準(zhǔn)噶爾盆地北三臺凸起西斜坡白堊系高頻層序地層與油氣成藏模式

白曉佳，康永尚，2，李培俊，曾 軍，王 建，齊雪峰，鐘權(quán)鋒

（1.中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；2.中國石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249；3.中國石油天然氣股份有限公司新疆油田分公司準(zhǔn)東采油廠，新疆阜康 831511；4.中國石油天然氣股份有限公司新疆油田分公司，新疆克拉瑪依 834000）

0 引 言

位于準(zhǔn)噶爾盆地東部的北三臺地區(qū)是一個重要的油氣聚集帶，在白堊系有28口井見到油氣顯示，并在2口井獲得了低產(chǎn)油流［1］，但是并未發(fā)現(xiàn)大油藏。該斜坡帶白堊系構(gòu)造平緩，構(gòu)造圈閉不發(fā)育，以巖性地層油藏為主，且在垂向上需要斷裂作為油氣運移的通道才具備油氣成藏條件［2－4］。北三臺凸起西斜坡白堊系成藏條件比較復(fù)雜，按照傳統(tǒng)的構(gòu)造油藏勘探思路遇到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。前人曾將北三臺地區(qū)白堊系劃分為2個三級層序和3個體系域，并分析了沉積相類型及其特征［1］，但對于白堊系儲層較薄、橫向相變迅速的地區(qū)，以三級層序體系域單位編圖并不能對實際勘探進(jìn)行有效指導(dǎo)［5－11］。因此，筆者通過建立高頻層序地層格架，以主要含油氣高頻層序地層單元為重點，對北三臺凸起西斜坡三維區(qū)開展構(gòu)造特征研究，劃分構(gòu)造單元，分析典型出油氣點的成藏模式，總結(jié)白堊系成藏特點，以期為北三臺凸起西斜坡隱蔽油氣藏的勘探提供新的理論支持。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

北三臺凸起西斜坡是一個自西南向東北方向抬升的大斜坡，三維地震覆蓋面積1 093km2。該凸起東鄰吉木薩爾凹陷，南與阜康斷裂帶相接，西與阜康凹陷以斜坡形態(tài)過渡，北至沙丘隆起，三面臨凹，有充足的油源和優(yōu)越的油氣運移條件［12－15］（圖1）。

圖1 北三臺凸起西斜坡白堊系研究區(qū)位置Fig.1 Location Map of the Study Area of Cretaceous in Western Slope of Beisantai Uplift

北三臺凸起的發(fā)育始于石炭紀(jì)晚海西期，形成于白堊系沉積前，遭受多期剝蝕［16］。在古近系及其下地層沉積期間，西斜坡地區(qū)持續(xù)沉降，地層厚度穩(wěn)定增加，在白堊系自下而上沉積了清水河組、呼圖壁河組、勝金口組、連木沁組和東溝組。新近紀(jì)以及第四紀(jì)以來，北三臺凸起西斜坡受南部造山運動的擠壓，南部下沉，并在山前發(fā)生褶皺，北部發(fā)生翹傾，西斜坡區(qū)向西強烈傾斜，帳北斷褶帶及其以東區(qū)域成為剝蝕區(qū)。這種下超上剝作用導(dǎo)致白堊系底部清水河組以超覆尖滅為主，上覆地層以剝蝕尖滅為主，以東溝組剝蝕最為嚴(yán)重，僅在三維區(qū)北部發(fā)育。

2 層序地層

基于前人對北三臺地區(qū)層序地層的劃分［1］，根據(jù)Vail經(jīng)典層序地層學(xué)理論，利用地震和鉆測井資料，首先對準(zhǔn)噶爾盆地白堊系開展層序地層研究，識別三級層序界面，從區(qū)域上控制研究區(qū)三級層序劃分，將盆地三級層序劃分方案引入到研究區(qū)，建立研究區(qū)三級層序地層格架［17－21］；其次，為了更好地體現(xiàn)層序格架對油氣的控制作用，針對主要含油氣體系域開展準(zhǔn)層序組及準(zhǔn)層序的劃分，通過油氣顯示的逐級歸位最終確定含油氣高頻層序地層單元，對其開展構(gòu)造與成藏研究。高頻層序的研究是以Vail層序的識別為基礎(chǔ)，依據(jù)測井信息將基準(zhǔn)面旋回的識別及劃分納入三級層序地層格架中［22－23］。

2.1 三級層序地層劃分

通過對準(zhǔn)噶爾盆地區(qū)域二維地震剖面的解釋，共識別出4個三級層序界面，據(jù)此將盆地白堊系劃分為4個三級層序（SQ1～SQ4），其中SQ1相當(dāng)于清水河組一段，SQ2相當(dāng)于清水河組二段和呼圖壁河組中下段，SQ3與呼圖壁河組上段、勝金口組和連木沁組相對應(yīng)，SQ4相當(dāng)于東溝組。由于北三臺凸起西斜坡位于準(zhǔn)噶爾盆地的邊緣凸起部位，缺失盆地腹部清水河組一段，與盆地層序劃分對比認(rèn)為研究區(qū)白堊系只發(fā)育SQ2～SQ4。

白堊系三級層序在地震剖面、測井和巖相上特征明顯。從SQ1到SQ4，在地震剖面上都有非常明顯的上超及削截標(biāo)志。在三級層序內(nèi)部，可根據(jù)初始湖泛面和最大湖泛面將SQ2劃分為低位體系域、水進(jìn)體系域和高位體系域，將SQ3劃分為水進(jìn)體系域、凝縮段和高位體系域，其地震反射特征也各不相同（圖2）。

2.2 高頻層序地層劃分

北三臺凸起西斜坡白堊系儲層較薄，橫向相變迅速，以三級層序體系域開展成藏研究過于粗放，更不能對實際勘探進(jìn)行有效指導(dǎo)。在三級層序格架內(nèi)，運用經(jīng)典高頻層序地層學(xué)原理對主要含油體系域開展準(zhǔn)層序組和準(zhǔn)層序的劃分，可以更客觀、更深入地揭示層序格架對油氣成藏的控制作用，為隱蔽油氣藏研究奠定堅實的基礎(chǔ)［24－26］。

通過巖芯含油統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)白堊系油氣主要富集在SQ2層序的低位體系域和水進(jìn)體系域中，根據(jù)準(zhǔn)層序組和準(zhǔn)層序的邊界劃分標(biāo)準(zhǔn)，將其細(xì)分為4個準(zhǔn)層序組和14個準(zhǔn)層序。通過巖芯觀察和油氣顯示歸位，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)層序為白堊系主要含油氣高頻層序地層單元（表1）。

圖2 北三臺凸起西斜坡白堊系三級層序地層及體系域劃分Fig.2 Third－order Sequence Stratigraphy and System Tract Division of Cretaceous in Western Slope of Beisantai Uplift

表1 北三臺凸起西斜坡白堊系高頻層序地層劃分Tab.1 Division of High－frequency Sequence Stratigraphy of Cretaceous in Western Slope of Beisantai Uplift

圖3 北三臺凸起西斜坡西泉011井高頻層序地層分析Fig.3 Analysis of High－frequency Sequence Stratigraphy for Well Xiquan011in Western Slope of Beisantai Uplift

3 油氣成藏模式

3.1 構(gòu)造特征及構(gòu)造單元劃分

基于地震解釋及前人研究，以準(zhǔn)層序K1h2－31的深度構(gòu)造圖為例（圖4），可以看出其構(gòu)造整體上由西向東、由北向南抬升，地層在東南方向超覆尖滅。垂向上，白堊系底部3個含油氣高頻層序地層單元以超覆尖滅為主，上部地層以剝蝕尖滅為主。根據(jù)局部構(gòu)造形態(tài)的變化，將準(zhǔn)層序K1h2－31的構(gòu)造形態(tài)劃分為沙南鼻突、西泉鼻突和北38鼻突，其中西泉鼻突是相對較大的鼻狀隆起帶，與北三臺凸起屬于同一構(gòu)造線，平行于造山帶。這些鼻突的軸或邊側(cè)，往往發(fā)育有與其軸向大致相同的中、小型斷裂，系同一擠壓作用形成的產(chǎn)物，是油氣運移的重要通道。

3.2 典型出油點成藏模式

建立油氣成藏模式需要對圈閉與油氣的接觸關(guān)系進(jìn)行深刻剖析，并在區(qū)帶上解釋和預(yù)測油氣的分布［27］。研究區(qū)內(nèi)白堊系所獲油流主要來自于西泉011井和北38井，根據(jù)出油井的構(gòu)造位置及油氣運聚特征，將白堊系成藏模式主要劃分為西泉鼻突成藏模式和北38鼻突成藏模式。

西泉鼻突是研究區(qū)最大的鼻狀隆起帶，其成藏主要受K1q1－（2～4）2準(zhǔn)層序巖性尖滅控制。當(dāng)油氣沿斷裂自下而上運移的同時也沿著白堊系底部的不整合面自西向東發(fā)生橫向運移，當(dāng)運移至西泉地區(qū)時，由于受河流相的控制，K1q1－（2～4）2準(zhǔn)層序在西泉011井上傾方向存在巖性變化，形成側(cè)向封堵，而使油氣聚集成藏，所以西泉鼻突是由不整合面和斷裂構(gòu)成油氣運移網(wǎng)絡(luò)、斜坡背景下地層發(fā)生巖性尖滅形成巖性圈閉的典型成藏模式［28］（圖5）。

圖4 北三臺凸起西斜坡白堊系準(zhǔn)層序K1h21－3 深度構(gòu)造Fig.4 Depth Structure of Parasequence K1h21－3of Cretaceous in Western Slope of Beisantai Uplift

圖5 北三臺凸起西斜坡白堊系西泉鼻突油氣成藏模式Fig.5 Hydrocarbon Accumulation Model of Xiquan Nasal Process of Cretaceous in Western Slope of Beisantai Uplift

北38鼻突成藏相對比較復(fù)雜，同時受到斷層和地層巖性變化的雙重控制。北38井位于小層的超覆尖滅線附近，缺失清水河組的沉積，其呼圖壁組下部沉積的砂礫巖也直接超覆在下伏地層之上，并受斷層側(cè)向遮擋，因上傾方向上的巖性巖相變化和地層超覆尖滅而形成了構(gòu)造-地層-巖性復(fù)合油氣藏。在此作為不整合面的底礫巖層，一方面是油氣橫向運移的通道，另一方面在底礫巖內(nèi)及其相鄰層內(nèi)的局部構(gòu)造圈閉和巖性圈閉中形成油氣藏（圖6）。

圖6 北三臺凸起西斜坡白堊系北38鼻突油氣成藏模式Fig.6 Hydrocarbon Accumulation Model of Bei38Nasal Process of Cretaceous in Western Slope of Beisantai Uplift

3.3 白堊系成藏特點

（1）白堊系底部斷裂和不整合是成藏的關(guān)鍵因素。白堊系本身不具備生烴能力，油氣主要來自于阜康凹陷三疊系與侏羅系烴源巖［4］，三疊系與侏羅系以及侏羅系與白堊系之間的不整合面是油氣橫向運移的主要通道，而分布于研究區(qū)東部的區(qū)域性斷層和中、小型斷層溝通了深部烴源巖與淺部儲集層，使油氣進(jìn)入白堊系后沿構(gòu)造脊部橫向運移而在構(gòu)造高點聚集成藏。

（2）鼻突構(gòu)造是有利成藏區(qū)。白堊系構(gòu)造形態(tài)較為簡單，只有研究區(qū)東部發(fā)育的兩大近東西向鼻突隆起幅度較高，斷層相對發(fā)育，是油氣聚集的良好場所，如與有利儲層發(fā)育區(qū)疊合則可形成構(gòu)造-地層復(fù)合圈閉。

（3）白堊系成藏主要受巖性突變帶和地層尖滅線的控制。白堊系下部清水河組和呼圖壁河組發(fā)育的單套儲層受沉積相控制，橫向變化較大，砂體薄，只有在縱、橫向上受局部蓋層或巖性變化的遮擋，才能形成較為有利的儲蓋組合；同時白堊系地層的形成也是一個底超頂剝的沉積過程，在超覆尖滅線附近油氣顯示活躍，若儲集體與尖滅線配合良好，則可形成地層超覆油氣藏［29］。

4 結(jié) 語

（1）以Vail經(jīng)典層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，在噶爾盆地準(zhǔn)北三臺凸起西斜坡白堊系中識別出4個三級層序（SQ1～SQ4），SQ2發(fā)育完整的低位體系域、水進(jìn)體系域和高位體系域，SQ3發(fā)育低位體系域、凝縮段和高位體系域。SQ2低位體系域和水進(jìn)體系域是主要含油氣體系域，將其劃分為4個準(zhǔn)層序組和14個準(zhǔn)層序，并通過油氣顯示歸位，確定白堊系底部的3個準(zhǔn)層序為主要含油氣高頻層序地層單元。

（2）通過對含油氣地層單元的構(gòu)造研究，將白堊系構(gòu)造形態(tài)劃分為沙南鼻突、西泉鼻突和北38鼻突。研究區(qū)主要形成了西泉鼻突的巖性尖滅油氣藏成藏模式和北38鼻突的構(gòu)造-地層復(fù)合油氣藏成藏模式，總結(jié)出白堊系成藏具有受鼻突構(gòu)造、局部斷裂、地層超覆尖滅線以及巖性突變帶控藏的特點。

（3）西泉鼻突與北38鼻突是研究區(qū)良好的油氣顯示地區(qū)和有利的油氣運移指向區(qū)，建議對其展開詳細(xì)研究，落實含油面積，擴(kuò)大現(xiàn)有勘探成果。

（4）盡管在構(gòu)造和斷裂配合下，研究區(qū)部分河道帶也有可能形成有利的巖性圈閉，但其側(cè)向封堵的風(fēng)險較高，不利于油氣保存，故可確定北三臺西斜坡白堊系后續(xù)勘探應(yīng)以地層超覆尖滅線附近發(fā)育的地層圈閉為主。

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