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德南洼陷流体包裹体与油气运移研究

刘艳荣  
【摘要】:德南洼陷位于山东省德州市西南处,属渤海湾盆地临清坳陷东北部地区,勘探面积约 310 ㎞ 。平面上呈扇形,由主体洼陷和抬头寺次洼陷组成,延伸方向分别为北西向及北东 2 向,两个洼陷之间是避雪店鼻状构造带,构造特征可简称为“两洼夹一凸”。该洼陷生储盖 组合较好,区内有丰富的油气显示,1990 年在德 1 井还获工业油流,但到目前为止,一直 没有重大突破。 对油气运移问题的研究可以深化对含油气系统的动力学背景、油气运动途径和方向、 油气成藏机制过程等的认识,而且可以为油气勘探提供更加准确、有效的技术支持和信息。 流体包裹体作为地质历史时期形成的盆地古流体残留物,其对油气运移聚集具有示踪作用。 本次作者以“德南洼陷油气运移研究”作为硕士论文的研究题目,通过运用微观分析技术(流 体包裹体和拉曼光谱技术)及前人的研究成果,以山东东营胜利油田的德南洼陷为研究对 象,探讨复式叠合含油气盆地烃类运移的热力学和动力学机制,从一个侧面恢复洼陷内烃 类运移的时间、通道及方向,并指出油气运聚的有利地区。 通过系统研究,本论文获得以下认识和成果: 1、区内自生矿物中有大量的流体包裹体,根据物理相态将流体包裹体分为六种基本类 型:单相包裹体(Ⅰ)、富液相包裹体(Ⅱ)、富气相包裹体(Ⅲ)、含液相二氧化碳多相包 裹体(Ⅳ)、富液态烃包裹体(Ⅴ)、富气态烃包裹体(Ⅵ)。 2、有机包裹体相对丰度为 4~7%,主要赋存层段为沙一段、沙三段、沙四段、孔店组 和古生界。其在德 3、德 5 等井只有很少量或没有显示,但在德 6 井孔店组的天青石脉及 德古 2 井 C-P 系地层的方解石脉内,丰度较高,局部地段可达 70%。 3、对储层中有机包裹体的岩相学和热力学特征进行了详细的研究:Ⅴ型包裹体主要 分布在第三系,其均一温度在 50~190℃范围内,有三个峰值区:50~70℃、100~140℃、 160~170℃,其中中间峰值区内包裹体丰度最大;气态烃包裹体(Ⅵ型)数量较少,但却相 对集中在古生界地层中,中生界和第三系也有少量分布,其常与二氧化碳包裹体伴生,均 一温度普遍比较高,在 180~280℃之间。 4、包裹体成分分析表明,第三系为含较高硫份的未熟—低熟阶段,主要为液态烃流体 活动;古生界及部分上部层段的气态烃流体活动总体上应属于成熟、高成熟阶段,伴随有 二氧化碳气的混入。研究区内水介质条件为:富 Cl-、w(NaCl)4%的古水体。 5、区内压力 100~950MPa 不等,在 D6-10、DG2-8 等烃类包裹体富集的部分地段,出 现了瞬间高压,表明烃类流体的大量排出运移时期经历过压力突破到释放的过程。 6、根据包裹体和成岩资料,初步推测认为研究区共有四次大的流体运移活动。第一期 WP=7 低温热流体活动发生在成岩作用期间;第二期含少量烃的中低温水热流体活动发生在成岩 晚期重结晶和早期构造充填期;第三期中高温含烃流体活动期发生于成岩后的中晚构造活 动期;第四期含气态烃及二氧化碳高温流体发生在成岩后晚期构造活动期。 7、流体运移研究表明下第三系有三次油气运移:早期油气运移发生于 25Ma 年左右, 运移深度 2800~3700m;主要油气运移阶段发生于 17Ma,埋深 3500~4200m;晚期运移阶 段运移时间约10Ma,即晚第三纪—第四纪。油气在压实作用、浮力、水动力等作用的推 动下进行运移,呈油溶于水相、气溶于油相和油溶于气相等相态,从高势区流向低势区, 经过裂隙泥灰岩、砂岩输导体的各种微裂隙,在地层内进行横向及微弱的垂向运移,后受 构造形态、运移强度、岩性等影响,在德 1 井和德 3 井中间和德 4 井西北部的有利圈闭内 聚集成藏。 8、C-P系地层也有三次油气的排运:在 40Ma 左右再次进入生烃门限,相应深度范 围为 2700m 左右;在 35Ma 年左右进入了生烃高峰期,深度范围为 3500~4700m;约 20Ma 左右到现在,进入生气高峰,深度 6000m 以下。该地层主要形成煤成气,其在浮力、水动 力、尤其是构造应力和热应力作用下,沿渗透性岩层、不整合面及断层体系组成的三维网 络输导系统,向古生界、中生界、孔店组、沙四段、沙三段、沙一—馆陶组等层段运移, 并在有利构造圈闭中聚集成藏,其运移相态以气溶于油相为主,兼油溶于气相。9、根据研 究区的生储盖圈等地质条件分析,结合本文包裹体研究及油气运移的各项因素分析,对德 南洼陷的有利远景区进行了评价。第三系德 1 断块区具有一定的勘探前景,但最有利的远 景区为避雪店构造的沙三、沙四和孔店组的渗透性岩石储集汇聚区;石炭—二叠系煤成气 的勘探远景区为避雪店鼻状构造、德 1 井断块区和德古 1 井土桥潜山带,主要的目标层段 为石炭—二叠系和寒武—奥陶系,第三系的孔店组、沙四、沙三和沙一段次之。


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