蘇北盆地區(qū)域概況

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1、]第一章區(qū)域地質(zhì)背景蘇北盆地高郵凹陷是古近系阜寧組(E1f)碎屑巖沉降深度最大的一個(gè)凹陷。阜一段和阜三段砂巖是該凹陷油氣勘探的主力儲(chǔ)層。由于位于高郵凹陷南部深埋的阜寧組砂巖儲(chǔ)層經(jīng)歷了復(fù)雜的成巖作用,儲(chǔ)層變得致密,有效儲(chǔ)集空間主要由次生孔隙組成,隨著勘探工作的深入,如何在致密儲(chǔ)層中尋找次生高孔隙發(fā)育帶和可能的巖性圈閉,已成為當(dāng)前在高郵凹陷阜寧組中進(jìn)一步進(jìn)行油氣勘探的難點(diǎn)與突破點(diǎn)。儲(chǔ)層成巖作用的研究是儲(chǔ)層孔隙發(fā)育與分布研究的基礎(chǔ)[1]。成巖作用是一個(gè)復(fù)雜過程,它可能沒有一個(gè)確定的規(guī)律可循,而且在一個(gè)沉積體系中的作用常常是不均勻的,但總的成巖變化趨勢(shì)是使巖石的組合方式向著成分和組構(gòu)

2、更加穩(wěn)定和平衡的方向發(fā)展[2]。為此,沉積巖(物)在整個(gè)成巖作用階段會(huì)發(fā)生一系列礦物成分上的變化和巖石組構(gòu)上的調(diào)整。儲(chǔ)層的成巖變化直接控制著孔隙的存在、形成、發(fā)展和變化。壓實(shí)作用造成孔高郵凹陷位于蘇北盆地南緣(圖1),東西長約100km,南北寬約20~32km,面積2670km2。中、新生界沉積厚度達(dá)到7km,是蘇北盆地沉降最大的一個(gè)凹陷。隙減少,膠結(jié)作用使孔隙被充填,而溶解作用又會(huì)擴(kuò)大孔隙[3]。這些作用在成巖過程中反復(fù)多次進(jìn)行,并受埋藏深度、成巖溫度、地層壓力、地質(zhì)年代、巖石的原始成分和組構(gòu),以及油氣水的運(yùn)移和構(gòu)造斷裂活動(dòng)等因素的影響與控制[4]。因此,在綜合上述地質(zhì)參數(shù)

3、條件下進(jìn)行高郵凹陷阜寧組儲(chǔ)層成巖相研究與區(qū)帶的劃分,合理解釋油氣儲(chǔ)集空間形成機(jī)理和有利孔隙發(fā)育區(qū)帶,為進(jìn)一步尋找阜寧組中地層巖性油氣藏提供儲(chǔ)層地質(zhì)依據(jù)。高郵凹陷是在晚白堊世儀征運(yùn)動(dòng)和古新世末期吳堡運(yùn)動(dòng)期間,由于斷塊差異沉降而形成的一個(gè)自南向北依次為南部斷階帶、中央深洼帶、北部斜坡帶箕狀斷陷湖盆。高郵凹陷古近系地層自下而上為阜寧組、戴南組、三垛組和鹽城組。其中阜寧組與下伏泰州組呈假整合-整合接觸,與上覆戴南組呈假整合接觸,根據(jù)大套巖性組合自下而上分為4段(表1)。其中阜一段與阜三段主要發(fā)育砂巖儲(chǔ)層,阜二段與阜四段阜二段與阜四段主要發(fā)育暗色泥巖為主的烴源巖。按巖性特征和沉積旋回將

4、阜一段劃分為4個(gè)亞段,阜二段劃分為3個(gè)亞段,阜三段劃分為3個(gè)亞段,阜四段劃分為2個(gè)亞段[5]。圖1蘇北盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨把芯繀^(qū)位置圖表1蘇北盆地高郵凹陷阜寧組地層簡表第二章烴源巖特征與油源對(duì)比2.1成巖作用類型及階段的劃分蘇北盆地高郵凹陷阜寧組地層經(jīng)歷了機(jī)械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用以及礦物交代作用等成巖作用。由于溶蝕作用的影響,雖然阜寧組地層已經(jīng)埋深3000m左右,但砂巖儲(chǔ)層尚具有良好的儲(chǔ)集性能。根據(jù)阜寧組巖石中自生礦物分布、形成順序及自生礦物中包裹體的均一溫度,粘土礦物組合及伊-蒙混層粘土礦物的轉(zhuǎn)化,巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)及孔隙類型,有機(jī)質(zhì)成熟度及古溫度[6],結(jié)合阜寧組

5、砂巖儲(chǔ)層的成巖變化特點(diǎn),可以確定阜寧組成巖演化階段處于早成巖B期至晚成巖B期(表2),高郵凹陷阜寧組砂巖具有以下成巖特征。2.1.1阜寧組早成巖阜寧組砂巖在早成巖B期,埋深小于2km,巖石中礦物表現(xiàn)為石英的早期加大、方解石的早期膠結(jié),較高的I/S混層(70%~50%)和高嶺石。表2高郵凹陷阜寧組儲(chǔ)層成巖作用階段劃分特征該時(shí)期石英早期加大邊烴類包裹體的溫度一般76~88bC,鏡質(zhì)體反射率Ro<0.6%,最大熱解tmax<435bC?？紤]到該區(qū)藻類有機(jī)質(zhì)早熟的特殊性,該成巖期可能已進(jìn)入低成熟階段。由于有機(jī)質(zhì)的過早成熟,使泥質(zhì)巖的干酪根釋放出大量的酸性水,從而使儲(chǔ)層水介質(zhì)變?yōu)樗嵝?

6、造成鋁硅酸鹽和碳酸鹽礦物的溶解[7],[8],形成粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、鑄?？缀湍z結(jié)物內(nèi)溶等。處于本階段的儲(chǔ)層在原生孔隙保留較多的情況下又經(jīng)歷了次生溶蝕作用,因而砂巖儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)較疏松,多以點(diǎn)接觸為主,局部碎屑顆粒呈懸浮狀的流體膠結(jié)狀態(tài)。面孔率一般12%~28%,孔隙度25%~32%。2.1.2晚成巖A期阜寧組埋藏深度小于2.8km的儲(chǔ)層處于該成巖演化階段,大致從2.4km深度分界以及巖石中蒙脫石存在與否,將晚成巖A期劃分為晚成巖A1期與A2期。該成巖期形成的自生礦物主要有石英、方解石、鐵白云石、高嶺石、伊利石和綠泥石,且以高嶺石的高含量為特點(diǎn)。粘土礦物中I/S混層逐漸轉(zhuǎn)化為伊利石

7、,混層中蒙皂石占50%~25%,石英加大級(jí)別為?~ò級(jí),加大邊和微晶石英的有機(jī)包體均一溫度為80~125bC。有機(jī)質(zhì)處于成熟階段,鏡質(zhì)體反射率Ro<1%。該成巖期是溶蝕作用和膠結(jié)作用并存的時(shí)期[9]。一方面,干酪根的熱降解可產(chǎn)生大量的CO2和低碳脂肪酸,使水介質(zhì)變用發(fā)育,產(chǎn)生大量的次生孔隙[10]。另一方面,由于儲(chǔ)層孔隙流體離子濃度的增加,而使新的礦物析出。成巖期的砂巖以點(diǎn)至線接觸為主,孔隙度基本在20%~30%之間,面孔率7%~28%,孔隙發(fā)育具較強(qiáng)的非均質(zhì)性,同一巖心薄片微區(qū)內(nèi)可存在多個(gè)孔隙區(qū)和致密