任丘油田中、新元古界油气地质学  中、新元古界沉积学研究的展望

作者&投稿:吴帜 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

任丘油田位于河北省任丘县城关至辛中驿一带,区域构造上处于冀中坳陷饶阳凹陷之中,是一个狭长的潜山带。依据区域标准层及岩性电性特征对比,组成潜山的地层有古生界寒武系、奥陶系、元古界青白口系和蓟县系,缺失青白口系底部下马岭组及蓟县系上部的铁岭组和洪水庄组,龙山组以角度不整合超覆于雾迷山组之上。蓟县系雾迷山组为任丘油田主要产层之一,也是研究最多的层位。

(一)地层特征

任丘雾迷山组属于中元古界蓟县系沉积,是一套隐藻白云岩夹泥质和硅质白云岩的海相碳酸盐岩层,厚度2300余m。自上而下由新到老分十个油组70个小层。在平面上其分布由南向北逐渐变新,南部任9井山头任深1井附近潜山面出露雾十油组,至北部任11井山头顶部出露雾一油组。这一套地层具有矿物成分简单,岩石结构、构造复杂,岩石类型多,沉积旋回性强,分布稳定等特点

华北石油勘探开发研究院,1985,任丘油田雾迷山组油藏地质特征及储层结构。。

对雾迷山组这套多旋回分布稳定的隐藻白云岩的特征,在油田开发初期已基本掌握,随两批加密井网的钻探和岩心资料的增加,对雾迷山组的岩性、厚度及测井曲线特征的认识更加深刻,补全了雾迷山组完整的标准剖面。1979年建立雾迷山组综合柱状图时,油田井网是1000—1500m,雾二、雾十油组大部无井钻到,用坝25、留16井资料将剖面接全。加密50和300m两批井网后,综合岩性柱上的岩性、标志层、各小层的厚度、自然伽玛曲线形态均基本变化不大,反映这一套地层在油田范围内是十分稳定的,在稀井网条件下可以基本掌握,但储层发育程度、储集性能变化受多种因素控制,则在稀井网条件不易掌握。

1.岩石矿物成分简单、结构构造复杂、岩石类型多

雾迷山组岩石的主要化学成分、矿物成分均较简单。主要化学元素有Ca、Mg、C、O,其次为 K、Al、Si。主要化学组分和含量是 CaO20%—28%,MgO13%—20%, CO247%±;次要组分SiO210%±和少量的K20、Al203(表6—16)。主要矿物成分为白云石,另有少量燧石和伊利石,合计只有三种矿物,有些裂缝和溶洞中可充填一些重晶石、萤石、天青石、黄铁矿等次生矿物。由于结构构造和成分不同而形成多种岩石类型,有隐藻白云岩、颗粒白云岩、晶粒白云岩、硅质白云岩和泥质白云岩等6类24种(表6—17),其中隐藻白云岩最多,约占50%。

表6—16 任丘雾迷山组主要化学组分

表6—17 任丘雾迷山组主要岩石类型表

2.旋回韵律性强

雾迷山组沉积旋回明显,整个雾迷山组为一海进旋回(包括杨庄组),油组和小层依次为次一级小旋回,小层为若干个韵律组成。一个油组基本为一个二级旋回,全雾迷山组分为11个二级旋回。小层基本以三级旋回为基础,共分为69个三级旋回。组成完整旋回或韵律的岩石序列为含陆屑泥质白云岩-砂砾屑白云岩-泥粉晶(层纹石)白云岩(含硅质)-波纹状、柱状叠层石白云岩(含硅)-锥状叠层石白云岩-凝块石(核形石)白云岩-锥状叠层石白云岩-波纹状叠层石白云岩-泥粉晶白云岩。依据旋回的沉积序列变化,可分为三种基本类型,一种为藻白云岩与泥质白云岩间互成层,泥质白云岩占四分之一到六分之一,以潮间中低能沉积为主,韵律频繁,每个韵律厚度10—20m,韵律底部以含陆屑的泥质白云岩和砂、砾屑白云岩为主,中部为凝块石、核形石、锥状叠层石,一般厚度只有十余厘米到数十厘米。上部多为层纹石和泥粉晶白云岩,这套岩石的结构细,以泥粉晶和波纤结构为主,粗晶粒状结构很少,硅质含量较高。分布层位从雾四中下部到雾十油组,除雾六、八油组外,其余基本属此种类型,这种类型有利于裂缝发育。第二种以厚层泥质白云岩为主,属于海退低能环境下的潮上或潮间上带的沉积,含较多的陆屑。泥质白云岩的厚度占48%到85%以上,单层厚度一般大于8m,分布于雾六、八油组,这种类型不利于储层发育。第三种以藻白云岩为主,夹硅质岩、硅质条带或团块白云岩,含极少量泥质白云岩,泥质含量一般小于15%,不含陆屑,以潮间下-潮下浅水高能带沉积为主,沉积韵律频繁,一般韵律厚度为1.8—2m,最大3.5—4m,多数韵律下部为内碎屑白云岩,缺少泥质白云岩,中部多为凝块石、锥状叠层石白云岩、细-中晶结构,质纯不含泥和硅质,有利于孔隙发育,分布于雾一至雾四油组中上部,以雾二油组(含)泥质白云岩最低,厚度仅占8%。

3.横向分布稳定

雾迷山组在油藏范围内稳定分布,从地质录井和测井曲线上反映,多数小层的岩性、厚度均变化不大,可进行追踪对比。自然伽玛曲线上显示高值的泥质白云岩层,除选作对比标志的九个层段外,其余比较明显的还有50余层,分布也很稳定,如作为二级对比标志的雾四8,为一层厚度较大的泥质白云岩层,自然伽玛曲线上显示像手掌状,该层从七北区至九山头共有23口井钻遇到,除少数几口井因断层等影响外,其余厚度都在8.5—10.5m之间。纯白云岩分布亦很稳定,如雾三油组5—10小层,北部任11井山头观1井,南部任6井山头观3井均钻遇到,两井相距10.5km,岩性厚度均无多少变化。

对霸县、任丘和留路雾迷山组地层进行了对比,可以看出:

(1)蓟县中、新元古界标准剖面雾迷山组厚3488.5m,共分四段,其岩性总的特征是雾四段色浅,雾三段色深,雾一、二段色浅,构成两头浅中间深的特点。在雾三段下部有两层棕红色泥质白云岩,同霸县、任丘和留路雾迷山组对比甚好。

(2)根据岩性组合和电性特征,找出9个标准层,在霸县和留路地区均有分布,特征较明显,分布较稳定。从总体来说地层由留路、任丘、霸县向北至蓟县厚度显著增大。

(3)任丘地区由任23、33、31、46、观3、任7、9、25井接全雾迷山组,厚度共2126m,分为四大段,38个小层。

(二)储集空间类型

碳酸盐岩储集空间类型划分原则很多,有的以形态分类,有的以成因分类,有的以空间大小分类,有的以喉道大小及流体渗流特点分类等。按形态及成因将任丘油田雾迷山组储集空间类型划分为洞、缝、孔三大类

华北石油勘探开发设计研究院储层室,1982,任丘油田碳酸盐岩储层特征及孔洞缝分布规律的研究。。

(1)洞:储集空间的直径大于2mm者称为洞,多由于溶蚀而形成,分布有顺层的,有沿缝的,有顺古风化壳和岩溶带的,亦有砾间溶洞,洞内多充填自形晶矿物。洞径大于50㎝者为洞穴,这类大型洞穴在录井和测井资料上均有反映。洞径在0.2—50cm之间者为孔洞,数量较多,仅从岩心上了解到直径在1—2cm以下小孔洞部分,如任48井

号岩心在长11㎝的岩心柱面上发育有1673个孔隙和孔洞,最小者0.05㎜2,最大者745mm2,其中洞径大于2mm者占孔洞总面积的84%,洞中普遍见含油显示,表明孔洞的空间体积虽小,但数量相当多,是储集油气不可忽视的重要空间(图6—7,图6—8)。

图6—7 多条裂缝含油(黑色)任48井,

图6—8 溶蚀孔洞沿层分布任48井,

(2)缝:主要有构造缝、层间缝、压溶缝,少见成岩收缩缝。构造缝占绝对优势,按其规模大小可分为大型,中小型及微缝。断裂系统属大型构造缝,油田内四组主要断层,就是大型构造裂缝带,带中充填构造角砾岩,角砾岩间常发育大小不等的孔洞,最大者1cm左右,一般为3mm左右。这类大型断裂带,纵向穿切整个油层,平面延伸数千米至数万米。在裂缝带附近还伴生众多的细微裂缝,密度较大,线密度50条/m,缝宽<0.2mm者居多,其它部位的构造缝一般密度20—30条/m,缝宽<0.2㎜者占70%。由于硅质白云岩性脆,有的地区裂缝非常发育,密度大于100条/m。构造缝多为垂直层理的高斜缝或立缝(图6—9)。据任48井岩心统计,缝面倾角60°至90°者占83%。缝是流体渗流的通道,也是目前可采储量的重要储集空间之一。

(3)孔:直径小于2mm的空隙称为孔,其数量大,类型多。按其成因,可分为:

藻窗孔:藻凝块、藻层纹间的孔隙,多数为亮晶白云石充填。常见重结晶现象,晶粒较粗,呈残余藻结构,原生孔隙虽基本消失,但在原生孔隙基础上,经部分溶蚀可形成次生孔隙。孔隙大小为数微米至2㎜,比较严格地受岩性控制,顺层分布(图6—10)。

图6—9 高角度构造缝(沿缝含油)任48井

图6—10 藻白云岩溶孔顺层分布任28井

粒间孔:砂屑、鲕粒、球团粒之间发育的孔隙,原生部分多消失,主要在原生孔隙基础上经重结晶,或矿物充填而残留一定孔隙,孔径为数微米至数十微米。

砾间孔:盆内砾屑、构造角砾及溶塌角砾的砾间经溶蚀后砾间孔发育,孔径一般为数十微米至数百微米。

溶蚀孔:多发育在粗结构(细晶以上)的白云岩中及少数硅云岩或云硅岩中,岩石因选择性差异溶蚀作用而形成溶蚀孔,孔径一般在lmm左右。

各类储集空间的基本特点综合列于表6—18。

表6—18 任丘油田雾迷山组储集空间类型表

以上各种发育的孔、洞、缝成为任丘油田雾迷山组最重要的储集空间,很多井中常见各种孔、洞、缝中含油(图6—11),尤其是缝不仅成为沟通孔洞的通道,亦可作为储集空间而充满了原油。

雾迷山组内藻类极其丰富,这些藻类绝大部分属低级的蓝绿藻,基本上不具钙化的硬体,只是当藻体分泌粘液质粘结和捕获沉积颗粒以及新陈代谢作用促使碳酸盐沉淀。在沉积物中留下各种沉积结构和构造。这些由藻类活动形成的沉积物构造内部具有特殊的微细结构,富含有机质,少数还保留有藻丝状体痕迹。人们把这些未钙化的低等藻类统称为“隐藻”,由隐藻活动形成的各种沉积构造称为“隐藻构造”,含一定量隐藻构造的白云岩称为“隐藻白云岩”。雾迷山组隐藻白云岩经几十年的石油勘探开发已有一些认识。它是华北地区时代老、埋藏深、有多种储集空间并有着高产油气流的岩类,是华北,特别是冀中地区古潜山主要勘探目的层之一

华北石油勘探开发研究院陶洪兴,1985,雾迷山组隐藻白云岩岩石学特征。。根据岩石薄片和岩石铸体薄片研究该岩类储集空间具有空间类型多样、大小悬殊、空间形态各异、分布不均、成因多样的特点。储集空间的多少决定储量的大小,而储集空间的复杂程度,决定储层的性质,并影响油田开采方式的确定,因此研究隐藻云岩储集空间意义较大。

(三)孔隙结构

任丘油田雾迷山组储层的储集空间几何结构复杂,依据流体渗流特点,按喉道大小可分为大裂缝连通大中型洞穴,小缝与晶隙连通小洞及孔隙等两大类

华北石油勘探开发研究院储层室,1982,任丘油田碳酸盐岩储层地层特征及孔洞缝分布规律的研究。。

1.大缝连通洞穴型

以裂缝网络及其伴生的裂缝带为通道,连通大中型洞穴组成的宏观储集空间几何结构。这类通道宽度大,一般大于0.1mm,延伸长,如任25井与任9井相同层位钻遇大洞,两井相距1.5km,井间干扰明显,表明连通性极好。这类储集空间几何结构,是目前油田生产上起主要作用的部分。

2.小缝与晶隙连通小洞及孔隙型

依据孔喉组合关系及对开发的作用可分为以下几类(图6—12):

(1)短喉型孔隙结构:白云石自形至半自形晶,晶体杂乱排列,晶间具发育的多边形晶间孔或不规则孔,孔径数微米至数十微米。孔间喉道短宽,喉宽1μm至数微米,喉长数微米,喉多而平直,连通性好,孔喉比小,对油气的储集和渗流极为有利。

(2)网状孔隙结构:喉道沿白云石晶面发育,形成网格状喉道连通孔隙,喉道宽度小于1μm至数微米,喉道较长,有的曲折复杂,不利于油气的渗透。

(3)弯曲细长喉道型孔隙结构:喉道细长,一般小于0.2μm,对油渗流基本不起作用。

此外尚见较大的无喉道连通的孤立孔隙。

(四)储集类型

碳酸盐岩的储集类型,主要是指一个较大的储集体或储层中的主要储集空间类型及其主要的连通渗流通道。任丘油田主要产层雾迷山组属孔洞缝复合型的储集类型。

图6—11 任丘油田雾迷山组孔、洞、缝含油

表6—19为任丘油田雾迷山组油藏的储集类型综合表,从中可以看出,不同的岩性组合决定不同的储集类型。藻叠层白云岩及泥云岩易于形成孔洞缝复合型的储集类型,反映在储集空间分布上呈三峰形,压力恢复曲线上呈台阶形,反映缝洞系统及孔缝系统双重孔隙介质的特点。这表明一个储集体或储层的储集类型是油田开发的基础,洞缝孔复合型既有较高的孔隙度,又有好的渗滤通道,因此产量高,有较长的稳产期。

表6—19 任丘油田雾迷山组油藏储集类型综合表

图6—12 任丘油田雾迷山组微观孔隙结构类型

(五)孔洞缝分布规律

影响碳酸盐岩孔洞缝发育程度和分布的因素很多,主要取决于岩石性质,构造应力和古岩溶等后生改造作用。

1.沉积环境决定岩性,岩性是缝洞孔发育的基础

雾迷山组沉积环境是从潮上-潮间-潮下-潮间-潮上的韵律沉积,其岩性组合特征是:泥质白云岩及砂砾屑白云岩-泥粉晶(层纹石)白云岩-凝块石(核形石、锥状叠层石)白云岩-泥粉晶白云岩-泥质白云岩或砂砾屑白云岩(图6—13)。其中凝块石白云岩等属于中高能带的产物,结构粗,原生孔隙发育,后期多充填,在此基础上经溶蚀形成较发育的溶蚀孔洞。其余岩类均为低能带产物,孔隙不发育。

图6—13 任丘油田雾迷山组沉积韵律模式图

潮间下或潮下浅水中高能带的粗结构藻叠层白云岩及经白云岩化的粗结构白云岩孔隙较发育。前者小型溶蚀孔洞发育,后者晶间孔隙发育,孔隙度一般大于3%,储集空间以孔洞为主,裂缝改善储集性能,见油显示级别高,含油岩心所占比例大,是任丘油田主要产油层雾迷山组的主要储集岩类。

2.构造应力控制构造缝的发育和分布

任丘油田有六组构造缝,即两组正交缝和另两期 X节理缝。两组正交缝中一组为走向缝,另一组为倾向缝。这些裂缝构成了本区的连通裂缝网络系统。华北地台自蓟县纪以来,在漫长的地质历史时期,在强烈的地应力的作用下,经历了多次构造变动,产生了多期构造裂缝,尤以燕山运动褶皱断裂火山活动十分强烈,形成华北盆地的区域构造格局。任丘潜山北东向的构造体系,就是在盆地内的冀中坳陷的背景下形成的。北西向的断裂系统主要受古生代或以前的构造运动而形成,当时华北地台主要是整体升降运动,作用不十分强烈,因而形成的断裂系统规模较小。北东的断裂系统,形成于燕山运动早期,运动较强烈,断裂的规模也较大。北北东向的断裂系统,主要形成于燕山运动晚期和喜马拉雅期,规模最大。喜马拉雅运动以引张应力为主,对中生代以前形成的断裂系统进行了改造,从而使这些断裂系统具有开启性。由于潜山带南北断块上升速度的差异,又形成了近东西向断层。上述这些断层裂缝交织在一起,构成现今潜山的裂缝网络系统。

裂缝虽分布普遍,但其密度变化极大,以断层附近裂缝最为发育,如任28井取心,于井深3261m附近钻遇断距约140m断点,该处裂缝密度高达705条/m,其余井段裂缝密度一般小于100条/m。裂缝发育受岩性,层厚及其组合影响极大。据岩心统计,从泥云岩—白云岩—硅质岩,裂缝发育程度依次增加。一般在相同条件下层薄者缝窄而短且密度大,多为层内缝;层厚者缝宽延伸长,密度稀,多为穿层缝。

3.古岩溶作用是溶蚀孔洞缝发育的重要因素

任丘潜山第三纪以前长期暴露地表,遭受强烈的风化剥蚀,溶蚀缝洞发育,反映在钻井过程中,经常发生钻具放空和泥浆大量漏失,岩心上大量见溶蚀孔洞,岩矿薄片镜下观察也普遍见有溶孔。据15口井的钻井资料统计,钻具放空点共21处,放空高度最大者为2m,最小者为0.17m,平均为0.32m。又据35口井井径曲线统计,见63处井径异常扩大,洞高最大者为5.6m,最小者0.4m,平均为0.6m,小于1m的中型溶洞居多,溶洞率为0.66%。

本区岩溶具有如下特点:

(1)岩溶发育纵向分带:任丘潜山的岩溶作用总的趋势是上部发育,向下逐渐变差。据任48井于进山(古潜山)5.685m取心,大直径岩心孔隙度平均为3.72%,总有效缝洞面孔率2.95%。任28井于进山后216.4m处开始取心,大直径岩心孔隙度平均为2.34%(表6—20)。从雾迷山组岩溶洞穴与深度关系统计(图6—14)中明显看出有两个岩溶高峰带,于3100—3250m地段,洞数频率为11.11%—22.22%,洞高频率为14.1%—18.89%,另于3550—3650m地段,洞数频率为3.17%—4.76%,洞高频率为8.15%—11.13%,带间频率低,岩溶相对不发育。

表6—20 任11井山头进山深度与孔隙度及缝洞发育关系表

华北中新元古界油气地质与沉积学

图6—14 任丘油田雾迷山组溶洞与深度关系图

另据任丘油田沙二晚期古潜山岩溶垂向分带,总的岩溶趋势是上强下弱,纵向可细分为三个岩溶带,第一带的放空、扩径、漏失处数132处,占总处数的73.33%,第二带25处,占13.9%,第三带9处,占5%,明显地反映了岩溶作用上强下弱的趋势。

(2)岩溶发育平面分区:据任丘油田雾迷山组溶洞率平均值统计,北部任11井潜山山头溶洞率为0.21%,最高仅3.75%;南部的任7井山头溶洞率为0.84%,任6井山头为1.34%,任9井山头为0.75%,南部最高值为10.6%,明显表现为南区岩溶发育而北区差的特点。影响岩溶发育的主要原因是第三纪初期以前,南区雾迷山组曾全部裸露地表,遭受强烈的风化剥蚀,表生期溶蚀时间长,故溶洞发育,溶洞率高。北区雾迷山组仅在山顶露出,围斜部位覆盖着青白口系及寒武系,表生作用时间短,影响岩溶作用的充分进行,所以北区岩溶发育较差。此外,岩溶发育带多沿断裂带分布,从溶洞率平均值可以看出,溶洞率高值带的走向多与断裂带平行或位于断层带上,溶洞率高低相间与断裂网络系统基本一致,表明断裂是形成岩溶的流体的良好通道。

(3)岩性及结构控制岩溶发育:雾迷山组以白云岩为主,相对溶解低,最大值0.6,最小值0.2,平均值为0.389,另外硅质白云岩为0.2—0.3,较纯的白云岩为0.3—0.6,反映岩性对岩溶的控制作用(图6—15)。不同的岩石结构中岩溶发育状况也不同,其中粗结构白云岩的相对溶解度可达0.5—0.6,而细结构白云岩则多<0.5,反映岩石结构对岩溶的控制作用(图6—16)。本组中岩石相对溶解度与孔隙度关系呈正相关关系,表明粗结构白云岩晶、粒间孔隙发育,为岩溶流体提供流动通道,使岩溶得以充分进行。

图6—15 任丘油田雾迷山组不同岩类与相对溶解度关系图

图6—16 任丘油田雾迷山组白云岩结构与相对溶解度关系图

需要指出的是,这里所描述的岩溶作用及前述的孔、洞、缝发育状况,均是指目前的井下情况,对于雾迷山组在地质历史与中、新元古界原生油气相配置的储集条件,考虑到其长期的暴露地表,内部烃源岩成熟期晚,如冀中坳陷北部于早第三纪后才进入有机质成熟期(郝石生等,1990),故认为雾迷山组顶部形成的古潜山型储集体对中、新元古界原生油气也是有效的。

4.成岩作用及成岩后生作用与储层演化

碳酸盐岩的储渗空间,是在原生沉积的基础上,经各种成岩作用及后生改造作用而形成,主要有压实、胶结、充填、压溶、白云化、去白云化、重结晶、硅化、褶皱断裂、风化淋滤溶蚀作用等,各种作用是在不同时期的不同条件下进行的,对碳酸盐岩储层产生各种不同的影响,现就雾迷山组成岩作用及成岩后生作用与储层演化分析如下:

雾迷山期的沉积物处于海水成岩环境,适于蓝绿藻发育,形成一套以藻叠层白云岩为主的岩石类型,发育着原生的晶间孔、粒间孔、藻窗孔等孔隙空间。硅化作用主要发生在同生期或准同生期,成层分布,潮间上的层纹石白云岩易于硅化,形成燧石条带(纹),致密坚硬,孔隙极不发育。沉积后的压实胶结作用使原生孔隙退化。至雾迷山期末期任丘地区抬升,缺失洪水庄组至下马岭组,同时雾迷山组顶部遭受风化剥蚀,形成风化壳。自青白口纪至上古生代末,其间有过几次构造升降运动,但雾迷山组之上,仍覆盖有2000余米的地层,处于深部成岩环境。本期主要是压实、胶结、充填、硅化、重结晶、压溶等作用,使原生孔隙减小以至消失,形成致密白云岩或硅质白云岩,有的白云岩残留少量晶间孔隙。重结晶作用改造孔隙结构,在一定条件下可增加孔隙度,如重结晶过甚则形成片状晶间隙,从而使孔隙度减小,反映在孔隙结构上则表现为不同的毛管压力曲线形态(图6—17)。

图6—17 重结晶作用程度不同的岩石的毛细管压力曲线

1—观2井

泥晶白云岩;2—观4井

粉晶白云岩;3—任48井细晶白云岩;4—任48井

中晶白云岩;5—任48井

粗晶白云岩

中生代末期本区经历了褶皱块断运动,地层抬升并产生大量的断层和裂缝,同时遭受强烈风化剥蚀淋滤溶蚀作用,形成大量溶蚀洞、孔、缝。这些溶蚀孔洞缝中同时沉淀了充填物,包括白云石、泥质、黄铁矿、石膏、天青石、萤石、石英等。未充填满而遗留下来的空隙空间,约占原生孔洞空间的1/3-1/4。沙二期末以后为潜山掩埋期,主要是压实充填,使储集空间减少,但仍残留较多的孔洞缝空间。

(六)碳酸盐岩储层分类

根据物性、压汞、含油性及电性特征,将任丘油田雾迷山组白云岩划分为I类好储集岩、Ⅱ类差储集岩和Ⅲ类非储集岩三类,其主要特征见储集岩分类表6—21。

表6—21 任丘油田雾迷山组储层分类表

应用上述标准,分别对任丘油田雾迷山组110口井进行划分,纵向分为十个油组,平面分四个山头,得出如下三点结论:

(1)总观雾迷山组,Ⅰ类储层平均占总厚的13.3%,Ⅱ类储层平均占总厚的50.9%,Ⅲ类非储层平均占35.8%,表明以差储层为主。

(2)纵向十个油组,其中Ⅰ类储层主要发育在雾四、雾五及雾十油组中,占总厚的14.7%—25.2%,在雾六油组中发育最差,仅占0.4%,而其Ⅲ类非储层最为发育,占总厚的88.7%。雾四、雾五及雾十油组中Ⅲ类层仅占20.5%—33.3%,表明雾四、雾五及雾十油组储层发育,而雾六油组储层不发育,属非储层。

(3)储层平面分布,以任6井及任7井山头发育,储层占66%,非储层占34%,任9井山头最差,储层占52.9%,非储层占47.1%。



论华北盆地改造与油气成藏~

田在艺 罗平 张庆春 张大江
(中国石油勘探开发研究院,北京 100083)
【摘要】 文中以岩相古地理的观点论述了华北盆地的地质发展历史,即中新元古代为古陆区,南北边缘地带发育坳拉槽型沉积;古生代为稳定的海相地台类型沉积;中新生代为陆相断—坳陷盆地沉积。作者指出了华北盆地成烃、成藏的规律以及勘探油气的6个领域:一是以任丘古潜山为代表的“新生古储”油气藏;二是第三系“自生自储”复式油气聚集带;三是中、新元古界燕山坳拉槽原生油气藏领域;四是以孔古3、7井油藏为代表的“古生古储”油气藏;五是以孔古4井油藏为代表的“古生中储”或“古生新储”型油藏;六是中生界湖相沉积含煤地层烃源岩,虽改造剧烈,残留体支离破碎,但仍是一个找油的新领域。
【关键词】 岩相古地理;演化;油气藏;勘探;华北盆地
我们很荣幸地和同志们一起参加“朱夏油气勘探地质理论应用学术讨论会”。我们知道,油气形成于盆地。盆地原型的形成、发展与改造,是与地质时代和所处的大地构造位置及其地球深部的物质活动密切有关的。所以,大地构造环境的研究对于分析盆地演化特征、勘查评价其沉积物中的油气资源显得十分重要。在这个研究领域里,朱夏先生做出了卓越的贡献。他较早倡导把盆地作为独立的含油气构造单元进行整体研究,是含油气盆地学科的带头人和奠基人之一。
朱夏先生诲人不倦,平易近人,是我们的良师益友。他的一生兢兢业业、锲而不舍、孜孜以求、治学严谨、知识渊博;他为发展我国地质科学和石油工业呕心沥血、鞠躬尽瘁,深受广大石油地质工作者的尊重和爱戴;他的油气盆地分析理论代表着我国这个研究领域的当代学术水平。他是我们学习的楷模,值得我们永远怀念。
1 概述
陆相生油理论为我国石油工业的发展做出了杰出的贡献。在此理论指导下,我国在松辽盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、柴达木盆地相继发现了一些大、中型油气田,摘掉了中国“贫油”的帽子。经过大量的实践我们深刻地认识到,我国大多数含油气盆地的形成都经历了很长的地质历史时期,多期成盆,多期改造;在不同的地质时期发育了多种类型的烃源岩,多种类型的储集体,多种生、储、盖组合形式;油气经历了多旋回生成、运移、成藏和破坏调整的过程,盆地中的油气分布规律极难探索明白。在多旋回改造型含油气盆地过去研究的基础上继续进行深入分析、提高地质理论、总结成藏规律,可望进一步获得一些科学认识与成果,发展并完善多旋回改造型盆地成盆、成烃、成藏的理论,查明“自生自储”、“古生新储”、“新生古储”等复杂的成藏机理,明确改造型盆地油气勘探的良好前景,从而指导勘探实践。
构造环境是所有沉积盆地在演化过程中最根本的控制因素。具生烃岩系的沉积盆地在区域性沉降背景上、在地壳空间上多阶块体多几何形态的拉张分离或挤压碰撞组合的地质历史演化过程,控制着盆地的形成与改造。所以,应从盆地的沉积、构造格局及构造环境上来分析、研究同一大地构造发育阶段和同一运动体制下形成的、与大地构造环境相适应的盆地组合。在地史演化过程中,特别是所处大地构造环境的变化过程中,相似的或不同的原型沉积盆地或其被改造后的残留体在纵向上形成叠加关系。这种平面的复合和纵向上的叠加可以使盆地具有不同的结构。我国的沉积盆地多数都是改造型盆地,主要有3类:一类是发育在海相古生代克拉通上、经历了多次拉张-挤压环境的多元复杂结构盆地;另一类是具拉张或挤压陆相中新生代断-坳陷结构特征的盆地;第三类是上述两种复合叠合的沉积盆地。从构造旋回上分析,有简单的单一旋回盆地,也有复杂的多元结构多旋回盆地。不管哪种类型盆地或地壳运动旋回期次多少,其剧烈程度又有不同,并对盆地后期改造的复杂性影响极大。例如渤海湾盆地是一个第三系简单断坳结构盆地,其断陷盆地内的二级构造带是由多种类型圈闭组成的“复式油气聚集带”。
构造应力在油气藏形成与分布过程中起着重要的作用。一方面,构造应力通过产生机械能和化学作用促进干酪根热降解,促进油气的生成;另一方面,构造应力通过影响油气的流体势,使油气从高势区向低势区运移,同时使油气得到富集。在盆地改造发育的过程中,早期形成的油气与盆地一起经历了复杂而漫长的发展演化过程。沉积中的有机质如果没有经历充分的热演化,可以在后期的改造中多次生烃。未能从烃源岩中排出的烃类可以在盆地改造过程中随温度、压力和动力条件变化而改变其赋存状态,并从中排出运移。已经形成的油气藏可遭受破坏改造,既可保留一定数量的原生油气藏,也可以再次运聚形成次生油气藏,多次生烃,多期成藏。在多旋回改造型盆地的找油过程中,勘探家应善于从改造型盆地入手,从丰富的资料入手深入分析,不断地调整和改变勘探思路,以便有效地发现多种类型的原生和次生油气藏,而不要随便地给出肯定的结论。同时,要按照“实践-认识-再实践-再认识”的认识论的辩证法,在生产实践中逐渐不断地深化。
2 华北盆地地质发展历史
华北盆地的基底构造由太古界结晶基底和古元古界变质褶皱基底组成。由于经历了长期的、地质环境复杂的演化历程,造成地台基底构造的复杂性。在中元古代时期,地台中部隆起为一古陆区,南北两侧发育了裂陷带,如燕山坳拉槽、晋豫陕坳拉槽、贺兰山坳拉槽,在裂陷带内沉积巨厚。燕山坳拉槽以蓟县剖面为代表,沉积以碳酸盐岩和泥质碎屑岩为主。晋豫陕坳拉槽以中基性、酸性火山岩为主,夹有碳酸盐岩、碎屑岩,说明活动剧烈,基底断裂发育,具有强烈的火山活动[1](图1)。
新元古代青白口纪,由于地壳抬升,沉积不广,厚度较薄,但分选性好,成熟度高,以碎屑岩为主,夹灰岩及泥灰岩。震旦纪时,华北地台主体上升,仅在徐淮胶辽地区接受沉积,为碎屑岩夹灰岩,在豫西、贺兰山一带有冰碛岩沉积。
寒武纪早期,华北地台上升为陆,遭受剥蚀。随后开始下降,海水来自东南方向,向北侵进,逐渐扩大。除内蒙古地轴、东胜隆起为陆外,大部地区为海水浸漫。岩石为页岩、泥岩、鲕状豹皮薄层灰岩夹膏盐层,说明为广阔浅海环境沉积,在豫淮区、贺兰山一带堆积较厚,其余广大地区约400~500m[2](图2)。

图1 华北盆地中新元古代岩相古地理略图

1.Ar-Pt1分布区;2.PT2+3分布区;3.郯庐断裂;4.海槽边界
①华北地台;②白云鄂博边缘坳陷;③贺兰山坳拉谷;④宜川坳拉槽;⑤豫-晋-陕坳拉槽;⑥燕山坳拉槽

图2 华北盆地中晚寒武世岩相古地理略图

1.古陆;2.滨浅海砂泥岩及碳酸盐岩建造;3.滨浅海碳酸盐岩建造
①东胜古陆;②胶辽古陆;③阴山-燕山古陆
奥陶系地层在华北地台以灰岩、白云质灰岩为主,厚度变化不大,约500~600m,有一些地区夹膏盐层,说明是稳定的浅海沉积。在平凉、贺兰山一带多为碎屑岩夹灰岩,厚度大,具有强烈的沉降特点[2](图3)。

图3 华北盆地早中奥陶世岩相古地理略图

1.古陆;2.浅海碳酸盐岩建造;3.浅海泥质岩及碳酸盐岩建造
①东胜古陆;②胶辽古陆;③阿拉善古陆;④阴山—燕山古陆;⑤熊耳-伏牛古陆

图4 华北盆地中晚石炭世岩相古地理略图

1.古陆;2.陆相碎屑岩;3.海陆交互相含煤建造;4.浅海台地碳酸盐岩建造
①阴山古陆;②胶辽古陆;③秦岭古陆
华北地台自中奥陶世至晚石炭世,整体上升为陆,直至中石炭世时,地台又重新下陷沦为海侵。本溪组含煤岩系在太子河流域沉积厚,向西到陕西尖灭,向南到洛阳、淮南缺失。晚石炭世为海陆交互相砂泥岩夹薄层灰岩,当时古地貌是南低北高,豫西、淮南沉积最厚,向北超覆,至大青山一带,则为内陆断陷盆地,形成陆相含煤建造[2](图4)。
二叠纪开始,华北地台上升为陆,全为沼泽湖泊,是一个主要的成煤时期。早期在太行山以西为河湖相沉积,以东为湖泊相沉积,在淮南一带为近海沼泽地带,煤系地层颇为发育[2](图5)。晚期,地台东部在整体上升的背景下由于差异沉降运动形成相互隔绝的内陆小盆地,而西部的鄂尔多斯地区为一大型内陆盆地,沉积了湖相杂色碎屑岩夹石膏层。
早三叠世,华北盆地呈现北高南低的丘陵山地地貌景观,堆积河流湖泊相杂色砂泥岩组合,砂岩交错层理发育,由北向南地层有增厚的趋势。中三叠世,华北盆地在地壳隆升过程中隆起和坳陷在不同地区显示不同的差异幅度。如内蒙古地轴抬升较高,使华北盆地相对向南迁移,北部沉积较粗;南部沉积剖面较全,为河湖碎屑岩沉积,早期为紫红色岩层,晚期为杂色岩夹煤线油页岩及泥灰岩。晚三叠世由于太行山以东抬升,分割为一些小盆地,如承德、济源、浑江等。而西部鄂尔多斯则为一个完整的盆地,盆地东部抬高、西部坳陷,坳陷中心在庆阳、平凉、环县一带。沿东北方向大斜坡发育了大型河流,形成注入湖泊的三角洲相;西南缘山前地带,堆积了边缘冲积相的粗碎屑相带;盆地中心的深湖区,则为细质的灰绿色砂泥岩相,含丰富的可采煤层,是优质的油气源岩。

图5 华北盆地早二叠世岩相古地理略图

1.古陆;2.近海盆地含煤砂泥岩建造;3.内陆坳陷砂泥岩建造;4.内陆断陷粗碎屑岩建造;5.浅海碳酸盐岩建造
①华北古陆北部隆起;②华北古陆南部隆起;③胶辽古陆

图6 华北盆地早中侏罗世岩相古地理略图

1.内陆坳陷与盆地河湖砂泥岩含煤沉积;2.山间断陷盆地河湖粗碎屑含煤沉积;3.活动断陷盆地河湖碎屑岩及火山岩含煤沉积
侏罗纪早中期,由于太平洋板块向亚洲板块俯冲,在本区形成了北东走向的断陷盆地群,在地貌上除滨海地区为低地外,其余广大地区均为起伏不大的地貌景观。在这些断陷盆地中,沉积了以粗碎屑为主的洪积冲积物和火山碎屑岩。随后地壳活动减弱,地势趋于平缓,盆地扩大,气候湿润,成为含煤地层发育的湖泊地区。华北西部的鄂尔多斯盆地是一个大型坳陷,底部发育了残积、坡积和洪积相。延安组时期,盆地进入稳定沉积阶段,发育了湖泊沼泽相含煤细碎屑岩沉积,有机物质丰富[2](图6)。晚侏罗世时期,东部多为半堑式小型断陷盆地,每个岩性单元的形态均为楔形体,岩相厚度变化剧烈,其特点是火山岩分布极为广泛。西部由于周缘山岭抬升,盆地大大缩小,西侧沿千阳—陇县—平凉一带,堆积了很厚的砾岩层。由于气候由湿润向干旱转变,沉积物中不含煤,夹有红色泥岩,有些地区完全变为红色碎屑岩。
白垩纪时期,华北地台由于燕山运动上升隆起从而解体断裂,形成北东向分隔的断陷盆地。早白垩世快速堆积了含煤砂砾岩层。其上覆以晚白垩世王氏组,为砂泥岩沉积,夹火山岩层,盆地内部钻探资料也发现有暗色砂泥岩地层。华北西部的鄂尔多斯盆地仅有早白垩世沉积,上与新第三系不整合接触,岩性有棕红色宜君砾岩、洛河砂岩、罗汉洞砂岩及杂色环河组和泾川组砂泥岩,局部地区沉积的含煤层喇嘛湾组不整合于侏罗系之上。
华北盆地在第三纪时期的渤海湾地区[2](图7),其老第三纪为分割性断陷,新第三纪为统一的坳陷,除中新统与渐新统之间为不整合外,其余各统之间均为连续沉积。每一个凹陷自成一个沉积单元,由于湖岸水下地形陡缓不一,分陡坡、凹槽与缓坡。陡坡一侧冲积扇与扇三角洲重叠;在凹槽内常有滑塌浊积岩;在缓坡一侧为正常的冲积相、河流相、三角洲相,沉积物在还原环境下形成暗色有机岩,构成丰富的烃源岩。断裂活动导致不同地区不同时期的基性岩浆喷发,其分布受断裂的控制。新第三纪为一套河湖相褐红色碎屑岩沉积,大面积覆盖了全盆地。

图7 华北盆地老第三纪岩相古地理略图

1.内陆裂陷湖盆含煤有机质砂泥岩相沉积;
2.内陆浅湖红色砂泥岩相沉积
3 油气成藏
早在20世纪50年代,我国石油地质工作者就曾对华北盆地的找油前景给予了相当的关注。60年代初,发现了胜利油田、大港油田,随后探明了渤海湾盆地第三系油区。70年代中期,任丘古潜山油田的发现掀起了华北地区在古老地层上勘探“新生古储”油藏的高潮。80年代长庆大气田的发现,确立了华北古生界天然气的勘探前景。至于在华北地区究竟能否找到古生界“古生古储”的原生油藏,或在其上覆的中、新生界地层中是否存在“古生中储”、“古生新储”或“中生新储”的油藏,则是几十年尚未完全解决的问题。因为华北盆地经历了很长的地质历史时期,在不同的时期发育了多种类型的烃源岩、多种类型的储集体,油气经历了多次生烃、排烃、运聚成藏的过程,盆地中的油气分布规律颇难勘探清楚。
根据多旋回改造型的华北盆地油气成藏资料分析,我们认为成烃成藏找油领域约有6个。一是以任丘古潜山油田、千米桥古潜山油田为代表的“新生古储”型油藏,油源来自第三系。二是第三系“自生自储”、“复式油气聚集带”油藏。这两个时期的油藏是毋庸置疑的石油勘探领域。三是中—新元古界燕山坳拉槽原生油气藏领域。四是以孔古3、7井油藏为代表的“古生古储”型油藏,奥陶系海相碳酸盐岩“自生自储”。五是以孔古4井油藏为代表的“古生中储”,可能还会有“古生新储”型油藏,古生界地层作为油源层,以中新生界为储层。后三个找油领域在勘探实践中虽也有所发现,但尚未达到有实质性意义的突破。大量中生界湖相沉积含煤地层分布普遍,是较好的油源岩,但改造剧烈,残留体支离破碎,若从勘探石油的意义上来讲,也是值得重视的,确实是一个需要注意的找油新领域。
3.1 中、新元古界原生油苗的启示
华北北部燕山坳拉槽中、新元古界具备形成原生气藏的基本石油地质条件,有比较好的生烃、储集、盖层条件和有利的成藏地质组合条件。对华北中、新元古界构造演化历史的研究表明,三叠纪之前,华北北部只发育一些大型平缓的构造,地层没有较大的变形;褶皱构造主要形成于三叠纪末开始的印支运动,之后被燕山-喜马拉雅期构造运动所改造;而雾迷山组上部及其以上地层的烃源岩二叠纪末才开始成熟,到侏罗纪时地温才逐渐由37℃升至门限温度,进入生油期。所以,华北北部中、新元古界原生油气藏的形成时间不会早于中生代[3]。在平泉县出露的“双洞背斜古油藏”就是一个被破坏了的原生油气藏,它表明中、新元古界在地质历史上确实曾发生过油气生成、运移和聚集过程,而且证明油气运移期和圈闭形成期配合良好。
3.2 孔古3、7井奥陶系油藏的启示
1993年孔古3井钻入中奥陶统峰峰组碳酸盐岩中,发现2个产油层,产低凝重稠油,产量为7.34t/d。1997年孔古7井钻入奥陶系中,发现一层产低凝轻质油,产量为4.89t/d,经油源对比,程克明[4]、王兆云[5,6]、王铁冠[7]等均认为油源层为峰峰组下段和上马家沟组二段,属典型的古生古储油藏(图8)。

图8 黄骅坳陷孔西潜山孔古3井—孔古5井地质剖面[7]

Ek—老第三系孔店组;Mz—中生界;P—二叠系;C—石炭系;O—奥陶系
根据有机质丰度或烃转化率随源岩成熟度的演化规律,建立黄骅坳陷奥陶系烃源岩生烃模式。它表明,奥陶系碳酸盐岩油气生成过程大体上发生在相当于Ro值1.0%~1.6%的成熟-高成熟阶段,高峰值Ro为1.3%左右,显示出多旋回盆地“二次生烃”过程特有的有机质演化生烃“迟滞性”和高成熟阶段生烃特征[4,7]。从黄骅坳陷奥陶系源岩Ro平面等值线图分析,该坳陷大部分地区尚处于Ro值小于1.6%的成熟-高成熟阶段,即处于奥陶系源岩的有效生烃高峰范围内,有利于碳酸盐岩石油的生成与保存。
根据孔古3井原油气相色谱指纹剖析、储层沥青反射率和流体包裹体均一化温度测定以及该井一维数值模拟结果,结合孔西潜山带古构造发育史研究,判定孔古3、7井油藏具有两次石油充注历史。前期石油充注过程发生在二叠纪末古圈闭雏型期,后由于海西、印支运动的构造抬升,前期成藏石油遭到严重的生物降解作用而成为重稠油。老第三纪初构造圈闭定型期,出现后期石油充注成藏过程,也构成成藏的主关键时刻。由于两期充注石油比率不同,孔古3井为低凝重稠油,孔古7井产低凝轻质油。
综上所述,孔古3、7井奥陶系油藏的存在绝非偶然,它们是在有利的沉积有机相带和多旋回构造运动背景下和在碳酸盐岩二次生烃迟滞效应、继承性古圈闭发育史等因素制约下的产物。
3.3 孔古4井古生中储油藏的启示
1995年在孔古4井中生界砂岩中发现油层,产低凝轻质油,压裂产量为87.9t/d。经油源对比,贾振旺等认为源岩为上古生界煤系地层,王铁冠等确定油源来自中石炭统太原组泥岩。
根据有机质丰度、类型和成熟度参数的综合评价,黄骅坳陷内上古生界石炭、二叠系煤系地层中太原组泥岩属于好烃源岩;山西组和本溪组泥岩为中等烃源岩,仅局部为好源岩;上、下石盒子组为差或非烃源岩。石炭系烃源岩的生烃模式表明,其油气生成高峰大致在Ro0.8%~1.1%的范围内,峰顶Ro值约为0.85%左右,属正常的成熟源岩生烃模式。从石炭系源岩的成熟度分布来分析,除黄骅坳陷南部石炭系源岩Ro值高达1.8%、处于过成熟状态以及中北部Ro值仅0.5%、处于临界成熟状态以外,绝大部分地区Ro值介于0.6%~0.9%之间,处于石炭系生烃高峰阶段,利于油气的生成和保存。
根据孔古4井砂岩储层流体包裹体均一化温度测定和砂岩胶结物自生伊利石K/Ar法定年,结合孔古4井埋藏史和热史数值模拟,确定孔古4井砂岩油藏成藏期在始新世—中新世时期。孔古4井油藏的发现与研究表明,该油藏属于典型的“古生中储”油藏。上占生界源岩生成的石油,完全可以在上覆盖层圈闭中成藏。
上述勘探实践的事实告诉我们,华北油区不仅要寻找“新生古储”型油藏,还要找“古生古储”型油藏及“古生中储”型油藏,甚至“古生新储”型油藏,即古生界地层作为油源岩,以中、新生界作为储层。因此,华北盆地具有广阔的勘探前景。我们应继续对华北地区进行深入细致的研究,准确地选靶。首先,要挑选油源丰富的深凹陷;其次,要选择凹陷周缘的低凸起,这里油源充足、保存条件好,如苏桥-文安-黄花店-泗村甸构造带、歧北-北大港构造带、燕南潜山带、曙光潜山带、乌马营潜山带等。
从整个大华北地区来看,太行山以西的鄂尔多斯地区古生界地层有机质成熟度普遍较高。下古生界奥陶系源岩Ro值已达1.6%~3.25%,上古生界石炭—二叠系煤系源岩Ro值也达1.4%~2.8%。从生烃和保存条件分析,古生界以产气为主,找油已不现实。太行山以东的黄骅坳陷和冀中坳陷下古生界高成熟碳酸盐岩具二次生烃作用生成石油,上古生界煤系成熟-高成熟源岩生成石油和凝析油、天然气,是华北地区古生界油气勘探的有利地区。
3.4 阜新盆地中生界油藏的启示
阜新盆地是中生代华北盆地的一部分。中、新生代的华北盆地是发育在古生代地台基础上的断陷型盆地。一个凹陷构成一个相对独立的沉积单元,这个单元限制了油气生成、运移和聚集等地质作用的空间范围。不同盆地和盆地不同部分构造演化历史和地质结构的差异,使得油气藏形成过程不同,油气分布也有各自的不同特点。
阜新盆地侏罗系为暗红色泥岩、砂岩夹煤层,属泥炭沼泽相的滨湖、浅湖相沉积,煤炭丰富,油气显示也十分普遍,在东梁构造上已发现浅层油气藏。50年前,据日本人皆川信弥《阜新煤田之石油矿床概要》一文报道,在东梁一带钻的煤炭井,其中有4口井见到油气流。建国初期,松辽石油勘探局钻井4口,有2口井见少量油流[8]。据研究,有机质丰富,有机碳含量为2.57%,氯仿沥青“A”含量为0.107%,总烃含量为226.34×10-6,烃转化率为0.81%,属较好的生油岩。结合盆地干酪根镜质体反射率数值,计算生油门限温度为64℃。烃源岩埋藏较深,有可能成为今后的勘探对象[8]。
3.5 第三系“自生自储”油气藏
渤海湾盆地第三系的多期构造活动使沉积作用具有多旋回性,导致多套层序和生储盖有机匹配。老第三系湖相泥岩是渤海湾盆地的主要烃源岩,已发现的油气藏多集中分布于生烃条件好的凹陷。老第三纪断陷作用形成的湖盆成为陆源物质汇集和水生生物大量繁衍的有利空间,堆积物质丰富;湖相泥岩有丰富的有机质,有机碳含量为0.7%~3.27%,氯仿沥青“A”含量为0.053%~0.35%,总烃含量大于500mg/L;干酪根有多种类型,围绕断陷盆地中心呈环带状分布。老第三系生烃层位多,烃源岩厚度大,凹陷不同部位烃源岩达到门限深度有先有后,生烃期有早有晚,使得凹陷普遍具有长期生烃和多期生烃的特点。埋深大的烃源岩经历了完整的生烃演化过程,已进入高成熟生油阶段;在浅部位的烃源岩则处于低成熟或未成熟阶段[9]。
老第三纪是主要烃源岩沉积建造时期,同时也是储集岩形成的重要时期。老第三系各主要的储集体是沉积于湖盆水体中的各种砂体,如三角洲、扇三角洲、浊积扇和滩坝砂体,其次是河流相和冲积扇砂体。三角洲和扇三角洲砂体规模较大,是形成大型油气藏的有利储集体。由于老第三系各种砂体邻近生油岩系,生储盖配置好,构成了渤海湾盆地最重要的储集体。新第三系河流相砂体广泛发育,区域性覆盖在老第三系之上。它本身没有生油能力,主要由于断层或不整合沟通了老第三系源岩而形成油气藏。因此,渤海湾盆地新第三系油气藏主要分布在新第三纪断层活动的地带[10]。
3.6 “新生古储”油气藏
20世纪70年代中期,在渤海湾盆地发现了任丘古潜山油田,从此掀起了华北地区在古老地层上勘探“新生古储”油藏的高潮。
渤海湾盆地在中生代隆起过程中的侵蚀作用使老第三系烃源岩与古生界乃至太古界地层直接接触,所伴生的溶蚀孔洞和裂缝使前第三系具备了油气储集空间和渗透性,从而为“新生古储”油气藏的形成奠定了基础。
“新生古储”成油组合是以前第三系古潜山油藏为主、中生代时期为隆起区,是潜山油气藏集中聚集区。大量侵蚀作用使古生界乃至太古界裸露地表,形成溶蚀和裂缝储集空间;老第三纪差异块断作用使老第三系烃源岩与古潜山断块直接接触,油气或通过断层或通过不整合面运移并聚集其中,断层面和不整合面是向潜山供油气的主要通道;老第三系不渗透泥岩覆盖其上,石油气免于扩散,并形成潜山圈闭。例如任丘古隆起或千米桥潜山[11](图9),主体地层是中、新元古界或下古生界碳酸盐岩,在第三纪早期古潜山解体,基岩块体发生强烈块断翘倾活动,翘升一侧成为潜山或凸起,倾伏一侧沉降为老第三系生油岩分布的断层凹陷,这样就使得潜山与老第三系生油岩或上下叠置或左右相连,使老第三系生油岩与潜山能够直接或间接沟通,这就是潜山油气藏与生油凹陷广泛分布的基本条件。

图9 黄骅坳陷千米桥潜山凝析气藏剖面图

参考文献
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[4]程克明,王兆云,钟宁宁,等.碳酸盐岩油气生成理论与实践[M].北京:石油工业出版社,1996.
[5]王兆云,程克明,杨池银,等.黄骅坳陷孔西潜山带下古生界原生油[J].石油勘探与开发,1997,24(3):1~4.
[6]王兆云,何海清,程克明.华北地区古生界原生油气藏勘探前景[J].石油学报,1999,20(2):1~6.
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[8]葛泰生,陈义贤.辽河油田石油地质志[M].北京:石油工业出版社,1993.
[9]帅德福,王秉海.胜利油田石油地质志[M].北京:石油工业出版社,1993.
[10]唐智,吴华元.华北油田石油地质志[M].北京:石油工业出版社,1988.
[11]杨勇,王建富.欠平衡钻井技术在大港油田古潜山勘探中的作用[J].勘探家,1999.4(3):45~48.

前已述及,现代沉积学重大进展主要表现在各种边缘、分支、交叉、横断学科的诞生和发展(覃建雄等,1995),其重点和前沿正发生转移,而围绕资源、环境、灾害和全球变化4个主题展开。中、新元古界目前的研究重点还是为资源服务的。
华北中、新元古代地层分布广泛,多处发现铁、锰、磷金属和非金属矿产,但是至今未探明出较大规模的矿床。目前,地表范围内的地质普查和详查工作均已基本完成,因此加大对于覆盖地区的地下找矿应提到研究工作的议事日程。从沉积学和岩相古地理学的基础地质理论研究着眼,重要的问题是分别按照两种不同的沉积成矿系列加以考虑,即机械沉积成矿系列和化学-生物化学沉积成矿系列(宋天锐等,1991)。沉积学的研究应对这两种成矿系列做进一步的研究,以对这两种成矿系列普查勘探加以更深一步的指导。
随着油气勘探领域的逐渐扩大,古老地层也应得到必要的重视。应用新的沉积学和岩相古地理学理论和新技术、新方法,诸如层序地层学理论、地球物理和化学勘探等方法,以更准确地预测中、新元古界有利沉积相带的分布及其中生、储、盖层的时空展布。如最近华北古生界石油天然气勘探经理部于1995年完成的“太行山、燕山层序地层剖面研究”项目,较系统地进行了中、新元古界的层序地层学研究,但其与石油地质条件相结合的研究还不够紧密,尚待石油地质工作者们进一步做工作。
随着新的测试手段的出现以及沉积学与其它学科的交叉,新的沉积学研究方法将不断出现。如沉积学与数学的交叉结合、沉积学与化学地层的结合(王翔,1990),40Ar/39Ar阶段加热技术和Cl-Ar相关性研究(王松山等,1995)等等扩大了沉积学的研究范围,使沉积学研究走向更深一层,从而也可为中、新元古界的石油地质学研究和油气勘探提供新思路、新方法。
总之,随着沉积学以及其它地质学理论的不断推陈出新,随着人类对矿产资源需求的日益扩大,对中、新元古界油气地质沉积学的研究必将日益受到重视。

中、新元古界沉积学研究的展望
答:王松山等,1995)等等扩大了沉积学的研究范围,使沉积学研究走向更深一层,从而也可为中、新元古界的石油地质学研究和油气勘探提供新思路、新方法。总之,随着沉积学以及其它地质学理论的不断推陈出新,随着人类对矿产资源需求的日益扩大,对中、新元古界油气地质沉积学的研究必将日益受到重视。

中、新元古界白云岩的成因解释
答:目前,只能从中-新元古代可能存在的地质条件加以解释和说明这些白云岩的原生性。(1)在中-新元古代,大气圈中的CO2蒸气压比以后地质年代的高,即大气圈中比较富含CO2;(2)古陆上富镁超基性岩的广泛出露,经风化作用提供大量镁的来源;(3)古气温较高,海水蒸发量大,海水中Mg2+/Ca2+比值高,...

战略区优选
答:根据叠合单元类型、生烃强度及资源规模、资源丰度和保存条件等因素的叠合,即“构造元、烃灶元、保存元”三元叠合,对中新元古界、古生界和中生界分别进行战略区优选,共优选出11个战略区块。 (一)中新元古界战略区 共优选了3个有利区,即党坝凹陷带、京西地区、冀中北部地区(图6-1-3)。根据叠合单元类型、成烃条件...

层状燧石岩有机成因及其与油气生成关系
答:认识到中、新元古界中广泛分布的燧石岩既有原生沉积的,也有沉积后阶段交代作用形成的,不能一概而论。那些层位稳定、镜下又不显交代结构的层状、层纹状燧石岩,主要是原生沉积的,又因其中普见生命遗迹、残余有机质及沥青质浸染等现象,它们又可能主要是有机成因的。兹从岩石学角度作如下描述。 (1)藻细胞燧石岩:...

石油地质条件综合分析
答:缺失中生代沉积的中央隆起带,元古界生油岩大部在石炭二叠纪沉积过程中成熟,但成油后长期隆起遭受剥蚀,使隆起较高的地区如高阳背斜轴部分元古界地层剥光,失去盖层,油气逸散,至燕山运动背斜圈闭定型后,油气已保留无几。 (四)原生油气藏形成条件的探讨 1.中、新元古界原生油气藏形成条件 油气藏形成的基本地质条件,不外乎...

油气纵向分布
答:从纵向上研究,油气分布具有多时代、多层系的特点,目前已在新元古界—古生界的6个层系发现了油气田。如果把以古生界为源岩生成的油气运移到上覆地层也算在内,还有三叠系、侏罗系、白垩系、第三系(古近-新近系)等(表7.1)。这样多的层系含油气在国外亦属罕见,成为中国海相地层地质条件的特色。表7...

中元古代—新元古代地层区划
答:新元古界 以岩石地层单位为基础,综合地质事件、生物事件和同位素地质年代学资料,可以划分为青白口系、南华系和震旦系。前者与国际地层划分方案中拉伸系(纪)基本相当;中者相当于国际地层划分方案中的成冰系(纪);后者则相当于目前国际地层划分方案中已新建的伊迪卡拉系(纪)。 Ⅰ 阿尔泰—兴安地层区 本区位于我国最北...

华北地区古生代—新生代复合含油气系统———改造型实例
答:古生界烃源岩的早期生烃产物在印支运动和燕山运动过程中散失殆尽,源于古生界的油气藏几乎全部为新生代以来“二次生烃”的产物。因而,华北含油气区主要发育古生代—新生代复合含油气系统,具有改造型复合含油气系统的特点。 (一)烃源岩分布 华北地区形成了中—新元古界、下古生界、上古生界、中生界和新生界五套烃源岩...

油气地质学意义
答:震积岩不仅能反映盆地形成演化过程中的有关地质事件,而且具有非常重要的油气地质学意义,主要表现为:1.改善储层的物性特征 震积岩的发育反映了古地震记录的存在,地震活动使岩层产生大量的微裂缝,裂缝沟通了原有的孔隙。因此,震积岩发育期能够极大地改善储集层渗透性,使渗透率大幅度增加。2.震积岩...

地质学与油气田勘探开发具有什么关系?
答:地质学与油气田勘探开发密切相关。首先,油气田是在地质空间中的油气聚集区域,而油气藏是储存在地质空间中的油气资源。因此,油气田的勘探和开发必须依赖于地质学的知识和技术。其次,地质构造学、地层学、岩石学、古地理学、古气候学等学科的研究成果,对于油气田的勘探和开发具有重要意义。例如,地质构造...