海相油气成藏模式研究
   来源:中国科技博览     2021年07月01日 17:58

黄琳

[摘  要]在油气成藏方面,大面积、准层状油气富集模式的提出,拓展了油气勘探的范围,降低了勘探成本;其次,碳酸盐岩油气藏油气水分异性差,油气水界面不统一,油藏幅度可达千米;油气藏调整改造强烈,多期充注成藏普遍,但近期研究发现一批古老油藏,形成时间很早、充注期次单一,且被有效保存下来,储量规模可观,这一发现提高了在构造复杂区寻找原生大型海相油藏的信心。

[关键词]海相;塔里木;奥陶系

中图分类号:P618.13 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)24-0017-01

1 大面积准层状油气富集模式

中国碳酸盐岩油气分布受准层状储层和缝洞系统的控制。以塔里木盆地来说,台盆区是一个既富油又富气的重要勘探区,奥陶系碳酸盐岩储集体是目前勘探的主要对象,储层的形成和分布受早期高能沉积相带、溶蚀作用和断裂作用等因素的控制,上奥陶统良里塔格组礁滩复合体、鹰山组层间岩溶储集体、一间房组顺层岩溶储集体等,均具有大面积层状分布的特点,这是形成层状含油的基础。这些储集层主要分布在继承性较好的古隆起上,是油气运聚的有利指向区,因此它们既是油气运移的输导层,也是储集体。由于储层强烈的非均质性,油气充注后较难逸散,形成了广覆式油气聚集,有效储层的空间展布控制了油气的分布与大面积成藏,具有整体富含油气的特点。

塔里木台盆区奥陶系油气藏底部往往为致密灰岩,局部发育断裂或大型裂缝;油气一般集中在潜山面或层间不整合面之下80~150m,呈大面积准层状展布;油气藏规模巨大,油气柱高度1500~2400m。由于断裂与缝洞系统等空间输导体系复杂,多期成藏与调整,油气藏流体复杂,稠油、正常油、凝析气等均有分布。目前已在塔里木台盆区发现了塔北、塔中两个巨型海相碳酸盐岩准层状油气藏。其中,塔北油田长300km,宽30~65km,以海拔- 6000m为边界圈定的有利面积7300km2,油气柱高度1300~1700m,油气规模超过30亿吨。塔中奥陶系油气在纵向上呈准层状叠合分布,平面上受储层发育程度控制,没有明显边底水,为大型准层状、油气水分布复杂的非常规凝析气藏。塔中先后整装探明了塔中Ⅰ号坡折带上奥陶统超亿吨级礁滩型凝析气藏和塔中北部斜坡下奥陶统岩溶风化壳型凝析气藏,这两个准层状油气田探明+ 控制地质储量折合油气当量近10亿吨。这些油气藏虽然油气水界面不统一,但油层温度梯度和压力梯度十分相似,压力系数为1.13,温度梯度为2.42℃/100m,为常温常压油气藏,油气藏温压系统具有统一性。

奥陶系油藏的原油主要来自于寒武系、奥陶系烃源岩,混源特点明显;天然气主要来源于中下寒武统的高成熟度原油裂解气。塔中凝析气藏经历了三期成藏过程,第一期为加里东晚期成藏,油气来自于寒武系-下奥陶统烃源岩,但早海西期的构造运动,对该期油气破坏严重,造成大范围油藏破坏;第二期成藏是晚海西期,油气来自于中上奥陶统烃源岩;第三期成藏是晚喜山期,寒武系原油裂解气形成,沿深部断裂向浅部奥陶系充注,对油藏进行气洗改造,从而形成大面积分布的凝析气藏。多源多期成藏、多期调整及油气运移通道共享,是造成原油普遍混源的重要原因。两套烃源岩、三期排烃作用为奥陶系油气成藏提供了丰富的油气资源。碳酸盐岩储层沿潜山面或层间不整合面大规模集中分布,纵向多层系、横向大连片,有效厚度在100~220m;储层之上的泥岩、泥灰岩、致密灰岩为有效盖层,与碳酸盐岩缝洞系统构成良好储盖组合。断裂、不整合面、缝洞发育带形成的网状油气输导体系控制了塔中古隆起油气的复式分布,特别是长期稳定发育的古隆起背景为油气大面积聚集提供了有利条件。

2 古老油气藏的形成机制与模式

油气藏破坏是一种普遍的现象,可以说石油在不断生成的同时,又在不断地遭受破坏。Macgregor对全球350 个大油田的地质储量和时代分布进行了研究,结果发现世界一半以上的大油田是在渐新世之后形成的,油气藏中值年龄为35Ma,平均生存年龄为55Ma。对于中国古老的海相盆地,古生界海相层系经过了多旋回叠合与改造,油气藏破坏改造严重,油气分布复杂,多以次生油气藏为主。最近研究发现,在塔里木盆地北部地区发现了形成于250Ma以前、且保存完好的油藏-英买2 油藏,且是单源单期成藏;哈拉哈塘地区也是晚海西期成藏,只是由于当时盖层薄,遭受过生物降解,致使油质变稠,随后一直深埋。这些古老油藏的发现,对于评价塔里木盆地油气勘探潜力与指导油气勘探具有十分重要的意义。

研究认为,英买2 奥陶系油藏原油来自于中上奥陶统烃源岩,充注成藏时间在二叠纪(晚海西期)。从生烃史、流体包裹体与埋藏史关系、自生伊利石K-Ar 测年数据、以及圈闭形成演化过程等多项证据,证实了英买2 奥陶系油藏是一个250Ma 前形成并保存下来的原生古油藏。海西晚期(二叠纪) 是塔里木盆地一个最重要的生、排烃期,也是塔里木盆地最有效的成藏期。来自于塔北南部地区的中、上奥陶统源岩生成的烃类向北运移,充注进入奥陶系、志留系等有利圈闭中,形成规模巨大的油气藏。但是在三叠系沉积前的构造运动中,构造高部位由于盖层剥蚀严重,造成油藏遭到降解破坏,部分原油受到生物降解,而围斜部位油气可能得到保存 。自三叠纪沉积以来,奥陶系油藏一直处于持续深埋过程,盖层加厚,奥陶系圈闭位置和形态基本没有发生大的变化,油气保存至今。

3 油气调整改造再成藏机制与模式

中国西部叠合盆地油气藏最大的特点之一是成藏期后的再调整,原生油气藏被改造、重新调整、再次运聚,形成的次生油气藏。调整改造再成藏实际上就是油气的再分配聚集过程,也是对原生油气藏的一个破坏过程。这个改造过程一定是适度的,否则就变成一个纯破坏过程,也就没有油气藏了。这种构造变动造成油气藏随后发生的变化主要表现为: 油气藏空间位置与形态的调整、油气的物理化学性质发生改变、资源规模与开发效果发生了变化。根据油气藏调整改造的主控因素,可以分为: 构造变动改造作用、物理调整改造作用和化学蚀变改造作用3 大类,它们可以单独或同时起作用,导致油气藏发生改造,甚至破坏或消失。其中,物理调整改造作用主要指油气藏内部形态变化或油气泄露散失,与再成藏关系不密切;而化学蚀变改造作用

4 海相油气成藏模式

油气成藏模式是对油气藏形成机制与赋存特征的高度概括和解释,是描述油气藏形成过程中生、储、盖、圈、运、聚、保等基础要素在时空关系上的相互匹配历史,以及在相同地质条件下不同相态类型油气藏的共生和制约关系,并对其做出科学的解释。由于不同研究者的侧重点和出发点不同,对油气成藏类型划分的方法也有很大差别,有的强调成藏的烃源方式,有的则看重生储盖组合关系,有的注重运聚机制,有的则综合其演变过程。作者认为,圈闭定型与稳定是油气藏形成的重要前提,否则早期生成的油气如果没有合适圈闭将不能聚集,或者前期聚集的油气在后期圈闭调整过程中遭到破坏,或油气再分配。塔里木、鄂尔多斯及四川盆地多套生、储、盖层系均经历了多旋回叠合和改造作用,构造演化引起的油气散失与再分配成藏过程十分复杂,而油气的充注期次大部分地区都在一次以上。中国海相盆地烃源岩往往有多套,且生烃期长,关键成藏期多,油气发生混合充注比较常见,因此多期充注是中国海相油气充注成藏的重要特点。

参考文献

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