汪澤成,趙文智,胡素云,姜 華,潘文慶,楊 雨,包洪平
(1.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院,北京100083;2.中國(guó)石油 勘探與生產(chǎn)公司,北京100007;3.中國(guó)石油塔里木油田公司,新疆 庫(kù)爾勒841003;4.中國(guó)石油西南油氣田分公司,四川成都610051;5.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司,陜西 西安710000)
以古生界為主的海相碳酸鹽巖是我國(guó)陸上油氣勘探的重要領(lǐng)域。進(jìn)入21世紀(jì),這一領(lǐng)域的油氣勘探取得了重要進(jìn)展。近幾年來,在塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)奧陶系,四川盆地川北地區(qū)二疊系、三疊系礁灘以及川中地區(qū)震旦系-寒武系,鄂爾多斯盆地中央古隆起東翼奧陶系等,發(fā)現(xiàn)了一批大型碳酸鹽巖油氣田。與國(guó)外中、新生代海相碳酸鹽巖大油氣田相比,我國(guó)海相碳酸鹽巖油氣田的儲(chǔ)量規(guī)模要小很多,且油氣藏類型也復(fù)雜很多。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因是我國(guó)古老海相碳酸鹽巖油氣地質(zhì)條件遠(yuǎn)比國(guó)外復(fù)雜得多。一方面我國(guó)陸上海相碳酸鹽巖層系經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),造成生、儲(chǔ)、蓋等成藏地質(zhì)條件和原始沉積相比有很大變化,尤為明顯的具最優(yōu)生儲(chǔ)蓋條件的大陸邊緣沉積卷入變形或者遭受破壞,殘留保存較為完整的地層多屬于板塊內(nèi)部克拉通盆地沉積[1-5],現(xiàn)今又多位于疊合盆地深層[6-7]。另一方面,從生烴與成藏過程看,海相層系普遍經(jīng)歷了多期生烴與多期成藏[8-10],而且在成藏期后又經(jīng)歷了調(diào)整改造與破壞[11]。因而,國(guó)外成熟的海相碳酸鹽巖油氣地質(zhì)理論及大油氣田分布的規(guī)律性認(rèn)識(shí),并不能完全有效指導(dǎo)我國(guó)海相碳酸鹽巖油氣勘探,需要形成、發(fā)展我國(guó)海相碳酸鹽巖油氣地質(zhì)理論,以期在海相碳酸鹽巖勘探部署中發(fā)揮更大的指導(dǎo)作用。
國(guó)外油公司將碳酸鹽巖圈閉與油氣藏類型分為構(gòu)造型、地層型、復(fù)合型3大類,各類圈閉又根據(jù)圈閉機(jī)制進(jìn)一步細(xì)化。C&C公司(1998)按照這種分類方案,完成對(duì)世界碳酸鹽巖大油氣田的統(tǒng)計(jì)分析,世界198個(gè)碳酸鹽巖大油氣田中屬于構(gòu)造型油氣藏的大油氣田有91個(gè)(占大油氣田個(gè)數(shù)的46.9%)(圖1);屬于地層型油氣藏的大油氣田有33個(gè)油田(占21.6%);屬于復(fù)合型油氣藏的大油氣田有74個(gè)(占31.5%)。從儲(chǔ)量分布看,構(gòu)造型油氣田發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量占碳酸鹽巖大油氣田總儲(chǔ)量的84%;地層-構(gòu)造復(fù)合型發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量占碳酸鹽巖大油氣田總儲(chǔ)量的14.2%;地層型發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量占碳酸鹽巖大油氣田總儲(chǔ)量的1.8%。由此可見,構(gòu)造油氣藏及與構(gòu)造相關(guān)的復(fù)合油氣藏是碳酸鹽巖大油氣田的主要油氣藏類型。
構(gòu)造圈閉不論是油田數(shù)量還是地質(zhì)儲(chǔ)量,都是最大的一種類型。根據(jù)各種構(gòu)造要素的相對(duì)重要性,構(gòu)造圈閉可進(jìn)一步分為:1)褶皺背斜圈閉;2)沖斷-背斜圈閉;3)正斷-背斜圈閉;4)扭動(dòng)-背斜圈閉;5)基底隆升-背斜圈閉;6)鹽活動(dòng)相關(guān)斷背斜。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看,碳酸鹽巖構(gòu)造圈閉主要與鹽活動(dòng)、構(gòu)造擠壓作用、基底隆起的“復(fù)活”等因素有關(guān)。其中,與鹽活動(dòng)相關(guān)的穹窿和斷背斜為圈閉類型的油田有26個(gè),南阿拉伯灣、北海、西非、烏克蘭和墨西哥碳酸鹽巖油田是主體類型。鹽活動(dòng)導(dǎo)致的裂縫在改善儲(chǔ)層滲透率方面起到了關(guān)鍵作用,例如北海和墨西哥的一些油田。與臺(tái)地內(nèi)部基底復(fù)活隆升有關(guān)的背斜圈閉,往往形成世界級(jí)的大油田(如中東的 Ghawar,Khafji,Wafra,Qatif,Berri,Bu Hasa,Bab和 Asab油田)。
圖1 國(guó)外碳酸鹽巖大油氣田油氣藏類型分布Fig.1 Distribution of reservoir types of giant carbonate oil&gas fields in foreign countries
復(fù)合型圈閉是碳酸鹽巖地層中第二大類圈閉。這類圈閉可進(jìn)一步劃分為:古潛山、古高地的披覆背斜、鼻狀構(gòu)造-相變復(fù)合、斷層-相變復(fù)合、水動(dòng)力-構(gòu)造復(fù)合等圈閉類型。其中,鼻狀構(gòu)造-相變復(fù)合型圈閉是其中發(fā)現(xiàn)油田數(shù)量最多的一類圈閉,如美國(guó)Wiliston盆地密西西比系和二疊盆地上二疊統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)數(shù)量眾多復(fù)合型油氣藏。古高地披覆背斜圈閉是復(fù)合圈閉中第二大類型,前蘇聯(lián)許多大油田都屬于此類。
地層圈閉是三大類圈閉中發(fā)現(xiàn)大油氣田數(shù)量最少的一類??蛇M(jìn)一步分為生物礁圈閉、成巖圈閉、不整合面下伏楔狀體以及上超地層尖滅帶。其中,海相頁(yè)巖或蒸發(fā)巖中發(fā)育的生物礁建隆是地層圈閉中數(shù)量最多的。海相頁(yè)巖中發(fā)育的生物礁建隆主要是在相對(duì)海平面快速上升期間形成的,例如東南亞中新世生物礁建隆、利比亞古新世生物礁建隆、西加拿大盆地晚泥盆世生物礁建隆和二疊盆地石炭紀(jì)生物礁建隆。蒸發(fā)巖中生物礁建隆形成于碳酸鹽巖-蒸發(fā)巖旋回沉積期間(例如:密歇根盆地志留紀(jì)生物礁建隆、西加拿大盆地中泥盆統(tǒng)生物礁建隆和Paradox盆地石炭紀(jì)生物礁建隆)。其他類型的地層圈閉分布相對(duì)局限,通常與下列情況相關(guān):1)不整合的發(fā)育(如美國(guó)West Edmond油田);2)局部白云巖化(如加拿大Rosevear油田);3)局部裂縫(如美國(guó)Giddings和Pearsall油田);4)上超作用造成的上傾方向孔隙尖滅(如埃及Zeit Bay油田)。
國(guó)外海相碳酸鹽巖大油氣田分布有兩大顯著特點(diǎn):1)地層時(shí)代新,主要分布于侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)與古近紀(jì);2)盆地類型以被動(dòng)大陸邊緣盆地、陸陸碰撞邊緣盆地、大陸裂谷盆地為主,尤以被動(dòng)邊緣盆地的大油氣田數(shù)量與探明儲(chǔ)量最多,其次為陸陸碰撞邊緣盆地與大陸裂谷。上述盆地中,不僅具備良好的生儲(chǔ)蓋組合條件,而且構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng),構(gòu)造相關(guān)的圈閉類型發(fā)育。這就不難解釋構(gòu)造油氣藏是國(guó)外碳酸鹽巖油氣藏的主體類型。
我國(guó)陸上發(fā)現(xiàn)的碳酸鹽巖油氣藏?cái)?shù)量眾多,目前尚未有統(tǒng)一的碳酸鹽巖油氣藏類型劃分方案。不同學(xué)者從不同角度對(duì)碳酸鹽巖油氣藏進(jìn)行分類,如有學(xué)者從油氣藏演化角度,強(qiáng)調(diào)古油氣藏的保存與改造,將碳酸鹽巖油氣藏分為原生型油氣藏和改造型油氣藏[12-14];還有學(xué)者認(rèn)為中國(guó)海相碳酸鹽巖油氣藏既不是典型的原生型,也與次生油氣藏有明顯的區(qū)別,它應(yīng)屬準(zhǔn)原生油氣藏[11]。更多學(xué)者從其所研究工區(qū)碳酸鹽巖油氣藏特點(diǎn)出發(fā),提出適合本地區(qū)的分類,如鄂爾多斯盆地奧陶系古地貌油氣藏[15];塔河奧陶系古風(fēng)化殼潛山(丘)型和巖溶儲(chǔ)集體型兩類油氣藏[16-20]。
我國(guó)古老海相碳酸鹽巖油氣藏類型的復(fù)雜性是碳酸鹽巖儲(chǔ)層強(qiáng)非均質(zhì)性決定的。油氣藏中流體分布受儲(chǔ)集類型控制,油氣水關(guān)系復(fù)雜,在非構(gòu)造型油氣藏中表現(xiàn)尤為明顯。因此,海相碳酸鹽巖油氣藏類型的劃分,不僅要考慮圈閉類型,更要考慮儲(chǔ)集體類型。這樣的分類方案將有助于正確理解油氣藏特征,更重要的是在勘探開發(fā)中將針對(duì)不同類型油氣藏,有針對(duì)性采取不同的勘探部署思路、勘探方法及開發(fā)方案。
本文提出碳酸鹽巖圈閉與油氣藏類型劃分方案(表1)。首先將碳酸鹽巖圈閉分為構(gòu)造型、地層型、巖性型及復(fù)合型4大類。在各大類中,按照圈閉形成的主導(dǎo)因素進(jìn)一步細(xì)化類型。其中,巖性圈閉和地層圈閉的細(xì)化分類中,充分考慮儲(chǔ)集體類型。限于篇幅,簡(jiǎn)要介紹巖性型與地層型油氣藏的基本特征。
巖性圈閉是指碳酸鹽巖地層中由于沉積相變化或者成巖作用差異所形成的巖性圈閉體,可以是透鏡體狀,也可以是上傾尖滅。巖性圈閉的形成是受沉積相或者受成巖相控制,而非受地層不整合控制,與地層圈閉有較大的差別。巖性圈閉多發(fā)育在層系內(nèi)部,受沉積相控制明顯;而地層圈閉受不整合控制,與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)關(guān)系更為密切,因而將巖性圈閉和地層圈閉兩種類型分開非常有必要。
表1 我國(guó)海相碳酸鹽巖圈閉類型與油氣藏實(shí)例Table 1 Trap types and reservoirs of marine carbonate rocks in China
圖2 碳酸鹽巖巖性圈閉與油氣藏類型示意圖Fig.2 Schematic diagram of lithologic traps and reservoir types of carbonate rocks
巖性圈閉根據(jù)儲(chǔ)集體類型,可進(jìn)一步劃分為3類:生物礁圈閉、顆粒灘圈閉及成巖圈閉(圖2)。
生物礁圈閉,可根據(jù)生物礁分布與形態(tài),分為邊緣礁圈閉和點(diǎn)礁圈閉。邊緣礁圈閉主要分布在碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣,規(guī)模大、成帶狀分布,地震上好識(shí)別,成藏條件良好,可形成油氣富集帶。四川盆地龍崗地區(qū)長(zhǎng)興組發(fā)育臺(tái)緣帶生物礁,按形態(tài)分為堤礁、島礁[18],前者呈直線條狀分布于龍崗1井,后者呈盤狀分布在劍門地區(qū),如龍崗63島礁面積可達(dá)37 km2。點(diǎn)礁圈閉主要分布在碳酸鹽巖臺(tái)地內(nèi)部,規(guī)模小、成片分布,地震識(shí)別有難度,往往以小型油氣藏為主,如龍崗11井區(qū)。
顆粒灘圈閉,可根據(jù)顆粒灘成因細(xì)分為鮞灘、生屑灘、砂(礫)屑灘等圈閉類型(圖2)。圈閉的規(guī)模受灘體大小控制,通常在水動(dòng)力較強(qiáng)的沉積環(huán)境(如臺(tái)緣帶)發(fā)育的灘體規(guī)模大,物性條件較好,油氣藏規(guī)模較大。如四川盆地下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組鮞灘氣藏,在開江-梁平海槽臺(tái)緣帶,鮞灘氣藏以鮞粒白云巖儲(chǔ)層為主,儲(chǔ)層厚度達(dá)30~110 m,目前已發(fā)現(xiàn)普光、羅家寨等一批鮞灘大氣田[21]。
成巖圈閉,可以是局部白云石作用導(dǎo)致白云巖儲(chǔ)層被致密灰?guī)r所圍限的圈閉,如四川盆地雷口坡組、嘉陵江組普遍存在局部白云巖圈閉。從這兩套層系的鉆探情況看,白云巖儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)往往含氣,而相鄰的致密灰?guī)r中不含氣。成巖圈閉也可以由差異溶蝕作用形成,如鄂爾多斯盆地陜6井區(qū)奧陶系的成巖透鏡體氣藏[17]。這類圈閉主要分布在層間,與沉積相橫向變化有很大關(guān)系。如,蒸發(fā)潮坪相區(qū)周緣發(fā)育的砂屑灘體,易于發(fā)生白云石化作用,形成的白云巖儲(chǔ)集體與圍巖共同構(gòu)成巖性圈閉??梢?,將成巖圈閉納入到巖性圈閉中更為合理。
碳酸鹽巖地層中普遍發(fā)育溶蝕縫洞型儲(chǔ)集體,由于儲(chǔ)層非均質(zhì)強(qiáng)烈,使得縫洞體內(nèi)油氣水關(guān)系復(fù)雜,很難按照經(jīng)典石油地質(zhì)學(xué)的油氣藏定義進(jìn)行描述,具特殊性。碳酸鹽巖地層中溶蝕縫洞儲(chǔ)集體形成主要受大氣淡水溶蝕作用控制,與不整合面、古風(fēng)化殼有密切關(guān)系。因此,本文將與不整合面、古風(fēng)化殼有密切關(guān)系的巖溶儲(chǔ)集體圈閉稱之為地層圈閉,可分為“不整合之下”及“不整合面之上”兩類。不整合面之下的圈閉類型多樣,可依據(jù)巖溶儲(chǔ)集體形成的主導(dǎo)因素以及儲(chǔ)集體形態(tài)、空間分布等,進(jìn)一步劃分為5種類型(圖3)。
1)塊斷潛山圈閉,是指斷陷盆地中碳酸鹽巖基底在斷層活動(dòng)控制下形成的潛山斷塊圈閉。這類圈閉在渤海灣盆地中常見(圖3a)。烴源巖為斷陷期沉積的湖相泥質(zhì)巖,儲(chǔ)集層為前斷陷期發(fā)育的碳酸鹽巖,儲(chǔ)集空間為溶蝕孔、洞,或者裂縫,兩者構(gòu)成新生古儲(chǔ)的油氣藏,如任丘古潛山油藏。這類圈閉能否成藏取決于與上覆烴源巖接觸的“供油窗”是否存在。
2)準(zhǔn)平原化侵蝕古地貌圈閉(圖3b),是指準(zhǔn)平原化喀斯特古地貌背景下發(fā)育的巖溶儲(chǔ)集體圈閉,長(zhǎng)時(shí)間的巖溶作用使得巖溶儲(chǔ)層層位穩(wěn)定,互層狀大面積分布;圈閉的側(cè)向封堵主要靠侵蝕溝谷充填泥質(zhì)巖形成的巖性封堵帶,如靖邊氣田奧陶系馬家溝組馬五4段—馬五1段。
3)殘丘古潛山縫洞體圈閉(圖3c),是指峰林聳立、溝壑縱橫的喀斯特古地貌背景下發(fā)育的巖溶儲(chǔ)集體圈閉。這類圈閉多發(fā)育在長(zhǎng)期隆升的古隆起部位。由于古潛山地貌落差大,使得巖溶儲(chǔ)層發(fā)育深度跨度大,各巖溶相帶中,表層巖溶帶的洞穴最發(fā)育,其次為水平潛流帶和季節(jié)變動(dòng)帶,垂直滲流帶洞穴最不發(fā)育。此外,構(gòu)造裂縫發(fā)育,以發(fā)育立縫和低角度縫為主,高角度縫和水平縫則較次發(fā)育。油氣分布受局部構(gòu)造影響不明顯,油水界面宏觀上呈現(xiàn)與巖溶儲(chǔ)層平行的傾斜特點(diǎn)。
4)似層狀縫洞體圈閉(圖3d),是指碳酸鹽巖地層中由順層巖溶或者層間巖溶作用形成的溶洞、溶孔與裂縫相互連接形成的孔-縫-洞網(wǎng)絡(luò)圈閉體,具有沿某個(gè)層系集中分布的特點(diǎn)。這類圈閉中以縫洞體為油氣聚集單元,具有相對(duì)獨(dú)立的油水系統(tǒng)及油水界面。多個(gè)縫洞單元以不同方式疊加形成復(fù)合油氣藏,平面上沿著洞縫儲(chǔ)層發(fā)育帶似層狀分布,缺少統(tǒng)一的油氣水邊界。
順層巖溶作用和層間巖溶作用是似層狀縫洞體圈閉形成的關(guān)鍵因素。根據(jù)這兩類巖溶作用,可將這類圈閉分為順層巖溶型圈閉和層間巖溶型圈閉,前者主要發(fā)育在古隆起圍斜部位的順層巖溶儲(chǔ)集體中,通常位于殘丘古潛山圈閉向斜坡帶延伸部位,如塔北哈拉哈塘奧陶系;后者主要發(fā)育在碳酸鹽巖層系內(nèi)受較短時(shí)間的層間不整合面控制的層間巖溶儲(chǔ)集體中,可以在古隆起斜坡或者古隆起高部位分布,如塔中鷹山組。
圖3 碳酸鹽巖地層圈閉與油氣藏類型Fig.3 Stratigraphic traps and reservoir types of carbonate rocks
5)地層楔狀體圈閉(圖3e),是指不整合面之下被剝蝕削截的碳酸鹽巖楔狀體圈閉。川東石炭系在地層剝蝕缺失“天窗”區(qū)周圍以及石炭系地層尖滅帶均發(fā)育這類圈閉,其上覆的二疊系泥質(zhì)巖具良好的封蓋條件[19]。這類圈閉與不整合面之上的地層上超尖滅圈閉,形態(tài)上很相似,分布上后者受沉積相控制、沿古隆起分布。
需要指出,殘丘古潛山圈閉以及似層狀縫洞體圈閉中,縫洞體為基本的聚油氣單元,可以是純油藏或有底水油氣藏。多個(gè)縫洞體油氣藏以不同方式疊加形成縫洞體油氣藏群,平面上沿著洞縫儲(chǔ)層發(fā)育帶似層狀分布,垂向上油氣水分布復(fù)雜,局部高點(diǎn)油氣相對(duì)富集。如塔北古隆起南緣斜坡的哈拉哈塘地區(qū)鷹山組發(fā)育大面積似層狀分布的洞縫型儲(chǔ)集體。鉆井證實(shí)該區(qū)油氣水關(guān)系復(fù)雜,受縫洞的連通性控制。根據(jù)縫洞體分布狀態(tài)、連通性及縫洞體大小,可以分為3類:孤立縫洞油氣藏、大縫洞體溝通油氣藏、小縫洞體溝通油氣藏。孤立洞縫油氣藏由于縫洞相對(duì)孤立,油氣藏能量隨開采不斷下降并最終枯竭,需要能量的補(bǔ)充。大縫洞體溝通油氣藏具有高產(chǎn)高能的特征,能量變化平緩,見底水后,油氣產(chǎn)量迅速下降。
3.1.1 大油氣田中主力含油氣層系分布穩(wěn)定
大量勘探實(shí)踐表明,塔里木、四川、鄂爾多斯等盆地碳酸鹽巖含油氣層系多、分布廣。但是,大油氣田中主力含油氣層位分布穩(wěn)定,可集中在某個(gè)層組,甚至在某個(gè)層段。四川盆地海相碳酸鹽巖從震旦系到中三疊統(tǒng)發(fā)育17個(gè)含氣層系,但已發(fā)現(xiàn)的大氣田集中分布在震旦系燈影組、寒武系龍王廟組、石炭系黃龍組、上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組及下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組。目前,上述主力含氣層系累計(jì)探明天然氣儲(chǔ)量占盆地海相層系總探明儲(chǔ)量的87%,天然氣產(chǎn)量占95%以上。塔北南緣哈拉哈塘主力含油氣層分布在奧陶系一間房組—鷹山組。其中,鷹山組含油氣層主要發(fā)育在鷹一段上部風(fēng)化殼巖溶儲(chǔ)層,表現(xiàn)為縱向成層、橫向連片的特征。一間房組含油氣層主要分布在頂面之下90 m的范圍內(nèi)。鷹山組與一間房組之間發(fā)育高阻灰?guī)r段,成為分隔兩個(gè)含油氣層段的分隔層。鄂爾多斯盆地靖邊氣田奧陶系主力氣層分布在馬家溝組馬五1+2段、馬五4段,其中以馬、馬頂、馬底3層最為特征,含氣層位連片性好,全氣田均可追蹤對(duì)比。
3.1.2 油氣藏類型以地層型、巖性型為主
截止2010年底,我國(guó)已發(fā)現(xiàn)的碳酸鹽巖油氣田中,屬于大型油田(指技術(shù)可采儲(chǔ)量大于2 500×104t的油田)只有任丘油田和塔河油田,前者屬于塊斷古潛山油氣藏,后者屬于殘丘古潛山型以及似層狀縫洞型油氣藏;中型油田(技術(shù)可采儲(chǔ)量在 250×104~2 500×104t)有6個(gè),分布在塔里木盆地塔北和塔中地區(qū),其中塔中4和塔中10油田屬于構(gòu)造型氣藏,塔中1號(hào)油田屬于臺(tái)緣帶礁灘型油氣藏,其他油田以似層狀油氣藏為主。這些大中型油田累計(jì)儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的89%。發(fā)現(xiàn)大中型氣田10個(gè),其中5個(gè)氣田屬于鮞灘氣藏型、2個(gè)大氣田屬于準(zhǔn)平原化侵蝕古地貌圈閉型,3個(gè)大氣田屬于構(gòu)造-巖性復(fù)合型,累計(jì)探明儲(chǔ)量占總探明儲(chǔ)量的92%。由此可見,中國(guó)古老海相碳酸鹽巖大油氣田主要油氣藏類型為地層型、巖性型,以古潛山、風(fēng)化殼、礁灘等地層-巖性油氣藏為主。這一點(diǎn)與國(guó)外碳酸鹽巖油氣藏有本質(zhì)區(qū)別。
圖4 我國(guó)部分碳酸鹽巖油氣藏儲(chǔ)量豐度統(tǒng)計(jì)Fig.4 Statistics of reserve abundance of some carbonate oil and gas reservoirs in China
3.1.3 地層型、巖性型油氣藏儲(chǔ)量豐度偏低,以中-低豐度為主
油氣藏是油氣田的儲(chǔ)量計(jì)算單元。通過對(duì)塔里木、四川、鄂爾多斯、渤海灣四大盆地128個(gè)油藏和123個(gè)氣藏的儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì),不同類型油氣藏的儲(chǔ)量豐度差異較大。從圖4可以看出,塔里木臺(tái)盆區(qū)油藏儲(chǔ)量豐度為(2~90)×104t/km2,除少數(shù)幾個(gè)油藏屬于高儲(chǔ)量豐度外,其余均屬于中-低豐度油藏。從氣藏儲(chǔ)量豐度看,臺(tái)緣帶天然氣儲(chǔ)量豐度較高,為(3~30)×108m3/km2,臺(tái)內(nèi)礁灘氣藏儲(chǔ)量豐度只有(1.2~6.5)×108m3/km2,而準(zhǔn)平原化侵蝕古地貌氣藏儲(chǔ)量豐度最低,只有(0.3~1.8)×108m3/km2。
3.1.4 受晚期構(gòu)造活動(dòng)控制的碳酸鹽巖油氣藏儲(chǔ)量豐度高
受晚期構(gòu)造活動(dòng)控制的碳酸鹽巖油氣藏主要有塊斷潛山油氣藏以及分布在構(gòu)造帶部位的構(gòu)造型油氣藏。和地層型、巖性型油氣藏相比,這類油氣藏中的多數(shù)具較高的儲(chǔ)量豐度,如渤海灣塊斷潛山油氣藏儲(chǔ)量豐度可達(dá)以中-高豐度為主,任丘油田儲(chǔ)量豐度最高可達(dá)703×104t/km2;四川盆地川東北長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組礁灘構(gòu)造氣藏的儲(chǔ)量豐度可達(dá)(7~39)×108m3/km2;川東高陡構(gòu)造帶石炭系氣藏儲(chǔ)量豐度在(3~6)×108m3/km2。
碳酸鹽巖油氣藏“集群式”分布是我國(guó)古老碳酸鹽巖中低豐度大油氣田最顯著的特點(diǎn)。所謂“集群式”分布是指同一類型油氣藏沿某個(gè)層系或幾個(gè)層系集中分布,單個(gè)油氣藏規(guī)模小,但數(shù)十個(gè)乃至數(shù)千油氣藏群累計(jì)規(guī)模大,共同構(gòu)成大油氣田。造成油氣藏“集群式”分布的主要因素是碳酸鹽巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)烈,藏與藏之間缺乏連通性。由于圈閉成因不同,油氣藏“集群式”分布特點(diǎn)也不同,因而所采取的勘探開發(fā)技術(shù)對(duì)策也有所差異。
總結(jié)我國(guó)塔里木、四川、鄂爾多斯三大盆地海相碳酸鹽巖大油氣田中油氣藏群分布,可歸納如下。
1)臺(tái)緣帶生物礁油氣藏藏和顆粒灘要去藏“串珠狀”狀分布。臺(tái)緣帶生物礁圈閉及鮞灘圈閉均為巖性圈閉,受沉積相帶控制,總體表現(xiàn)出“串珠狀”環(huán)繞臺(tái)緣帶分布。這類油氣藏受礁、灘儲(chǔ)滲體控制,“一礁、一灘、一藏”特征明顯[18]。如,四川盆地龍崗地區(qū)LG7-LG28井區(qū),發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)興組生物礁氣藏17個(gè),飛仙關(guān)組鮞灘氣藏19個(gè),每個(gè)氣藏具獨(dú)立的氣水系統(tǒng)。塔中Ⅰ號(hào)帶良里塔格組臺(tái)緣帶礁灘復(fù)合體具“小礁大灘”的結(jié)構(gòu)特征[22-23],單個(gè)礁體 50 ~150 m;多期礁、灘縱向加積疊置,累計(jì)厚度達(dá)120~180 m。這些礁灘復(fù)合體沿臺(tái)緣成群、成帶分布,東西長(zhǎng) 220 km,南北寬5~18 km,有利面積1 500 km2。目前已發(fā)現(xiàn)塔中82、塔中62、塔中26、塔中83等礁灘油氣田,探明儲(chǔ)量數(shù)億噸。
2)準(zhǔn)平原化侵蝕古地貌油氣藏群被網(wǎng)狀侵蝕溝槽及巖性變化所限,呈“團(tuán)塊狀”分布。如靖邊奧陶系大氣田是典型實(shí)例。奧陶系馬家溝組風(fēng)化殼儲(chǔ)層盡管分布層位穩(wěn)定,但圈閉形成受控于網(wǎng)狀侵蝕溝槽充填的側(cè)向封堵,形成“團(tuán)塊狀”含氣塊。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),靖邊氣田發(fā)現(xiàn)氣藏158個(gè),氣層厚度2~7 m,單個(gè)氣藏含氣面積20~60 km2,單個(gè)氣藏儲(chǔ)量(20~50)×108m3,氣藏儲(chǔ)量豐度(0.5~0.7)×108m3/km2。
3)縫洞油氣藏群受縫洞儲(chǔ)層發(fā)育層位控制,“似層狀”大面積分布。如塔河油田,截止2010年該油田已累計(jì)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量超過10×108t。在2 800 km2含油范圍內(nèi)可劃分出100個(gè)縫洞單元,其中大型縫洞單元35個(gè),中型縫洞單元22個(gè),小型縫洞單元43個(gè),平均縫洞體面積28 km2,單個(gè)縫洞體儲(chǔ)量規(guī)模小于1 000 ×104t。
縫洞油氣藏群主要發(fā)育在大型古隆起及其斜坡帶,順層巖溶作用及層間巖溶作用是這類儲(chǔ)集體似層狀、大面積分布的主要因素,可形成縱向多層系、橫向分布廣的分布特點(diǎn),如塔北斜坡奧陶系發(fā)育一間房組、鷹山組組、良里塔格組等多套似層狀分布的縫洞型巖溶儲(chǔ)層。同一地區(qū)多層縫洞體油氣藏在平面上疊合連片含油、空間上不均勻富集的特征。
目前研究表明,在塔西南古隆起、四川盆地樂山-龍女寺古隆起震旦系-下古生界、瀘州-開江古隆起的下二疊統(tǒng)與中、下三疊統(tǒng)均可能存在似層狀分布的縫洞型油氣藏,勘探前景廣闊。
4)后期構(gòu)造改造的碳酸鹽巖油氣藏分布受構(gòu)造帶控制,以構(gòu)造型和復(fù)合型(主要有構(gòu)造-地層復(fù)合型、構(gòu)造-巖性復(fù)合型)為主,沿主斷裂帶分布。目前,已發(fā)現(xiàn)的構(gòu)造型和構(gòu)造-復(fù)合型油氣藏主要分布在四川盆地川東高陡構(gòu)造帶、大巴山前緣構(gòu)造帶以及川南-川西南低陡構(gòu)造帶;塔里木盆地主要分布在塔中Ⅰ號(hào)斷裂帶[24]、塔北輪南-桑塔木斷裂帶;渤海灣盆地二級(jí)構(gòu)造帶等。這些構(gòu)造帶的形成主要與喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān),導(dǎo)致構(gòu)造圈閉分布受構(gòu)造帶控制。
1)我國(guó)陸上海相碳酸鹽巖圈閉油氣藏分為構(gòu)造型、地層型、巖性型及復(fù)合型四大類型。巖性圈閉可分為生物礁圈閉、顆粒灘圈閉及成巖圈閉;地層圈閉可分為塊斷古潛山圈閉、準(zhǔn)平原化侵蝕古地貌圈閉、殘丘古潛山縫洞體圈閉、似層狀縫洞體圈閉、地層楔狀體圈閉、地層上超尖滅圈閉。針對(duì)不同類型圈閉與油氣藏,所對(duì)應(yīng)的勘探思路、采取的勘探方法均不同。
2)我國(guó)陸上海相碳酸鹽巖大油氣田主要由中低豐度地層型、巖性型油氣藏群構(gòu)成。臺(tái)緣帶礁灘大油氣田中,生物礁油氣藏與顆粒灘油氣藏相互疊置、沿臺(tái)緣帶串珠狀分布;準(zhǔn)平原化侵蝕古地貌油氣藏群受限于網(wǎng)狀溝槽,呈“團(tuán)塊狀”分布;縫洞油氣藏群受縫洞儲(chǔ)層發(fā)育層位控制,呈“似層狀”大面積分布。
3)我國(guó)海相碳酸鹽巖層系中發(fā)育的大型古隆起及斜坡帶、臺(tái)緣帶是巖性、地層油氣藏集群式分布的有利區(qū),成藏條件良好,未來勘探潛力大。
4)后期構(gòu)造改造的碳酸鹽巖油氣藏分布受構(gòu)造帶控制,以構(gòu)造型和復(fù)合型(主要有構(gòu)造-地層復(fù)合型、構(gòu)造-巖性復(fù)合型)為主,沿主斷裂帶分布。
[1]趙文智,張光亞,何海清,等.中國(guó)海相石油地質(zhì)與疊合含油氣盆地[M].北京:地質(zhì)出版社,2002:62-214.Zhao Wenzhi,Zhang Guangya,He Haiqing,et al.Petroleum geology in marine strata and superimposed petroliferous basins of China[M].Beijing:Geological Publishing House,2002:62 -214.
[2]金之鈞.中國(guó)海相碳酸鹽巖層系油氣勘探特殊性問題[J].地學(xué)前緣,2005,12(3):15 -22.Jin Zhijun.Particularity of petroleum exploration on marine carbonate strata in China sedimentary basins[J].Earth Science Frontiers,2005,12(3):15 -22.
[3]汪澤成,趙文智,張林,等.四川盆地構(gòu)造層系與天然氣勘探[M].北京:地質(zhì)出版社,2002.Wang Zecheng,Zhao Wenzhi,Zhang Lin,et al.The structural sequence of the Sichuan basin and the natural gas exploration[M].Beijing:Geological Publishing House,2002.
[4]張水昌,梁狄剛,朱光有,等.中國(guó)海相油氣田形成的地質(zhì)基礎(chǔ)[J].科學(xué)通報(bào),2007,52(增刊Ⅰ):19 -31.Zhang Shuichang,Liang Digang,Zhu Guangyou,et al.Fundamental geological elements for the occurrence of Chinese marine oil and gas accumulations[J].Chinese Science Bulletin,2007,52(S1):19 -31.
[5]王庭斌.中國(guó)大中型氣田分布的地質(zhì)特征及主控因素[J].石油勘探與開發(fā),2005,32(4):1 -8.Wang Tingbin.Distribution of large-middle sized gas fields in China:geological characteristics and key controlling factors[J].Petroleum Exploration and Development,2005,32(4):1 -8.
[6]趙文智.中國(guó)疊合盆地含油氣系統(tǒng)基本特征及其評(píng)價(jià)方法[M].北京:科學(xué)出版社,2003:120-158.Zhao Wenzhi.The basic characters and evaluation method of petroleum system in superimposed basins of China[M].Beijing:Science Press,2003:120 -158.
[7]金之鈞,王清晨.中國(guó)典型疊合盆地與油氣成藏研究新進(jìn)展——以塔里木盆地為例[J].中國(guó)科學(xué)(D 輯),2004,34(S1):1-12.Jin Zhijun,Wang Qingcheng.The research advances on typical superimposed basins and their hydrocarbon migration and accumulation[J].China Science(Series D),2004,34(S1):1 -12.
[8]康玉柱.海相成油新理論與塔河大油田的發(fā)現(xiàn)[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào),2002,8(3):201 -207.Kang Yuzhu.New theory of marine oil formation and discovery of Tahe oil field,northern Tarim basin[J].Journal of Geomechanics,2002,8(3):201 -207.
[9]趙文智,汪澤成,王兆云,等.中國(guó)高效天然氣藏形成的基礎(chǔ)理論研究進(jìn)展與意義[J].地學(xué)前緣,2005,12(4):499 -506.Zhao Wenzhi,Wang Zecheng,Wang Zhaoyun,et al.Progresses and significances of research on high-efficiency gas reservoir formation in China[J].Earth Science Frontiers,2005,12(4):499 - 506.
[10]劉德漢,付金華,鄭聰斌,等.鄂爾多斯盆地奧陶系海相碳酸鹽巖生烴性能與中部長(zhǎng)慶氣田氣源成因研究[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2004,78(4):542-550.Liu Dehan,F(xiàn)u Jinhua,Zheng Congbin,et al.Research on hydrocarbon generation of Ordovician marine carbonate of the Ordos Basin and genesis of Changqing gas fields[J].Acta Geologica Sinica,2004,78(4):542-550.
[11]張抗.塔北隆起南坡奧陶系油氣藏類型辨析[J].新疆石油地質(zhì),2003,24(1):13 -18.Zhang Kang.Discern the oil and gas pools types of south slope in Tabei Uplift[J].Xinjiang Petroleum Geology,2003,24(1):13 - 18.
[12]王英民.海相改造殘留盆地的地質(zhì)特征和勘探前景[J].石油與天然氣地質(zhì),2000,21(1):28 -32.Wang Yingmin.Geological characters and exploration prospects of reformed-residual basins[J].Oil& Gas Geology,2000,21(1):28 -32.
[13]朱光有,張水昌,張斌,等.中國(guó)中西部地區(qū)海相碳酸鹽巖油氣藏類型與成藏模式[J].石油學(xué)報(bào),2010,31(6):871 -878.Zhu Guangyou,Zhang Shuichang,Zhang Bin,et al.Reservoir types of marine carbonates and their accumulation model in western and central China[J].Acta Petrolei Sinian,2010,31(6):871 - 878.
[14]趙靖舟,李秀榮.晚期調(diào)整再成藏——塔里木盆地海相油氣藏形成的一個(gè)重要特征[J].新疆石油地質(zhì),2002,23(2):89 -91.Zhao Jingzhou,Li Xiurong.Late adjustment and re-accumulation as a major feature of marine petroleum accumulation in Tarim basin[J].Xinjiang Petroleum Geology,2002,23(2):89 -91.
[15]楊華,黃道軍,鄭聰斌.鄂爾多斯盆地奧陶系巖溶古地貌氣藏特征及勘探進(jìn)展[J].中國(guó)石油勘探,2006,3(3):1 -5.Yang Hua,Hang Daojun,Zheng Congbin.Characteristics of gas reservoir and exploration achievement for Ordovician paleokarst landform in Ordos Basin[J].China Petroleum Exploration,2006,3(3):1 -5.
[16]張希明.新疆塔河油田下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖縫洞型油氣藏特征[J].石油勘探與開發(fā),2001,28(5):17 -22.Zhang Ximing.The characteristics of lower Ordovician fissure-vug carbonate oil and gas pools in Tahe Oil field[J].Petroleum Exploration and Development,2001,28(5):17 - 22.
[17]何發(fā)岐.碳酸鹽巖地層中不整合-巖溶風(fēng)化殼油氣田——以塔里木盆地塔河油田為例[J].地質(zhì)論評(píng),2002,48(4):391 -397.He Faqi.Karst weathering crust oil-gas field on carbonate unconformity:an example from the Tahe oilfield in the Ordovician reservoir in the Tarim Basin[J].Geological Review,2002,48(4):391 -397.
[18]杜金虎,徐春春,汪澤成,等.四川盆地二疊—三疊系礁灘天然氣勘探[M].北京:石油工業(yè)出版社,2010.Du Jinhu,Xu Chunchun,Wang Zecheng,et al.Natural gas exploration of Permian-Triassic reef& oolite in Sichuan basin[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2010.
[19]何治亮,彭守濤,張濤.塔里木盆地塔河地區(qū)奧陶系儲(chǔ)層形成的控制因素與復(fù)合-聯(lián)合成因機(jī)制[J].石油與天然氣地質(zhì),2010,31(6):743-752.He Zhiliang,Peng Shoutao,Zhang Tao.Controlling factors and gnetic pattern of the Ordovian reservoirs in the Tahe area,Tarim Basin[J].Oil& Gas Geology,2010,31(6):743 -752.
[20]何治亮,魏修成,錢一雄,等.海相碳酸鹽巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成機(jī)理與分布預(yù)測(cè)[J].石油與天然氣地質(zhì),2011,32(4):489 -498.He Zhiliang,Wei Xiucheng,Qian Yixiong,et al.Forming mechanish and distribution prediction of quality marine carbonate reservoirs[J].Oil& Gas Geology,2011,32(4):489 -498.
[21]郭彤樓.川東北地區(qū)碳酸鹽巖層系孔隙型與裂縫型氣藏成藏差異性[J].石油與天然氣地質(zhì),2011,32(3):311 -317.Guo Tonglou.Differences in reservoir-forming between porous and fractured gas pools in carbonates,the northeastern Sichuan Basin[J].Oil& Gas Geology,2011,32(3):311 -317.
[22]胡光燦,謝姚祥.中國(guó)四川盆地東部高陡構(gòu)造石炭系氣田[M].北京:石油工業(yè)出版社,1997:63-130.Hu Guangcan,Xie Yaoxiang.Carboniferous reservoirs in the high and steep structure,eastern Sichuan basin[M].Beijing:Petroleum Industry Press,1997:63 -130.
[23]杜金虎,王招明,李啟明,等.塔里木盆地寒武-奧陶系碳酸鹽巖油氣勘探[M].北京:石油工業(yè)出版社,2010.Du Jinhu,Wang Zhaoming,Li Qiming,et al.Petroleum & gas exploration of Cambrian-Ordovician carbonate rocks in Tarim basin[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2010.
[24]楊俊,姜振學(xué),向才富,等.塔里木盆地塔中83—塔中16井區(qū)碳酸鹽巖油氣特征及其成因機(jī)理[J].石油與天然氣地質(zhì),2012,33(1):101-110.Yang Jun,Jiang Zhenxue,Xiang Caifu,et al.Carbonate reservoir characteristics and theirgenetic mechanisms in Tazhong83—Tazhong16 block,Tarim Basin[J].Oil& Gas Geology,2012,33(1):101-110.