潜山地层中发生侧向及纵向运移。

3 烃源条件对古潜山油气藏形成的控制作用

3.1 烃源条件是决定古潜山能否形成油气藏的关键

大民屯凹陷太古宇变质岩系油气储集岩是由一套区域变质岩、混合岩和极少量受构造作用改造成的碎裂(动力)变质岩组成,没有生油能力,周边的烃源岩是古潜山形成油气藏的物质基础[11],在太古宇潜山油藏的勘探时,首先要找到能为其提供油气的烃源条件[12]。

根据该区沙四段、沙三段烃源岩排烃情况的研究结果,确定区内生烃层段烃源灶的分布范围 (图3)。这些烃源灶为区内古潜山油气成藏提供了丰富的油气资源。

图 3 大民屯凹陷沙四段烃源灶与油气藏分布关系

3.2 烃源条件控制古潜山油气藏的含油气丰度

本区太古宇潜山发育了众多的潜山圈闭,为油气成藏准备了充足的储集空间。在这样的条件下,烃源条件是决定各有利圈闭中储层含油气丰度的主要控制因素。

大民屯凹陷内的东胜堡潜山,紧邻荣胜堡洼陷,具备良好的烃源条件,形成了大型的潜山油气藏。而在凹陷边缘的曹台潜山,距离生油洼陷较远,烃源条件较差,含油气性较差。

3.3 烃源条件控制古潜山油气藏的油气类型

大民屯凹陷内存在正常油和高蜡油 2种原油类型[13],其分布受烃源岩的类型及分布控制。高蜡油分布在荣胜堡潜山、静安堡潜山及静北广大地区,而正常油环绕荣胜堡洼陷分布。

达到生烃门限的沙四段烃源岩分布在凹陷南部荣胜堡洼陷周边及安福屯洼陷、三台子洼陷的部分地区,其中生成、排出的油气在东胜堡、静安堡、安福屯、边台、曹台等有利圈闭中聚集成藏;达到生烃门限的沙三段烃源岩仅在荣胜堡洼陷周边分布,其中生成、排出的油气在荣胜堡洼陷附近的有利圈闭中聚集成藏[14]。

3.4 烃源岩的发育深度控制了古潜山油藏的底界深度

虽然在异常液体压力的作用下,源岩中生成的油气可以向下运移,但该区基岩圈闭一般位于油源岩的侧面油气运移的指向上,油气从侧向注入圈闭,因此,油源岩的深度决定了油藏的深度,油气藏在这个深度以上发育。

4 结 论

(1)辽河断陷大民屯凹陷发育多套烃源岩,其中沙四段和沙三段烃源岩为该凹陷的主要烃源岩。这些烃源岩有机质丰度高且分布广泛,为油气藏的形成奠定了物质基础。

(2)大民屯凹陷内发育不整合、断层及渗透层等与太古宇古潜山成藏有关的油气运移通道,且区内潜山多位于烃源岩侧向油气运移的指向上,十分有利于油气向古潜山圈闭内运移并聚集成藏。

(3)烃源条件对大民屯凹陷太古宇古潜山油气藏的形成起到了至关重要的控制作用。控制了古潜山的含油气丰度、油气类型,烃源岩的发育深度控制了古潜山油气藏的底界深度。

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编辑 孟凡勤

TE122.1

A

1006-6535(2010)06-0018-03

20100613;改回日期:20100912

国家重点攻关课题“松辽盆地及渤海湾盆地北部复杂隐蔽油气藏地质评价和勘探开发关键技术研究”子课题 (2001BA605A-08-04)

李军生 (1967-),男,高级工程师,1990年毕业于中国地质大学 (武汉)石油地质专业,中国石油大学 (北京)在读博士研究生,现从事石油地质综合研究工作。