石油地质学-渤海湾盆地.ppt

渤海湾盆地地质分析,小组成员:杨弼鼎 郭 伟张应鑫 陈 凯周天宇 张 舵,西安石油大学,（一）渤海湾盆地的地质概况（二）盆地类型的划分（三）区域地质构造（四）地层及其沉积特征（五）油气显示和主要的生储油岩特征（六）油气田形成特点,（一）渤海湾盆地的地质概况,1、盆地的地理位置2、区域构造位置3、盆地基本特征,（一）渤海湾盆地的地质概况,1、盆地的地理位置,面积:近20104km2。行政范围：包括北京、天津两市，山东、河北、河南、辽宁的一部分以及渤海海域。,（一）渤海湾盆地的地质概况,2、区域构造位置3、盆地基本特征 盆地基本特征：华北地台上发育起来的中新生代断陷盆地，是中朝地台经古生代沉积，并在印支、燕山期运动的基础上发展起来的中、新生代断陷。,区域构造：东临胶辽隆起；西以山西台向斜为邻；南靠东濮凹陷南缘；北接燕山褶皱带。,（一）渤海湾盆地的地质概况（二）渤海湾盆地类型的划分（三）区域地质构造（四）地层及其沉积特征（五）油气显示和主要的生储油岩特征（六）油气田形成特点,（二）渤海湾盆地类型的划分,1、渤海湾盆地形成的力学机制2、渤海湾盆地形成的大地构造背景及地球动力学3、渤海湾盆地的类型,（二）渤海湾盆地类型的划分,1、渤海湾盆地形成的力学机制一种观点认为：盆地形成的主要力学机制是地壳或岩石圈的拉张，即盆地属于伸展或张性盆地性质。一种观点认为：盆地形成的主要力学机制是地壳或岩石圈的扭动剪切作用或扭张作用，即盆地属于扭动盆地或大型拉分盆地性质，其中特别强调郯庐深断裂等大型断裂带的走滑剪切作用。,（二）渤海湾盆地类型的划分,其一，认为渤海湾新生代盆地属于弧后(裂谷)盆地类型，盆地形成原因是新生代时期太平洋板块向亚洲大陆俯冲产生的弧后扩张沉降作用。其二，认为渤海湾新生代盆地是大陆板块内部的主动裂谷盆地(或裂陷盆地)类型。其三，认为渤海湾新生代盆地形成的动力学原因是印度板块与亚洲大陆板块碰撞引起的“中国板块分体东移”，也就是说盆地属于被动裂谷盆地类型，与特提斯构造体系演化过程中引起的区域应力场作用有关。其四，认为断陷盆地中的正断层是“水平挤压力和地壳重力共同作用下产生的”，平面上和垂向上同时呈“X”型的压剪性断裂与拉张作用无关。,2、渤海湾盆地形成的大地构造背景及地球动力学,（二）渤海湾盆地类型的划分,3、渤海湾盆地的类型,中、新生代叠合盆地,右行滑移拉分盆地,（二）渤海湾盆地类型的划分,1）中、新生代叠合盆地以构造层（亚层）的划分为突破口，对渤海湾盆地各构造单元的中生界进行了划分与对比，进而对中生界各构造亚层的发育及横向展布特征进行了研究：1、渤海湾地区是一个在古生代基底上形成的中、新生代叠合盆地。2、中生界在不同的地区保存条件差别较大，地层出露、揭示不完整，以往对中生界研究的重视程度不够，存在划分不清晰、对比不系统等问题3、渤海湾盆地是多种力源相互作用、相互耦合的结果，是多期构造运动叠合的结果。4、中生代挤压、左行走滑应力场作用下形成5、新生代伸展、右行走滑和反转应力场改造并复杂化，从而形成现今的构造面貌,（二）渤海湾盆地类型的划分,2）右行滑移拉分盆地,新生代太平洋板块俯冲郯庐断裂和太行山断裂右行滑移而形成的拉分盆地,（一）渤海湾盆地的地质概况（二）渤海湾盆地类型的划分（三）区域地质构造（四）地层及其沉积特征（五）油气显示和主要的生储油岩特征（六）油气田形成特点,（三）区域地质构造,1、构造分布2、地质构造运动3、二级构造划分,（三）区域地质构造,渤海湾盆地位于中朝准地台东部，辽冀台向斜内。地球物理和钻井资料揭示：是以裂陷活动为主的断块构造区。Mz 和Kz裂陷活动特别明显，形成多断、多阶，垒、堑相间的面貌。坳陷是大面积接受较厚的E沉积的地区。,1、构造分布,（三）区域地质构造,根据渤海湾盆地古近系的纵向和横向分布,通常把渤海湾盆地划分为冀中、黄骅、临清、济阳、渤中、昌潍和下辽河)辽东湾7个坳陷,沧县、邢(台-)衡(水)、埕宁和内黄4个隆起,共11个次级构造单元。,北东向的有三个带,即:下辽河辽东湾潍坊走滑断裂带；黄骅德州东濮走滑断裂带；霸县束鹿邯郸汤阴走滑断裂带。北西西向的有两个带,即:(张家口)北京塘沽蓬莱走滑断裂带；盆地南缘的济源黄口走滑断裂带。,2、地质构造运动,（三）区域地质构造,3、二级构造划分在一级构造内根据构造特征的不同做进一步划分：1）多为正断层活动带，方向性强，面积在100-500km2之间。2）常具有2个以上的成因相似的局部构造。油气聚集的有利场所。3）盆地内共有170多个二级构造。依据基底起伏、断裂形态、发育特征、构造带成因、区域构造位置等分为7类：,（三）区域地质构造,1）凸起潜山构造：顶部Pz或AnPz隆起高，部分缺失E。形成披覆构造，E各组段超覆于翼部。与断裂活动和差异压实有关。港西、石臼坨、孤岛等凸起潜山构造带。,（三）区域地质构造,2）潜山背斜构造带：潜山背景上继承性发展的E背斜构造带，顶厚翼薄，翼部为超覆-不整合关系。,（三）区域地质构造,3）背斜带：成因很多。E沉积后形成，生储盖组合完整。A 构造的垂直差异活动、膏泥岩塑性流动等引起地层变形。在E沉积期或后产生，生储盖组合发育完整。,辽河双台子复式油气聚集带成藏模式图,（三）区域地质构造,4）逆牵引背斜带：渤海湾广泛发育，与同生断层相伴生。断层受张力作用拉开，下盘地层因重力塌落，形成逆牵引背斜。如：胜利、杨二庄和海四井等。,同生断层逆牵引背斜和同生断层底劈隆起油气藏类型,（三）区域地质构造,5）断鼻带：构造向盆地内倾末，沉积盖层向构造顶部减薄，以致超覆、尖灭。如：纯化镇、塘沽等。,（三）区域地质构造,6）断阶带：发育在主断层的伴生断裂内，主断层与基底断裂有关。断层逐级下掉，形成台阶。落差大，水活动，容易造成油气的差异分布。,（三）区域地质构造,7）斜坡带：发育于坳陷周边斜坡上，地层向上倾方向减薄、尖灭，超覆或推覆现象频繁。如：曙光、大王庄等斜坡构造带。,曙光油田（辽河油气区-地层、断层）,（一）渤海湾盆地的地质概况（二）渤海湾盆地类型的划分（三）区域地质构造（四）地层及其沉积特征（五）油气显示和主要的生储油岩特征（六）油气田形成特点,（四）地层及其沉积特征,1、地层2、演化3、沉积特征4、烃源岩类型,（四）地层及其沉积特征,1、地层,基底：太古界中下元古界；沉积盖层：Pt3-Pz准地槽和地台型碳酸盐岩和碎屑岩沉积；Mz-Kz陆相湖泊碎屑岩沉积，累积沉积厚度33000米。,渤海湾地层综合表,（四）地层及其沉积特征,华北地台基础上经多期构造运动，最后形成一系列下第三系箕状凹陷组成的断陷盆地。盆地基底由At、Pt1、Pt2等三套变质岩组成；Pt2-Pz(印支运动前):为华北地台一部分，发育Pt2-3和Pz1碳酸盐岩建造，Pz2海陆交互相含煤建造；J:海区全部退出，全区成为大陆。从J3 起，断块活动为特征阶段；E始:区域性沉降为主。区域拉张应力作用下，于中生代断块体的基础上，形成了一系列分割的下第三系箕状断陷，形成了一个多凸多凹相间的构造格局。由47个箕状断块组成，各自形成一独立沉积体系和成油单元。,2.演化,（四）地层及其沉积特征,3、沉积特征,（四）地层及其沉积特征,如渤中坳陷长期发育,具东营组、沙河街组一段、二段、三段4套烃源岩,油气演化程度较高,油源充沛,是本区上第三系油气勘探的最有利地区。,3、沉积特征,（四）地层及其沉积特征,渤海湾盆地沉积层序与生储盖组合划分综合图（赵文智，2000年）,3、沉积特征,（四）地层及其沉积特征,4、烃源岩类型盆地中前第三系的烃源岩主要包括五套：1）中上元古界页岩和碳酸盐岩2）下古生界碳酸盐岩和泥岩3）上古生界煤系源岩4）下中侏罗统煤系源岩5）上侏罗下白垩统暗色泥页岩,（四）地层及其沉积特征,1）中上元古界主要有五套烃源岩层：长城系高于庄组碳酸盐岩、蓟县系雾迷山组碳酸盐岩、洪水庄组页岩、铁岭组页岩、铁岭组碳酸盐岩、青白口系下马岭组页岩主要分布在保定以北的冀中坳陷北部以及下辽河坳陷西部凹陷的部分地区。,洪水庄组和下马岭组页岩为主要的烃源岩层，在渤海湾盆地内分布较局限，主要分布在保定以北的冀中坳陷北部以及下辽河坳陷西部凹陷的部分地区。,有机质丰度而言，页岩中下马岭组、铁岭组、洪水庄组页岩具有较高的有机质丰度，氯仿沥青“A”和总烃含量也很高，为较好的烃源岩；碳酸盐岩中铁岭组和下马岭组碳酸盐岩达到了好的生油岩标准，高于庄组和雾迷山组大多为较差烃源岩或非烃源岩。就有机质热演化程度而言，下马岭组烃源岩从低成熟、成熟、高成熟、到过成熟均有；铁岭组烃源岩处于成熟、高成熟阶段；洪水庄组烃源岩处在生油阶段和湿气干气阶段。,（四）地层及其沉积特征,2）下古生界 一套地台型陆表海碳酸盐岩沉积组合，烃源岩类型主要为碳酸盐岩，泥岩次之。泥质烃源岩主要发育于下寒武统，有机碳平均含量为 0.14，生烃潜力较差。平面上以东濮、临清为最有利区块，其次为冀中、黄骅坳陷，再次为济阳坳陷。,氯仿沥青“A”低；碳酸盐岩烃源岩主要发育于奥陶系，有机碳含量、生烃潜力以峰峰组、上马家沟组、下马家沟组为最高，是渤海湾盆地下古生界的主力烃源岩，平面上以东濮、临清为最有利区块，其次为冀中、黄骅坳陷，再次为济阳坳陷。,（四）地层及其沉积特征,3）上古生界烃源岩包括煤、碳质泥岩、暗色泥岩及灰岩，层位主要分布在本溪组、太原组和山西组，其中煤主要发育于太原组和山西组。主要分布于冀中坳陷东部和黄骅坳陷西南部、渤中坳陷、济阳坳陷、临清坳陷和东濮坳陷。,生烃潜力上太原组要优于山西组和本溪组。冀中坳陷东部和黄骅坳陷西南部烃源岩厚度最大，达300m，煤层累厚超过 30m；渤中坳陷厚度也较大，多在100m以上，煤层累厚1020m；在济阳坳陷、临清坳陷和东濮坳陷，烃源岩厚度一般在50100m，部分地区可达 150m以上，煤层累厚多大于20m。,（四）地层及其沉积特征,4）下中侏罗统 主要为河流、沼泽、平原相沉积，煤层和以碳质泥岩为主的暗色泥岩，主要以生气为主，主要分布于济阳坳陷、冀中坳陷的杨村、武清地区，临清坳陷等地区。黄骅坳陷枣园以南地区是可能的生油区。,下中侏罗统煤系地层母质类型大多为腐殖型，主要以生气为主；济阳坳陷、冀中坳陷的杨村、武清地区，临清坳陷等地区是值得重视的天然气勘探区域；黄骅坳陷枣园以南地区是可能的生油区。,（四）地层及其沉积特征,5）上侏罗下白垩统 上侏罗统红色地层较多，暗色泥质沉积多集中分布在下白垩统，特别是下白垩统的中、上部，烃源岩主要为湖泊相的暗色泥岩或油页岩，主要发育的层位为冀中坳陷丰台组、黄骅坳陷石臼坨组、临清坳陷丘城组，以及下辽河坳陷东部凹陷梨树沟组，西部凹陷的九佛堂组、沙海组，渤中坳陷也钻遇。,（一）渤海湾盆地的地质概况（二）渤海湾盆地类型的划分（三）区域地质构造（四）地层及其沉积特征（五）油气显示和主要的生储油岩特征（六）油气田形成特点,（五）油气显示和主要的生油岩特征特征,1、油气显示2、生油岩3、储集层4、盖层5、生储盖组合方式,（五）油气显示和主要的生油岩特征特征,1油气显示,2生油岩,（五）油气显示和主要的生油岩特征特征,近海内陆湖盆是油气生成的重要地区。本区由一系列近海内陆湖盆组成，它是陆源生物汇集和水生生物繁殖的有利场所。湖盆边缘:一般富集陆生植物、孢子花粉和轮藻等;湖盆中心:水生生物明显增多，尤以藻类为主。每个凹陷都有一个沉积中心（生油气中心）。在持续稳定沉积条件下有利于有机质向油气转化。控制油气的分布：凹陷内部及其周围地区是油气分布的有利场所。,（五）油气显示和主要的生油岩特征特征,主要烃源岩有三套：下第三系烃源岩、中生界烃源岩和石炭-二叠系烃源岩。几乎每一个坳陷内都有多个凹陷。根据湖盆古气候、水介质条件及沉积环境等条件，可将渤海湾盆地的生油凹陷分为：以富腐泥型为主的生油凹陷，如辽河西部凹陷；含腐殖质的腐泥型的生油凹陷，如东营、饶阳、歧口、沾化凹陷；含腐泥质的腐殖型的生油凹陷，如廊固、板桥、南堡凹陷；富腐殖型的生油凹陷，如东濮凹陷。,3.储集层,（五）油气显示和主要的生油岩特征特征,渤海湾盆地储集体系多而复杂，从古生界到新生界发育多套含油层系，主要为砂岩，还有砂砾岩、泥岩、灰岩、白云岩、火山岩等多种成因类型可组成纯岩性型的储集体系；也可组成岩性-构造复合型的储集体系。主要储集岩体类型有：湖泊三角洲砂岩体、浊积砂、砾岩体及水下扇、生物焦储集岩体、河流沉积砂岩体、古潜山储集岩体。,上古近、新近纪明化镇组是渤海湾盆地区域性盖层。渤海湾盆地复杂的构造演化历史造成多期沉积旋回，使得渤海湾盆地不但存在区域性盖层，各凹陷还发育局部性盖层，使得渤海湾盆地的油气资源得以保存和富集。东蹼凹陷发育的盐膏层，对天然气藏的形成保存起到了至关重要的作用。其也成为渤海湾盆地天然气最富集的凹陷。,4.盖层,（五）油气显示和主要的生油岩特征特征,5.生储盖组合方式,（五）油气显示和主要的生油岩特征特征,自生、自储、自盖式配置这种生储盖配置方式的烃源岩层、储集层和盖层都是形成于同一地质时期，受同一应力方式控制。这种储盖关系是济阳坳陷重要的生储盖配置方式之一。下生、上储型配置从剖面上看，这种配置关系的油气藏的储集层位于主要烃源岩之上，烃源岩生成的油气需经断层、裂缝、不整合面等通道将油气运移到上覆的储集层中，常形成次生油藏，这是济阳坳陷中常见的最重要的生储盖配置关系。,（五）油气显示和主要的生油岩特征特征,上生、下储型配置上覆生油岩与下伏储集层直接接触，油气通过断层向下部储集层中运移，生油岩既是油源，也是盖层，这种生储盖关系常在古构造背景和断层的作用下形成油藏，如平方王油田。新生、古储型配置储集岩早于主要烃源岩而存在，烃源岩生成的油气通过断层、不整合面、裂缝等通道与烃源岩沟通，形成新生古储型配置关系。该配置关系主要发育在应力强度不大，应力场有平稳期的地区按储集层与烃源岩的接触、配置关系，可分为以下两种型式：相靠型：储集层以断层的形式与烃源岩相通，断层是油气运移通道。披盖式：烃源岩与储集层通过不整合面及断层连通，并披盖在储集层之上。如桩西潜山油藏，东营凹陷的郑家-王庄前震旦系潜山油藏、草桥下古生界潜山油藏。,（一）渤海湾盆地的地质概况（二）渤海湾盆地类型的划分（三）区域地质构造（四）地层及其沉积特征（五）油气显示和主要的生储油岩特征（六）油气田形成特点,（五）油气显示和主要的生油岩特征特征,1、油气生成条件2、油气藏类型(以济阳坳陷为例),（六）油气田形成特点,1.油气田形成条件,（1）具有下第三系丰富的油源补给,长期继承性的富生烃凹陷是前提。（2）具有良好的储盖组合。（3）晚期断裂活动为油气晚期成藏提供了有利的输导系统。（4）具有新构造运动形成的各种类型的含油圈闭。（5）油气运移期与圈闭形成期的配置良好。（6）构造-热沉降作用，盆地地热梯度较高，有利于生烃。,上第三系形成的圈闭定形于明化镇组沉积晚期。渤海海域沙河街组烃源岩在东营组沉积时期开始排烃,到馆陶、明化镇期已全面进入生油高峰,油气运移期与圈闭形成期匹配较好,促进了渤海湾盆地浅层上第三系油气的富集。渐新世以来长期继承发育的同生断层两侧的逆牵引背斜、拱升背斜、披覆背斜及反向断鼻、垒块为上第三系油气聚集提供了有利的场所。,（六）油气田形成特点,2.油气藏类型(以济阳坳陷为例),济阳拗陷油气区面积25000km2。内部划分了9个凸起，4个凹陷。代表性油田：胜利油田,东营凹陷最大，油田数和地质储量均占整个济阳拗陷的60以上。,主要含油层系：Es3上一Es2下。储量约占全油田总储量的82。油层厚度：一般6080m。孔隙度2635，渗透率210达西以上。有的井口产油超1000t。此外，沙一段、东营组和馆陶组也产油。由于油气源充足，储层物性好，断层封堵能力强。因而含油气层厚度很大。,储层为沙二下块状砂岩，呈一向北抬起的鼻状构造，被近东西向延伸的北掉断层切割，形成断鼻油气藏。,渤海湾盆地属于复杂的叠合盆地，油气勘探开发历程复杂，加上勘探开发理论和技术水平,以及政治经济因素的影响，其石油地质储量 的发现和产量的增长具有明显的波动性和起伏性。对渤海盆地大油田形成的研究，其意义不只阐明形成过程这个理论问题，更重要的是据资源评价资料，该盆地尚有110*108t 资源待发现。而且勘探的难度与日俱增，所以迫切需要在以往的成果的基础上，产生新的思维模式。如果把盆地里七个坳陷中发现的302个油气田（其中大油田25个）的形成问题，都能依照展开整合式思维模式分析一遍，可以预料，对全盆地油气田分布规律的认识会大大推进一步。结合目前盆地情况，建议应当成立必要的科研协调机制，及时收集、处理各种地质、勘探信息，配合区域测井解释制订必要的规划，则可收获令人意想不到的惊喜！,