車排子地區(qū)春風(fēng)油田稠油成藏模式

席偉軍，史翠娥，王學(xué)忠，喬明全

（1.中國石化勝利油田分公司新春采油廠，山東東營 257001；2.中國石化勝利油田分公司東勝精攻石油開發(fā)集團股份有限公司）

車排子地區(qū)位于準噶爾盆地西北緣車排子凸起，油氣資源豐富，前人研究車排子地區(qū)油藏具有多層位、多套油源、多期成藏的特征，成藏過程復(fù)雜［1－4］。研究區(qū)稠油具有密度高、粘度較大、含蠟量低、凝固點低的特點，前人研究認為稠油主要來源于二疊系烴源巖［5－6］，存在一定的侏羅系油氣混源。本文主要從稠油的物性和地球化學(xué)特征、儲層流體包裹體特征、烴源巖生排烴史及構(gòu)造運動分析研究，推測稠油的成藏時間，然后結(jié)合成藏要素的匹配關(guān)系分析稠油的成藏過程，初步探討稠油的成藏模式。

1 稠油成因分析

1.1 原油物性分析

車排子地區(qū)西緣區(qū)塊稠油和車排子地區(qū)紅車斷裂帶原油相比，西緣區(qū)塊稠油具有密度更大、粘度更高、埋藏更淺、含蠟量相對低的特征，和前人研究的準噶爾盆地西北緣遭受生物降解的原油具有相似的特征。根據(jù)車排子地區(qū)西緣區(qū)塊稠油的物性和酸值分析，春風(fēng)油田排601區(qū)塊原油的酸值都大于5 mg／g，都屬于為特高酸值原油，前人研究認為研究區(qū)稠油為陸相原油生物降解的產(chǎn)物［7］。而位于其東部車排子斷裂帶來源于二疊系烴源巖的原油酸值很低，小于0.5 mg／g，說明排601地區(qū)原油的酸值高，不是由于烴源巖生成油氣本身的緣故，為次生的生物降解型高酸值原油。

1.2 地層水分析

春風(fēng)油田排6井和排601區(qū)塊井油層的地層水總礦化度為30000～40000 mg／L，水型為CaCl2型，油層的封閉性較好，排1井和排7井區(qū)水型則為NaHCO3和Na2SO4型，水的礦化度較低，說明油層封閉性較差，地層水和外界水連有聯(lián)系，偏氧化環(huán)境，原油容易遭受生物降解和氧化作用。另外研究區(qū)北部稠油油層埋深較淺，排601區(qū)塊油層都低于600 m，排1和排7井區(qū)也都低于800 m，地層溫度一般都小于50℃，處于微生物有利活動區(qū)域，結(jié)合原油的地化參數(shù)特征，可知春風(fēng)油田的原油容易遭受生物降解，可能同時伴隨著水洗作用和一定的氧化作用。

1.3 生物標志化合物分布特征分析

春風(fēng)油田稠油的飽和烴總離子圖上鼓包明顯，低碳數(shù)正構(gòu)烷烴損失嚴重，部分稠油中五環(huán)三萜已經(jīng)遭到較嚴重的破壞，相對較難降解的三環(huán)萜烷豐度較高；部分樣品孕甾烷和升孕甾烷相對含量也較高，三環(huán)萜烷的相對豐度較高，伽馬蠟烷相對含量也較高，都含有較高的25－降藿烷（圖1）。這些都是生物降解的特征，從這些特征上也可以判斷原油是遭受生物降解的。

1.4 包裹體主成分分析

春風(fēng)油田排601－平1井沙灣組儲層包裹體主成分中（圖2），三環(huán)萜烷含量不高，25－降藿烷也不不明顯，但是儲層游離烴的三環(huán)萜烷含量較高，存在較高含量的25－降藿烷，說明早期充注時的原油和后期之間存在一定的差異，原油應(yīng)該是遭受后生生物作用形成的稠油。

圖1 車排子西緣區(qū)塊具不同降解程度的稠油部分生物標志物質(zhì)量色譜

圖2 春風(fēng)油田排601－平1沙灣組儲層游離烴和包裹體主成分生標特征

2 稠油成藏期次研究

2.1 鹽水包裹體鹽度分布特征

根據(jù)與烴類包裹體伴生的鹽水包裹體分析表明，侏羅系和白堊系儲層中鹽水包裹體的鹽度大于5%，而新近系沙灣組儲層含烴鹽水包裹體的鹽度在5%以下，至于春風(fēng)油田排601區(qū)塊的排601－平1和排601－4沙灣組儲層的含烴鹽水包裹體的鹽度一般在8%以上，表明稠油與輕質(zhì)油的成藏時間存在差異，并非一期成藏；對于稠油儲層而言，侏羅系、白堊系儲層和排601區(qū)塊排601－平1和排601－4沙灣組儲層包裹體的鹽度也存在一定的差異，排601區(qū)塊明顯偏高，說明二者也并非一期成藏，推測稠油至少存在兩期充注（圖3）。

2.2 均一化溫度分布特征

從鹽水包裹體均一化溫度分布表明，沙灣組儲層主要分布在60～100℃（圖4），侏羅系和白堊系稠油儲層主要分布在50～90℃，但是存在部分氣液包裹體的均一化溫度在160℃以上；推測存在深部高溫油氣流體注入現(xiàn)象，和車排子斷裂帶相似［8］。

圖3 車排子西緣區(qū)塊帶鹽水包裹體的鹽度分布折線圖

圖4 車排子西緣區(qū)塊儲層鹽水包裹體均一化溫度分布直方圖

排601區(qū)塊的排601－平1和排601－平4沙灣組儲層包裹體均一化溫度主要分布在60～90℃，以液烴包裹體為主，不存在高均一化溫度的氣液包裹體，說明排601區(qū)塊沙灣組和侏羅系及白堊系稠油充注時流體類型和環(huán)境存在一定的差別。由于地層埋深較淺，地層溫度低，均一化溫度高于可能的古地層溫度，導(dǎo)致均一化溫度無法確定成藏的確切時間，但是在一定程度上也能反映存在至少兩期充注期次。

2.3 包裹體產(chǎn)狀特征

排1井侏羅系、排103井和排602井白堊系儲層包裹體中以氣液烴和氣烴包裹體為主，液烴包裹體含量較少，而排601區(qū)塊的排601－平1、排601－平4井及南部的排203井新近系沙灣組儲層包裹體多以液烴包裹體為主，氣液烴和氣烴包裹體相對較少，這說明侏羅系、白堊系和新近系沙灣組儲層稠油包裹體形成時的流體類型和充注時間等存在一定的差異。

通過對稠油儲層中包裹體的期次、包裹體和共生礦物的關(guān)系、包裹體類型及其光學(xué)特征的分析研究［9～13］，可以對包裹體形成時間進行推測。排19井和排21井存在兩期次包裹體分布，更進一步證明研究區(qū)南部存在兩期油氣充注。通過包裹體和共生礦物的關(guān)系，侏羅系和白堊系稠油包裹體多數(shù)分布在石英、長石顆粒內(nèi)，或是成群分布于早期方解石膠結(jié)物內(nèi)，而新近系稠油包裹體多為切穿石英顆粒的微裂隙分布，結(jié)合礦物顆粒的生長序列綜合判斷，侏羅系和白堊系儲層稠油包裹體多數(shù)形成時間要早于新近系沙灣組儲層稠油包裹體，說明該區(qū)至少存在兩期的包裹體形成時期。

2.4 烴源巖的生排烴史

昌吉凹陷二疊系烴源巖的生烴時間較早，根據(jù)永1井生烴強度分析表明［11］，二疊系烴源巖生排油時間主要在三疊紀末至侏羅紀時期，侏羅系烴源巖生排烴時間從白堊紀末開始到現(xiàn)今，而目前所發(fā)現(xiàn)的來源于二疊系的稠油分布在侏羅系及以上的地層，與生烴史是不匹配的，因此，稠油主要為原生油氣藏后期調(diào)整運移至車排子凸起帶的。春風(fēng)油田南部的稠油由于受到后期侏羅系烴源巖生成的油氣的影響，部分油藏存在后期充注現(xiàn)象。

綜合以上可以看出，雖然不能準確地確定油氣充注的確切時間，但是根據(jù)流體包裹體特征、烴源巖的生排烴史、圈閉形成時間和構(gòu)造運動時間的匹配關(guān)系，可以確定稠油都為次生油氣藏，且至少存在兩期充注成藏，第一期為白堊紀到古近紀時期，第二期為新近紀以來的晚期成藏。至于具體的油氣成藏的確切時間還有待進一步的研究。

3 油氣運移通道

車排子地區(qū)運移通道主要包括斷層、不整合面等，稠油的運移主要是通過階梯型斷層及不整合面實現(xiàn)的。階梯型斷層主要指的是春風(fēng)油田東邊的紅車斷裂帶，車排子地區(qū)長期為西高東低的構(gòu)造格局，因此車排子凸起為昌吉凹陷生成油氣運移的有利指向區(qū)。昌吉凹陷二疊系生成的油氣主要沿二疊系夏子街組與佳木河組以及佳木河組與烏爾禾組之間的不整合面運移至紅車斷裂帶。紅車斷裂帶中，貫穿二疊系與侏羅系的逆斷層是油氣垂向運移進入侏羅系及白堊系底部圈閉的最主要通道，車排子南段的沙門子鼻凸沒有大的斷裂連接二疊系與侏羅系，但在三疊系與侏羅系中發(fā)育幾條正斷裂，這為油氣的垂向運移提供了良好的通道。由于部分斷裂的開啟性，油氣可以運移至紅車斷裂的上盤，沿著白堊系和侏羅系、古近系和白堊系以及新近系的不整合面橫向運移至車排子凸起的高部位聚集成藏。

4 稠油油藏成藏模式

通過對烴源巖的生排烴史、油氣充注期次、油氣運移通道、構(gòu)造運動和成藏要素的綜合研究分析，認為春風(fēng)油田稠油的成藏模式為遠源階梯狀輸導(dǎo)次生油藏。

晚三疊世至早侏羅世，車拐斷裂帶東南側(cè)昌吉凹陷中下二疊統(tǒng)烴源灶均逐步進入供油氣高峰，供油強度較高，由二疊系生成的油氣在車拐斷裂帶下盤聚集成藏（圖5）。但由于印支期的構(gòu)造作用，斷裂活動較強，車拐斷裂帶油氣保存條件不利，部分油氣遭到破壞和改造。中晚侏羅世，中、下二疊統(tǒng)烴源灶的供烴強度變?nèi)?，燕山運動期的構(gòu)造運動，導(dǎo)致印支期形成的油氣藏進一步的調(diào)整，并向車排子凸起運移，可能在侏羅系儲層聚集。

圖5 春風(fēng)油田稠油成藏模式示意

晚白堊世至古近紀時期，中、下二疊統(tǒng)烴源灶的供油強度已經(jīng)很小，侏羅系八道灣組烴源灶開始供油，但是主要分布在昌吉凹陷東南以及靠近山前斷裂帶處，對于車拐斷裂帶的貢獻不大。燕山運動過渡至喜山運動的早期，車排子凸起帶沉積厚度較薄，車拐斷裂帶下盤的油氣藏進一步的調(diào)整運移，此次構(gòu)造活動較為強烈，部分油氣遭受一定的次生改造，油氣向上盤運移，在車拐斷裂帶的上盤以及石炭系潛山帶形成了一定規(guī)模的次生油氣藏，對于車拐斷裂帶成藏具有重要意義（圖5）。另外，一部分油氣沿侏羅系頂部的不整合面，運移至車排子凸起帶侏羅系與白堊系儲層。但由于車排子凸起帶此時上覆沉積較薄，蓋層不發(fā)育，油氣在車拐斷裂帶的上盤運移過程中也可能稠化，油氣普遍遭受比較嚴重的次生改造，發(fā)生嚴重的生物降解作用［11］。

新近紀以來，二疊系烴源灶的供烴已經(jīng)基本終止，車排子凸起帶沉積了厚度較大的沙灣組，沙灣組成巖作用弱，原生孔隙發(fā)育，孔滲較高，儲層物性較好。在新近紀的末期，晚期構(gòu)造運動發(fā)生，車拐斷裂帶部分油氣藏又進一步的調(diào)整改造，首先通過新近紀以來形成的層間斷層垂向運移，再沿新近系上部的不整合面運移至車排子凸起帶，油氣也在運移的過程之中發(fā)生降解，在有利圈閉聚集成藏。另外，侏羅系生成的原油會向車排子凸起運移［5，8，13］，導(dǎo)致春風(fēng)油田部分井區(qū)稠油油藏存在一定量的侏羅系生成的輕質(zhì)油的充注的影響。

5 結(jié)論

（1）春風(fēng)油田稠油為車拐斷裂帶古油藏調(diào)整的產(chǎn)物，油源主要來源于二疊系烴源巖，油氣在聚集成藏前運移過程中就已經(jīng)遭受了輕微的生物降解作用，成藏之后繼續(xù)遭受降解，部分井區(qū)還存在后期充注現(xiàn)象。

（2）春風(fēng)油田稠油至少存在兩期充注成藏，第一期為白堊紀到古近紀時期，第二期為新近紀以來的晚期成藏。

（3）稠油的油氣運移通道主要為紅車斷裂帶的階梯型斷層及各套不整合面，其成藏模式為遠源階梯狀輸導(dǎo)次生成藏模式。

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