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本文作者：李啟濤1陳慶春2作者單位：1山東勝利職業(yè)學(xué)院油氣勘查與信息工程系2中石化勝利油田分公司臨盤采油廠

成藏特征研究

1儲(chǔ)蓋組合

研究區(qū)從儲(chǔ)層情況分析，曲堤地壘及濟(jì)陽地塹東部的晚古生代砂巖具有較好的儲(chǔ)集條件。蓋層較為發(fā)育，其中以明化鎮(zhèn)組、館陶組、沙一段和沙三段到沙四段的厚層泥巖為有效蓋層。結(jié)合惠民地區(qū)油氣運(yùn)聚史，研究區(qū)有利儲(chǔ)蓋組合包括自生自儲(chǔ)自蓋側(cè)堵組合、自生自蓋下儲(chǔ)組合和自生上儲(chǔ)上蓋的組合，其中以自生自儲(chǔ)自蓋側(cè)堵組合為主。

2成藏期次

該區(qū)包裹體與烴類運(yùn)移等流體活動(dòng)密切相關(guān)［5］。根據(jù)惠民凹陷南坡的包裹體等分析結(jié)果，該區(qū)發(fā)生的流體活動(dòng)主要有3期，相應(yīng)的古地溫分別為80～100℃，120～130℃和140～150℃。研究認(rèn)為，煤成氣最有利的一次成藏過程是第三紀(jì)末到第四紀(jì)進(jìn)行排氣運(yùn)移并聚集的，此時(shí)晚古生代地層埋藏較深，古地溫為140～150℃，無斷裂活動(dòng)或斷裂活動(dòng)微弱，生成的大量煤成氣聚集在奧陶系頂部的風(fēng)化殼、二疊系與下第三系砂巖儲(chǔ)層中，所以這期形成的氣藏可以作為勘探重點(diǎn)。而另2期流體活動(dòng)由于后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，形成的氣藏較難保存，不應(yīng)作為主要勘探對(duì)象［6］。

3保存條件

由于中生代強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和火山活動(dòng)，新生代后生成的煤成氣成為僅存的有效氣源，也使該區(qū)的天然氣勘探工作應(yīng)圍繞二次生氣中心展開。古近系的厚層泥巖可以阻止中古生代的油氣向上逸散，沙三段時(shí)期的異常高壓和沙四段時(shí)期的膏巖層也增大了封蓋能力。研究區(qū)煤成氣主要通過曲堤斷層向曲堤地壘和濟(jì)陽地塹的東部運(yùn)移。而齊廣斷層由于后期魯西隆起的抬升作用，使?jié)柕貕q南部的煤成氣很難保存。其東部的白橋斷層在古近紀(jì)活動(dòng)減弱，雖然可以起到阻止?jié)柕貕q的氣體散失的作用，但不利于煤成氣運(yùn)移至王判鎮(zhèn)潛山帶聚集。

煤成氣前景預(yù)測

1煤成氣資源量估算

通過盆地模擬，得到了研究區(qū)石炭系－二疊系煤巖的生氣量、排氣量（表2），借鑒國內(nèi)外研究成果，確定了相應(yīng)的排聚系數(shù)，從而計(jì)算出惠民凹陷南坡生排氣量及資源量。大量勘探實(shí)踐表明，煤成氣藏一般圍繞著煤成氣生氣中心分布。該區(qū)生氣中心位于濟(jì)陽地塹東部和曲堤地壘東部，由于南北向展布的白橋斷層于新生代二次生氣期已經(jīng)停止活動(dòng)，加之?dāng)嗝嫫骄彛旧鲜欠忾]的，使煤成氣難以向東運(yùn)移到王判鎮(zhèn)潛山。有效氣源運(yùn)聚方向應(yīng)該是來自曲堤地壘東段和濟(jì)陽地塹。

2煤成氣有利區(qū)帶

惠民凹陷南坡根據(jù)古生界基底可以劃分為4個(gè)主要的構(gòu)造區(qū)帶（見圖1），即濟(jì)陽地塹、曲堤潛山構(gòu)造帶、王判鎮(zhèn)潛山帶和西南緩坡帶。

（1）濟(jì)陽地塹

曲古1井煤成氣工業(yè)氣流證實(shí)濟(jì)陽地塹存在煤成氣工業(yè)氣藏。根據(jù)儲(chǔ)、蓋組合，該區(qū)可能存在2類煤成氣藏。1）中、淺層氣藏位于館陶組下部泥巖區(qū)域蓋層之下，有利含氣層系為古近系。研究區(qū)沙二段、沙三段砂巖百分含量偏低，一般25％左右，砂巖被大段泥巖包裹，儲(chǔ)蓋組合有利，切割至古生界的曲堤斷層為深部煤成氣運(yùn)移提供了通道，伴生的圈閉為有利聚集場所（例如曲古1井沙二段圈閉）。2）深層氣藏位于深層區(qū)域蓋層石炭系－二疊系之下，或上古生界煤系地層自生自儲(chǔ)形成原生氣藏。濟(jì)陽地塹內(nèi)存在一大型的、被斷層復(fù)雜化的背斜構(gòu)造［6］，圈閉面積達(dá)20km2，該構(gòu)造形成于沙二段－沙三段沉積時(shí)期，對(duì)二次生氣的煤成氣來講是有效圈閉。而且該構(gòu)造斷層活動(dòng)量較小，背斜形態(tài)較完整，保存條件有利。預(yù)測含氣面積5km2，煤成氣儲(chǔ)量20×108m3。該區(qū)成藏過程較為復(fù)雜［7，8］，后生演化作用對(duì)該區(qū)域的煤成氣藏有較大的改造作用（圖2）。通過研究其成藏史推測煤成氣主要的聚集層位應(yīng)為石炭系－二疊系砂巖與沙二段－沙三段砂巖，特別是濟(jì)陽地塹東部為SN向反向斷層遮擋的斷塊圈閉是有利目標(biāo)。這類氣藏的規(guī)模自明化鎮(zhèn)期至今是不斷增大的，應(yīng)該成為該區(qū)下一步勘探的主要對(duì)象。

（2）曲堤潛山構(gòu)造帶

該構(gòu)造帶鄰近二次生氣中心，氣源充足。此構(gòu)造帶上有3個(gè)長期繼承性的古鼻狀構(gòu)造，有利圈閉面積可達(dá)110km2，上部新生界披覆構(gòu)造面積達(dá)174．3km2，構(gòu)造可靠，高點(diǎn)落實(shí)。古生界勘探目的層高點(diǎn)埋深在1800～3150m之間；其主要儲(chǔ)層類型有砂巖、碳酸鹽巖和火成巖，儲(chǔ)集性能良好，結(jié)合發(fā)育的蓋層，儲(chǔ)蓋組合達(dá)15種之多。在曲堤鼻狀構(gòu)造新生界含油層系中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)1500×104t的石油儲(chǔ)量，按照目前找到的圈閉面積預(yù)測，該區(qū)帶上煤成氣總量應(yīng)在（100～150）×108m3之上，應(yīng)作為今后的重點(diǎn)勘探區(qū)域。

（3）西南緩坡帶

該區(qū)氣源條件較為有利，古近系東營組和沙一段－沙三段自北向南依次剝蝕尖滅，其上覆蓋了館陶組下部穩(wěn)定的泥巖，同時(shí)由于存在緩坡背景上的大型鼻狀構(gòu)造，有利于形成地層和構(gòu)造油氣藏。研究區(qū)石炭系－二疊系埋深達(dá)4000～5400m，二次生氣面積150～220km2，僅次于濟(jì)陽地塹東部，成為第2個(gè)煤成氣生成中心。夏口斷層在研究區(qū)具有拉張性質(zhì)，有良好的開啟性，是煤成氣運(yùn)移的良好通道。

（4）王判鎮(zhèn)潛山構(gòu)造帶

該構(gòu)造帶盡管具有多個(gè)油氣來源，包括來自地幔的非烴氣，但煤成氣氣源不足。白古1井和判參1井在鉆至奧陶系風(fēng)化殼時(shí)泥漿漏失嚴(yán)重，說明該區(qū)帶風(fēng)化殼儲(chǔ)集性相當(dāng)好，是研究區(qū)的主要儲(chǔ)層之一。其蓋層條件也較好，為石炭系－二疊系的海陸交互相泥巖沉積。研究區(qū)構(gòu)造帶上有3排反向屋脊?jié)撋剑ㄒ妶D1），構(gòu)造圈閉面積大，總面積共有130km2。同時(shí)，主要目的層（奧陶系和石炭系－二疊系）高點(diǎn)落實(shí)，埋深都小于3000m，且構(gòu)造形成早于油氣運(yùn)移期，利用圈閉法預(yù)測天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為（64～86）×108m3。通過對(duì)濟(jì)陽探區(qū)煤成氣分布規(guī)律研究表明，煤成氣藏多位于埋深適中的斜坡構(gòu)造帶，并具有構(gòu)造背景相對(duì)穩(wěn)定、封蓋條件相對(duì)較好、晚期生氣復(fù)式運(yùn)移、構(gòu)造控制近源成藏等特點(diǎn)。具體到研究區(qū)，較為有利的煤成氣聚集區(qū)應(yīng)在有效生氣中心附近的構(gòu)造圈閉中，包括曲堤地壘東段、濟(jì)陽地塹東部等。西南緩坡帶潛力較小，而王判鎮(zhèn)潛山構(gòu)造帶的煤成氣潛力主要取決于該區(qū)域內(nèi)白橋斷層的封閉性，初步認(rèn)為其潛力較差。

結(jié)論

1）惠民凹陷南坡石炭系－二疊系煤炭資源豐富，煤層厚度較大。煤炭類型豐富，從褐煤至無煙煤均有，煤階齊全，但以低階煤為主。2）煤系地層有機(jī)質(zhì)類型腐殖型為主，并有部分腐泥型，惠民凹陷南坡曲堤地壘和濟(jì)陽地塹的煤層熱演化程度中等－較高。3）惠民凹陷新生代以來生成的煤成氣為有效氣源，其運(yùn)移方向主要為沿著曲堤斷層向曲堤地壘東段和濟(jì)陽地塹運(yùn)移。曲堤地壘及濟(jì)陽地塹的東部儲(chǔ)集條件較好、儲(chǔ)蓋組合類型多樣，鄰近二次生氣中心，具有有利的成藏條件。4）根據(jù)研究區(qū)煤成氣資源量估算與區(qū)帶評(píng)價(jià)，認(rèn)為可將曲堤地壘東段、濟(jì)陽地塹東部作為研究區(qū)下一步勘探的重點(diǎn)區(qū)域。