【摘要】：本文以石油地質學、油氣成藏動力學、油氣地球化學、儲層地質學、礦物巖石巖相學等學科理論為指導,對饒陽凹陷古近系異常地層高壓成因及其與油氣成藏的關系進行了綜合研究。首先,利用Bowers巖石有效應力定理,對研究區(qū)不同地區(qū)異常高壓成因機制進行了定性-半定量分析;其次,基于地層高壓的成因類型,在運用地層壓力綜合預測方法(Eaton法)的基礎上,預測并建立起饒陽凹陷單井壓力剖面,并以此明確了異常高壓的展布特征;再次,利用盆模技術和Basin-Mod軟件,結合包裹體均一溫度測試等分析手段,厘清了饒陽凹陷古近系沙河街組地層演化史、烴源巖演化史、異常高壓演化史、油氣充注史以及孔隙演化史之間的關系,明確出異常高壓發(fā)育與成藏要素在時間上的耦合關系,并最終建立起研究區(qū)目的層在異常高壓控制下的油氣成藏模式。論文取得了以下主要研究成果:(1)饒陽凹陷自東營組底部至沙河街組普遍發(fā)育異常地層高壓,從整體上看,研究區(qū)異常高壓成因主要以欠壓實、烴源巖生烴膨脹以及高壓流體的注入(烴類物質)為主,其中,洼槽中心地區(qū)高壓成因機制主要為生烴作用+欠壓實作用,洼槽邊緣和斜坡地區(qū)高壓成因機制則主要以欠壓實作用及高壓流體充注傳導為主。從層位上來看,自上而下,研究區(qū)東營組高壓成因機制主要為欠壓實作用;沙一段下部為烴源巖層段,主要發(fā)育生烴+欠壓實成因高壓,以生烴作用為主,沙一段上部則主要以欠壓實作用為主,整體上沙一段以欠壓實成因為主;沙二段為非烴源巖層段,主要是砂泥互層,高壓成因則主要以泥巖層的欠壓實作用及砂體中的高壓流體充注傳導為主;沙三段為研究區(qū)主要烴源巖之一,主要發(fā)育生烴+欠壓實成因高壓,以生烴作用為主。(2)針對饒陽凹陷實際地質條件以及異常高壓成因機制的分析,在以實測地層壓力數(shù)據(jù)為約束的基礎之上,選擇運用Eaton法對研究區(qū)地層壓力進行預測,凹陷內Eaton指數(shù)取值為0.5~0.8,洼槽區(qū)取值偏大,斜坡帶取值偏小,以此建立起區(qū)域內70口單井地層壓力剖面。從地層壓力預測結果來看,饒陽凹陷自東營組底部開始至沙三段普遍發(fā)育異常地層高壓(武強-楊武寨地區(qū)除外),地層壓力系數(shù)分布在1.1~1.5范圍內,主要以發(fā)育弱超壓和中等超壓為主。(3)饒陽凹陷古近系異常地層高壓的展布具有較強的規(guī)律性,從剖面上看,一般出現(xiàn)以沙三段和沙一下亞段(烴源層段)為主的2個高壓中心,馬西地區(qū)高壓起始深度最淺,任西、留西-留楚及河間-肅寧地區(qū)次之,武強-楊武寨地區(qū)高壓起始深度最深。從層位上來看,任西、馬西、河間-肅寧以及留西-留楚地區(qū)高壓起始于東營組底部,武強-楊武寨地區(qū)高壓則大多起始于沙一段。從平面上看,河間-肅寧洼槽區(qū)高壓幅度最大,最大壓力系數(shù)可達1.5以上,留西-留楚和馬西洼槽區(qū)次之,任西及武強-楊武寨地區(qū)最小,高壓發(fā)育范圍主要從凹陷內洼槽中心地區(qū)開始,至洼槽邊緣再延伸到部分斜坡地區(qū),由高壓逐漸過渡到常壓。(4)異常地層高壓與油氣成藏要素關系密切,既能一定程度上抑制有機質熱演化和膠結作用,又能減緩上覆地層的機械壓實作用,保護原生孔隙,并可以間接促進溶蝕作用,因此,異常高壓的發(fā)育是中深層異常高孔隙帶相對發(fā)育的重要原因。(5)烴源巖生烴史、油氣充注史、孔隙演化史及地層壓力演化史“四史”耦合性分析表明,生烴期和油氣充注期明顯對應于異常壓力的高值期,是異常高壓發(fā)育的重要因素,異常高壓的發(fā)育同樣也可作為油氣運移的動力,與此同時,油氣充注一方面能夠對破壞性成巖作用(膠結)起到抑制作用,另一方面產生的有機酸也能對酸性不穩(wěn)定的礦物起到溶蝕作用,對儲層孔隙質量的改善具有積極作用。因此,說明了研究區(qū)異常地層高壓發(fā)育演化與烴源巖的生烴演化、烴類成熟后的油氣充注以及儲層的孔隙演化在時間上具有良好的耦合關系。(6)分析了饒陽凹陷高壓控制下的油氣富集類型,根據(jù)其富集規(guī)律分為5種類型:源內高壓封閉-油氣高壓富集型(Ⅰ型)、源內高壓封閉-油氣常壓富集型(Ⅱ型)、源外高壓封閉-油氣高壓富集型(Ⅲ型)、源外高壓封閉-油氣常壓富集型(Ⅳ型)及源外常壓封閉-油氣常壓富集型(Ⅴ型)。在此基礎上,最終建立起研究區(qū)“早期高壓驅動-高壓封閉-源內砂巖成藏模式”和“晚期高壓驅動-高壓/斷層封閉-源外砂巖成藏模式”。
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P618.13
【圖文】：

2.1 構造特征2.1.1 構造位置饒陽凹陷地處華北平原，主要范圍包括河北省高陽、任丘、武強等十余縣市。隸屬于渤海灣盆地冀中坳陷東部凹陷帶，其大體范圍為北部緊鄰霸縣凹陷，南部沿至新河凸起，東部接壤獻縣凸起，西部緊靠高陽低凸起（圖 2-1a），主要發(fā)育了馬西、河間-肅寧、大王莊、留楚等 14 個二級構造單元。研究區(qū)西部大體以高陽博野西側安國斷層為界，西北以雁翎油田為界，北部以

本文編號：2780226