济阳坳陷石炭_二叠系致密砂岩气形成条件与成藏模式.docxVIP

济阳坳陷石炭－二叠系致密砂岩气形成条件与成藏模式韩思杰，桑树勋，刘伟（中国矿业大学资源与地球科学学院 ，江苏 徐州 ２２１１１６）［摘 要］ 以石炭 －二叠系探井揭露的地质资料为 主要依据， 结合岩石学、 地球化学和储层物性测试等方法，研究了济阳坳陷石炭 －二 叠系致密砂岩气藏的沉积地 质 背 景 及 生、 储、 盖 地 质 条 件， 探讨了其成藏模式。 研究表明：研究区石炭 －二 叠系海相 －过 渡相 －陆相的沉积演化 背景为致密气藏的形成提供了良好的生、 储、 盖组合条件；含煤地层腐殖型烃源岩有机质丰度高、成熟度高， 生烃强度大， 喜山期二次生烃作用显著； 砂岩储层虽经历深埋和强烈压实、胶结作用，多具有低孔 －低 渗特征， 但由于多次抬升和浅层地下水动力 活跃等因素导致以溶蚀孔隙为代表的次生孔隙较为发育， 具备了储集能力； 发育良好的区域性厚层泥岩 为致密砂岩气的保存提供了优质的盖层条 件； 济阳坳陷致密砂岩气藏主要形成于古生古储的多期间断式 岩性构造组合圈闭。济阳坳陷石炭 －二叠系具有良好的致密砂岩气藏勘探开发潜力 。［关 键词］ 致密砂岩气；石炭 －二 叠系；济阳坳陷；成藏条件；成藏模式［中 图分类号］ＴＥ１２２．３［文 献标志码］Ａ［文 章编号］１０００－９７５２ （２０１４）１０－００５０－０５随着油气勘探领域的深入，在低孔－低渗储层 中发现的非常规油气资源量已经超过了常规油气资源 量 ［１，２］。致密砂 岩 气 是 我 国 非 常 规 天 然 气 勘 探 开 发 的 重 点 领 域 之 一［３］， 其资源潜力巨大， 可 采 量 达 ９×１０１２～１２×１０１２ｍ３。 截至 ２０１１ 年底， 累计探明和基本探明的致密砂岩气地质储量超 过 ４×１０１２ｍ３， 产量已达到全国天然气总产量的 １／５。 因此， 致密砂岩气的勘探开 发 对我国的能源战略具有重要的 意 义［４，５］。渤海湾盆地是我国重要的含油气盆地， 石炭－二 叠纪煤系地层为盆地内油气勘探的重要层系。 济阳坳陷位于盆地东南部，已开发的石炭－二 叠系致密砂岩气藏赋存于上、 下石盒子组（Ｐ２ｓｈｕ、Ｐ２ｓｈＬ ） 的河流相砂岩中，该类型气藏具有低孔 －低渗，非均质性强，储层压力低及成藏过程复杂等特点［６］。地质概况１济阳坳陷分布面积约 ２６０００ｋｍ２， 发育 ＮＷ 向、ＮＥ 向、ＮＥＥ 向 等 多 组 断 裂 以及东营、 沾 化、 车 镇、 惠 民 ４ 个 北 断南超的 “箕 状” 凹 陷（图 １）［６］。 区 内 石炭－二 叠 系 自 下 而 上 发 育 本 溪 组 （Ｃ２ｂ）、太原 组 （Ｐ１ｔ）、 山 西 组（Ｐ１ｓ）、Ｐ２ｓｈＬ 、Ｐ２ｓｈｕ 和石千峰组 （Ｐ３ｓ）。 地层总体特征为：Ｃ２ｂ、Ｐ１ｔ、Ｐ１ｓ 为 含 煤 层 段，Ｐ１ｔ地 层厚约 １００～２００ｍ， 发 育 一 套 砂 泥 岩 夹 数 层 厚 度 不 等 的 煤 层，Ｐ１ｓ 地 层 厚 约 ３０～９０ｍ，发育砂 泥组合夹多 层 煤 层 及 炭图 １济阳坳陷构造单元与石炭 －二叠系残留地层厚度 ［收 稿日期］２０１４－０６－２２［基 金项目］ 国家自然科学基金重点项目 ； 国家自然科学基金面上项目 。［作 者简介］ 韩思杰 （１９９１－）， 男 ，２０１３年中国矿业大学毕业 ， 硕士生， 现从事非常规油气资源方面的研究工作。［通 信作者］ 桑树勋（１９６７－）， 男， 博士， 教授， 博士生导师；Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈｘｓａｎｇ＠ｃｕｍｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。第 ３６卷 第 １０期韩思杰 等：济阳坳陷石炭 －二叠系致密砂岩气形成条件与成藏模式 · ５１·质泥岩；Ｐ２ｓｈＬ 、Ｐ２ｓｈｕ 和 Ｐ３ｓ主要为河、湖相碎屑岩 层，Ｐ２ｓｈＬ 、Ｐ２ｓｈｕ 发育一套砂砾岩与泥岩的组合，砂体分布广泛，厚度多在４０ｍ 以上，Ｐ３ｓ受剥蚀作用强烈 ，仅在沾化凹陷有小面积分布。成藏条件２沉积背景济阳坳陷作为华北板块的一部分，于石炭－二 叠纪经历了多期的海进和海退， 发育了一套海陆交互 相的煤系地层。济阳坳陷岩相古地理演化过程受构造、气候、海水进退、物源特征等多种因素的影响。 晚石炭世，华北板块经过漫长的准平原化之后发生了大面积的由东南向西北的海侵作用，研究区位于广泛的陆表海沉积环境中。海侵区发育碳酸盐岩台地沉积，局部地区发育潮坪沉积；早二叠世海侵作 用减弱，海岸线退至徐淮地区，盆地内陆源碎屑物开始沉积，使得研究区发育三角洲沉积体系，该时期２．１也是主要的聚煤时期，致使多层砂体与煤层交互发育（图２）；中二 叠世末以来， 随着气候进一步干燥，区内开始发育陆相河流沉积，局部地区开始发育湖泊相沉积（图３）。图 ２济阳坳陷早二叠世岩相古地理图 图 ３济阳坳陷中二叠世末岩相