濱里海盆地S區(qū)塊鹽上層系構(gòu)造及油氣成藏特征

王 馨，單中強，王 蘊

(中石化華東分公司石油勘探開發(fā)研究院，江蘇 南京 210011)

0 引言

濱里海盆地是世界上油氣資源最豐富的地區(qū)之一，預測遠景可采儲量為130×108t，面積為50×104km2，地跨哈薩克斯坦和俄羅斯聯(lián)邦2個國家，主要分布在哈薩克斯坦西部，約占盆地總面積的4/5，其余部分則屬俄羅斯聯(lián)邦的南部地區(qū)(錢桂華，2005)。目前已發(fā)現(xiàn)200多個油氣田，為哈薩克斯坦主要產(chǎn)油氣區(qū)，也是俄羅斯的重要產(chǎn)油氣區(qū)之一。S區(qū)塊位于濱里海盆地南部阿斯特拉罕—阿克糾賓斯克隆起帶和中央坳陷帶東部(圖1)，早二疊世晚期(孔谷期)，濱里海盆地沉積了一套巨厚的鹽巖地層。早二疊世孔谷期末，濱里海盆地開始整體沉降，來自周緣山系、地臺上的碎屑物質(zhì)堆積形成巨厚的中生代、新生代碎屑巖沉積。快速沉積產(chǎn)生的重力作用，引起早二疊世孔谷期鹽巖的塑性流動變形上拱，形成了許多與鹽有關(guān)的背斜、斷鼻、斷塊等鹽構(gòu)造。至中生代，伴隨鹽丘的上拱，產(chǎn)生了若干具同沉積性質(zhì)的鹽間盆地(圖2)。期間，盆地整體又發(fā)生多次升降活動，經(jīng)歷剝蝕和沉積缺失，存在多個不整合面，第三紀時盆地整體下降，第三系基本覆蓋整個盆地。因此，分析總結(jié)其鹽上層系構(gòu)造及油氣成藏特征具有極其重要的意義，可為今后的勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

1 鹽上層系的構(gòu)造特征

1.1 鹽上層系的斷裂特征

從S區(qū)塊構(gòu)造演化史和不同層系現(xiàn)今斷裂分布的分析可知，區(qū)塊鹽上地層普遍發(fā)育拉張性正斷層，分布零星且局限，呈北東向，斷裂延伸3～8 km。對油氣的運移與聚集起到一定的控制作用。

晚三疊世時鹽體發(fā)生了首次大規(guī)模上拱作用，從而導致早侏羅世底界面上斷裂發(fā)育廣泛，多形成具拉張性質(zhì)的正斷層，斷層發(fā)育，呈放射狀伸展(徐傳會等，2007)，受控于鹽丘，斷裂延伸2～6 km，且此時發(fā)育的斷裂也多處于活動期，若有油氣通過，斷層可對油氣起到較好的垂向運移作用。早侏羅世發(fā)育的斷裂也為油氣進入中侏羅世儲層，進而聚集成藏創(chuàng)造了有利的通道條件。

晚侏羅世時鹽體發(fā)生第二次大規(guī)模上拱作用，導致部分早侏羅世就已開始發(fā)育的斷裂，在早白堊世繼續(xù)處于活動期，而部分斷裂進入靜止期和裂縫閉合后期(多形成中侏羅世的油氣聚集)，該時期的斷裂對油氣運聚起到輸導和封閉兩種不同的作用。

幾次大規(guī)模的鹽構(gòu)造活動中，侏羅紀及其之前所發(fā)育的大量斷層對鹽上形成含油層系具有一定貢獻，此后發(fā)育的斷層多為通天斷層，對油氣的聚集和成藏起破壞性作用。斷裂為S區(qū)塊鹽上層系地層油氣運移通道之一。

圖1 濱里海盆地構(gòu)造單元劃分示意圖及研究區(qū)位置圖

圖2 濱里海盆地地質(zhì)剖面圖

1.2 鹽上層系的構(gòu)造類型

資料表明:孔谷階鹽在三疊紀期間活動性增 大，并在周邊的歷次碰撞事件中反復發(fā)生活動。鹽丘構(gòu)造在盆地的整個中—新生代期間持續(xù)生長。根據(jù)其變形機制，鹽構(gòu)造可劃分為4類:與垂向擠壓(刺穿)有關(guān)的披覆構(gòu)造，與側(cè)向擠壓(靠近碰撞帶的地區(qū))有關(guān)的背斜構(gòu)造，由于不均衡的重力負荷形成的鹽流動構(gòu)造，在與沉降相關(guān)的側(cè)向伸展作用條件下形成的底辟構(gòu)造(鹽丘)(伊萬等，2007)。由于鹽的構(gòu)造活動始終伴隨著鹽上層系的沉積過程，在鹽上層系中形成了形形色色與鹽丘構(gòu)造相關(guān)的圈閉。按照構(gòu)造所處的鹽巖位置，將S區(qū)塊鹽上層系構(gòu)造分為3個大類:(1)鹽丘上部構(gòu)造;(2)鹽檐構(gòu)造;(3)鹽間構(gòu)造。

(1)鹽丘上部構(gòu)造(圖3)。位于鹽丘頂面之上，主要地層為白堊系、侏羅系和上三疊統(tǒng)等地層。斷層發(fā)育，構(gòu)造類型主要為斷鼻和斷塊。由于構(gòu)造對沉積的控制作用，在局部地區(qū)，鹽丘頂面構(gòu)造也發(fā)育有側(cè)向相變砂巖透鏡體型和不整合面遮擋型地層圈閉。通過對S區(qū)塊已發(fā)現(xiàn)油藏和油氣構(gòu)造分析，鹽丘上部構(gòu)造以斷鼻構(gòu)造形成的圈閉成藏為主，而構(gòu)造破碎的斷塊成藏較差。

(2)鹽檐構(gòu)造(圖3)。位于鹽頂面和鹽丘斜坡轉(zhuǎn)折部位，沿鹽窗邊部發(fā)育，僅見中三疊統(tǒng)地層。斷層不發(fā)育，構(gòu)造軸向多呈背斜，側(cè)翼為地層遮擋。構(gòu)造類型主要為背斜、斷背斜、斷鼻和斷塊。S區(qū)塊鹽檐構(gòu)造除不整合構(gòu)造不能成藏外，其他類型的鹽檐圈閉均能成藏。

(3)鹽間構(gòu)造(圖3)。丘間盆地之內(nèi)，四周被鹽側(cè)翼遮擋。主要地層為上二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)地層，構(gòu)造類型為鹽邊遮擋型斷鼻構(gòu)造，地層超覆構(gòu)造。目前，S區(qū)塊揭示的鹽間成藏圈閉僅見鹽邊遮擋型圈閉及地層超覆構(gòu)造，油藏規(guī)模較小，物性普遍較差。

圖3 S區(qū)塊鹽上層系構(gòu)造圖

2 油氣成藏特征

2.1 充足的油源

S區(qū)塊已發(fā)現(xiàn)油藏或含油氣構(gòu)造的油氣主要來自鹽下層系晚古生代烴源巖(劉洛夫等，2002，2007;王連岱等，2004)。鹽上層系的烴源巖對鹽上層系的油藏貢獻很小或者沒有貢獻(王萍等，2010)。中—上泥盆統(tǒng)，中—下石炭統(tǒng)及下二疊統(tǒng)發(fā)育濱岸－海相頁巖和碳酸鹽巖是潛力巨大的優(yōu)質(zhì)烴源巖。但各層位有機質(zhì)含量值變化范圍較大，石炭系碳酸鹽巖的有機質(zhì)含量要比下二疊統(tǒng)泥巖高。烴源巖開始生油期為中、晚三疊世，生油高峰期為早、中侏羅世，開始生氣期為晚侏羅世和早白堊世，終止生烴時間在漸新世。

2.2 有利的儲蓋組合

鹽上層系發(fā)育5套儲蓋組合，自上而下分別為下白堊統(tǒng)、中—下侏羅統(tǒng)、上、中三疊統(tǒng)和下三疊統(tǒng)—上二疊統(tǒng)等5套儲蓋組合(圖4)。

(1)下白堊統(tǒng)儲蓋組合。儲層巖性為砂泥巖互層。泥巖灰色，團塊狀，不含鈣質(zhì);砂為微黃色，細粒，中等磨圓，分選差，富含炭質(zhì)黏土條帶。蓋層下為白堊統(tǒng)上部發(fā)育的泥巖。

(2)中—下侏羅統(tǒng)儲蓋組合。儲層巖性特征以泥巖為主，夾細砂巖、粉砂巖及煤。共發(fā)育10層砂層，單層厚度1～21 m，孔隙較為發(fā)育，平均孔隙度為24.2%;發(fā)育泥巖11層，單層厚度為1～43 m。蓋層主要是中侏羅統(tǒng)上部大段的厚層泥巖，是區(qū)域性蓋層。下侏羅統(tǒng)儲層主要為大段砂巖夾泥巖，并含有少量黑色致密煤層，底部為大段礫石層。泥巖為灰色、淺灰色，質(zhì)軟到中等硬度，黏性較好，無鈣質(zhì)，偶有砂摻雜其中;砂巖為淺黃色，石英顆粒以細粒為主，較少中粒，次棱角—次磨圓狀，膠結(jié)物為鈣質(zhì)、黏土質(zhì)，膠結(jié)差，分選一般，儲層上部粒間孔隙發(fā)育，下部粒間孔隙欠發(fā)育。

(3)上三疊統(tǒng)儲蓋組合。上三疊統(tǒng)儲層主要以中細砂巖、粉砂巖為主，主要分布在鹽頂。據(jù)Kag-5井取芯巖芯描述，儲層上部粒間孔隙中等—好，下部粒間孔隙中等—差。測井解釋孔隙度范圍在26.1% ～31.7%之間，平均為29%。上覆泥巖為蓋層。

(4)中三疊統(tǒng)儲蓋組合。儲層主要發(fā)育在中三疊統(tǒng)中下部，巖性主要為石英砂巖、石英粉砂巖和砂礫巖，少量長石砂巖和巖屑砂巖，其沉積環(huán)境是半干旱條件下的沖積平原。儲集巖厚度在2～38 m之間，總體沉積特征表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度不高、成巖作用弱、原生粒間孔隙發(fā)育的特點，孔隙度范圍值16.5% ～34.65%，主要分布區(qū)間18% ～26%，是良好的儲集層。蓋層主要為中三疊統(tǒng)上部的泥巖。

圖4 S區(qū)塊鹽上儲蓋組合圖

(5)下三疊統(tǒng)—上二疊統(tǒng)儲蓋組合。儲層主要發(fā)育在上二疊統(tǒng)中下部，巖性主要為石英砂巖、石英粉砂巖和砂礫巖，少量長石砂巖和巖屑砂巖，其沉積環(huán)境是半干旱條件下的沖積平原。儲集巖厚度在12～38 m之間，是良好的儲集層。蓋層主要為上二疊統(tǒng)上部的泥巖。

2.3 油氣運移模式多樣

通過對S區(qū)塊油氣藏綜合分析，發(fā)現(xiàn)有效鹽窗是鹽上層聚集成藏的關(guān)鍵，只有具備有效鹽窗，鹽下生油巖生成的油氣才能向上運聚，油氣運移通道往往不是單一的斷層、高滲砂層或不整合面，通常是其中2種或多種通道組合而成的。根據(jù)S區(qū)塊具體的構(gòu)造及油氣成藏特征，將S區(qū)塊鹽上地層和鹽間地層的運移途徑分為以下3種主要類型(圖5):(1)鹽窗+鹽邊;(2)鹽窗+鹽邊+輸導層;(3)鹽窗+斷裂(張建球等，2010)。針對不同構(gòu)造，此3種體系類型仍可能相互組合而構(gòu)成更為復雜的油氣運移方式。

圖5 S區(qū)油氣運移模式圖

2.4 鹽上層系油氣藏的分布及特征

通過對S區(qū)塊已發(fā)現(xiàn)的油氣藏分析，認為該區(qū)塊鹽上層系從上到下發(fā)育，鹽丘上部發(fā)育中侏羅、下白堊統(tǒng)斷鼻斷塊和上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)地層巖性等油藏;鹽丘鹽斜坡轉(zhuǎn)折部鹽檐構(gòu)造背斜、斷鼻和斷塊油氣藏;上二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)鹽間盆地內(nèi)及其盆地邊緣的地層超覆油氣藏和鹽邊遮擋油氣藏等5種油藏(圖4)。在區(qū)域上受孔谷階鹽活動控制，平面展布分帶性強(張建球等，2010)，主要沿鹽丘頂及鹽丘邊緣分布(圖4、圖6)。

圖6 S區(qū)塊AS地區(qū)油田分布圖

3 結(jié)論

通過對S區(qū)塊鹽上層系的構(gòu)造特征分析認為，鹽上斷層主要是受鹽體控制的拉張性斷層，鹽上斷層一方面可以成為油氣運移的通道，另一方面出露地表的斷層對油氣保存不利;按照構(gòu)造所處的鹽巖位置，將S區(qū)塊鹽上層系構(gòu)造分為三大類:鹽丘上部構(gòu)造、鹽檐構(gòu)造和鹽間構(gòu)造。

該區(qū)具有充足的油源條件、有利的儲蓋組合、眾多的圈閉類型以及多樣的油氣運移模式，為油氣成藏提供了優(yōu)越的條件。該區(qū)油氣藏的平面分布受鹽體控制。

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