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震旦系—下古生界古油藏解剖

时间:2022-02-01 百科知识 版权反馈
【摘要】:本次重点解剖慈利南山坪震旦系灯影组、霍邱寒武系、京山奥陶系及通山志留系等典型古油气藏的成藏过程,探讨油气成藏的特征。第三期,235~178Ma,中三叠世,上震旦统—下寒武统烃源岩进入过成熟阶段,干酪根裂解生干气,生气强度小,同时古油藏中的原油开始裂解,至晚三叠世,古油藏裂解进入高峰期,原油裂解型烃源灶为古油藏提供大量的天然气。从晚古生代至中三叠世,南山坪宽缓背斜继承性发展,并得到进一步的加强。
震旦系—下古生界古油藏解剖_东秦岭-大别造山

本次重点解剖慈利南山坪震旦系灯影组、霍邱寒武系、京山奥陶系及通山志留系等典型古油气藏的成藏过程,探讨油气成藏的特征。

4.1.1.1 湘鄂西慈利南山坪灯影组古油藏

南山坪古油藏位于湖南省慈利县,主要以固体碳质沥青形式赋存于震旦系灯影组云岩中,沥青呈四种产出状态:①块状沥青——多发育在相对较宽的裂缝中,沥青比较明亮,类似镜煤的光泽,刚性较强,用锤敲打似煤块碎裂;②碎渣状沥青——光泽不如块状沥青,主要发育在多期共轭裂缝或节理发育的地方,形成初期充填在裂缝中,后在多期裂缝的改造下挫碎;③薄膜状、薄层状或脉状沥青——分布最广,具似泥煤的光泽,主要发育在小裂缝或微裂缝中;④零星沥青——不易辨认,似莓苔状,光泽暗淡。

1.成藏要素配置

油气源对比表明,南山坪灯影组古油藏的固体沥青油源主要来自下寒武统烃源岩,同时也有震旦系烃源岩生烃混入。下寒武统泥质烃源岩在湘鄂西地区分布范围广,为区域性的烃源岩,南山坪一带厚80~90m,有机碳含量1.62%~5.0%,平均3.04%,属好烃源岩,等效镜质体反射率3.5%~4.0%,已处于过成熟演化阶段。

古油藏上震旦统灯影组储层以台缘浅滩-滩间沉积为主,灯影组上段粉细晶白云岩孔隙度一般为10%左右,以残余粒间孔和成岩作用产生的溶孔与压溶缝隙为主要储集空间,属好到较好的储集岩。

南山坪古油藏的盖层是下寒武统牛蹄塘组和杷榔组,主要为碳质泥岩、灰质泥岩、粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩,也有少量泥灰岩、灰岩及粉砂岩等,盖层总厚度为400m以上。目前在此盖层之上,中-上寒武统和奥陶系储层中没有发现油气显示和固体沥青,表明盖层具有封盖作用。

2.油气成藏期次

慈利南山坪震旦系灯影组包裹体发育,一般产于充填裂缝的亮晶方解石脉中,呈串珠状成带成群展布,个体小,多为3~5μm,个别可达10~15μm。可观察到四类包裹体,其中以沥青包裹体为主,其次为气态烃包裹体,盐水包裹体和含烃盐水包裹体含量相对较少。第一类为沥青包裹体,为棕褐色-黑色,其大量发育,占到43.67%;第二类为气态烃包裹体,常温下基本为单一的气相,无色、无荧光,其含量也较高,其相对含量为22.78%;第三类为含烃盐水包裹体,包裹体壁略厚,液烃附着在包裹体内壁和气泡外缘,单偏光下为浅褐色,包裹体具有微弱的荧光,有一定的含量;第四类为无机盐水包裹体,单偏光下无色透明,其含量较少。

上震旦统灯影组储层流体包裹体中含烃盐水包裹体的含水达90.9%,甲烷为6.9%,C2+及以上组分占总量的2.2%。从组分上分析,包裹体中含有甲烷以及C2+组分表明为油气充注所形成的,其温度可以代表该期油气充注时储层中的温度。

南山坪地区震旦系包裹体形成期次可划分出三期,即105~130℃、130~180℃、180~200℃。含烃包裹体中含有甲烷和乙烷组分,证实该包裹体为油气充注时形成,均一温度约为158℃。结合埋藏史-古地温图(图4-1-1),通过均一温度的投影可得出:

图4-1-1 慈利南山坪剖面埋藏史-古地温图

第一期,375~290Ma,下寒武统烃源岩成熟并进入生油高峰期(375Ma),大量的液态烃沿着不整合面或孔隙喉道运移至灯影组储层中形成原生古油藏。储层中主要发育含烃包裹体和液态烃包裹体,但是由于后期深埋,液态烃包裹体基本消失,含烃盐水包裹体和共生盐水包裹体的均一温度为105~125℃。

第二期,250~240Ma,下寒武统两套烃源岩相继进入生气高峰期(245Ma),干酪根热降解生湿气,同时由于地层倾向反转,开始接受鹤峰一带下寒武统烃源岩干酪根生气供给。此时主要为天然气充注,储层中主要捕获气烃包裹体和含烃盐水包裹体,含烃盐水包裹体和共生盐水包裹体的均一温度为145~160℃,此阶段盐水包裹体冰点温度很低,即包裹体捕获时盐水矿化度高,油气保存条件好。

第三期,235~178Ma,中三叠世,上震旦统—下寒武统烃源岩进入过成熟阶段,干酪根裂解生干气,生气强度小,同时古油藏中的原油开始裂解,至晚三叠世,古油藏裂解进入高峰期,原油裂解型烃源灶为古油藏提供大量的天然气。该阶段中储层主要形成一些高温包裹体,包裹体较小,多以气烃包裹体为主,包裹体均一温度为185~200℃。

3.成藏过程重建

(1)加里东—海西期:原生油藏形成期。志留纪末期,下寒武统烃源岩进入生油门限,原油逐渐生成;根据构造发育史研究,志留纪初期南山坪地区是一个发育在斜坡带上的宽缓背斜,该地区上震旦统灯影组储层形成大量溶蚀孔洞,储集性好;早寒武世,发生大规模的海侵,巨厚的下寒武统泥页岩大面积连片分布,从而斜坡地带容易形成地层圈闭或者地层-岩性圈闭或宽缓背斜圈闭,油气聚集条件有利,南山坪原生古油藏形成。从储层中捕获的包裹体特征表明,该期发育大量的含烃盐水包裹体,包裹体均一温度为105~130℃,同时该期包裹体冰点温度较高,表明形成时期的地层水矿化度相对较低,地层没有达到一定的深埋。

志留纪至泥盆纪初,中扬子地区抬升,志留系顶部发生剥蚀,沉积间断,烃源岩热演化速度缓慢。早二叠世中扬子地区开始快速沉降,接受桑植—鹤峰一带烃源灶生烃供给,至早三叠世初下寒武统烃源岩达到生油高峰期,早三叠世末期,烃源岩开始生气。从晚古生代至中三叠世,南山坪宽缓背斜继承性发展,并得到进一步的加强。

(2)印支期:油裂解型烃源灶接力供烃期。早三叠世,桑植—鹤峰一带下寒武统烃源岩达到生气高峰期(Ro>1.3%),大量的天然气由生烃中心向古隆区运移聚集,慈利南山坪古斜坡位于油气有利运移指向区,接受生烃中心的供气。此时储层中主要捕获含气态烃包裹体,包裹体中烃类组分主要为甲烷,同时含有一定量的乙烷及以上组分,包裹体均一温度主要为150~160℃。

中三叠世中期,原生古油藏中的原油开始裂解生气,在印支晚期进入主力裂解期,该阶段裂解气强度增大,属于高效气源灶,具有高充注的特征。

晚三叠世末期,原生油藏中原油几乎全部裂解成气和沥青,原生油气藏转化为纯气藏。储层中主要捕获一些高温包裹体,包裹体较小,均一温度为185~200℃,主要为含气态烃包裹体和沥青包裹体,包裹体无荧光显示。原油裂解生气同时,天然气也不断散失,天然气除了构造散失外,还以吸附、溶解散失以及扩散等方式散失。

(3)燕山早期:残余气藏形成期。晚三叠世末期,研究区受到强烈的挤压作用和抬升作用,使下寒武统牛蹄塘组烃源岩油气生成活动停止,此时南山坪背斜形成,灯影组聚集了残余油气;中侏罗世末期,在燕山运动主幕(Ⅱ幕)强烈的挤压作用下,造成逆冲断层的强烈活动和断层相关褶皱的发育,南山坪地区发育断展背斜,其平面规模与现今的南山坪复背斜相当;晚侏罗世进一步隆升剥蚀作用增强;晚侏罗世末、早白垩世末和晚白垩世末等均有较强的构造活动,南山坪背斜表现在原来规模较大较完整的一个背斜变成一个受断层切割的复背斜。大量的天然气沿着断裂缝散失,最终残留下沥青,形成现今的沥青古油藏。

综上所述,慈利南山坪灯影组古油藏的形成经历了四个时期:下寒武统烃源岩在志留世末期开始生油,一直持续到早三叠世,南山坪为油气运移指向区,原生油气藏形成;中三叠世,下寒武统烃源岩达到生气高峰期,开始接受大量天然气的供给,该时期由于地层深埋,南山古油藏开始裂解,至早侏罗世早期古油藏基本裂解完成,变成纯气藏;中侏罗世末期,强烈的构造运动使得南山坪古油藏上覆地层大量被剥蚀,且断裂发育,区域封盖性能越来越差,天然气大量散失;燕山晚期之后古油藏出露地表,形成现今面貌。

4.1.1.2 华北南缘霍邱寒武系油苗

安徽霍邱马店下寒武统雨台山组见固体沥青,并发现下寒武统雨台山组的薄片均具有不同程度的荧光显示,荧光颜色有黄色、橙黄色、褐黄色、黄褐色、蓝色及白色,表明下寒武统烃源岩有生烃能力。另外,在下寒武统雨台山组上覆地层下寒武统猴家山组底部的砂状灰岩中,见到固体沥青和轻质原油运移的“浸染状”踪迹,这些油气显示普遍分布于砂状灰岩等储集岩的劈理面和节理面上。

华北南缘早寒武世初期为倾向秦岭洋的台缘斜坡环境(图4-1-2),发育一套灰黑色、黑色含磷泥页岩。戴金星等(2003、2005)对华北南缘霍邱马店地区下寒武统马店组(凤台组、雨台山组、猴家山组)55m厚的黑色泥页岩进行过系统检测,有机碳含量0.28%~13.46%,平均6. 46%,氯仿沥青“A”0.002%~0.006%,平均0.004%,生烃潜量0.02~0.05mg/g,干酪根碳同位素值介于-34‰~-32‰,Ro值2.24%~3.4%,Tmax值508~595℃,平均573℃,评价为优质烃源岩。

图4-1-2 南华北地区早寒武世沉积相图

霍邱马店下寒武统雨台山组顶部灰黑色-深灰色含磷泥页岩厚约3.8m,有机碳3.08%~20.67%,平均9.56%(图4-1-3)。另外,霍邱马店王八盖东山凤台组下段出露一套深灰色泥页岩,累计厚度10~15m,其中下部深灰色泥页岩厚约10m,有机碳1.71%~2.34%,平均1. 98%;中部深灰色泥页岩夹层厚3~5m,有机碳含量1.86%~1.94%,平均1.89%。与雨台山组含磷泥页岩共同构成了霍邱地区下寒武统的优质烃源岩。

华北南缘下寒武统下部灰黑色含磷泥页岩虽然厚度不大,但厚度稳定、分布广,有机质丰度高,呈现自北向南、自西向东变好的趋势,干酪根类型好,以腐泥型为主。类镜质体反射率3.45%~4.31%,伊利石结晶度指数0.35~0.25,Tmax值主要处于550℃以上(表4-1-1),处于高成熟—过成熟阶段,戴金星等(2003年)认为仍处于生气阶段,评价为优质的天然气源岩,是华北南缘含油气前景值得进一步探索和研究的重要层系。

图4-1-3 雨台山组泥页岩地球化学特征

表4-1-1 华北南缘下寒武统烃源岩成熟度参数表

4.1.1.3 鄂东北京山县城北奥陶系油苗

京山奥陶系油气苗见于湖北省京山县城北采石厂中奥陶统牯牛潭及宝塔组(油苗)、下奥陶统大湾组(沥青脉),原油多富存于层间缝和构造斜切缝内。

1.成藏要素配置

京山地区以及邻区发育下寒武统泥岩、下奥陶统泥岩和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组黑色泥页岩。油/源对比表明京山奥陶系油苗和沥青主要来自奥陶系烃源岩,上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为一套黑色笔石页岩相沉积,有机碳含量一般为0.52%~2.69%,平均含量为1.22%,属好烃源岩。

京山奥陶系油苗和沥青主要分布在层间缝和构造斜切缝内,部分以晶洞油形式赋存在灰岩中,储层的主要储集空间以裂缝为主,其次是晶间孔。

京山地区下古生界一直处于构造高部位,且紧邻生油凹陷,油气的大量生成造成地层增压,油气向低势区运移,地层层间裂缝、不整合面成为长距离运移通道。

2.油气成藏期次

京山中-上奥陶统灰岩中包裹体较发育,一般产于充填裂缝的亮晶方解石脉中,呈串珠状或成带、成群展布,个体小,多为3~5μm,个别可达10~15μm。可观察到四类包裹体:第一类为沥青包裹体,为棕褐色—黑色,大量发育;第二类为气态烃包裹体,常温下基本为单一的气相,无色、无荧光,其含量也较高;第三类为含烃盐水包裹体,包裹体壁略厚,液烃附着在包裹体内壁和气泡外缘,单偏光下,为浅褐色,无荧光,有一定的含量;第四类为无机盐水包裹体,单偏光下无色透明,其含量较少。

京山奥陶系包裹体主要分布在充填裂缝的方解石中,储层流体包裹体可划分三期:第一期,120~135℃;第二期,140~170℃;第三期,180~195℃。

通过上述分析,把均一温度投影到京山埋藏史-古地温剖面上(图4-1-4),则京山地区奥陶系古油藏充注可划分为三期。

第一期,240~230Ma,主要为奥陶系烃源岩生油高峰期,有机包裹体主要发育液态烃包裹体,包裹体均一温度为120~135℃。

第二期,210~198Ma,以构造运动引起的油气再次运聚为主,另外伴有烃源岩干酪根生气的充注,液态烃包裹体为主,少量气态烃,包裹体均一温度为140~170℃。

图4-1-4 京山剖面埋藏史-古地温史图

第三期,175~105Ma,油气再次运聚以及少量的原油裂解生气,发育少量气态烃包裹体,与储层裂缝中发育烃类包裹体共生的盐水包裹体均一温度为180~195℃。

3.成藏过程重建

加里东末期,京山地区一直处于古隆区,在其周缘的凹陷地区,奥陶系—志留系沉积厚度大,在二叠纪开始有少量生烃(图4-1-5)。

图4-1-5 京山奥陶系古油藏成藏模式

(1)印支期:古油藏形成期。早三叠世至中三叠世早期,中奥陶统牯牛潭组烃源岩和上奥陶统五峰组烃源岩相继达到生油高峰期,大量的液态烃运移到储层,该时期储层主要以溶孔、生物体腔、层间裂缝为储集空间,下志留统龙马溪组以及上覆巨厚的地层作为有效的盖层。中三叠世晚期,印支主幕(安源运动)造山带南侧形成大隆大凹的格局,伴生小型断裂和裂缝,对京山奥陶系油苗分布分析表明,以北西302°组裂缝含油最丰富,以液态烃包裹体为主,为成岩早期层间裂缝,被其他各组系裂缝所切割,该组裂缝与地层走向、构造轴线、断裂方向平行;北北西334°向的构造斜切裂缝中主要含油,裂缝充填方解石脉上发育大量液态烃包裹。

(2)燕山期:古油藏破坏期。早中侏罗世,奥陶系烃源岩达到生气高峰期,燕山早期构造对古生界油气保存的影响体现在断裂的开启和封闭性上,断层是油气运移散失和地表水下渗的主要通道,目前已知的地下水交替带可达2000m。对于早期已聚集的油气藏,这种破坏是致命的,如京山城北奥陶系发育一组北东35°裂缝形成于燕山早期,含沥青及少量油,裂缝充填方解石中仅见气态烃包裹体,显示燕山早期为气态烃运移的主要时期,并伴有油的再分配和逸散。

综上所述,京山地区震旦系—下寒武统烃源岩不发育,主要发育上奥陶统—下志留统和二叠系烃源岩,京山奥陶系古油藏的油主要来自奥陶系烃源岩。加里东末期—海西期,京山处于古隆区,研究区上奥陶统烃源岩生油初期,古隆区为油气运移聚集指向区,京山古油藏雏形形成;印支早期,京山地区古隆起进一步加强,奥陶系烃源岩达到生油高峰期,京山奥陶系古油藏形成;印支晚期—燕山早期,在构造挤压作用下,奥陶系碳酸盐岩储层形成大量的裂缝,同时也为油气运移提供通道,挤压作用进一步加强,断层不断扩大、增多,油气也开始散失;燕山晚期至今,由于后期构造运动的叠加改造,研究区基本失去了油气保存能力,致使油气大量散失,只残存了沥青和晶洞油苗。

4.1.1.4 鄂东南通山半坑志留系古油藏

鄂东南通山半坑沥青点位于通山县半坑村,主要赋存于志留系裂缝、断裂带中,由东向西两个主要大型矿洞(即鲁家坪和半坑)组成。其构造上位于江南隆起的北侧,九宫山背斜北翼西端。

本区地层总体呈北东东向展布,地层产状185°∠65°、176°∠61°,发育北东向和北北西向及其派生的次级断裂。野外观察到两组碳沥青脉体(图4-1-6),位于产状为171°∠25°的逆冲断层下盘,断层带宽约1m,断层带内形成剪切透镜体,滑劈理产状175°∠30°。断层下盘发育两组“X”型节理,其中与断层呈高角度相交的节理呈张性,产状285°∠64°,是碳沥青的主要赋存空间。碳沥青呈串珠状分布,夹有石英砂岩包裹体,同时与次生的石英脉,方解石脉伴生。断裂带内其他破裂面(55°∠51°、182°∠54°、310°∠36°、178°∠74°)为压性特征,未见碳沥青充填。碳沥青脉基本与逆冲断层弧顶区相对应,脉体宽一般0.1~1m,最宽可达2m以上;平面近东西向上,碳沥青脉宽呈现出中部厚往两侧减薄的趋势,最厚部位基本对应于弧形逆冲断层的弧顶部位,这与逆冲断层弧顶区应力最为集中,对应的张裂隙脉最宽相一致;而在近南北向上,具有远离断裂带,碳沥青厚度逐渐减薄的变化特点(根据现今采矿主要在断裂带附近,远离断裂带的巷道已被废弃推测而得),这与张裂隙宽度随远离断裂带而减小的变化相一致。由此表明,断裂与碳沥青的形成相关。

图4-1-6 通山半坑下志留统碳沥青产状示意图

碳沥青的特点:碳沥青呈脉状或透镜状充填于断裂带中,无固定的层位,是经过运移聚集于断裂带中,其形态决定于裂隙的空间大小,石英粉细砂岩孔隙中则无碳沥青分布。碳沥青中夹有石英砂岩包裹体,同时与低温热液的石英脉伴生,呈胶状均质体,说明碳沥青形成时为塑性流体-液态、半液态注入裂隙,为充填型;从碳沥青微观特征看,不具植物的形态分子和生物碎屑结构及层状构造;碳沥青的第二期反射率的测定值为4.06%,第一期反射率值高达7.06%,已达到高变质无烟煤阶段。

1.成藏要素配置

(1)烃源岩特征:鄂东南地区发育多套烃源,最主要的是下古生界三套主力烃源层(震旦系、寒武系及下志留统),烃源岩主要分布在崇阳—通山以南一带,向北至洪湖地区烃源岩不发育。震旦系烃源岩在陡山沱组、灯影组都有分布,陡山沱组主要为黑色、灰黑色碳质页岩,有机碳含量为0.89%,灯影组主要发育在灯二段泥岩,有机碳含量6.38%~7.29%,平均6.84%;寒武系烃源岩纵向上各组均有分布,主要发育于中-下寒武统,其中下寒武统牛蹄塘组平均有机碳含量5.05%~8.7%;下志留统烃源岩主要发育在高家边组下部暗色泥页岩段,有机碳含量1.65%~4.24%,厚度约为83m。

油源对比显示通山志留系古油藏沥青来自下寒武统烃源岩。下寒武统烃源岩类型好、丰度高是研究区主力烃源层系,以通山珍珠口—桂花树一带烃源条件较好,厚45~95m,珍珠口地区烃源岩最厚达213m。

(2)储层特征:志留系细砂岩和粉-细砂岩本身的储集性能差,从沥青的分布状态上看,志留系古油藏储集空间主要是裂缝,即在后期的构造运动下,断裂带附近产生大量高角度裂缝,提高了其储集性能。上震旦统灯影组上段台地相发育泥-粉晶白云岩和藻白云岩,孔隙度一般大于3%,渗透率为(0.014~0.315)×10-3μm2,平面上灯影组储层广泛分布于咸宁—阳新以北的广大地区,在咸宁高桥一带储集岩厚度56.6m;下寒武统石龙洞组上部—中寒武统储集岩均为白云岩,包括细-中晶云岩、鲕状白云岩、生屑白云岩、砂屑白云岩及藻白云岩等,通山珍珠口下寒武统石龙洞组储层平均孔隙度1.86%~1.95%,渗透率为0.014×10-3μm2

综合分析认为,上震旦统灯影组上部云岩段、下寒武统石龙洞组—中-上寒武统云岩、溶孔云岩段具有厚度大、物性好的特点,应是崇阳—通山地区下古生界主要的储集层段。志留系本身不具储集性,后期构造运动的改造,使其局部具有良好的储集性。

(3)盖层特征:鄂东南崇阳—通山地区现今出露震旦系和下古生界,地层剥蚀十分强烈,志留系砂泥岩层是古油藏的直接盖层。总体上,志留系全区岩性稳定、连片分布,厚度均在1000m以上,崇阳田心屋可达1875.7m,泥岩盖层厚1300.0m,志留系盖层突破压力为15.45MPa,属于Ⅰ类盖层。

2.油气成藏期次

通山志留系古油藏样品中包裹体较发育,一般产于充填裂缝的亮晶方解石脉中或产于石英裂缝和石英次生加大边中,呈串珠状成带、成群展布,个体小,多为3~5μm,个别可达10~15μm。可观察到四类包裹体:第一类为沥青包裹体,为棕褐色—黑色,其大量发育;第二类为气态烃包裹体,常温下基本为单一的气相,无色,无荧光,其含量也较高;第三类为含烃盐水包裹体,包裹体壁略厚,液烃附着在包裹体内壁和气泡外缘,单偏光下为浅褐色,无荧光,有一定的含量;第四类为无机盐水包裹体,单偏光下无色透明,其含量较少。通山半坑志留系储层流体包裹体中含烃盐水包裹体盐水的含量占总液体98.7%,在拉曼光谱中水丰度尤为突出,重烃组分含量较低,为1.3%,不含甲烷和其他的气体组分。研究区的包裹体只观测到一期高温包裹体,这期包裹体多数分布在石英裂缝和方解石脉中,最高可达210℃(图4-1-7、图4-1-8)。

图4-1-7 通山下志留统储层流体包裹体均一温度

图4-1-8 通山下志留统储层流体包裹体均一温度与冰点的关系

根据通山地区埋藏史-热史计算得出,中、晚三叠世或之后发生油气充注,晚侏罗世—早白垩世发生热裂解,沥青化(图4-1-9)。由于在志留系储层中只见到一期包裹体,且主要为高温包裹体,无法判断其油气充注的准确时间。从储层中包裹体的分布状况,可以确定该油藏属幕式成藏。油气藏的形成实际是含油饱和度不断增大的过程,在这个过程中含烃包裹体可以大量形成,但是如果油气以高效的幕式方式进入储层,则形成的含烃包裹体较少。通山古油藏中沥青主要分布在裂缝中,砂岩孔隙中几乎无分布的迹象,而沥青分布的断裂缝则在印支期主幕中形成,下伏聚集的油气可能快速地进入裂缝中,与油气充注有关的包裹体多数都是后期热裂解时形成的,含烃包裹体无荧光显示。

3.成藏过程重建

通山志留系沥青属于碳沥青,通常认为碳沥青是在较高的地温系统中发生热裂解而形成的热演化沥青,是原油或其他氧化沥青等发生歧化作用的产物。油源对比认为该沥青来源于震旦系和下寒武统烃源岩,以下寒武统烃源岩生烃贡献最大。以构造为主线,结合包裹体、油源对比以及烃源岩灶演化等地球化学资料为证据剖析古油藏成藏演化过程,并提出成藏模式(图4-1-10)。

(1)加里东—海西期:奥陶纪末期至中志留世,下震旦统陡山沱组、下寒武统烃源岩相继进入生油门限。晚志留世至早泥盆世,震旦系和下寒武统烃源岩先后进入生油高峰期,此时由于构造运动较少,研究区地层较为平缓,没有大的断层出现,震旦系和下寒武统烃源岩生成的液态烃只能就近运移和横向运移,如果遇到合适的圈闭,可以聚集成藏。鄂东南地区通山—咸宁一带早-中寒武世—早奥陶世处于台地边缘环境,台缘滩相颗粒碳酸盐岩发育,通山以南为深水相沉积,以泥质岩和泥质灰岩为主,二者相结合,有利于形成地层岩性圈闭。

图4-1-9 通山剖面埋藏史-热史剖面图

(2)中三叠世—早侏罗世:印支运动区域性南北向挤压造成断裂发育,成为油气再次运移的有利通道,油气可以沿断层垂向运移至上覆储层中聚集,形成次生油气藏。从通山半坑沥青产状分析表明,沥青位于产状为170°∠58°的逆冲断层下盘,大量的高角度裂缝为原油的储集提供了空间,分析认为通山志留系古油藏是在印支晚期形成。

(3)中、晚侏罗世:持续逆冲挤压,位于断层下盘的通山志留系古油藏埋深增加,温度升高,进入晚侏罗世古油藏开始大量裂解,原油裂解气供烃也达到最大,此时该气源灶为主力供烃灶。至137Ma古油藏裂解转变为古气藏和固体沥青,此时,储层包裹体主要为气态烃包裹体以及含气态烃盐水包裹体,含烃包裹体和共生盐水包裹体均一温度都较高,一般在175~200℃,无荧光显示,沥青包裹体也相当发育。由于逆冲挤压和抬升作用持续发展,志留系上覆地层遭到剥蚀,同时断层大量发育,使得志留系气藏封盖条件变差,大量的天然气开始散失。

(4)白垩纪—新生代:早白垩世,鄂东南地区处于挤压隆升阶段,中侏罗统及以下地层遭受剥蚀,断裂的发育及大规模岩浆侵位和火山喷发对油气的保存极为不利。燕山晚期—喜马拉雅期,全区拉张改造、抬升剥蚀,早期形成的油气藏再一次遭到不同程度的破坏。

通山半坑志留系古油藏油气主要来源于下寒武统烃源岩。加里东—海西期,下寒武统烃源岩成熟,大量原油运移至斜坡地带,聚集在岩性或者地层-岩性圈闭中;中三叠世末期印支运动形成的大型断层沟通下寒武统或者灯影组储层中的油气,油气混相涌入志留系裂缝中,形成通山古油藏;至中晚侏罗世,通山古油藏原油大量裂解,裂解气也伴随断层散失;至早白垩世,通山古油藏彻底破坏,形成现今的残留古沥青藏。

图4-1-10 通山志留系古油藏成藏模式

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