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牛庄洼陷是东营凹陷岩性油气藏最为发育的洼陷之一,已探明石油地质储量8287万吨。砂岩透镜体油气藏是岩性油气藏中的一种重要类型。但由于牛庄洼陷石油地质条件存在特殊性,造成其主力含油层系—沙三中亚段存在一些特殊成藏特点,含油砂体的成藏机理复杂,分布规律难以掌握,已有的油气成藏理论不能有效地满足勘探的需要,从而阻碍了勘探开发的进一步发展。本研究在前人对牛庄洼陷砂岩透镜体油藏成藏机理及含油性研究的基础上,以流体包裹体系统分析方法为主,结合有机地化、地震解释等其它方法,从油气成藏期次划分、成藏时期确定和古流体势场恢复,并结合油源对比和低序次断层隐蔽输导体系解释,来探讨牛庄洼陷沙三中亚段砂岩透镜体油藏成藏动力和成藏主控因素,研究其油气微观充注过程,建立砂岩透镜体油气藏成藏动力学模式。通过上述研究,取得了以下主要认识:牛庄洼陷沙三中亚段储层中存在至少六幕热流体活动、四幕含烃流体活动和四幕油气充注,并发育三期油气成藏:第一期26.2～24.8Ma;第二期13.8～8.0Ma;第三期8.0～0.0Ma,主要成藏期次是第二和第三期,尤其是第三期的晚期充注奠定了最终油气分布格局。其中24.8～13.8Ma的成藏间歇期,是因为构造抬升使生烃过程受到抑制所造成。第一期成藏主要发育在靠近洼陷中心的井位,反映了洼陷中心烃源岩较洼陷边缘烃源岩早进入生、排烃期。牛庄洼陷沙三中段是自11.4Ma左右开始发育异常超压,且一直持续至今;压力系数呈现三个旋回性,对应于3期油气成藏,即第一期26.2～24.8Ma油气充注以常压系统为特征,第二期13.8～8.0Ma油气充注开始出现低幅异常超压,第三期8.0～0.0Ma油气充注发育中等～较强的异常超压。流体包裹体古温度测定和古流体压力模拟精度分析表明流体包裹体温压数据是可靠的。牛庄洼陷第三期流体包裹体均一温度系统地高于今地层温度约22℃左右,“差值”反映了牛庄洼陷处于裂后热沉降阶段,盆地出现“冷却”的地质过程;第三期流体包裹体热动力学模拟获得的古流体压力与今地层测试压力对比结果看出二者斜率基本一致。三期油藏对应的流体势的大小均有差别,分别发育于古油势介于4～7KJ/Kg、3～9.5KJ/Kg、12～21KJ/Kg的相对低势区。就每个成藏期而言,平面上高势区多分布于洼陷中心及附近,低势区处于凹陷周缘构造带,不同时期均有变化,油气在低势区以及相对低势区甚至高势区均有分布。砂岩透镜体油藏具有源—断—相—势联合控藏特征:油源是控制其成藏的首要因素。埋深低于烃源岩成熟界限的砂体大多没有成藏。沙三中亚段油气为混源产物,第一期和第二期为沙三下亚段～沙四段油气通过低序次断层或大断层充注,第三期既有下部油气通过隐蔽输导至砂体中聚集,也有沙三中亚段生成的油气直接进入砂体成藏。牛庄洼陷砂岩透镜体油藏明显受到了油源断层及低序次断层的控制。在保证油源和输导条件的前提下,流体势与沉积相带的耦合决定储层的含油性,满足“耦合关系”的相势条件越充分,砂体的油气充满程度越高。牛庄洼陷含油砂体主要分布在孔隙度为12%～24%、渗透率为2×10-3μm2～100×10-3μm2的储集体内,且在该范围内砂体物性越好,含油饱和度越高。流体势与低序次断层也具有耦合控藏作用,具体表现在低序次断层输导会造成相对低势,而相对低势区岩性圈闭又会成为多期油气运聚的场所。牛庄洼陷低序次断层隐蔽输导体系是造成沙三中段砂岩透镜体油藏含油饱和度So＞35%的主控因素之一。牛庄洼陷砂岩透镜体油藏发育三种成藏模式:断层-砂体模式;砂体模式;低序次断层-砂体模式。断层-砂体模式主要发育于被非成熟烃源岩包围的砂岩透镜体中,砂体模式和低序次断层-砂体模式主要发育于被成熟烃源岩包围的砂岩透镜体中。