大城凸起成藏条件分析

2012-11-10夏志刚油气资源与勘探技术教育部重点实验室长江大学湖北荆州434023

长江大学学报(自科版) 2012年13期

关键词：大城古生界盖层

夏志刚(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北荆州 434023)

徐从汤(吐哈油田分公司勘探开发研究院试验中心，新疆哈密 839009)

大城凸起成藏条件分析

夏志刚(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北荆州 434023)

徐从汤(吐哈油田分公司勘探开发研究院试验中心，新疆哈密 839009)

大城凸起是华北油田深小潜山勘探油气较为富集的区域，潜山内幕成藏条件复杂，圈闭发现、落实、成藏评价难度大，区域潜山数量多、分布广、油藏类型丰富，潜力巨大。利用石油地质生储盖、圈运保原理对大城凸起的三维地震资料构造解释进行了综合分析，分类研究了大城凸起潜山油气藏成藏条件，并进行了圈闭精细落实与评价。研究表明，生、储、盖空间组合较合理，断层发育，石炭-二叠系内砂体发育，工区油源供给条件好，存在有利油气运移通道，具备一定的封盖条件；大城区凸起为改造破坏型构造单元，是Ⅱ类较有利地区，具有一定勘探潜力。

大城凸起；潜山类型；油源通道；成藏条件

碳酸盐岩潜山油气藏的勘探，一直是华北油田重要勘探领域，虽然一度把下第三系作为华北油田重点层系，但对碳酸盐岩潜山油气藏的勘探从来没有放弃过，通过近几年的勘探，在该类型油气藏勘探方面不断有新的发现，并积累了一定的经验。特别是在饶阳和霸县凹陷潜山数量多、分布广、油藏类型丰富，近两年在且勘探程度相对较低的饶阳和霸县凹陷相继取得了重大突破。文古3井寒武系府君山组获得高产，展示了霸县凹陷深潜山及潜山内幕油气藏的良好勘探前景。但潜山内幕成藏条件复杂，在此背景下进行专项深入系统研究，力图实现潜山内幕勘探新突破。

图1 大城凸起前第三系古地质图

冀中地区大城凸起北至葛渔城，南到大8、大9井附近，西至卧佛堂-文安-信安镇一线，东侧有断层与里坦凹陷相分割，大城凸起为沧县隆起上的一个正向二级构造单元，面积约2500km2。沧县隆起东侧有黄骅坳陷，西侧有冀中坳陷。大城凸起顶部被新近系明化组、馆陶组和第四系地层所覆盖。其厚度一般在700～1240m之间，与其下覆古近系、中生界、古生界或中上元古界地层以不整合相接触(见图1)。

1 成藏条件分类探讨

根据近30年潜山油气藏的勘探，发现工区内潜山油气藏绝大部分为次生的、新生古储式潜山油气藏，但近些年也发现了一些原生的、古生古储式潜山油气藏。这2类不同的古潜山油气藏，具有不同的生油条件，不同的配套形式和配置关系。

1.1新生古储式潜山油气藏成藏条件分析

新生古储式潜山油气藏指的是潜山油气藏的油气源来自古近系烃源岩，通过不整合面、断面、渗透性砂层等输导层向潜山供油。在中生界、古生界及更老时代的碳酸盐岩、砂岩等储层中运移，进入圈闭中，聚集形成新生古储式油气藏。又根据其结构，即潜山与盖层的组合关系，将大城凸起新生古储潜山油气藏进一步划分为地貌型潜山油气藏和内幕式潜山油气藏[1-2]。

图2 油源处地震剖面

1)地貌型潜山油气藏成藏条件分析貌型潜山是指不同时代的前第三系地层，经风化、剥蚀形成残丘，其上覆盖第三系地层。①油源。根据近南北向地震剖面显示及钻井岩心分析，大城凸起家29井和兴隆1井均未钻遇到形成烃源岩所需的深色泥岩或者炭质成分，而从剖面地层构造形态容易看出洼槽中心，解释为油源区。大城凸起所处的一级构造单元沧县隆起，沧县隆起两侧的坳陷是油气供给区，油源条件好(见图2)。在工区位置任意拉剖面，选择一条近东西向的任意剖面，通过地质构造解释的一般原理，如断层的走向、切割关系以及地层厚度的变化情况，综合前人已有的成果，大城凸起始于古近纪，其后暴露地表遭受剥蚀。大部分地区没有保存古近系沉积层，只在凸起东侧的负向构造单元上如里坦凹陷、白塘口凹陷等地区有厚度为300～500m古近系地层。因埋藏浅，未达到生油门限，因此本身不具生油条件。所以油源必定来自东西两侧的黄骅坳陷和冀中坳陷。②盖层及保存条件较差。这是不能形成大规模地貌潜山油气藏的决定因素。

2)内幕式潜山油气藏成藏条件分析内幕型潜山，即潜山之上覆盖中生界、古生界地层。①内幕式新生古储油气藏可以分为3个生油组合：第1组合(中生界三叠系至侏罗系中下部为盖层，上古生界二叠系石千峰组、石盒子组为储层)、第2组合(上古生界二叠系山西组，石炭系太原组、本溪组为盖层，下古生界奥陶系峰峰组、上马家沟组上段、下马家沟组上段以及寒武系府君山组为储层)和第3组合(下古生界寒武系和上元古界长龙山组为盖层。中元古界雾迷山组、高于庄组为储层)。②内幕型潜山储层物性普遍不如地貌型潜山条件好。第2组合为加里东裸露型的岩溶区，奥陶系上覆为石炭-二叠系，其间缺失上奥陶统至下石炭统地层，裸露时间短，经历风化淋滤的时间只有1.2×108年。第3组合由于中元古代末期地壳上升，缺失元古界下马岭组，但风化淋滤时间较短，物性也比加里东-喜马拉雅型岩溶区差。③内幕型潜山盖层条件明显比地貌型潜山条件好。由于是多套组合，具备多套盖层，而且上古生界石炭-二叠系的盖层和中生界侏罗系盖层，其厚度和质量均超过新近系盖层。④供油方式较单一，断层面是主要的输导层。

1.2上古生界古生古储式原生潜山油气藏成藏条件分析

1)上古生界为烃源岩是形成古生古储潜山油气藏的物质基础上古生界石炭系本溪组、太原组、二叠系山西组煤系泥岩，作为烃源岩，生烃潜力中等，其厚度在400m左右，是形成古生古储潜山油气藏的物质基础。

2)具有多套储层，二叠系和奥陶系油源条件最好二叠系石千峰组、上、下石盒子组位于烃源岩之上。砂层发育，储集物性相对较好。奥陶系峰峰组、上、下马家沟组位于烃源岩之下，溶洞裂缝发育，紧邻烃源岩。

2 成藏条件综合分析

依据整个霸县坳陷地质情况，按照油气成藏规律分析认为，该区具备一定的烃源岩、储层、盖层及封闭保存等成藏条件，大城凸起潜山油气藏具有2套生油岩、2套内幕储层和2套内幕盖层，保存条件由南东向北西有变好的趋势。

2.12套生油岩

第1套生油岩位于古近系沙河街组。大城凸起西侧的霸县凹陷和饶阳凹陷是冀中坳陷中2个最大的生油凹陷。由于中生界地层向西尖灭，在该凸起的下倾部位沙河街组直接覆盖在石炭-二叠系、奥陶系之上。因此，沙河街组生成的油气可以直接进入石炭-二叠系和奥陶系储层中(见图3)。

图3 剖面地质解释图

第2套生油岩位于石炭-二叠系地层。源岩在大城凸起的西北地区石炭-二叠系地层埋藏深度大，具备二次生烃条件，并进入成熟演化阶段。根据文献[3]的计算，沧县隆起石炭-二叠系地层可供聚集的游离气量为3.8×1012m3。

2.22套内幕储层

第1套储层为二叠系的石千峰组、上石盒子和下石盒子组，这套储层在苏桥油田物性较好，在大城凸起的西北部和西南部因粒度变粗，物性有明显变好的趋势；第2套储层为奥陶系，物性较好。

2.32套内幕盖层

第1套为中生界盖层，一般厚300～500m，最厚可达1100m。其中侏罗系岩性以暗色泥岩、煤系地层为主，分布在该凸起西北部，面积约1000km2。

第2套盖层为石炭-二叠系。其中石炭系本溪组、太原组和二叠系山西组厚度400m左右，岩性以泥岩和含煤地层为主，覆盖了大城凸起97%的地区。

2.4保存条件由南东向北西有变好趋势

从潜山地层水矿化度分析，向凸起西北部有增加的趋势。大城凸起东侧潘庄凸起和双窑凸起地层水矿化度一般为2000mg/L左右，到大城凸起为5000mg/L左右，再向西至文安-苏桥一带，可增加至10000～40000mg/L，水型为CaCl2和MgCl2，是保存条件好的地区。大城凸起西部和文安-苏桥地区为过渡关系，所以大城凸起西部保存条件有逐渐变好的趋势。