江城学院石油及天然气地质学课程设计引言小组成员:组长:任务分工:资料收集:全组成员资料筛选:报告最后审核: 1目录一、区域地理位置及大地构造分区 2二、渤海湾地层、构造特征 22.1渤海湾地层特征. 22.1.1晚元古代—准地槽发育时期 22.1.2早古生代(Є-O2)—地台发育时期 22.1.3晚古生代(C2-P)—地台含煤建造时期 22.1.4中生代—断陷和火山活动时期 22.2渤海区域构造 22.3济阳凹陷地层、构造 4三、 济阳凹陷构造—沉积演化特征 53.1 沉积相类型 53.1.1 碳酸盐台地相 53.1.2 泻湖相 73.1.3 潮坪相 83.1.4 障壁岛相 8.3.1.5 三角洲相 93.1.6 河流相 103.1.7 湖泊相 103.2 沉积体系及其发育特征 103.2.1 台地-泻湖沉积体系 113.2.2 障壁岛-泻湖-潮坪复合沉积体系 113.2.3 三角洲沉积体系 123.3 岩相古地理特征 14四、济阳凹陷石油地质条件:烃源岩特征、储层特征、生储盖组合及圈闭特征 144.1济阳坳陷烃源岩特征 144.2源岩的排烃门限 154.3源岩的排烃率 154.4济阳凹陷储层特征 184.4.1储层发育与几何特征 184.5储层的沉积控制 214.6沉积相与砂岩储层物性 224.7 济阳凹陷生储盖组合及圈闭特征 224.7.1.1逆断层圈闭 234.7.2生储盖组合的类型 244.7.3生储盖组合的分级及主要生储盖组合 25五、研究区油气运移特征及油气成藏特征 275.1济阳凹陷油气成藏特征 275.2济阳坳陷油气运移特征 28六、济阳凹陷油气分布及油气有利的富集带 31一、区域地理位置及大地构造分区渤海湾盆地包括北京、天津两市和河北、三东、河南、辽宁四省的一部份及渤海海域,面积近20万平方公里。
大地构造位置:东临阿胶隆起,西以山西台背斜为邻,南靠东濮坳陷南缘,北接燕山褶皱带,是中朝准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盆地二、渤海湾地层、构造特征2.1渤海湾地层特征.2.1.1晚元古代—准地槽发育时期吕梁运动以后在内蒙古陆南缘,张家口-北票断裂南侧,形成一个近东西向沉降带—燕山准地槽沉积了巨厚的上元古界碎屑岩、碳酸盐岩、灰岩北侧蓟县最厚(9400m)2.1.2早古生代(Є-O2)—地台发育时期广阔浅海环境,沉积厚达1000-1500m的碳酸盐岩夹少量泥岩和蒸发岩 加里东运动—地台整体抬升,经受了长期的分化剥蚀(缺失O3-C1)2.1.3晚古生代(C2-P)—地台含煤建造时期整体下沉,海陆交互相沉积,厚200-400mC3最好成煤期,P接受陆相碎屑沉积,煤系地层2.1.4中生代—断陷和火山活动时期P后的海西运动,地台持续抬升T仅在部分地区有零星陆相碎屑岩沉积,印支运动形成许多大型背斜构造J、K沉积于断陷中,火山活动强烈边缘深大断裂形成,渤海湾盆地雏形形成2.2渤海区域构造基岩地质图显示渤海湾盆地基底岩层受印支运动和燕山运动影响发育有一系列近EW向、NNE-NE向的褶皱和逆断层等挤压构造变形。
基岩露头展布表明渤海湾盆地西部、北部在侏罗纪之前的剥蚀作用明显强于东部和南部地区基岩地层形成的区域褶皱轴向及各亚构造层之间的不整合面接触关系反映出在下-中三叠统沉积之后至下-中侏罗统沉积之前的某个“关键时刻”渤海湾地区发生了一次重要的构造变革,导致早期的近EW向构造被NNE-NE向构造替代而从区域应力体制来看,下-中侏罗统沉积之后渤海湾地区的区域构造环境发生了重要变化从中生代早期的挤压构造环境变为以裂陷作用为主的构造演化时期2.3济阳凹陷地层、构造盆地的形成和演化与板块运动有密不可分的关系中国陆相盆地的形成和演化是古生代以来板块运动的必然产物济阳坳陷位于渤海湾盆地东南部,东以郯庐断裂为界,西北与埕宁隆起相接,南邻鲁西隆起,东宽西窄,面积约 26000km2(宗国洪等,1999)是渤海湾盆地中的一个次级构造单元晚古生代时期,由于全球新的动力学系统的调整,华北板块下沉并重新开始接受沉积作用,形成了稳定的克拉通盆地中生代时期,华北板块东部地区在周围板块和郯庐断裂带的联合作用下,以裂谷活动为主,形成了一系列的裂谷盆地进入中生代中晚期至新生代,华北板块东部地区周缘受太平洋板块的影响,开始了以断裂活动为主的断裂隆升和断裂陷落,形成了一系列的断陷盆地。
渤海湾盆地正是在这种构造背景下经历了从克拉通盆地-裂谷盆地-断陷盆地的演变总体而言,石炭-二叠纪以来,济阳坳陷主要经历了印支运动、燕山运动和喜山运动等几期构造运动,形成了不同性质的盆地类型,具有各自不同的沉积特征(表 2-1,2-2)3、 济阳凹陷构造—沉积演化特征3.1 沉积相类型结合前人对华北地区沉积相研究成果,并通过对各种典型相标志的综合分析,认为本区石炭-二叠系主要发育陆表海滨岸环境下的碳酸盐台地相、泻湖相、潮坪相、障壁岛相、海陆过渡环境的三角洲相以及陆相环境的河流相、湖泊相等沉积相类型3.1.1 碳酸盐台地相本区碳酸盐台地相主要分布于上石炭统地层中,可进一步细分为开阔台地相、局限台地相以及台地泥炭坪相三种类型主要发育岩性为生物碎屑泥晶灰岩、泥晶生物碎屑灰岩以及生物碎屑灰岩,具有块状层理,丘状交错层理生物化石种类繁多,以腕足类和蜓类生物化石居多自然伽马曲线表现为齿状负偏移,电阻率曲线为高值,幅度较大,呈指状在地震剖面上表现为强振高连低频平行反射1)开阔台地相开阔台地相是本区最为发育的碳酸盐沉积相,其岩性主要以生物碎屑灰岩和生物碎屑泥晶灰岩为主,具有块状层理和丘状交错层理(图 3-1)。
生物化石种类繁多,多发育窄盐性生物腕足类、珊瑚类等及广盐性生物有孔虫和介形虫等此外,对开阔台地相石灰岩酸不溶残渣分析可知,其酸不溶残渣含量较低,一般低于 5%,说明沉积时水体较为清澈,陆源混入物质较少(表 3-1)开阔台地相常常与局限台地相和泻湖相共生开阔台地相发育石灰岩厚度大、横向展布稳定,在区域内具有很好的对比性,如本区本溪组上部的徐家庄灰岩2)局限台地相该相位于低潮面以下,为一受局限-半局限条件的、海水盐度正常或微淡化的环境、陆源物质供应较多条件下发育的碳酸盐岩沉积体,所以其岩石类型以泥晶灰岩、生物碎屑泥晶灰岩以及含生物碎屑泥晶灰岩为主,有时可见泥灰岩,普遍具有波状层理和块状层理(图 3-1)生物化石种属比较单调,主要可见广盐性生物化石,如腕足类、有孔虫和介形虫等同时也发育能反映局限、平静-弱动荡水体条件下的遗迹化石,如动藻迹、针管迹、蠕虫迹和水平潜穴等其酸不溶残渣含量较高,一般在 10~40%,且变化较大,说明有一定的陆源物质混入(表 3-2)局限台地相常常与开阔台地相和泻湖相共生,该相不如开阔台地相分布广泛,且发育的石灰岩厚度小、横向展布不稳定,常常呈透镜体状产出在区域上对比性较差,如本区本溪组下部的草埠沟灰岩。
3)台地泥炭坪相台地泥炭坪相是指在碳酸盐台地上直接成煤的环境该环境成煤条件较差,一般煤层厚度较薄或为煤线并与碳酸盐台地和潮坪相共生(图 3-2)这种成煤环境为一种海相成煤环境,具有半咸水-咸水性质3.1.2 泻湖相泻湖相主要发育于上石炭统本溪组和太原组中,岩石类型主要为灰色、灰黑色泥岩,砂质泥岩,常发育水平层理和块状层理,含有植物化石碎屑(图 3-3)具少量动物化石,且种属较为单一,个体较小常与障壁岛相和潮坪相共生视电阻率曲线平直、光滑,自然伽马曲线呈小锯齿状,反映了一种较为稳定、安静的水体环境在地震剖面上表现为中振中高连平行反射微量元素测试表明:B 含量在 40~500ppm,一般在 60~200 ppm;B/Ga 值为 1.0~7.3,一般为 1.0~4.0;Sr/Ba 值为 0.5~13.0,一般为1.0~3.0这些地化指标均反映了泻湖沉积的水体条件是介于淡水与海水之间的一种半咸水环境3.1.3 潮坪相潮坪相广泛分布于障壁岛岛后地带以及泻湖周围地带根据潮汐的变化,可以将潮坪相划分为:潮上坪、潮间坪和潮下坪根据潮坪沉积物的特征又可细分为泥坪相、混合坪相和砂坪相潮坪相主要发育泥岩、砂质泥岩和粉细砂岩为主,砂岩分选性较好,波状层理、双向交错层理、羽状交错层理等较为发育(图 3-4)。
在粒度概率曲线上现为多段式,以跳跃总体为主,常具有两个次总体,悬移总体含量少潮坪沉积物的测井曲线的视电阻率和自然伽马值较小,曲线呈光滑的线形当煤层或砂岩发育时,曲线幅度增加,此时曲线呈锯齿状,反映出水动力条件周期性变化的特性在地震剖面上主要表现为弱振低连中频亚平行反射特征3.1.4 障壁岛相障壁岛相主要发育于上石炭统太原组中,岩性以中、细粒石英砂岩为主,少量粗粒石英砂岩和含砾中粗粒石英砂岩,沉积构造以楔形交错层理、板状交错层理、双向交错层理和波状交错层理为特征(图 3-5)砂岩成分成熟度较高,结构成熟度高,分选好,磨圆度高,杂基含量一般小于 10%粒度概率曲线呈 3~4 段式,以跳跃总体为主,悬移总体和牵引总体含量少;跳跃总体由 2~3 段不同斜率的次总体组成,是波浪作用和回流双重作用的结果,反映了沉积物受潮汐和波浪的联合作用的结果障壁岛常与泻湖相、潮坪相和碳酸盐台地相相邻共生自然电位和电阻率曲线多呈钟形、漏斗形或齿状,箱形较少,齿化程度不同,电阻率曲线幅度较高,反映出由下而上粒度变粗的逆粒序特征在地震剖面上呈丘型或乱岗状反射3.1.5 三角洲相主要发育于二叠系中下统山西组和下石盒子组中。
具有平原极其发育,前缘不甚发育之特点岩性组合主要为砂泥岩夹多层薄煤层及炭质泥岩三角洲平原的大面积发育造就了广泛的成煤环境本区主要发育三角洲平原分流河道、泥炭沼泽、分流间湾和天然堤微相分流河道主要发育中粗粒砂岩、含砾粗砂岩等,具砂纹交错层理、楔状交错层理等,垂向上呈正粒序泥炭沼泽相主要发育暗色泥岩,炭质泥岩,块状层理分流间湾相中主要发育灰色、灰黑色泥岩和泥质砂岩天然堤相在本区不甚发育,主要发育砂泥岩互层,见微波状层理(图 3-6)三角洲平原分流河道自然电位和电阻率曲线都呈钟形或箱形,多呈锯齿状,电阻率曲线高值,顶渐变底突变泥炭沼泽自然伽马曲线表现为负偏移,电阻率曲线为低值,幅度较大天然堤相自然电位曲线呈锯齿状3.1.6 河流相河流相主要发育于二叠系下石盒子组和上石盒子组沉积时期,本区河流相具有典型的曲流河沉积特征主要发育含砾石英砂岩和中粗粒石英砂岩与红色、紫红色泥岩互层,反映了典型的二元结构之特点砂砾岩中沉积构造主要见大型楔状、板状和槽状交错层理,垂向上发育典型的正粒序(图 3-7)主要发育边滩、河床滞流沉积和河漫滩沉积微相,局部发育沼泽相,发育薄层煤线边滩微相在自然电位和电阻率曲线多表现为钟形,少量为漏斗形,与自然电位相比电阻率曲线幅度更大,底部突变。
地震剖面上表现为外部形态呈顶平底凹型透镜体状的河道充填型地震反射特征,内部反射杂乱3.1.7 湖泊相湖泊相主要发育于二叠系上统石千峰组中,由于本区石千峰组剥蚀严重,分布范围有限,仅在局部零星发育,不是本次研究重点但是通过对济阳坳陷邻区淄博博山剖面的详细研究,结合少量的区内钻井资料得出,本区石千峰组主要发育滨浅湖相浅紫色、紫红色粉砂岩夹砂质泥岩,滩坝和三角洲砂体较为发育(图 3-8)3.2 沉积体系及其发育特征沉积体系是指一套有成因联系的沉积相的组合许多地质学家对华北地块不同沉积体系研究都做了大量。