張 亮

(中國石化江漢油田分公司，湖北 武漢 430223)

?

潛江凹陷鐘市地區(qū)油氣成藏特征及成藏模式

張 亮

(中國石化江漢油田分公司，湖北 武漢 430223)

基于大量鉆井、測井資料及油氣地球化學特征和流體包裹體測試分析，從烴源巖、儲集層、蓋層、圈閉等成藏要素及其時空配置關(guān)系，對潛江凹陷鐘市地區(qū)油氣成藏條件、特征及富集規(guī)律進行了研究。研究認為：研究區(qū)潛江組具有較好的成藏條件，主要受鼻狀構(gòu)造、砂體展布、油源斷層及荊沙紅墻控制。在此基礎(chǔ)上建立了鐘市地區(qū)油氣成藏模式：源內(nèi)—側(cè)向多期成藏模式、源外—側(cè)向—垂向多期成藏模式。鐘市鼻狀構(gòu)造是油氣運移有利指向區(qū)，油氣主成藏期與構(gòu)造活動期相匹配，油氣主要通過砂體和斷層進行階梯式運移。該研究可為鐘市地區(qū)油氣勘探和目標優(yōu)選提供理論依據(jù)。

成藏特征；成藏模式；鐘市地區(qū)；潛江凹陷

0 引 言

鐘市地區(qū)位于潛江凹陷潛北斷裂帶中段，緊鄰蚌湖向斜，是潛江凹陷潛江組主要的勘探開發(fā)有利區(qū)，至今已累計探明石油地質(zhì)儲量達1 492.55×104t。以往的研究主要是針對成藏地質(zhì)要素，如烴源巖、沉積、儲層等[1-6]，而對成藏動力學過程研究較少。該區(qū)勘探程度較高，構(gòu)造圈閉已幾乎沒有，勘探目標逐漸向隱蔽性油藏轉(zhuǎn)變，但是該區(qū)成藏規(guī)律及成藏動力學過程不清，致使該區(qū)油氣勘探難度越來越大。因此，有必要對該區(qū)成藏動力學過程開展研究。通過成藏動力學過程研究，分析了鐘市地區(qū)油氣充注史及油氣成藏規(guī)律，總結(jié)了該區(qū)油氣成藏模式，對指導該區(qū)下步勘探和目標優(yōu)選具有重要意義。

1 油氣成藏條件

1.1 構(gòu)造背景

潛四下段沉積時期，潛北斷層西段強烈活動，控制潛四下段沉積，地層從北向南抬升減薄，逐漸往東，潛北斷層對潛四下段地層的沉積控制作用減弱；而南部蚌湖斷層控制潛四下段沉積，地層逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟虾癖北?，此時處于中段的鐘市地區(qū)為一斜坡；潛四上段—潛三段沉積時期，斷裂活動明顯減弱或停滯，潛江凹陷從強烈斷陷轉(zhuǎn)入穩(wěn)定的坳陷期，隨著蚌湖沉積中心的持續(xù)沉降，鐘市斜坡持續(xù)隆升；至潛二段末期，受區(qū)域拉張活動的影響，潛江組巨厚鹽巖及軟泥地層塑性流動加強，使得鐘市斜坡進一步隆升；荊河鎮(zhèn)組沉積末期，受區(qū)域構(gòu)造擠壓運動影響，鼻狀構(gòu)造整體抬升，在廣華寺組沉積時期定型。整體上，鐘市地區(qū)為一繼承性斜坡，現(xiàn)今表現(xiàn)為一鼻狀構(gòu)造，潛四下段到廣華寺組，鐘市地區(qū)持續(xù)隆升，且構(gòu)造由西向東、由南向北逐漸抬升。

1.2 烴源巖特征

鐘市地區(qū)緊鄰蚌湖生油向斜，且該區(qū)為一繼承性斜坡，是油氣長期有利指向區(qū)。通過鉆井資料統(tǒng)計，潛江組TOC含量平均為0.780%，氯仿瀝青“A”含量為0.250 0%，總烴含量平均為1 054.3 μg/g[7]。有機質(zhì)類型以Ⅰ型和Ⅱ1型為主[8-10]。

1.3 儲層特征

受物源、斷裂活動影響，鐘市地區(qū)潛江組發(fā)育沖積扇、三角洲和濱淺湖沉積體系。潛四下段、潛二段—潛一段沉積時期，潛北斷層中段活動強烈，在潛北斷層前緣發(fā)育來自樂鄉(xiāng)關(guān)隆起的沖積扇沉積[11](圖1)，巖性組合為紅色的含礫細砂巖，砂巖物性較好，平均孔隙度為26.9%，平均滲透率為794×10-3μm，礫石分布不均，成分以泥礫為主，巖屑礫、石英礫、火成巖礫少量，粒徑一般為1～8 mm，最大可達40 mm。在鐘市斜坡帶發(fā)育來自荊門物源的三角洲沉積體系及三角洲前緣水下分流河道。潛四上段—潛三段沉積時期，潛北斷層不活動，沖積扇不發(fā)育(圖2)，主要發(fā)育來自荊門物源的三角洲前緣水下分流河道微相，巖性以灰色粉砂巖、泥巖為主。

圖1 鐘市地區(qū)潛一段沉積相

圖2 鐘市地區(qū)潛三段沉積相

1.4 蓋層特征

1.5 圈閉特征

鐘市地區(qū)斷裂在潛二段末期大量產(chǎn)生，剖面上發(fā)育斷階式、地壘式等多種組合，平面上以斜列式和平行狀組合為主，形成了斷塊、斷鼻等多種構(gòu)造圈閉類型。另外，該區(qū)發(fā)育2套沉積體系，來自樂鄉(xiāng)關(guān)地壘的沖積扇和來自荊門物源的三角洲前緣水下分流河道，其與斷層匹配形成構(gòu)造-巖性圈閉。據(jù)統(tǒng)計，鐘市地區(qū)發(fā)現(xiàn)圈閉73個，其中構(gòu)造圈閉41個，構(gòu)造-巖性圈閉28個，巖性圈閉4個。

1.6 輸導體系特征

鐘市地區(qū)潛江組油氣輸導體系主要有砂體輸導體系和砂體-斷層復合輸導體系。

潛四段—潛三段沉積時期為坳陷期，烴源巖和砂巖均發(fā)育，輸導體系以骨架砂體為主，主要以三角洲前緣水下分支河道、河口壩砂體為主，厚度約為150 m，向蚌湖洼陷逐漸減??；潛二段—潛一段沉積時期，斷裂再次活動，并轉(zhuǎn)為斷坳期，主要以砂體-斷層復合輸導體系為主，油源斷層接觸砂體，先通過砂體輸導進行橫(側(cè))向運移，在遇到開啟性斷裂時再沿著斷層進行垂向運移，遇到合適的圈閉則兩側(cè)聚集成藏，形成“T”型(圖3a)或“階梯狀”輸導體系(圖3b)，如鐘112、鐘64塊油藏的形成。

2 生烴史及充注史

2.1 生烴史

上述分析說明了鐘市地區(qū)的油主要來自蚌湖生烴向斜。蚌湖向斜帶廣深1井烴源巖成熟史模擬結(jié)果表明：潛四下段烴源巖大約于潛三段沉期中期(39 Ma)開始進入生烴門限，在潛二段沉積早期(38 Ma)開始進入中成熟階段(Ro為0.7%～1.0%)，在潛一段沉積晚期(33 Ma)開始進入大量生烴(高成熟早期)階段(Ro為1.0%～1.3%)，在廣華寺組沉積晚期(12 Ma)開始進入濕氣生成(高成熟晚期)階段(Ro為1.3%～2.0%)，現(xiàn)今仍處于該階段。潛四上段烴源巖大約于潛一段沉積早期(34 Ma)開始進入生烴門限，在荊河鎮(zhèn)組沉積中期(30 Ma)開始進入中成熟階段，現(xiàn)今仍處于該階段。潛三段烴源巖大約于荊河鎮(zhèn)組沉積早期(31 Ma)開始進入生烴門限，在廣華寺組沉積早期(19 Ma)開始進入中成熟階段，現(xiàn)今仍處于該階段。潛二段底部烴源巖大約于荊河鎮(zhèn)組沉積末期(24 Ma)開始進入生烴門限，現(xiàn)今仍處于低成熟階段，但其上部烴源巖現(xiàn)今仍未達到生烴門限；潛一段烴源巖至今仍處于未熟階段。因此，該區(qū)主要生烴層系為潛四下段、潛四上段和潛三段，潛二段和潛一段處于低熟和未熟階段。

圖3 砂體-斷層復合輸導體系示意圖

2.2 充注史

利用流體包裹體均一溫度，結(jié)合埋藏史和熱史來分析單井的油氣充注史。以鐘76井(3 357 m，潛四下段)為例，流體包裹體顯微測溫共檢測到2期油包裹體和2期鹽水包裹體，2期油包裹體的均一溫度分別為87.6～91.7 ℃(平均為90.3 ℃)和105.2～110.0 ℃(平均為108.5 ℃)，相對應的鹽水包裹體的均一溫度分別為113.8～127.8 ℃(平均為120.3 ℃)和141.3～148.3 ℃(平均為145.0 ℃)。分析可知，石油充注時間為荊河鎮(zhèn)組沉積時期(31～27 Ma)，但另外一期流體均一溫度要高于該樣品深度處儲層所經(jīng)歷的最大溫度，說明該區(qū)經(jīng)歷過高溫熱流體活動，結(jié)合埋藏史和熱史無法得到準確的充注時間。利用鏡質(zhì)體反射率(Ro)的對數(shù)與流體包裹體均一溫度的關(guān)系，計算出該期流體包裹體反映的烴源巖成熟度為0.90%～0.92%，根據(jù)廣深1井潛四下段烴源巖的成熟史，推測石油充注時間為潛一段沉積時期(35～34 Ma)。因此，鐘市地區(qū)經(jīng)歷了2期油氣充注：潛一段和荊河鎮(zhèn)組沉積時期。

3 油氣成藏規(guī)律及成藏模式

3.1 油氣成藏規(guī)律

平面上，油氣主要分布在鐘市鼻狀構(gòu)造主體部位(圖4)，呈北東向連片分布，且含油層位由南向北逐漸變淺，截至目前，該區(qū)探明石油地質(zhì)儲量達1 492.55×104t?？v向上，從潛四下段至荊河鎮(zhèn)組均發(fā)現(xiàn)一定規(guī)模的油藏，受到潛北斷層及各沉積時期沉積體系向北擴展的影響，油藏從深層到淺層呈臺階式分布的特點。

圖4 潛江凹陷鐘市地區(qū)油藏分布

3.2 成藏模式

通過油藏解剖、烴源巖位置及輸導體系分析認為，鐘市地區(qū)油氣成藏模式可歸納為緩坡帶源內(nèi)—側(cè)向多期運聚成藏、陡坡帶源外—側(cè)向—垂向多期運聚成藏模式(圖5)。

3.2.1 緩坡帶源內(nèi)—側(cè)向多期運聚成藏模式

該類油藏主要分布在鐘市斜坡部位，烴源巖生成的油氣沿烴源巖層內(nèi)的連通砂體運移聚集，形成巖性油氣藏，含油層系主要為潛四下段—潛三段。潛四下段—潛三段自身具備良好的烴源條件，三角洲前緣水下分流河道砂體延伸至蚌湖向斜與烴源巖直接接觸，烴源巖成熟之后，生成的油氣沿砂體向高部位側(cè)向運移，在鐘市鼻狀構(gòu)造背景下受荊沙紅墻或自身巖性封堵成藏(圖5)。

3.2.2 陡坡帶源外—側(cè)向—垂向多期運聚成藏模式

此類油藏分布在鐘市陡坡帶，含油層系主要為潛二段—荊河鎮(zhèn)組。潛二段—荊河鎮(zhèn)組自身不具備良好的烴源條件，油氣必須通過斷層輸導才能運移至淺層成藏。另外，潛北斷層前緣發(fā)育沖積扇，儲層厚度大，物性好。如鐘112井，潛三段烴源巖生成的油氣沿著砂體側(cè)向運移并沿斷層垂向運移至圈閉中，受礫巖封堵形成高豐度的油藏(圖5)。

4 結(jié) 論

(1) 鐘市地區(qū)緊鄰蚌湖生油向斜，具備良好的油源條件。潛四下段烴源巖在潛三段沉積中期(39 Ma)開始生烴，在荊河鎮(zhèn)組沉積時期大量生烴，現(xiàn)今處于高成熟階段；潛四上段烴源巖在潛一段沉積早期(34 Ma)開始生烴，潛三段烴源巖在荊河鎮(zhèn)組沉積早期(31 Ma)開始生烴，現(xiàn)今均處于中成熟階段。潛二段和潛一段烴源巖至今處于低熟或未熟階段。砂巖儲層主要經(jīng)歷了2期油氣充注過程：潛一段和荊河鎮(zhèn)組沉積時期。

(2) 鐘市地區(qū)發(fā)育三角洲、濱淺湖和沖積扇沉積體系。潛四段—潛三段沉積時期儲層主要以荊門物源體系的三角洲前緣水下分流河道為主，潛二段—荊河鎮(zhèn)組沉積時期以沖積扇砂礫巖為主。

(3) 通過生烴史、充注史與油氣運聚史綜合分析，總結(jié)出鐘市地區(qū)油氣成藏模式為緩坡帶源內(nèi)—側(cè)向多期運聚成藏和陡坡帶源外—側(cè)向—垂向多期運聚成藏模式。

[1] 戴世昭.江漢鹽湖盆地石油地質(zhì)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997：23-46.

[2] 胡瑩，盧雙舫，李文浩，等.江漢盆地新溝嘴組泥質(zhì)白云巖含油性分析[J].東北石油大學學報，2015，39(3)：76-82.

[3] 吳娟，葉加仁，康建云，等.潛江凹陷北部潛江組油氣分布不均一性及控制因素[J].地質(zhì)科技情報，2012，31(6)：141-146.

[4] 刁正富，鐘幸模，等.江漢盆地陸相沉積油氣資源分布規(guī)律研究[J].特種油氣藏，2004，11(6)：10-11.

[5] 伍松柏，王學軍，等.濟陽坳陷盆緣地層目標勘探評價方法[J].中國石油勘探，2013，18(2)：13-20.

[6] 胡輝.江漢盆地潛江凹陷巖性油藏形成條件及分布規(guī)律研究[J].地質(zhì)力學學報，2005，11(1)：67-73.

[7] 王柯，葉加仁，等.潛江凹陷蚌湖向斜帶烴源巖特征及生排烴史[J].地質(zhì)科技情報，2011，30(5)：83-88.

[8] 江繼綱，張謙.江漢盆地潛江期鹽湖沉積石油的形成與演化[J].石油與天然氣地質(zhì)，1982，3(1)：1-15.

[9] 江繼綱.江漢盆地咸水湖相潛江組油、氣的生成[J].石油學報，1981，2(4)：83-92.

[10] 余箐，徐國盛，徐昉昊，等.南美Llanos盆地中部地區(qū)烴源巖與原油地球化學特征[J].石油實驗地質(zhì)，2015，37(1)：71-79.

[11] 郭麗彬.潛江凹陷潛江組沉積充填特征——基于鐘112等井鉆后[J].江漢石油職工大學學報，2013，26(2)：1-3.

編輯 林樹龍

20151118；改回日期：20160324

中國石油化工股份有限公司科研項目“潛北斷裂帶構(gòu)造特征與油氣富集規(guī)律研究”(P13064)

張亮(1984-)，男，工程師，2006年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(武漢)資源勘查工程專業(yè)，2009年畢業(yè)于該校礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，獲碩士學位，現(xiàn)從事石油地質(zhì)勘探工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.04.015

TE122.1；TE122.2

A

1006-6535(2016)04-0069-04