準(zhǔn)噶爾盆地中部1區(qū)塊侏羅系三工河組油氣輸導(dǎo)特征分析

劉德志，許 濤，張 敏，張?jiān)混o

（中國(guó)石化勝利油田分公司 西部新區(qū)研究中心，山東 東營(yíng) 257000）

0 引言

近年來(lái)，隨著準(zhǔn)噶爾盆地中部1區(qū)塊莫西莊、征沙村、沙窩地等地區(qū)隱蔽油氣藏的相繼發(fā)現(xiàn)，盆地腹部豐富的油氣資源得以證實(shí)，油氣勘探空間向深層斜坡區(qū)拓展.目前，準(zhǔn)中1區(qū)塊鉆探顯示油藏分布復(fù)雜，出現(xiàn)構(gòu)造高部位為空圈閉，低部位發(fā)現(xiàn)油藏，儲(chǔ)層物性相似，含油氣性差別大等情況，油氣富集規(guī)律不明確成為制約研究區(qū)進(jìn)一步勘探的難題.人們針對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地腹部地區(qū)油氣來(lái)源及成藏控制因素進(jìn)行探討：況軍［1］、秦都［2］、蔣銳［3］、王京紅［4］等分析車(chē)莫古隆起深淺層構(gòu)造特征、殘余厚度及構(gòu)造演化等因素，認(rèn)為車(chē)莫古隆起經(jīng)歷中晚侏羅世強(qiáng)烈發(fā)育、白堊世潛伏埋藏及喜山期掀斜調(diào)整3個(gè)階段，其中白堊紀(jì)潛伏埋藏期是侏羅系原生油氣藏的主要成藏期，形成“車(chē)—莫油氣聚集帶”，新近系隨著古隆起的消失，古油藏遭到破壞調(diào)整再聚集；也有人通過(guò)原油密度、GOI指數(shù)、流體包裹體分析古今油水界面，證實(shí)原生古油藏的存在，對(duì)三工河組油藏下部水層的非烴加瀝青質(zhì)含量研究表明，這些砂體在地質(zhì)歷史時(shí)期曾是油氣運(yùn)移通道［2，4-5］；胡素云［6］、唐勇［7］、牟坤［8］等研究腹部巖性油氣藏成藏主控因素，提出“緩坡遠(yuǎn)源相控—斷控”、“斷層控砂—斷砂控藏”等成藏模式，認(rèn)為古隆起為早期成藏提供構(gòu)造背景，深淺斷層及砂體共同控制油氣聚集及后期調(diào)整再聚集的方向.目前，對(duì)主成藏期古構(gòu)造形態(tài)、深淺斷層及砂體配置關(guān)系及油氣運(yùn)移聚集方向的細(xì)化研究還較薄弱，筆者以恢復(fù)油氣成藏期輸導(dǎo)層古構(gòu)造、梳理輸導(dǎo)層及斷裂的配置關(guān)系為基礎(chǔ)分析輸導(dǎo)特征，理清區(qū)內(nèi)油氣再聚集及調(diào)整方式，認(rèn)識(shí)區(qū)內(nèi)巖性油氣藏成藏規(guī)律，為準(zhǔn)噶爾盆地腹部其他地區(qū)隱蔽油氣勘探提供指導(dǎo).

1 區(qū)域地質(zhì)概況

準(zhǔn)噶爾盆地中部1區(qū)塊地處盆地腹部（見(jiàn)圖1），勘探面積為3 653km2，已實(shí)現(xiàn)三維覆蓋.研究區(qū)現(xiàn)今沉積蓋層構(gòu)造簡(jiǎn)單，為一向南傾的單斜構(gòu)造，地層發(fā)育齊全，在石炭系基底之上發(fā)育二疊系至第四系陸相地層，總厚度為8～10km.在中侏羅統(tǒng)三工河組二段發(fā)現(xiàn)莫西莊油田、沙窩地及征1井產(chǎn)油區(qū)，是目前準(zhǔn)中勘探程度相對(duì)較高的地區(qū).晚白堊世時(shí)期，研究區(qū)南北兩側(cè)中央拗陷及北天山山前拗陷中二疊統(tǒng)下烏爾禾組（P2w）開(kāi)始大量排烴，油氣沿輸導(dǎo)體系運(yùn)移至上覆的侏羅系圈閉聚集成藏，新近紀(jì)—第四紀(jì)準(zhǔn)噶爾盆地構(gòu)造掀斜調(diào)整，盆地南部深埋、北部抬升，形成現(xiàn)今盆地腹部在南傾單斜構(gòu)造背景下發(fā)育巖性及構(gòu)造巖性油藏的格局［9-10］.

研究區(qū)儲(chǔ)層為下侏羅統(tǒng)三工河組三角洲前緣砂體［11］，三工河組地層由淺至深劃分為3段（見(jiàn)圖2）：J1s3、J1s2、J1s1，已發(fā)現(xiàn)油藏主要位于三工河組二段（J1s2），包括上亞段）及下亞段）.其中為曲流河三角洲前緣，砂體相對(duì)孤立，連通性差，適于形成巖性油藏為辮狀河三角洲前緣沉積，砂體相對(duì)發(fā)育，連通性好，以形成構(gòu)造、構(gòu)造—巖性油藏為主.J1s3、J1s1發(fā)育厚層泥巖，是區(qū)域蓋層，將三工河組二段（J1s2）封閉成相對(duì)獨(dú)立的成藏單元.

2 輸導(dǎo)要素特征

輸導(dǎo)要素的劃分方案較多［12-16］，一般分為連通砂體或輸導(dǎo)層、斷裂及不整合.

2.1 斷裂

斷裂作為油氣輸導(dǎo)的重要通道，在以巖性圈閉為主的準(zhǔn)噶爾盆地腹部地區(qū)作用尤為重要［6，17-19］，中部區(qū)塊鉆探結(jié)果顯示，沒(méi)有斷裂溝通的圈閉，基本都是空圈閉.由于白堊系及以上地層斷裂不發(fā)育，故目前尚未發(fā)現(xiàn)油氣顯示，二疊系至侏羅系普遍有油氣流或油氣顯示（見(jiàn)圖3）.

研究?jī)?nèi)發(fā)育深層及中淺層2套斷裂系統(tǒng).深層斷裂主要形成于晚海西期，活動(dòng)于海西、印支期，有繼承性發(fā)育特點(diǎn)，大多斷穿二疊系與三疊系，部分延伸至侏羅系，以逆斷層為主，斷距下大上小，斷距幾百米至上千米；中淺層斷裂主要在燕山運(yùn)動(dòng)中晚期壓扭環(huán)境形成，到喜山期活動(dòng)基本停止，活動(dòng)時(shí)間與油氣成藏期匹配，大多斷開(kāi)侏羅系地層至白堊系底中止，正逆斷層發(fā)育［6，17］，斷距微弱，大多在20m以下，有的僅使地層撓曲，地震資料難以分辨.與周緣凸起帶相比，研究?jī)?nèi)斷裂延伸短，斷裂平面在征沙村南北表現(xiàn)為2套系統(tǒng)，以南地區(qū)以東西向?yàn)橹?，以北地區(qū)以北東向及南北向?yàn)橹鳎ㄒ?jiàn)圖4）.晚三疊世—晚白堊世深層斷裂將二疊系烴源巖生成的油氣運(yùn)移至三疊系及侏羅系地層，再通過(guò)橫向輸導(dǎo)通道與淺層斷層連接，共同構(gòu)成油氣垂向運(yùn)移的通道.

2.2 輸導(dǎo)層

準(zhǔn)噶爾盆地腹部侏羅系發(fā)育2套區(qū)域性泛連通砂體，分別是下侏羅統(tǒng)八道灣組一段（J1b1）及J1s12（見(jiàn)圖3），2套泛連通砂體普遍見(jiàn)到油氣顯示或者氣測(cè)異常.利用地震屬性資料結(jié)合鉆井資料，對(duì)J1b1及J1s12在中1區(qū)塊的厚度分布進(jìn)行預(yù)測(cè)（見(jiàn)圖5），發(fā)現(xiàn)2套砂體在中1區(qū)塊有差異，J1s12較J1b1砂體分布更加穩(wěn)定.沉積體系分析結(jié)果：J1b1為扇三角洲前緣亞相為辮狀河三角洲前緣亞相，辮狀河三角洲前緣砂體較扇三角洲前緣砂體分布更穩(wěn)定，砂體結(jié)構(gòu)成熟度及成分成熟度更高，加之埋藏更淺，緊鄰含油層組砂體的輸導(dǎo)條件優(yōu)于J1b1砂體的，并且砂體厚度與探井含油氣性耦合關(guān)系更好（見(jiàn)圖5），因此應(yīng)為中1區(qū)塊主要輸導(dǎo)層.

現(xiàn)今中部1區(qū)塊三工河組埋深在4 000～6 000m之間，具有超壓背景［18-19］，但在油氣成藏期（K2d），埋深淺于2 200m，屬于常壓區(qū).在正常地層壓力區(qū)，浮力是油氣運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?，油氣在浮力?qū)動(dòng)下總是沿著輸導(dǎo)層的構(gòu)造脊向高部位運(yùn)移［20-21］.古物性恢復(fù)表明，在成藏期研究區(qū)侏羅系三工河組砂體物性達(dá)到中孔至高孔（見(jiàn)表1），普遍具有良好的輸導(dǎo)能力，油氣運(yùn)移優(yōu)勢(shì)路徑主要受輸導(dǎo)層構(gòu)造形態(tài)控制.

2.3 不整合

完整的不整合在空間上具有3層結(jié)構(gòu)，即不整合頂板巖石、風(fēng)化黏土層和半風(fēng)化巖石，其中起輸導(dǎo)作用的主要為頂板巖石及半風(fēng)化巖石.中部1區(qū)塊與侏羅系地層直接接觸的不整合面包括白堊系／侏羅系與侏羅系／三疊系不整合.研究區(qū)不整合缺少風(fēng)化黏土層，K／J不整合面下半風(fēng)化巖石以泥巖為主（見(jiàn)圖6），在不整合頂板巖石白堊系底部塊砂分布不穩(wěn)定，并且位于目的層之上，對(duì)侏羅紀(jì)地層無(wú)輸導(dǎo)貢獻(xiàn)，中部1區(qū)塊白堊系地層無(wú)油氣顯示也表明白堊系／侏羅系不整合作為輸導(dǎo)層可能性較??；J／T不整合面下以泥巖為主，不具備風(fēng)化淋漓的特征，上下地層為平行不整合接觸，由于連續(xù)性較差，不整合頂板J1b1砂巖僅在局部不整合輸導(dǎo).盆地腹部不整合結(jié)構(gòu)層多為非滲透性泥巖，缺少半風(fēng)化砂巖滲透層，頂板砂巖分布不穩(wěn)定，不能大規(guī)模輸導(dǎo)油氣，斷裂與砂巖輸導(dǎo)層是中1區(qū)塊溝通下部烴源巖與上部?jī)?chǔ)層，也是侏羅系地層內(nèi)各圈閉選擇性聚集成藏的主要控制要素［22-25］.

表1 成藏期三工河組砂巖古孔隙度恢復(fù)Table 1 Paleopore of sandstone of Sangonghe formation during period of petroleum accumulation %

3 輸導(dǎo)控藏機(jī)制

3.1 運(yùn)聚方向

準(zhǔn)噶爾盆地中1區(qū)塊周緣勘探表明構(gòu)造脊或構(gòu)造高點(diǎn)長(zhǎng)期處于油氣運(yùn)移指向，在油氣運(yùn)移、調(diào)整和再聚集過(guò)程中易于成藏，如中1區(qū)塊西北部的小拐油田、東部的莫索灣油田及莫北油田（見(jiàn)圖1）.中部1區(qū)塊現(xiàn)今發(fā)育低幅構(gòu)造梁或構(gòu)造高點(diǎn)（見(jiàn)圖7（b）），前期分析認(rèn)為低幅構(gòu)造區(qū)是油氣有利運(yùn)聚方向，鉆探證實(shí)低幅構(gòu)造含油氣性差（如S1、S3、Z6等井），而在一些構(gòu)造斜坡部位發(fā)現(xiàn)油藏.這表明與中1區(qū)塊周緣凸起帶不同，現(xiàn)今構(gòu)造并不是研究區(qū)油氣聚集成藏的主控因素.

由于準(zhǔn)噶爾盆地經(jīng)過(guò)中生界陸內(nèi)拗陷盆地—新生界前陸盆地的疊合，其構(gòu)造也經(jīng)過(guò)疊合改造，其中東西向橫穿工區(qū)的車(chē)莫古隆起的構(gòu)造演化被認(rèn)為是影響腹部地區(qū)油氣成藏的重要因素［1-5］.中晚侏羅世，受燕山運(yùn)動(dòng)影響，壓扭作用使車(chē)排子—莫索灣一帶逐漸隆升，形成車(chē)莫古隆起.整個(gè)白堊世，準(zhǔn)噶爾盆地穩(wěn)定沉降，車(chē)莫古隆起隱伏埋藏，對(duì)成藏起控制作用.

經(jīng)歷新生代北天山強(qiáng)烈的擠壓造山運(yùn)動(dòng)，盆地腹部撓曲下沉，形成山前拗陷，晚白堊世成藏期的古構(gòu)造淹沒(méi)在前陸盆地前淵北高南低的單斜構(gòu)造背景下，晚白堊世形成的部分原生油氣藏遭受破壞再聚集，形成“次生油氣藏”，部分原生油氣藏只是圈閉構(gòu)造高點(diǎn)或者構(gòu)造幅度調(diào)整，形成“殘余油氣藏”，表現(xiàn)為含油高度的變化，存在古今2個(gè)油水界面.GOI指數(shù)、流體包裹體分析古今油水界面表明研究區(qū)油氣藏多為“殘余油氣藏”，由于后期充注動(dòng)力小，含油高度低，“次生油氣藏”分布少.恢復(fù)成藏期輸導(dǎo)層的古構(gòu)造能有效確定原生油氣藏主要運(yùn)聚方向，進(jìn)而確定“殘余油氣藏”分布位置.

利用三維地震資料，對(duì)K2d沉積時(shí)期輸導(dǎo)層頂面古埋深進(jìn)行恢復(fù)，近似認(rèn)為是成藏期砂巖輸導(dǎo)層頂面構(gòu)造.與現(xiàn)今北高南低單斜構(gòu)造不同，成藏期構(gòu)造呈現(xiàn)隆凹相間的格局（見(jiàn)圖7（a））：征沙村至莫索灣地區(qū)為北東方向的構(gòu)造脊，繼承車(chē)莫古隆起的基本形態(tài)，莊北地區(qū)由現(xiàn)今構(gòu)造高部位變成車(chē)莫古隆起北翼低洼區(qū)；莫西莊同樣表現(xiàn)為車(chē)莫古隆起的北翼，但構(gòu)造位置更靠近車(chē)莫古隆起的核部；沙窩地地區(qū)此時(shí)處于一個(gè)北西高南東低的斜坡帶，表明此時(shí)沙窩地及其以北地區(qū)已經(jīng)遭受掀斜.

通過(guò)追蹤古構(gòu)造脊，確定成藏期油氣優(yōu)勢(shì)運(yùn)移方向（見(jiàn)圖7（a））.除莫西莊地區(qū)外，三工河組目的層含油飽和度高值區(qū)多位于輸導(dǎo)層古構(gòu)造高部位，表明這些地區(qū)是成藏期油氣運(yùn)移聚集的主要位置.近年來(lái)，在莊北地區(qū)（見(jiàn)圖7（a）的f）、征沙村（見(jiàn)圖7（a）的b）以北及沙窩地（見(jiàn)圖7（a）的d）東部地區(qū)的勘探失利也表明，這些地區(qū)早期未處于油氣有利運(yùn)聚方向，即使后期構(gòu)造調(diào)整至高部位，也很難形成大規(guī)?！按紊蜌獠亍?

3.2 成藏位置

4 結(jié)論

（2）新生界北天山強(qiáng)烈的前陸擠壓造山運(yùn)動(dòng)使得晚白堊世成藏期的古構(gòu)造淹沒(méi)在前陸盆地前淵北高南低的單斜構(gòu)造背景下.區(qū)內(nèi)油藏遭到破壞或者調(diào)整，分別形成“次生油藏”及“殘余油氣藏”，以“殘余油氣藏”為主.現(xiàn)今構(gòu)造不是準(zhǔn)中1區(qū)塊巖性油氣藏成藏主控因素，成藏期輸導(dǎo)層古構(gòu)造脊控制油氣運(yùn)移聚集主要方向及“殘余油氣藏”分布.

（3）深層油源斷裂發(fā)育區(qū)，無(wú)論構(gòu)造位置是否有利，斷裂所溝通圈閉均能成藏；深層斷裂不發(fā)育區(qū)，如圈閉位于古構(gòu)造脊，并且發(fā)育淺層斷裂，低部位深層油源斷裂、砂巖輸導(dǎo)層與構(gòu)造脊附近淺層斷裂共同組成輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，則圈閉成藏，如圈閉位于成藏期古構(gòu)造低洼地區(qū)，圈閉不具備成藏條件.

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