周口坳陷油气藏保存条件
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发布时间：2022-04-22 14:12
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时间：2023-10-06 06:59
如前所述，周口坳陷及外围地区是在古生代*克拉通盆地的基础上迭加发育的中、新生代盆地，发育新、中、古多套烃源岩系，受多期构造改造，经历了多次生烃和多期充注成藏过程。同时，与早期沉积盆地的“烃源灶”相关含油气系统，既有相对的性，又以混合或复合的形式卷入晚期叠加盆地的油气系统之中，呈现跨越组合，复杂成藏的特征。根据目前的勘探程度及资料掌握情况，古近系以舞阳凹陷、襄城凹陷，中生界以洛伊凹陷、谭庄－沈丘凹陷，石炭－二叠系以倪丘集凹陷和鹿邑凹陷为例，探讨周口坳陷及外围地区不同层系的成藏条件。
1.生储盖组合类型
周口坳陷及外围地区的生储盖组合可划分为3类共11个亚类组合类型（表8-3）。
（1）自生自储型组合
自生自储型是周口及外围盆地主要的组合类型，包括古近系自生自储型、下白垩统自生自储型、三叠系自生自储型和石炭－二叠系自生自储型组合。
1）自生自储盖型组合：该组合主要发育于舞阳凹陷和襄城凹陷。可细分为自生自储自盖式和侧变式两类组合。自生自储自盖组合：核三段与核二段下部生、储层交互，核二段上部与核一段下部膏盐、泥岩为盖层的组合类型（图8-11）；此类储盖组合的砂体主要分布于有效生烃区内，是核桃园组主要的组合类型，如舞参2井、舞7井和襄9井。侧变式生储盖组合：在盐湖相的有利生烃区内，由于入湖河流能量快速减弱，砂岩延伸不远，造成盐岩盖层之下的成熟烃源岩与砂岩储集层呈横向配置关系（图8-12），形成了侧变式生储盖组合。该组合类型主要分布在舞阳、襄城凹陷生油中心区，油气的运移和聚集条件较自生自储类差。
图8-11 舞阳、襄城凹陷自生自储式生储盖组合模式图
图8-12 舞阳、襄城凹陷侧变式生储生储盖组合模式图
表8-3 周口坳陷生储盖组合划分表
2）下白垩统自生自储型组合：即下白垩统永丰组，生、储、盖同层。此类生、储盖组合主要发育于谭庄、临泉、阜阳等凹陷。谭庄－沈丘凹陷以下白垩统为烃源岩，以中部砂泥岩为储盖层组成的生储盖组合，主要分布于谭庄凹陷南部和沈丘凹陷北坡。周参10井、周参12井和周19井下白垩统试获低产油流，说明下白垩统具有一定的自生自储条件。
3）三叠系自生自储型组合：可分为下部生储盖组合和上部生储盖组合。下部生储盖组合以椿树腰、油坊庄组暗色泥岩为烃源岩，椿树腰、油坊庄组砂岩为储集层，其内的泥岩和椿树腰组顶部的泥岩段为盖层的储盖组合（洛1井）。上部生储盖组合则主要以谭庄组及椿树腰组上部泥岩、泥质白云岩为烃源岩，谭庄组泥质砂岩、白云岩为储层，谭庄组上部泥质岩段为盖层的储盖组合，主要发育于伊川盆地，3001孔和伊1井钻遇该组合。该组合储层物性极差，属特低孔特低渗储层，但据3001孔岩心观察，白云岩裂缝发育，可有效地改善储集物性。
4）石炭－二叠系自生自储型组合：该组合主要以石炭系和二叠系下统的灰岩、暗色泥岩、煤为烃源岩，其内的砂岩为储层，二叠系上统为主要盖层的组合。又可细分为上下两个组合：以第一、二、三含煤段（石炭统太原组、下二叠统山西组和下石盒子组下部）为烃源岩段，其内砂岩、灰岩为储层，下石盒子组四煤段为盖层，组成下部生储盖组合。以第四至六煤段（下石盒子组）为烃源岩段，其内砂岩为储层，上石盒子组下部七煤段和石千峰组上段泥岩为盖层，组成上部生储盖组合。此类组合发育于洛伊凹陷，鹿邑凹陷、倪丘集凹陷、古城凸起及太康隆起。
（2）下生上储型
1）中生新储：即以中上三叠统、中下侏罗统、下白垩统为烃源，古近系（玉皇顶组中下段及核桃园组）砂岩为储集层，其泥岩为盖层的组合类型。此类生、储、盖组合见于谭庄－沈丘凹陷周19井和沈1井等，发育于伊川盆地、谭庄－沈丘凹陷的中北部及洛阳－宜阳凹陷。谭庄－沈丘凹陷内由于中生界埋深大，热演化程度较高（Ro>2%），以生气为主，强烈的压实作用使该区中生界储集条件变差，油气沿断层或不整合面向上运移聚集，形成下生上储组合形式。该区巴村“地质体”和*楼地区是形成这种组合的有利场所。
2）古生新储：以南12井为代表的石炭－二叠系为烃源，古近系玉皇顶组和大仓房组砂岩为储集层，玉皇顶组和大仓房组泥岩以及核桃园组的膏盐岩为盖层的组合类型，此类组合发育于倪丘集、谭庄－沈丘、襄城、舞阳等凹陷中。
（3）上生下储型
该类型包括新生古储、中生古储和古生古储3种：①新生古储是古近系生、盖，下古生界灰岩岩溶发育带储，此种类型组合可能在谭庄、襄城、巨陵等凹陷中发育；②中生古储是下白垩统生、盖，下古生界灰岩岩溶发育带储，此种类型在谭庄－沈丘及阜阳等凹陷发育；③古生古储以石炭－二叠系生、盖，下古生界灰岩岩溶发育带储。此种生、储、盖组合发育于洛伊凹陷，襄城、鹿邑、倪丘集、颜集等凹陷，以及古城凸起、太康隆起等地。
2.构造圈闭特征
区内圈闭类型众多，按形态分类有背斜、断鼻、断块及潜山等圈闭；按成因分类有挤压构造、差异压实、逆牵引、地层、岩性以及岩浆、盐岩或泥质岩塑性流动有关的圈闭；按形成时间又可分为燕山期和喜马拉雅期的圈闭。其中，背斜和断鼻是区内主要的圈闭类型，且圈闭的定型期多为喜马拉雅期。平面上洛伊凹陷、谭庄－沈丘凹陷、鹿邑凹陷和倪丘集凹陷构造圈闭多，圈闭面积大，而舞阳凹陷、襄城凹陷和板桥盆地有利生油区内的构造圈闭不发育。
（1）洛伊凹陷
洛伊凹陷主要发育伊川断鼻构造带和宜阳－洛阳中南部断鼻构造带，初步揭示8个背斜和断鼻构造，圈闭面积880.75km2。圈闭形成时间较早，为印支－燕山期，但定型较晚，主要为喜马拉雅期。
（2）周口坳陷
据统计，周口坳陷共发育各类圈闭100个，其中断块、断鼻70个，背斜24个，地层岩性4个，潜山2个，圈闭总面积为1709.58km2（图8-13）。其中，鹿邑、舞阳、襄城、谭庄－沈丘、倪丘集等凹陷因勘探程度相对较高，目前发现的圈闭较多。
周口坳陷经历了多期次构造运动，且相互叠加，尤其是早第三纪强烈的沉降和多次反转作用，形成区内主要局部构造。该区有4次局部构造定型期，不同凹陷形成的构造有一定的差异，这是不同时期构造运动性质以及圈闭成因不同的反映。其中，鹿邑凹陷西部的圈闭多为走向近NW W 向的不对称构造，与区域构造线一致，是由印支末－燕山期强烈的由南向北的挤压运动形成的，如大连构造、代集构造，顶部三叠系削蚀程度大于翼部，古近系披覆其上。谭庄－沈丘凹陷情况比较复杂，有燕山晚期、喜马拉雅早、中期3个构造定型期。如*楼断鼻构造，该构造顶部钻探的周19井商水组（
）剥蚀后仅残存53.5m，而其翼部钻探的南2井商水组残存532.5m，是早白垩纪末期抬升背景下形成的断鼻构造；双楼田断鼻是在大仓房组沉积之后才逐步定型的；而张寨背斜则形成于喜马拉雅中期。舞阳凹陷和襄城凹陷廖庄末期是主要的圈闭定型期，但区内褶皱微弱，构造圈闭不发育，许多圈闭的形成与差异压实作用有关。周口及外围盆地的中、古生界烃源岩具有印支、燕山、喜马拉雅等3期生烃，3期运聚成藏，在中、古生界保存较为完整、后期改造相对较弱的地区（洛伊凹陷、古城凸起、太康隆起等），印支期及燕山期的古构造和古圈闭的有效性高。特别是喜马拉雅期形成的圈闭，与晚期生烃作用的时空配置较好，是油气勘探的有利目标。
图8-13 周口坳陷圈闭面积统计图
3.油气输导系统特征
输导系统是油气从源岩运移到油气圈闭整个过程的核心。周口坳陷及外围地区主要存在垂向和侧向两种输导系统。垂向输导系统主要为断层；侧向输导系统主要指不整合面和各种各样的横向分布比较稳定的渗透性岩层，以渗透性砂岩层为主。
（1）垂向输导系统
区内发育NWW-NW 向、NNE—EW向和近SN向3组断裂系统，大多数断层活动具有继承性，由于伸展或反转方向的变化，部分断层在晚期停止活动或派生新的断层（图8-14）。按照断层对石炭－二叠系、中生界和古近系源岩层的连通关系，可将断层分为4类垂向输导系统。
1）Ⅰ类垂向输导断层：该断层断开3套源岩层，甚至断入新近系。区内大部分Ⅲ级以上的断层都属于这种类型。在谭庄－沈丘凹陷内共有20条，控制凹陷主要构造区（带）的断层大多都属于此类。其特点是：3组断层都有，以NNE—EW 向断层为主，断层的延伸比较远，断距比较大。其长期继承性活动，特别是在中生代和第三纪两期活动过程中，对石炭－二叠系和下白垩统生成的油气起到了重要的垂向输导作用，有些断层结束活动时间很晚，控制古近系沉积的大断层甚至在新近纪还有扭动的迹象。这类输导断层不仅是油气向上运移的主要途径和散失的主要通道，而且控制生烃凹陷的基本构造格局，从而对油气运移的指向和构造圈闭的形成演化有直接影响。可以说，Ⅰ类垂向输导断层无论控制具体圈闭与否，都肯定是区内油气成藏的主控断层。
图8-14 周口坳陷断层剖面样式（地震322测线）
2）Ⅱ类垂向输导断层：该断层向下断开石炭－二叠系源岩层，上断至中生界，即断陷早期活动、至喜马拉雅期已停止活动的断层。从构造发育特点来看，中生代与新生代之间的伸展有一次大的转换，而且随着断裂活动的增强，逐步集中到一些大的主干断裂释放应力，应该相当一部分断裂在后期断陷作用阶段终止活动。如在谭庄－沈丘凹陷内主要有3条，主要是控制中生代断陷或构造带的Ⅱ、Ⅲ级断层。但该类断裂目前揭示较少，理论上与实际解释数量上的矛盾可能与后期构造活动复杂以及地震品质较差有关，造成相当部分该类垂向输导断层无法准确识别。
3）Ⅲ类垂向输导断层：该断层断开中生界和古近系两套源岩层。此类断层大部分是在新生代构造伸展过程中新生的，不仅对中、新生界两套源岩层在新生代生成的油气起垂向输导作用，还对中生界早期形成的油气藏起垂向再分配的作用。此类输导断层也比较少。主要是在Ⅰ、Ⅱ级断层活动过程中产生的Ⅲ级调节断层。
4）Ⅳ类垂向输导断层：该类垂向输导断层主要分布在第三系内，为源岩层系内部的小断层，本身不对3套源岩层系起沟通作用。这类断层由于规模小，断裂破碎带不发育，只有在超压条件下的幕式流动过程中才能起到良好的垂向输导作用；一般条件下，断层本身的输导性不强，主要起改变断层两盘地层邻接关系的作用，油气主要是通过沿渗透层上倾方向运移与横穿断层运移相结合进行垂向运移，反而可以成为新生代生成油气侧向输导的遮挡体。
（2）侧向输导系统
本区的侧向输导系统主要由两类地质体组成，一类是具孔渗能力的岩层，二是不整合面输导体。
1）石炭－二叠系砂岩输导层：该输导层发育程度高，分布较稳定，碎屑组分以石英为主，少量的长石碎屑，成分成熟度高，以中细砂岩为主，分选性较好。但由于其经历了复杂的成岩作用，孔渗性较差，输导能力较差。如下白垩统并不缺乏砂岩，孔隙个体小且连通性差，渗透率很低，仅商水组较好，平均孔隙度为10.5%，平均渗透率为2.38×10-3μm2。
2）古近系砂岩：在各个层段都有发育，成岩作用较弱，侧向输导能力比较强。喜马拉雅早期区内属洪积河流相沉积，粗碎屑岩占60%以上，结构成熟度和成分成熟度均低。平均孔隙度为14.084%，最大为32.23%；平均渗透率为143.6×10-3μm2，最高达2331×10-3μm2。孔渗性较好。
从总体上看，以古近系玉皇顶组的侧向输导性最好，核桃园组侧向输导能力次之，古生界和中生界砂岩对油的输导能力相对较低，但对天然气仍具有较强的输导能力。此外，不整合面输导体也是侧向输导体系的重要组成部分。区内构造活动频繁，经历多期水文地质旋回，发育了多个不整合面。长期的风化剥蚀又使不整面以下形成孔渗发育带，形成了不整合面输导体。其中，古生界与中生界、中生界与新生界和古近系与新近系之间3个不整合面的输导作用最为重要。
