泌阳凹陷栗园地区基岩油藏石油地质特征.pdf
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1、DOI:10.12401/j.nwg.2023022泌阳凹陷栗园地区基岩油藏石油地质特征李智1,岳欣欣2,杨云飞2,李双建1,张志业2,罗家群2(1.中国石化深部地质与资源重点实验室,北京102206;2.中石化河南油田分公司,河南 南阳473400)摘要:泌阳凹陷栗园地区在基岩露头发现油气显示并钻遇基岩油藏,研究其地质条件和油气成藏过程对指导凹陷油气勘探具有重要意义。以露头、地震、钻井、测录井、岩心、地化资料为基础,深入分析栗园地区基岩油藏形成的油气成藏要素和成藏过程。研究认为:生烃洼陷内核桃园组地层形成的油气在鼻状构造背景下通过断裂砂体复合输导体系向基岩内运移并聚集成藏。中元古界大河群蔡家
2、凹组大理岩在构造作用下发育高角度剪切构造缝和溶蚀孔洞,孔渗性能良好,是主要基岩储层。上覆孤山头组片岩、边界断层泥、上盘泥页岩和稳定基岩内幕水动力条件为油气提供有效保存条件。栗园地区基岩油藏成藏模式分析可为同类型断陷盆地基岩油藏油气勘探提供借鉴。关键词:泌阳凹陷;蔡家凹组;大理岩;封盖条件;输导体系中图分类号:P618.13;TE112.23文献标志码:A文章编号:1009-6248(2023)05-0343-08Petroleum Geological Characteristics of Base Rock Pools in Liyuan Area,Biyang DepressionLI Z
3、hi1,YUE Xinxin2,YANG Yunfei2,LI Shuangjian1,ZHANG Zhiye2,LUO Jiaqun2(1.SINOPEC Key Laboratory of Geology and Resources in Deep Stratum,Beijing 102206,China;2.SINOPEC Henan Oilfield Company,Nanyang 473400,Henan,China)Abstract:Oil and gas shows are found in bedrock outcrop and bedrock reservoirs are d
4、iscovered by drilling inLiyuan area of Biyang Depression.Studying its geological conditions and hydrocarbon accumulation process isof great significance for guiding oil and gas exploration in sags.Based on outcrop,seismic,drilling,logging,mud logging core,and geochemical data,the oil and gas accumul
5、ation factors and formation process of bedrockpools in Liyuan area are analyzed.It is considered that the oil and gas formed in the hydrocarbongenerating de-pression of the Hetaoyuan Formation migrated into bedrock and accumulated in the noselike tectonic settingthrough the faultsand complex transpo
6、rt system.The overlying Gushantou Formation schist,boundary faultgouge,upper wall shale and stable hydrodynamic conditions provide effective capping for oil and gas.The mar-ble of Caijiawa Formation of Dahe Group in Mesoproterozoic developed highangle shear fracture and dissolu-tion hole under the a
7、ction of structure.The pore permeability is good and it is the main bedrock reservoir.Theanalysis of hydrocarbon forming model of bedrock reservoirs in Liyuan area can provide reference for hydrocar-bon exploration of bedrock reservoirs in the same type of fault basins.收稿日期:2021-12-23;修回日期:2022-09-1
8、2;责任编辑:吕鹏瑞基金项目:国家自然科学基金企业重点联合基金“盆地深部地质作用过程与资源效应”(U20B6001),国家自然科学基金企业创新发展联合基金“海相深层油气富集机理与关键工程技术基础研究”(U19B6003)联合资助。作者简介:李智(1989),男,博士,助理研究员,从事盆地构造解析及石油地质综合研究。Email:。第 56 卷 第 5 期西 北 地 质Vol.56No.52023 年(总 231 期)NORTHWESTERN GEOLOGY2023(Sum231)Keywords:Biyang depression;Caijiawa formation;marble;sealin
9、g conditions;pathway system 基岩油藏指赋存在沉积盆地边界大断裂或基底不整合面之下、盆地形成之前古老变质岩或岩浆岩裂缝、溶蚀孔洞内的油气藏(Landes et al.,1960;陈文玲等,2012)。随着勘探进程日趋深入,在中国的酒泉、柴达木、松辽等多个盆地均取得基岩油气勘探突破,展示了巨大勘探潜力(谢恭俭,1981;潘建国等,2007;吴彦雄等,2014;姜亭等,2022)。随着东部老区勘探程度的提高,基岩油藏日益受到勘探家重视,成为资源接替和增储稳产的重要领域。泌阳凹陷位于华北地块和扬子地块碰撞缝合形成的秦岭桐柏大别褶皱造山带之上,是一个受南部唐河栗园泌阳断裂控制
10、的、以古近系沉积为主的中新生代箕状扇形富油气断陷。根据剖面形态,可自北向南将凹陷划分为北部斜坡带、中部深凹带、南部陡坡带(图 1)。凹陷面积为 1 000 km2,油气资源量为4.13108 t,已探明地质储量为 28 152104 t,资源探明率达 68%,目前已进入高成熟勘探阶段(李智等,2020a)。在泌阳凹陷,把中上元古界及上下古生界褶皱变质,以及岩浆岩侵入的结晶基底称为基岩,其内部储集的油气称为基岩油藏。南部陡坡带中 部 深 凹 带北 部 斜 坡 带构造带村庄断层剥蚀线油田面积泌阳安店梨树凹安棚赵凹栗园平氏双河井楼杜坡古城付湾杨楼张厂新庄候庄王集孙岗下二门 下二门背斜构造赵凹安棚鼻状
11、构造双河鼻状构造井楼断背斜古 城 鼻 状 构 造王集新庄鼻状构造工区位置05 km研究区N图 1泌阳凹陷构造纲要、油气田分布及研究区位置图Fig.1Structural outline,distribution of oil and gas fields and location of study area in Biyang depression 栗园地区位于泌阳凹陷南部陡坡带唐河栗园断裂与栗园下二门断裂交汇处,紧邻深凹区,北与安棚鼻状构造毗邻(图 1)。在野外地质踏勘中,发现该地区的大理岩基岩露头中分布有刘碾油苗、小南庄油苗、南庄气苗及栗园沥青等地面油气显示。泌 301 井在基岩内中元古界
12、大河群蔡家凹组(Pt2c)钻遇灰白色荧光大理岩,抽汲日产油量为 2.93 t,酸压抽汲日产油量为 4.83 t,获得基岩油气藏勘探新突破。笔者以露头、地震、钻井、测录井、岩心和地化资料为基础,分析泌阳凹陷栗园地区及周缘基岩地层展布,蔡家凹组大理岩储层缝洞发育特征及孔渗物性特征。根据油源对比,建立栗园地区核桃园组富油洼陷供烃,上覆孤山头组片岩和断层泥封盖,边界断裂近岸水下扇砂体复合输导的基岩油藏油气成藏模式,对同类型断陷盆地基岩油藏勘探具一定借鉴作用。344西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年 1泌阳凹陷基底特征根据重磁、地震深反射资料,结合区域露头和基岩钻井资料,认为泌
13、阳凹陷发育镇平唐河松扒断裂、字母沟二郎山大河断裂等北西南东向展布的基底主干断裂,活动时间长,切割深度大,将凹陷基底分割为北西南东走向呈带状展布的基岩构造岩相带(李智等,2020b)。晚白垩世以来,凹陷南缘受近南北向伸展应力场作用,沿唐河栗园断裂表现为东西向岩脉展布;凹陷东缘受近东西向伸展应力场作用,沿栗园泌阳断裂表现为北北东南南西向岩脉展布(李宗耀等,2017;李承东等,2018;李运冬等,2018)。泌阳凹陷南缘栗园地区出露基岩为中元古界大河群彭家寨组(Pt2p)、蔡家凹组(Pt2c)、孤山头组(Pt2g),上元古界信阳群龟山组(Pt3g)和南湾组(Pt3n),局部见花岗斑岩、花岗岩、角闪辉
14、绿岩出露(图 2)。Pt2g2Pt2g1Pt2g1Pt2g1RRRRPt2pRRPt2cPt2cRRPt3n02 kmN泌 151泌 281泌 102E 栗 1泌 301。泌 3065 5004 5003 5002 5001 500500安 2188泌 338泌 169泌 326。泌 341泌 340。泌 339泌 304泌 318。泌 337。泌 1876 500。栗 1。泌 129。园浅 1。孤山头组下段蔡家凹组Pt2C彭家寨组Pt2P未分花岗岩R异剥的辉石岩南湾组Pt3n试油井孤山头组中段 含油面积构造线500。Pt2g2Pt2g1图 2栗园地区基岩平面展布及蔡家凹组顶面构造图Fig.2
15、Plane distribution of bedrock in Liyuan area and structural map of top surface of Caijiaao formation(1)彭家寨组(Pt2p):岩性为黑云斜长混合片麻岩、蚀变含石墨黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、斜长角闪片麻岩夹石榴矽线石岩及大理石薄层。(2)蔡家凹组(Pt2c):岩性下段为蛇纹石化白云石大理石夹斜长角闪岩,中段为条带状含石墨白云岩大理石、白云岩大理石,上段为条带状含石墨大理石岩夹斜长角闪片岩。(3)孤山头组(Pt2g):岩性下段北部为混合岩化斜长角片麻岩、绿帘斜长角闪岩、透辉斜长角闪岩夹绢云石
16、英片岩及条带状大理石;南部为混合岩化斜长角片岩夹钙质绢云石英片岩、钙质绿泥片岩、二云石英片岩、黑云石英片岩、黑云片岩。中段为混合岩化斜长片麻岩、混合岩化白云变粒岩夹斜长角闪片岩及绢云长石片岩。上段为混合岩化斜长角闪片麻岩及绿帘斜长角闪岩夹混合岩化斜长片麻岩。(4)花岗岩:岩性为斑状花岗岩,RbSr 全岩等时线年龄为 82 Ma,为燕山期侵入。栗园地区基岩储集空间主要为蔡家凹组(Pt2c)大理岩内缝洞。根据钻井层位标定在三维地震资料解释蔡家凹组顶面构造,认为栗园地区蔡家凹组基岩顶面为鼻状构造形态,构造长约为 10 km,宽约为 5 km,面积约为 50 km2,轴向近南北向,向凹陷中倾没。构造隆
17、起幅度上大下小,浅层接近 1 000 m,在深层约为260 m;鼻状构造两翼倾角差异明显,东部较陡达 45,西部较缓为 40,核部倾角 5563(图 2)。2基岩油藏基本特征 2.1油源条件基岩本身不具有生烃能力,其储集的油气来源于毗邻生烃洼陷的富有机质泥页岩中(黄第藩等,2005)。栗园地区紧邻安棚安店深凹区,沉积了巨厚的深湖半深湖相古近系核桃园组,为纹层发育的褐色、褐灰色及黑色页岩,最厚达 3 000 m,分布面积达 640 km2;烃源岩母质类型好,有机质丰度高,生烃条件优越,为基岩油气藏的形成提供了坚实物质基础。第 5 期李智等:泌阳凹陷栗园地区基岩油藏石油地质特征345 通过对泌 3
18、01 井基岩原油的油源对比分析,认为原油显示了高成熟特征,其甾烷分布呈高熟型,具有“低伽马蜡烷含量、高三环萜烷及相对高的 Ts/(Ts+Tm)值”的特征,与核桃园组核三段砂组原油特征一致,进一步证明了基岩油气来源于核桃园组核三段(图 3)。2.2储层特征 2.2.1基岩储层裂缝特征栗园地区基岩油藏主要储集空间为基岩缝洞,是前白垩纪碰撞造山期挤压构造裂缝、晚白垩世基岩风化缝洞和新生代以来伸展构造裂缝的综合体;以构造裂缝为主,还包括非构造片理缝以及微裂缝、溶蚀洞和晶间隙等。受北西西向和北东向基底断裂影响,基岩裂缝以340350和 55两组裂缝最为发育。裂缝性质以剪切缝为主,约占 90%;张性缝较少
19、,约占 10%;倾角大多在 70以上(图 4);构造裂缝发育强度与地层时代、基岩坚硬程度、发育构造部位等均有关。地层或岩层时代越老,裂缝越发育。同时期地层或岩层中,块状岩石比片状、片麻状岩石裂隙发育;块状岩石中较软岩石比较硬岩石裂缝密度高,但延伸短、产状不稳定。基岩岩性不同,裂缝发育程度有所差异,据钻井岩心观察,大理岩裂缝密度大于 27 条/m,花岗岩裂缝密度为 25 条/m,细碧岩裂缝密度为 15 条/m,片岩仅为2 条/m。同时期同岩性地层,裂缝在断裂附近、褶皱轴部及倾没端相对更为发育(朱伟鸿,2016)。构造缝通常直立、平行或低角度斜交岩心轴,普遍充填、半充填矿物质,张开缝少见;片理缝通
20、常陡倾,很少充填。早期构造缝多为方解石、石英、黄铁矿、泌 301 井基岩赵 43 井 H3 油组泌 255 井 H3 油组图 3泌 301 基岩与赵 43 井、泌 255 井 H3砂组原油的甾萜烷分布特征图Fig.3Distribution characteristics of steranes in B301 bedrockand H3 sand formation crude oil of Z43 and B255 wells acdba.栗 1 井(2 686.4 m)大理岩“X”型共轭缝;b.栗 1(2 686.25 m)大理岩 垂直缝;c.泌 334 井(2 475.6 m)大理岩“
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