济阳坳陷太古宙基岩储层特征及油气成藏模式

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.135

摘要/Abstract

摘要： 济阳坳陷太古宙基岩是目前渤海湾盆地油气勘探重点之一,但针对该地区基岩储层特征及油气成藏条件研究尚不成熟。本文基于岩心观察、薄片鉴定的基础上,结合常量元素分析、XRD、扫描电镜、核磁共振和井震资料分析,对济阳坳陷太古宙基岩的储层发育特征及油气成藏的有利地质条件进行研究。结果表明,济阳坳陷太古宙基岩储层岩石类型主要为花岗岩类、辉长岩类、长英质片麻岩类、斜长角闪岩类、碎裂岩类;发育风化壳型、内幕型储层;风化壳型以半风化带物性最好,储集空间为溶蚀孔、溶蚀缝、构造裂缝以及溶蚀扩大缝,储层孔隙度集中在2.2%~3.8%,渗透率均值为2.79×10^-3 μm²,成像测井缝密度均值为1.4条/m,以Ⅱ类储层为主,Ⅰ类次之;内幕型储集空间以构造裂缝为主,其次为少量溶蚀孔缝,孔隙度主要分布在1.1%~1.9%,渗透率均值为1.69×10^-3 μm²,成像测井缝密度均值为0.6条/m,以Ⅲ类储层为主,Ⅱ类次之;埕北地区基岩储层临近黄河口生烃凹陷,油气沿太古宙基岩潜山顶部不整合面和构造断裂运移,上覆下古生界寒武系—奥陶系碳酸盐岩、新生界古近系沙三和沙四的泥岩提供有效封堵,最终油气在新近纪上新世明化镇期(3.0~1.5 Ma)于基岩顶部风化壳、内幕裂缝内聚集成藏。该研究成果对济阳坳陷基岩的油气勘探具有重要的意义。

关键词: 济阳坳陷, 太古宙, 基岩储层, 成藏模式

Abstract:

Archean basement rock in Jiyang Depression has gradually become one of the focuses of hydrocarbon exploration. At present, the research on the characteristics of basement rock reservoir and the conditions of hydrocarbon accumulation in this area is not mature. On the basis of core observation, thin section identification, macroelement analysis, XRD, scanning electron microscopy, nuclear magnetic resonance and well seismic data analysis, the development characteristics of Archean basement rock reservoir and favorable geological conditions for hydrocarbon accumulation in Jiyang Depression are studied. The results show that the rock types of Archean basement rock reservoir in Jiyang Depression are mainly granites, gabbro, felsic gneiss, plagioclase amphibolite and cataclastic rock. Developed weathered crust type and inside type reservoir; The physical properties of the weathered crust are best in the semi-weathered zone, and the reservoir space is the solution pore, solution fracture, structural fracture and solution expansion fracture. The porosity of the reservoir is concentrated in 2.2%~3.8%, the average permeability is 2.79×10^-3 μm², and the average density of imaging logging fractures is 1.4 bars/m. The weathering crust is dominated by Class Ⅱ reservoirs, followed by class Ⅰ reservoirs. The inside type reservoir space is dominated by structural fractures, followed by a small number of dissolution fractures, with porosity ranging from 1.1% to 1.9%, average permeability of 1.69×10^-3 μm², and average density of imaging logging fractures of 0.6/m, which is dominated by Class Ⅲ reservoirs, followed by class Ⅱ reservoirs. The basement rock reservoir in Chengbei area is adjacent to the hydrocarbon-generating depression of the Yellow River Estuary, and hydrocarbon migrated along the top unconformity and tectonic fault of the Archean basement rock buried hill, overlying the lower Paleozoic Cambrian-Ordovician carbonate rocks, and the mudstones of the Paleogene Sha3 and Sha4 provide effective sealing. Finally, hydrocarbon accumulated in weathering crust and inside fractures at the top of basement rock during the Ming Huazhen period (3.0~1.5 Ma) of Neogene Pliocene. The research results are of great significance to the hydrocarbon exploration of basement rock in Jiyang Depression.

Key words: Jiyang depression, Archean, basement reservoir, hydrocarbon accumulation model

中图分类号:

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MU Xing, MENG Tao, SHI Quanqing, LI Jiyan, LIU Peng, FANG Zhengwei, ZHAO Xian, NIU Huapeng. Archean Basement Rock Reservoir Characteristics and Hydrocarbon Accumulation Model in Jiyang Depression[J]. Geoscience, 2025, 39(03): 787-800.

图/表 11

图1 济阳坳陷构造单元划分及构造断面图(据文献[28]修改) (a)研究区位置示意图(底图据标准地图网,审图号:GS(2023)2767号);(b)济阳坳陷构造单元划分图;(c)剖面A-A’构造断面图

Fig.1 Structural unit division and structural profile of Jiyang Depression (modified from ref.[28])

图2 济阳坳陷侵入岩类TAS图解(边界据文献[33])

Fig.2 TAS diagram of intrusive rocks in Jiyang Depression (modified from ref.[33])

图3 济阳坳陷基岩岩石学特征 (a)二长花岗岩,CHE26井,1546 m,岩心照片;(b)花岗闪长岩,ZHG1井,1407.1 m,铸体薄片(+)×50;(c)英云闪长岩,SH102井,1218.4 m,铸体薄片(+)×50;(d)辉绿岩,YG70井,3278.8 m(-)×50;(e)斜长岩,SHG6井,1984.5 m,铸体薄片(+)×50;(f)花岗闪长质片麻岩,CHEG26井,3745 m,铸体薄片(+)×50;(g)英云闪长质片麻岩,CHB502井,2447.67 m,铸体薄片(+)×50;(h)石英二长质片麻岩,ZH606井,1398.4,铸体薄片(+)×50;(i)二长花岗质片麻岩,ZH606井,1325 m,铸体薄片(+)×50;(j)斜长片麻岩,ZH39井,1403.5 m,铸体薄片(+)×50;(k)斜长角闪岩,ZH39井,1388.3 m,铸体薄片(+)×50;(l)碎裂岩,CH918井,2291.6 m,铸体薄片(+)×50;Pl.斜长石,Chl.绿泥石,Mc.微斜长石,Qtz.石英,Ep.绿帘石,Cal.方解石,Bt.黑云母,Hbl.角闪石,Gln.蓝闪石

Fig.3 Petrological characteristics of basement rock in Jiyang Depression

图4 济阳坳陷太古宙基岩储集空间类型 (a)基质微孔,SHG102井,1213.6 m,扫描电镜;(b)基质微孔,ZH606井,1331.4 m,扫描电镜;(c)斜长石粒内溶孔,CHG19井,1785.3 m,扫描电镜;(d)斜长石粒内溶孔,ZHG606井,1398.4 m,铸体薄片(-)×50;(e)粒内溶孔,ZHG1井,1407.1 m,铸体薄片(-)×50;(f)碎裂粒间孔,CHG12井,1916.3 m,铸体薄片(-)×50;(g)碎裂粒间孔,ZH39井,1394 m,铸体薄片(-)×50;(h)构造缝,ZH606井,1302 m,铸体薄片(-)×50;(i)构造缝,ZH39井,1394 m,阴极发光;(j)溶蚀缝,ZH39井,1385.45 m,铸体薄片(-)×50;(k)溶蚀缝,CHEG202井,4619 m,铸体薄片(-)×50;(l)解理缝,ZHG1井,2241.3 m,铸体薄片(-)×50

Fig.4 Types of Archean basement rock reservoir space in Jiyang Depression

图5 济阳坳陷太古宙基岩物性特征 (a)核磁共振T2分布图;(b)微米CT岩心孔隙连通性分析;(c)孔隙度-岩性直方图;(d)渗透率-岩性直方图

Fig.5 Physical characteristics of Archean basement rock in Jiyang Depression

表1 济阳坳陷基岩储层评价标准

Table 1 Evaluation criteria of basement rock reservoir in Jiyang Depression

储层类型	主要储集空间类型	孔隙度(%)	渗透率(10^-3 μm²)	缝密度(条/m)	主要发育位置
Ⅰ类	溶蚀孔(缝)、构造缝	>5.0	>4.0	>1.5	风化壳
Ⅱ类	溶蚀孔、构造缝	2.0~5.0	1.0~4.0	0.8~1.5	风化壳、内幕
Ⅲ类	构造缝	0.1~2.0	0.1~1.0	<0.8	内幕

图6 济阳坳陷太古宙基岩物性-深度关系图

Fig.6 Relationship between Archean basement rock physical property and depth in Jiyang Depression

图7 黄河口凹陷沙三段生排烃特征 (a)黄河口凹陷沙三段烃源岩排烃强度;(b)黄河口凹陷生烃潜力模型

Fig.7 Hydrocarbon generation and expulsion characteristics of Shahejie Section 3 in Huanghekou Depression

图8 埕北地区油气输导体系及有利聚集区模拟

Fig.8 Simulation of hydrocarbon transport system and dominant migration in Chengbei area

图9 埕北地区基岩储层剖面结构划分

Fig.9 Section structure division of bedrock reservoir in Chengbei area

图10 CHB30潜山成藏模式图

Fig.10 Reservoir formation model of Chengbei 30 buried hill

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