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在渤海湾盆地东北部的辽东湾地区,2003年发现的JZ25-1S大型混合花岗岩潜山复合油气藏储量超过亿吨级,是中国国内目前为止发现的储量最大、产量最高的混合花岗岩为主的大型油气藏。但是,在JZ25-1S地区,潜山油藏基本石油地质条件认识不清楚,具体表现为:油源关系不清,储集层分布、输导系统、成藏动力、成藏期次研究比较薄弱,因此限制了油气勘探的步伐,成为制约该地区油气勘探的主要问题。
针对以上问题,本论文以现代石油地质学、地球物理学、岩石学、地球化学为理论基础,采用三维地震解释、测井资料解释、岩石薄片显微分析以及流体包裹体分析和盆地模拟分析等技术,对辽西低凸起JZ25-1S地区油源特征、潜山储层特征、油气运移特征及油气成藏规律进行深入系统研究。这对于进一步挖掘辽东湾地区潜山油气勘探的巨大潜力具有重要的现实意义,同时对于丰富和发展潜山油气成藏理论研究具有积极的作用。
本文应用地球化学的理论和方法对辽西低凸起中北段及其相邻凹陷的原油及可能烃源岩进行了系统的分析,并在此基础上进行了油源关系的分析。研究结果表明,JZ25-1S地区原油根据其的生物标志物组合特征可以分为两类:第一类原油以JZ25-1S-1为代表的JZ25-1S油田的主体原油,此类原油具有双向油源,不对称供烃的特征,即JZ25-1S油田主体原油具有辽西凹陷沙三下段和辽中凹陷沙三中上段双向油源,并且辽西凹陷贡献相对较大,为主力油源；第二类原油以JZ25-1S-4井太古界原油为代表,表现出与JZ25-1S主体原油具有差异性,对比表明其油源为辽西凹陷沙三中段的半咸水、富沟鞭藻的沉积有机相的烃源岩。因此,JZ25-1S油田太古界潜山油藏中的原油主要来自于辽西凹陷沙三段烃源岩,具有辽西凹陷为主辽中凹陷为辅的不对称供烃的特征。
在单井埋藏史、热演化史分析的基础上对辽中凹陷和辽西凹陷烃源岩的生烃史进行了模拟,并根据模拟结果对各凹陷内钻井所钻遇的烃源岩的排烃期进行了预测。在低凸起上对JZ25-1S油田的部分钻井进行了埋藏史、热演化史模拟,并在此基础上利用储层流体包裹体均一化温度测试结果确定了油气的成藏期,成藏期对比分析表明:JZ25-1S油田太古界潜山原油和沙河街组原油具有相同的成藏期次,都具有早期充注,一次成藏的特征。JZ25-1S地区太古界潜山油藏的成藏期在20～24Ma之间,在时代上为东一段沉积末期。
对潜山岩性、孔隙类型进行了详尽分析。分析表明:JZ25-1S地区潜山岩石类型主要为混合岩、区域变质岩(包括片麻岩、变质花岗岩)和碎裂岩,碎裂岩和变质花岗岩构成的储层是比较好的储层,而片麻岩类相对为差储层。主要发育裂缝、溶蚀孔洞及微孔隙三种储集类型；并形成了网状缝-溶孔型、角砾状破碎型、裂缝-孔洞型、溶蚀裂缝型和微裂缝.致密型五种组合方式,前四种组合方式形成的储集空间,都是好储层；微裂缝-致密型为差储层。
JZ25-1S地区变质岩储层垂向上具有明显的分段性,大致可分为两种类型,第一类为电阻率值较低,深、浅侧向具有明显的幅度差,声波、中子测井曲线值高,而密度测井值低；第二类为电阻率值较高,深、浅侧向幅度差小,有的甚至重合,声波、中子值低,密度值高。有利储层在横向上分布不均,厚度相差悬殊,最厚可以达到183m,而最薄也只有24m,总体表现出西部较薄,东部较厚的特点。
潜山储集层的发育主要受岩性断裂带和古地貌控制。风化淋滤作用和构造断裂作用,是古潜山地质体发育演化裂缝性储层的两种最重要的地质作用,是裂缝性潜山油藏形成的主要地质条件。
在对工区输导系统综合研究的基础上,将该区输导系统划分为四种类型:①断层型输导系统,②不整合型输导系统,③阶梯式输导系统,④不整合-断层-砂体复合型输导系统。不同的输导系统发育在特定的部位。
断层古封闭性进行定量研究表明1号断层、2号断层在油气成藏期具有下部(沙三段)侧向输导,中上部(2000m以上)垂向输导特征。断层在成藏期沙三段SSF值大于3,断层侧向封闭性差,油气可以通过断层进行侧向运移,沙二及以上层段断层SSF值小于3,侧向封闭性好。断面正压力值具有下部大(深度大于1800m,P值大于5.4MPa),中浅部小(深度小于1800m,P值小于5.4MPa)的特点,中浅部有利于油气的垂向输导,上部东三段、东二段巨厚的泥岩阻止油气的散失。
对不整合结构特征进行分析,发现辽西低凸起中北部具有两种不整合结构类型:一元结构潜山不整合、二元结构结潜山不整合。一元结构潜山不整合发育在JZ25-1S低凸起部位,其输导储集性能垂向上具有分带性,半风化岩层、裂缝溶蚀层是有利输导储集层段。二元结构潜山不整合发育在JZ25-1S东斜坡区,输导性能与岩性、构造部位密切相关,相对较差。
通过对JZ25-1S地区油气运移特征研究发现,该区具有双向复式输导特征。西部边界断层为有效输导断层,为辽西凹陷生成的油气向凸起运移的重要通道；东斜坡第三系与其间的不整合有较好的输导性能,为辽中凹陷生成的油气向凸起运移的重要通道。