渤中、渤东凹陷结构认识及有利勘探方向

渤中、渤东凹陷沙河街组三、四段为断陷沉积:凹陷东部断陷沉积受NE向断裂(郯庐断裂系)控制.雁行排列的NE向断裂将其分隔成3个主半地堑.凹陷西部断陷沉积受NW或近E-W向断裂控制,亦形成3个主半地堑.断陷期的沙河街组三段是凹陷的主力烃源岩,厚度可达3000m,而东营组下段生油指标达到好烃源岩标准,也是一套值得重视的烃源岩.环渤中凹陷的诸多凸起是寻找上第三系油藏的有利地区,凸起边缘和凹中隆则是寻找上第三系油藏和东营组优质油气藏的有利地区.     

利用盆地模拟技术评价渤东凹陷下第三系油气勘探潜力

盆地模拟结果显示:渤东凹陷东营组下段和沙河街组烃源岩的生油总量为48.71×108t,排油总量为26.37×108t;生气总量为47686×108m3,排气总量为35797×108m3;沙河街组烃源岩的生烃潜力远高于东营组下段烃源岩。据此并结合渤东凹陷内生排烃强度与生排烃量的平面分布特点,预测出该凹陷南部沉积中心周围的渤南凸起、庙西凸起及渤东低凸起南端是油气勘探取得突破的关键地区。     

渤海湾盆地渤中凹陷大气田形成条件与勘探方向

渤中凹陷是渤海湾盆地最富油、也最富气的凹陷,凹陷位于渤海海域中部,面积近9 000 km²,新生界厚度最大超过10 km,是渤海湾盆地面积最大、厚度最大的凹陷。渤中凹陷经历了古近纪断陷和新近纪区域拗陷两大阶段。古近纪断陷期双向伸展,形成"四洼一突"格局,断陷经历了由分隔洼陷到汇聚统一的演化过程;拗陷期持续沉降,形成古近系和新近系-第四系"双厚型"结构。渤中凹陷发育沙河街组三段、沙河街组一段及东营组三段3套优质烃源岩层系,优质烃源岩主要发育在沙河街组三段中-上部、沙河街组一段及东营组三段下部,上覆层巨厚,烃源岩演化程度高。基于统计分析重新构建了渤中凹陷不同层系烃源岩的生/排烃模型,从预测结果可以看出,渤中凹陷烃源岩排油量为512.5×10⁸m³、排气量为311.64×10¹¹m³。渤中凹陷潜山和孔店组储层油气源条件好,有近源特点。区域盖层为古近系下部厚层泥岩,成岩程度高、封堵能力强。潜山地层时代老、岩性硬、经历多期构造运动、裂缝发育、受强溶蚀、物性好、产量高,孔店组砂砾岩抗压实能力强。深层圈闭成群成带发育,规模大,勘探前景大,因此渤中凹陷深层具有形成大气田的条件,是发现大气田的有利领域。     

渤海海域渤东凹陷结构特征与勘探方向

通过对渤东凹陷结构特征、凹陷结构演化综合研究,明确了凹陷结构具"东西分带、南北分区"的特征:平面上凹陷东西分带,西部洼陷带呈NNE向半地堑串联分布,东部洼陷带呈NE向半地堑并联分布,剖面上南北分区,由北向南凹陷结构由北区的单一半地堑结构过渡到中区、南区复杂化的半地堑结构;阐明了凹陷结构演化对洼陷生烃潜力的控制;总结了渤东凹陷主要4种油气成藏模式:凸起上覆披覆背斜型油气藏、潜山型油气藏、中央走滑带下生上储型油气藏和斜坡带构造——岩性油气藏;预测了渤东凹陷4个有利勘探区带:渤东低凸起(南段和北段)、中央走滑构造带、西二洼斜坡带和东一洼斜坡带,其中位于主力生烃洼陷西二洼周缘的渤东低凸起南段和西二洼斜坡带是最有利的勘探区带。     

一组有效区分渤中凹陷烃源岩的生物标志化合物参数

渤中凹陷是渤海湾盆地面积最大的二级构造单元，发育古近系沙河街组一段、沙河街组三段和东营组三段3套优质湖相烃源岩。准确识别东营组三段烃源岩贡献的原油，对于渤中凹陷油气勘探具有重要的理论和实践意义。根据烃源岩和原油芳烃馏分的色谱-质谱分析结果，提出了新的能够鉴别沙河街组三段和东营组三段烃源岩的生物标志化合物参数：C₂₇20R/C₂₈20R三芳甾烷和C₂₈20S/C₂₇20R三芳甾烷。东营组三段烃源岩的判识标准为C₂₇20R/C₂₈20R三芳甾烷>1.1，C₂₈20S/C₂₇20R三芳甾烷≤ 1.2；沙河街组三段烃源岩的判识标准为C₂₇20R/C₂₈20R三芳甾烷≤ 1.1，C₂₈20S/C₂₇20R三芳甾烷>1.2。据此，对渤中凹陷典型油田中原油的来源开展了判识，提出来自东营组三段烃源岩的原油具有近凹成藏的特点。     

渤中凹陷北部QHD34—4—1井钻探的油气地质意义

2007年初钻探的QHD34-4-1井是渤中凹陷北部钻遇古近系东营组优质成熟烃源岩层段的第一口预探井。烃源岩地球化学特征及油源对比分析表明,该井东三段发育Ⅱ1型干酪根为主的中等—好烃源岩,烃源岩厚度大,生烃门限深度在3200m附近;4100m附近的东三段烃源岩发生过一定规模的排烃;东营组油气藏自生自储特征明显,新近系油藏油气主要源于东营组烃源岩。QHD34-4-1井的成功钻探,证实了东三段烃源岩为渤中凹陷北部第三套主力烃源岩的推断,也改变了渤中凹陷中北部地区中浅层油气主要源于沙河街组烃源岩的认识,特别是东营组自生自储型隐蔽油气藏的揭示,对推动渤中凹陷中浅层(尤其是古近系东营组)油气勘探将起到积极的作用。     

南堡凹陷的含油气系统分析

根据油岩对比分析,南堡凹陷存在两个已知的含油气系统:(1)沙河街组含油气系统;(2)东营组含油气系统。前一含油气系统在东营组沉积末时,沙河街组三段的烃源岩开始生烃,形成自生自储型原生油气藏,明化镇组沉积末,烃源岩二次生油,除形成原生油气藏外,还形成了上第三系次生油气藏;后一含油气系统在明化镇组沉积末时,东营组三段烃源岩在高柳断层以南开始生烃,形成东营组自生自储型油气藏及上第三系次生油气藏,而在高柳断层以北,烃源岩尚未开始生烃,不能形成含油气系统。因此,在南堡凹陷进行油气勘探时,高尚堡及柳赞地区,应以寻找沙河街组含油气系统的油气为主;北堡和老爷庙地区以寻找东营组含油气系统的油气为主。     

气候与构造控制下湖相优质烃源岩的差异分布——以渤中凹陷为例

基于地球化学、测井和沉积相等资料开展了渤中凹陷的优质烃源岩分析。结合区域地震解释,对渤中凹陷优质烃源岩的分布进行了刻画,并探讨了气候、构造作用下优质烃源岩分布的差异性。结果表明,受气候控制的咸化环境与受构造控制的快速沉降环境所形成的优质烃源岩具有不同的富集特征。在咸化环境控制下,沙河街组一段优质烃源岩的分布面积占洼陷面积的81.9 % ,呈广覆式分布;在构造沉降控制下,平面上,沙河街组三段和东营组三段的洼陷沉降速率与优质烃源岩所占洼陷面积的比例呈明显正相关,纵向上,湖泊的氧化-还原界面控制了优质烃源岩的富集程度。在气候形成的咸化环境和构造快速沉降的控制下,渤中凹陷及邻区优质烃源岩的发育条件可分为3类:以咸化水体为主导、以构造沉降为主导以及咸化水体-构造沉降共同控制。在潮湿气候和构造沉降速率较低的情况下,不发育优质烃源岩。     

渤中凹陷古近系优质烃源岩特征及分布

综合应用钻井、地震等地质资料,以大量烃源岩样品地球化学分析为基础,从有机质丰度、类型、成熟度、沉积环境、母质来源以及生物标志物等方面对渤中凹陷古近系烃源岩地球化学特征进行了研究,指出了渤中凹陷优质烃源岩的发育层段,阐明了优质烃源岩的形成条件和分布规律,并在此基础上剖析优质烃源岩与油气成藏的关系,进一步揭示了渤中凹陷的勘探潜力。研究结果表明,渤中凹陷沙三段、沙二段—沙一段以及东营组3套烃源岩中都存在有机质丰度高、类型好、生排烃潜力大的优质烃源岩。其中,沙三段烃源岩有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ1型为主,有机质丰度最高且已经进入生烃门限,优质烃源岩最为发育。从母质来源和沉积环境方面分析了3套烃源岩的形成条件,发现生物产率高、母源类型好、保存条件良好是优质烃源岩形成的主要原因。总结了优质烃源岩的时空展布特征,优质烃源岩的形成受控于沉积环境和沉积中心,主要发育于半深湖—深湖相带,由沉积中心向外逐渐变薄;优质烃源岩的空间分布控制了渤中凹陷油气分布,凹陷近源斜坡带是进一步油气勘探的有利地区。     

上第三系是渤中坳陷及其周围油气勘探的主要领域

渤海海域经历了30多年的油气勘探,直到90年代,由于对渤海海域油气成藏的特殊性有了充分认识并用于指导实践,油气勘探才出现了重大转机,渤海海域油气成藏的特殊性表现在：渤海海域是整个华北含油气盆地发育、发展的归宿、渤海海域新构造运动十分活跃,郯庐断裂在东营晚期－第四纪是强烈活动期,调整和控制了晚期成藏,渤中坳陷下第三系比周围陆区下第三系多一套东营组下段一沙河街组一段烃源岩,渤中坳陷上第三系明化镇组与馆陶组发育浅湖相沉积,是华北含油气盆地上第三系储盖组合最佳的地区,渤中坳陷与周围呈环状展布的凸起和低凸起带,构成了油气成藏的特殊地质结构,渤海海域油气成藏的特殊性,决定了勘探的主要目的层是上第三系馆陶组和明化镇组,找油气的主要方向是被生烃凹陷包围的凸起及其倾没带,包括分割凹陷和凸起的边界断层附近的各类反转构造,通过自营和合作勘探,相继发现了QHD32－6,NB35－2,CFD11－1,BZ25－1,PL19－3等一批大中型油田,实现了渤海海域油气勘探的重大突破和转折,对海洋石油事业的持续发展和保持我国东部石油稳产将起重大作用。     

渤中凹陷大型湖泊三角洲的发育特征及油气勘探前景

渤中凹陷东营组内发育内陆湖盆中罕见的大型湖泊三角洲,其规模与海相盆地三角洲相当,通过渤中凹陷下第三系层序地层格架及其充填样式与构造特征的分析,探讨了东营组底部大规模超覆不整合,局部侵蚀削截不整合的表现形式,沙河街组与东营组之间的沉积－构造转换,东营组大型湖泊三角洲发育的地质背景和东二段大规模三角洲沉积体系的沉积特征与油气勘探前景。     

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通过对渤东凹陷烃源岩生烃潜力的系统评价，认为东营组烃源岩有机质丰度达到中等—好烃源岩标准，渤东、渤中凹陷烃源岩类比研究推测沙河街组烃源岩有机质丰度更高；东营组烃源岩Ⅰ、Ⅱ₁、Ⅱ₂和Ⅲ型有机质均有分布，但以Ⅱ₁、Ⅱ₂型为主；与渤中凹陷对比表明，两者在有机质丰度、类型和沉积环境等方面具有很大的相似性，推测两凹陷沙河街组烃源岩具有相同性质。油源对比认为，渤东凹陷油源主要为沙河街组烃源岩，东营组烃源岩贡献很少；盆地模拟结果显示渤东凹陷石油、天然气资源量分别为7.91×108 t和220.2×108 m3，其勘探前景良好。     

渤中凹陷大型湖泊三角洲的发育特征及油气勘探前景

渤中凹陷东营组内发育了内陆湖盆中罕见的大型湖泊三角洲 ,其规模与海相盆地三角洲相当。通过渤中凹陷下第三系层序地层格架及其充填样式与构造特征的分析 ,探讨了东营组底部大规模超覆不整合、局部侵蚀削截不整合的表现形式 ,沙河街组与东营组之间的沉积—构造转换 ,东营组大型湖泊三角洲发育的地质背景和东二段大规模三角洲沉积体系的沉积特征与油气勘探前景。     

东营凹陷油气成藏期次及其分布规律研究

东营凹陷发育了咸水湖相沙河街组四段上部烃源岩和半咸水深湖相的沙河街组三段下部烃源岩两套有效烃源岩。根据原油的地球化学特征和储层流体包裹体等资料,将油气藏的形成分为两个大的阶段:第一期为早第三纪东营期末,凹陷中心的沙河街组四段上部烃源岩已进入生油门限并开始排烃,后由于喜山运动使全区遭受抬升和剥蚀,油气生成过程中断,原油的生物标志化合物组成表明,此阶段的原油成熟度较低,油气生成数量有限;第二期为晚第三纪至第四纪沉积时期,伴随着凹陷的持续全面沉降和深埋,沙河街组三段下部和沙河街组四段上部烃源岩进一步成熟,生烃作用增强,原油的成熟度较高。两次成藏的原油分布具有明显的规律性:凹陷边缘油藏的原油主要来自沙河街组四段上部烃源岩,原油成熟度较低,是早期充注成藏的;生油凹陷中心油藏的原油主要来自沙河街组三段下部烃源岩,原油成熟度较高,为第二期充注成藏的;而过渡带(斜坡带)油藏的油气来源及成藏期比较复杂,总体特征是混源聚集、多期充注成藏。     

渤海湾盆地沾化凹陷渤南洼陷原油地球化学特征及成藏期分析

下第三系沙四段是沾化凹陷渤南洼陷深层主要产油层,目前关于沙四段原油的油源和成藏期问题还存在不同的认识。通过对研究区储层流体包裹体分析,结合沙四段原油的地球化学特征,沙三段和沙四段烃源岩的生、排烃资料及构造演化资料,讨论了沙四段油藏的形成历史。研究表明,渤南洼陷沙四段曾发生过2期油气充注:第一期始于沙二段沉积末期,主要时期为沙一段沉积后期到东营组沉积中期,由于构造抬升,至东营组沉积末期(28.8 Ma)可能存在间断;第二期油气聚集从馆陶组沉积初期到明化镇组沉积早期,主要在馆陶组沉积期。油气成藏时期与沙四段和沙三段烃源岩的主要生、排烃期是相一致的。由此推测,沙三段与沙四段油源的相对贡献主要取决于烃源岩与油源断层及圈闭的空间配置关系。      

渤中凹陷西南部烃源岩TOC含量预测

烃源岩总有机碳（TOC）含量是评价有机质丰度的主要指标。地球化学方法的岩心测试仅能获得离散的TOC含量数据,难以实现烃源岩的三维定量评价。结合地球物理测井方法和地震叠前反演方法,针对渤中凹陷西南部陆相深层烃源岩,通过岩石物理交会分析优选对TOC含量敏感的弹性参数,建立TOC含量与纵波速度、密度的地震反演模型;使用拓展ΔlogR方法和地震叠前反演方法分层计算渤中凹陷西南部东营组和沙河街组烃源岩TOC含量,获得TOC含量曲线和TOC含量三维反演体,进而计算东二下段、东三段、沙一二段、沙三段烃源岩TOC含量地震预测平面图。结果表明预测误差较小,证明了该方法的可靠性。研究区烃源岩非均质性较强,总体呈现“层系多、分布广”的特征。东营组烃源岩北部优于南部,且东三段TOC含量值总体高于东二下段;沙河街组TOC含量值整体较高,为研究区的主力烃源岩层,TOC含量呈现自沉积中心向外逐渐降低的趋势,尤以沙一二段A、B、C、E井区及其附近区域、沙三段A、C井区及其西部、南部部分地区TOC含量值最高,具有良好的生烃潜力。     

渤中坳陷断裂构造特征及其对油气的控制

系统分析了渤中坳陷断裂构造特征,研究了断裂的形成演化对油气成藏条件的控制作用。渤中坳陷发育4种类型的断裂,即早期伸展断裂、中期走滑伸展断裂、晚期走滑断裂和长期活动断裂。断裂活动主要有3期:①沙三段沉积时期主要形成NNE向、NE向、近EW向伸展断层;②东营组沉积时期叠加了NNE向右旋走滑伸展断层和NW—NWW向左旋走滑伸展断层;③明一段—第四系沉积时期,受郯庐断裂带走滑活动的影响,NNE向断裂再次发生右旋走滑活动。断裂的形成和演化影响烃源岩的分布和热演化程度,形成多种类型的圈闭,为油气垂向运移提供良好的运移通道。发育长期活动断裂的斜坡带和中央凸起附近是油气运聚成藏的有利区域。     

陈家庄凸起浅层天然气的成藏模式

陈家庄凸起是东营凹陷和沾化凹陷的分界凸起，是浅层富集的地区兼有石油伴生气、原油降解气和过渡带气。沙河街组烃源岩和下第三系油气藏为上第三系馆陶组和明化镇组的浅层气聚集提供了气源条件，岩性变化和断层遮挡形成了圈闭条件，同时断层、不整合面等构成的疏导体系保证了浅层气藏的形成。来自渤南洼陷的天然气沿断层和渗透性砂体运移至陈北地区的馆陶组上段和明化镇组下段，形成构造-岩性圈闭的气顶气藏。来自利津、民丰洼陷的天然气，沿断层和不整合面运移到陈南地区的明化镇组，形成岩性圈闭气藏。     

渤海油气勘探历程回顾

渤海35年的油气勘探历程可划分为起步，对外合作，自营勘探，成效低迷，中外油田群勘探和上第三系大油田群发现等六大阶段，对辽西低凸起东营组大型披覆构造的新认识；对渤中凹陷沙河街组及东营组烃源岩，渤中及渤东地区盖层条件和新构造运动与油气成藏关系的新认识。带来渤海油气发现的两次重要突破。     

渤海湾盆地上第三系油藏形成与勘探

渤海湾盆地是一个新生代裂谷盆地 ,其演化具有早第三纪断陷 ,晚第三纪拗陷的特点 ,烃源层位于下第三系 ,上第三系为河流相沉积。受盖层控制 ,上第三系油藏主要分布在盆地中部 (黄骅、渤中和济阳坳陷 )。多数上第三系油藏位于凸起上和凹陷内大断层下降盘逆牵引构造中。大量勘探实践表明 :小规模的低凸起比大规模的高凸起更有利于油气富集 ;凹陷内聚烃条件差 ,则利于凸起上聚集油气。断层的运移条件决定了上第三系逆牵引构造油气富集程度 ,与主断层相交的次级断层晚期活动强 ,断层密度大且断至层位深 ,有利于油气运移至上第三系富集成藏。地层与断层的组合关系控制了油气富集部位。海域内的低凸起及富生烃凹陷边缘大断层下降盘的逆牵引构造是上第三系勘探的有利地区