河套盆地臨河坳陷流體勢(shì)特征及油氣運(yùn)聚單元?jiǎng)澐?/h1>
2019-09-06 10:14:00杜曉宇丁文龍焦保程周志成薛明旺
特種油氣藏 2019年4期
杜曉宇，丁文龍，焦保程，周志成，薛明旺
( 1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083；2.非常規(guī)天然氣地質(zhì)評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；3.頁(yè)巖氣勘查與評(píng)價(jià)國(guó)土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)
0 引 言
流體勢(shì)是控制地下孔隙流體流動(dòng)的基本動(dòng)力，決定流體的流動(dòng)方向，影響油氣最終的富集與成藏。地下孔隙中的流體總是自發(fā)的從流體高勢(shì)區(qū)向低勢(shì)區(qū)方向運(yùn)移，因此，通過(guò)研究流體勢(shì)場(chǎng)的分布和演化特征，對(duì)明確沉積盆地內(nèi)油氣的運(yùn)移、聚集過(guò)程和油氣藏的分布規(guī)律具有重要意義[1-4]。
河套盆地的油氣勘探工作始于20世紀(jì)70年代末期，受前期地震資料和鉆井資料的限制，前人只對(duì)油氣的運(yùn)聚特征進(jìn)行基礎(chǔ)的研究，并未從流體勢(shì)的角度開(kāi)展過(guò)研究工作[5-10]。此次研究以Hubbert流體勢(shì)計(jì)算公式為模型，恢復(fù)了河套盆地臨河坳陷主要成藏期的流體勢(shì)，以期對(duì)該區(qū)的油氣勘探提供借鑒和指導(dǎo)。
1 地質(zhì)背景
河套盆地構(gòu)造位置上位于華北地臺(tái)西北部，北臨陰山山脈，南接鄂爾多斯盆地伊盟隆起。盆地東西長(zhǎng)為600 km，南北寬約為30～90 km，面積約為40 000 km2。根據(jù)盆地的構(gòu)造特征，自西向東可劃分為為臨河坳陷、烏拉山隆起、烏前坳陷、包頭隆起及呼和坳陷5個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元，其中，臨河坳陷、呼和坳陷是主要的沉積坳陷[5-10]。河套盆地整體輪廓呈現(xiàn)為弧形，是一個(gè)發(fā)育在前寒武系變質(zhì)巖基底上的走滑拉分盆地[11-12]。從剖面上看，北深南淺，呈不對(duì)稱箕狀。研究工區(qū)是位于盆地西側(cè)的臨河坳陷，東北方向長(zhǎng)約為320 km，西北方向?qū)捈s為70 km，面積約為22 400 km2，如圖1所示(據(jù)付鎖堂，2018年改)[7]。
圖1 河套盆地區(qū)域位置
河套盆地地層自下而上發(fā)育下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組，上白堊統(tǒng)畢克齊組，古近系始新統(tǒng)烏拉特組、漸新統(tǒng)臨河組，新近系中新統(tǒng)五原組、上新統(tǒng)烏蘭圖克組和第四系河套群地層(圖2)。沉積巖厚度大多為3 000～6 000 m，最厚處可達(dá)14 000 m[6-8]。其中，下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組和漸新統(tǒng)臨河組是主力的烴源巖層和含油層系，發(fā)育自生自儲(chǔ)、上生下儲(chǔ)、下生上儲(chǔ)等多種生儲(chǔ)蓋油氣組合[10]。此次研究流體勢(shì)的目的層位為下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組烴源巖。
2 流體勢(shì)計(jì)算方法
2.1 流體勢(shì)模型
Hubbert認(rèn)為流體勢(shì)是單位質(zhì)量流體相對(duì)于基準(zhǔn)面具有的總機(jī)械能，由位能、動(dòng)能和壓能三部分組成，是質(zhì)量勢(shì)，由于地層中流體流動(dòng)十分緩慢，動(dòng)能常常忽略不計(jì)；England則認(rèn)為流體勢(shì)是單位體積流體相對(duì)于基準(zhǔn)面具有的總機(jī)械能，表現(xiàn)為單位體積流體從基準(zhǔn)點(diǎn)到研究點(diǎn)所做的功，是體積勢(shì)[13-19]；二者相比較，England流體勢(shì)多了一項(xiàng)毛細(xì)管壓力，當(dāng)?shù)貙拥目紫督Y(jié)構(gòu)較大或孔隙中流體流速緩慢時(shí)，可以忽略毛細(xì)管壓力的影響。此次研究采用Hubbert公式計(jì)算源自下白堊統(tǒng)烴源巖的油氣在新近紀(jì)這一關(guān)鍵成藏期的流體勢(shì)，其表達(dá)式為：
(1)
式中：Φ為流體勢(shì)，J/kg；Z為古埋深，m；p為流體壓力，Pa；ρ為地下流體密度，kg/m3；g為重力加速度，m/s2。
由式(1)可知，計(jì)算古流體勢(shì)必須恢復(fù)成藏期的古埋深和古地層壓力。
圖2 河套盆地地層綜合柱狀圖
2.2 古埋深恢復(fù)
地層的古埋深與流體勢(shì)的計(jì)算緊密相關(guān)，在分析河套盆地的流體勢(shì)之前，有必要先了解研究區(qū)下白堊統(tǒng)烴源巖在成藏期的古埋深特征。河套盆地下白堊統(tǒng)烴源巖在新近紀(jì)大規(guī)模供油，從白堊紀(jì)到新近紀(jì)主要形成2套不整合面：燕山運(yùn)動(dòng)晚期，盆地整體擠壓抬升，剝蝕了上白堊統(tǒng)，因此，盆地大規(guī)模缺失上白堊統(tǒng)，形成了下白堊統(tǒng)頂面和始新統(tǒng)底面的不整合；喜山運(yùn)動(dòng)中期，古近紀(jì)末，盆地整體抬升剝蝕，古近系與新近系形成了區(qū)域性不整合，這個(gè)時(shí)期也是河套盆地的主要成藏期。2套不整合面中古近系剝蝕很少，基本可忽略不計(jì)，只需恢復(fù)下白堊統(tǒng)的剝蝕量即可。采用地層厚度對(duì)比法恢復(fù)了下白堊統(tǒng)的剝蝕量[20-21]，將下白堊統(tǒng)烴源巖的現(xiàn)今埋深加上剝蝕量，再減去新近系的現(xiàn)今埋深即可得到下白堊統(tǒng)烴源巖的古埋深。
2.3 古地層壓力預(yù)測(cè)
關(guān)于恢復(fù)地層壓力的方法有很多種，主要有地震速度法、等效深度法、泥巖聲波時(shí)差法以及改進(jìn)的Philippone法等[22-23]。此次研究采用劉震1993年提出的改進(jìn)的Philippone公式來(lái)預(yù)測(cè)古地層壓力[22]，公式如下：
(2)
式中：pf為古地層壓力，MPa；Vm為巖石骨架顆粒速度，m/s；V為地層層速度，m/s；Vf為孔隙中的流體速度，m/s；pov為上覆地層壓力，MPa。
式(2)中Vm和Vf可由測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)求取。
地層層速度可由下式求得：
(3)
式中：φ為地層孔隙度，%。
上覆地層壓力可由下式求得：
(4)
式中：pov為上覆地層壓力，MPa；h為深度，m；a為上覆地層密度，kg/m3。
由于地層巖性、孔隙流體的差異，不同地區(qū)的上覆地層密度不能僅僅用平均值來(lái)代替，建立研究區(qū)對(duì)應(yīng)的密度、深度函數(shù)關(guān)系，才能得到準(zhǔn)確的上覆地層壓力[24]。結(jié)合河套盆地有效的密度測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，擬合得到密度和深度的關(guān)系(圖3)。
圖3 河套盆地地層密度與深度擬合關(guān)系
由圖3可得出密度與深度的具體關(guān)系式為：
a=-5.86×10-8h2+4.61×10-4h+1.757，R2=0.6002
(5)
將地層的密度和深度關(guān)系代入式(4)，先求出上覆地層壓力，然后將其他參數(shù)代入式(2)，即可求出古地層壓力。
3 流體勢(shì)對(duì)油氣運(yùn)聚的影響
河套盆地大量生排烴期為新近紀(jì)，漸新統(tǒng)臨河組烴源巖未達(dá)到生烴門限，故將研究目的層位確定為下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組暗色泥巖。根據(jù)式(1)恢復(fù)了下白堊統(tǒng)烴源巖在新近紀(jì)這一關(guān)鍵成藏期的流體勢(shì)，以明確這個(gè)時(shí)期油氣的運(yùn)聚特征。
圖4為河套盆地新近紀(jì)流體勢(shì)分布特征及運(yùn)聚單元?jiǎng)澐帧Ｓ蓤D4可知：在新近紀(jì)，臨河地區(qū)坳陷中心(西北方向)的流體勢(shì)最高，可以達(dá)到8.25×104J/kg，在斜坡位置(東南方向)流體勢(shì)相對(duì)較低，總體表現(xiàn)為由西北坳陷中心向東南斜坡帶逐漸降低的扇形分布規(guī)律；而吉蘭泰地區(qū)流體勢(shì)呈現(xiàn)出由中心向四周降低的規(guī)律，在吉蘭泰北部達(dá)到最低，為0.43×104J/kg。根據(jù)勢(shì)能原理，臨河坳陷中心為供流區(qū)，臨河斜坡帶為泄流區(qū)。
對(duì)于盆地整體而言，高勢(shì)區(qū)分布范圍較大，主體位于臨河坳陷的西北方向，與下白堊統(tǒng)烴源巖分布位置相吻合，高勢(shì)區(qū)正好處于生油中心，因此，在東南的斜坡位置只要存在封閉的圈閉，就可以形成油氣藏。與臨河地區(qū)的構(gòu)造特征相結(jié)合發(fā)現(xiàn)，在斜坡位置發(fā)育多個(gè)斷階構(gòu)造，成藏期油氣在流體勢(shì)能差的作用下，烴源巖層生成的油氣通過(guò)多級(jí)次斷裂和不整合面輸導(dǎo)，從高勢(shì)區(qū)的凹陷中心向低勢(shì)區(qū)的斜坡位置運(yùn)移，可以在斜坡位置的斷階位置形成斷塊、斷鼻等多種類型的構(gòu)造油氣藏。
圖4 河套盆地新近紀(jì)流體勢(shì)特征及運(yùn)聚單元?jiǎng)澐?/p>
4 運(yùn)聚單元?jiǎng)澐?/h2>
油氣運(yùn)聚單元是盆地中具有相似油氣運(yùn)移和聚集特征的獨(dú)立和完整的三維石油地質(zhì)單元[25]。按照勢(shì)能分隔槽理論，流體勢(shì)圖上的高勢(shì)面即為油氣運(yùn)移的分割槽，以此為界劃分為吉蘭泰和臨河兩大運(yùn)聚區(qū)，在此基礎(chǔ)上，又劃分出吉蘭泰地區(qū)Ⅰ、Ⅱ號(hào)共2個(gè)運(yùn)聚單元和臨河地區(qū)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號(hào)4個(gè)運(yùn)聚單元(圖4)。
4.1 吉蘭泰地區(qū)2個(gè)運(yùn)聚單元
(1) Ⅰ號(hào)運(yùn)聚單元。主要位于吉蘭泰地區(qū)西北部，該區(qū)處于吉蘭泰坳陷的中心位置，下白堊統(tǒng)固一段發(fā)育深湖—半深湖相沉積，是有利烴源巖發(fā)育區(qū)帶。白堊系砂巖儲(chǔ)層物性較好，具備較好的儲(chǔ)集能力。該運(yùn)聚單元內(nèi)斷層發(fā)育，斷層走向近北東向，以斷裂和不整合型輸導(dǎo)體系為主，圈閉類型主要為斷鼻、斷塊和裂縫型圈閉。該區(qū)流體勢(shì)整體處于較低值范圍，位于油氣的有利運(yùn)移方向，油氣成藏條件較好。
(2) Ⅱ號(hào)運(yùn)聚單元。處于吉蘭泰地區(qū)東南部，該區(qū)緊鄰吉蘭泰凹陷。儲(chǔ)層受控于濱淺湖相—灘壩砂體，儲(chǔ)層物性較好，具備較好的儲(chǔ)集能力。該運(yùn)聚單元內(nèi)斷層發(fā)育，斷層走向近北東向，以斷裂和不整合型輸導(dǎo)體系為主，圈閉類型主要為斷鼻、斷塊圈閉。但是該運(yùn)聚單元偏離了油氣運(yùn)移的主流線，不利于油氣運(yùn)移，即便有少量油氣運(yùn)移，大部分油氣也會(huì)在長(zhǎng)距離的運(yùn)移過(guò)程中逸散，不利于油氣聚集成藏。
4.2 臨河地區(qū)4個(gè)運(yùn)聚單元
(1) Ⅲ號(hào)運(yùn)聚單元。位于臨河地區(qū)西南部，油氣主要來(lái)源于臨河深凹區(qū)。該運(yùn)聚單元內(nèi)斷層發(fā)育，斷層走向?yàn)楸睎|向—北東東向，以斷裂和連通砂體型輸導(dǎo)體系為主，圈閉類型以斷塊和巖性圈閉為主。該區(qū)南部流體勢(shì)處于較低值范圍，位于油氣的有利運(yùn)移方向，油氣成藏條件較好。
(2) Ⅳ號(hào)運(yùn)聚單元。位于臨河地區(qū)中心位置，油氣主要來(lái)源于臨河深凹區(qū)。該區(qū)發(fā)育深湖—半深湖相烴源巖，是全區(qū)烴源巖厚度最大的位置，具備較好的生烴條件，同時(shí)構(gòu)成該區(qū)主要儲(chǔ)層的三角洲—淺湖相砂體是其最大的砂體。該運(yùn)聚單元內(nèi)斷層發(fā)育，以斷裂、不整合和連通砂體型輸導(dǎo)體系為主，圈閉類型以斷鼻、斷塊和巖性油藏為主。該區(qū)南部流體勢(shì)處于較低值范圍，位于油氣的有利運(yùn)移方向，是6個(gè)運(yùn)聚單元中油氣成藏條件最好的單元。
(3) Ⅴ號(hào)運(yùn)聚單元。位于臨河地區(qū)北部，該運(yùn)聚單元內(nèi)構(gòu)造相對(duì)有利，漸新統(tǒng)儲(chǔ)層發(fā)育，物性好。臨二段發(fā)育半深湖相有效烴源巖，生烴潛力強(qiáng)。該運(yùn)聚單元內(nèi)斷層發(fā)育，以斷裂和連通砂體型輸導(dǎo)體系為主，圈閉類型以斷鼻、斷塊和巖性油藏為主。該區(qū)東南部流體勢(shì)處于較低值范圍，位于油氣的有利運(yùn)移方向，油氣成藏條件較好。
(4) Ⅵ號(hào)運(yùn)聚單元。位于臨河地區(qū)東北部，該運(yùn)聚單元特征同Ⅱ號(hào)運(yùn)聚單元，該運(yùn)聚單元偏離了油氣運(yùn)移的主流線，不利于油氣運(yùn)移，即便有少量油氣運(yùn)移，大部分油氣也會(huì)在長(zhǎng)距離的運(yùn)移過(guò)程中逸散，不利于油氣聚集成藏。
綜上所述，吉蘭泰地區(qū)的Ⅰ號(hào)油氣運(yùn)聚單元和臨河地區(qū)的Ⅲ、Ⅳ號(hào)和Ⅴ號(hào)運(yùn)聚單元是較好的油氣運(yùn)聚單元，并且其中的Ⅰ、Ⅳ號(hào)和Ⅴ號(hào)運(yùn)聚單元經(jīng)鉆井證實(shí)已有油氣發(fā)現(xiàn)，位于Ⅰ號(hào)運(yùn)聚單元的吉華2X井，日產(chǎn)油為10.26 m3/d，位于Ⅳ號(hào)運(yùn)聚單元的松5井日產(chǎn)油為62.6 m3/d，位于Ⅴ號(hào)運(yùn)聚單元臨深3井經(jīng)多次試油在下白堊統(tǒng)累計(jì)產(chǎn)油24.84 m3。
5 結(jié) 論
(1) 河套盆地是一個(gè)發(fā)育在前寒武系變質(zhì)巖基底上的走滑拉分盆地，主要生烴層系是下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組烴源巖，采用Hubbert流體勢(shì)模型，恢復(fù)了河套盆地臨河坳陷在新近紀(jì)這一關(guān)鍵成藏期的流體勢(shì)特征。
(2) 在新近紀(jì)，高勢(shì)區(qū)分布范圍較大，主體位于臨河坳陷的西北方向，臨河坳陷中心為供流區(qū)，臨河斜坡帶為泄流區(qū)，總體表現(xiàn)為由西北坳陷中心向東南斜坡帶逐漸降低的分布規(guī)律，可在斜坡帶的斷階位置形成斷塊、斷鼻等多種類型的構(gòu)造油氣藏。
(3) 根據(jù)河套盆地新近紀(jì)流體勢(shì)分布特征，將臨河坳陷吉蘭泰地區(qū)劃分為兩大油氣運(yùn)聚區(qū)共6個(gè)油氣運(yùn)聚單元，其中，Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號(hào)運(yùn)聚單元是較好的油氣運(yùn)聚單元，利于油氣的聚集。
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流體勢(shì)是控制地下孔隙流體流動(dòng)的基本動(dòng)力，決定流體的流動(dòng)方向，影響油氣最終的富集與成藏。地下孔隙中的流體總是自發(fā)的從流體高勢(shì)區(qū)向低勢(shì)區(qū)方向運(yùn)移，因此，通過(guò)研究流體勢(shì)場(chǎng)的分布和演化特征，對(duì)明確沉積盆地內(nèi)油氣的運(yùn)移、聚集過(guò)程和油氣藏的分布規(guī)律具有重要意義[1-4]。
河套盆地的油氣勘探工作始于20世紀(jì)70年代末期，受前期地震資料和鉆井資料的限制，前人只對(duì)油氣的運(yùn)聚特征進(jìn)行基礎(chǔ)的研究，并未從流體勢(shì)的角度開(kāi)展過(guò)研究工作[5-10]。此次研究以Hubbert流體勢(shì)計(jì)算公式為模型，恢復(fù)了河套盆地臨河坳陷主要成藏期的流體勢(shì)，以期對(duì)該區(qū)的油氣勘探提供借鑒和指導(dǎo)。
1 地質(zhì)背景
河套盆地構(gòu)造位置上位于華北地臺(tái)西北部，北臨陰山山脈，南接鄂爾多斯盆地伊盟隆起。盆地東西長(zhǎng)為600 km，南北寬約為30～90 km，面積約為40 000 km2。根據(jù)盆地的構(gòu)造特征，自西向東可劃分為為臨河坳陷、烏拉山隆起、烏前坳陷、包頭隆起及呼和坳陷5個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元，其中，臨河坳陷、呼和坳陷是主要的沉積坳陷[5-10]。河套盆地整體輪廓呈現(xiàn)為弧形，是一個(gè)發(fā)育在前寒武系變質(zhì)巖基底上的走滑拉分盆地[11-12]。從剖面上看，北深南淺，呈不對(duì)稱箕狀。研究工區(qū)是位于盆地西側(cè)的臨河坳陷，東北方向長(zhǎng)約為320 km，西北方向?qū)捈s為70 km，面積約為22 400 km2，如圖1所示(據(jù)付鎖堂，2018年改)[7]。
圖1 河套盆地區(qū)域位置
河套盆地地層自下而上發(fā)育下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組，上白堊統(tǒng)畢克齊組，古近系始新統(tǒng)烏拉特組、漸新統(tǒng)臨河組，新近系中新統(tǒng)五原組、上新統(tǒng)烏蘭圖克組和第四系河套群地層(圖2)。沉積巖厚度大多為3 000～6 000 m，最厚處可達(dá)14 000 m[6-8]。其中，下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組和漸新統(tǒng)臨河組是主力的烴源巖層和含油層系，發(fā)育自生自儲(chǔ)、上生下儲(chǔ)、下生上儲(chǔ)等多種生儲(chǔ)蓋油氣組合[10]。此次研究流體勢(shì)的目的層位為下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組烴源巖。
2 流體勢(shì)計(jì)算方法
2.1 流體勢(shì)模型
Hubbert認(rèn)為流體勢(shì)是單位質(zhì)量流體相對(duì)于基準(zhǔn)面具有的總機(jī)械能，由位能、動(dòng)能和壓能三部分組成，是質(zhì)量勢(shì)，由于地層中流體流動(dòng)十分緩慢，動(dòng)能常常忽略不計(jì)；England則認(rèn)為流體勢(shì)是單位體積流體相對(duì)于基準(zhǔn)面具有的總機(jī)械能，表現(xiàn)為單位體積流體從基準(zhǔn)點(diǎn)到研究點(diǎn)所做的功，是體積勢(shì)[13-19]；二者相比較，England流體勢(shì)多了一項(xiàng)毛細(xì)管壓力，當(dāng)?shù)貙拥目紫督Y(jié)構(gòu)較大或孔隙中流體流速緩慢時(shí)，可以忽略毛細(xì)管壓力的影響。此次研究采用Hubbert公式計(jì)算源自下白堊統(tǒng)烴源巖的油氣在新近紀(jì)這一關(guān)鍵成藏期的流體勢(shì)，其表達(dá)式為：
(1)
式中：Φ為流體勢(shì)，J/kg；Z為古埋深，m；p為流體壓力，Pa；ρ為地下流體密度，kg/m3；g為重力加速度，m/s2。
由式(1)可知，計(jì)算古流體勢(shì)必須恢復(fù)成藏期的古埋深和古地層壓力。
圖2 河套盆地地層綜合柱狀圖
2.2 古埋深恢復(fù)
地層的古埋深與流體勢(shì)的計(jì)算緊密相關(guān)，在分析河套盆地的流體勢(shì)之前，有必要先了解研究區(qū)下白堊統(tǒng)烴源巖在成藏期的古埋深特征。河套盆地下白堊統(tǒng)烴源巖在新近紀(jì)大規(guī)模供油，從白堊紀(jì)到新近紀(jì)主要形成2套不整合面：燕山運(yùn)動(dòng)晚期，盆地整體擠壓抬升，剝蝕了上白堊統(tǒng)，因此，盆地大規(guī)模缺失上白堊統(tǒng)，形成了下白堊統(tǒng)頂面和始新統(tǒng)底面的不整合；喜山運(yùn)動(dòng)中期，古近紀(jì)末，盆地整體抬升剝蝕，古近系與新近系形成了區(qū)域性不整合，這個(gè)時(shí)期也是河套盆地的主要成藏期。2套不整合面中古近系剝蝕很少，基本可忽略不計(jì)，只需恢復(fù)下白堊統(tǒng)的剝蝕量即可。采用地層厚度對(duì)比法恢復(fù)了下白堊統(tǒng)的剝蝕量[20-21]，將下白堊統(tǒng)烴源巖的現(xiàn)今埋深加上剝蝕量，再減去新近系的現(xiàn)今埋深即可得到下白堊統(tǒng)烴源巖的古埋深。
2.3 古地層壓力預(yù)測(cè)
關(guān)于恢復(fù)地層壓力的方法有很多種，主要有地震速度法、等效深度法、泥巖聲波時(shí)差法以及改進(jìn)的Philippone法等[22-23]。此次研究采用劉震1993年提出的改進(jìn)的Philippone公式來(lái)預(yù)測(cè)古地層壓力[22]，公式如下：
(2)
式中：pf為古地層壓力，MPa；Vm為巖石骨架顆粒速度，m/s；V為地層層速度，m/s；Vf為孔隙中的流體速度，m/s；pov為上覆地層壓力，MPa。
式(2)中Vm和Vf可由測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)求取。
地層層速度可由下式求得：
(3)
式中：φ為地層孔隙度，%。
上覆地層壓力可由下式求得：
(4)
式中：pov為上覆地層壓力，MPa；h為深度，m；a為上覆地層密度，kg/m3。
由于地層巖性、孔隙流體的差異，不同地區(qū)的上覆地層密度不能僅僅用平均值來(lái)代替，建立研究區(qū)對(duì)應(yīng)的密度、深度函數(shù)關(guān)系，才能得到準(zhǔn)確的上覆地層壓力[24]。結(jié)合河套盆地有效的密度測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，擬合得到密度和深度的關(guān)系(圖3)。
圖3 河套盆地地層密度與深度擬合關(guān)系
由圖3可得出密度與深度的具體關(guān)系式為：
a=-5.86×10-8h2+4.61×10-4h+1.757，R2=0.6002
(5)
將地層的密度和深度關(guān)系代入式(4)，先求出上覆地層壓力，然后將其他參數(shù)代入式(2)，即可求出古地層壓力。
3 流體勢(shì)對(duì)油氣運(yùn)聚的影響
河套盆地大量生排烴期為新近紀(jì)，漸新統(tǒng)臨河組烴源巖未達(dá)到生烴門限，故將研究目的層位確定為下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組暗色泥巖。根據(jù)式(1)恢復(fù)了下白堊統(tǒng)烴源巖在新近紀(jì)這一關(guān)鍵成藏期的流體勢(shì)，以明確這個(gè)時(shí)期油氣的運(yùn)聚特征。
圖4為河套盆地新近紀(jì)流體勢(shì)分布特征及運(yùn)聚單元?jiǎng)澐帧Ｓ蓤D4可知：在新近紀(jì)，臨河地區(qū)坳陷中心(西北方向)的流體勢(shì)最高，可以達(dá)到8.25×104J/kg，在斜坡位置(東南方向)流體勢(shì)相對(duì)較低，總體表現(xiàn)為由西北坳陷中心向東南斜坡帶逐漸降低的扇形分布規(guī)律；而吉蘭泰地區(qū)流體勢(shì)呈現(xiàn)出由中心向四周降低的規(guī)律，在吉蘭泰北部達(dá)到最低，為0.43×104J/kg。根據(jù)勢(shì)能原理，臨河坳陷中心為供流區(qū)，臨河斜坡帶為泄流區(qū)。
對(duì)于盆地整體而言，高勢(shì)區(qū)分布范圍較大，主體位于臨河坳陷的西北方向，與下白堊統(tǒng)烴源巖分布位置相吻合，高勢(shì)區(qū)正好處于生油中心，因此，在東南的斜坡位置只要存在封閉的圈閉，就可以形成油氣藏。與臨河地區(qū)的構(gòu)造特征相結(jié)合發(fā)現(xiàn)，在斜坡位置發(fā)育多個(gè)斷階構(gòu)造，成藏期油氣在流體勢(shì)能差的作用下，烴源巖層生成的油氣通過(guò)多級(jí)次斷裂和不整合面輸導(dǎo)，從高勢(shì)區(qū)的凹陷中心向低勢(shì)區(qū)的斜坡位置運(yùn)移，可以在斜坡位置的斷階位置形成斷塊、斷鼻等多種類型的構(gòu)造油氣藏。
圖4 河套盆地新近紀(jì)流體勢(shì)特征及運(yùn)聚單元?jiǎng)澐?/p>
4 運(yùn)聚單元?jiǎng)澐?/h2>
油氣運(yùn)聚單元是盆地中具有相似油氣運(yùn)移和聚集特征的獨(dú)立和完整的三維石油地質(zhì)單元[25]。按照勢(shì)能分隔槽理論，流體勢(shì)圖上的高勢(shì)面即為油氣運(yùn)移的分割槽，以此為界劃分為吉蘭泰和臨河兩大運(yùn)聚區(qū)，在此基礎(chǔ)上，又劃分出吉蘭泰地區(qū)Ⅰ、Ⅱ號(hào)共2個(gè)運(yùn)聚單元和臨河地區(qū)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號(hào)4個(gè)運(yùn)聚單元(圖4)。
4.1 吉蘭泰地區(qū)2個(gè)運(yùn)聚單元
(1) Ⅰ號(hào)運(yùn)聚單元。主要位于吉蘭泰地區(qū)西北部，該區(qū)處于吉蘭泰坳陷的中心位置，下白堊統(tǒng)固一段發(fā)育深湖—半深湖相沉積，是有利烴源巖發(fā)育區(qū)帶。白堊系砂巖儲(chǔ)層物性較好，具備較好的儲(chǔ)集能力。該運(yùn)聚單元內(nèi)斷層發(fā)育，斷層走向近北東向，以斷裂和不整合型輸導(dǎo)體系為主，圈閉類型主要為斷鼻、斷塊和裂縫型圈閉。該區(qū)流體勢(shì)整體處于較低值范圍，位于油氣的有利運(yùn)移方向，油氣成藏條件較好。
(2) Ⅱ號(hào)運(yùn)聚單元。處于吉蘭泰地區(qū)東南部，該區(qū)緊鄰吉蘭泰凹陷。儲(chǔ)層受控于濱淺湖相—灘壩砂體，儲(chǔ)層物性較好，具備較好的儲(chǔ)集能力。該運(yùn)聚單元內(nèi)斷層發(fā)育，斷層走向近北東向，以斷裂和不整合型輸導(dǎo)體系為主，圈閉類型主要為斷鼻、斷塊圈閉。但是該運(yùn)聚單元偏離了油氣運(yùn)移的主流線，不利于油氣運(yùn)移，即便有少量油氣運(yùn)移，大部分油氣也會(huì)在長(zhǎng)距離的運(yùn)移過(guò)程中逸散，不利于油氣聚集成藏。
4.2 臨河地區(qū)4個(gè)運(yùn)聚單元
(1) Ⅲ號(hào)運(yùn)聚單元。位于臨河地區(qū)西南部，油氣主要來(lái)源于臨河深凹區(qū)。該運(yùn)聚單元內(nèi)斷層發(fā)育，斷層走向?yàn)楸睎|向—北東東向，以斷裂和連通砂體型輸導(dǎo)體系為主，圈閉類型以斷塊和巖性圈閉為主。該區(qū)南部流體勢(shì)處于較低值范圍，位于油氣的有利運(yùn)移方向，油氣成藏條件較好。
(2) Ⅳ號(hào)運(yùn)聚單元。位于臨河地區(qū)中心位置，油氣主要來(lái)源于臨河深凹區(qū)。該區(qū)發(fā)育深湖—半深湖相烴源巖，是全區(qū)烴源巖厚度最大的位置，具備較好的生烴條件，同時(shí)構(gòu)成該區(qū)主要儲(chǔ)層的三角洲—淺湖相砂體是其最大的砂體。該運(yùn)聚單元內(nèi)斷層發(fā)育，以斷裂、不整合和連通砂體型輸導(dǎo)體系為主，圈閉類型以斷鼻、斷塊和巖性油藏為主。該區(qū)南部流體勢(shì)處于較低值范圍，位于油氣的有利運(yùn)移方向，是6個(gè)運(yùn)聚單元中油氣成藏條件最好的單元。
(3) Ⅴ號(hào)運(yùn)聚單元。位于臨河地區(qū)北部，該運(yùn)聚單元內(nèi)構(gòu)造相對(duì)有利，漸新統(tǒng)儲(chǔ)層發(fā)育，物性好。臨二段發(fā)育半深湖相有效烴源巖，生烴潛力強(qiáng)。該運(yùn)聚單元內(nèi)斷層發(fā)育，以斷裂和連通砂體型輸導(dǎo)體系為主，圈閉類型以斷鼻、斷塊和巖性油藏為主。該區(qū)東南部流體勢(shì)處于較低值范圍，位于油氣的有利運(yùn)移方向，油氣成藏條件較好。
(4) Ⅵ號(hào)運(yùn)聚單元。位于臨河地區(qū)東北部，該運(yùn)聚單元特征同Ⅱ號(hào)運(yùn)聚單元，該運(yùn)聚單元偏離了油氣運(yùn)移的主流線，不利于油氣運(yùn)移，即便有少量油氣運(yùn)移，大部分油氣也會(huì)在長(zhǎng)距離的運(yùn)移過(guò)程中逸散，不利于油氣聚集成藏。
綜上所述，吉蘭泰地區(qū)的Ⅰ號(hào)油氣運(yùn)聚單元和臨河地區(qū)的Ⅲ、Ⅳ號(hào)和Ⅴ號(hào)運(yùn)聚單元是較好的油氣運(yùn)聚單元，并且其中的Ⅰ、Ⅳ號(hào)和Ⅴ號(hào)運(yùn)聚單元經(jīng)鉆井證實(shí)已有油氣發(fā)現(xiàn)，位于Ⅰ號(hào)運(yùn)聚單元的吉華2X井，日產(chǎn)油為10.26 m3/d，位于Ⅳ號(hào)運(yùn)聚單元的松5井日產(chǎn)油為62.6 m3/d，位于Ⅴ號(hào)運(yùn)聚單元臨深3井經(jīng)多次試油在下白堊統(tǒng)累計(jì)產(chǎn)油24.84 m3。
5 結(jié) 論
(1) 河套盆地是一個(gè)發(fā)育在前寒武系變質(zhì)巖基底上的走滑拉分盆地，主要生烴層系是下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組烴源巖，采用Hubbert流體勢(shì)模型，恢復(fù)了河套盆地臨河坳陷在新近紀(jì)這一關(guān)鍵成藏期的流體勢(shì)特征。
(2) 在新近紀(jì)，高勢(shì)區(qū)分布范圍較大，主體位于臨河坳陷的西北方向，臨河坳陷中心為供流區(qū)，臨河斜坡帶為泄流區(qū)，總體表現(xiàn)為由西北坳陷中心向東南斜坡帶逐漸降低的分布規(guī)律，可在斜坡帶的斷階位置形成斷塊、斷鼻等多種類型的構(gòu)造油氣藏。
(3) 根據(jù)河套盆地新近紀(jì)流體勢(shì)分布特征，將臨河坳陷吉蘭泰地區(qū)劃分為兩大油氣運(yùn)聚區(qū)共6個(gè)油氣運(yùn)聚單元，其中，Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號(hào)運(yùn)聚單元是較好的油氣運(yùn)聚單元，利于油氣的聚集。
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