渤海湾盆地束鹿凹陷“牙刷状”油藏成藏特征与模式

doi:10.11743/ogg20220307

摘要/Abstract

摘要：

冀中坳陷束鹿凹陷具有良好的油气成藏条件，然而实际勘探中许多直井无法获得工业产能。以束鹿凹陷车城油田沙河街组“牙刷状”油藏为研究对象，从储层特征、隔夹层特征、盖层特征、油气来源及运移路径，综合分析了“牙刷状”油藏成藏条件及成藏过程，并总结了其成藏模式。研究表明：“牙刷状”油藏富集于优势砂地比储层中，油藏间被盖层分隔成不同的压力系统，油藏内被相对致密的砂岩隔夹层分隔成一系列压力系统相同的储集单元；断层是“牙刷状”油藏成藏的平面运移及垂向运移主要通道。该地区存在两期油气充注，第一期原油充注是“牙刷状”油藏的主要油气来源，且该期充注的油气沿同期发育的断层运移至地表浅层并散失，使得油气层厚度随深度变浅逐渐减小；油气运移方向与优质储层展布方向大致垂直，导致油藏集中发育在油气运移方向上的断层圈闭中，形成了一系列“牙刷状”油藏。文章系统论述了“牙刷状”油藏的成因机制，为研究区后续勘探开发工作提供可靠的理论基础。

关键词: 油源条件, 储层特征, 储-盖组合, 运移路径, 成藏模式, “牙刷状”油藏, 束鹿凹陷, 渤海湾盆地

Abstract:

The Shulu Sag in Jizhong Depression possesses all the necessary factors for hydrocarbon to accumulate. However， many vertical wells drilled there failed to yield any industrial oil/gas flow. This paper takes the “teeth-brush-shaped” reservoirs in the Shahejie Formation， Checheng oilfield， Shulu Sag as study subject to crack the enigma. The characteristics， barrier bed features， cap rock features， oil and gas sources and migration paths for the reservoirs are investigated to analyze the conditions and process of hydrocarbon accumulation and summarize reservoiring patterns. The results shows that the “teeth-brush-shaped” oil pools occur with a high net-to-gross ratio， and adjacent oil pools are segmented into different pressure systems by cap rocks， while single oil pool is compartmentalized into a series of reservoir units of the same pressure system by relatively tight sandstone barriers. Faults were the major vertical and lateral migration pathways for hydrocarbon. Two stages of hydrocarbon charging occurred in the area with the first stage being the main contributor of hydrocarbons to the reservoirs. However， some of the hydrocarbons were dissipated while moving upward to the shallower layers along faults， resulting in a gradually thinning reservoirs with decreasing depth. With the migration direction roughly perpendicular to the distribution direction of reservoirs with dominant net-to-gross ratio， hydrocarbons tend to accumulate in fault traps along migration pathways， forming a series of “teeth-brush-shaped” oil pools. The genetic mechanism of the oil pools revealed by the study can be used as a reliable theoretical basis for subsequent exploration and development in the study area.

Key words: oil source conditions, reservoir characteristics, reservoir-seal assemblage, migration pathway, “teeth-brush-shaped” oil pool, reservoiring pattern, Shulu Sag, Bohai Bay Basin

中图分类号:

TE122.3

吕传炳,庞雄奇,马奎友,等. 渤海湾盆地束鹿凹陷“牙刷状”油藏成藏特征与模式[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(3): 566-581. doi: 10.11743/ogg20220307 Chuanbing Lyu,Xiongqi Pang,Kuiyou Ma,et al. Characteristics and reservoiring patterns of “teeth-brush-shaped” oil pools in the Shulu Sag， Bohai Bay Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2022, 43(3): 566-581. doi: 10.11743/ogg20220307

图/表 20

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

图10

图11

图12

图13

图14

图15

图16

图17

图18

图19

图20

参考文献 28

1	Wang E Z， Wang Z J， Pang X Q， et al. Key factors controlling hydrocarbon enrichment in a deep petroleum system in a terrestrial rift basin—A case study of the uppermost member of the upper Paleogene Shahejie Formation， Nanpu Sag， Bohai Bay Basin， NE China［J］. Marine and Petroleum Geology， 2019， 107： 572-590.
2	Wang E Z， Liu G Y， Pang X Q， et al. An improved hydrocarbon generation potential method for quantifying hydrocarbon generation and expulsion characteristics with application example of Paleogene Shahejie Formation， Nanpu Sag， Bohai Bay Basin［J］. Marine and Petroleum Geology， 2020， 112： 104106.
3	王恩泽，刘国勇，庞雄奇，等. 南堡凹陷中深层碎屑岩储集层成岩演化特征及成因机制［J］. 石油勘探与开发， 2020， 47（1）：321-333.
	Wang Enze， Liu Guoyong， Pang Xiongqi， et al. Diagenetic evolution characteristics and genetic mechanism of middle-deep clastic reservoirs in Nanpu Sag［J］. Petroleum Exploration and Development， 2020， 47（1）：321-333.
4	Jiang Z， Chen D， Qiu L， et al. Source‑controlled carbonates in a small Eocene half‑graben lake basin （Shulu Sag） in central Hebei Province， North China［J］. Sedimentology， 2010， 54（2）：265-292.
5	赵贤正，蒋有录，金凤鸣，等.富油凹陷洼槽区油气成藏机理与成藏模式——以冀中坳陷饶阳凹陷为例［J］.石油学报，2017，38（1）：67-76.
	Zhao Xianzheng， Jiang Youlu， Jin Fengming， et al. Hydrocarbon accumulation mechanism and accumulation model in depression area of oil‑rich depression——Taking Raoyang Sag in Jizhong Depression as an example［J］. Acta Petrolei Sinica， 2017， 38（1）：67-76.
6	梁星如，张峰，李胜利，等.华北束鹿凹陷斜坡带沙河街组油气藏分布规律与区带成藏模式［J］.地质力学学报，2016，22（1）：66-75.
	Liang Xingru， Zhang Feng， Li Shengli， et al. Distribution of hydrocarbon reservoirs and petroleum accumulation patterns in the shahejie formation［J］. Journal of Geomechanics，2016，22（1）：66-75.
7	董伟，郭志强，焦立芳，等. 牙刷状油藏边水驱油影响因素模拟与评价——以冀中坳陷南部束鹿凹陷车城油田为例［C］//西安石油大学，陕西省石油学会.2018油气田勘探与开发国际会议（IFEDC 2018）论文集.西安：西安华线网络信息服务有限公司，2018：1435-1442.
	Dong Wei， Guo Zhiqiang， Jiao Lifang， et al. Simulation and evaluation of influencing factors of edge water flooding in toothbrush reservoir——Taking Checheng oilfield in Shulu Sag， Jizhong Depression as an example［C］// Xi'an Petroleum University， Shaanxi Petroleum Society. Proceedings of the 2018 International Conference on Oil and Gas Field Exploration and Development （IFEDC 2018）. Xi'an： Xi'an Huaxian Network Information Service Co.， Ltd，2018：1435-1442.
8	Tian J Q， Hao F， Zhou X H， et al. Charging of the Penglai 9-1 oil field， Bohai Bay basin， China： Functions of the delta on accumulating petroleum［J］. Marine and Petroleum Geology， 2014，57： 603-618.
9	Jiang F J， Pang X Q， Li L L， et al. Petroleum resources in the Nanpu sag， Bohai Bay Basin， eastern China［J］. AAPG Bulletin， 2018， 102（7）： 1213-1237.
10	蒋有录，卢浩，刘华，等.渤海湾盆地饶阳凹陷新近系油气富集特点与主控因素［J］.石油学报，2011，32（5）：791-796.
	Jiang Youlu， Lu Hao， Liu Hua， et al. Petroleum enrichment characteristics and main controlling factors of the Neogene in Raoyang Sag， Bohai Bay Basin［J］. Acta Petrolei Sinica， 2011， 32（5）： 791-796.
11	王少春. 束鹿凹陷湖相泥灰岩油气藏的形成与分布研究［D］.北京：中国矿业大学（北京），2014.
	Wang Shaochun. Lacustrine mari reservoir formation and distribution of Shulu sag［D］. Beijing： China University of Mining and Technology （Beijing），2014.
12	孔冬艳，沈华，刘景彦，等.冀中坳陷束鹿凹陷横向调节带成因分析［J］.中国地质，2005，32（4）：166-171.
	Kong Dongyan， Shen Hua， Liu Jingyan， et al. Origin of the transverse accommodation zone of the Shulu subbasin in the Jizhong depression［J］. Geology in China，2005，32（4）：166-171
13	郭增虎，王鹏，张敬东，等.渤海湾盆地束鹿凹陷新河断层特征及其对成藏影响［J］.石油地球物理勘探，2018，53（S1）：293-302+19.
	Guo Zengqiang， Wang Peng， Zhang Jingdong. Characteristics of Xinhe faults and its influence on reservoir formation in Shulu Sag， Bohai Bay Basin［J］. Oil Geophysical Prospecting，2018，53（S1）：293-302+19.
14	Morton A C， Hallsworth C R. Identifying provenance specific features of detrital heavy mineral assemblages in sandstones［J］. Sedimentary Geology， 1994， 90（3）： 241-256.
15	赵红格，刘池洋. 物源分析方法及研究进展［J］. 沉积学报， 2003，21（3）：45-51.
	Zhao Hongge， Liu Chiyang. Approaches and prospects of prove⁃nance analysis［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2003，21（3）：45-51.
16	Wang E Z， Pang X Q， Zhao X D， et al. Characteristics， diagenetic evolution and controlling factors of the Es1 deep burial high-quality sandstone reservoirs in the PG2 oilfield， Nanpu Sag， Bohai Bay Basin， China［J］. Geological Journal， 2019. .
17	张智礼，刘振文，蒙启安，等. 松辽盆地泰康地区青山口组沉积相及与油气分布关系研究［J］. 高校地质学报， 2006，12（2）：259-265.
	Zhang Zhili， Liu Zhenwen， Meng Qinan， et al. Sedimentary facies and oil gas distribution regularities of the Qingshankou Formation， Taikang Area， Songliao Basin［J］. Geological Journal of China Universities， 2006，12（2）：259-265.
18	Wang E Z， Liu G Y， Pang X Q， et al. Sedimentology， diagenetic evolution， and sweet spot prediction of tight sandstone reservoirs： A case study of the third member of the Upper Paleogene Shahejie Formation， Nanpu Sag， Bohai Bay Basin， China［J］. Journal of Petroleum Science and Engineering， 2020， 186 （106718）.
19	Pang X Q， Jia C Z， Chen J Q， et al. A unified model for the formation and distribution of both conventional and unconventional hydrocarbon reservoirs［J］. Geoscience Frontiers， 2020，12（2）：695-711.
20	施朝晖，张金亮，李淼，等.苏里格气田苏6区块储层隔夹层发育特征研究［J］.中国科技论文，2019，14（9）：943-950.
	Shi Chaohui， Zhang Jinliang， Li Miao， et al. Study on the develop⁃ment characteristics of the interlayer of Su6 block in Sulige gas field［J］. China Sciencepaper，2019，14（9）：943-950.
21	徐寅，徐怀民，郭春涛，等. 隔夹层成因、特征及其对油田开发的影响——以塔中地区海相砂岩储层为例［J］. 科技导报， 2012（15）：17-21.
	Xu Yin， Xu Huaimin， Guo Chuntao， et al. Origin， characteristics and effects on oilfield development of interlayer of shore sandstone reservoir in TaZhong area［J］. Science & Technology Review， 2012（15）：17-21.
22	赵艳军，刘成林，张华，等.渤海湾盆地束鹿凹陷沙一段石盐岩中流体包裹体特征及其地质意义［J］.地球科学（中国地质大学学报），2014，39（10）：1455-1463.
	Zhao Yanjun， Liu Chenglin， Zhang Hua， et al. Characteristics and geological significance of fluid inclusions in Halite of the First Member of Shahejie Formation in Shulu Depression， Bohai Bay Basin［J］. Earth Science （Journal of China University of Geoscie⁃nces），2014，39（10）：1455-1463.
23	Chen J Q， Ma Ky， Pang Xq， et al. Secondary migration of hydrocarbons in Ordovician carbonate reservoirs in the Lunnan area， Tarim Basin［J］. Journal of Petroleum Science and Engineering， 2020. 188（106962）.
24	付小东，吴健平，寿建峰，等.渤海湾盆地束鹿凹陷古近系沙河街组湖相混积泥灰岩致密油储层特征［J］.石油与天然气地质，2019，40（1）：78-91.
	Fu Xiaodong， Wu Jianping， Shou Jianfeng，et al.Tight oil reservoir characteristics of lacustrine mixed marlstone in the Palaeogene Shahejie Formati on of Shulu Sag， Bohai Bay Basin［J］. Oil & Gas Geology，2019，40（1）：78-91.
25	李冬梅. 断陷盆地缓坡带油气富集规律研究［D］.北京：中国地质大学（北京），2010.
	Li Dongmei. Research on hydrocarbon enrichment rules of gentle slop in half graben basin［D］. Beijing： China University of Geoscie⁃nces （Beijing），2010.
26	旷红伟，覃汉生，刘俊奇，等.束鹿凹陷中部古近系沙河街组第三段下部层序特征［J］.石油地质与工程，2007，21（6）：26-28+32+10.
	Kuang Hongwei， Qin Hongwei， Liu Junsheng，et al.Stratigraphic sequence features in lower part of the third member of Shahoie formation in the middle part of Shulu sag［J］. Petroleum Geology and Engineering，2007，21（6）：26-28+32+10.
27	郭建军，陈践发，王铁冠，等. 塔中奥陶系原油的运移方向研究［J］.西南石油大学学报：自然科学版，2008，30（3）： 8-12.
	Guo Jianjun， Chen Jianfa， Wang Tieguan， et al. Oil migration orie⁃ntation of Ordovician in Tazhong uplift［J］. Journal of Southwest Petroleum University： Science & Technology Edition， 2008， 30（3）： 8-12.
29	向才富，王建忠，庞雄奇，等. 塔中83井区表生岩溶缝洞体系中油气的差异运聚作用［J］.地学前缘，2009，16（6）： 349-358.
	Xiang Caifu， Wang Jianzhong， Pang Xiongqi， et al. Differential hydrocarbon migration and entrapment in the karstified carbonate reservoir： a case study of well TZ83 block of the central Tarim uplift zone［J］. Earth Science Frontiers， 2009， 16（6）： 349-358.
28	罗金洋. 束鹿凹陷西斜坡油气输导体系及其成藏贡献研究［D］.大庆：东北石油大学，2017.
	Luo Jinyang. Hydrocarbon migration system and its contribution to reservoir Forming in Western Slope of Shulu Sag［D］. Daqing： Northeast petroleum university， 2017.

[1]	王永诗, 李政, 王民, 包友书, 朱日房, 刘军, 吴连波, 于利民. 渤海湾盆地济阳坳陷陆相页岩油吸附控制因素[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(3): 489-498.
[2]	宋明水, 王永诗, 王学军, 郝雪峰, 李友强, 陈冬霞, 王福伟, 王翘楚, 石学斌, 邹易. 成熟探区“勘探层单元”研究及其在渤海湾盆地东营凹陷的应用[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(3): 499-513.
[3]	朱世发, 贾业, 马立驰, 崔殿, 景安语, 佟欢. 渤海湾盆地济阳坳陷中生界复杂岩性风化壳储层特征、质量控因与甜点模型[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(3): 514-527.
[4]	刘惠民, 杨怀宇, 张鹏飞, 韩同欣, 刘鑫金. 古湖泊水介质条件对混积岩相组合沉积的控制作用[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(2): 297-306.
[5]	陈扬, 胡钦红, 赵建华, 蒙冕模, 尹娜, 张晓贝, 许格非, 刘惠民. 渤海湾盆地东营凹陷湖相富有机质页岩纹层特征和储集性能[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(2): 307-324.
[6]	沈云琦, 金之钧, 苏建政, 李志明, 牛骏. 中国陆相页岩油储层水平渗透率与垂直渗透率特征[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(2): 378-389.
[7]	宋明水, 王永诗, 郝雪峰, 安天下. 渤海湾盆地东营凹陷古近系深层油气成藏系统及勘探潜力[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(6): 1243-1254.
[8]	蒋有录, 苏圣民, 刘华, 赵鸿皓. 渤海湾盆地油气成藏期差异性及其主控因素[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(6): 1255-1264.
[9]	孙辉, 范国章, 邵大力, 左国平, 刘少治, 王红平, 马宏霞, 许小勇, 鲁银涛, 闫春. 深水局部限制型水道复合体沉积特征及其对储层性质的影响——以东非鲁武马盆地始新统为例[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(6): 1440-1450.
[10]	刘畅, 张道旻, 李超, 路媛媛, 于姗姗, 郭明强. 鄂尔多斯盆地临兴区块上古生界致密砂岩气藏成藏条件及主控因素[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(5): 1146-1158.
[11]	段金宝, 金民东, 范志伟, 朱祥, 刘雁婷. 四川盆地东北部中三叠统雷口坡组四段优质储层发育特征及勘探方向[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(4): 898-908.
[12]	张春林, 姚泾利, 李程善, 邢凤存, 范立勇, 莫午零, 朱秋影, 曾旭. 鄂尔多斯盆地深层寒武系碳酸盐岩储层特征与主控因素[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(3): 604-614.
[13]	易士威, 李明鹏, 范土芝, 杨帆, 方辉, 黄福喜, 金武弟. 塔里木盆地库车坳陷克拉苏和东秋断层上盘勘探突破方向[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(2): 309-324.
[14]	韩品龙, 肖敦清, 王居峰. 渤海湾盆地大港探区加里东期不整合面特征再认识[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(2): 430-442.
[15]	周立宏, 韩国猛, 杨飞, 马建英, 牟连刚, 周可佳, 王昌丽, 孟立娜. 渤海湾盆地歧口凹陷沙河街组三段一亚段地质特征与页岩油勘探实践[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(2): 443-455.