导语:油气藏的形成除储集层外,盖层必不可少,盖层位于储集层上方,能够阻止储集层中烃类流体向上逸散。盖层的好坏及分布,决定了含油气盆地在储集层中的聚集和保存。在研究区内,由于岩石较为松散,封盖条件一般,因此,盖层评价是该区含油气系统的重要组成部分。
01
砂岩和砂砾岩段含气性较好,是良好的储集层,断陷盆地相控较显著
1、储层特征
将具有连通孔隙,能使流体储存并在其中渗滤的岩层,称为储集层,它是构成油气藏的基本组成要素之一。世界上绝大多数油气藏的含油层为沉积岩,岩性以砂岩、石灰岩和白云岩为主。含气层段为1799.13-1834.80m,上部岩性为含砾砂岩与泥岩互层,中下部为粉砂岩和泥岩互层,其中泥岩段岩石破碎。
砂岩和砂砾岩段含气性较好,有利于天然气的富集,是良好的储集层。在储集层类型方面,储层段中下部泥岩破碎,可能具有裂缝型储层性质。根据气测成果与岩芯观测对比,破碎段岩性气测显示明显低于较为完整段,证明裂隙是储层的有利条件之一,但非决定性条件。储层类型主要为岩性控制的砂岩孔隙型。
储层物理性质通常包括孔隙度、渗透率以及孔隙结构,其中孔隙度和渗透率是储集层的两大基本特征,也是衡量储集层物性好坏的基本参数。从岩性对比来看,在各个层系内,砂岩和砾岩的孔隙度相似,但砂岩的渗透率要明显优于砾岩。不同岩石类型的储层孔隙度和渗透率多受控于孔隙结构,它是储层物理性质评价的又一重要参数。
在研究区,砂岩颗粒均匀,分选好,以颗粒支撑,孔隙性较好;砾岩内包括砾石、砂岩颗粒,泥质杂基颗粒,分选差,并以泥质胶结为主,泥质颗粒堵塞了砂岩和砾岩间孔隙,储层物性差。上覆砂砾岩,其孔隙类型为多峰型,无孔隙主体,储层物性明显差于含气段。由此,反映了在相似的成藏条件下,优质储层是主要成藏要素之一。
2、储层分布特征
白垩系地层砂岩和砾岩含气量最高,为最优质储层段,上新统静乐组砂岩和砾岩含气量也比较高,但是上覆泥河湾组泥岩的盖层条件一般,储集风险较大,因此,在纵向上,以白垩系的助马堡组和左云组为主要储集层段,开展勘探分析。
在横向上,断陷盆地的相带比较窄,相控作用非常显著,会引起钻井的岩性类型和砂泥岩含量也差异明显。湖泊相泥岩占据的较大比例,泥岩含量较高;在东部缓坡带和中部里八庄断裂带,易于发育缓坡及长轴的河流三角洲,砂岩及含砾砂岩含量较高。
在西部,沿口泉断裂形成的陡坡带,普遍发育扇三角洲,砂砾岩更为发育。因此,在储层的平面分布上,东部及中部断裂为最优质的砂岩储层带,西部口泉断裂为砂砾岩储层带,扇三角洲和河流三角洲之间,以湖泊相非储层为主。
02
深入了解盖层特征,盖层一般分为泥页岩类、蒸发岩类和致密灰岩类
1、盖层类型及岩性特征
按照岩性特征,盖层一般可分为泥页岩类、蒸发岩类和致密灰岩类。研究区为碎屑岩沉积盆地,泥页岩为主要的盖层岩性。同时,盆地在沉积过程中,构造比较活跃,在上新统保德组地层发育玄武岩,玄武岩为致密岩性,具有较强的封盖能力。
在盖层评价方面,理论推算认为,1米厚的黏土层就足以起到封闭油气的作用,如果考虑到漫长的地质历史时间,也只需要几米厚就足够,但是在实际勘探开发中,盖层的作用和评价方法复杂,由多参数考虑,主要包括孔隙大小,排驱压力,厚度及连续性,埋深几个方面。
在储集层上部的泥岩,具有典型的孔隙小,排替压力大,厚度及连续性好的特征,因此,保德组和泥河湾组为优质的盖层段,同时,考虑到埋深和成岩作用来看,保德组为主要盖层,而泥河湾组为盖层的补充。
2、盖层物性特征
盖层的物性条件评价,是通过保德组、泥河湾组泥岩以及储层段含砾砂岩的定性分析及压汞实验定量测试结果,对比和分析所得。全区发育两套盖层,分别是新近纪保德组和第四纪泥河湾组,通过埋深及成岩状况的定性分析认为,保德组优于泥河湾组,泥河湾组盖层条件一般,是保德组的补充。
而通过压汞实验对比来看,保德组的排替压力约为0.0001Mpa,而泥河湾组的排替压力约为0.001Mpa,泥河湾组的盖层条件要优于保德组。同时,通过岩芯观测可见,泥河湾组泥岩比保德组泥岩完整性更好,保存条件更佳。结合多方面的分析认为,地下和地面的温压差异可能引起保德组过于破碎。
综上,认为保德组为全区的主力盖层,泥河湾组也具有封盖能力。与全国多个油气田盖层条件对比来看,全国油气田泥岩盖层的排替压力普遍在8-28Mpa,远高于本区,因此,认为盖层条件为本区的主要成藏的风险。但考虑到DY-1井具有良好的烃类显示,认为该区应具有封盖条件,实验数值较低。
可能是受到岩石固结的影响,实验结果有所偏差引起的。根据盖层和储集层压汞曲线对比,盖层的排替压力远高于储集层,能够形成压力差,具有封盖条件。鉴于总体排替压力低,岩石破碎等原因,认为该区应着重降低盖层的风险,寻找具有发育保德组和泥河湾组泥岩“双保险”盖层区域进行勘探。
3、盖层分布特征
根据双保险盖层的认识,结合地层厚度及沉积相的成果,分别识别保德组和泥河湾组有利盖层的分布,两组盖层条件叠加,形成最为有利的盖层区域。保德组沉积特征为东西分异为主,西部陡坡带发育扇三角洲砾岩,东部缓坡带发育河流三角洲砂岩,有利湖泊盖层分布于中部地区。
在沉积展布的基础上,结合地层厚度,在厚度稳定的区域识别盖层分布范围。泥河湾组沉积特征为环抱式分布,南部-东南部为砂体发育,有利湖泊盖层分布于中部和西北部。在沉积展布的基础上,结合地层厚度,在厚度稳定的区域识别盖层分布范围。
03
断层活动有助于油气疏导,是油气运移的关键时期,读者需深入了解
1、运移通道
石油和天然气在油气聚集中的主要通道有运载层、不整合面和断层。运载层是指那些连接烃源岩和圈闭的渗透性地层,即储集层。在研究区内,烃源岩为羊投崖组湖相泥岩,紧密连接烃源岩的储层为左云组的扇三角洲。
盆地经历了多次抬升和沉降,当烃源岩进入生烃高峰后,随着地层抬升,压力释放,油气能够通过压实作用进入扇三角洲的砂砾岩中。地层不整合面是油气运移的主要通道之一。在区域上,曾经经历长期风化剥蚀作用的不整合面,往往可以形成物性良好的古风化带,对油气长距离运移或形成大型油气田非常有利,如华北冀中凹陷的任丘油田。
在研究区内,该类型运移通道,为太古界片麻岩和沉积岩地层形成不整合面,它具有以下特点:①经历了自太古宙至白垩纪的漫长剥蚀;②断陷盆地沿着该界面发生了多次的翘倾,构造活跃,利于油气疏导。
③该不整合界面紧贴烃源岩地层,以及扇三角洲和河流三角洲储层,是联通生储的有效通道。断层是油气运移的良好通道,它比疏导层的运移能力更强,能够在纵向上将深部烃源岩和浅部储集层相联通。
2、油气运移及破坏期次及特征
断层是油气藏运移疏导的有利构造同时也是破坏构造,主要是根据断层活动期次和油气生烃时期匹配关系进行分析的。断层活动期次是根据构造及演化部分研究所得,油气生烃时期是根据盆地模拟所得。断裂活动主要经历了三期,第一期早白垩纪伸展应力形成,第二期新近纪伸展应力形成,第三期为第四纪走滑伸展应力形成。
第一个为新近纪,该时期烃类成熟并逐步进入排烃高峰,同期断层活动有助于油气疏导,是油气运移的关键时期;第二个为第四纪泥河湾组末,该时期油气藏已经形成,而断层再次活动,具有相当的“通天”断层,它能够破坏盖层,使油气溢散,是油气破坏的关键时期。断层具有运移和破坏双重作用,其中破坏型断层可以根据断层级别。
破坏型断层在平面上主要分布于西部陡坡带的口泉断层,中部大型断裂的北部,中东部的帚状断裂带,南部断阶。其中,西部口泉断层附近的砾岩是否具有钙质胶结,是西部陡坡带成藏的关键;而中东部的帚状断裂带断距小,能否封堵,也有待进一步证实,因此,在勘探早期阶段,尽量避免具有风险区带。
结语:石油和天然气都是流体,当它们受到某种动力驱使在地壳内发生流动时,称为油气运移。在研究区,油气主要生成于富含有机质的下白垩统羊投崖组湖相泥岩,而储集在孔隙度、渗透率较好的砂砾岩、砂岩中,油气在两种岩性中转导和聚集的过程是总结成藏模式的关键。研究表明,断层是断陷盆地油气运移的主要通道。
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