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1、第十二章 潜山披覆构造潜山披覆构造是一种重要的油气圈闭类型，在各种类型的沉积盆地中分布非常广泛，找到了大批高产油田。1928年，美国在中部地区发现了俄克拉荷马城大油田，储油层是奥陶纪砂岩和寒武奥陶纪白云岩，储层西倾，被反向断层切割，顶部经受了风化剥蚀，其上为宾夕法尼亚和二叠系所覆盖。莱复生将其解释为不整合油藏，实际上它应属于潜山油藏。 我国的广大石油地质工作者在古潜山的勘探实践中，积累了丰富的资料，取得了丰硕的成果，找到了像任丘、义和庄这样一批大型的古潜山油田，摸索出了一套比较成功的勘探方法和经验。最早发现的潜山油田是酒泉盆地西部的鸭儿峡油田，1959年于中志留统泉脑沟组的轻变质页岩裂缝中获得
2、工业油流。后来又在松辽盆地的农安潜山、南海北部湾盆地的湾4号地区及济阳坳陷的义和庄凸起上奥陶系裂缝性灰岩中相继获得了高产油气流。1975年7月在冀中坳陷任丘构造上，于元古界雾迷山组发现古潜山型高产油气田。从此，古潜山这一术语名声大振，广为流传，越来越被人们所重视。由于古潜山型油田具有高产的特点，目前已成为各油区的重要勘探目标。 一、基本概念及潜山披覆构造在油气勘探中的意义 潜山披覆构造由剥蚀面以下的核部古潜山和剥蚀面以上的披盖构造两部分组成(见图6-1)。所有潜山披覆构造都经历了两个发育阶段，前一阶段是地壳上升并遭受剥蚀，后一阶段是地壳下降并被埋藏。组成潜山披覆构造的地层可以多种多样，沉积岩，
3、变质岩和岩浆岩都可以形成古潜山，而且都可能形成油藏。沉积岩中无论是碳酸盐岩、砂岩或火山碎屑岩，均能找到高产油气藏。其中最有利的还是由碳酸盐岩组成的潜山，许多特大的古潜山油田和千吨以上的油井，往往分布在这类地层中。 我国各含油气盆地中，潜山披覆构造的分布非常广泛，尤其是东部地区更为广泛，有的盆地中，此种类型占圈闭总数的一半以上，是东部地区最重要的圈闭类型之一。 1断块山 这种类型主要受断裂的控制，是风化面以下的基岩受后期断裂运动的作用，沿断层面上升而形成的古潜山。 根据基岩块体与断层的组合形态，又可进一步分为三类： (1)单断式的古潜山(图62)：由单斜岩层与反向正断层组合而成，任丘古潜山是其典
4、型代表。 (2)断阶式古潜山(图63)：由单斜岩层与一组斜抬式的正断层组合而成，如霸县断阶。 (3)地垒式古潜山(图64)：基岩被一组倾向相反的正断层所切割，中央断块上升组成地垒，构成潜山的核部，渤海的石臼坨潜山属于此类。 2褶皱山 下第三纪地层披盖在老地层形成的褶皱构造之上(图6-5)，如高阳潜山。 3残山 老地层上升剥蚀形成残山，下第三系地层披盖在凸起的古地形之上，如八里庄、埕子口、义和庄古潜山均属此类(图6-6)。 华北油田物探局从另一个角度对潜山构造进行了分类，他们认为华北地区古潜山的形成主要受断块体的活动方式的影响，断块体的运动控制了古潜山的发育，断块体的发育史就是潜山的形成发育史。
5、他们认为一个比较典型的前第三纪基岩块体，在地质结构上往往可以分出五个不同的单位，即主断棱，主断槽、次断棱、次断槽和断阶(图6-7)，一个断块相体当于一个小型的沉积盆地。 根据断块体的活动方式与活动历史，基岩块体扭转活动又有不同类型(图68)，不同类型的断块体所形成的潜山也不相同，以渤海湾和冀中坳陷为例，基岩块体可分为三类： 先扭后沉型：以渤东断块体为代表，在渐新世沉积前断块先发生扭转，到渐新世时期，整体下沉，表现在下第三系各层与潜山面的交角大致近似。平面上，断槽中生油岩的分布面积远比潜山带为大。 边扭边沉型：以任丘断块体为其代表。在下第三系沉积时，边沉边扭，表现在下第三系与潜山面的交角自下而上
6、逐渐增大，在平面上潜山与断槽的面积相当，形态近似，反映了均衡沉降扭转的特点。 先沉后扭型：以留路断块体为代表，下第三系与潜山面看不出交角关系，而与上第三系形成明显的不整合，说明在下第三系沉积时断块体并未发生扭转，而是在沉积后才产生扭转，使下第三系在潜山顶部遭受强烈剥蚀。在平面上潜山的面积远比断槽面积为大。 石油工业部物探局研究院，将上述的断块体叫作掀斜断块 ,具有以下特征： (1)负布格重力异常。表现为狭长的负重力低槽，一般具有不对称性，重力线密集带为槽谷的陡翼，重力线舒缓部分逐渐向正异常过渡，与断棱(古潜山)相符合(图6-9)。负的布格重力异常是断槽中巨厚的第三系低密度沉积物和地壳减薄的反映
7、。 (2)掀斜断块活动性强，周期性明显。因此，表现为沉积物厚度大，性质多变，具有快速堆积的特点。(3)同生断层发育。掀斜断块的边界几乎都是同生断层，它们对断块的发生，发展起着控制作用，从而也就控制了潜山构造的发育特征。 (4)掀斜断块发育区具有较高的地温异常。据已有的测温资料，冀中坳陷的任丘、南马庄、牛驼镇等地，最高地温梯度可达648100m，下辽河盘山地区为329465100m，平均值为365100m。这些高地温异常与断裂运动有关，与掀斜断块发育区相吻合。 三、潜山披覆构造的成因 我国东部含油气盆地、构造运动的最重要特点是断块运动，块体扭转使块体上方翘起，并遭受剥蚀，形成残山，随后整体下降，
8、被水淹没，为新的沉积物埋藏，形成古潜山，这是潜山发育的两个阶段。 古潜山的形态与古地形的地貌特征有关，古地貌特征取决于三个因素：外动力地质作用；岩石抗风化的强度；构造运动，其中最重要的是构造因素，它既能影响外动力地质作用的强弱，又能影响岩石的抗风化能力。构造运动可以使正在进行的剥蚀作用增强或减弱，甚至使之完全停止，并反过来由剥蚀变为沉积。 大断裂是控制古潜山分布的主要因素，因此，坳陷内主干断裂的延伸方向和断层的发育特征，便决定了古潜山的形态和分布。 关于潜山上部的披盖构造，形态比较简单，一般为披覆背斜或单斜层，并常为断层所复杂化，如果早期已有隆起形态，后期被稳定埋藏，这时在潜山上方多形成披盖背
9、斜。如果早期没有形成潜山形态，被埋藏后期才隆起形成潜山，则上部地层中常形成单斜构造，岩层的倾向通常与断层倾向相反，两者配合可形成圈闭。 上部披覆背斜的成因主要是由于差异压实作用造成的，另一个因素是基岩生长，潜山在埋藏过程中不断向上生长，使本来已有的背斜幅度加大。要确定哪一种因素造成的构造幅度有多大，可以计算上部地层的压实量，由于压实作用造成的构造幅度可用顶部和翼部的差异压实量来表示，剩下的构造幅度就可能是基岩生长造成的。当然，除以上两种因素外，还可能有水平应力的作用，因此，要综合分析影响潜山发育的各种地质因素，不同构造要具体分析。 四、潜山披覆构造与油气的关系 古潜山对油气勘探的重要性是众所周
10、知的，它具有捕获油气的得天独厚的有利条件。它临近生油凹陷，运移距离短并且是油气运移之指向；储集条件常常比其它类型的圈闭好；构造的圈闭面积通常也比较大，而且供油条件十分优越，因此，古潜山构造带是形成大油气田理想的场所。下面我们简要地介绍一下几个主要的有利条件。1良好的储集条件 潜山的储集条件因核部地层的岩性而异，碳酸盐岩潜山储集条件最好，变质岩、火成岩潜山较差。 在碳酸盐岩潜山中，空隙空间十分发育，由于长期的风化剥蚀和构造运动，孔、洞、缝互相联系，组成一个巨大的储集体系，在空间上成层成带分布。如任丘油田。34口钻入雾迷山组的井中，有13口遇到18次钻具放空，放空落差02-2米。在2l口井中遇到中
11、等以上井漏28次。 放空、井漏代表钻遇大缝大洞，这些缝洞主要分布在三个带里：侵蚀面以下40m厚度内，遇到9次放空，16次井漏，这是一个高产带，它是过去地质历史时期内地面风化和地表水淋滤作用的结果。实际上是一个风化带。古潜山顶部井深3300-3450m范围内，遇到11次放空和lO次井漏，此带是特大高产带。它是地下水水平溶蚀的产物，称为水平溶蚀带。水平溶蚀带随块体扭转而倾斜，所以，埋藏深度由潜山顶部向下变深。岩性缝洞带，它有固定层位，横向上可以对比，常发育在隔水层之上。岩性缝洞带在任丘油田计有7层，它以小缝小洞为特点，需经酸化才得高产。 上述三类储集层带在地下彼此重叠，相互穿插，局部又为断层贯通，
12、使任丘潜山储集体形成高渗透性的不均一连通体。油田开发证实，油藏具有统一的压降，统一的注水效果，说明连通状况是相当理想的(图6-lO)。 任丘油田之所以形成如此优越的储集条件，与组成潜山的地层岩性有关。储集体由震旦亚界雾迷山组白云岩组成，这套地层厚度大，质地纯。这种好的岩性条件和多期的构造变动以及长期的风化剥蚀为形成潜山储集层创造了条件。 由变质岩和岩浆岩组成的潜山，其储集性能比碳酸盐岩潜山差得多，因为他们本身的孔隙度极小。但在潜山的发育过程中，由于长期风化剥蚀，可能形成一个风化淋滤带，即一般说的风化壳，这就改进了它的储集性。例如在辽河和济阳坳陷都找到了花岗岩潜山风化壳油藏。在我国海域某盆地中，
13、在花岗岩潜山中发现有数十米厚的风化带，在该带内钻速增大，密度减小，声波时差比新鲜的花岗岩增加20s，实际资料说明，风化带是具有储集空间的，应该予以重视。 2有利的供油条件 影响古潜山油气聚集的因素很多，但供油条件十分重要。古潜山的供油方式可分为四类： 第一类为不整合面和断层面同时供油。这种古潜山早期被剥蚀在油气大规模运移之前，受构造运动的影响已经形成了隆起，后来盆地普遍下降，埋藏较深，晚期稳定，没有强烈的破坏，在其它条件相同的情况下，生油层因断裂错动与储油层大面积接触，特别是有不整合面作为通道，生油层中的油，通过两种渠道进入潜山的储集层。只要具备遮挡条件，则可大面积富集油气。因此，不整合面与断
14、层面同时供油的古潜山，其储油潜力是较大的。冀中坳陷的任丘古潜山、辽河坳陷的兴隆台古潜山油藏均属此类型。 第二类为不整合面供油，发展阶段与第一类相同，但是断层不起通道作用，油气只能通过不整合面进入储层。因此，储量潜力与储集层距油源的远近有关，近油源比远油源好。例如，雁翎油藏属近油源，而永清古潜山油藏属远油源。虽然它们都是不整合面供油，但前者含油丰富，后者含油较差。第三类为断面供油。在这种情况下决定油气潜能的主要因素是：生油岩与潜山的接触面积大。油源进入潜山的时间较长。接触方式。最好的接触方式是生油岩的倾向与断面倾向相同，促使两者形成大面积接触，生油岩与断面倾向相反则较差。最不好的方式是两者相互平
15、行不能相交。第四类为间接供油。这一类潜山的核部实际上没有与生油岩直接接触。生油层中的油气必须通过间接的途径才能到达储集层聚集起来。在华北地区，此类供油方式大多先穿过断裂带到达不整合面再沿不整合面运移到储集层中，这类供油方式由于距油源较远，又经过曲折的途径，因而含油程度一般较低。华北盆地雄县古潜山油藏属此类型。 3潜山独特的地质条件：使其能形成一个统一的复式油气聚集带 围绕古潜山形成的圈闭类型众多，面积巨大是其它构造类型所不具备的优点。我国东部地区，尤其是渤海湾油区和冀中油区，在第三纪时期以区域沉陷、块断和扭转构造运动为其特征。区域沉陷造成了面积巨大的沉积区，块断运动使前第三系基底裂解成许多大小
16、不等的基岩块体。这些块体的扭转运动，在其下陷一方出现断槽，其中堆积有巨厚的沉积物，是生油岩体所在的位置，断块体上升一侧则是成群成带生长古潜山的有利部位。在断块体大断崖一侧，则往往有重力滑动形成的断阶或在新地层中形成逆牵引背斜。 在潜山构造体系中，新地层中的生油岩体和潜山常呈超覆关系，直接对接。这种新生古储的空间关系别具一格，是十分有利的成油组合。 从流体运移的角度看，生油岩为可塑性岩石，通常都有较高的异常流体压力，潜山老地层中一般为低势能区，流体完全可以从生油岩流入潜山储集体中。 在潜山的上方及其周围，不仅有构造类型的圈闭，而且还有地层岩性圈闭，它们和潜山一起组成了一个以古潜山为主体的复式油气
17、聚集带。任丘油田就是一例。 一个典型的潜山披覆油气聚集带由6个油气富集部位构成。如图6-1l所示。 (3)前第三系基岩块断体陡侧断阶或逆牵引背斜油藏，角砾岩锥体油藏。 (4)古潜山缓坡侵蚀残丘油藏，反向正断层构成的次断棱古潜山油藏，第三系地层中的超覆油藏和地层不整合油藏。 (5)古潜山上覆新地层中的差异压实背斜油藏和浅层次生油藏。 (6)在潜山腰部形成-圈生物滩和由它形成的生物灰岩油藏。(1)沿前第三系块断体主断棱风化带分布的古潜山块状油藏。 (2)前第三系基岩块断体内幕隔层下的层状油藏或块状油藏。古潜山高产油田必须具备以下几个条件： 第一，古潜山要有较大的闭合幅度； 第二，古潜山四周甚至顶部
18、被生油岩包围； 第三，组成古潜山的储集岩要有较发育的缝洞及孔隙空间；储集体距油源近； 第四，下第三系生油岩以断面、不整合面形式与古潜山储集岩体大面积接触，使油气向古潜山有较好的供油条件； 第五，古潜山顶部要有比较致密的不渗透盖层，区域水动力条件是相对停滞的地区： 第六，古潜山埋藏深度适中，有lOO(摄氏)以上的油层，温度使高粘度，重质油有较高的流动性，易于自喷。 以上6条中，近油源一条至为重要，古潜山离油源区愈近，油质愈好，油气的充满程度愈高。离油源区远，则充满程度低，原油变为稠油，进一步远离油源，则变为含水潜山。 1-潜山地层分布太古界：全区分布，为片麻岩、大理岩等，构造线以NE向和NW向为
19、主元古界：零星分布，为变质岩、玄武岩，为后期剥蚀所致实例：渤海地区的古潜山1-潜山地层分布寒武-奥陶系：在辽东湾、渤西和渤南大部缺失，为白云岩、灰岩和碎屑岩等石炭-二叠系：分布局限，为含煤碎屑岩或碳酸盐岩1-潜山地层分布侏罗-白垩系：分布状况受断裂控制，除渤西地区外，大部广泛分布前古近系古地质图2-潜山多样性特征变质岩：混合花岗岩、片麻岩等沉积岩：碳酸盐岩、碎屑岩岩浆岩：花岗岩系、火山岩单层：太古界、下元古界双层：中上元古界、古生界 太古界、下元古界三层：中生界 中上元古界、古生界 太古界、下元古界多结构多岩性构造作用：翘倾、走滑、内幕逆冲岩浆活动：底辟、溢流多成因2-潜山多样性特征结构多样性成因多样性单一结构复式结构逆冲作用逆冲作用伸展作用走滑作用3-BZ20-22潜山含油气性1. 类似的大地构造背景和构造样式2. 相同的潜山地层及储层3. 来自渤中凹陷的同一油源4. 可能相同的成藏模式BZ20-22埕岛埕岛油田自1988年以来，明化镇组至太古宇已发现8套含油层系，以馆陶组为主。探明潜山含油面积121km2，石油地质储量3.5108t，
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