东濮凹陷盐岩成因与油气聚集

东濮凹陷是一个油气丰富的盐源盆地，油气富集与盐岩有着密切关系，许多学者对东濮凹陷北部盐岩的成因都进行过有益的探讨。沙三^3亚段岩心中出现的红色地层是盐岩形成于浅水的标志，将东濮凹陷的蒸发岩和海水蒸发成岩的序列相比较后认为，东濮凹陷的盐岩为海侵的浅水蒸发成盐，在湖盆的沉积过程中存在低水位体系域、湖盆收缩体系域和高水位体系域。湖平面的频繁变化形成了盐与泥岩、页岩的互层以及砂岩与泥岩、页岩的互层，前者是很好的盖层和生油岩，后者是良好的生、储、盖组合。浅水成盐的模式证明了砂体可与盐岩同期发育，对今后勘探具有指导作用。     

东濮凹陷页岩油气富集条件

文中立足于东濮凹陷勘探实践,在岩心观察、有机地化和镜下薄片等资料分析的基础上,总结了页岩油气的富集条件。富集泥页岩发育决定了页岩油气的主力层位,东濮凹陷沙河街组沙三中、下为页岩油气最富集的层位,有机碳质量分数高,主要为Ⅱ1和Ⅰ型干酪根,热演化程度适中(Ro为1%~2%);沉积体系和有利岩相是页岩油气富集的重要因素,富集泥页岩主要分布在深湖—半深湖和前三角洲泥沉积体系中,其中的纹层状灰质泥岩岩相储集空间发育程度和油气富集程度均高,是最有利的岩相类型。脆性矿物体积分数和裂缝发育程度是页岩油气富集的关键,东濮凹陷脆性矿物体积分数超过60%,有利于裂缝的形成及后期压裂改造;盐岩及异常高压的发育是东濮凹陷页岩油气保存的重要原因。运用多因素叠合法预测沙三中4—5、沙三中8、沙三下1—2是最有利的勘探层位,濮卫和柳屯—海通集洼陷是最有利的目标区,并部署实施卫68￣1HF等井,取得初步成效。     

东濮凹陷沙三段盐岩成因

东濮凹陷沙三段（Es3）发育盐岩和膏盐岩，岩心观察见有冲刷面、泥裂、波痕等浅水和暴露标志，地震剖面显示有低位楔、削截面、下超等湖岸线进退现象，说明Es3沉积期古湖泊水体深度变化大。高水位期沉积深灰色、暗色泥岩与少量重力流砂体，低水位期沉积盐岩、膏岩，发育低位三角洲与扇三角洲沉积．纵向形成深湖泥岩与蒸发岩、低位砂岩的频繁互层。分析认为，盐岩为浅水成因，盐源为周边隆起的中、下奥陶统。这一认识不同于过去“高山深盆”、“深水成盐”和“海相成因”的观点，将给东濮凹陷沉积古地理、古环境研究带来新的认识。图6表3参13     

东濮凹陷沙河街期盐湖盆地充填演化模式

东濮凹陷在古近系沙河街组沉积时期为1个盐湖盆地,自下而上发育了4套厚层盐岩,盐湖成因历来争议颇大。笔者在研究东濮凹陷沉积背景及沉积旋回的基础上,对东濮凹陷火山岩、盐岩及碎屑岩地层的垂向及平面组合特征进行了深入研究,认为东濮凹陷盐湖发育阶段与构造演化关系十分密切,盐湖发育期与凹陷强烈断陷期吻合。因此,结合该区的构造演化史、沉积充填史、火山活动史,综合分析了盐岩发育旋回的特征。东濮凹陷盐岩可划分为2大旋回,每一旋回又可分为初始裂陷期、强裂陷咸化高水位期、过补偿萎缩期3个阶段,据此建立了东濮凹陷拉张性盐湖盆地充填演化模式。该模式的建立,丰富了东部拉张型咸化湖盆充填演化理论。     

东濮凹陷沙三段盐岩成因及含盐地层层序划分

东濮凹陷沙三段高水位期沉积深灰色、暗色泥岩与少量重力流砂体,低水位期沉积盐岩、膏岩、低位三角洲与扇三角洲,从而形成纵向上深湖泥岩与蒸发岩、低位砂岩的频繁互层沉积。根据岩心资料、盐岩沉积序列特点及沙三段沉积期古气候和古环境特点,认为盐岩为浅水蒸发成因。深水相泥岩与浅水成因的盐岩频繁互层表明沙三段沉积期湖平面变化频繁。基于盐韵律特征划分准层序的方法,使得层序地层划分更为符合东濮凹陷含盐地层的实际情况。     

东濮凹陷盐湖层序结构与隐蔽油气藏

东濮凹陷岩盐层序的低位体系域主要为厚层块状岩盐夹薄层泥岩和砂岩,地震上表现为强振幅连续反射;湖侵期为深湖-半深湖相泥岩夹薄层岩盐和重力流砂体;高位体系域为厚层块状岩盐夹薄层泥岩和砂岩。东濮凹陷沙河街组古生物化石资料显示,藻类生物发育,缺少淡水种类,介形虫成层出现,说明盐类沉积环境以潮湿和半干旱气候交替为主,在还原的深湖-半深湖的背景中仍有碎屑物供给。该区盐湖隐蔽圈闭多发育于盐类重力流扇体和盐湖碎屑重力流透镜体中。     

东濮凹陷沙三段盐岩成因及层序地层划分

东濮凹陷沙三段高水位期沉积深灰色、暗色泥岩与少量重力流砂体,低水位期沉积盐岩、膏岩、低位三角洲与扇三角洲,从而形成纵向上深湖泥岩与蒸发岩、低位砂岩的频繁互层沉积。根据岩心资料、盐岩沉积序列特点及沙三段沉积期古气候和古环境特点,认为盐岩为浅水蒸发成因。深水相泥岩与浅水成因的盐岩频繁互层,说明沙三段沉积期湖平面变化频繁。基于盐韵律特征划分准层序的方法,使得层序地层划分更为符合东濮凹陷含盐地层的实际情况。     

东濮凹陷地质三分性与沙三期沉积古地理

东濮凹陷构造与沉积明显分为2个阶段：沙三段沉积时期和沙二段-东营组沉积时期。沙三段时期,东濮地区发育濮阳湖和东明湖。濮阳湖受兰聊、五星集-六塔断层活动控制,形成深水湖相-浅水盐湖相的暗色泥岩与盐岩、砂岩韵律,是现今油气最丰富的领域,盆内二级断层——杜寨断层、石家集-马寨断层、濮西断层的相继发育控制沉积中心的分布;东明湖是受兰聊断层活动控制的箕状凹陷,因补偿速度快,仅形成浅一半深水的砂泥岩韵律,生油岩发育质量差,现今的西洼南部地区是上述两湖泊的边缘,基本无生油岩发育。沙二段-东营组时期,长垣、黄河、文东、文西等断层强烈活动,形成两洼-隆一斜坡的构造格局,彻底改变了沙三期的沉积古地理,形成多个洼陷和多个沉积中心。     

东濮凹陷古近系含盐地层层序特征及成因分析

东濮凹陷古近系含盐地层的层序划分除了依据常规的层序边界识别标志之外,还应该考虑盐韵律的发育特征,使其层序地层划分更为符合含盐地层的实际情况,据此将东濮凹陷古近系含盐地层划分为2个二级层序,10个三级层序,使得盐韵律的发育过程与层序的发育过程得到了统一。含盐地层的三级层序(低频层序)结构中表现出特有的规律:湖侵体系域和高水位体系域中的盐岩层横向展布面积大于低水位体系域中盐岩层的横向展布面积。在高频层序特别是五级层序对应的准层序地层单元中,盐岩层与砂岩层表现出同时异相的沉积关系,它们与下部的暗色泥岩层构成一个完整的准层序地层单元,盐岩的高频层序发育模式为准层序地层高位蒸发成盐。     

东濮凹陷文西断裂带沙三段层序地层与沉积体系

通过对东濮凹陷文西断裂带层序类型、体系域类型的研究表明，沙三段形成于半干旱气候条件下的深湖-半深湖陆源碎屑和盐湖沉积。主要沉积体系包括河流-三角洲体系、深湖-半深湖砂、泥沉积和盐湖沉积。湖进体系域水体加深，以半深湖-深湖和浊流沉积广泛发育为特征。高位体系域地层横向分布稳定。湖退体系域发育以进积为主的准层序组。储集砂体主要分布在湖退体系域，其中层序Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ湖退体系域发育的水下分流水道、河口砂坝、前缘席状砂以及远砂坝为最重要的储集单元。     

东濮凹陷地质特征研究

岩心观察及精细的层序地层对比表明,东濮凹陷北部沙三段的盐岩与暗色泥岩、膏泥岩及砂岩具有共生组合关系,盐岩是低水位期的沉积。在高水位期,盆缘沉积了三角洲和扇三角洲,盆内沉积了深灰色泥岩和少量重力流砂体;在低水位期,湖盆面积缩小,许多地区暴露地表,从湖泊中心向周围沉积物依次为盐岩、膏岩、膏泥岩、碳酸盐岩、灰质泥岩和牵引流砂岩体。高水位和低水位的频繁变化导致深水暗色泥岩和低位盐、低位砂的纵向叠加。通过对高频振荡湖盆的古地理环境以及盐岩与砂体分布、盐岩分布与沉积中心的关系的研究,得出与以前"深水成盐"、"高山深盆"、"浊积成砂"等不同的新概念,对确定盆地油气资源潜力和勘探方向有一定借鉴作用。     

东营凹陷沙四段湖相白云岩沉积特征及成因

以岩石学特征为基础,结合沉积特征和沉积地球化学资料,对东营凹陷沙四段湖相白云岩成因进行了研究。结果表明：不同成因的白云岩,其岩石结构、发育环境和地球化学特征有所不同;该地区白云岩类型多样,普遍具有泥-微晶结构;白云岩主要位于滨浅湖、深湖一半深湖及盐湖环境中,岩性组合上与泥页岩、粉砂岩、膏岩及玄武岩伴生：受层序发育的控制,该时期白云岩多发育在晚期高位体系域之中,白云石化作用不彻底,白云岩含灰质成分较高。地球化学数据表明：白云石有序度普遍较低,Sr质量分数普遍较高．平均值接近海水中的Sr质量分数．说明沙四时期受到了海侵作用和构造热液-深部流体的影响：高Mn、低Fe、高Na的特征反映了该时期主要的沉积环境为干旱一半干旱的蒸发环境。综合构造条件、沉积环境及地球化学分析等因素．建立了沙四段准同生白云岩化和构造热液白云岩化模式。     

济阳坳陷泥页岩细粒沉积体系

泥页岩细粒沉积体系是当前沉积学研究的前沿之一。以济阳坳陷沙河街组四段（沙四段）上亚段-沙河街组三段（沙三段）下亚段的细粒泥页岩为例,应用岩心描述、薄片观察和地球化学测试等方法研究了湖相泥页岩的细粒沉积体系,认为济阳坳陷沙四段上亚段-沙三段下亚段的泥页岩为相对稳定水体环境下的机械-生物化学混积作用的产物。基于沙四段上亚段-沙三段下亚段泥页岩的组分主要由他生盆外陆源碎屑岩和自生盆内碳酸盐岩构成的特点,先以物质来源为主要依据,将细粒沉积体系划分为外源相、混源相和内源相;进而以沉积动力和岩相的有序组合为主要依据,结合古地形,将外源相划分为斜坡边缘亚相和外斜坡亚相、混源相划分为内斜坡亚相和深洼亚相、内源相划分为水下隆起亚相和浅洼亚相。沉积体系在纵向上受沉积环境的演化控制,随着气候由干旱向潮湿演化,物源注入增强,由下至上依次发育内源相、混源相和外源相;横向上,盆地短轴方向受碎屑物源对称供给的影响,沉积相具有对称分布的特征,从缓坡至陡坡带依次发育外源相-混源相-内源相-混源相-外源相;平面上,受古物源、古盐度和古水深等控制,沉积相大致以盆地几何中心为核心呈环带状分布,内源相主要分布在水下隆起和浅洼区,混源相主要发育在半深湖区,外源相主要分布在粗碎屑沉积体系的边缘。     

歧口凹陷西南缘沙河街组一段下亚段古环境特征与沉积模式

沙河街组一段下亚段是歧口凹陷重要的页岩油发育层系，为进一步了解该段细粒沉积岩沉积环境、旋回特征和沉积模式，利用地震、测井、录井和系统取心分析资料对目的层位展开综合研究。研究区细粒沉积岩包括长英质页岩、碳酸盐质页岩（白云岩、灰质页岩、白云质页岩）、黏土质页岩和混合质页岩4种类型，混合质页岩、长英质页岩和碳酸盐质页岩占优势；总体为还原-强还原沉积环境，水体盐度较高，主要受陆源碎屑沉积和生物化学沉积作用控制；宽缓湖湾与歧口主凹之间形成高盐度带，受准同生期蒸发浓缩作用，滨-浅湖带高密度富Mg²⁺超咸水在重力作用下，沿着湖底向湖盆内部流动，早期形成的方解石发生白云石化，形成准同生白云岩；岩性组合受旋回控制作用明显，短期反-正旋回转换面之下位置发育一层稳定白云岩或白云质页岩，碳酸盐岩（甜点段）发育于长期旋回内的下降期半旋回，上升期长期旋回主要发育黏土质混合页岩和黏土质页岩（隔板层），进一步可以总结出强陆源碎屑供给区细粒沉积模式和弱陆源碎屑供给区细粒沉积模式。     

东濮凹陷古近纪断裂活动对沉积的控制作用

为了研究东濮凹陷的盆地结构、断裂活动及其对沉积的控制作用,开展了地震资料解释、非地震物探资料分析、钻井岩心和测井曲线分析。结果表明：①东濮凹陷古近纪盆地具有多断、多凸、多洼的结构特征。始新统沙河街组沙四段沉积期为单断湖盆,湖平面宽广,形成了一套优质烃源岩,为三角洲、浅湖—半深湖沉积,局部见深湖沉积。②沙三段下亚段沉积期以“多凸—多洼”构造样式为主,湖盆中心向西迁移,生烃层段较沙四段有所变化,为三角洲、浅湖、半深湖和深湖沉积。③沙二段上亚段沉积期继承性发育多洼构造,湖盆萎缩,生烃潜力变差,卫东—文东断层系开始发育,导致东部的洼陷区沉降幅度加大,烃源岩快速成熟。④断层活动频繁期,断距大的区域发育优质烃源岩,邻近烃源岩的近洼带发育的三角洲前缘砂体、滩坝砂和浊积砂均是良好的储集层;早期形成且长期活动的二、三级断层是油气运移的主要通道。因此,可以判断柳屯洼陷和濮卫洼陷的浊积砂岩油气藏与马寨洼陷沙三段的上倾尖灭型油藏均为未来勘探挖潜方向。该研究成果对东濮凹陷的勘探具有指导意义。     

东营凹陷西部沙河街组三段下亚段泥页岩沉积微相

关于沉积微相,前人多针对粗碎屑骨架砂体沉积相开展研究工作,对泥页岩这种细粒沉积物的沉积微相很少关注。在一个沉积盆地中,细粒沉积物的总量巨大,在纵向上及平面上均广泛分布。以东营凹陷西部沙河街组三段下亚段（简称沙三下亚段）泥页岩为研究对象,系统划分泥页岩岩相类型。在骨架沉积相控制下,以泥页岩岩石类型及岩相特征为基础,综合控制泥页岩发育的水动力条件、古湖盆底形及事件沉积等因素,将东营凹陷西部沙三下亚段半深湖、深湖相进一步划分为平阔半深湖微相、水下隆起半深湖微相、深洼微相、浊积周缘微相、近岸水下扇前缘微相等。分析了不同微相在矿物组成、岩石类型及组构、成岩作用及测井曲线响应等方面的差异性,细粒沉积物微相的划分和研究对于泥页岩油气的勘探开发工作有重要指导作用。