[科普中國]-深部盆地油藏

深部油氣藏也叫深層油氣藏。根據(jù)國土資源部 2005 年頒布的劃分標(biāo)準(zhǔn)，我國東部盆地以 3500 m 為深部界限，西部盆地以4500 m 為深部界限。

深部油氣藏的特點(diǎn)1、深部油氣藏油氣充滿度高

深部油氣藏大部分分布在生油深凹陷中，按油氣差異聚集原理，油氣先充滿深部圈閉，然后才依次向淺部圈閉運(yùn)移聚集。不同層系共有同一油源的油氣藏也可使深部油氣藏充滿度高。塔里木盆地?fù)碛型挥驮吹氖肯?、三疊系、侏羅系油氣藏，其充滿度依次為80%~100%，70%~90%，11%~43%。雖然它們同屬于深部油氣藏，可是充滿度卻隨層位變老而增加。造成深部圈閉充滿度增加的另外一個(gè)原因就是隨著埋深增加，地層溫度增高，液態(tài)烴轉(zhuǎn)化為氣態(tài)烴，體積增大，使圈閉充滿度增加。

2.深部以天然氣藏為主

我國已發(fā)現(xiàn)的深部油氣藏中氣藏占58.51%，而且隨著埋藏深度的增加，氣藏所占的百分比也在增加。盆地中烴類相態(tài)的垂向分布受盆地中地溫梯度、生油母質(zhì)類型及熱演化程度的影響。各種條件的變化必然導(dǎo)致烴類相態(tài)的變化。我國的深部油氣藏主要分布在4~5km的深度段內(nèi)，占所發(fā)現(xiàn)深部油氣藏總數(shù)的71.28%。隨著埋深增加，油氣藏?cái)?shù)量逐步減少。

3.深部油氣藏主要分布在古生界，儲(chǔ)層以碳酸鹽巖為主

我國已發(fā)現(xiàn)的深部油氣藏分布在前寒武系到上第三系的各個(gè)時(shí)代地層中，以奧陶系最多，占已發(fā)現(xiàn)深部油氣藏總數(shù)的26%，其次是石炭系，占20%。若以大的地層單元統(tǒng)計(jì)，古生界油氣藏最多，占已發(fā)現(xiàn)深部油氣藏?cái)?shù)的70.6%，其次是新生界，占17.23%，中生界較少，占12.01%。

深部儲(chǔ)層的巖石類型主要是碳酸鹽巖，占深部儲(chǔ)層的78%，碎屑巖儲(chǔ)層僅占22%，還沒有發(fā)現(xiàn)其它類型的深部儲(chǔ)層。雖然所發(fā)現(xiàn)的深部儲(chǔ)層中碎屑巖儲(chǔ)層較少，但并不說明深部碎屑巖缺乏儲(chǔ)集能力。塔里木盆地三疊系、石炭系的砂巖儲(chǔ)層物性相當(dāng)好，埋深5km，孔隙度在16%~25%左右。

4.深部油氣藏的主要圈閉類型為構(gòu)造圈閉

我國已發(fā)現(xiàn)的深部油氣藏主要是背斜圈閉，占已發(fā)現(xiàn)深部油氣藏總數(shù)的45.7%，斷層圈閉油氣藏占11.6%，地層圈閉油氣藏占35.11%，巖性和復(fù)合油氣藏比較少，分別為5.32%和2.13%。由此可見，深部油氣藏的圈閉類型與中淺部油氣藏沒有明顯區(qū)別。不同盆地由于演化史和受力機(jī)制的差異，其深部油氣藏的圈閉類型有著顯著差異。渤海灣盆地是在古生代地臺(tái)基礎(chǔ)上受張應(yīng)力形成的斷陷盆地，深部油氣藏的圈閉以地層-潛山為主。中國西部地區(qū)的盆地是受壓應(yīng)力作用形成的構(gòu)造盆地，深部油氣藏多為圈閉背斜。

5.深部油氣藏主要分布在繼承型迭合盆地中。1

分類依據(jù)深部含油氣盆地的形成機(jī)制及演化史，從實(shí)用角度出發(fā)將深部盆地分為4類：

（1）繼承型迭合盆地

盆地發(fā)育經(jīng)歷了古生代地臺(tái)和中新生代陸相盆地兩個(gè)階段。擠壓型的中新生代盆地覆蓋了古地臺(tái)沉積，導(dǎo)致古地臺(tái)沉積的埋深增加，保存條件好。四川、陜甘寧和塔里木盆地就屬此類。

（2）改造型迭合盆地

盆地發(fā)育經(jīng)歷了古生代地臺(tái)和中新生代斷陷盆地兩個(gè)發(fā)展階段，中新生代盆地形成時(shí)的斷裂作用使地臺(tái)型沉積蓋層遭受強(qiáng)烈破壞。渤海灣、江漢、蘇北等都屬于此類盆地。

（3）中間地塊盆地

盆地基底為古老地塊，自晚古生代中晚期開始接受沉積，在擠壓應(yīng)力作用下形成中新生代盆地。如柴達(dá)木、準(zhǔn)噶爾盆地等。

（4）前陸盆地

位于褶皺基底上，晚古生代中晚期開始接受沉積，中新生代由于山系上升而形成前陸盆地。河西走廊諸盆地均屬此類。1

深部油氣藏的形成條件1.沉積巖厚度大，有良好的深部油氣源巖

隨著埋藏深度的增加，地層負(fù)荷增大，深部地層的流體壓力必然大于淺部，中淺部的油氣不可能向深部運(yùn)移，因此深部油氣藏的形成必須有深部油氣源巖。一個(gè)盆地或地區(qū)從基底之上開始沉積到出現(xiàn)生油巖沉積的條件，其間總有一個(gè)水體由淺變深的過渡階段，這個(gè)階段沉積的地層一般不具備生油條件。由此可見，大于4000m深度的沉積巖厚度越大，才越可能沉積生油巖。我國的實(shí)際情況也說明了這一點(diǎn)。我國有深部油氣藏分布的盆地的沉積巖厚度最小為8000m，并且沉積巖厚度越大，深部含油氣井段就越長，含油氣越豐富。而沉積巖厚度最大的正是繼承型迭合盆地。1

2.良好的儲(chǔ)層是深部油氣藏形成的重要條件

隨著埋藏深度的增加，在壓實(shí)和成巖作用的影響下，巖石孔隙度逐漸減少。一般埋深大于4000m就進(jìn)入成巖后生期，巖石的原生孔隙已經(jīng)很少存在，次生孔隙成為深部主要的儲(chǔ)集空間。次生孔隙的形成是巖石膠結(jié)物和巖石顆粒溶蝕而成。影響次生孔隙發(fā)育的因素有巖石類型、結(jié)構(gòu)、膠結(jié)物含量及地層水的性質(zhì)。在其它條件相似時(shí)，沉積巖的類型對次生孔隙的發(fā)育有著重要影響。塔里木盆地三疊系河口壩及濱湖砂體，因泥質(zhì)含量少，壓實(shí)作用弱，顆粒分選好，后期溶蝕形成較大粒間孔隙，孔隙度一般為12%~22%，油層多高產(chǎn)。東淮凹陷沙四段湖底扇、濁積扇砂體，分選差、泥質(zhì)多，次生孔隙發(fā)育較差，孔隙度一般只有5%~8%，氣層多低產(chǎn)。顆粒型碳酸鹽巖儲(chǔ)層也比其它碳酸鹽巖儲(chǔ)層物性好，四川川東石炭系砂屑白云巖和生屑白云巖一般孔隙度為4%~8%，裂縫發(fā)育，氣層高產(chǎn)2。

3.盆地深部的繼承性古隆起控制著深部油氣的分布

盆地深部古隆起形成早，長期處于生油凹陷中心或毗鄰生油凹陷，是深部油氣聚集的有利場所。渤海灣盆地中儲(chǔ)量豐富、產(chǎn)量很高的深部油氣藏都分布在中央潛山帶上。如饒陽凹陷中的留58井、大王莊東、八里莊西潛山油氣藏及深縣凹陷的深西、青輝頭潛山油藏等都位于凹陷中的中央潛山帶。這些潛山自第三紀(jì)盆地形成時(shí)就存在于凹陷中央，在以后的演化中優(yōu)先獲得油氣。四川盆地下古生界各層系的生油巖的主要生油期在二疊紀(jì)末到三疊紀(jì)末，所發(fā)現(xiàn)的下古生界氣藏、含氣構(gòu)造及油氣顯示都位于加里東期的古隆起上，位于斜坡和凹陷中的陽高寺等6個(gè)構(gòu)造都含水2。四川盆地上古生界的成油氣期在侏羅紀(jì)、白里紀(jì)，二疊、三疊系的氣藏都受印支期以來長期存在的滬州一開江古隆起控制2。塔里木盆地的塔北隆起上也分布有深部油氣藏。這個(gè)隆起自加里東運(yùn)動(dòng)以來長期存在，印支期后處于潛伏狀態(tài)。

4.區(qū)域性良好蓋層是形成深部油氣藏不可缺少的因素

蓋層是形成一切油氣藏的地質(zhì)因素之一，但由于深部油氣藏具有溫度高，常存在異常高壓，所含流體粘度低，烴類分子小等特點(diǎn)，比中淺部油氣藏要求有更好的封閉條件。區(qū)域性蓋層的存在，在縱向上將油氣封隔于不同層系中，形成不同深度、不同層位的油氣藏。四川盆地中三疊統(tǒng)膏鹽巖作為區(qū)域性蓋層，封隔了古生界地層所生的天然氣，三疊系及以下層位都產(chǎn)干氣;而其上的侏羅系只產(chǎn)油，其油源是侏羅系本身的泥巖。陜甘寧盆地二疊系上統(tǒng)的泥巖作為有效的區(qū)域蓋層，在縱向上封隔了古生界的夭然氣，其上的三疊系、侏羅系產(chǎn)陸相油。所以深部區(qū)域蓋層的存在是評價(jià)深部油氣遠(yuǎn)景的重要條件。1

繼承型迭合盆地深部油氣藏的分布盆地的演化經(jīng)歷了古生代地臺(tái)及中新生代陸相盆地兩個(gè)階段。古生代地臺(tái)發(fā)展階段以升降運(yùn)動(dòng)為主，海平面的變化導(dǎo)致了多套生儲(chǔ)蓋組合的形成，古生代地層具備自生自儲(chǔ)能力。中新生代以水平擠壓運(yùn)動(dòng)為主，山系上升導(dǎo)致盆地相對沉降，沉積了大套陸相地層，并使古生代地層埋深增加，進(jìn)入盆地深部。因此，這類盆地的深部油氣藏主要分布在下構(gòu)造層的古生界中，上構(gòu)造層中只有在山前坳陷才能形成深部油氣藏。盆地中不同構(gòu)造單元中深部油氣藏的分布有不同的序列。

（1）山前坳陷帶

古生代時(shí)屬于地臺(tái)邊緣沉積，地槽回返后山系上升，形成中新生代山前坳陷，喜山期擠壓應(yīng)力增強(qiáng)使地臺(tái)褶皺成雁行狀排列的背斜。由于受力強(qiáng)烈，背斜多不對稱，軸部有斷裂發(fā)育。因此，山前坳陷帶深部主要是背斜油氣藏，如四川川西的九龍山、豐谷鎮(zhèn)及塔里木盆地的柯克亞油氣田等。

（2）臺(tái)隆區(qū)

古生界沉積時(shí)為地臺(tái)隆起區(qū)，沉積了碎屑碳酸鹽巖及同生白云巖，存在地臺(tái)的多次升降形成的多個(gè)不整合面。中新生代隨著盆地沉降，臺(tái)隆也整體沉降，并被中新生代地層覆蓋。此帶主要發(fā)育地層油氣藏、巖性油氣藏、背斜油氣藏等多種類型油氣藏。如四川龍女寺奧陶系不整合地層氣藏、二疊系白云巖化巖性氣藏，以及塔里木盆地塔中、塔北隆起上的眾多油氣藏等。

（3）臺(tái)褶區(qū)

古生代時(shí)為地臺(tái)型沉積區(qū)，中新生代迭合了陸相沉積。由于基底剛性稍差，中新生代以來的擠壓構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使蓋層變形，形成線性構(gòu)造。此區(qū)主要發(fā)育背斜油氣藏、斷鼻油氣藏、復(fù)合油氣藏，如張家場石炭系氣藏等川東氣藏。1

改造型迭合盆地深部油氣截的分布盆地在太古界及下元古界的結(jié)晶基底上沉積了上元古界及下古生界海相地臺(tái)型蓋層，晚古生代海水退卻形成海陸交互含煤沉積，古生代以平緩升降運(yùn)動(dòng)為主，形成一些大型臺(tái)隆臺(tái)坳。中新生代以來處于拉張應(yīng)力場中，拉張作用產(chǎn)生的斷裂使地臺(tái)沉積破壞，形成許多斷陷，接受中新生代陸相沉積。此類盆地深部油氣藏主要分布在中新生代斷陷深部，古生代沉積的下構(gòu)造層中還未獲工業(yè)油氣流。

(1)中央潛山隆起帶是古潛山油氣藏和新生代構(gòu)造油氣藏的分布區(qū)

古潛山油氣藏都是新生古儲(chǔ)型，在渤海灣盆地中廣泛分布。這類潛山分布于生油凹陷中央，以斷層直接與新生界生油巖接觸，供油條件好，油氣充滿程度高，如八里莊西潛山油氣藏。新生代的深部構(gòu)造油氣藏主要是中央潛山上的披覆構(gòu)造兩翼，由于塊斷作用而形成斷塊油氣藏。如東淮凹陷的橋口氣藏。這類油氣藏長期處于隆起兩翼，是地史時(shí)期中油氣運(yùn)移的主要目標(biāo)。

（2）陡側(cè)斷階帶及中央凹陷

有新生古儲(chǔ)的次級斷階潛山油氣藏，及自生自儲(chǔ)的第三系巖性油氣藏。如荊丘潛山油藏位于束鹿凹陷東側(cè)斷階帶。奧陶系古潛山面臨生油凹陷，距油源近，油氣供給時(shí)間長，充滿度高。而其上也有第三系披覆構(gòu)造油氣藏。第三系深層巖性油氣藏是由于近岸水下扇及凹陷中的濁積砂體形成的圈閉。前者砂體與生油巖指狀交錯(cuò)，后者砂體被生油巖包圍，油氣供給條件好。如興9井礫巖油藏位于大興斷裂下盤的沙河街組四段生油巖中。港深32井濁積巖油藏位于歧口凹陷中。

(3)緩坡帶

古生界內(nèi)幕潛山油氣藏及地層不整合油氣藏是比較常見的深部油氣藏類型。冀中文安斜坡上的蘇橋氣藏，濟(jì)陽坳陷義155井二疊系不整合氣藏，其氣源巖都為上古生界煤系地層.斜坡帶的低部深凹陷中，也發(fā)育第三系的巖性油氣藏。1

勘探成果世界超深鉆探表明，深部油氣的勘探前景是良好的，深部油氣普遍存在，資源潛力巨大3。截止2010年，已在4500~8103m深度內(nèi)開發(fā)了1000多個(gè)油氣田，其石油原始可采量相當(dāng)于全球石油儲(chǔ)量的7%，而天然氣儲(chǔ)量占25%。埃及、意大利、墨西哥、法國和美國在這一深度內(nèi)的天然氣探明儲(chǔ)量約占這些國家天然氣總儲(chǔ)量的47%。在4500~6668m深度內(nèi)，阿根廷、意大利、利比亞、墨西哥、美國、特里尼達(dá)和多巴哥所發(fā)現(xiàn)的石油占這些國家現(xiàn)今可采石油儲(chǔ)量的31%以上。在墨西哥和美國，深部工業(yè)油氣田的發(fā)現(xiàn)率竟然高達(dá)50%~71%，其中有25個(gè)是巨型油氣田4。前蘇聯(lián)的24個(gè)含油氣盆地中，沉積地層厚度超過6000m的有18個(gè)，已在其中4個(gè)盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)5個(gè)深度大于6000m的工業(yè)油氣藏。美國西內(nèi)盆地阿納達(dá)科凹陷米爾斯蘭奇氣田在7663~ 8083m埋深的下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖內(nèi)發(fā)現(xiàn)了世界上最深的氣藏，儲(chǔ)量達(dá)365× 108m3，單井日產(chǎn)氣6× 104m 3。在美國墨西哥灣密西西比三角洲的列克-華盛頓湖油田6540m深處發(fā)現(xiàn)了世界上最深的油藏。世界上最深的油氣勘探井深達(dá)9583m。在我國渤海灣盆地冀中坳陷4000~5200m的上元古界碳酸鹽巖中發(fā)現(xiàn)了一系列古潛山油藏，凝析油及濕氣的上限深度達(dá)5500~6000m，在4000m以下的地層中，探井的成功率達(dá)21.4%。5

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

劉勇 - 副教授 - 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院