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1、金湖凹陷油气生成与成藏研究,一、前言二、区域地质概况三、金湖凹陷沉积特征四 、阜宁组烃源岩评价五、油源对比六、阜f宁组成藏规律研究七、结论和认识,一、前言,经过数十年的勘探，金湖凹陷已发现了丰富的油气资源，以下第三系古新统阜宁组为主要的油气富集层段，其中阜宁组油气主要来源于阜二段。前人已经对研究区油气富集规律及成藏期次进行了大量的研究。,二、区域地质概况,苏北盆地构造分区概况,金湖凹陷位于苏北盆地东台坳陷西部，形成于晚白垩纪之后，是一个由于断块体的差异升降而形成的南断北超的箕状凹陷，杨村断层为凹陷的边界大断层，石岗及铜城断层为次一级断层。北起建湖隆起，南至天长凸起、菱塘桥低凸起，西与张八岭相连
2、，东邻柳堡低凸起，地跨江苏、安徽两省，面积5000km2。凹陷北部有三河、汜水次凹相隔石港断层，唐港构造带；凹陷南部有汊涧、龙岗次凹，受控于杨村断层，成北北东向展布。,经过50余年的勘探，金湖凹陷发现了一批以复杂断块油气藏为主的中、小型油气田。截止目前，金湖凹陷已发现探明地质资源量16900万吨，探明8316万吨，中深层（2100m）低渗透储量734万吨，已进入中高成熟勘探阶段。从勘探潜力与勘探意义上分析来看，金湖凹陷的龙岗次凹与汜水次凹是金湖凹陷勘探比较有利的两个地区。今后勘探的主要方向是向深层、隐蔽性油气藏发展。金湖凹陷多为低渗透型油藏。地质研究与勘探实践表明，金湖凹陷目前已进入中高勘探程
3、度阶段，勘探难度越来越大。因此，利用油气勘探的新理论新方法，对研究区开展深入研究，成为油气勘探工作者的当务之急。,三、金湖凹陷沉积特征下第三系古新统阜宁组（E1f）是一套水进式沉积，岩性自下而上由粗变细，属正旋回，厚约1100-1500米。进一步可细分为四个段，自下而上可分为阜一段、阜二段、阜三段、阜四段，岩性段之间大都整合接触，岩性由粗到细可分为二个正旋回，正旋回上部的阜四段和阜二段的半深-深湖相泥岩为主的岩系是主要的生油岩系。（1）阜四段（E1f4）：由灰黑色泥页岩夹薄层泥灰岩与油页岩组成。缺乏明显向上变细的河道层序，主要表现为浅湖泥岩夹砂坝和席状砂及远砂坝砂体。阜四段属于恒定物源供给的三
4、角洲体系。,（2）阜三段（E1f3）：灰色粉细砂岩与灰黑色泥岩互层。根据岩心描述可确定阜三段主要为三角洲前缘沉积，以水下分流河道、河口砂坝和席状砂等沉积微相为主。物源主要来于张八岭隆起和建湖隆起，砂体厚度20-30m。（3）阜二段（E1f2）：主要岩性以灰黑色泥岩夹泥灰岩、油页岩及生物灰岩为主，岩性由细到粗。在其底部及中下部为暗色泥岩夹粉砂岩和具有空隙结构的生物灰岩，常形成良好的自生自储的生储盖组合，厚度为0-350m。阜二段沉积相是比较典型的滩、坝类型，碎屑岩主要为河控三角洲沉积。,在阜二段沉积中后期，随着河流供屑能力的减弱，开始生成碳酸盐沉积，岩性以生物灰岩为主，见少量薄层鲕粒灰岩和藻灰岩
5、。（4）阜一段（E1f1）：主要为红色砂泥岩沉积，系整个阜宁组正旋回的底部次级旋回，岩性由粗到细。根据钻井取心沉积特征分析，阜一段为浅水充氧陆源湖波沉积，湖泊水体相对较浅，沉积作用类型以浅水三角洲体系的分流河道，分流间和远端席状砂为主，河口砂坝砂体发育较差。整个凹陷大体为河道和砂泥互层的正韵律。砂体厚度自边缘向凹陷中心变薄，但砂体的形态受到物源的控制。,沉积旋回,金湖凹陷主要发育两套烃源岩：阜宁组阜二段、阜四段(1) 阜四段烃源岩为大套暗色泥岩火薄层泥灰岩及油页岩，总体处于低熟阶段，只有深凹部位达到了成熟，阜四段烃源岩厚度约为200m,面积达3798km2，沉积相为半深湖相。(2) 阜二段烃源
6、岩为灰黑色泥岩火薄层泥灰岩、生物灰岩或鲡粒灰岩，总体成熟度较高。该套烃源是研究区的主要烃源岩。阜二烃源岩厚度约为150m,面积达4847km2，积相为半深湖相。金湖凹陷生储盖组合分析(1)生油层：阜宁组阜二段、阜四段。,(2)储集层：金湖凹陷主要的储集层是砂岩储集层，阜宁组除发育阜一段、阜二段、戴南组二套砂岩储集层外，阜二段下部和阜四段下部砂岩也较发育，其中阜二段下部砂层是金湖凹陷南部的最有利的储集层。（3）盖层：金湖凹陷存在着两种类型的盖层:区域性盖层和局部性盖层。区域盖层主要有阜二段和阜四段两套。研究区发育多套局部盖层，主要包括:阜二段局部盖层、戴一段顶部盖层等。其中阜二段有大量的油气聚集
7、，局部盖层对油气藏的形成起重要作用。,（4）生储盖组合：金湖凹陷南部主要发育三种生储盖组合型式:中生上下储组合型式，阜二段发育源岩与储集体，运移到阜二段储集体和阜一段顶部储集体中聚集成藏;同时，部分油气向上覆阜三段，阜四段运移，聚集于阜三段，阜四段，构成中生上下储组合。下生上储组合型式，阜四段优质烃源岩位于其中上部，戴南组砂体发育，在龙岗地区阜四段砂岩不发育，阜四段生成的油气上排，在上覆戴南组储集体运移和聚集，在戴南组局部盖层遮挡下形成下生上储组合。自生自储组合型式，阜二段和阜四段顶部源岩生成油气，在阜二段和阜四段储集层内聚集成藏，形成自生自储组合。,四、阜宁组烃源岩评价,1、有机质类型 2、
8、有机质丰度 3、有机质成熟度,4.1 有机质类型 有机质类型反映了有机质质量，不同的成油母质类型具有不同的油气生成能力。有机质类型多为IIA型，有少数样品属于I型和III型。东部烃源岩有机质类型好于西部烃源岩。有效生油岩以I和IIA型干酪根为主（表3-2）。其中I和IIA型干酪根在阜二段中占62.5%-67.3%，在阜四段占63.7%-78.5%，说明两套生油岩均有良好的生油能力。,表4-1金湖凹陷烃源岩有机质类型,4.2 有机质丰度烃源岩中有机质是油气形成的基础，是决定岩石生烃能力的主要因素。有机质丰度的指标包括有机碳含量（TOC）、氯仿沥青“A”、总烃含量（HC）等（黄第藩等，1994）。
9、根据黄第藩等在1994年根据我国陆相烃源岩有机质丰度，提出有机质丰度评价标准（表3-1），金湖凹陷有机质丰度参数大都在较好-好级别。 （1）阜宁组有机碳（TOC）含量集中于0.7%-1.5%范围内，平均有机碳含量（TOC）1.54-3.48%。阜四段有机碳（TOC）含量最高，为2.38%，其次为阜二段中部，阜二段下部有机碳含量偏低。,（2）有效烃源岩的氯仿沥青“A“相差不大，集中于0.050%-0.250%，平均0.1240%-1.3187%。 （3）有效烃源岩总烃含量S1+S2集中于200-2000 ，平均总烃含量S1+S2：750-2210 。 有效烃源岩有机质丰度相差不大，未成熟生油岩具
10、有相对较高的有机质丰度，较好的母质类型。 表4-2我国陆相生油岩有机质丰度评价标准（黄第藩等，1994）,4.3有机质成熟度 有机质热演化程度是衡量有机质生烃的重要指标，表示有机质向油气转化的热演化程度（张厚福等，1999）。源岩中C2920S/（20S+20R）大多在0.30左右，C3122S/（22S+22R）在0.56左右，符合低熟油的标准。阜四段原油主要来自于石岗断裂带和龙岗次凹附近，正构烷烃以nC23为主峰，奇碳优势，OEP1.00，为未熟油。阜二段原油在研究区广泛发育，构烷烃以nC22为主峰，偶碳优势，根据甾烷异构体比值C2920S/（20S+20R）将阜二段原油进一步划分为未成熟
11、-低成熟和低成熟-中成熟原油。其中未熟-低熟原油，主要分布石港、唐港、闵北及程庄、东阳地区，油藏以环状分布在汜水及东阳次凹范围，C2920S/（20S+20R）0.3。 总的来说，金湖凹陷E1f2和E1f4烃源岩大都处于未熟低成熟阶段，加之两套烃源岩有机类型好，丰度高，显示出较高的生油潜力。E1f2烃源岩厚度大，大部分地区均达到低成熟成熟阶段，是本区的主要烃源岩。目前发现的E1f组油藏多来自E1f2。在石港地区的E1d1出现以E1f4为烃源岩的油气藏和部分地区出现的混源油气藏，表明随着埋深的增加，E1f4烃源岩达到其生排烃期，是未来勘探所应主要的。,五、油源对比,油源对比包括油气与源岩以及不同
12、油层油气之间的对比，其目的在于追踪油气层中油气的来源。通过对比研究可以搞清含油气盆地中石油、天然气与烃源岩之间的成因联系，油气运移的方向、距离和油气次生变化。从而进一步圈定可靠的油气源区，确定勘探目标，有效地指导油气勘探开发。残留烃源岩中的干酪根提取物与原油组分之间的对比可确定油气来源。垂向上看，阜四段原油来自阜四段，阜三段原油既可以来自阜四段又可以来自阜二段，具有混合油源的特征，阜二段原油来自阜二段，且阜二段为主要的产油段（刘军等，2005）。平面上可根据原油-原油特征参数对比，原油-烃源岩成熟度指标进行对比。,（1）原油-原油特征参数对比 C27和C28甾烷指示低等水生藻类生源输入，而C2
13、9甾烷则指示高等植物来源。以C2920S/20S+20R=0.35，C2920S/20S+20R=0.25为界线，根据江苏油田研究院做的金湖凹陷油气包裹体甾烷生物标志化合物（表3-3）可看出闵北（李1井、吕1井、闵15-1井、闵15井）卞（卞1井）闵（闵14井）杨（杨1井）-西斜坡（南1井、范1、6井）阜二段原油成熟度递增，李1井和吕2井原油成熟度十分接近，证明了东、西部原油的油源区是不同的。西斜坡原油可能来源于三河次凹，而卞闵杨原油则可能来源于汜水或龙岗次凹（表3-4）。,六、阜宁组成藏规律研究,油气成藏期分析是油气成藏研究的重点都是，确定油气藏形成的时间对研究油气藏的形成及分布，不仅有重要
14、的理论意义，而且对指导油气田勘探开发有重要的实用价值。常用的油气成藏期的判别方法很多，例如生排烃期法、圈闭形成时间以及流体历史分析等。本次主要通过包裹体均一温度结合时间-温度埋藏史确定油气成藏期次。根据烃源岩主要排烃期根据圈闭形成时间根据流体包裹体均一温度油气成藏期次研究,根据烃源岩主要排烃期,油气藏的形成是油气生成、运移、聚集的结果，油气自烃源岩生成后，经过初次运移和二次运移，才可能在圈闭中聚集成藏。因此，烃源岩中油气生成并排出的主要时期，代表了油气藏可能形成的最早时期。根据对烃源岩的热史及埋藏史分析，研究区阜二段，阜四段两套源岩的主要生、排烃期相同。阜二段、阜四段生油岩从戴南组开始生烃，但
15、数量较少，主要生排烃期为三垛组沉积末期，阜二段生油岩在三垛组末期生烃量占总生烃量的36.0%，排烃量占总排烃量的59.4%，阜四段生油岩在三垛组末期生烃量占总生烃量的39.3%，排烃量占总排烃量的65.6%（何胜，2007）。因此油气藏形成的最早时期应该主要是三垛组末期沉积期（表4-1、图4-1）。,表4-1 金湖凹陷烃源岩不同时期排烃量表（单位： t）,图4-1 金湖凹陷烃源岩不同时期排烃量分布直方图（何胜，2007）,根据圈闭形成时间,油气藏的形成是油气在圈闭中聚集的结果，只有形成了圈闭，油气才可能在圈闭中聚集。因此，油气藏形成时间不会早于圈闭的形成时间，即圈闭形成时间限定了油气藏形成的最
16、早时间。 古近系阜宁组末期的吴堡事件结束了苏北盆地坳陷沉积，开始了戴南、三垛时期多物源、窄相带、各次级凹陷分割的断陷沉积，造就了阜宁组含油层系的主要断层圈闭。始新世晚期的三垛事件是一次大规模的断裂发育期，几乎所有断裂在此时达到高峰，并造成上下盘厚度差异；,除、级断层在盐城期仍有活动外，绝大多数、级断层在三垛事件时结束。三垛事件造成苏北盆地整个沉积背景转化为坳陷沉积，在Ny期构造运动渐缓而以披覆式沉积为主。 新近系三垛运动期形成了大量的断块、断鼻圈闭，吴堡期形成的圈闭也在此期接受改造，三垛事件后，这些圈闭基本定形，为金湖凹陷油气聚集提供了有利的场所。因此可判断出油气藏可能形成的最早时间是三垛组沉积期。,根据流体包裹体均一温度,金湖凹陷阜二段油气成藏期次研究主要是通过流体包裹体的均一温度进行研究。储层中的流体包裹体是储层成岩过程中被自生矿物晶格所捕获而形成的油气水包裹体，其记录了油气水充注储层时的组成、性质及物理化学条件。不同自生矿物或不同期次的胶结矿物捕获的包裹体，其组成和物理化学性质不同，这些特征是油气藏形成演化历史的直接标志（张金亮，1998）。,
