1.生油条件
下古生界主要烃源岩中奥陶统,由于受怀远运动南抬北伏的影响,多已剥蚀,总厚度为0~350m之间,岩相以潮坪为主,因此,生油条件较华北其他地区差。中奥陶统主要分布区在济源-太康块坳,生烃强度最大为6.5×108m3/km2。
上古生界煤系地层为本区主要烃源岩,石炭—二叠系残厚800~1200m,烃源岩厚258~434m。其中煤层厚18~34m,平均生烃强度高达49.9×108m3/km2,属华北之冠,这除了烃源岩厚度大以外,有机质演化程度高是主要因素。
2.储集条件
本区存在两个古风化壳,一是奥陶系顶加里东期风化壳;二是怀远运动抬升造成的奥陶系与寒武系之间的风化壳。
加里东期风化壳储集性能受岩相和古地貌控制。本区中奥陶世主要为潮坪和局限海环境,古地貌为岩溶台地—岩溶斜坡。因此,溶蚀孔洞发育,加之构造运动强烈,断层、裂缝发育,多形成裂缝-孔隙型储层。钻井过程中放空、漏失严重。如太参3井在上马家沟组距风化壳顶40~76m,放空3次,最长井段达2.41m,并发生严重井漏,漏失量达6600m3;新太参1井漏失1147m3。孔隙度最高可达10.53%。
怀远期风化壳由于下奥陶统已剥光,中奥陶统超覆于上寒武统之上,上寒武统上部凤山组以潮坪相白云岩为主,晶间孔、晶间溶孔发育,钻井过程中有放空、漏失现象,岩心孔隙度平均1.2%~2.5%,渗透率一般1×10-3~2×10-3μm2。
上古生界储层:主要砂岩分布在上、下石盒子组,砂岩比率为20%~30%,沉积环境主要为分流平原-潮坪相。由于成岩演化程度高,大部地区为晚成岩B-C期,南部为晚成岩A期。因此,孔隙多不发育,但微裂缝较发育。总起来看砂岩物性较差,孔隙度一般<5%,渗透率<1×10-3μm2。
3.圈闭及保存条件
本区的圈闭以背斜型和断鼻型圈闭为主,平面上主要分布在太康背斜带、倪丘集块凹、济源块凹中央背斜带等。其中太康背斜带及济源中央背斜带是南华北的两个主要背斜带,前者目的层埋藏浅,一般小于2000m,顶部断层多,保存条件差;后者背斜西端不落实,中东段埋深太厚(5500~7400m)。坳陷区东部的倪丘集块凹中的背斜,埋深适中与生油期配置尚好。
本区与沁水块坳相似,主要矛盾是保存条件,如横恒坳陷区中北部的太康背斜带,形成于印支—燕山期,以后长期抬升剥蚀,目前三叠系保留厚度小于1000m,其上为新第三系覆盖,而煤系烃源岩Ro值已达2%~4%,虽奥陶系之上石炭—二叠系盖层较厚,并有5~15m的铝土岩封盖,但后期断层发育,且多为通天断层,天然气长期扩散而得不到补充,加上燕山期地下水热液循环的影响,也不利于天然气的保存。目前,在背斜带高部位已钻太参2、3、华5、南3等井,均未见油气显示。地层水矿化度6000mg/L左右,水型NaHCO3,反映出弱交替环境。