断块油气田
FAULT-BLOCK OIL&GAS FIELD
第26卷第4期2019年7月doi:10.6056/dkyqt201904010
东营凹陷泥页岩中碳酸盐成因及地质意义
华彬曾建强W
(1.成都理工大学沉积地质研究院，四川成都610059；2,成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610059/
摘要利用岩心、薄片、扫描电镜、全岩矿物分析、元素分析、低温氮气吸附和工程力学性质等测试手段和分析资料，对东营凹陷沙河街组沙三下一沙四上湖相泥页岩中的碳酸盐成因及地质意义进行研究，将碳酸盐分为透镜状粗晶、透镜状微晶、纹层状微细晶、纹层状隐晶和块状隐晶等5种类型。透镜状粗晶碳酸盐为重结晶作用的产物，透镜状微晶碳酸盐为浊流搬运再沉积的产物，纹层状微细晶碳酸盐为藻类诱发碳酸盐沉淀的产物，纹层状隐晶碳酸盐为藻类诱发碳酸盐和钙质藻类残体共同形成的，滨浅湖的碳酸盐经重力流搬运至深湖形成块状隐晶碳酸盐。碳酸盐类型可以反映沉积环境变化和成岩演化阶段的不同，并能够改善泥页岩的储集性能。
关键词碳酸盐；重结晶；浊流；东营凹陷
中图分类号：TE122.2Q1；P618.130.2+1文献标志码:A
Carbonate genesis and geological significance of shale in Dongying Sag
HUA Bin1-2,ZENG Jianqiang1-2
(l.Institute of Sedimentary Geology,Chengdu University of Technology,Chengdu610059,China;2.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu610059,China) Abstract：Based on the data involving cores,thin sections,SEM,whole rock mineral components,elements,low temperature nitrogen adsorption and engineering mechanical properties,the genetic mechanism and geological significance of carbonate in the deep lacustrine shale of the lower submember of Member3and upper submember of Member4of Shahejie Formation were analyzed.It is considered that there are five kinds of carbonate developed in shale,including lenticular coarse crystalline,lenticular microcrystalline,lamellar micro-fine crystalline,lamellar cryptocrystalline and massive cryptocrystalline.The lenticular coarse crystalline carbonate was the product of diagenetic recrystallization.The lenticular cryptocrystalline carbonate was the product of turbidity transport and redeposition.The lamellar micro-fine crystalline carbonate was generated by algae induced carbonate precipitation.The lamellar cryptocrystalline carbonate was formed by algae inducing and calcareous algae residues.The carbonate from the shore-shallow lake was transported to the deep lake by gravity flow and formed the massive cryptocrystalline carbonate.
Carbonate can reflect sedimentary environment and diagenetic evolution stage,and improve the reservoir performance.
Key words：carbonate;recrystallization;turbidity;Dongying Sag
东营凹陷古近系沙三段下亚段一沙四段上亚段发育了一套湖相富有机质泥页岩。近年来，东营凹陷泥页岩引起了人们的广泛关注，诸多学者对其沉积、层序地层、岩相和储集空间等特征*1!11+进行了研究。碳酸盐是泥
页岩的重要组成矿物，然而，对于其成因及地质意义的系统研究仍较薄弱。通过对东营凹陷Fy1,Ny1,F112等取心井泥页岩样品进行岩心、薄片、扫描电镜观察，以及元素、X射线衍射、低温氮气吸附和工程力学性质分析,将泥页岩中发育的碳酸盐矿物进行分类，明确了不同类型碳酸盐的成因及其发育的地质意义，为泥页岩油气勘探开发提供了一定的理论依据。1地质背景
东营凹陷为济阳坳陷的一个次级构造单元，东接垦东-青坨子凸起，北以陈家庄-滨县凸起为界，西以林樊家低凸起和青城低凸起为界与惠民凹陷毗邻，南与鲁西
收稿日期：2019-01-19"改回日期：2019-05-05#
第一作者：华彬，女$1995年生，在读硕士研究生，主要研究方向为沉积地质。E-mail:1422778975@https://www.doczj.com/doc/e816705201.html, o
通讯作者：曾建强，男$1995年生，在读硕士研究生，主要从事沉积地质方面的研究。E-mail：1164270297@https://www.doczj.com/doc/e816705201.html,%
引用格式：华彬，曾建强?东营凹陷泥页岩中碳酸盐成因及地质意义[J]?断块油气田，2019,26(4)：453-45/.
HUA Bin，ZENG Jianqiang.Carbonate genesis and geological significance of shale in Dongying Sag[J+.Fault-Block Oil&Gas Field，2019 26(4):453-458.
xx凹陷的构造特征 东营凹陷属于渤海湾盆地济阳坳陷中的一个中新生代断陷，东西长90km，南北宽65km，面积5700km2。从区域构造上分为： 北部陡坡带、中央隆起带、洼陷带和南部缓坡带四部分。 从方位上划分： 其南为鲁西隆起，北为陈家庄凸起，东有青坨子凸起，西有滨县、青城凸起，是一个四周有凸起环绕的凹陷。凹陷具有北断南超的萁状凹陷特点，凹陷内部发育一系列正向二级构造带，近东西走向的中央断裂背斜带就发育于深洼陷之中。 平方王潜山披覆构造带是在前第三系古地形隆起的背景上,下第三系地层超覆,上第三系地层披覆的沉积构造，位于东营凹陷西部边缘地带,东北部紧邻利津洼陷,南部为博兴洼陷,西为里则镇洼陷,为一洼中之低隆起。其南面为青城凸起和鲁西隆起区,北面为滨县凸起,为平方王地区提供充足的物源。 平方王—平南潜山是济阳坳陷东营凹陷西斜坡上的北东—南西方向上延伸的断块型古生界潜山带，构造上处于北东—北西断裂带的交汇处，应力集中，中深层断裂很发育。南侧的断层长期剧烈活动，一方面，在断层上升盘形成与断层走向基本一致的一系列中古生界断块山；另一方面，在构造应力的作用下使断层附近古生界地层产生裂缝，为潜山创造了良好的储集空间。本区南临博兴生油洼陷，东临利津洼陷，距油源区近，油气资源充足，断层可作为油气的主要运移通道，具备良好的潜山成藏条件。通过地质分析及钻井揭示，平方王—平南潜山带存在4套潜山储集层，形成了该潜山带特有的“四层楼”潜山成藏模式，是寻找潜山油气藏的重要场所。 平方王—平南潜山储集空间类型多、分布不均匀,裂缝、溶孔和溶洞发育,储集空间具有结构形态上的复杂性和空间变化的突变性。研究区裂缝的方向主要是北东向,裂缝主要发育在大断层附近的构造高点,西北部沿断层走向有个裂缝不发育的条带,其他各层段储层的特征表现为一定的相似性。
东营凹陷的构造特征 东营凹陷属于渤海湾盆地济阳坳陷中的一个中新生代断陷，东西长90km，南北宽65km，面积5700km2。从区域构造上分为：北部陡坡带、中央隆起带、洼陷带和南部缓坡带四部分。从方位上划分：其南为鲁西隆起，北为陈家庄凸起，东有青坨子凸起，西有滨县、青城凸起，是一个四周有凸起环绕的凹陷。凹陷具有北断南超的萁状凹陷特点，凹陷内部发育一系列正向二级构造带，近东西走向的中央断裂背斜带就发育于深洼陷之中。 平方王潜山披覆构造带是在前第三系古地形隆起的背景上,下第三系地层超覆,上第三系地层披覆的沉积构造，位于东营凹陷西部边缘地带,东北部紧邻利津洼陷,南部为博兴洼陷,西为里则镇洼陷,为一洼中之低隆起。其南面为青城凸起和鲁西隆起区,北面为滨县凸起,为平方王地区提供充足的物源。 平方王—平南潜山是济阳坳陷东营凹陷西斜坡上的北东—南西方向上延伸的断块型古生界潜山带，构造上处于北东—北西断裂带的交汇处，应力集中，中深层断裂很发育。南侧的断层长期剧烈活动，一方面，在断层上升盘形成与断层走向基本一致的一系列中古生界断块山；另一方面，在构造应力的作用下使断层附近古生界地层产生裂缝，为潜山创造了良好的储集空间。本区南临博兴生油洼陷，东临利津洼陷，距油源区近，油气资源充足，断层可作为油气的主要运移通道，具备良好的潜山成藏条件。通过地质分析及钻井揭示，平方王—平南潜山带存在4套潜山储集层，形成了该潜山带特有的“四层楼”潜山成藏模式，是寻找潜山油气藏的重要场所。 平方王—平南潜山储集空间类型多、分布不均匀,裂缝、溶孔和溶洞发育,储集空间具有结构形态上的复杂性和空间变化的突变性。研究区裂缝的方向主要是北东向,裂缝主要发育在大断层附近的构造高点,西北部沿断层走向有个裂缝不发育的条带,其他各层段储层的特征表现为一定的相似性。 受北东和北西向断裂作用的影响，东营凹陷西部地区形成了北东、北西2个方向上的潜山带。 北东向德青城凸起、于家庄、平南、滨县、陈家庄西段构成了东营凹陷西部边界；北西向德草桥、纯化、平方王、林樊家构成了东营凹陷内部分隔博兴洼陷和利津洼陷的古隆起带。平王方—平南—于家庄潜山带位于北东—北西断裂带的交汇处，平王方—平南地区构造活动频繁，新老断层都很发育。断层以北东走向为主。由于断层长期剧烈活动，一方面，在断层上升盘形成于断层走向基本一致的一系列中古生届断块山；另一方面，在构造应力的作用下使断层附近古生界地层产生裂缝，为潜山创造了良好的储集空间。本区南临博兴生油洼陷，东临利津洼陷，距油源区近，油气资源充足，断层可作为油气的主要运移通道，具备良好的潜山成藏条件。平方王潜山发现的滨78.、滨188块含油富集区块；平南潜山上探明含油面积4.5km2，石油地质储量为443*10^4吨，都充分说明了平方王—平南潜山带成藏条件良好，油气资源丰富。但鉴于该潜山带地震资料品质较差以及对潜山成藏规律认识不清，为此多年来对该地区的勘探一直未有大的进展。 1.东营凹陷历经了印支期、燕山期、喜山期三期重要的构造运动。其潜山的形成演化可分为5个阶段。 2.东营凹陷潜山油藏主要分布在凹陷的南部、北部和西部边缘。 3.王古1潜山是属于内幕式的褶皱块断山，该潜山的内幕构造十分复杂，是经历了从古生界到新生界多期次挤压、拉张应力场相互叠加所发展起来的复杂地质体。 4.东营凹陷南斜坡能够形成油气藏的潜山应该具备以下三个特征：⑴具有有效的烃源岩(沙四上、沙三段或孔二段)及油气运移通道；⑵有发育大量裂缝以及溶蚀孔洞的有效储集层；⑶具有较好的油气保存条件。并且指出了下一步可能的有利勘探区。 中央隆起带是东营凹陷最重要的含油气构造。 东营凹陷属渤海湾盆地济阳凹陷南部的一个一级凹陷，凹陷中构造特征是褶皱少、断层
东营凹陷底层及层序地层特征 东营凹陷位于渤海湾盆地东部，属于济阳凹陷中的一个次级构造单元。凹陷内古今系地层沉积厚度超过五千米，主要由湖泊成因的砂岩和泥岩组成。东营凹陷古近系由深到浅依次发育孔店组（Ek）、沙河街组（Es）、东营组（Ed）；新近系由深到浅依次发育馆陶组（Ng）和明化镇组（Nm）；第四系发育有平原组（Qp）。 一、古近系 东营凹陷在古近纪构造演化中发育了5个较大的区域性不整合面或局部不整合面,在地震剖面上相当于地震标准层TR(前古近系基底与古近系孔店组之间的不整合面)、T7(沙河街组四段与孔店组之间的不整合面)、T6′(沙河街组四段与三段之间的不整合面)、T2′(沙河街组二段上亚段与下亚段之间的不整合面)、T1(古近系与新近系之间的不整合面)(图1),由此将东营凹陷古近系分为4个二级层序,分别对应于孔店组、沙河街组四段、沙河街组三段-沙河街组二段下亚段、沙河街组二段上亚段-东营组。 （一）孔店组（Ek） 孔店组呈角度不整合主要覆盖在中生界之上地层年龄65Ma,其中凹陷西部的临商地区孔店组之下是下白垩统,凹陷北部是上侏罗统和下白垩统,凹陷中部以及与东营凹陷的过渡地区,孔店组主要覆盖在古生界之上,局部地区在太古界之上。处于盆地初始缓慢沉降时期,扇三角洲、湖底扇等沉积相均有发育,凹陷中央发育烃源岩和大套膏盐岩; 形成于早期初始裂陷构造演化阶段，处于湖泊、河流冲积扇沉积环境。 其中，孔店组二段以砾岩、泥岩互层分布为主，发育湖相暗色泥岩沉积，夹杂轴页岩和碳质泥岩，目前认为孔店组地层主要分布在东营凹陷的深层,；孔店组一段砂岩和碳质泥岩广泛分布。 孔店组层序在东营凹陷分布范围较广,在地震剖面上较易识别初次湖泛面与最大湖泛面,这两个面将孔店层序划分为地震反射特征明显不同的三个体系域:低位体系域、水进体系域和高位体系域。 （二）沙河街组（Es） 沙河街组又进一步细分为沙一段、沙二段、沙三段和沙四段。 其中，沙四段主要分布膏岩、泥岩和少量白云岩，地质年龄50.5Ma。处于晚期初始断陷构造演化阶段。主要形成于滨浅湖、咸水湖、辫状河三角洲冲积扇、扇三角洲及半深湖等沉积环境； 沙三段主要由深色泥岩组成，同时含有砂岩和页岩，砂岩透镜体发育。地质年龄42Ma。处于断陷伸展期构造演化阶段。主要形成于湖底扇、扇三角洲、三角洲等沉积环境。沙三段是东营凹陷第三盆主要断陷期，也是湖盆最大扩张期。 沙二段主要由砂岩、砾岩、碳质泥岩组成。处于构造演化的断陷伸展期于断陷收敛期的过渡阶段。主要形成于扇三角洲、湖泊相沉积环境； 沙一段主要分布砂岩、泥岩和生物灰岩，地质年龄36Ma。处于断陷收敛期构造演化阶段。主要形成于浅-半深湖体系、碳酸盐岩沉积以及三角洲和辫状河流环境； （三）东营组（Ed） 在东营组沉积末期，东营凹陷处于整体上升剥蚀过程东营组沉积末期至馆陶组沉积前具有8-10Ma。沉积间断期间东营组遭受明显剥蚀，一般剥蚀厚度为400米以上。地层年龄为32.8Ma，处于断陷收敛构造演化阶段。主要形成于浅水湖泊及辫状河三角洲沉积环境。 岩性为紫红、棕红色及灰、灰绿色泥岩与砂岩互层，局部夹炭质泥岩、油页岩及灰岩。一般厚600—800米，最厚1000—1500米。 二、新近系 东营凹陷之新近系由深到浅发育有馆陶组和明化镇组。 （一）馆陶组 馆陶组为河流相沉积，其短期基准面旋回界面主要是由河道下切冲刷面构成，每个完整的 河流沉积相序组合均可构成一个短期基准面旋回。单个短期基准面旋回的地层厚度较小， 旋回界面只能在岩心、露头和测井曲线上识别。东营凹陷馆陶组短期基准面旋回可划分为
扇背斜成因及其与油气的关系 ——以东营凹陷北部陡坡带为例 夏景生，高祥成，王海侨 中国石油大学(华东)地球资源与信息学院，山东东营（257061） E-mail：xjs20031205@https://www.doczj.com/doc/e816705201.html, 摘要：东营凹陷是中国东部最著名的产油气凹陷之一，其北部陡坡带在沙三—沙四沉积时期堆积了很厚的砂砾岩碎屑沉积物,成为后来油气聚集的重要场所，同时期在该区也发育了大量的扇背斜。扇背斜有别于一般意义上的背斜，它是一种沉积背斜，是砂砾岩体堆积后，其上又由盖层覆盖而成的背斜。虽同为沉积背斜，扇背斜与披覆背斜有很多不同之处。扇背斜由冲积扇、近岸水下扇扇体堆积、相互叠置及砂砾岩体的差异压实作用等机制形成的，而披覆背斜与基底地形的凸起有关。位于东营凹陷北部陡坡带中段的丰深1井在沙四段钻遇了扇背斜。扇背斜油藏是岩性油藏的一种，其成藏条件受控于砂砾岩扇体距油源的距离、砂砾岩扇体和油源之间的连通性以及砂砾岩扇体上覆盖层的封堵能力。该类型的油气藏大多发育在断陷湖盆的陡坡带区域。 关键词：扇背斜；陡坡带砂砾岩体；冲积扇；近岸水下扇；东营凹陷 1．引言 东营凹陷是中国东部最著名的产油气凹陷之一,属于中新、生代陆相断陷含油气盆地。从构造形态上讲东营凹陷是典型的北断南超的箕状断陷[1-4]，其北部陡坡（坡度15°—35°）带是指青坨子凸起、陈家庄凸起和滨县凸起南侧盆地内缘的狭长的陡坡带,东西长95km,南北宽10～25km,面积约1000km2，它北靠盆地边缘凸起,南临盆地内生油洼陷。早第三纪早期,以前震旦系花岗片麻岩为基底的陈家庄凸起发生构造抬升和剥蚀作用,在其临凹一侧形成了谷—梁相间的古地形,沙三—沙四时期,在坡角处发育了多期的冲积扇、近岸水下扇和滑塌浊积扇砂体(图1)，堆积了很厚的砂砾岩碎屑沉积物,成为后来油气聚集的重要场所。已钻探发现含油气砂砾岩体50余个,探明石油地质储量超亿吨[5]。 图1 东营凹陷北部陡坡带及其扇体发育简图 在东营凹陷北部陡坡带的这些砂砾岩体形成的岩性油气藏中我们发现了这样的一种油气藏：底部平面上呈扇形，顶部呈穹隆状，从外部形态上看类似背斜。但它不是一般意义上
东营凹陷深层天然气潜力分析 通过对东营凹陷深层烃源岩和储层等特征进行分析，并结合现有井天然气产量的精细解剖，探讨东营凹陷北部陡坡、南部缓坡以及洼陷地带的天然气藏的形成条件以及潜力。分析表明，沙四段膏盐层可分为三段，一段为为主要烃源岩。东营凹陷北部受构造控制作用，发育多套砂砾岩扇体及异常高压带，为油气聚集提供了良好的储层，此外，上层的膏岩层提供了优质的盖层，当适当的温压条件且温压场的耦合，决定了该天然气藏的形成。 标签：东营凹陷；深层；膏盐岩；异常高压 0 引言 东营凹陷是渤海湾盆地济阳坳陷内部的一个二级负向构造单元，其构造发育阶段总体可以分为早期初始裂陷、晚期初始裂陷、裂陷伸展、晚期裂陷收敛4个阶段，具有北断南超的箕状断陷盆地结构[1]，图1所示为东营凹陷古地貌。4个阶段分别对应于古近系孔店组沉积期、沙四段沉积期、沙三段—沙二段下亚段沉积期、沙二段上亚段—东营组沉积期及新近系沉积期。其中孔店组和沙四段沉积时期基本对应于裂陷初始发育阶段，在该时期沉积充填过程中，地层超覆和剥蚀对油气形成的作用更加突出，各类地层型圈闭十分发育，成藏条件极为有利，潜在地质储量极为可观[1]。深入分析认识该地区的烃源岩的机理性研究以及储集层的发育分布特征，具有极为重要的意义。 1 区域勘探概况 东营北带深层钻遇Es4x地层的井有27口，钻穿第一盐膏段的井有11口，新利深1井、丰深1井、利深101、丰深3获得高产气流，丰深4、5、郝科1等井在沙四下地层均解释了多套气层或见油气显示。之后相继评价和部署了丰深4、丰深5、丰深10等砂砾岩体目标，这些探井均见到了良好的油气显示，也展示了该区带砂砾岩体油气的勘探潜力，如丰深5井在泥浆比重高达 1.73～1.75g/cm3的情况下，该井4250～4360m、4378～4412m、4421～4457m气测全烃分别为53.04～100%、54.49～100%、46.13～100%，由于各种原因该井未下套管。这预示着东营盆地深层具备天然气藏的形成条件，也预示着东营盆地乃至整个济阳坳陷深层天然气藏勘探具有较大的潜力。制约该区裂解气勘探的关键问题是：源、储以及源储对接关系。 2 成藏条件分析 2.1烃源岩条件。 1）烃源岩分布及指标。 东营凹陷沙四段下亚段为间歇性盐湖—盐湖相沉积，主要由棕红色、灰色、