一種發(fā)現(xiàn)油氣田的最新方法
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作者：吳波
本文重點介紹華北地臺區(qū)古近紀(jì)一新近紀(jì)巖相古地理特征主要內(nèi)容.
華北地臺區(qū)古近系一新近系具有十分豐富的油氣資源，探明石油地質(zhì)儲量愈100X108t，高峰年產(chǎn)油量超6000x 104t，其中以渤海灣盆地資源潛力最大，且油氣資源探明率不到50%。為了更快、更準(zhǔn)確地找到油氣資源，需要正確地認識地層巖性與展布、沉積相類型及古地理特征。從前人的研究成果來看，對各局部地區(qū)或單個盆地（坳陷）研究較多，而缺乏針對華北地臺區(qū)全區(qū)系統(tǒng)的總結(jié)和分析，對古近紀(jì)一新近紀(jì)巖相古地理宏觀特征與有利相帶展布規(guī)律認識還不夠深入。本文以華北地臺區(qū)古近紀(jì)一新近紀(jì)為研究體，系統(tǒng)總結(jié)了巖相帶展布規(guī)律和古地理特征，對本區(qū)下一步油氣勘探具有一定指導(dǎo)作用。
1 地層劃分及其特征
1.1地層劃分與對比
按照地層多重劃分對比原理，依據(jù)古近紀(jì)和新近紀(jì)各頂?shù)捉缇�標(biāo)志，對各巖石地層單元的地質(zhì)時代進行了框定，建立了地層劃分和對比格架(圖l～2)。區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)古近系和新近系界線明確，采用沉積旋回、巖性組合和沉積速率等方法，結(jié)合前人研究成果，采取最合理的地層劃分方案，較好地完成了全區(qū)古近系一新近系地層劃分與對比。
通過各露頭和鉆井地層沉積相柱狀圖來看(圖3-5)，華北地臺區(qū)古近系在渤海灣盆地最為發(fā)育，在南華北地區(qū)也較發(fā)育，而在鄂爾多斯盆地不甚發(fā)育，僅出露于盆地的西北部，盆地內(nèi)缺失古新統(tǒng)一始新統(tǒng)。新近系仍在渤海灣盆地最厚，其他盆地較薄或缺失，在鄂爾多斯盆地周圍形成了多個地塹，沉積了砂巖、礫巖組合，盆地內(nèi)部和其他地區(qū)很少見。
1.2巖性與展布特征
華北地臺區(qū)古近紀(jì)一新近紀(jì)沉積中心位于渤海灣盆地。古近紀(jì)于渤海灣盆地沉積了厚逾5000m的泥頁巖、粉砂巖、砂巖、含礫砂巖組合，形成了該盆地最重要的含油氣層系，包括孔店組、沙河街組和東營組�？椎杲M一段為棕紅色泥巖、砂巖，孔二段為深灰色泥巖、夾煤層，孔三段為棕紅色泥巖，孔店組三個段構(gòu)成一個完整的沉積旋回。沙河街組廣泛發(fā)育，與孔店組不整合接觸，主要巖性為灰一深灰色泥巖、粉砂巖、油頁巖等，是重要的含油氣地層。東營組以灰色泥巖為主，其次為紫紅色泥巖、砂巖、含礫砂巖不等厚互層。渤海灣盆地新近系包括館陶組和明化鎮(zhèn)組。館陶組廣泛分布于華北平原地層區(qū)，巖性為一套灰白色礫狀砂巖、細砂巖及棕紅色泥巖層間互沉積，厚度410-1100 m。明化鎮(zhèn)組以土黃、棕紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖與灰白色砂巖為主，明化鎮(zhèn)組在各地厚度變化不大，一般600-800 m。
鄂爾多斯盆地古近系僅有少量沉積，巖性以礫巖、砂巖、雜色粉砂巖與泥巖不等厚互層，局部夾白云質(zhì)灰?guī)r。渭河分區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)古新統(tǒng)，始新統(tǒng)。紅河組巖性以河湖相紫紅色泥巖為主，與砂質(zhì)泥巖及細砂巖互層，底部為礫巖，頂部砂巖增多，厚度166.1-820 m。漸新統(tǒng)可分為白鹿原組、甘河組。白鹿原組為河湖相灰白色粗、中粒砂巖夾紫紅色泥巖或灰黃色砂巖與褐色泥質(zhì)砂巖互層，厚度43-785m。甘河組為灰白色含礫中一粗砂巖、砂礫巖，與褐灰色含礫泥質(zhì)巖互層，夾細砂巖，頂部泥質(zhì)巖夾炭質(zhì)頁巖及煤線，厚度401.21 m。鄂爾多斯盆地中新統(tǒng)廣布全區(qū)，由棕紅色碎屑巖、泥巖組成。上新統(tǒng)保德組巖性主要為棕紅色粘土巖，富含鈣質(zhì)結(jié)核。底部有砂巖，局部含石膏礦。
南華北地區(qū)古近系主要巖性為棕紅色不等厚泥巖、砂巖互層，底部主要為砂礫巖，上部夾有數(shù)量不等的暗色泥巖，在定遠凹陷暗色泥巖及膏巖層較為發(fā)育。濟源一黃口斷陷內(nèi)巖性主要是含膏鹽的紅層，分布在東西向斷陷內(nèi)。開封坳陷暗色地層較薄，多為紅色、粗粒沉積，厚約3000 m。
2沉積相特征
古近紀(jì)古新世一始新世沉積中心移至渤海灣盆地，另外南華北地區(qū)、南陽盆地等地也有沉積。鄂爾多斯盆地沒有古近系古新統(tǒng)一始新統(tǒng)的沉積。其西部的河套盆地、銀川盆地發(fā)育濱淺湖相。六盤山盆地發(fā)育河流相、濱淺湖相。渭河地塹、南陽盆地以及南華北地區(qū)諸盆地均以河流相為主，局部發(fā)育濱淺湖相、深湖一半深湖相和湖相三角洲相。魯西的成武盆地、平邑盆地、汶泗盆地發(fā)育濱淺湖相。柳河盆地發(fā)育深湖一半深湖相。渤海灣盆地沉積較厚，主要發(fā)育濱淺湖相，其次為深湖一半深湖相、河流相、沖洪積扇相和三角洲相（圖6）。
古近紀(jì)漸新世沉積中心仍在渤海灣盆地，鄂爾多斯盆地外圍也有部分漸新統(tǒng)沉積。鄂爾多斯盆地僅在西北部發(fā)育河流相沉積。河套盆地發(fā)育濱淺湖相、深湖一半深湖相，湖泊三角洲相。巴彥浩特盆地僅發(fā)育河流相。六盤山盆地、銀川盆地、渭河盆地發(fā)育河流相和濱淺湖相。柳河盆地發(fā)育河流相。南華北地區(qū)除黃口凹陷發(fā)育濱淺湖相、深湖一半深湖相外，其他諸小盆地均發(fā)育河流相。渤海灣盆地發(fā)育濱淺湖相、河流相、河流平原亞相、深湖一半深湖相．三角洲相和沖洪積扇相（圖7）。
新近系沉積區(qū)主要位于渤海灣盆地、南華北地區(qū)以及鄂爾多斯盆地外圍的地塹中。河套盆地、銀川盆地、六盤山盆地均為濱淺湖相沉積。渭河盆地為河流相、濱淺湖相沉積為主，局部發(fā)育深湖一半深湖相。南陽盆地、南華北盆地均為河流相沉積。臨汾盆地、太原盆地、忻定盆地、蔚縣盆地、大同盆地發(fā)育河流相、濱淺湖相。黃旗海盆地發(fā)育火山巖相。渤海灣盆地以河流相為主，局部發(fā)育濱淺湖相、河流平原亞相（圖8）。
3古地理特征
古近紀(jì)形成以斷陷盆地為主的沉積以后，古近紀(jì)末期至新近紀(jì)早期，華北地臺區(qū)盆地停止斷陷并大面積隆起剝蝕，盆地最大擠壓應(yīng)力方向從北東一北東東向北西一北西西向轉(zhuǎn)變，新近紀(jì)中晚期重新受印度板塊向北北東方向俯沖作用控制，華北地臺區(qū)整體沉降形成大型坳陷盆地。
3.1鄂爾多斯盆地
古近紀(jì)繼承了晚白堊世的擠壓應(yīng)力狀態(tài)，仍處于整體隆起、剝蝕階段。盆地內(nèi)僅在西北部產(chǎn)生斷陷盆地河流相與濱淺湖相沉積(圖6-7)。新近紀(jì)鄂爾多斯地區(qū)繼承了古近紀(jì)漸新世的古地理格局，僅在西北地區(qū)接受部分濱淺湖相與河流相沉積（圖8）。
3.2南華北地區(qū)
古近紀(jì)北西西向南華北盆地主要受控于東西向的秦嶺一大別一蘇膠造山帶的繼承性的“古亞洲構(gòu)造域”控制，被分割成大大小小的凹陷，接受沉積。濟源一黃口地區(qū)古近紀(jì)地層就是分割性很強的小型凹陷中沉積的。物源近、凹陷沉降速度快，沉積物多為紅色粗碎屑巖，沉積環(huán)境多為洪積和河流，僅局部有湖相沉積（圖6-7）。南華北地區(qū)新近紀(jì)以來，經(jīng)歷了一次短暫的擠壓抬升剝蝕后轉(zhuǎn)入整體沉降，形成現(xiàn)今統(tǒng)一的南華北盆地，進入裂谷期后坳陷發(fā)育階段，主要發(fā)育河流相（圖8）。在豫西斷隆等地區(qū)發(fā)育的小型古近紀(jì)一新近紀(jì)盆地則發(fā)生整體抬升和遭受剝蝕，形成東西薄中間厚的態(tài)勢，反映了東西高中間低的古地理環(huán)境。
3.3渤海灣盆地
渤海灣盆地受控于太行山和郯廬為代表的西太平洋“變換構(gòu)造域”的控制，古近紀(jì)盆地沉積范圍較中生界時期明顯擴大，除盆地中部滄縣隆起、埕寧隆起、東部的內(nèi)黃隆起等之外，幾乎都有沉積。各坳陷分別都有各自的沉積中心。但是在沉積相方面卻表現(xiàn)明顯的東西差異，東部以濱淺湖、半深湖沉積為主，而西部則主要以河流、沖積扇沉積占主導(dǎo)地位。這種東西差異的形成可能與西部的太行山快速隆升密切相關(guān)。該時期，盆地的物源來自多個方向，如北部的燕山褶皺帶、西部的太行山隆起、南部的魯西隆起、東部的遼東隆起區(qū)以及盆地內(nèi)部的滄縣隆起和埕寧隆起等(圖6-7)。由于斷陷帶自西向東活動性強度增大，沉積中心自西向東逐漸轉(zhuǎn)移，新近紀(jì)渤海灣盆地在前期斷陷的基礎(chǔ)上，盆地整體坳陷，在渤中坳陷、南堡凹陷發(fā)育濱淺湖沉積，其他地區(qū)主要以河流一泛濫平原沉積為主（圖8）。
4古地理對油氣分布的控制
古近紀(jì)有效烴源巖在渤海灣裂谷型盆地最為發(fā)育，在南華北斷裂型盆地中相對不發(fā)育。渤海灣盆地沉積中心自南向北、自西向東不斷向渤中坳陷轉(zhuǎn)移，主要形成了孑L店、沙三、沙四和東營組等4套烴源巖，其中以沙三段為主要烴源巖[2卅。孔店組烴源巖發(fā)育較為局限。沙河街組烴源巖是渤海灣盆地的主力烴源巖，也是油氣資源富集層位。沙三段可分為沙三下亞段的油頁巖為主的烴源巖和沙三中以暗色泥巖為主的烴源巖，其類型、豐度和演化程度均適宜形成豐富的油氣資源，是渤海灣盆地多個坳陷的主力烴源巖。沙四段的烴源巖主要分布在沙四上亞段，系以一套咸水一半咸水條件下沉積的油頁巖，有機質(zhì)豐度高、類型好，成熟度中等到高，形成了大量工業(yè)儲量。沙河街組沉積時期，沉積水體明顯加深，深湖一半深湖沉積面積加大，氣候大部分時期濕潤，適于形成優(yōu)質(zhì)烴源巖。東營組烴源巖主要分布在渤中坳陷和黃驊坳陷，其有機質(zhì)豐度中等，類型中等到較差，演化程度中等到較低，是渤中坳陷和黃驊坳陷重要的烴源巖。
華北地臺區(qū)的渤海灣盆地古近系一新近系具有巨大的資源潛力，渤海灣盆地斷陷活動性自西向東強度增大，烴源巖生油潛力也隨之增大。其中渤海灣盆地遼河、黃驊和冀中坳陷已證實有富油凹陷14個。位于渤中坳陷區(qū)的凹陷有22個，其中有20個被證實為生烴凹陷。濟陽坳陷探明程度為53.8%，其中東營和沾化為濟陽坳陷含油氣資源的主力凹陷。
5結(jié)語
(1)華北地臺區(qū)古近紀(jì)一新近紀(jì)鄂爾多斯盆地僅在西北部接受沉積。南華北地區(qū)古近紀(jì)被分割成大大小小的凹陷，接受沉積，新近紀(jì)進入裂谷期后坳陷發(fā)育階段，大面積接受沉積，發(fā)育河流相。渤海灣盆地古近紀(jì)以斷陷型沉積為主，物源來自多個方向，如北部的燕山褶皺帶、西部的太行山隆起、南部的魯西隆起、東部的遼東隆起區(qū)以及盆地內(nèi)部的滄縣隆起和埕寧隆起等。除盆地中部滄縣隆起、埕寧隆起、東部的內(nèi)黃隆起等之外，幾乎都有沉積，新近紀(jì)渤海灣盆地大面積隆升，導(dǎo)致湖盆收縮，部分地區(qū)遭受剝蝕夷平，盆地整體由斷陷轉(zhuǎn)為坳陷。
(2)華北地臺區(qū)古近紀(jì)古新世一始新世沉積中心移至渤海灣盆地，主要為濱淺湖相，其他地區(qū)發(fā)育河流相和濱淺湖相；漸新世沉積中心仍在渤海灣盆地，發(fā)育濱淺湖相、河流相和三角洲相，鄂爾多斯盆地發(fā)育河流相；新近系沉積區(qū)主要位于渤海灣盆地、南華北地區(qū)以及鄂爾多斯盆地外圍的地塹中，主要為河流相和濱淺湖相。
(3)華北地臺區(qū)古近系一新近系在渤海灣盆地沉積最厚，在南華北地區(qū)也有較厚沉積，而在鄂爾多斯盆地則不甚發(fā)育并缺失古新統(tǒng)一始新統(tǒng)。
