东濮凹陷胡庆地区油气成藏期及成藏过程

2013-09-20郝建光蒋有录刘景东房磊刘培

断块油气田 2013年1期

郝建光，蒋有录，刘景东，房磊，刘培

（1.中海石油（中国）有限公司深圳分公司研究院，广东广州 510240；2.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛 266555）

油气成藏过程是油气成藏研究的重要内容，而此项研究的关键又在于油气成藏时间和期次的确定［1-2］。前人已经对胡庆地区油气成藏条件作过大量研究，但在油气成藏期及成藏过程方面的研究仍待进一步深入。本文通过恢复研究区的埋藏史和热史，利用流体包裹体的均一温度，研究了东濮凹陷胡庆地区油气成藏的时间和期次，并结合本区构造演化史分析了研究区的油气成藏过程，以期为研究区今后勘探工作提供一定的理论指导。

1 地质背景

胡庆地区位于东濮凹陷西部斜坡带的中南部，东邻柳屯-海通集洼陷，西接内黄隆起，南到高平集单斜构造带，北抵马寨含油气构造［3］。该区包括胡状集和庆祖集2个含油气构造，大致呈NNE向展布（见图1a）。

本区发育长垣断层、石家集断层和五星集断层等一系列呈雁列式排列的东倾二级断层，受到这些断层的切割，胡庆地区自西向东呈阶阶下掉的多个台阶［4］，形成了以断阶为主的斜坡状构造格局（见图1b）。长垣断层下降盘是柳屯-海通集洼陷西翼，为一台阶；石家集断层与长垣断层之间为二台阶；石家集断层上升盘为三台阶。

本区构造演化主要经历了初始裂谷阶段（沙四段）、裂谷发展阶段（沙三段）、调整萎缩阶段（沙二段）、局部反转阶段（沙一段）、再次裂陷阶段（东营组）和整体坳陷阶段（新近系—第四系）。

纵向上，胡庆地区沙一段—沙四段均有油气发现，其中沙三中、沙三下亚段最为富集。平面上，油气主要分布在二台阶，其次是三台阶和一台阶。

2 成藏条件

2.1 油源条件

胡庆地区的原油主要来自柳屯-海通集洼陷，沙三中、沙三下亚段暗色泥岩是主力烃源岩层段［4-6］。沙三下烃源岩有机碳质量分数为0.16%～2.31%，平均0.57%；沙三中烃源岩有机碳质量分数为0.16%～6.34%，平均0.89%，有机质类型以Ⅱ1型为主。

本区镜质体反射率（Ro）分析表明：沙三段烃源岩埋深达到2 400 m左右时就进入生烃门限（Ro=0.5%），3 050 m进入“生油窗”，埋深超过4 010 m时烃源岩进入高成熟阶段。

2.2 储层、盖层特征及储盖组合类型

胡庆地区的储集体主要是滨-浅湖扇三角洲砂体［3-4，7］。纵向上，沙三中亚段储层物性最好，多属于中孔中高渗储层，其次为沙三下和沙三上亚段，沙一、沙二段储层物性相对较差。胡庆地区盖层发育良好，沙一上亚段泥岩层厚度大且分布稳定，为良好的区域性盖层。同时，沙四段、沙三中亚段和沙三上亚段均有不同厚度的泥岩、泥膏岩和页岩分布，可作为局部性盖层。

胡庆地区发育多套生储盖组合，如沙四段和沙三段自生自储型、沙二段和沙一段下生上储型及前第三系新生古储型等，其中以沙三段自生自储自盖型成藏组合最为有利和重要。

2.3 圈闭发育史

胡庆地区圈闭类型多样，可分为构造圈闭、岩性圈闭和构造-岩性复合型圈闭3大类，但以构造圈闭为主。沙四段—沙三段沉积时期，一台阶发育的深水浊积扇砂体多形成岩性圈闭，部分与二、三级断层相配合形成构造-岩性圈闭。沙三段沉积时期各二级断层强烈活动，并派生了大量的三级断层，二、三级断层的相互配合形成了多种类型的断块型圈闭。沙二段沉积时期，在下伏盐底辟的作用下，二台阶胡状集地区开始发育反向翘倾断块。东营组沉积时期，各二级断层再次强烈活动，在长垣断层和邢庄断层的下降盘发育了逆牵引背斜圈闭；此阶段，由于四级以下断层的大量发育，使得前期已经形成的圈闭更加复杂化。馆陶组至今，本区整体下沉，此前形成的圈闭得以调整并保存。

3 油气成藏期

确定油气藏形成时间的传统地质方法主要有3种，即烃源岩的主要生排烃期法、圈闭形成期法和油藏饱和压力法［8-9］。但近年来随着地球化学分析手段的不断深入，利用储层流体包裹体研究油气充注时期逐渐成为一种重要且有效的手段［9-10］。包裹体形成后由于没有与外界进行过物质交换，所以它真实地记录了流体成矿时的物理化学条件［1，11］。流体包裹体的均一温度基本代表了矿物捕获流体时的温度［12-13］，通过流体包裹体均一温度测试，再结合地层埋藏史和热史恢复结果，就可以较准确地确定油气的充注时间［10-11，14］。

从研究区6口井的储层流体包裹体分析结果看，胡庆地区不同构造带的成藏期存在一定差别（见表1）。本区二台阶和三台阶上均为一期成藏，即东营组沉积晚期—东营组抬升早期；一台阶上为二期成藏，分别为东营组沉积晚期—东营组抬升早期和明化镇组沉积晚期—现今（见图2）。

表1 胡庆地区储层流体包裹体均一温度测定及成藏期分析

图2 胡庆地区沉积埋藏史和成藏期次

3.1 高部位（二、三台阶）

以胡7井为代表。该井沙三中亚段储层样品（埋深1 893.1 m）岩性为中砂岩，颗粒以中砂级石英为主，石英加大边发育。薄片总体发亮色荧光，在石英颗粒中见群体分布的油气两相包裹体，紫外光激发下发蓝白色荧光。与烃类包裹体共生的盐水包裹体均一温度峰值范围80～100℃，结合该井的埋藏史和热史，恢复结果表明该地区为一期成藏，为东营组沉积晚期—东营组抬升早期，对应的地质年代为 29.1～24.3 Ma（见图2a）。

另外，研究区的断裂活动在明化镇组沉积时期已基本停止，明化镇组沉积时期以后生成的油气不会沿长垣断层等油源断层由一台阶向构造位置更高的二、三台阶运移，即二、三台阶上不会存在晚期成藏。这一分析结果与流体包裹体的分析结果是一致的。

3.2 低部位（一台阶）

以庆63井为代表。该井沙三中亚段储层样品（埋深3 144 m）岩性为中砂岩，颗粒以粗粒级的石英、岩屑为主，石英加大边发育。在几个石英颗粒中见群体分布的油气两相包裹体，发蓝白色荧光。与烃类包裹体共生的盐水包裹体均一温度峰值范围在120～140℃，结合该井的埋藏史和热史恢复结果可以看出：该地区存在2期成藏，分别为东营组沉积晚期—东营组抬升早期和明化镇组沉积晚期—现今，对应的地质年代分别为28.9～23.6 Ma 和 5.8～0 Ma（见图 2b）。

图3 胡庆地区油气成藏过程示意

烃源岩热演化模拟结果表明，明化镇期至今柳屯-海通集洼陷地层过补偿厚度大，沙三段烃源岩二次生烃过程较明显，说明一台阶上存在2期成藏可信［15］。

4 油气成藏过程

成藏过程决定了油气聚集，认识此过程可以深化油气分布规律，对油气勘探具有重要的地质意义［2，16-23］。本文从构造演化出发，结合烃源岩、油气成藏期以及现今油气分布等方面的研究成果，定性分析了胡庆地区的油气成藏过程（见图3）。

东营组沉积前，柳屯-海通集洼陷中沙三下亚段烃源岩已整体进入生油窗，但受限于规模，此阶段油气的生成量不大。这部分油气一部分可进入一台阶的浊积砂体中，另一部分则可沿同层的连通砂体向高部位侧向运移。由于此时长垣断层的活动性已大大减弱，侧向运移来的油气将被长垣断层及其次级断层封堵，在其下降盘的砂体中小规模聚集成藏。

东营组沉积末期，由于巨厚的东营组沉积，沙三中、下亚段烃源岩开始大规模生烃。与此同时，沙二下亚段烃源岩也生成了一定规模的油气。此时的长垣断层等已开始再次活化，有了一定的活动性。油气在浮力和烃源岩内部异常高压的作用下沿同层连通砂体和长垣断层向二台阶持续运移。进入二台阶的油气一部分在三、四级断层的遮挡下聚集成藏，而另一部分则沿沙三中、沙三下亚段的连通砂体及部分活动的顺向断层继续向浅部运移，并最终经石家集断层在三台阶聚集成藏。

东营运动早期，虽然盆地开始整体抬升，但沙三中、沙三下亚段烃源岩仍能生成大量油气。这部分新生成的油气大致上延续了东营组剥蚀前的排烃过程。馆陶组沉积前，沙三段烃源岩由于埋深变浅，生烃过程明显受到抑制。此阶段，受东营运动的影响，大量断层再次活动，此前已聚集的油气沿连通砂体和活动断层向浅部发生调整。同时，部分油气也会沿断至地表的断层发生散失。

馆陶组沉积前—现今，胡庆地区稳定下沉并接收了巨厚的砂泥岩沉积。此阶段，所有断层都已基本停止活动，二、三台阶上已聚集的油气基本定格。此时期，地层过补偿，沙三中、沙三下亚段烃源岩发生明显的二次生烃过程。但受限于二次生烃的时间和残余有机质的生烃潜力，二次生烃规模不大。这部分油气主要在长垣断层下降盘烃源岩内部的砂体中聚集成藏。

5 结论

1）东濮凹陷胡庆地区不同构造部位的成藏期特征不同。二、三台阶上只存在一期成藏，为东营组沉积晚期—东营组抬升早期；一台阶上有2期油气充注，早期为东营组沉积晚期—东营组抬升早期，晚期为明化镇组沉积晚期—现今。

2）东营组沉积晚期，柳屯-海通集洼陷沙三段烃源岩大规模成熟，油气开始大量生成。生成的油气主要向二、三台阶上沙三中、沙三下亚段地层中的三角洲砂体中充注。东营运动使得第1期成藏事件结束。明化镇组沉积晚期—现今，沙三段烃源岩发生二次生烃，此阶段的油气主要在一台阶上沙三中、下亚段地层中的三角洲砂体和浊积砂体中聚集成藏。

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