油气生成和构造匹配关系

4．2．4．1 中扬子地区油气生成和构造匹配关系

1．加里东期

震旦纪，烃源岩主要分布在古隆起北侧和南部的被动大陆边缘裂谷盆地以及古隆起西侧克拉通台内凹陷浅海盆地，沉积充填物质由暗色细碎屑岩组成，即由上升洋流带入的丰富营养物质促进了海相低等生物的大规模繁衍，形成富含有机质组分的泥或泥灰质烃源岩的连续沉积，从而形成分布面积广而稳定的下震旦统烃源岩层系，代表了研究区第一套烃源岩重要发育期。古隆起发展演化也造成地层沉积厚度横向上具有差异性，中扬子地区自南向北发育浅海盆地→稳定台地→古隆起，表现为沉积南厚北薄，下震旦统陡山沱组烃源岩呈向北、北东方向减薄趋势。隆升造成地层的剥蚀减薄和沉积减薄，在一定程度上延缓了下震旦统陡山沱组烃源岩的演化。

图4－2－12 周参6井烃源岩成熟度史

早寒武世早期研究区北侧鄂中古隆的发育，造成其上地层缺失，烃源岩不发育。早寒武世梅树村期和筇竹寺期海侵达最大，成为中国南方早古生代最大海泛期，也是研究区南北两侧裂陷洋盆范围最大的时候，广泛发育了黑色岩系深水沉积建造，表现为凝缩层沉积特征，形成了下古生界的主力烃源岩，构成第二套烃源岩重要发育期。因此，下古生界烃源岩主要分布于中扬子南北被动大陆边缘盆地、陆缘裂谷及克拉通凹陷盆地。

加里东期形成的隆起带核部的下古生界均遭受不同程度剥蚀，本区西部乐山—龙女寺古隆起一带，志留系不仅被剥蚀殆尽，奥陶系—寒武系也遭到不同程度的剥蚀，使部分聚集的油气散失，而本区志留系尚残存有1000m左右，在湘鄂西一带，志留系残厚可达1500m以上，由于该期下组合烃源岩尚未进入生烃高峰，因此对早期的油气藏影响较小，而古隆起的继承性发展演化控制了烃源岩的分布和演化。

东秦岭－大别造山带南侧下震旦统陡山沱组和寒武系下统两套主要烃源层演化横向上具有明显的差异，总体表现为南早北晚、西早东晚的特点，如下寒武统烃源岩，在东西方向上西部湘鄂西地区杨家坪剖面分别在海西晚期、印支晚期达到生油高峰和生气高峰，而东部江汉平原南部分别在印支中晚期、燕山早中期达到生油高峰和生气高峰；而在江汉平原地区南北方向上，位于古隆起南部坳陷区的簰深1井进入生油、生气的高峰时间最早，分别为早三叠世晚期、早侏罗世早期；京山地区惠亭山剖面因位于古构造相对高部位进入生油高峰、生气高峰的时间较晚，分别为晚三叠世早期、中侏罗世中期。由此可以表明古隆起对烃源层有机质热演化具有明显的控制作用，处于不同古构造部位的烃源层有机质热演化进程是不同步的，表现为在持续发展的古构造背景下，坳陷区生烃演化进程要早于斜坡带和古隆起区。

由于加里东期末下震旦统、下寒武统烃源岩发育区皆已经进入生油期，如在湘鄂西区宜恩—鹤峰—五峰一带和江汉平原区荆州—洪湖—崇阳一带的下震旦统陡山沱组、寒武系下统烃源岩成熟度相对较高，镜质体反射率大于0．8％，已开始进入生油高峰阶段，且加里东期下寒武统烃源岩生烃强度远远大于下震旦统烃源岩生烃强度。

2．海西期

该期南秦岭地区强烈的拉张断陷并伴随秦岭洋海水大规模侵进，中二叠世栖霞期—茅口期早期研究区被大面积的浅水碳酸盐岩台地－盆地沉积上超覆盖。在此构造－沉积格局中，栖霞期为区域上第四套烃源岩重要发育期，中扬子北侧水体深达斜坡－盆地的格局，沉积以黑色薄层状含碳质硅质岩、碳质页岩为主，平均有机碳达5．75％／12块，为有利烃源岩层段。总体来看，二叠系泥质烃源岩发育区主要在京山—钟祥、五峰—神农架以西地区，碳酸盐岩烃源岩主要发育在兴山—当阳—咸宁地区。此外，上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组下部黑色碳质泥岩烃源岩进入生油门限，开始生油，由于志留系砂泥岩沉积充填特征决定了其输导体系不发育，未能发生长距离的初次运移。

3．印支期

进入印支期，震旦系—早古生界形成的古油藏中的原油开始裂解，对于下组合而言已经由干酪根型烃源灶供烃为主转化古油藏油裂解型烃源灶供气为主，有利的供烃区位于加里东—海西期的古隆起和斜坡带。同时该期，研究区及邻区上组合主要烃源岩二叠系已开始进入生油阶段，但由于未达到生油高峰期规模，生烃量有限，在部分地区可发生短距离运移。志留系烃源岩进入生油高峰。

4．燕山早期

燕山早期江汉平原及周缘区进入陆（板）内造山形成演化阶段。燕山早期构造运动另一方面发生强烈的逆冲作用使推覆体下盘成为研究区古生界新的而且重要的油气勘探领域。逆冲推覆作用对其上、下盘烃源岩的生烃演化具有不同的影响，对于上组合的烃源岩，由于烃源岩进入生烃高峰时期基本与逆冲推覆活动时期一致或略微滞后，位于推覆构造上盘的烃源岩，由于冲断作用发生之前烃源岩还未达到生气高峰，逆冲推覆作用发生导致上盘上升，因此延缓烃源岩的热成熟，导致上盘烃源岩生烃具有延迟效应，如天门—京山一带部分二叠系烃源岩Ro小于1．0％；而对于下盘烃源岩来说，随着逆冲推覆作用的发生，下盘沉积厚度明显增大，因此导致烃源岩迅速熟化，开始大量生烃。由于逆冲推覆作用上、下盘烃源岩成熟度和生烃过程明显不同，受逆冲推覆作用控制，上盘烃源岩生烃延迟，成熟度与冲断推覆作用发生前变化不大，而下盘烃源岩成熟度迅速升高，烃源岩成熟度较逆冲推覆作用发生前明显升高。

5．燕山晚期—喜马拉雅期

燕山晚期，研究区及周缘地区卷入造山后的松弛断陷，进入大规模拉张断陷发展时期，早期挤压断裂的反转对古生界油气具有破坏和建设两方面作用。一方面，正断层的发育为油气垂向运移散失提供了路径；另一方面，反转断层控制了白垩系—新近系的沉积，而白垩系—新近系的沉积为早期油气再次调整、重新分配次生成藏提供区域盖层，同时由于构造活动强度平面上的差异性造成晚古生界烃源岩低演化地区，白垩系—新近系沉积提供了上覆地层，有利于烃源岩后期增热而晚期生烃或二次生烃。

4．2．4．2 南华北地区油气生成和构造匹配关系

1．主要生烃期次与构造匹配关系

造山带北侧自元古代以来遭受了多期构造运动，其中，与区内油气勘探息息相关的构造运动主要为印支期后的构造运动，主要包括印支期的挤压冲断构造、燕山期的走滑拉伸构造和喜马拉雅期的拉张断陷构造，以及各期构造的相互叠加改造。与印支期以来构造、沉积演化特征相对应，也相应地存在三期主要的成藏期，即印支期末、燕山期（早白垩世末）和喜马拉雅期（古近纪末）三次成藏期。

（1）印支期末。印支期，由于板块的拼合，研究区发生强烈的构造运动，造山带北侧石炭系—二叠系经过多次强烈构造变动和热演化，如石炭系—二叠系烃源有一次烃源（残存）、二次生烃。

印支期前石炭系—二叠系处于稳定沉降埋藏阶段，最大埋深2300～2700m，估计印支期前石炭系—二叠系地温可达70～110℃，Ro可达到0．5％～1．2％（陈晓东，1989），已进入油窗阶段，完成了第一次生烃过程，该阶段为区域性生烃期；随后，除谭庄－沈丘凹陷外，南华北地区整体隆升剥蚀，随着地温降低，生烃过程中断；印支运动形成的大量断裂、褶皱、断块以及构造裂缝，可作为有效的输导体系：一则使生成的油气藏重新运聚成藏；二则由于造山带北侧全区中生界以隆升剥蚀为主，印支期末所生成的油气基本散失殆尽。

（2）燕山期。侏罗纪—早白垩世，由于陆内造山作用，研究区持续处于挤压作用，燕山晚期，由于局部地区抬升幅度不大，后期沉降超过了原来的埋藏深度，侏罗系—白垩系沉积局部地区开始生烃，但由于总体埋藏较浅，成熟度较低，烃源岩生烃量有限，同时，早白垩世末期的逆冲作用以及晚白垩世的断陷作用，形成的断裂使部分油气散失。

（3）喜马拉雅期。古近纪裂陷期埋深幅度增大（3000～7000m）；新近纪全区整体坳陷下沉，煤系地层埋深增加900～1200m。该阶段为残存煤系的普遍埋藏期，上古生界烃源岩再次生烃。

古近系具有多油气源供给的良好条件，断层、裂隙和不整合面构成立体输导体系，为古近系提供丰富的油源，如谭庄－沈丘凹陷的下白垩统和上古生界，倪丘集、鹿邑凹陷的上古生界，洛伊地区的上三叠统和古生界均可作为古近系的烃源。古近系埋藏浅，圈闭发育，且圈闭形成期与下白垩统、中下侏罗统及中－上三叠统烃源岩大规模二次成烃以及上古生界晚期生烃时间匹配较好。同时，由于古近系沉积厚度巨大，其沉积中心区也已达到生烃门限，如合肥盆地古近系镜质体反射率为0．52％～1．15％，已处于油气大量生阶段，成熟度适中。综合评价认为，该期为造山带北侧油气勘探的主力生烃期。

2．圈闭形成期与生烃高峰期的匹配关系

研究区圈闭类型多样，分布极有规律性，其中构造圈闭主要位于盆地南部的各构造单元之中，主要圈闭定型期有印支末期、燕山晚期、喜马拉雅早期三期。不同凹陷或地区形成的构造有一定差异。鹿邑凹陷西部及太康隆起的构造圈闭以背斜为主，形成于印支末期；谭庄－沈丘、倪丘集凹陷，情况较为复杂，有印支末期、燕山晚期、喜马拉雅早期三个构造形成期，目前所见构造圈闭是这三期构造叠加的最终产物，以致圈闭类型多样；舞阳、襄城凹陷构造圈闭形成时期较晚，多为喜马拉雅早期形成。

区内古生界有三期主要生油气期，即印支期、燕山期及喜马拉雅期。油气的主要运移时期也大体相当。因此，对于具有二次成油气期的凹陷或地区，如鹿邑、倪丘集凹陷，古近系大仓房组沉积前都是非常重要的油气大规模生成、运移期，显然同期形成或早于该期形成的圈闭二者配置关系好，圈闭有效性高；对于仅有一次成气期的地区，如太康隆起，印支末期是油气大规模形成、运移时期，同期或早于该期形成的圈闭为有效圈闭。倪丘集凹陷大王庄构造，形成于燕山晚期，古近纪该构造继承性发展，构造顶部三叠系剥蚀殆尽，翼部保存了一定厚度，致使储层条件较好的玉皇顶组直接覆于二叠系之上，并有一定的封盖能力；凹陷内古生界二次成油气时期为玉皇顶组沉积末期，与构造形成期有良好的配置关系，因而该构造为有效圈闭（图4－2－13）。南12井于古近系玉皇顶组试获4．6t／d工业油流证明了这一认识。又如太康隆起黄店西背斜构造形成于印支末期，而该区仅有印支期一个成气时期，两者配置关系好，为有效圈闭。

图4－2－13 上古生界含气系统事件图

总之，华北南部地区古生界发育了多种类型的圈闭，具备形成油气藏的条件。对仅有印支期一次成气期的地区（太康隆起），印支末期形成的构造圈闭为有效圈闭；对于具有二次成油气期的地区，下白垩统及古近系大仓房组沉积前形成的圈闭为有效圈闭。