海相油气藏有什么特点

海相油气藏有什么特点

海相地层沉积稳定，沉积相类型少，生油岩和储油岩变化少、分布广，海生油岩和储层在盆地内广泛分布。这就保证了生成的油气资源丰富，并且能及时的运移到优质的储层中，并在适宜的条件下聚集成油气藏。

塔里木盆地台盆区海西期地质事件及其油气成藏效应

张仲培　王毅　云金表　吴茂炳　张卫彪

（中国石化石油勘探开发研究院，北京100083）

摘要 塔里木盆地海西期发生了一系列地质事件，包括发生在中泥盆世末期与二叠纪末的两次关键构造运动事件、晚泥盆世—石炭纪的海平面上升与海侵事件，以及早二叠世的岩浆事件，它们对海西期油气成藏条件的形成和成藏过程都起到一定作用。尤其是海西期内的断褶隆升-岩溶作用与碳酸盐岩岩溶-裂缝型储集体的发育和早晚古生代盆地的叠合与优质储盖组合的形成至关重要，为中下奥陶统烃源岩在海西期末大量生成的油气提供了运聚条件和富集场所。要加强台盆区海相油气藏的勘探，在考虑印支期和燕山-喜马拉雅期的调整与破坏的前提下，围绕古隆起及围斜部位，寻找早、晚古生代盆地叠置界面上、下的优质碳酸盐岩岩溶-裂缝型储集层和向隆起上超的志留系—东河砂岩海相碎屑岩储集层仍将是重要方向。

关键词 塔里木盆地 海西期 地质事件 油气成藏

Hercynian Geological Events and Their Effects on Hydrocarbon Accumulation in Tarim Basin

ZHANG Zhong-pei，WANG Yi，YUN Jin-biao，WU Mao-bing，ZHANG Wei-biao

（Exploration ＆ Production Research Institute，SINOPEC，Beijing 100083）

Abstract A series of geological events took place in Tarim Basin in Hercynian period，including two structural events in the end of middle Devonian and late Permian，the rise of sea-level and transgression in early Carboniferous，and magmatic activity in early Permian.The events had various effects on hydrocarbon accumulation in Hercynian period.The most important events were the formation of carbonate karst-fractured reservoirs due to regional uplifting and weathering and the development of reservoirs-cap sets due to the superposition of the early and late Paleozoic Tarim Basin.The two aspects of geological event result in the migration channel and accumulation space for discharged hydrocarbon from the middle-lower Ordovician source rock in the end of Hercynian period.Thus，exploration on the carbonate karst-fractured reservoirs and the S-D clastic reservoirs overlapped along uplift slop between the early and late Paleozoic sedimentary rock is still the key direction，if always considering on the destruction and adjustment in the Indosinian and Yanshan-Himalayan period.

Key words Tarim Basin Hercynian period Geological event Hydrocarbon accumulation

塔里木盆地经历的多种构造体制的更迭、多期构造体系的叠加、多幕次的海（湖）水进退以及多次抬升剥蚀与沉积间断［1，2］，决定了它具有多个油气成藏期［3，4］。油藏地球化学综合分析与研究表明，塔里木盆地台盆区海相油气藏具有晚加里东（—早海西）期、晚海西期和喜马拉雅期3期成藏以及燕山-喜马拉雅期调整再成藏的特点。其中，晚加里东（—早海西）期形成的油气藏普遍认为被严重破坏，喜马拉雅期是早期油藏调整再成藏的主要时期，也是台盆区气藏的主要形成时期；而只有晚海西期是塔里木盆地已发现海相原生油藏的主要形成时期［3］。因此，要深入认识塔里木台盆区油气的规模、聚集规律和进一步寻找海相原生油气藏，分析海西期的油气成藏条件显得至关重要。

一个构造期内油气成藏条件的形成与该期主要地质事件有着密切关系。尽管塔里木台盆区海西期成藏过程中烃源岩为加里东期寒武-奥陶系的海相碳酸盐岩沉积建造，但其生成的烃类最主要的有效聚集期在海西晚期。正确利用油藏地球化学分析手段固然可以确定油气成藏较为准确的年代和时期，但是并不能确定地质事件造就的油气成藏要素是否具备，且能否良好配置。本文从盆地分析角度出发，在综合前人研究成果的基础上，通过盆地地震资料解释和地层接触关系地质编图，着重阐述海西期主要地质事件及其与油气成藏的关系。

1 海西期主要地质事件

受加里东晚期SN向构造挤压的影响，塔里木盆地台盆区在晚奥陶世—志留纪期间经历了从台、盆的东西分异格局向南北分带构造格局的重大转变，盆地内形成了南、北对峙的两个碳酸盐岩台地隆起（塔北和塔中古隆起）［1］。进入海西期，由于继续受塔里木板块南北缘聚敛活动的控制，尤其是受天山运动的影响，盆地内发生了一系列地质事件。其中发生在中泥盆世末期与二叠纪末期的两次关键构造事件、晚泥盆世—石炭纪的海平面上升与海侵事件，以及早二叠世的岩浆事件对海西期油气成藏条件的形成和成藏作用过程最为重要（图1）。

1.1 关键构造事件

海西期，受南天山洋盆从东向西以剪切式闭合和中天山岛弧对塔里木大陆板块的斜向A型俯冲，塔里木盆地经历了两次重要的构造事件，即海西早期构造运动和海西晚期构造运动。

1.1.1 海西早期构造事件

海西早期运动是指发生在中泥盆世末至石炭纪初的一次构造运动，即天山早期运动［8］。在塔北隆起，受此次运动影响，石炭系—上泥盆统与其下伏地层之间的反射界面存在清晰的下削上超现象，其下的泥盆系、志留系、中-上奥陶统以及下奥陶统均遭受强烈剥蚀，石炭系角度不整合在下伏不同时代的地层之上，中-上奥陶统、志留系和泥盆系剥蚀尖灭线层层往南迁移（图2）。此次构造事件在中央隆起区表现为强烈的隆起、剥蚀和断裂（块断）活动，志留系—泥盆系遭受大范围剥蚀，局部地区中-上奥陶统也被剥蚀殆尽，石炭系角度不整合在下伏不同时代地层之上。海西早期运动使塔北隆起进一步抬升，并使中央隆起中段最终定型。根据钻井、地震和地面露头等资料分析，赵靖舟等［5］认为早海西运动在满加尔凹陷西部地区乃至整个塔里木盆地有两幕，形成了两个重要的不整合，一幕是发生在中泥盆世末的早海西I幕运动，形成东河砂岩底不整合；另一幕是东河砂岩沉积后发生的早海西Ⅱ幕运动，形成石炭系巴楚组底不整合。

图1 塔里木盆地台盆区古生代盆地演化与主要地质事件简表

（据文献［6～8］编）

海西早期运动是塔里木盆地地史上最重要的构造运动之一，它使得塔里木盆地出现第一次准平原化过程，之后石炭系—东河塘组披覆在下伏地层之上。石炭系构造面貌和变形特征与前石炭系相比发生了重大变化，一个最显著的标志就是石炭纪时阿瓦提-满加尔坳陷已不再像早期那样醒目，盆地沉积中心开始往西南迁移。

1.1.2 海西晚期构造事件

海西晚期构造运动也有两幕。第一幕发生在早二叠世末期，即天山晚期运动，在天山地区称新源变动，在塔里木盆地北部称沙西运动［8］。在南天山山前地带和柯坪隆起上，广泛可见上二叠统造山期后碎屑岩角度不整合在下二叠统安山岩夹碎屑岩之上。天山晚期运动在塔里木盆地北部表现明显，地壳强烈抬升遭受剥蚀，并伴有强烈的断裂、褶皱作用和岩浆活动，上二叠统展布范围进一步往西南方向退缩。第二幕为天山末期运动，发生在二叠纪末期。在南天山山前可见下三叠统俄霍布拉克群平行或微角度不整合在上二叠统比尤勒包谷孜群之上，在塔里木盆地北部特别是塔北隆起上，三叠系角度不整合在古生代不同层位地层之上。由于古生代地层遭受强烈剥蚀，在塔北隆起北部可见这两幕构造运动造成的不整合面叠合在一起。其中前者以断裂、褶皱和岩浆活动为特征，后者则以抬升和强烈剥蚀为标志。第二幕构造运动在塔北隆起表现最为强烈，是塔北隆起的定型期，往南有逐渐减弱的趋势。在这一阶段，由于各种外动力地质作用对地表的剥蚀，使地表起伏幅度逐渐缩小，从而使塔里木盆地出现第二次准平原化过程。

图2 塔里木盆地上泥盆统—石炭系与其下伏地层接触关系图

（据文献［9］编）

通过构造解析与沉积分析，笔者认为，在塔北地区，海西晚期两次构造活动中，早二叠世末期运动，使地层大范围出露地表、遭受剥蚀，但并未对构造格局造成大的改变，只是隆起区范围扩大和向西迁移过程的加剧。晚二叠世末期运动，由于南天山强烈隆升和挤压作用，使三叠纪沉积明显呈EW向展布，而且在两个沉积区中部发育EW向隆起带，对两个沉积区具有明显的分隔作用，改变了沉积中心和隆起从东向西迁移的历史。

海西末期运动在塔里木盆地影响较为广泛。其主要影响地区在塔里木盆地北部，表现为北强南弱，以塔北隆起最为强烈。之后，塔里木盆地开始进入前陆盆地发展阶段。

1.2 晚泥盆世—石炭纪海平面上升与海侵事件

塔里木盆地的主体在晚泥盆世至石炭纪时正处于稳定克拉通内部，西南缘呈现出被动大陆边缘的特征，海陆交互相和浅海相的碎屑岩及碳酸盐岩沿海进上倾方向呈楔状自西向东广泛分布于盆地内。

中泥盆世末期发生的早海西运动，导致了塔里木盆地整体隆升成陆，并遭受不同程度的剥蚀和夷平作用，形成了全盆地性质的区域角度不整合面。晚泥盆世法门期开始，伴随着全球性海平面的上升，塔里木地区又经历了一次大规模的海侵。晚泥盆世东河塘期至石炭纪共发生过4次较大的海侵，海侵范围逐渐增大，至晚石炭世小海子期海侵规模最大。东河塘期海侵开始，海水由西而东侵入，此时周缘碎屑物质供应充分，主要为无障壁海岸和障壁海岸沉积，西南缘为浅海相沉积。海水自西向东推进，沉积了分布稳定、具有填平补齐特点且分布广泛的东河塘组滨海滩坝相石英砂岩。由于整个盆地此期在地形上表现为总体呈西低东高的地貌格局，东河塘组沉积自西而东超覆［10］。此时台盆区为三角洲沉积体系、河口湾沉积体系、滨岸沉积体系及陆棚沉积体系所占据。沉积格局从东部至西部依次为古陆-滨岸-浅水陆棚-深水陆棚沉积。向西由于地势平坦，海水连通性好，依次形成了浅水陆棚-深水陆棚沉积。巴楚期晚期，海侵范围进一步扩大，物源向北或北东方向退却，陆源碎屑物质注入急剧减少，形成了一套富含生物碎屑的碳酸盐岩地层，发育了开阔台地和局限台地亚相沉积。卡拉沙依期中期，海侵规模比巴楚期更大，海水深度加大，西部为开阔台地亚相沉积，其余地区为局限台地亚相沉积。卡拉沙依期晚期和小海子期海侵达最大，向东扩展，大部分地区为开阔台地亚相沉积，东部地区为局限台地亚相沉积，塔里木北部大部分地区地层缺失［11］。

1.3 二叠纪岩浆事件

二叠纪是塔里木盆地演化过程中一个十分重要的转折时期，在此期间塔里木板块结束了海相沉积，进入了陆相沉积阶段。与此同时，塔里木盆地发生了大规模的玄武质岩浆作用，这两者在时间上是相关联的。二叠纪的岩浆喷发事件（喷发玄武岩）是塔里木盆地内部最为强烈的地质热事件，几乎遍及整个盆地中部。据陈汉林等［12］的研究，早二叠世玄武岩40Ar/39Ar坪年龄值集中在（264.3±1.3）Ma至（282.3±1.4）Ma，是本区火山活动最为强烈、分布范围最广的一期。可以分为两个亚区，盆地内部以基性火山作用为主，喷发（溢）大量的玄武岩，超浅成侵入的辉绿岩岩墙，并有同期的碱性侵入岩发育，是盆地内部受到拉张作用的产物；盆地北部地区以中酸性火山作用为主，岩石类型有安山岩、粗安岩、英安岩和流纹岩，具有岩浆弧特征，是早二叠世中天山弧向南挤压并发生A型俯冲的结果。

综合塔中地区岩浆岩剖面与平面分布，结合单井地震解释剖面分析，朱毅秀等［13］认为早二叠世末岩浆岩以岩被、岩床、岩盖、岩墙及岩脉等形式产出。早二叠世末喷出岩具有顺层分布的特征，顺层分布的小型岩床在该地区较为发育，特别是在远离火山通道的地区。岩墙发育在二叠系以下的地层中，多分布于西部地区，离火山口越远，岩墙在垂向上的数目越少；中深成和浅成侵入岩多以岩墙形式产出。

2 地质事件与油气成藏的关系

前述发生的地质事件无疑与海西期内的油气成藏条件和成藏过程有着紧密的关系。

2.1 海西早期构造事件与早期油气成藏的破坏

中下寒武统烃源岩于志留纪末期，其Ro在大部分地区就已经达到1.0%左右，处于高峰期前后［14］。其生成的油气在下古生界内首次聚集，形成奥陶系灰岩裂缝油藏和志留系砂岩油藏。然而，海西早期（东河塘组沉积之前）的构造运动事件对盆地形成了一次全面的改造。因此，早期油气聚集大部分在本次构造运动过程中被抬升破坏成为沥青灰岩和沥青砂岩。这次运动强烈地改造了塔北隆起上的地层，局部地区出露下奥陶统，塔中隆起中央断垒带也多出露下奥陶统。早期油气藏当然也遭到强烈改造和破坏，现今的奥陶系浅部沥青灰岩和志留系沥青砂岩就是部分古油藏遭到破坏的最好佐证［15］。而且志留系沥青砂岩的面积之大足以反映早期油气聚集的规模。但是，隆起的围斜低部位，巨厚的中-上奥陶统泥岩盖层之下内幕油气聚集有可能在深部保存较好，可能存在完好的早期原生油气藏。

2.2 海西晚期的断褶作用与油气运聚条件的再次形成

石炭系—下二叠统沉积之后，塔中隆起已基本定型，处于稳定升降阶段，石炭系及其以上地层披覆在断褶隆起之上，形成潜山构造和披覆背斜构造。塔北隆起在经历了长期持续的隆升之后，上奥陶统、志留系—泥盆系严重剥蚀缺失，中下奥陶统遭受长期淋滤之后，被石炭系—二叠系覆盖，形成了大型潜山-被覆构造。受海西晚期构造运动事件的影响，塔北隆起沿早期的断裂进一步断褶隆升，形成许多与断层和褶皱相关的局部构造；塔中隆起受影响很小，只有少量断裂活动。因此，断层的发育（包括早期断裂的再活动）和大型构造圈闭的形成为油气的运聚提供了通道和场所。

2.3 断褶隆升、岩溶作用与碳酸盐岩岩溶-裂缝型储集体的发育

海西期构造活动对下古生界尤其是奥陶系碳酸盐岩层系储集体的形成起着重要的控制作用，主要体现在两个方面：①构造隆升剥蚀与地表水淋滤共同作用形成孔洞发育的岩溶储集体；②构造应力作用于岩层，发生断裂褶皱，诱发各种构造裂缝，形成孔渗性较好的裂缝型储层。二者相互作用，并对加里东期的岩溶进一步叠加。由于古构造运动强度不同，古地貌、古水文以及岩相差异，使岩溶作用的强度存在明显差异。塔中隆起区域性地缺失部分中奥陶统和上奥陶统恰尔巴克组，意味着在中奥陶世该区曾处于暴露剥蚀状态，下奥陶统碳酸盐岩长时间接受岩溶改造。频繁的构造升降造成塔中奥陶系岩溶改造强烈，岩溶储层发育。泥盆纪末塔中隆起及其外围区的断褶构造进一步抬升。与奥陶纪末的加里东中期构造运动相比，该期构造运动的规模较小，塔中的大部分区域，特别是中部、西部和北部地区构造活动强度低，未能将志留纪—泥盆纪地层剥蚀，碳酸盐岩的暴露区范围较之加里东中期风化壳大大缩小。而塔北隆起上，尤其是塔河地区，岩溶作用主要发生于海西早期，并进一步促进了加里东中期岩溶的发育。从区域构造演化、地震反射结构、牙形石、地球化学特征及钻井等资料看，该区海西早期、加里东中期形成的两个不整合面出现重合，加里东中期岩溶作用形成的洞穴被海西早期岩溶作用进一步改造，使塔河岩溶储层更为发育，岩溶储层分布的深度和范围更广［16］。总之，海西期和加里东期都是塔里木台盆区岩溶-裂缝型储层发育的重要时期。

2.4 早晚古生代盆地的叠合与优质储盖组合的形成

塔里木台盆区在早晚古生代形成的叠合界面，是指在海西早期形成的东河塘组—石炭系的底部不整合面。这一大型区域不整合面既是不同时代不同性质盆地上下叠置的关键构造面，又是盆地构造转换的标志面，也是不同岩相沉积物上下复合的岩性界面。

油气勘探实践证明，早古生代下超盆地与晚古生代上超盆地的叠合界面附近是塔里木盆地最为重要的油气聚集部位。主要原因为这一界面是有利储层叠置和优质储盖组合形成的部位。从中奥陶世始，海平面处于下降过程，尽管各岩石地层间有不同程度的海侵超覆，但海侵面总体上向外海方向迁移。恰尔巴克组和桑塔木组沉积时期，塔北和塔中隆起曾经两次成为淹没台地，但海侵沉积物均未达到鹰山组之上，说明处于进积式、海平面主体下降过程，每个层序界面均暴露不整合［6］。晚古生代时，由于东河塘组和巴楚组是海平面上升过程，克拉通上连续的海侵上超，地层为连续沉积，造成储集层在空间上具有上、下叠置的位置关系。下部为加里东古隆起周边早古生代沉积物的海退尖灭带，发育风化壳岩溶储层，上部为海西期各阶段如泥盆-石炭系海侵上超沉积物的边界，储集层正好位于二者的复合部位。碳酸盐岩风化壳储集体分布在奥陶系碳酸盐岩与石炭系巴楚组界面下的溶蚀带内，内幕式储层则是奥陶系碳酸盐岩内部的层序界面，而石炭系的碳酸盐岩储层则分布在海侵沉积体的上超点、线带上，所以，有利储集体分布在古生代的海退尖灭带和上覆盆地的海侵上超带的复合部位。再加之石炭系海侵上超形成的多个泥岩段的大面积（局部有盐岩层）覆盖，形成了台盆区已发现油气藏最优质的储盖组合。总之，这种叠合界面是海西早期构造隆升剥蚀作用与晚泥盆世—石炭纪海侵事件共同作用的产物，无论是油气运移通道，还是储盖组合，都有利于台盆区海西晚期油气聚集，必然成为地层、岩性和复合圈闭油气藏勘探的重要领域。

2.5 二叠纪岩浆活动对油气成藏的影响

二叠纪岩浆活动对塔里木台盆区油气成藏的影响主要表现在以下3个方面：①岩浆的侵入烘烤和高热体制可能加速了寒武-奥陶系烃源岩热演化，促进了其在海西晚期大规模生烃并广泛聚集与成藏；②形成了与岩浆烘烤及热液溶蚀有关的优质碳酸盐岩储层，如TZ45井碳酸盐岩储层；③形成了以TZ47井为代表的特殊圈闭。首先，此次事件对于奥陶系烃源岩的成熟可能起到积极作用，而对于寒武系烃源岩生烃和保存不利。有机地球化学的研究也表明，满加尔凹陷的寒武系烃源岩在石炭纪以前已达到相当高的成熟度。其次，与强烈的岩浆-火山作用相关的热液流体沿着断裂、裂缝以及不整合面活动，并与所经碳酸盐岩围岩发生反应，使其发生不同程度的溶蚀改造。对典型钻孔碳酸盐岩储层的研究表明［17］，无论灰岩还是白云岩，在热液作用下都会产生大量的微小溶蚀孔洞，储层物性得到明显的改善。最后，岩浆活动形成了大量特殊的构造圈闭。岩浆穹窿构造因岩浆岩体侵位形成，以侵入体为核部，围岩地层倾斜呈穹窿状，亦可称岩体刺穿构造。岩浆活动期在早二叠世，对早海西期及其以前的油气藏，岩浆沿断裂侵位会起到破坏作用。但是，侵入体的空间占位也会对油气侧向运移起到隔挡作用，有利于海西晚期的油气成藏，如TZ47井油藏。TZ47井区发育了二叠纪火成岩，与伴生的断裂形成一个反冲断块。断层和火成岩体共同作为封堵条件，在志留系下砂岩段、东河砂岩形成油气藏。

3 海西期油气聚集与勘探领域

海西晚期，石炭系-二叠系的沉积叠加，以及二叠纪火山活动的加温作用，大大促进了有机质的热演化，寒武系的下部烃源岩进入过成熟阶段，开始生成干气。主要分布在盆地北部阿瓦提-满加尔坳陷带的中下奥陶统烃源岩逐渐趋于成熟，并在晚二叠世达到高成熟阶段，处于生排烃的高峰期后，生成凝析油和湿气。同时，早期的古油藏遭受破坏形成的残留沥青也可能成为次生烃源。

所以，在海西期末，对寒武系—中下奥陶统形成的油气来说，下伏在石炭-二叠系之下的塔中隆起、塔西南和田隆起，以及进一步抬升并遭受一定程度剥蚀的塔北隆起与塔东北地区，作为当时的正向构造单元，是当时油气运移的指向区。再加上前石炭纪不整合面和断裂带作为油气运移通道，及石炭系盐膏-泥岩层这一套台盆区最重要盖层的封盖作用，最后在石炭系和下伏的东河砂岩或奥陶系和寒武系碳酸盐岩储层中形成了一次台盆区内最重要的油气聚集（图3）。据分析，巴什托普、亚松迪及和田河气田，TZ4井、TZ10井、TZ11井石炭系油藏，轮南、东河塘地区石炭系、奥陶系潜山油气藏，YM1井、YM2井奥陶系油气藏都是在这一时期开始聚集成藏的。

图3 塔里木盆地台盆区海西期原生油气藏形成与油气富集部位模式图

（据文献［6］编）

可见，晚海西期是塔里木台盆区海相油藏一次极为重要的成藏期。此期形成的油藏在后期的多次构造活动中有破坏，也有保存。特别是塔中地区，该期形成的古油藏保存较好。塔河和轮南地区的此期油藏则主要在后期发生调整再成藏。因此，要加强台盆区海相油气藏的勘探，在考虑印支期和燕山-喜马拉雅期的调整与破坏的前提下，位于古隆起及围斜部位上的早、晚古生代盆地叠置界面上下的碳酸盐岩岩溶-裂缝型储集层和向隆起上超的志留系—东河砂岩海相碎屑岩储集层仍将是重点领域。

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水动力油气藏的特点和主要类型

水动力油气藏最重要的特点是油水 ( 气水) 界面是倾斜或弯曲的。

根据水动力封闭的特征及目前已有勘探成果，可将水动力油气藏分为: ①构造鼻或阶地型; ②单斜型; ③纯水动力型 3 种基本类型。此外，背斜型水动力和向斜型水动力可能都是复合油气藏。

(一)构造鼻或阶地型水动力油气藏

这种构造在静水条件下不闭合，不能形成圈闭。但在向储集层下倾方向的流水作用下，油水(气水)界面发生水流方向倾斜或弯曲，且满足α1＜θHC/w＜α2时，就会在构造鼻或阶地的倾角变化处(α1为低倾角、α2为高倾角)形成闭合的油气低势区(图4－42)。美国得克萨斯州的韦特油田(图4－43)可以作为该类油气藏的实例。

图4－42 鼻状构造型水动力圈闭形成机理示意图(据Hubbert，1953)

(二)单斜型水动力油气藏

对于单斜岩层来说，沿倾斜方向的渗透性常有变化。水沿储集层向下倾方向流动时，通过渗透性不同的地段，流速会发生相应的变化，从而使等势面的斜度发生改变。在渗透性差的地段，水流速度加快(在单位时间通过流量不变的条件下)，等势面的倾斜度变陡;而在渗透性较好的地段，流速慢，等势面倾斜度缓。这样在渗透性较低、等势面变陡的地段，可以在储集层顶面造成闭合的油气低势区，即圈闭(图4－44)。

图4－43 美国得克萨斯州的韦特油田(据Adams，1936)

图4－44 油气等势面倾斜度变陡而在单斜层中形成的水动力圈闭(据Hubbert，1953)

( 三) 纯水动力型油气藏

这种油气藏的圈闭是由单一的水动力封闭所形成。美国阿帕拉契亚百英尺砂岩中的透镜型砂岩体圈闭可能属于这一类型。该层为一巨厚砂岩 ( 百英尺砂岩) ，由于岩性不均一，形成局部高孔隙、渗透性透镜体，水在其中流动时速度不均一，造成等势面弯曲，使其中高渗透性透镜状砂体完全被高势面所封闭形成圈闭，油气产于这种高渗透砂体中( 图 4 － 45) 。

图 4 －45 美国阿巴拉契亚百尺砂岩中油气藏剖面示意图( 转引自陈荣书，1994)

通过上述不同构造背景下水动力油气藏的介绍，可以得出: 地下水向储集层下倾方向流动时，使得油气等势面发生倾斜或弯曲，是造成水动力圈闭的主要营力和原因。但在不同类型油气藏中，它们所起的作用和具体方式是有差别的。凡是在地下流水作用 ( 水头梯度变化) 下，由倾斜或弯曲油气等势面单独或与非渗透性岩层联合封闭而形成的圈闭，都称为水动力圈闭。水动力圈闭与构造、地层圈闭相比，没有确定的位置，圈闭的具体位置取决于水头梯度的变化。但水动力圈闭的位置也不是完全无规律的。一般来说，在储集层倾角、岩性变化带存在向下倾方向流水时，容易形成水动力圈闭。

在流水作用下可使储集层中某些原先不存在圈闭的地方出现新圈闭，这在油气勘探中是个值得引起注意的问题。

油气藏保存与破坏

影响油气藏保存与破坏的地质因素包括盖层封闭性、构造活动(断层封闭性、抬升剥蚀、岩浆活动等)、天然气扩散、微裂缝散失、水文地质条件、烃源岩质量及其生烃演化史等多个方面。参照标准，首先考虑引起油气藏破坏的最初因素，如强烈的地壳隆升活动、断层通天、岩浆侵入等，与这些破坏作用相伴生的往往有生物降解、分子扩散、原油裂解等破坏作用。其次是将油气藏破坏类型纳入含油气系统范围之内，从时间角度考虑，油气藏破坏既可发生在油气成藏过程之中，也可能发生在油气藏的保存期内。最后，结合盆地发展演化阶段，从宏观角度划分油气藏破坏类型及其分布范围。根据南方海相实际地质情况，将该区古油藏的破坏类型分为断裂活动破坏型、油藏抬升破坏型、褶皱变动破坏型、深埋裂解破坏型、岩浆切割破坏型和流体冲洗破坏型6种主要类型(表5.13)。

表5.13 四川盆地及周缘地区海相油气藏破坏类型及其特征

5.5.1 断裂活动破坏型

断裂活动是导致油气藏破坏的一个极其重要和复杂的地质因素，断裂规模小时，只是分割油气田使之储量规模变小，并且可能成为油气运移的通道；断裂规模较大时，油气沿断裂大量散失，原生油气藏遭到破坏。南方海相被断裂活动破坏的油气藏数量颇多，其中一部分是伴随地层抬升造成主要盖层剥蚀引起的油气藏破坏，诸如湘鄂西复背斜上诸多油气构造；另一部分断裂破坏油气藏并未造成主要盖层剥蚀，但是却造成油气沿断裂散失，例如石柱复向斜紧邻方斗山、齐跃山高陡背斜翼部的潜伏构造，断层多是油气藏散失的主因(李双建等，2000)。

以黄金台构造的黄金1井为例。该构造位于万县复向斜整体封存构造保存单元区，其整体上为中三叠世—侏罗纪(T2—J)同造山前陆盆地所覆盖，水文地质、水动力封闭条件良好，为高矿化度水文地质封闭区和水动力承压区。尽管石炭系地层水属高矿化度的CaCl2型沉积承压水，但不能反映断层在各个时期都具有封闭性。通过对黄金1井断层形成史与油气充注史的研究认为，该井石炭系主探目的层失利的主要因素仍然是断层破坏。

黄金台潜伏构造为位于方斗山高陡背斜带西北翼的一个断界构造、黄金1井开孔井位位于方斗山高陡背斜带西北翼侏罗系自流井群。地面、地下断裂发育，黄金台断层和方西断层为主要断层。黄金台断层纵贯于黄金台二叠系底构造轴部，为NW倾的逆冲断层，其上延终端被截于方西断层和嘉陵江组地层。方西断层位于方斗山高陡背斜带西北翼，为南东倾的逆冲断层，其上延终端为地面井口附近及嘉陵江组地层，往东与方斗山高陡背斜带、台断层、方西断层、方斗山高陡背斜二叠系-三叠系露头区组成的天然气逸散系统(图5.47)。天然气在成藏聚集过程中，当聚集量大于散失量，天然气聚集成藏；圈闭内气藏气柱压力达到可以突破断层封盖能力时，断层开启，造成天然气散失。

图5.47 鄂西渝东地区黄金1井过井地质剖面

5.5.2 油藏抬升破坏型

地层的抬升对油气藏的形成与保存同样具有双层作用。一方面地层抬升可以造成砂体回弹或储层裂缝的形成，产生负压和增容效应，形成流体的低势区，使其成为油气运聚的有利场所；另一方面构造抬升强烈的地区，油气藏的盖层遭剥蚀破坏，致使石油暴露地表，遭受氧化和生物降解。盖层微裂缝的形成的物理实验模拟也表明，泥岩盖层深埋后的抬升作用，是造成盖层微裂缝形成的主要原因，对于气藏而言微裂缝的破坏作用无疑是致命的。南方海相大型古油藏多数都经历了油气转化过程。在地质历史时期都曾存在过古气藏，燕山期以来的强烈地层抬升剥蚀是这些古油气藏最终破坏的主要因素。

以黔中的麻江古油藏为例，古油藏的主力生油层为下寒武统盆地相-陆棚相的黑色泥页岩，红花园组和翁项组第三段储层的盖层分别为志留系翁项组第二段和第四段泥页岩，其封闭性能好，使麻江古油藏原始石油储量可达约16×108t。古油藏的成藏期主要在加里东中、晚期，但在加里东末期，由于广西运动的过渡抬升，造成背斜轴部地区盖层剥蚀殆尽，导致储层直接暴露而油气藏遭受强烈氧化，成为沥青状稠油。晚古生代到中生代油藏继续埋藏，到古近纪前，燕山运动造成区域褶皱和抬升时，古油藏的主要储层已经历了近3×108a的埋藏，最大埋藏深度达4000～5000m，埋藏最大温度达110～225℃，烃类保存状态一般已进入油气裂解及缩聚沥青阶段，储层中的沥青状稠油向碳质沥青的转变。燕山期-喜马拉雅期经历了强烈的抬升对油藏进行改造破坏，燕山期以后的破坏，是对古油藏的彻底破坏与改造。因此，加里东末期和燕山期以来的抬升剥蚀作用造成了麻江古油藏两次大规模的破坏(图5.48)。

图5.48 黔东南麻江古油藏破坏历史示意图

5.5.3 褶皱变动破坏型

褶皱变动指的是那些受构造活动影响，构造高点发生迁移的油气藏，造成原来的油气藏发生调整或者被破坏，如四川盆地的资阳残余气藏。加里东早期，乐山-龙女寺古隆起已初具雏形，资阳和威远地区均处于较高的部位。志留系沉积时，川南、川东南下寒武统烃源岩成熟并向外排烃，古隆起是聚烃的有利场所，并形成古油藏。加里东末期-海西期，乐山-龙女寺古隆起全面抬升上隆，资阳地区为主要的隆起中心，志留系被剥蚀殆尽，造成了先期古油藏的破坏。二叠纪，资阳古圈闭进一步形成。这一古圈闭包括了威远地区，威远地区处于资阳古圈闭的南斜坡。侏罗纪-晚白垩世，古油藏持续埋深，震旦系顶面曾埋深达6000m以上，古地温超过200℃，原油全部裂解为天然气和沥青。这一时期，资阳-威远古圈闭变化不大，古气藏处于资阳地区。喜马拉雅期，资阳和威远地区隆升，但威远地区隆升更快、幅度更大，现今震旦系海拔-2400m，资阳地区现今震旦系顶海拔-3300m，这就改变了两个地区的位能，资阳地区古圈闭被破坏。

5.5.4 深埋裂解破坏型

严格意义上讲，所有经过原油裂解而形成的气藏，其原生古油藏都受到了深埋裂解破坏。这里所讲的深埋裂解破坏型古油藏，主要是指那些本身不具备气藏的优越封盖条件，原油裂解产生的气体透过盖层渗漏或微渗漏出地表，而储层中仅剩下高演化的炭质沥青的古油藏。这类古油藏在整个南方也普遍存在，典型的主要是沿江南-雪峰隆起分布的一系列震旦-寒武系古油藏。

以余杭-泰山古油藏为例，泰山古油藏圈闭形成于中震旦世至中奥陶世，主要有礁块圈闭、岩性圈闭、地层不整合圈闭和基底隆起背斜圈闭。圈闭形成时期早于主生油期，都属于有效圈闭，古油藏形成期在奥陶纪晚期至志留纪。加里东旋回晚期泰山古油藏成藏后，由于油藏上覆地层不断增加，至印支运动前泰山地区油藏埋深达5000m以上，温度高达185℃以上，石油长期在这种高温、高压物理化学作用下，发生热演化变质，形成沥青和天然气，一些不能开环的化合物芳构化并与多环芳烃和一些杂环化合物发生聚合反应并残留下来。印支运动使古油田区地层发生褶皱、断裂，古油田中的气体发生逸散或再分配；燕山期的多次构造运动，使褶皱变得更加紧密，由单一的背斜变成复背斜，多期断裂活动把整个古油田切割成多个破碎残块，沥青变质程度更高，盖层基本上丧失了封盖能力，从而造成气态烃的大量逸散和次生气藏的破坏。

5.5.5 岩浆作用破坏型

岩浆作用对油气藏的破坏主要是由于岩浆侵入造成局部地温场增高，使烃源岩热演化程度异常增高，或者已有的原油裂解成气，同时岩浆侵入往往伴生断裂等其他作用一起对油气藏造成破坏。南方海相岩浆作用对油藏的破坏主要分布于江南-雪峰隆起周缘、南盘江盆地和楚雄盆地。典型古油藏和钻井有湖北通山半坑志留系古油藏、广西南丹大厂泥盆系古油藏以及楚雄盆地云参1井、乌龙1井等。

通山半坑古油藏位于鄂南通山县境内，东起雷公尖，西至冷水坪，面积约27km2；构造上位于江南隆起北侧，九宫山背斜北翼西端，下志留统沥青赋存于下志留统断裂带。半坑地区下寒武统和下志留统生油时间比较早，加上后期多次构造运动的影响，油气运移聚集复杂。下寒武统在加里东期开始生油，到早三叠世初期下志留统烃源岩成熟排烃，晚三叠世，下寒武统和下志留统烃源岩都处于生烃期，生成混源石油被保存在寒武系和志留系圈闭中。印支期的深埋使下寒武统和下志留统在早侏罗世开始生气，并很快达到生气高峰，储层中的原油也可能因为深埋和温度的升高而脱气，石油脱沥青作用沉淀了均质性较强的凝胶状沥青质，脱沥青作用型沥青赋存于志留系储层中。对与沥青伴生的沥青砂中自生伊利石K-Ar定年结果显示，志留系砂岩储层中油气充注不早于(180.88±1.32)Ma，而与古油藏相距5～10km的九宫山花岗岩体，形成于早中侏罗世(通山幅)，与沥青脉的充注时间相近。由此推断，由于燕山期的岩浆作用，赋存于下古生界的油气(稠油)及地沥青状物质与热液或饱含矿物的热液体一道，沿着断裂和裂隙向上运移，并大量地充注于断裂带中。高温使江南隆起北缘的沥青强烈演化，充填于断裂带中的稠油进一步演化生成沥青。此时，沥青与次生的石英脉、方解石相共生。由于喜马拉雅期的伸展作用，使断裂带封闭性变差，甚至完全开启。石油生成的天然气逸散，而仅残留遭受长时间的演化作用达到高变质无烟煤阶段的沥青。

楚雄盆地的云参1井在下奥陶统汤池组(O1t)地层中钻遇厚约150m的辉绿岩，结合云龙凹陷周边岩浆岩调查分析其为海西期侵入岩。在井深1620m(O1q)采样分析 Ro值为1.06%，而2076m(O1t)样品所测Ro值为1.6%，说明侵入岩体对其发生烘烤，使其有机质加快演化。据云龙凹陷区带评价资料，火成岩体的蚀变范围对于泥质岩而言一般2～5m，其对泥质岩盖层本身影响较小，云参1井该段岩心破碎证实岩浆活动本身影响较小，云参1井该段岩心破碎证实岩浆活动往往会引起大规模断裂，破坏盖层的封闭条件。

5.5.6 流体冲洗破坏型

流体冲洗破坏主要是指活跃的水动力条件改变油气平衡状态，初始的含油圈闭全部或部分被水占据或者后期产生的气体充填早期的油气圈闭，部分或全部破坏油气藏。由于与地表水沟通的地层水富含氧、常常导致油气藏被氧化，或者使油气沿水层散失。南方典型的流体冲洗破坏油气藏是建南气田的嘉五段和苏北黄桥CO2气藏，前者是水洗破坏，后者是气洗破坏。

建南气田地下水化学垂直分带表明，下侏罗统珍珠冲段-上三叠统须家河组为一高压盐水层，埋深800～1200m，盐水矿化度高达130～200g/L，水型CaCl2型，属交替停滞带水。下侏罗统厚238m的东岳庙段-大安寨组黑色页岩起到了阻止地表水向下的交替，也起到对嘉陵江组大套膏岩不受地表淡水淋滤的保护作用。但嘉陵江组五段在建3井、建31井产水，矿化度仅4.2g/L，Na2SO4水型，说明有穿越流穿越石柱复向斜，这是T1j5段未获气流的重要原因。建南气田飞仙关组三段、长兴组二段、石炭系边水井、地下水矿化度均高达90～130g/L，CaCl2型，为沉积封存高矿化度变质水，说明飞仙关组三段以下各储集层单元均处于沉积封存高矿化区(图5.49)。

图5.49 鄂西渝东高峰场-齐岳山嘉陵江组流体冲洗示意

5.5.7 多期构造运动对油气藏破坏的影响

油气保存条件涉及油气生成、运移、聚散的全过程，影响因素众多，但造成油气藏破坏的根本原因是油气藏形成后的构造变动。据统计，世界大气田的地层倾角小于10°者占总数的78%，10°～20°者占15.3%，大于20°者占6.7%。构造运动引起地层隆升剥蚀、褶皱变形、断裂切割、地表水的下渗以及压力体系的破坏，同时还因构造动力和应力作用使盖层岩石失去塑性，造成封闭保存条件变差。扬子地区表现为一个早期海相克拉通内盆地(南华纪-中三叠世)与后期陆相碎屑盆地(晚三叠世晚期之后)叠合沉积的多旋回含油气盆地。盆地沉降时间长、构造运动频繁，多期次的构造运动对不同构造单元油气藏的形成、改造及破坏所起的作用不尽相同。

加里东运动在扬子区主要表现为整体抬升与少量剥蚀，形成“大隆大坳”构造格局。在中上扬子地区形成了江南隆起、黔中隆起、乐山-龙女寺隆起；而在川东-湘鄂西一带则是早古生代克拉通内盆地沉积的中心，发育巨大的早古生代生烃坳陷。加里东期形成的上述古隆起成为了早期油气运移的有利指向区，有利于早期原生古油藏的形成。然而志留纪末期的广西运动造成的区域性抬升，使得南方志留系遭受大规模剥蚀，致使早期形成的古油藏遭受了一定程度的破坏。

海西期，中上扬子区存在多次地壳短暂“开合”的特点，晚石炭世与二叠世之交的整体抬升与快速海侵，使川东地区发育了潮坪相白云岩优质储层；早、晚二叠世之交的东吴运动造成中上扬子地区整体抬升、剥蚀，发育了浅海沼泽相的龙潭组煤系烃源岩及茅口组顶部的溶蚀孔洞与裂缝性储集层，为海相上组合优质储层的形成起到了很好的建设性作用。

印支运动使中上扬子区周缘山系(如大巴山、龙门山、雪峰山等)褶皱隆升，对周缘造山带及其基底卷入带的油气成藏起到严重的破坏作用，同时也在上扬子克拉通盆地内部形成了宽缓的天井山隆起、泸州隆起和开江隆起。该运动对中、下三叠统的剥蚀作用具有普遍性。其中，扬子区、松潘-甘孜、思茅和闽西南大田-漳平地区只剥掉部分中三叠统；南盘江地区和十万大山盆地北部现仍保留广布的中、下三叠统；江南-雪峰基底拆离带后缘(玉山-邵东-全州-连县一带)，闽南粤东之三明-汕头地区和属华北板块的皖北地区中三叠统已被剥蚀。除上述地区外，中国南方几乎已无中、下三叠统分布。

燕山运动是给南方海相以彻底改造的一次运动，它包括褶皱推覆、剥蚀间断、火山喷发、岩浆侵入等一系列的重大地质变化，这次运动对区域盖层的剥蚀作用主要表现在四川盆地以外的地区。

喜马拉雅期，秦岭-大别造山带以南地区西部受印度板块碰撞，东部受太平洋板块碰撞，夹持在其间的南方广大地区呈现为NE向展布的三隆两坳的构造格局，在隆起区被剥蚀地层层位多，区域盖层古近系、白垩系、侏罗系均已荡然无存，对早期形成的油气保存系统起到了一定的破坏作用；而坳陷区有一定厚度的第三系、白垩系、侏罗系存在。对油气保存条件影响不大。

海相大油气田形成条件———以阿拉伯-波斯湾盆地油气富集条件剖析为例

波斯湾盆地油气富集取决于以下几个原因：

（1）具有众多的烃源岩层系，主要烃源岩均为海相沉积。最老的烃源岩为阿曼南部的始寒武系侯格夫群（Huqf）中富有机质沉积，重要的生油岩有志留系笔石页岩、侏罗系泥质碳酸盐岩、中白垩统卡兹杜米组页岩。

（2）主要储层为碳酸盐岩，如二叠系胡夫组、侏罗系阿拉伯组和第三系中新统阿斯玛丽组碳酸盐岩，均具有良好的储集物性。其中，生物碎屑灰岩和礁灰岩以原生孔隙为主，白云岩和白云质灰岩具有大量的晶间孔。另外，由于溶蚀孔隙和裂缝的发育，极大地提高了储层的储集物性，常形成块状油气藏，产能很高。从沉积特征看，它们均为陆棚台地相沉积，分布广泛，横向上岩性岩相变化小。

（3）大量盖层的存在，对油气的聚集起重要作用。盖层主要为蒸发岩系和页岩，在一些地区（如阿联酋），下白垩统致密的泥灰岩也可成为盖层。

区域性盖层对各含油气带的分布起控制作用。主要的区域性盖层有三叠系苏代尔组页岩、上侏罗统希瑟组硬石膏层、中白垩统奈赫尔欧迈尔组页岩和第三系下法尔斯组盐岩。

（4）多种构造作用，形成了大量的、不同时期和不同特点的构造，是波斯湾盆地具有大量背斜油气藏的原因。主要的构造作用有基底断裂、盐运动和侧向挤压。

（5）多套蒸发盐系的存在，对波斯湾盆地的油气富集起重要的作用。其中，始寒武系盐层作为滑脱层是构造变形、圈闭形成的一个重要因素；侏罗系希瑟组硬石膏层和第三系下法尔斯组盐层起盖层作用。

（6）从整体上来说，良好的生储盖组合及其与构造发育的合理配置，形成了多个含油气带。

（7）波斯湾盆地具有良好的后期保存条件。但在盆地各部分具有不同的特点。

a.克拉通区

由于宽广陆棚和含盐层系的存在，使后期的侧向挤压作用对地台区已形成的构造所产生的影响不大。含油气构造上一般大断裂很少，虽有许多小断裂，但未破坏主要产层。

b.褶皱带

造山运动对中白垩统萨尔瓦克组产层起破坏作用，主要是使其盖层产生大量的裂缝，油气通过裂缝向上运移，多与阿斯玛丽组产层构成统一的油气藏。扎格罗斯造山运动对阿斯玛丽组油气藏的形成起重要的作用，一方面提供了油气再运移的通道和动力，另一方面形成构造，提供油气聚集的场所。而该造山运动未破坏产层之上盐盖层的封闭作用。

总之，波斯湾等盆地含有丰富的油气资源，形成一系列大油气田，并不是偶然的，而是多种地质因素共同作用的结果。