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1、第 13 卷第 1 期2011年2 月古地理学报J O U R N A LO FP A L A E O G E O G R A P H YV o l . 13N o . 1F e b .2011文章编号:1671-1505 ( 2011 )01- 0055-20陆相断陷盆地相控油气特征及其基本模式庞雄奇1, 2 李丕龙3 陈冬霞1, 2 张善文3 张 俊1, 2 于轶星1, 21油气资源与探测国家重点实验室, 中国石油大学 ( 北京 ) , 北京 1022492中国石油大学盆地与油藏研究中心, 中国石油大学 ( 北京) , 北京 1022493中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司 , 山东东
2、营 257001摘要地质相是沉积地层内沉积物 ( 岩 )形成条件的物质表现, 由宏观到微观分为 4个层次, 即构造相、沉积相、 岩石相和岩石物理相。 不同层次地质相的控油气作用具有不同形式的表现。 研究表明,陆相断陷盆地内不同的构造单元、 不同的沉积相控制着不同类型油气藏的形成与分布;不同的构造单元和不同的沉积相的储油气层的临界孔隙度和渗透率随埋藏深度增大而降低;在不考虑构造和沉积相背景条件下, 不能依据地层的绝对孔渗条件判别和评价有效储集层。 沉积颗粒不粗不细的优相砂岩类地层控制着油气的富集成藏;相同背景条件下相对高孔渗的储集层控制着油气的富集成藏。 优相与相对高孔渗控藏是相控油气作用的基本
3、模式。 利用相控油气作用的基本模式可以预测有利成藏领域。关键词中国陆相盆地断陷盆地地质相油气成藏油气藏分布预测第一作者简介庞雄奇, 男 , 1961年生, 中国石油大学 ( 北京)教授, 国家 973 项目 ( 2006C B 202300)首席科学家, 长期从事油气地质与勘探的教学和科研工作。 电话:010 - 89734236;E - m a i l : p a n g x q c u p . e d u . c n 。中图分类号:T E 121. 1+3文献标识码:A国家重大基础研究规划 973项目 ( 编号:2006C B 202300)资助收稿日期:2010-08-02改回日期:20
4、10-09 - 17C h a r a c t e r i s t i c s a n db a s i cm o d e l o f f a c i e s c o n t r o l l i n go i l a n dg a s i nc o n t i n e n t a l f a u l t b a s i nP a n g X i o n g q i1, 2L i P e i l o n g3C h e nD o n g x i a1, 2Z h a n g S h a n w e n3Z h a n gJ u n1, 2Y uY i x i n g1, 21 S t a t e
5、 K e yL a b o r a t o r yo f P e t r o l e u mR e s o u r c e a n dP r o s p e c t i n g ,C h i n aU n i v e r s i t yo f P e t r o l e u m ( B e i j i n g ) ,B e i j i n g1022492 B a s i na n dR e s e r v o i r R e s e a r c hC e n t e r ,C h i n aU n i v e r s i t yo f P e t r o l e u m ( B e i j
6、i n g ) ,B e i j i n g1022493 S h e n g l i O i l f i e l dL i mi t e dC o m p a n y ,S I N O P E C ,D o n g y i n g257001, S h a n d o n gA b s t r a c t G e o f a c i e s a r et h em a t e r i a l e x p r e s s i o no f t h ec o n d i ti o n stofo r ms e d i m e n t s( s e d im e n ta r yr o c k )
7、i n s e d i m e n t a r y f o r m a t i o n .G e o f a c i e s a r e d i v i d e d i n t o f o u r h ie r a r c h i e s f r o mm a c r o -to m i c r o - p e r s p e c -t i v e s ,n a m e ly s t r u c t u r a l f a c i e s ,s e d im e n ta r y f a c i e s ,l i t h o l o g i c f a c i e s a n dp e t r
8、 o p h y s i c a l f a c i e s .T h e h y d r o -c a r b o nc o n tr o l f u n c t io no f t h eg e o f a c i e s i nd i f f e r e n t h i e r a r c h i e s e x h i b it s d if f e r e n tl y .A c c o r d i n gtot h i s r e -s e a r c h ,d i f f e r e n t t e c t o n i cu n i ts a n ds e d im e n t
9、a r y f a c i e s i n a t e r r e s t r i a l r i f te d b a s i n c o n tr o l th e fo r m a t i o na n dd i s t r i b u t i o no f d i f fe r e n t ty p e s o f h y d r o c a r b o nr e s e r v o i r ;t h ec r i t i c a l p o r o s i t ya n dp e r m e a b i l i t y o f h y d r o c a r -b o nr e s
10、e r v o i r o f d i f f e r e n t t e c t o n icu n i t s a n ds e d im e n ta r yf a c i e sd e c r e a s ea st h eb u r i e dd e p t hi n c r e a s e s ;w it h o u t c o n s id e r in g th e b a c k g r o u n d c o n d it i o n s o f t e c t o n i c a n d s e d i m e n t a r y f a c i e s ,i t i s
11、 im p o s s i b l e t o d e t e r -古地理学报2011年 2月m in e a n d e v a l u a t e t h e e ff e c t i v e r e s e r v o i r s a c c o r d in g to t h e a b s o l u t e c o n d i t i o n s o f p o r o s i t y a n d p e r m e a b i li t y .S a n dr o c ks t r a t a w i t h w e l l - s i z e ds e d i m e n t
12、 g r a i n a n d f a v o r a b le f a c i e s c o n t r o l th e a c c u m u la t i o no f o i l a n dg a s ,w h i le u n d e r t h e s a m e c o n d i t i o n s ,r e s e r v o i r s w i thr e l a t i v e l y h i g hp o r o s i t y a n d p e r m e a b i l it y c o n t r o l t h e a c c u -m u l a t
13、i o no f o i l a n d g a s .R e s e r v o i r c o n t r o l w i t h f a v o r a b l e f a c i e s a n d r e l a t i v e l y h i g hp o r o s i t y a n d p e r m e a b i li -t yis th e b a s i c c o n t r o l p a tt e r no f f a c i e s - c o n t r o l l e dh y d r o c a r b o n a c c u m u la t i o
14、n ,w h ic h c a n b e u s e d t o f o r e c a s tt h efa v o r a b l e a r e a f o r h y d r o c a r b o na c c u m u l a t i o n .K e yw o r d s c o n t i n e n t a l b a s i ninC h i n a , f a u l t b a s i n ,g e o f a c i e s ,h y d r o c a r b o ng e n e r a t io na n de x p u l -s i o n ,p r e
15、 d ic t i o no f t h eo i l a n dg a s r e s e r v o i r d i s t r i b u t i o nA b o u t t h ef i r s t a u t h o r P a n g X i o n g q i ,b o r n i n1961,i s a p r o f e s s o r o f C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e -u m ( B e i j i n g ) .N o w ,h ei s t h ec h i e f s c ie n t i s
16、t o f S t a teP r o j e c t 973 ( N o . 2006C B 202300) ,a n di s e n -g a g e di ng e o l o g y a n dp e tr o l e u mp r o s p e c t w o r ka n dt e a c h in g .E - m a i l : p a n g x q c u p . e d u . c n .T e l :010 -89734236.1 地质相的概念、 分类及其研究意义1. 1地质相的概念“相 ” 这一概念由丹麦地质学家斯丹诺于 1669年首次引入地质文献, 在地质学应用
17、时 , “相” 指一定地质时期内地表某一部分 的全貌( 里丁 ,1985) 。 “相 ” 这一词的含义在地质界颇有争议 ,既被用做描述性术语 , 又被用作解释性术语。瑞士地质学家 G r e s s l y( 1838)开始把相的概念用于沉积岩, 他认为:“沉积相是沉积物变化的总和 , 它表现为这种或那种岩性的、 地质的或古生物的差异 ”。 T e ic h e r t( 1958) 、 K r u m b e i n 和 S l o s s( 1963)对此作了很好地概括, 认为 “相是一种具有特定特征的岩石体”。20世纪初至近几十年来 , 相的概念随着沉积学 、 古地理学的发展而广为流行,
18、 不少学者对它进行了详尽的论述 , 主要有 3种观点 :一是把 “相 ”理解为环境的同义词 , 认为相即是环境;二是地层的观点 , 把 “相 ” 简单地看作地层的横向变化 ;三是认为 “相” 就是能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的有规律综合。综合上述定义, 作者认为:相即是在一定条件下形成的、 能够反映特定的环境或过程的沉积物 ( 岩)的物质表现 。1. 2地质相的层次划分根据地质相的内容和控制因素, 可从宏观到微观表征划分为 4个不同的研究层次, 即构造相 、 沉积相、 岩石相和岩石物理相。在不同的构造单元中形成不同的沉积相带 , 不同的沉积相带控制了不同类型的岩石分布 ( 图 1) ,
19、 不同的岩石内部发育不同的孔渗特征 。储集层的地质相特征参数的不同使储集层的含油性也存在相应的差异 。图 1陆相断陷盆地地质相的层次划分及其关联性F i g . 1H i e r a r c h i e sa n da s s o c i a t i o no f g e o f a c i e si nc o n t i n e n t a l f a u l t b a s i n不同层次的地质相对油气的控制作用有不同的含义 。构造相和沉积相是宏观尺度的地质相概念 ,控制着宏观上油气藏的分布规律, 适用于指导含油气盆地早 、 中期有利成藏领域和勘探区带的预测 ;岩石相和岩石物理相是微观尺度
20、的地质相概念, 控制着微观上油气藏内部的非均质性和含油气性, 适用于指导含油气盆地勘探晚期和油气藏开发阶段的有利目标预测和钻探目标优选 。1. 3不同地质相控油气作用及研究意义1. 3. 1 构造相的概念及其研究意义构造相是指能反映其形成环境的、 在特征上具有相似变形特征与构造特征的一组岩层与构造的组合( H s u ,1991; 许靖华,1994;R o r b e r t s o n ,1994;56第 13卷第 1期庞雄奇等:陆相断陷盆地相控油气特征及其基本模式梁斌等 ,1999) 。 “构造相 ” 这个概念适用不同级别的沉积盆地, 也适用于描述盆地内部次级构造单元与油气分布和富集的有机
21、联系。不同类型盆地的构造特征和发育历史控制了含油气盆地内部的沉积模式 、 生油条件 、 成藏环境和油气藏类型 , 并进一步控制了油气富集程度与分布规律。针对中国东部陆相断陷盆地的构造 、 沉积特征 , 地质学家提出了行之有效的盆地构造 岩石相分析法研究中国断陷盆地的含油气性 。信荃麟和刘泽容 ( 1993)提出了构造岩相的概念, 认为构造岩相带是指在盆地某一特定发展阶段 , 构造单元与沉积单元的有机空间组合 ; 构造单元可指不同级别的盆地或某盆地内不同级别的构造带 ; 沉积单元可指沉积体系 、 沉积相 、 亚相或微相等 。盆地内二级构造带对油气富集具有明显的控制作用, 也是复式油气聚集带的基本
22、单元。因此 , 把二级构造带作为盆地构造相的基本单元, 把那些相同级次的、 具有成因联系的构造单元划分在同一构造相带内。研究构造相的目的在于发现盆地内不同二级构造带及其主断层与沉积相带及砂体发育特征 、 位置、 分布与演化之间的内在关系, 从而认清油气藏形成条件和分布规律。1. 3. 2沉积相的概念及其研究意义除前述瑞士地质学家 G r e s s l y( 1838)提出的沉积相的概念外, 鲁欣 ( 1953)将沉积相定义为“能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的有规律综合 ”。因此, 沉积相是沉积物形成条件的物质表现。 S e l l y( 1970)提出 :应该从沉积岩体几何形态、 岩石
23、学特征、 沉积物特征、 沉积物构造特征和古流向特征来限定沉积相 。冯增昭 ( 1993)认为 : 沉积相是在一定条件下形成的、 能够反映特定的环境或过程的沉积产物 。沉积相依据自然地理条件和地貌特征及沉积物综合特征进行划分 , 并根据各类型相中沉积物的不同特征 , 确定出相应的沉积亚相和沉积微相 。不同沉积相带甚至沉积微相的岩石类型 、 岩石类型组合以及其所经历的成岩作用都不同, 因此对油气分布的控制作用也有区别。研究沉积相可以了解沉积盆地的优势储集相带和有利沉积微相带的分布特征及其对油气的控制作用, 从而揭示油气的分布规律 。1. 3. 3岩石相的概念及其研究意义储集层微观性质包含形成孔隙空
24、间的岩石特征和孔隙性质两方面内容 , 岩石性质是指其岩石学特征, 通常用岩石相来表征。岩石相是指一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合。一个单一的岩石相是一个岩石单位, 它依其独特的岩性特征 ( 包括组分、 粒径 、 层理特征和沉积构造 )而定义 ( M a i l l ,1990) 。岩石相研究的内容主要包括岩石骨架特征、 矿物成分 、 颗粒大小与分布、 分选 、 磨圆度 、粒间基质和胶结物含量等。不同的沉积体系形成各种不同类型的沉积砂体 , 各类砂体由于具有不同的岩石相特征和组合 , 表现出砂体的储集性能存在差异, 而使得油气在不同沉积相砂体中的成藏存在差异。岩石相研究可以揭示岩石相对油气分布
25、的控制作用 , 从而分析有利的油气储集空间特征和可能的油气聚集区带 。1. 3. 4 岩石物理相的概念及其研究意义岩石物理相是指具有一定岩石物理特性的储集层成因单元, 它是沉积作用、 成岩作用和后期构造作用的综合效应, 最终表现为现今的储集层孔隙网络特征。 S p a i n 在 1992年提出在单井剖面上划分岩石物理相;熊琦华等 ( 1994) 、 孙永传和陈红汉( 1995)相继开展了储集层岩石物理相的研究 。岩石物理相的最终表征是流体渗流孔隙网络介质特征的高度概括模型。在实际应用时, 一般选择能够表征储集层岩石物理特征的孔隙度、 渗透率和粒度中值等参数定量评价储集层岩石物理相。岩石孔隙度
26、和渗透率是最直接的衡量和影响岩石中流体 ( 包括油气)的两个物性参数, 其大小和均质性控制着岩石孔隙内部油气的运聚成藏和分布 。2陆相断陷盆地构造相控油气作用与基本特征2. 1构造相控油气作用沉积盆地是油气形成和富集的基本地质构造单元。据 H a l b o u t y 等 ( 1970)统计 , 在全球 600个主要的沉积盆地中, 发现大型油气田的盆地 75个 ,约占 13%;发现中小型油气田的盆地 215个 , 约占 37%; 其余为油气远景不大的盆地 , 约占 50%( 甘克文,1992) 。这说明 , 含油气盆地的形成由其地球动力背景和演化历史等各种地质作用所决定, 不同类型的盆地因其
27、内部构造特征和演化特征的不同对油气藏的形成和分布具有显著的控制57古地理学报2011年 2月作用。2. 1. 1沉积盆地类型控制油气分布与富集国内外地质学家从不同角度对沉积盆地进行过各 种 分 类。 D a l l m u s( 1958)与We e k s( 1952,1958)等以槽台学说的观点进行盆地分类 ;H a l -b o u t y 等 ( 1970)按不同地壳性质划分盆地类型 ;K l e m m e( 1974,1980) 、 B a l l y( 1975) 、 D i c k i n s o n( 1976)等从板块构造观点提出了盆地的分类方案 。 F i s h e r
28、( 1975) 、 B o t t( 1980)和 B a l l y( 1980)等人, 既研究了大陆边缘盆地与克拉通内部盆地的成因, 也研究了重力作用 、 热力作用和应力作用等地球动力学机制形成的盆地。中国地质学家也对盆地进行了分类研究。朱夏 ( 1965)以古生代槽台观点和中新生代板块体制为理论基础进行盆地分类 ; 叶连俊和孙枢 ( 1980)根据沉积作用与盆地形成作用在时间上的相互配合划分盆地类型;刘和甫 ( 1983)以地球动力学为背景, 分析了盆地的形成机制;田在艺和张庆春( 1996)在板块构造观点的基础上, 再根据盆地所处地壳结构和大地构造位置 , 进一步划分盆地类型 。研究盆
29、地的分类 , 对于认识不同类型盆地之间的相互关系和认识不同类型盆地内油气富集规律及其差异性具有重要意义 。 K l e m m e( 1980)将世界含油气盆地分为 2大类 8亚类( 表 1) , 并统计了全世界所有不同类型盆地的资源量和产量的分布比例( 图 2, 图 3) 。图 2表明世界上不同类型盆地油气探明储量存在明显差异, 除了复合型盆地外, 世界上主要的油气资源和油气储量都富集在下挠盆地 、裂谷盆地和俯冲盆地内 。其中盆地面积仅占世界盆地面积 17. 5%的下挠盆地, 其储量占世界总油气储量的 47%; 裂谷盆地的面积仅占世界盆地总面积的 5. 4% , 却拥有世界总油气储量的 10
30、%;而拉分盆地尽管面积大 ( 占总面积的 18. 2%)却资源贫瘠 ( 仅占世界油气储量的 0. 5%) 。从油气产层和非产层的分布特征来看, 除了复合型盆地外, 世界上主要的油气产层也主要富集在下挠盆地 、 裂谷盆地和俯冲盆地内 ,3类盆地产层体积占盆地总体积的 25% 以上。中国陆地与近海大陆适宜于油气勘探的沉积盆地总面积 670 104k m2。胡见义等 ( 1990)按盆地成因 、 基底性质和大地构造条件, 将中国中新生代盆地分为裂谷型、 山间型、 复合型和大陆边缘型等4种类型 。裂谷盆地主要分布在中国东部, 包括松辽、 渤海湾、 南襄、 江汉 、 苏北 南黄海 、 三水 、百色 珠江
31、口 、 北部湾 、 莺歌海琼东南和东海等58第 13卷第 1期庞雄奇等:陆相断陷盆地相控油气特征及其基本模式盆地。复合型盆地位于中部, 又称克拉通继承性盆地 , 主要包括四川、 鄂尔多斯和楚雄等盆地。山间盆地主要分布在西部 , 包括塔里木、 准噶尔、 柴达木和吐哈等盆地。根据 2002年全国油气资源评价结果, 已知含油气盆地中 , 东部裂谷盆地探明石油储量超过 200 108， t , 探明天然气储量超过 8 1011m3; 中部克拉通盆地探明石油储量超过 16 108， t , 探明天然气储量超过 19 1011m3;西部山间盆地探明石油储量超过 30 108， t , 探明天然气储量超过
32、10. 8 1011m3;而大陆边缘盆地油气探明储量极少 ( 图 4, 图 5) 。研究表明, 中国已探明的石油地质储量主要分布在东部裂谷盆地内, 占总探明储量的 80%, 其次为山间盆地, 占总探明储量的12% 左右, 克拉通盆地仅占 6. 8%左右 。探明的天然气的分布在不同盆地存在差异, 目前探明的天然气储量主要分布在克拉通盆地内, 占 50%以上 ;59古地理学报2011年 2月其次为山间盆地和裂谷盆地 , 分别占 28%和 20%左右。不同类型盆地的油气资源分布特征存在差异的主要原因, 田在艺和张庆春 ( 1996)研究后认为 :盆地的含油气性与不同时代构造活动机制 、 盆地所处的大
33、地构造位置和盆地的叠加作用有关 。1)含油气盆地的油气丰富程度与不同地质时代板块活动体制有着密切的关系。据世界油气田统计 , 二叠纪及中新生代油气地质储量占世界总储量的 94%, 其中新生代油气地质储量约占世界总储量的 82% , 二叠纪以前的仅占 6% , 其中约 50%为天然气。世界上石油储量有 86%产自大油田。在这些大油田中 , 寒武系储量占总储量的 0. 3%, 奥陶系占 0. 4%, 志留系占 0. 3% , 泥盆系占 0. 6% , 下石炭统占 0. 6% ,上石炭统占 4. 6% ,二叠系占0. 6% , 三叠系占 3%, 侏罗系占 22. 2% , 白垩系占26. 4% ,
34、古近系占 21. 9% , 新近系占 19. 1%。所以古生界仅占 7. 4% , 而中生界占 51. 6%, 新生界占41% , 中新生界共占 92. 6%。因此, 不同时代 、 不同体制下的油气盆地差别很大 。2)盆地含油气丰度与盆地所处的大地构造位置有关 。一般来讲, 盆地处于板块边缘或活动大陆边缘, 则含油气丰度较高 ; 而稳定的克拉通盆地 ,则较为逊色 。大陆边缘类型有离散型 、 汇聚型和转换型 3种。不同边缘类型的盆地 , 油气丰度也就随之不同 。离散型边缘 , 若在陆壳上就会产生裂谷 ,进一步发展就会形成红海型或大西洋型被动边缘盆地 , 如北海 、 西西伯利亚 、 墨西哥湾和南大
35、西洋沿岸等盆地, 以及中国大陆东部及其海域油气盆地 。这种裂谷型盆地的发展序列, 有利于油气的形成 ,具有多种类型的沉积构造旋回模式, 可形成大中型含油气组合 。汇聚型的活动边缘, 由于洋壳的俯冲可以产生岛弧 , 在岛弧的前 、 中、 后形成弧前盆地 、 弧间盆地和弧后盆地 , 如美国西部海岸中新生代含油气盆地。板块碰撞对接后可以产生褶皱带 ,其中可发育周缘前陆盆地 、 弧后前陆盆地 、 山前挠曲盆地 、 山间盆地等 , 均具有良好的油气前景 。转换断层盆地 , 如新近纪圣安德列斯大陆边缘盆地 ,中国藏东滇西 ( 川西)一些拉分盆地, 也是小而肥的含油气盆地。3)油气丰度与盆地的叠加作用有关
36、。地壳运动具有多旋回性 , 每一阶段在统一的动力学机制下形成相应的沉积盆地。在以后的演化历史中 , 不同时期的原型盆地不同程度地有所继承或叠置 , 构成多旋回的叠合盆地 。多旋回的叠合盆地具有多期生油和多种类型油气藏的特点。例如 , 中国古生代盆地受中、 新生代的沉积和构造的叠加而发生新的油气 “生、 储 、 盖、 运 、 圈、 保 ” 作用。如果塔里木盆地没有中 、 新生代的沉降 , 古生代的拗陷程度可能不足以使有机质转化为油气。同样 , 华北盆地如果没有中、 新生代的构造活动, 古生代油气藏也可能难以形成 。2. 1. 2 盆地内部一级构造分区及其演化对油气分布的控制盆地的类型控制着油气资
37、源的富集程度 , 但对每一种盆地来说, 内部油气的分布规律却受控于盆地内部构造分区及其演化。例如:渤海湾盆地位于中国东部 , 地跨渤海及沿岸地区, 盆地面积 19. 5 104k m2, 探明储量超过 1 108， t 的大油田有 25个 ( 陆上 20个、 海域 5个 ) , 累计探明石油地质储量超过 100 108t 。图 6渤海湾盆地不同断陷内的石油探明储量分布( 据翟中喜和白振瑞,2008)F i g . 6D i s t r i b u t i o no f p r o v e do i l r e s e r v e s i nd i f f e r e n t f a u l t
38、d e p r e s s i o n so f B o h a i B a yB a s i n( a f t e r Z h a i a n dB a i ,2008)从区域分布看 , 渤海湾盆地不同坳陷发现的油气储量和油藏个数存在明显差异 ( 翟中喜和白振瑞,2008) :以储量为例 , 济阳坳陷约占 41. 4%;辽河坳陷占 19. 8%; 冀中坳陷占 8. 6%;黄骅坳陷占 10. 0%;东濮坳陷占 5. 1%;渤海海域占 15. 5%( 图 6) 。盆地内部各部分构造演化历史不同 , 造成不同凹陷及其主力含油气层系的显著差异。渤海湾盆地古近纪裂陷中心具有向渤海海域方向逐渐迁移的总体
39、规律, 由此自盆地外带向盆地中心, 分别形成了 “早断早衰” 型、“继承发育 ” 型和 “晚断晚60第 13卷第 1期庞雄奇等:陆相断陷盆地相控油气特征及其基本模式衰 ” 型 3种类型凹陷 ( 赵文智和柳英池,2000) 。2. 1. 3盆地内部二级构造带及三级构造对油气分布的控制 中国东部裂谷盆地有多种类型构造带 , 不同类型构造带其规模 、 幅度及发育部位的不同 , 控制油气富集及大油气田的形成 ( 王涛和王捷,1997) 。东部每个断陷自成一个独立的沉积单元、 成油中心和油气富集中心 , 在断陷内部油气环凹分布( 李春光,1994) 。阎敦实等 ( 1980) 、 李德生 ( 1980)
40、 、胡见义等 ( 1986)和石宝珩 ( 1999)研究了渤海图 7东营凹陷构造单元划分及其分布 ( 据李丕龙和庞雄奇,2003)F i g . 7D i v i s i o na n dd i s t r i b u t i o no f t e c t o n i cu n i t s i nD o n g y i n gS a g( a f t e r L i a n dP a n g ,2003)湾盆地的油气田 , 发现在古近纪箕状凹陷内, 从陡侧到缓坡, 特定类型的复式油气聚集呈有规律的展布 。帅德福和王秉海 ( 1993)及刘兴材和杨申镳( 1998)研究后认为 : 断陷盆地强烈的
41、断块活动造就了盆地内正、 负向构造格局及次级构造单元 , 形成了 “群山环湖、 群湖环山 、 山中有湖 、 湖中有山 ” 的构造格局。这种构造格局不仅控制了沉积体系的分布和发育, 而且也形成了在沉积构造格架控制下的不同类型油气聚集带 。以济阳坳陷的东营凹陷为例, 说明凹陷内不同构造带的油气分布存在差异。东营凹陷是一个从古新世发育起来的、 具有典型 “北断南超 ” 特点的箕状凹陷, 东西长约 90， k m , 南北宽约 65， k m , 勘探面积约 5760 k m2( 图 7) 。经过 40多年的勘探开发, 东营凹陷已发现前震旦系 、 寒武系 、 奥陶系 、二叠系、 中生界和新生界等多套含
42、油层系, 其中古近系沙河街组发现的储量占其总探明储量的 95%。近年来的勘探开发实践表明, 沙河街组具有非常好的资源基础, 有待于进一步扩大油气滚动勘探开发成果与挖掘剩余资源潜力 ( 王居峰 ,2005) 。东营凹陷是中国东部断陷盆地沉积相类型最为丰富的典型代表, 生油条件好 、 油藏类型多 、 储量丰度大, 也是济阳坳陷中油气最富集的凹陷 , 其资源量 、 探明储量及累计采出原油量均居各凹陷之冠。虽历经 40多年的勘探, 其平均剩余油气资源丰度仍接近济阳坳陷平均水平的两倍, 累计探明石油地质储量 20. 02 108， t , 控制石油地质储量 1. 67 108， t , 预测石油地质储量
43、 3. 14 108， t ;探明天然气储量 142. 73 108m3。据中石化 2003年油气资源评价结果 , 东营凹陷总资源量为 :石油 38. 4 108， t , 天然气 444 108m3。石油资源丰度为 66 104t /k m2, 天然气资源丰度为 759 104m3/k m2。近 10年来 , 东营凹陷新增探明储量中隐蔽油气藏储量占到了 50%。从储量比例增长的趋势可预见 ,隐蔽油气藏是未来东营凹陷增储上产的主要对象 。不同构造单元内富集的油气藏数量和储量不61古地理学报2011年 2月同 。中央背斜带为最多, 其次为凹陷带, 再次为北部陡坡带和南部缓坡带。而从储量分布来看,
44、 同样以中央背斜带最为丰富, 而北部陡坡带虽然油藏个数不如凹陷带, 但是其圈闭的规模比凹陷带的大 ,因此其储量位居 4个构造相带的第 2位, 凹陷带的油气储量排第 3位, 南部缓坡带的油气储量相对最少 。从储集层的微观含油饱和度分析看, 数值相差不大( 图 8) 。图 8东营凹陷不同构造单元油藏数分布统计柱状图F i g . 8S t a t i s t i c a l g r a p ho f p e t r o l e u mr e s e r v o i r d i s t r i b u t i o ni nd i f f e r e n t t e c t o n i cu n i
45、t s o f D o n g y i n gS a g不同构造单元内富集的油气藏类型不同。在断陷盆地内, 由于断裂发育 , 构造破碎 、 岩石相变化大 , 因而形成的油气藏个数多 、 类型多。断陷盆地有一个箕状凹陷的构造特征, 在大断层一侧, 由于断层下降盘形成陡坡带、 中间为凹陷带, 另一侧为缓坡, 具有各自的油气藏组合模式。比如东营凹陷可划分为 4个不同的油气聚集带 , 陡坡带包括内带 、 外带和凸起带, 主要发育有岩性 、 构造岩性和地层不整合超覆 3种油气藏;缓坡带分为斜坡边缘 、 斜坡中部和近洼陷部位, 以稠油 、 超覆、 不整合 、 潜山和断鼻油气藏为主;洼陷带以岩性油气藏为主;
46、中央背斜带下部发现小型岩性油气藏, 上部发育大型构造油气藏 ( 图 9) 。2. 2构造相控油气作用的基本特征断陷盆地构造相控油气分布的基本特征表现在其次级构造单元的控油气作用上。东营凹陷内次级构造单元由于其所处位置及古地貌的不同 、 物源的差异等因素影响 , 导致其在油气藏的类型和分布等方面存在明显的差异 , 具有代表性( 图 10) 。陡坡带发育大量的砂砾扇体和断层, 主要形成地层油气藏和断块类油气藏。东营凹陷北部就是这样 , 它在湖盆深水部位 , 主要发育与近岸水下扇 、图 9东营凹陷不同构造带不同类型油气藏的分布及储量F i g . 9D i s t r i b u t i o na
47、n dr e s e r v e so f d i f f e r e n t t y p e so f p e t r o l e u mr e s e r v o i r s i nd i f f e r e n t s t r u c t u r a l b e l t so f D o n g y i n gS a g浊积扇有关的地层油气藏; 在湖盆断阶位置则主要发育与扇三角洲、 近岸水下扇有关的构造岩性油藏;油气沿主控断裂及派生断层继续向上运移至新近系 , 在湖盆边缘的河流相和三角洲相砂体中聚集形成地层超覆和不整合油藏。缓坡带边缘靠近隆起或凸起地区的缓坡滨浅湖地带 , 由于断裂发育和
48、储集体物性较好 , 常常形成地层油气藏和断块类油气藏。在东营凹陷的南坡形成了以地层油气藏为主的金家 、 乐安等油田 ; 在鼻状构造带中段 , 形成了以断块构造油气藏为主的正理庄 、 八面河和王家岗等油田 ; 而末端延伸到洼陷深部地区 , 湖底扇相发育, 形成了以岩性油气藏为主的大芦湖等油田 。中央背斜带所在的位置主要形成背斜类 、 断块类油气藏 。在东营凹陷 , 沙三 沙二段沉积时期由东向西推进的东营三角洲主体部位 , 形成了大量的背斜油气藏、 断块油藏和岩性油藏 。沙三中 、 下亚段发育的浊积砂体直接或间接与烃源岩接触 , 形成了大量的岩性油藏 。新近系河流相储集体在通源断层的沟通下, 也形
49、成了储量可观的构造油藏 。洼陷带是断陷湖盆中基底埋藏深的断陷区, 主要形成浊积砂岩类油气藏。东营凹陷沙三段沉积时期, 发育了大量滑塌成因的浊积扇 , 大量浊积扇砂体直接或间接与烃源岩接触 , 形成了大量的透镜62第 13卷第 1期庞雄奇等:陆相断陷盆地相控油气特征及其基本模式图 10陆相断陷盆地构造相控油气作用的基本特征F i g . 10F u n d a m e n t a l c h a r a c t e r i s t i c so f s t r u c t u r a l f a c i e sc o n t r o l l i n go i l a n dg a si nc o
50、 n t i n e n t a l f a u l t b a s i n体 、 上倾尖灭等岩性油藏及构造岩性等复合油藏。3 沉积相控油气作用与基本特征3. 1沉积相控油气作用世界油气勘探实践证明, 盆地各时代的油气形成和分布 , 严格受到盆地的古沉积条件控制( 田在艺和张庆春,1996) 。不同的沉积相 , 由于其沉积环境的差异, 油气储集和保存条件有所不同 , 因此 , 研究不同类型沉积相对油气的控制作用, 对于预测油气富集区 、 提高勘探成效具有重要意义 。国内外沉积学家在研究沉积体系特征时, 对沉积相对油气的控制作用进行了广泛讨论 ( M i a ll ,1984; 冯增昭 ,199