燕山地区原生油气藏的保存条件

2025-04-26 10:21:53
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中、新元古代-早古生代时该区岩浆活动较微弱,偶见长城系高于庄组霏细岩水下喷发(京西坳陷)和青白口纪辉绿岩的多次超浅成侵入(冀北、辽西)。这些火山岩和次火山岩并未引起围岩的强烈变质。围岩蚀变带最大宽度不超过30m,也未造成地层中油气的明显破坏,反映在生储盖组合中,增添数层致密的盖层,利于油气的后期保存。

晚古生代-三叠纪燕山地区由沉积盖层普遍发育阶段过渡为沉积盖层的形变改造阶段,燕山地区今构造面貌的雏形,在本阶段末期的印支运动中形成。本阶段以褶皱上升运动为主,还未造成大量断裂发育,因此岩浆活动并不活跃,对油气保存非常有利。

侏罗纪-白垩纪(燕山期)是燕山地区现今构造面貌的定型发展时期。具有多期酸性、中性、碱性、基性岩浆活动。在燕山期坳陷部位多为火山喷发岩,而在隆起部位常见规模不等的侵入体。因此,坳陷单元比隆起单元更利于油气保存。由于燕山期块断、褶皱与岩浆活动影响,局部地区(如京西坳陷西南部)中、新元古界-古生界地层有不同程度的轻微区域变质或接触变质现象,对该区的油气保存条件是不利的因素。

白垩纪后期,燕山地区基本褶皱隆起,绝大部分地区缺失第三系地层,构造运动型式以隆起上升为主。进入新生代发展阶段后,燕山地区遭受风化剥蚀时期,也是构造发展最终成为今构造面貌的最后“修饰期”,许多已形成的原生油气藏继续遭受风化和氧化等破坏作用。

燕山区中、新元古界原生油藏形成时间早,经历地质年代长,早期有多次区域性隆起剥蚀,晚期有多期强烈的构造变动与岩浆活动。油藏的保存条件至关重要,从寻找原生油藏的角度来评价构造单元的关键,也在于保存条件。

通过对燕山沉降带构造运动型式和发展的分析,以及一级构造单元的划分,可以清楚地看出:作为华北地台的活动性单元,燕山地区的构造运动发展,在时间上是有阶段性的,在空间上是具不均衡性的。因此,总的看来,在地壳强烈活动的燕山沉降带中,确实存在着相对平静的地质时期,以及相对稳定的一级构造单元。就一级构造单元而论,坳陷要比隆起相对稳定。坳陷单元构造运动主要表现为长时期大幅度的持续稳定沉降,多期沉积建造的叠加复合;隆起单元的构造运动则表现为多期断裂、褶皱与岩浆侵入活动的叠加,特别是中、新元古界-古生界古沉积坳陷与燕山期中坳陷的叠加复合部位,褶皱、断裂活动相对较适中,岩浆活动多为火山喷发沉积,对原生油藏无大破坏,因此比较有利于油藏的保存。

宣龙、京西坳陷油藏的保存条件在整个燕山西段较好。其中、新元古界地层厚5000—7000m,沉积坳陷开阔,坳陷面积分别为5000和3500km2,地层连续沉积,尤以青白口系地层较发育,生油条件良好,泥页岩厚度较大。中、新元古代—古生代与燕山期坳陷叠加复合,坳陷内岩浆活动少,仅有火山岩、次火山岩和小型岩体侵入,有利原生油藏保存。

燕山西段尚有很多不利的保存条件,如京西坳陷西南部有轻微区域变质或接触变质现象,为其不利的保存因素。下花园区夏家沟油苗也是中、新元古界原生油藏存在和破坏的产物。

夏家沟油苗位于下马岭组第四段灰绿色、灰黑色页岩中,其产状及类型分为二类,其一为页岩中夹白云岩透镜体,该层基本都由直径20—60cm之扁球体组成,厚50—100㎝,在扁球体内部的晶洞、晶缝及裂缝中见干涸沥青,少数封闭较好的晶洞、裂缝中可见褐黄色半固态原油,新鲜面有强烈油味,镜下定为含沥青和沥青质中-粗晶白云岩,荧光为黄色、棕色,油质较轻。另外一种类型为页岩中夹沥青饼,饼顺层分布,透镜状,一般厚约3—8㎝,直径一般为3—5㎝,最大达7㎝,加热易软,能燃烧,沥青味甚浓,臭油味,可染手,在三氯甲烷中可溶。目前认为夏家沟油苗和沥青饼是原生的,从产状分析认为沥青饼的油源来自下部地层原生油藏的破坏产物:沥青饼顺层排列,为与页岩同时沉积形成;其内部质纯,外部混有砂质,沥青饼与页岩截然分界,具砾石沉积的特征;沥青饼向两侧顺层有污染现象,离饼愈远愈淡,说明沥青饼沉积后,碳氢化合物有由高浓度区向低浓度区扩散、运移的现象;沥青全以沥青饼的形式存在,无液态形式。由上述产状特征分析认为,下马岭组沉积前形成的油藏,在沉积下马岭组第四段时,遭到了破坏,原油由地下流出漂浮在海上,后经氧化及在风浪侵袭下油块外围混上了砂泥,比重增大,沉入海底,再经海浪的磨蚀形成砂质沥青沉积下来。

结合构造运动和石油地质条件,认为形成中、新元古界原生油藏的不利条件有:

(1)海西-印支运动的高隆起区剥蚀严重,不但古生界剥蚀殆尽,而且主要目的层雾迷山组也都遭到破坏,如密怀隆起、宣龙坳陷大部分地区都是这种情况,使广大地区无目的层可言。

(2)燕山运动发育区对中、新元古界原生油藏主要起着破坏作用。强烈的燕山运动以断褶、岩浆作用为主,主要断裂都成了岩浆活动的通道,也造成了区域性的变质和地层的强烈褶皱,这些对原生油藏都起了破坏作用。

(3)缺少良好的局部圈闭构造。从前述局部构造成因来看,中生界表皮褶皱,与断裂区岩浆活动有关的构造,反映了断裂成因的长轴构造都是不利于油气聚集的新构造。古构造轴部多出露目的层,降低了其勘探价值,再加上构造断裂发育,破坏严重,目前尚无良好的局部构造以备勘探。

(4)雾迷山组-洪水庄组这一燕山地区主要生储盖组合与燕山中段相比较生油条件较差,特别是盖层条件有变差的趋势,洪水庄组在蓟县地区厚131m,页岩上百米,而到本区下花园区不足30m,至涿鹿上井沟一带已变为4m,盖层的保存条件是形成碳酸盐岩原生油藏的基本条件之一,在燕山地区尤为突出,应给予足够的重视。

(5)原生孔隙不甚发育,影响油的初次运移,不利于原生油藏的形成。根据沙特和加拿大等地碳酸盐岩原生油藏储集层资料,一般原生孔隙或白云岩化晶间孔隙发育,孔隙度在10%以上,渗透率在5×10-3μm2以上,而它们的物性及孔隙结构研究表明,燕山西段中、新元古界储层原生孔隙不发育,孔隙度都在3%以下,渗透率多在0.1×10-3μm2以下,主要孔隙半径为几十纳米,因而不能作为良好的储集层,除非有丰富的裂缝发育。