【正文】 ..................................................... 33 膏鹽層發(fā)育區(qū)形成了獨(dú)特的圈閉和油氣藏 ..................................................................... 35 .......................................................................................................................................... 40 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................... 41 4 1 引 言 東營(yíng)凹陷位于渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷的東南部 ， 是一個(gè)古新世發(fā)育起來(lái)的、具有典型“北斷南超”特點(diǎn)的箕狀凹陷，盆地北陡南緩 ， 其中包括北部陡坡帶、牛莊洼陷、利津洼陷、博興洼陷、民豐洼陷及南部緩坡帶等二級(jí)構(gòu)造單元。 東營(yíng)凹陷孔一段上部、沙四段下部一、二套 ， 沙四段上部共發(fā)育 4 套膏鹽層，不同時(shí)期膏鹽巖的沉積中心及沉積厚度隨著鹽湖的演化有所變化，具有遷移性特征。深斷層可以切穿強(qiáng)塑性和流動(dòng)性的膏鹽層從而溝通膏鹽層上下兩個(gè)含油氣系統(tǒng)，鹽下的高壓流體沿著泄壓通道（斷層）上涌，同時(shí)由于膏鹽層本身具有可塑性特點(diǎn)，可以形成鹽拱、底辟等多種構(gòu)造，因此，這些高壓流體可以在上部地層的一系列由鹽構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 形成的圈閉中聚集。但經(jīng)過(guò) 40 余年的勘探開發(fā)，勘探程度不斷提高，已由中淺層系向中深層系發(fā)展，其中古近系的孔一段及沙四段發(fā)育厚層膏鹽巖，對(duì)油氣生成、儲(chǔ)集、運(yùn)移及保存有重要影響。以下將分別從這四 個(gè)方面進(jìn)行綜述。鹽類沉積環(huán)境有深水成鹽和淺水成鹽兩種。因此，鹽湖的鹽度增高，既可以造成許多生物種屬的絕滅，也可以為某些狹鹽類生物提供豐富的養(yǎng)料而使之大量繁殖，從而提供生油母質(zhì)。劉春、張惠良（ 20xx)[9]在對(duì)庫(kù)車坳陷大北地區(qū)深層碎屑巖儲(chǔ)層特征及控制因素進(jìn)行研究時(shí)，認(rèn)為膏鹽巖的存在保護(hù)了儲(chǔ)層孔隙。 鹽下地層常發(fā)育異常高壓，而異常高壓有利于延緩成巖作用演化和保存原生孔隙及次生孔隙。 膏鹽層對(duì)油氣運(yùn)聚的影響 關(guān)于膏鹽巖對(duì)油氣運(yùn)聚影響，前人多已指出：未破裂的致密膏鹽層在蓋層分級(jí)中屬于特級(jí)蓋層，按照對(duì)蓋層的分類方案屬物性蓋層，比泥巖的封蓋能力更強(qiáng)，可作區(qū)域蓋層；膏鹽層的發(fā)育使得鹽下地層常常存在異常高壓，異常高壓的存在可使巖石產(chǎn)生超壓裂縫，這些裂縫既可以作為儲(chǔ)集空間，也可以作為油氣運(yùn)移的通道。 （ 2）膏鹽層對(duì)烴源巖發(fā)育的影響 根據(jù)所收集資料 ，在“相似”條件 (埋深、構(gòu)造位置、沉積相帶孔隙類型等條件相似或相同 )下，對(duì)膏鹽巖發(fā)育區(qū)和無(wú)膏鹽巖發(fā)育區(qū)烴源巖進(jìn)行對(duì)比分析研究，提煉得到東營(yíng)凹陷膏鹽巖對(duì)烴源巖產(chǎn)生的有利或不利的影響。凹陷中構(gòu)造特征是褶皺少、斷層多，不同性質(zhì)、不同級(jí)序的斷層組成各種型式的斷裂，它們相互聯(lián)合或復(fù)合，形成現(xiàn)今復(fù)雜的構(gòu)造面貌。此外，負(fù)向次級(jí)構(gòu)造單元決定了凹陷油氣潛量的大小，而正向次級(jí)構(gòu)造帶則控制了油氣的聚集。 二者組合形成典型的伸展構(gòu)造樣式。洼陷帶主要發(fā)育了巨厚的下第三系，是烴源巖的主要發(fā)育區(qū)。 孔店組后期至沙四 沉積 早期，氣候轉(zhuǎn)為干旱，在凹陷四周發(fā)育巨厚的紅色沖積扇，洼陷中心則間歇性地沉積了鹽湖相膏鹽層和泥巖。 東營(yíng)組沉積時(shí)期，河流三角洲持續(xù)向湖內(nèi)進(jìn)積并再一次將湖盆填平， 此時(shí)，渤海灣盆地抬升經(jīng)歷了準(zhǔn)平原化，形成沖積平原沉積，即館陶組地層 根據(jù)各方資料，東營(yíng)凹陷主要發(fā)育地層如圖 所示。西部主要分布在塔里木盆地的庫(kù)車坳陷和柴達(dá)木盆地等。每一典型旋回分為3層 :旋回開始時(shí)為泥巖或薄層碳酸膏鹽層；之上為膏質(zhì)泥巖、泥膏巖、泥質(zhì)膏鹽巖、膏巖或雜鹵石層；最上部為膏鹽巖及膏鹽層。 （ 1）孔一段沉積后期，凹陷北部開始出現(xiàn)膏鹽巖沉積，鹽類沉積中心位于民豐洼陷的豐深 2 井附近，主要是鹽巖、膏鹽巖、石膏、泥膏巖及泥鹽巖組成的韻律層。 圖 東營(yíng)凹陷古近系膏鹽巖厚度等值線圖（據(jù)徐磊等， 20xx） 東營(yíng)凹陷膏鹽巖成因探討 對(duì)于東營(yíng)凹陷膏鹽巖的成因問(wèn)題，前人基本都認(rèn)同深水蒸發(fā)成因，但對(duì)于鹽的來(lái)源卻有不同的看法，大多學(xué)者認(rèn)為是由深部鹵水?dāng)y帶古老地層中的鹽類物質(zhì)提供鹽源的深水成鹽，成鹽基本形式為 “ 分層鹵水 ” 。 18 鹽類來(lái)源 徐磊等（ 20xx） [3]根據(jù)孔店組及沙四段火山巖的普遍發(fā)育特征，他們認(rèn)為由深大斷裂溝通下部含鹽層提供鹽源，通過(guò) “ 對(duì)鹵作用 ” 而沉積一些具有深水沉積特征的膏鹽巖是可能的。 (5)東營(yíng)凹陷孔店組至沙四段沉積物主要由周圍的凸起提供物源，其中北部主要受東、西、北 3 個(gè)方向物源影響，南坡地區(qū)主要受南部物源影響。鍶鋇比 (W(Sr)/W(Ba))、碳氧同位素和相關(guān)Ｚ值都可以在一定程度上反映古鹽度，一般情況下，這些值越高，代表沉積時(shí)水體鹽度越高。稀釋層大部分位于波基面之上，受外界因素影響較大；鹽躍層水體較為寧?kù)o，鹽度增加迅速，并與稀釋層有一個(gè)密度界面；鹵水層基本與已沉積的鹽類呈動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)鹵水濃度達(dá)到某種鹽類結(jié)晶濃度時(shí)就會(huì)有該鹽類的沉積，并按溶解度的大小依次沉淀碳酸鹽類礦物、石膏類礦物、鹽巖等，平面上從湖盆邊緣向湖盆中心呈環(huán)狀分布，沉積物顯示深水蒸發(fā)的特點(diǎn)。 （ 2）沙四段第一套膏鹽巖表現(xiàn)出深水蒸發(fā)特征。在此沉積時(shí)期氣候條件發(fā)生了明顯改變，由干旱 半干旱型氣候轉(zhuǎn)變?yōu)榘敫珊?較濕潤(rùn)型氣候，降雨量明顯增加，湖面迅速上升，水體深而水域廣闊，斷層活動(dòng)也減弱，湖水鹽 度降低，由鹽湖向咸水湖轉(zhuǎn)化。 鹽環(huán)境對(duì)有機(jī)質(zhì)沉積的影響 影響有機(jī)質(zhì)沉積的因素很多，最重要的是高 (水生 )生物產(chǎn)率和缺氧條件，二者的疊合區(qū)就是理想的優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育區(qū)。 現(xiàn)代深水鹽湖或咸化湖泊的研究表明，水體在重力作用下形成上下鹽湖不一致的、具有相對(duì)長(zhǎng)久的分層現(xiàn)象，表層水鹽度小 (交替出現(xiàn)淡水和半咸水 )，深水部位的底層水鹽度很大 (達(dá)到石鹽的飽和濃度 )，中層水體鹽度變化大，稱為鹽躍層。缺氧水體與表層高生物產(chǎn)率水體在垂向上疊置，形成了有利于有機(jī)質(zhì)沉積和保存的最佳環(huán)境。 膏鹽層對(duì)地溫及地溫對(duì)烴源巖熱演化的影響 影響地溫的因素有很多，東營(yíng)凹陷較高的地溫主要受控于地殼厚度，而凹陷范圍內(nèi)的地溫分布與不同的構(gòu)造位置有關(guān)，斷裂和地下水的活動(dòng)以及火成巖的分布導(dǎo)致了局部地溫的差異。 東營(yíng)凹陷現(xiàn)今平均地溫梯度為 ℃ /100m，新近系地溫梯度比正常值（ ℃ /100m）稍高，一般為 ℃ /100m；古近系東營(yíng)組至沙三段地溫梯度較高，沙四段至孔店組地溫梯度稍低，一般為 ℃ /100m，前寒武系地溫梯度很低，為 ℃ /100m 左右。這是由于熱量在膏鹽層中傳播速率大，在其上方地層中傳播速率減小，地溫梯度增大。 根據(jù)東營(yíng)凹陷民豐地區(qū)鏡質(zhì)體反射率與深度的關(guān)系（圖 ）顯示，地殼 3700m下往上烴源巖鏡質(zhì)體反射率與正常地層烴源巖鏡質(zhì)體反射率基本一致，這是因?yàn)樵谠搮^(qū)膏鹽層主要發(fā)育在 4000~5000m之間的沙四下段， 對(duì)該深度的 影響很 小 ；而 在 3700~4000m之間 ，靠近膏鹽層 頂部附近位置的烴源巖，實(shí)測(cè) Ro 值明顯高于正常演化的烴源巖 Ro 值，即從膏鹽層頂部上方 300m 處開始出現(xiàn)異常，并且在接觸面附近至最大異常，在此處成熟度可較正常值高 %左右，這是 下部地?zé)嵩诟?膏鹽層 上表面附近聚集 導(dǎo)致該位置附近烴源巖熱演 化程度 增加 的結(jié)果。李術(shù)元等進(jìn)行了鹽水介質(zhì)中煤熱解生烴實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鹽水介質(zhì)對(duì)褐煤熱解生烴過(guò)程具有一定的催化作用，提高了氣態(tài)產(chǎn)物和熱解瀝青的產(chǎn)率。這可能是由于鹽類物質(zhì)的加入使泥巖中的氨基酸游離出來(lái)，在較低溫度（低演化階段）就可以生成低分子烴，故烴氣產(chǎn)率較高 ② 鹽類物質(zhì)的存在使生油高峰持續(xù)時(shí)間短，在有限的演化階段內(nèi)完成降解成油的過(guò)程，然后進(jìn)入裂解階段。 ④鹽湖生油巖因有鹽類的存在，加速了粘土轉(zhuǎn)化和脫水過(guò)程 。砂巖類型主要為巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖，其次為長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖，以及少量長(zhǎng)石砂巖等?？滓欢螢楹樗望}湖沉積，沙四下亞段為深水型鹽湖沉積，沙四上亞段為深水咸湖沉積。東營(yíng)凹陷沙四段、孔店組深部?jī)?chǔ)層中石英次生加大可達(dá) Ⅱ ~Ⅲ 級(jí)。深層硬石膏膠結(jié)物含量與膏鹽層關(guān)系密切，東營(yíng)凹陷沙四段民豐地區(qū)鹽間、鹽下砂礫巖地層、勝坨地區(qū)鹽上砂礫巖地層和中央隆起帶鹽中、鹽下粉砂巖地層中有豐富的硬石膏膠結(jié)物，而其他無(wú)膏鹽巖發(fā)育井的地層中則未見到該類膠結(jié)物。但是，膏鹽層間存在著膏鹽巖自身作為儲(chǔ)集空間，此時(shí)的儲(chǔ)集空間以原生孔隙為主，在深層聚集一定量油氣后隨著地層抬升發(fā)生塑性形變，油氣被封閉在膏鹽層內(nèi) [44]。 ② 溶蝕粒內(nèi)孔隙：是指顆粒內(nèi)溶蝕孔隙，最常見的是沿長(zhǎng)石、碳酸鹽礦物解理縫溶解形成的粒內(nèi)孔隙和巖屑顆粒的選擇性溶解形成的粒內(nèi)孔隙，也可見到石英質(zhì)組分的粒內(nèi)溶孔。由于裂縫形成后改善了儲(chǔ)層的連通性，使流體更易在其中滲流，溶蝕作用強(qiáng)烈時(shí)會(huì)形成網(wǎng)絡(luò)狀裂縫－孔隙系統(tǒng)，極大地改善了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集物性。這些收縮縫一般順層分布，延伸數(shù)毫米至數(shù)十厘米，斷續(xù)出現(xiàn)，有的被瀝青質(zhì)全充填或部分充填。 值得注意的是勝坨地區(qū)沙四段發(fā)現(xiàn)了廣泛發(fā)育的石英、石英加大邊和石英質(zhì)巖屑溶解形成的粒間和粒內(nèi)孔隙，為東營(yíng)凹陷深層儲(chǔ)集空間增添了一種新的類型 ，即堿溶性孔隙。白云石類膠結(jié)物主要為鐵白云石，含量可達(dá) 20%，為自形或半自形粒狀，多呈樹枝狀或團(tuán)粒狀充填粒間孔隙。中央隆起帶孔一段埋深大于 4000m 的粉細(xì)砂巖顆粒間仍以線接觸為主，可能是深部異常高壓抑制了壓實(shí)作用的結(jié)果。 沉積特征 王艷忠（ 20xx） [29]通過(guò)豐 豐深 豐深 豐深 郝科 坨 15坨 16坨 16坨 7坨 71坨 7坨 73坨 76坨 76坨 7王 4鹽 2222等井的巖心觀察與描述，在巖石成分、結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造等地質(zhì)相標(biāo)志和測(cè)井相標(biāo)志綜合分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合沉積背景分析，系統(tǒng)研究了東營(yíng)凹陷沙四段、孔店組深層沉積特征。因此，膏鹽層對(duì)儲(chǔ)層物性的影響主要取決于對(duì)儲(chǔ)層孔滲性的影響。 鹽離子強(qiáng)化了水介質(zhì)的催化作用，加速了反應(yīng)的進(jìn)行。 ② 鹽類物質(zhì)對(duì)烴源巖液態(tài)烴產(chǎn)物的影響：衛(wèi) 20 井含鹽泥巖在 Ro=%～% 階段內(nèi)迅速進(jìn)入生油高峰，王 24 井無(wú)鹽泥巖進(jìn)入生油高峰的時(shí)期要晚得多，在 Ro=% 左右才達(dá)到生油高峰。 鹽的催化作用 不少學(xué)者認(rèn)為鹽對(duì)有機(jī)質(zhì)生烴有積極作用，如吳德云等通過(guò)對(duì)鹽湖相氯化鹽和碳酸鹽沉積在烴源巖的生烴過(guò)程模擬，認(rèn)為鹽類的存在改變了礦物基質(zhì)，加速了有機(jī)質(zhì)早期降解縮合脫氫成烴。因此，膏鹽層可以加速其上方烴源巖的成熟演化，而相應(yīng)地抑制其下方烴源巖的成熟演化。 蔣國(guó)豪等（ 20xx） 運(yùn)用Karweil 圖解法對(duì)東營(yíng)凹陷古地溫和地溫梯度的計(jì)算結(jié)果顯示，古地溫梯度的變化也與膏鹽層的厚度存在密切的關(guān)系，民豐地區(qū)表現(xiàn)尤為突出。K 之間，鹽巖和含膏鹽巖的熱導(dǎo)率比砂泥巖高一倍以上 [7]。世界各國(guó)的油氣勘探實(shí)踐和理論研究表明，溫度和時(shí)間是影響油氣生成的一對(duì)主要因素，其他諸如細(xì)菌活動(dòng)、催化作用 、壓力等也有一定的影響，24 在某些情況下也可能產(chǎn)生較大的影響 [26]。其底層水具備缺氧的強(qiáng)還原條件，底層水循環(huán)作用十分微弱或完全停止而處于封閉狀態(tài) (Carroll et al， 1999，20xx)，沉積速度十分緩慢，盆地的充填呈現(xiàn)出欠補(bǔ)償?shù)酿囸I狀態(tài) (朱光有等， 20xxb)。另外，前人研究表明，當(dāng)鹵水濃縮到接近石膏沉淀點(diǎn) (12%或海水的 倍 )時(shí)，其所含磷、氮化合物的濃度是許多海洋漂浮植物所需養(yǎng)料最佳值。也就是說(shuō)，有機(jī)質(zhì)沉積、保存的環(huán)境，即優(yōu)質(zhì)烴源巖的形成與湖盆咸化作用或超鹽度環(huán)境有關(guān)，而非淡水環(huán)境。該時(shí)期膏鹽巖沉積范圍最廣，為鹽湖發(fā)育的鼎盛期。湖盆中心的小范圍內(nèi)水體較深，同時(shí)離物源區(qū)最近，因此大量鹽類物質(zhì)匯聚于此，經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈蒸發(fā)作用后，依次沉積灰色泥巖、碳酸鹽巖、膏巖及厚層鹽巖，旋回末期出現(xiàn)紫紅色泥巖及其他干旱氧化等特征。 深水環(huán)境下，水體比較穩(wěn)定，表層湖水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)作用，產(chǎn)生密度較大的鹵水，當(dāng)鹵水的密度足夠大時(shí)就會(huì)下沉并置換湖底密度較小的淡水，隨著鹵水的不斷下沉，就會(huì)產(chǎn)生 “ 分層鹵水 ” 結(jié)構(gòu) [21]。 沙四下第一套及沙四上膏鹽巖則主要表現(xiàn)為深水沉積特征，膏鹽巖一般與暗色泥頁(yè)巖和油頁(yè)巖共生，其間夾有具水平層理的泥巖、泥膏巖或頁(yè)巖，不發(fā)育紅色地層；沒(méi)有沉積間斷及干旱氧化標(biāo)志；深灰色含鹽泥巖表 面可見石鹽晶體印模；在某些層段可見到指示還原環(huán)境的黃鐵礦。 (4)膏鹽巖剖面分布及平面分布都具有蒸發(fā)成因特征。而鹽類形成機(jī)制主要由鹽源決定，鹽源為深層鹵水時(shí)一般為 “ 對(duì)鹵成鹽 ” ，而當(dāng)鹽源為陸源時(shí)一般為蒸發(fā)成鹽。鹽巖僅在牛莊洼陷發(fā)育，先期的沉積中心民豐地區(qū)及中央隆起帶以發(fā)育膏巖、泥膏巖為主，碳酸鹽巖類沉積范圍增大，厚度增加。 不同時(shí)期膏鹽巖的沉積中心及沉積厚度隨著鹽湖的演化有所變化，具有遷移性質(zhì) (圖) [3]。這 4套膏鹽巖由幾十個(gè)小的鹽韻律層組成。 東營(yíng)凹陷膏鹽巖地層發(fā)育及分布特征 我國(guó)膏鹽巖主要分布在東部、西部具有鹽湖相沉積的盆地。后期邊界斷層重新活動(dòng)，開始了新一期充填演化階段。 孔店組早期 沉積時(shí)期 ，氣候稍有濕潤(rùn)，此時(shí)山谷相間，洼陷范圍小，湖水聚集有限，以形成局限湖泊和沖積扇、近源沖積平原為主。辛鎮(zhèn) 現(xiàn)河底劈背斜其主體由沙三段 東