【正文】 整合。 地層油藏。 形成機(jī)制。 分布規(guī)律。 濟(jì)陽坳陷 選題依據(jù)及意義 課題來源 課題來源于中國石化股份公司《濟(jì)陽坳陷第三系不整合油氣藏形成與分布規(guī)律》科研項(xiàng)目。課題編號(hào)：P06012，研究期限：20062008年 選題依據(jù)和背景情況 濟(jì)陽坳陷構(gòu)造變動(dòng)頻繁，在古近系一新近系發(fā)育過程中，形成多個(gè)規(guī)模不等的不整合，具備了古近系一新近系地層油藏發(fā)育的基本地質(zhì)條件。根據(jù)最新資料，古近系一新近系地層油藏所處有利區(qū)帶面積9500km2，區(qū)帶剩余資源量16 X 108t。自1970年首次上報(bào)地層油藏探明儲(chǔ)量以來，濟(jì)陽坳陷在古近系一新近系相繼發(fā)現(xiàn)了多個(gè)地層超覆和不整合遮擋油氣藏，特別是進(jìn)入80年代后，隨著勘探力度的不斷加大，濟(jì)陽坳陷地層油藏探明儲(chǔ)量有了明顯上升。截止到2006年底，濟(jì)陽坳陷已累計(jì)探明古近系一新近系地層超覆和不整合遮擋油藏儲(chǔ)量3．7億噸，充分展示了該類油藏在濟(jì)陽坳陷具有較大的勘探潛力。 但勘探實(shí)踐中也反映了這樣一個(gè)不容置疑的客觀現(xiàn)實(shí)：由于地層圈閉一般位于盆地邊緣，巖相及不整合變化快，圈閉有效性地質(zhì)預(yù)測難度大；同時(shí)圈源距離較遠(yuǎn)，油氣運(yùn)聚過程復(fù)雜，圈閉是否成藏及其含油程度預(yù)測難度大。如“十五”期間，％,在各類型油藏勘探中是最低的。從已有的鉆探實(shí)踐分析看，“十五”期間地層超覆及不整合遮擋圈閉鉆探失利地質(zhì)原因主要為圈閉未成藏、圈閉無效、探井位于油藏低部位(或圈閉成藏但含油該高度預(yù)測不準(zhǔn))，％、％、％。對制約古近系一新近系地層油藏勘探的關(guān)鍵地質(zhì)問題進(jìn)一步分析，可歸納為以下三方面： 一是不整合樣式結(jié)構(gòu)及其控藏作用認(rèn)識(shí)還較膚淺。近些年研究表明，不整合不是一個(gè)簡單的面，而是一個(gè)三維結(jié)構(gòu)體。不整合三維結(jié)構(gòu)體對油氣的輸導(dǎo)與遮擋產(chǎn)生重要的作用，這在中國西部盆地及海相盆地已經(jīng)有了一些較深入認(rèn)識(shí)。但濟(jì)陽坳陷古近系．新近系地層油藏形成機(jī)制與分布規(guī)律對以陸相斷陷盆地為主的中國東部諸盆地，不整合樣式結(jié)構(gòu)特征還不明確，其對油氣的遮擋、儲(chǔ)集、圈閉、輸導(dǎo)等方面如何起作用以及作用大小，認(rèn)識(shí)比較膚淺。 二是地層油藏油氣成藏過程及分布規(guī)律認(rèn)識(shí)有待深化。地層圈閉一般位于盆緣地區(qū)，圈源距離遠(yuǎn)，油氣運(yùn)移過程復(fù)雜，這使得對其成藏中的油氣運(yùn)聚規(guī)律難以準(zhǔn)確把握。 三是缺乏有效指導(dǎo)勘探實(shí)踐的地層油藏含油程度預(yù)測模型。隨著勘探程度的不斷提高，地層油藏的精細(xì)評(píng)價(jià)與勘探與逐漸成為必然。以往對地層油藏含油程度的還沒有開展相關(guān)研究，含油程度主控因素還很不清楚，沒有建立起合適的含油程度預(yù)測模型。 課題研究目的、理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 本次研究主要是解決目前制約濟(jì)陽坳陷古近系．新近系地層油藏形成與分布規(guī)律中認(rèn)識(shí)上的不足，通過不整合樣式結(jié)構(gòu)研究，明確不整合在陸相斷陷盆地盆緣地層油藏形成中的作用；通過地層油藏靜態(tài)地質(zhì)特征與油氣運(yùn)聚過程研究，建立起地層油藏成藏模式，明確油氣分布規(guī)律；通過地層油藏含油程度研究，建立油藏含油高度預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)含油性量化預(yù)測。 研究成果不僅可有效指導(dǎo)濟(jì)陽坳陷古近系．新近系地層油藏目標(biāo)的勘探，提高鉆探成功率，為中石化上游增儲(chǔ)上產(chǎn)提供重要的技術(shù)支持，而且對于整個(gè)渤海灣盆地地層油藏的勘探具有重要的借鑒意義。同時(shí)，研究成果也必將大大深化對地層油藏成藏規(guī)律的認(rèn)識(shí)，有助于進(jìn)一步豐富和完善隱蔽油氣藏勘探理論。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài) 自菜復(fù)生1936年提出地層巖性圈閉概念，并發(fā)表題為“地層型油田”論文以來，地層油藏一直是國內(nèi)外石油地質(zhì)家們關(guān)注的重要勘探對象之一。經(jīng)過國內(nèi)外學(xué)者多年的探索和研究，地層油藏本身的含義有了很大變化，而對其形成上的認(rèn)識(shí)不斷取得新進(jìn)展。即由最初廣義上的地層巖性油藏變成了現(xiàn)今的地層油藏和巖性油藏。 地層圈閉是指儲(chǔ)層上傾方向直接與不整合面相切而被封閉所形成的圈閉，圈閉中的油氣聚集成為地層油藏。按照圈閉所處的位置、產(chǎn)狀、遮擋條件，可進(jìn)一步分為地層超覆油藏、不整合遮擋油藏及古潛山油藏。本次研究的對象是古近系一新近系的地層超覆油藏和不整合遮擋油藏。 從國內(nèi)外有關(guān)地層油藏的研究內(nèi)容來看，主要涉及到三大部分，一是不整合及其控藏作用，二是地層圈閉發(fā)育規(guī)律，三是地層油藏油氣運(yùn)聚機(jī)制。目前所開展的有關(guān)地層油藏的研究，也基本上是圍繞上述內(nèi)容進(jìn)行的。 (1)不整合及其控藏作用研究 不整合是形成地層超覆圈閉和不整合遮擋圈閉及相應(yīng)油藏的地質(zhì)基礎(chǔ)和關(guān)鍵因素。對地層超覆和不整合遮擋油氣藏的研究，首先是對不整合的研究。 20世紀(jì)30年代，石油地質(zhì)家們開始認(rèn)識(shí)到不整合與油氣圈閉有關(guān)，并對其進(jìn)行廣泛關(guān)注。1954年萊復(fù)生的《石油地質(zhì)學(xué)》發(fā)表，較為完整的介紹了不整合的定義及其意義，指出不整合對于油氣聚集有密切的關(guān)系，可改造儲(chǔ)層物性，形成地層超覆、削蝕不整合油氣藏。當(dāng)代地層學(xué)和現(xiàn)代油氣成藏理論有力地推動(dòng)了不整合的研究和應(yīng)用，尤其是層序地層學(xué)在應(yīng)用不整合推斷空缺歷史方面起到了重要的作用。 1983年潘鐘祥提出了不整合對油氣聚集的重要性，認(rèn)為不整合對油氣運(yùn)移和聚集有利，而破壞性不大，因此，不整合對于找油非常有利。 上世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)外學(xué)者在塔里木、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、渤海灣等盆地相繼開展了不整合及其控藏作用方面的研究并取得一定成果。付廣、吳孔友、張建林、周樹勛、肖乾華、劉孝漢?、張克銀、羅凱聲、陳中紅、郭維華等學(xué)者注意到，不整合不僅僅是一個(gè)簡單的面，而是與其上下的地層一起構(gòu)成了一個(gè)特殊地質(zhì)體、一個(gè)特殊的油氣運(yùn)移、儲(chǔ)聚單元。不整合不僅是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)或海(湖)平面變動(dòng)事件的記錄者，而且還代表了后期地質(zhì)作用對前期沉積巖(物)不同程度的改造，這種改造程度的不均一性及后期下沉發(fā)生水進(jìn)形成上覆巖石使得不整合具有了層次結(jié)構(gòu)。對于一個(gè)理想的不整合，常發(fā)育三層結(jié)構(gòu)：即不整合面之上的巖石，之下的風(fēng)化粘土層和半風(fēng)化巖石。不整合結(jié)構(gòu)與剝蝕作用時(shí)間長短、氣候、地形、構(gòu)造活動(dòng)及巖性特征有關(guān)，缺失粘土層就形成二層結(jié)構(gòu)。張建林叫、劉華、隋風(fēng)貴等根據(jù)不整合上下地層的巖性配置關(guān)系，將不整合劃分為四種類型，即砂／泥型、砂／砂型、泥／泥型、泥／砂型。并將以上巖性配置關(guān)系與樣式組合成多種構(gòu)建樣式類型，認(rèn)為不整合對油氣的這種運(yùn)聚能力主要取決于不整合上、下地層的巖性配置關(guān)系，不同的巖性配置能起到不同的輸導(dǎo)和遮擋作用。 劉孝漢、張克銀、陳中紅、郭維華、何登發(fā)、艾華國、吳亞軍、張吉光、陳建平、陳中紅、郭毅、等學(xué)者對不整合的控藏作用進(jìn)行了深入研究，認(rèn)為不整合對油藏的形成發(fā)育具有明顯的控制作用。綜合起來，主要表現(xiàn)在控儲(chǔ)、控圈、控運(yùn)、控聚及對油藏的破壞等五個(gè)方面。 呂修祥等重點(diǎn)對油氣在不整合中的運(yùn)移過程進(jìn)行了物理模擬，認(rèn)為油氣在不整合中的運(yùn)移主要遵循的是“薄層運(yùn)移。油氣在不整合中運(yùn)移時(shí)存在優(yōu)勢通道，而不是沿不整合面發(fā)生普遍運(yùn)移。 (2)地層圈閉發(fā)育規(guī)律研究地層超覆圈閉和不整合遮擋圈閉是相應(yīng)地層油藏存在的基本前提，地層油藏的形成首先是地層超覆圈閉或不整合遮擋圈閉的形成與發(fā)育。 陳斯忠等啪1通過對濟(jì)陽坳陷地層超覆油藏和不整合遮擋油藏特點(diǎn)及分布規(guī)律研究，歸納提出了地層超覆油藏和不整合遮擋油藏形成及發(fā)育的四大條件，一是多次不整合形成多期超覆和不整合遮擋油藏，二是靠近生油層的不整合面上下是超覆和不整合遮擋油氣藏的富集帶，三是箕狀坳陷的扭轉(zhuǎn)沉降造成了超覆和不整合遮擋油藏的廣泛分布，四是反旋回巖相疊加帶是超覆和不整合遮擋油藏有利的分布區(qū)。童曉光等根據(jù)中國東部第三紀(jì)陸相斷陷盆地隱蔽油藏發(fā)育規(guī)律的研究分布區(qū)。童曉光等根據(jù)中國東部第三紀(jì)陸相斷陷盆地隱蔽油藏發(fā)育規(guī)律的研究，提出了箕狀斷陷盆地地層超覆油藏和不整合遮擋油藏發(fā)育的四大主控因素，一是前古近系基巖的時(shí)代、巖性、產(chǎn)狀和風(fēng)化剝蝕程度，二是斷陷的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和塊斷活動(dòng)強(qiáng)度，三是不整合面之上超覆線的分布、超覆層的底板特征，四是不整面的分布、不整合面之上覆蓋層的滲透性或其他封堵條件。并建立了一個(gè)箕狀斷陷盆地地層超覆油藏和不整合遮擋油藏分布模式。胡見義等Ⅲ對地層超覆圈閉和不整合遮擋圈閉的形成發(fā)育有過比較全面地闡述，認(rèn)為不整合是超覆和不整合遮擋圈閉形成的重要地質(zhì)基礎(chǔ)，但并非所有不整合帶附近均有圈閉條件。只有當(dāng)不整合面處存在儲(chǔ)層及上、下遮擋層的前提下，儲(chǔ)層超覆線與構(gòu)造等深線相交時(shí)，才能構(gòu)成圈閉。超覆和不整合遮擋圈閉形成的基本條件歸納為六個(gè)要素，即三條線和三個(gè)面。三條線是指巖性尖滅線、地層超覆線和目的層等高線，三個(gè)面是指不整合面、儲(chǔ)集巖體的頂?shù)装迕婧蛿鄬用?。這六個(gè)要素的有機(jī)組合，可構(gòu)成不同類型的圈閉。 隨著層序地層學(xué)的興起，人們對地層超覆圈閉和不整合遮擋圈閉的空間發(fā)育規(guī)律有了更為深入的認(rèn)識(shí)。賈承造、辛仁臣等認(rèn)為層序地層分析是地層油氣藏研究的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，通過層序地層的分析將有利于發(fā)現(xiàn)地層圈閉。張善文口引、林暢松口鍆等通過對準(zhǔn)噶爾、渤海灣、松遼等盆地的層序地層學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在這些陸相湖盆中，發(fā)育了多類型、多級(jí)次坡折帶，這些坡折帶對地層超覆圈閉和不整合遮擋圈閉具有重要的控制作用，并建立了多級(jí)坡折帶對地層超覆圈閉和不整合遮擋圈閉發(fā)育的控制模式。李丕龍[35—39]、潘元林等通過研究濟(jì)陽坳陷地層超覆圈閉和不整合遮擋圈閉含油氣特征，認(rèn)為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和沉積作用是控制超覆圈閉和不整合遮擋發(fā)育和分布的兩大因素。其中，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對地層超覆和不整合遮擋圈閉的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成了盆地頻繁的抬升與沉降，在盆地邊緣形成了大面積分布的超剝帶，為該類圈閉的形成奠定了基礎(chǔ)；二是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在盆地廣大范圍內(nèi)形成了規(guī)模不等的鼻狀構(gòu)造，鼻狀構(gòu)造附近最容易發(fā)生超覆、退覆或剝蝕，成為圈閉的發(fā)育和富集區(qū)。沉積作用對地層超覆和不整合遮擋圈閉的影響則主要表現(xiàn)在控制儲(chǔ)層及遮擋層的發(fā)育上。易士威n21根據(jù)二連盆地、冀中坳陷內(nèi)地層超覆油藏和不整合遮擋油藏的研究，提出了“三面”控藏的概念，即“湖泛面、不整合面、斷面”控制地層超覆和不整合遮擋圈閉及油藏的形成。并指出，地層超覆和不整合遮擋油藏的分布主要受控于削截帶和超覆帶，而富集則主要受控于有利沉積儲(chǔ)集相帶。 (3)地層油藏油氣運(yùn)聚機(jī)制研究由于地層圈閉所處的盆地位置一般遠(yuǎn)離生油母巖，油藏的形成是油氣長距離運(yùn)移、聚集的結(jié)果，涉及運(yùn)移動(dòng)力、通道、路徑、距離、充注等多方面因素。 李丕龍、劉震等認(rèn)為，對于地層超覆和不整合遮擋圈閉成藏，其最有效的油氣通道是斷裂與砂體、不整合組合形成的斷裂一砂體、斷裂一不整合和斷裂一砂體一不整復(fù)合型輸導(dǎo)系統(tǒng)。只有通過這種復(fù)合型輸導(dǎo)系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)油氣橫向上的遠(yuǎn)距離運(yùn)移，到達(dá)地層超覆和不整合遮擋圈閉中成藏。李春光,謝風(fēng)猛、丁麗榮等在研究東營凹陷的地層油藏分布時(shí)認(rèn)為，在凹陷邊緣的地層油藏是凹陷內(nèi)油氣經(jīng)地層不整合通道運(yùn)移，并在地層圈閉中聚集而形成的次生油氣藏。烴類沿地層不整合運(yùn)移所留下的各種痕跡，揭示了地層油藏的成因機(jī)制。張家震H7王永詩H鍆等在總結(jié)太平地區(qū)館陶組地層超覆油藏成藏規(guī)律研究時(shí)認(rèn)為，地層油藏主要分布于古潛山老地層之上厚度較小范圍內(nèi)。蓋層、隔層的發(fā)育情況制約著該區(qū)的成藏，泥巖蓋層、隔層條件越好，越有利于成藏。隋風(fēng)貴等認(rèn)為油源斷層、骨架砂體、不整合組成的“T—S”型輸導(dǎo)體系的有效性與輸導(dǎo)能力是地層油藏形成的關(guān)鍵。地層圈閉的形成與油氣輸導(dǎo)作用成為能否成藏的關(guān)鍵，而兩者均受地層不整合構(gòu)建樣式的影響。 總體來看，國內(nèi)外針對陸相盆地地層油藏，從圈閉發(fā)育及油氣成藏等方面開展了大量研究，成果豐富。但由于地層油藏位于盆緣地帶，巖相多變，圈閉難以準(zhǔn)確預(yù)測；同時(shí)，由于圈源距離相對較遠(yuǎn)，油氣運(yùn)移過程復(fù)雜，使得地層油藏的成藏規(guī)律認(rèn)識(shí)相對于其它類型油藏而言中總體上還很低，尤其是在不整合如何影響地層油藏形成、地層油藏成藏模式及分布規(guī)律、圈閉含油性預(yù)測等方面仍顯得不足。 發(fā)展趨勢 隨著國內(nèi)外非背斜圈閉勘探開發(fā)的發(fā)展，含油氣盆地勘探程度的不斷升高，地層超覆和不整合遮擋油藏越來越顯示出其重要地位。調(diào)研結(jié)果表明，由于各方面客觀條件的制約，盡管許多學(xué)者對地層超覆和不整合遮擋油藏進(jìn)行了大量研究和探索，但這些研究多局限在定性方面。對地層超覆和不整合遮擋油藏的研究方向也形成共識(shí)，概括起來包括以下幾個(gè)方面： (1)不整合結(jié)構(gòu)特征、空間展布及輸導(dǎo)和遮擋性能評(píng)價(jià)不整合在地層超覆和不整合遮擋油藏形成中具有極其重要的作用。對超覆和不整合遮擋油藏的研究，在某種程度上首先是對不整合的研究。目前，這方面的研究多只是從某一角度出發(fā)，對不整合本身的認(rèn)識(shí)難免有所局限。今后從具體地區(qū)不整合成因入手，分析其結(jié)構(gòu)，明確其構(gòu)建特征及相應(yīng)空間展布，進(jìn)而評(píng)價(jià)不整合輸導(dǎo)及遮擋性能，分析其與油氣成藏的關(guān)系等將成為一種發(fā)展趨勢。 (2)地層圈閉形成主控因素及發(fā)育規(guī)律國內(nèi)外學(xué)者在這方面達(dá)成了共識(shí)，就是把地層超覆和不整合遮擋圈閉形成機(jī)理及發(fā)育規(guī)律作為相關(guān)油藏形成機(jī)制研究中的一項(xiàng)重要內(nèi)容；同時(shí)，通過大量研究也總結(jié)出了一些超覆和不整合遮擋圈閉形成的宏觀條件及分布模式，認(rèn)識(shí)到該類圈閉的形成發(fā)育主要是取決于儲(chǔ)層、蓋層和側(cè)向遮擋條件等三要素的形成及其相互間的有效匹配。但受勘探階段的限制，尚沒有對上述三要素的形成機(jī)機(jī)制及發(fā)育規(guī)律進(jìn)行深入研究，沒有從成因機(jī)制上建立起地層超覆和不整合遮擋圈閉的發(fā)育模式。 (3)地層油藏形成機(jī)制、分布規(guī)律及含油性預(yù)測地層超覆和不整合遮擋油藏的形成一般多是油氣長距離運(yùn)移、聚集的結(jié)果，運(yùn)聚過程涉及運(yùn)移動(dòng)力、運(yùn)移方式、運(yùn)移通道、運(yùn)移路徑、運(yùn)移距離、充注過程等多方面因素，這些因素的差異性客觀上造成了油氣運(yùn)聚過程的復(fù)雜性，一定程度上制約了人們對這類油藏油氣運(yùn)聚機(jī)理的認(rèn)識(shí)。在對油氣運(yùn)聚機(jī)制認(rèn)識(shí)的定量化研究基礎(chǔ)上，結(jié)合典型解剖，建立適應(yīng)地區(qū)勘探的油氣成藏與分布模式，形成圈閉含油性地質(zhì)預(yù)測模型，以期有效地指導(dǎo)該類油藏的勘探，也將成為今后地層超覆和不整合遮擋油藏攻關(guān)研究的現(xiàn)實(shí)發(fā)展方向之一。 研究內(nèi)容及技術(shù)路線 研究內(nèi)容 課題研究針對濟(jì)陽坳陷古近系一新近系地層油藏形成與分布研究認(rèn)識(shí)中存在的一些關(guān)鍵問題，結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，確定出以下三方面主要研究內(nèi)容： (1)不整合樣式結(jié)構(gòu)特征及空間展布在盆地構(gòu)造、沉積發(fā)育演化的基礎(chǔ)上，以構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、沉積學(xué)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室分析、地球物理解釋、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等技術(shù)，主要從不整合宏觀樣式與微觀結(jié)構(gòu)兩方面，分析