❶ 石油地質特徵
一、烴源岩
阿拉斯加北坡盆地發育兩套區域性主力烴源岩和一套局部烴源岩。第一套主力烴源岩以生油為主三疊系Shublik組;第二套主力烴源岩以生油為主侏羅系-下白堊統Kingak組頁岩,生氣為主Torok組盆地相頁岩(圖5-2;表5-2)。局部的烴源岩發育於白堊系海相頁岩,分別有Hue 組和Pebble 組頁岩。其中,Pebble 組頁岩以生油為主,生氣次之;Hue組頁岩由東向西生氣潛力變差,生油潛力增強(李敏等,2011)。
表5-2 阿拉斯加北坡盆地主要烴源岩特徵
註:*為主力烴源岩。
(據李敏等,2011,經修改)
Shublik組烴源岩由海相碳酸鹽岩、泥灰岩、頁岩和磷灰岩組成。鑽井樣品揭示,其烴源岩TOC含量0.49%~6.73%,平均2.35%,頁岩厚度24~149m,最大180m(Bird et al.,1994),以Ⅰ/Ⅱ型乾酪根為主,生烴潛力大,是普魯德霍灣油田主要烴源岩。
上覆Kingak組頁岩由暗灰色和黑色海相頁岩組成,含有海相和陸緣有機質,認為Alpine油氣田的大部分石油來自Kingak 組烴源岩(Masterson,2001);其平均TOC 含量為2%,主要為Ⅱ型乾酪根,局部Ⅱ/Ⅲ型,生烴潛力比舒布里克組小。Shublik組和Kingak組頁岩鏡質體反射率(R o)分別為1.17%~2.21%和0.82%~35%。處於成熟-過成熟階段。
Torok組盆地相頁岩為Ⅲ型乾酪根,推測在全盆地范圍分布,其TOC含量0.61%~1.84%,平均1.16%(Magoon et al.,1981;Hubbard et al.,1987)。
Pebble組頁岩,其TOC含量1%~6%,平均2.4%,為Ⅱ/Ⅲ混合型乾酪根;其在盆地東部沉積厚度大於西部,東部生氣而中、西部生油。Hue頁岩是阿拉斯加東北部主要油源岩,為Ⅱ型乾酪根,TOC含量平均值為4%,局部達到10%,有機碳含量縱向上變化明顯,其下部TOC含量較高。
二、儲集層
阿拉斯加北坡盆地以碎屑岩儲集層為主,局部發育碳酸鹽岩儲集層,主要分布在埃爾斯米爾層序密西西比紀至三疊紀海相碳酸鹽岩和東北大陸邊緣沉積的海相-非海相硅質碎屑岩,波弗特層序侏羅紀至早白堊世裂谷期沉積的海相硅質碎屑岩,以及布魯克斯層序白堊紀-第三紀(古、新近紀)海相-非海相硅質碎屑岩,對應三套主力儲集層為二疊系河流-三角洲相Sadlerochit群砂岩、三疊系河流-三角洲相Sadlerochit群Ivishak組砂岩、白堊系淺海相Kuparuk組砂岩(圖5-2;表5-3)。
表5-3 阿拉斯加北坡盆地主要儲集層特徵
註:*為主力儲集層;**1D(達西)≈0.987×10-12m2。
(據李敏等,2011,經修改)
埃爾斯米爾儲集層是盆地最重要的含油氣層系,已證實主要儲集層包括密西西比河流相砂岩、Lisburne群台地碳酸鹽岩、二疊系-下三疊統Sadlerochit群Ivishak組非海相和海相砂岩、下三疊統Sag River淺海相砂岩,其中Sadlerochit群砂岩和礫岩為盆地重要的儲集層,是普魯德霍灣油田主要儲集層。密西西比河流相砂岩儲集層平均孔隙度為22%,滲透率為150~120 mD;Lisburne群台地碳酸鹽岩儲集層孔隙度為1.4%~2.8%,滲透率僅為0.1~0.4mD,而Lisburne群Alapah灰岩平均孔隙度為17.5%,滲透率為5~200mD。Sadlerochit群為河流相、三角洲相和海相砂岩,砂岩厚度變化較大,為30~150m,儲集層物性條件較好,孔隙度為3%~28%,滲透率變化范圍0.1~4000 mD。
波弗特主要儲集層為下白堊統Kuparuk組淺海相砂岩,在盆地北部發現侏羅系Kingak組頁岩中夾有砂岩,其在巴羅半島含氣而在NPRA東部邊緣含油。布魯克斯層序儲集層分布在白堊系至第三系(古、新近系)中,Nanuq油田的儲集層為下白堊統Torok組砂岩。Nanushuk組三角洲平原砂岩是盆地重要的儲集層,其非海相砂岩孔隙度為3%~14%,滲透率為0.005~1404 mD。
三、蓋層
阿拉斯加北坡盆地古、中、新生代地層中均發育頁岩、泥岩和灰岩,它們既是盆地烴源岩又是蓋層,且封蓋條件良好,岩性以頁岩為主。其中,三疊系Shublik組海相頁岩、侏羅系Kingak-Hue組海相頁岩、上白堊統Canning組海相頁岩為盆地三套區域性蓋層(圖5-2)。
四、圈閉
阿拉斯加北坡盆地在構造演化過程的不同變形階段形成了大量的構造圈閉和復合圈閉類型,以背斜圈閉、構造-地層復合圈閉為主。
五、生儲蓋組合
根據生、儲、蓋層的沉積環境,主力烴源岩和儲集層所處的構造期次,阿拉斯加北坡盆地主要發育兩套生儲蓋組合類型。第一套為上生下儲上蓋式生儲蓋組合:烴源岩為三疊系-侏羅系 Shublik 組、Kingak 組和 Hue 組海相泥頁岩,儲集層為二疊系- 三疊系Sadlerochit群陸相-三角洲相砂岩,蓋層為中-上三疊統Shublik組和侏羅系Kingak組泥頁岩,產油為主(Peters et al.,2006;Bird,2001;Bird,1994);第二套為下生上儲上蓋式生儲蓋組合:烴源岩為三疊系-侏羅系Shublik組、Kingak組和Hue 組海相泥頁岩,儲集層為下白堊統淺海相Kuparuk組砂岩,蓋層為白堊系泥頁岩,產油(Peters et al.,2006;Bird,2001;Bird,1994)。
❷ 石油地質特徵概述
如前所述,景谷盆地內部可以劃分出四個二級構造單元,目前已經勘探、開發的油田位於盆地東部斷階的大牛圈斷鼻構造上,故名大牛圈油田(圖2-7)。
圖2-8景谷盆地大牛圈油田斷塊展布及主要井位分布圖
大牛圈油田的地層特徵已在前文中介紹過,其生油層、儲層主要集中在三號溝組第三段的水下扇砂體中。回環組50~200m厚的泥岩夾砂岩層段及三號溝組第四段構成蓋層,與斷層形成良好的遮擋層。三號溝組的第二、三段中暗色泥岩為本油區的烴源岩,累積厚度可達300m以上(圖2-9)。
圖2-9景谷盆地大牛圈油田石油地質綜合柱狀對比圖
❸ 石油地質特徵
一、生油條件
江漢盆地構造發育的兩個斷陷階段的中、晚期和兩個坳陷階段的早、中期,分別發育了各具特點的生油層系,即上白堊統漁洋組、古新統沙市組上段、下始新統新溝嘴組下段及上始新統至漸新統下部潛江組等生油層系。現僅就新溝嘴組下段和潛江組兩生油層作簡要介紹。
下始新統新溝嘴組下段為構造拗陷階段的沉積,生油層分布面積廣,為8649km2,但厚度薄,一般150~300m,最厚350m。平面上,生油層厚度具有北薄南厚,東薄西厚的特點,缺乏明顯的生油深窪陷,相對以江陵凹陷的梅愧橋-虎渡河-資福寺向斜帶,潛江凹陷的周磯-總口向斜帶及沔陽凹陷的峰口地區,生油層較厚。
上始新統至漸新統下部潛江組生油層屬第二個斷陷-坳陷構造旋迴沉積,由於差異沉降,發育了鹹淡水介質兩種環境沉積的生油層。據統計,潛江組暗色泥岩分布面積8590km2,總體積為4415Gm3。由於盆地後期回返抬升作用不均衡,平面上形成7個孤立的成熟生油岩分布區,總面積1459km2,體積為610Gm3。
以潛江凹陷為例,潛江組和新溝嘴組生油層地球化學特徵仍有一定的差別,比較而言,潛江組有機質豐度高,達到較好-好生油岩級別,母質類型主要為腐泥-腐殖型和腐殖-腐泥型;新溝嘴組有機質豐度雖不及潛江組,多達到較好-較差生油岩級別,母質類型以腐殖型和腐泥-腐殖型為主。
由於剖面岩性不一,潛江凹陷不同層系生油岩的有機質熱演化特徵有別。新溝嘴組主要為砂、泥岩剖面,地溫梯度較高,平均每100m為3.1~3.5℃;潛江組鹽韻律發育,地溫梯度較低,平均每100m為2.7℃。
江漢鹽湖環境,水介質含鹽度高,易於形成強還原條件,十分有利於有機質的保存,而且鹽系沉積速率大(達0.32mm/a),使生油層迅速掩埋,烴類轉化率很高。因此,仍能生成較豐富的石油。
二、儲油條件
江漢盆地儲集層以砂岩為主,還有泥灰岩、白雲質泥岩、玄武岩及緻密砂岩等次要儲集層。
新溝嘴組儲集層:砂岩分布面積11000km2,主要分布於江陵、潛江、沔陽3個凹陷。平面上,砂岩具有北厚南薄、西厚東薄的特點。縱向上,砂岩中分布於新溝嘴組下段,可劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個油組。總的看來,沉積相帶控制了砂岩的發育,並對物性好壞有一定影響。江陵凹陷北部磚橋、後港一帶,為三角洲平原相區,分流河道砂岩發育,是好的儲集岩分布區;沙市—李埠一線以北地區,屬三角洲前緣相,發育水下分流河道砂、河口壩、天然堤及遠岸沙壩等,屬較好儲集岩分布區。潛江凹陷的澤口、漁薪地區,屬濱湖灘砂相,是較差儲集岩分布區;老新、拖謝一帶及新溝地區屬遠岸湖灘砂相區,為差儲集岩分布區。
潛江組儲集層:砂岩主要分布在潛江、江陵、小板3個凹陷,面積約6078km2,砂岩一般厚度50~400m,其中具滲透性的砂岩30~300m,以近物源的大路口、鍾市兩地區砂岩較發育,厚度達500m 以上。主要岩性以粉、細砂岩為主,僅近物源區有少量中粒砂岩。
潛江組縱向上,自上而下從潛一段至潛四段,砂岩分布面積越來越大。且物性逐漸變差。潛江組縱向上可劃分為24個油組,39個砂組,由於沉積時水動力條件的差異,各砂組發育程度不一,分布面積有大有小,其中以潛12砂組分布面積最大,為1206km2,從平面上看,以近物源的凹陷北部的鍾市、潭口、漁薪等地砂岩較發育,自北而南各砂組、砂層依次減薄、尖滅。
三、圈閉條件
1.構造圈閉少
區域拉張應力環境,斷裂活動控制了盆地構造的形成、發育,局部構造多與斷層有關;此外,由於鹽系地層發育,因其塑性上拱,也形成了部分構造。總的看來,盆地局部構造不發育,構造圈閉數量少。已發現的構造圈閉有背斜、斷鼻、斷塊三種類型,又以後兩種類型為主,如潛江組全盆地共發現60個構造圈閉,其中斷鼻佔72%;新溝嘴組全盆地共發現113個構造圈閉,其中斷鼻佔65%,斷塊佔28%。平面上,背斜構造多分布於各凹陷的中部,且多與鹽系地層上拱有關;斷鼻多見於盆地邊緣,呈花邊狀分布。
盆地構造圈閉雖然數量少,但聚油能力較高,如潛江凹陷已探明的70%石油地質儲量位於構造圈閉內,其原因是:構造圈閉內往往是多油組多層含油,含油井段長,油層厚度大,且常具多種油藏類型等優越的聚油條件。
2.非構造圈閉眾多
江漢鹽湖沉積岩性岩相變化大。砂層總的變化規律是厚砂層比薄砂層變化快,而砂層越厚變化越快,一般以厚度1~2m砂岩分布較穩定。縱向上同一砂組往往是下部砂層變化快,上部砂層較穩定。
潛江凹陷潛江組39個砂組,上百個砂層的平面分布不一,形態多種多樣,有舌狀、指狀、樹枝狀、席狀、帶狀、透鏡狀等,造成砂岩分區內各砂組、砂層的尖滅線錯綜復雜,在構造條件的配合下,形成了廣泛分布的岩性圈閉,成群成帶分布,如凹陷北部靠近物源的鍾市、潭口地區,發育鹽湖陡坡三角洲、沿岸壩等砂體形成的地層、岩性圈閉;凹陷中部的王、廣、浩斷裂構造帶,發育砂岩舌狀體、透鏡體與構造、斷層配合形成的構造-岩性圈閉和與鹽丘有關的地層圈閉及裂隙圈閉;凹陷東南斜坡的張港、潛江、熊口一帶是區域性砂岩尖滅帶,在斜坡上形成眾多的岩性圈閉。
四、保存條件
潛江凹陷潛江組鹽湖沉積,膏鹽發育,油氣保存條件好,表現在:①鹽岩分布區內普遍具數米厚的油浸泥岩,非滲透性強。②鹽岩分隔作用,造成潛江組縱向上含油層位多(已發現22個油組含油),井段長(油層埋深最淺為738.6m,最深為3518.4m),油氣較分散。③已發現的上百條大大小小正斷層,不論落差大小,只要形成圈閉,對油氣都具較好的封堵、遮擋作用,僅個別大斷層(如潛北)由於斷層的後期活動,出現少量的油氣調整。
新溝嘴組屬砂泥岩剖面,保存條件亦好,油氣受到破壞、散失的現象少見。
五、油藏形成條件及分布規律
江漢鹽湖盆地油藏除具備一般盆地油藏形成的地質條件外,還有其自身的特點,主要表現在油源條件上,鹽湖沉積的生油層和儲集層,縱向上被多個鹽岩層所分隔,平面上又被斷層分割成若干區塊,造成油氣運移聚集縱向受鹽層所阻,橫向受斷層所限,油氣是以分層系分區進行運移聚集的。砂岩體與生油岩體的配置關系、砂岩體的輸導能力及圈閉的聚油能力決定了油藏的規模和含油豐度。一般以以下兩種情況疊置較好:①砂體主體部位疊置於生油岩體之上,砂體分布區內具構造圈閉或側翼上傾尖滅形成岩性圈閉,形成較豐富油藏。②生油深窪陷內的濁積體-透鏡體,具良好供油條件。
在油氣分布規律上,江漢鹽湖盆地與一般淡水盆地基本一致,表現在:①生油深窪陷(有利區)控制油氣分布。如蚌湖向斜是江漢盆地潛江組生油深窪陷,其生成石油量佔全盆地潛江組生油量的90%以上。②有利相帶內繼承性發育的二級構造帶具有多種多樣的油藏類型,常常整體含油,是油氣聚集的最有利地帶。如位於蚌湖生油窪陷南緣的王、廣、浩斷裂構造帶,已發現10 多種油藏類型,縱向多油組(13個),平面上疊合連片(>30km2),含油豐度較大(平均37萬t/km2)。
總之,江漢鹽湖盆地的石油地質條件可歸納為如下特點:生多(總生油量多)排少(排烴量少);構造圈閉不發育,岩性及其他非構造圈閉眾多;油氣保存條件好,以生油深窪陷周緣油氣最豐富;油氣分布具「廣、多、薄、散、雜、碎」的特點(即「廣」,在成熟生油岩分布區內均有油氣顯示;「多」,含油油組多,油藏類型多;「薄」,油層薄,一般1~3m;「散」,縱向上分散,井段長;「雜」,油田內層系復雜;「碎」,構造上斷層多,以致塊小,油藏規模亦小)。