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鹽構造與油氣的關系

發布時間: 2016/12/21 10:10:47

鹽構造是指由于鹽巖或其他蒸發巖的流動形變所形成的地質體。據統計,在全世界115個找到油氣田的盆地中,有66個具有蒸發巖沉積,約占58%,它們控制著已探明石油儲量的89%和天然氣儲量的80%。波斯灣盆地的石油蘊藏量占世界石油最終可采儲量的65%,其中約60%的最終可采儲量與鹽構造有關。這表明鹽構造與油氣運聚成藏有著極為密切的關系。

近年來,對墨西哥灣盆地大規模鹽席之下油氣藏的勘探,極大地促進了國外鹽構造研究的進展。我國的許多盆地如塔里木、渤海灣、江漢等,也都發育有比較豐富的鹽構造。

(一)鹽巖的基本特征

鹽巖包括石鹽巖和鉀鎂質鹽巖等。鹽巖主要礦物為石鹽(NaC1),并含少量其他鹽類礦物,如鉀石鹽(KC1)。鹽巖為立方晶體,純凈時無色,當含有混入物或液體時,呈黑色、灰色、褐色、紅色、白色等,吸潮、有咸味、易溶于水。鉆井中見到的鹽巖地層常混有其他物質,呈片狀和塊狀,晶型也有一定變化。

鹽巖與其他沉積巖的最大區別在于其塑性和流動性。在高溫、高壓條件下,鹽巖可變為塑性體,且因含大量原生水,密度低,在上覆巖層的不均衡重力作用及構造應力作用下,可發生流動和變形,形成鹽構造。

(二)鹽巖的形成原因

鹽巖主要出現在湖、海盆沉積環境大范圍轉變為半封閉性的瀉湖或封閉性的鹽湖環境,隨著蒸發作用的加強,水體鹽濃度急劇增高,進入鹽巖大量沉積階段。在封閉鹽湖沉積作用過程中,碳酸鹽的溶解度低,只要湖水稍微濃縮,碳酸鹽就開始沉淀,此時,仍可能有陸源碎屑物質的供給,因此易形成碳酸鹽巖與暗色泥巖互層。當水體濃縮到10%時,石膏開始沉淀,主要形成石膏紋層。當水體濃縮到5%時,鹽巖開始沉淀,往往形成厚層的鹽層。在平面展布上表現為,從邊緣到盆地中心,依次由石灰巖、白云巖、石膏或硬石膏巖、石鹽及鉀鎂鹽巖等巖相帶組成。我國東濮凹陷純鹽層單層沉積厚度一般為10厘米~90厘米,單層厚度最大可達20多米。

(三)鹽巖與油氣的關系

1.鹽巖對烴源巖的影響

富含有機質的烴源巖是油氣形成的物質基礎。在第十屆世界石油會議上,羅馬尼亞學者巴爾茨根據對108塊鹽巖分析指出,每100g鹽巖中的有機質含量達到15mg~4500mg,僅次于黏土或泥巖,居第二位。在蒸發巖形成初期,由于水體鹽度增加,底部水體近于停滯,河流供給及湖泊中的大量生物和有機質死亡,為轉化成石油形成雄厚的物質基礎;由于鹽巖的快速堆積,使下伏暗色泥巖快速與氧隔絕,不僅利于有機質的保存,同時還為下伏生油巖提供充足的熱源和地層壓力,對有機質的熱演化起到促進作用。由東濮凹陷沙河街組鹽巖與生油巖的關系可以看出,生油巖分布隨鹽巖的發育而增加,并隨鹽巖減小而減小。

2.鹽巖對蓋層條件的影響

油氣的富集需要一定的保存條件,需要較為致密的蓋層防止油氣的散失。主要的蓋層有泥頁巖和鹽巖兩種類型,而膏鹽層非常致密,具有較高的排驅壓力,而且厚度很大,所以具有物性和超壓雙重封閉機制,在蓋層分級中屬于特級蓋層。即使是膏鹽地層中有大斷層通過,其側向封堵能力也極強,鹽構造圍區形成一系列的小型油氣藏,就是由膏鹽地層良好的側向封堵造成的。塔里木庫車坳陷的天然氣藏為我國西氣東輸的氣源地。古近系膏鹽層、膏泥巖層基本覆蓋整個坳陷,厚度巨大,約100米至3000米,封蓋力強(封蓋的克拉2井膏泥巖實測突破壓力達60MPa),為形成庫車坳陷最重要的富氣單元——白堊系油氣系統起到了重要的作用。

3.鹽巖對儲層條件的影響

鹽層有利于其下部巖層保持較高的孔隙度,其作用機制主要體現在兩個方面:一是由于鹽巖密度穩定、熱導率高,下伏地層經受壓實程度低,熱量容易散出,抑制了儲層的成巖作用,使原生孔隙得以保存,因而下部易形成異常高壓而產生裂縫等。例如,在濱里海凹陷富鹽的西坡地帶5000米深處,泥盆系石英砂巖仍保留高達24%的孔隙度。二是當達到一定深度時,石膏會脫去大量的結晶水轉化成硬石膏,這些水富含有機酸,使周圍巖層形成較好的次生孔隙。

4.鹽構造與油氣聚集的關系

鹽巖作為一種特殊的地下塑性流體,會形成各種特殊的構造。在油氣生成、運移之前形成的鹽構造及伴生圈閉是油氣的理想聚集地。如江陵凹陷的鹽底辟,庫車坳陷鹽相關的背斜、斷背斜等構造。

鹽構造廣泛分布于北美、非洲、歐洲、東南亞、中東等地區,是當前國內外構造地質研究和油氣勘探的熱點。隨著對油氣勘探技術的進步,對鹽構造的認識將逐漸深化,與鹽構造相關的油氣藏將是今后極為重要的油氣儲量增長點。

油頁巖可用于肥料的生產。如我國陜西有一企業就擬投資1000萬元,利用印臺地區現有的油頁巖資源,在原有5萬噸磷肥生產線的基礎上進行技術改造,建設年產5萬噸油頁巖有機復合肥的生產線。

不同國家對油頁巖的用途不同。在愛沙尼亞,油頁巖主要用來發電和提煉頁巖油;在巴西,油頁巖主要用作運輸燃料;在德國,油頁巖主要用于制造水泥和建筑材料;在我國和澳大利亞,油頁巖主要用于提煉頁巖油和用作燃料;在俄羅斯和以色列,油頁巖主要用于發電。

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