不同区带的天然气成藏模式

如题所述

成藏机制和成藏模式研究是深层天然气分布规律、控制因素及分布预测的基础。长岭断陷不同区带构造特征、油气源条件、火山岩储层的类型及分布特征均存在一定的差别,这决定了研究区不同构造带具有不同的油气聚集条件和成藏模式。

在凹陷中部老英台—达尔罕断凸区(查干花背斜带)北部腰英台构造,具有凹中隆对称型双向供烃成藏的特点。查干花背斜带为一被断裂复杂化的、向西倾伏的滚动断背斜,查干花背斜带北段隔乾安断裂与伏龙泉次凹相接,东侧毗邻查干花断凹,向南过渡到长岭牧场次凹,是油气运移的有利指向区,且具备东西、南北不同凹陷双向供油的特点(图6-25a、b),油气源条件十分优越。查干花西断裂与查干花断裂、乾安断裂共同切割查干花背斜带,使查干花背斜带成为复杂的断背斜。查干花西断裂垂向上切穿火石岭组—登娄库组,横向上从长发屯次凹向北延伸到乾安次凹,有利于沟通沙河子组、营城组的烃源岩与上覆储层。查干花西断裂主要在断陷期活动,没有切穿上部泉头组区域性盖层,有着良好的保存条件。切割该背斜的查干花断裂、查干花西断裂和乾安断裂都是控制火山活动的断裂,区内火山岩广泛分布,储层条件优越,根据目前钻井揭示,腰英台构造广泛分布以流纹岩和凝灰岩为主的火山岩体,可以作为良好的储层。

深大断裂、次级断层和不整合面共同构成了良好的油气运移通道,良好的火山岩、砂砾岩储层构成下生上储或自生自储成油组合关系。如腰英台气田属于此类成藏模式,该气田位于中央隆起高部位,构造背景有利,紧邻乾安次凹和长发屯次凹,为双向近源区,且有深大断裂和不整合面与烃源岩沟通,有利于发育火山岩有效储层,是天然气运移的优势指向区,再加上良好的保存条件,钻探取得了突破。而ChaS3井区虽然处于构造有利部位,也发育火山岩储层,但由于火山岩储层有效性较差,且距离主力生烃凹陷相对较远,需要一定距离的横向运移才能成藏,因此钻探效果不太理想。

位于查干花背斜带南段的达尔罕背斜,南依长岭牧场次凹,油气源条件比较优越,具备与其北段相似的断层、不整合组成的油气输导条件。但北部离乾安断凹较远,尽管与查干花断凹接壤,但其规模相对较小,向西南方向提供气源的条件相对较差。此外,从目前钻井揭示情况看,该构造带物性较好的流纹岩等不如腰英台构造发育,油气聚集条件比腰英台构造略逊色。但只要储层及圈闭条件具备,仍然具备形成中型气田的地质条件,具有不对称双向供油的成藏特点。

以东岭构造为代表的东部斜坡区,具有沿断阶侧向供烃成藏模式的特点。断裂为主要运移通道,砂砾岩储层,岩性尖灭圈闭,构造—岩性气藏,下生上储(图6-25c)。在基底古隆起背景上,东岭构造断陷层逐层披覆沉积、差异压实作用形成早期鼻状构造,后受营末,登末及嫩末运动叠加改造定型的大型断鼻构造。

沙河子组、营城组、登娄库组以及泉一段砂层由西向东逐层超覆尖灭,与鼻状构造下倾方向反向配置,可构成良好的构造—岩性圈闭。油气成藏早期主要受构造背景下地层-岩性控制,晚期受嫩末运动改造而重新调整,为近源、储盖组合匹配有利,埋深适中,成藏部位最有利。斜坡区是油气长期运聚指向区,其构造为长期继承发展的复合型圈闭,褶皱面积大,成藏组合匹配优越,含油气层系多,具有形成较大规模油气藏的地质条件。

图6-25 长岭断陷火山岩天然气藏形成模式示意图

位于长岭牧场次凹南侧的西南断阶带,其北东侧以龙凤山断裂与长岭牧场次凹接触,具有侧向供气的成藏特点。长岭牧场次凹西南部营城组和沙河子组烃源岩厚度较大,成熟度高,现均已进入了高—过成熟阶段,具备提供天然气的条件。龙凤山断裂及其派生的次级断层,与断斜坡上的不整合面可构成有利的输导体系,由长岭牧场次凹生成的油气可以通过龙凤山断裂及其派生的断层与不整合面构成良好的输导系统。该区火山岩发育,具备良好的储集条件。但由于龙凤山断裂在裂陷阶段长期活动,到泉头组沉积后,中段和西段继续活动,对断阶带浅部油气的保存并不十分有利。此外,断阶上升盘地层埋深小,离油源区相对较远,深凹带气源可能通过靠近凹陷的断层垂向运移优先进入断裂下盘的有利部位,在断层的下降盘聚集,或沿断层向上运移到浅层,在浅层聚集或散失,不利于在断阶上升盘聚集。

苏公坨陡坡构造带位于苏公坨断裂与长岭牧场次凹过渡带,烃源岩条件较好,长岭牧场次凹烃源岩生成的油气,沿断层及不整合面共同构成的输导系统往斜坡带运移进入该带。但由于苏公坨断裂在裂陷阶段长期活动,到泉头组沉积后断裂才停止活动,切割层位多,油气成藏条件变得更加复杂。与西南断阶带的情况相似,来自凹陷区的油气进入斜坡带后,可能在下降盘聚集,或继续沿断层作垂向运移在浅层聚集或散失,不利于继续向上升盘运移聚集。

频繁断裂活动导致岩浆房(热流底辟体或有根的侵入体)压力降低,CO2气大量脱出并沿与之相连的基底断裂灌入盆地,由于基底断裂断穿层位不同,使CO2气分别聚集在登娄库组和营城组。凡是与深部热流底辟体和有根的侵入体直接相连的基底断裂,均是CO2气上运的通道,但不同活动规律的基底断裂在盆地内断穿层位不同,使得CO2气向上运移聚集的层位明显不同,断陷期活动的基底断裂多数向上断至T4,因此该类断裂成为营城组火山岩储盖组合中有效的输导通道,目前已在乾安次凹与长发屯次凹过渡区的老英台低凸起上发现了纯CO2气藏,如ChaS2、ChaS4、ChaS6井气藏。

深层烃类气和CO2成藏过程,分布主控因素不同,决定了两者在分布规律上的明显差异。在气源岩分布区,只要储层发育,有断裂沟通且构造部位有利,就会形成烃类气藏。当一个圈闭同时满足烃类气和CO2成藏条件时,就会形成混合气藏,两者充注气量的大小决定了气藏中烃类气和CO2相对含量的大小。烃源岩条件较差,但满足CO2成藏条件的圈闭则会形成纯CO2气藏。

总之,长岭断陷主力烃源岩沙河子组在营城组沉积中后期进入成熟阶段,营城组末期至登娄库组初期进入高成熟阶段,在登娄库组初期至泉头组初期进入过成熟阶段(Ro为1.3%~2.6%);营城组烃源岩到泉头组中期进入成熟阶段,至泉头组末期进入高成熟阶段,这个时期两套烃源岩均可能提供气源,并聚集成藏;嫩江—明水期构造运动,可能使已形成的气藏发生调整,同时相对高部位的烃源岩,及其东部相对较浅的次凹(如查干花次凹)仍可能提供气源,这个时期成为重要的油气成藏期。由于天然气在各种动力作用下向高部位运移,在凹陷深部圈闭没有油气聚集而成为空圈闭。晚期构造运动使得部分深大断裂和凹陷内部断层重新活动,并随火山喷发带来大量CO2,在基底断裂附近聚集,形成CO2气藏。

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