濱里海盆地S區(qū)塊三疊系油藏類型及成藏模式

王 楊，鄭 強，古俊林

（1.中國石化華東分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 南京 210011；2.中國石化國際石油勘探開發(fā)有限公司哈薩克斯坦公司，北京 100029）

S區(qū)塊位于哈薩克斯坦阿特勞和阿克糾賓州，構(gòu)造上位于濱里海盆地中央坳陷帶和阿斯特拉罕—阿克糾賓隆起帶的東南部（圖1）。區(qū)塊面積一萬多平方公里，含油氣豐富，區(qū)塊內(nèi)已發(fā)現(xiàn)22個中小油氣田，原始地質(zhì)儲量超過2億噸。在2004年以來發(fā)現(xiàn)的11個油田中，9個油田在三疊系發(fā)現(xiàn)油氣藏，且三疊系油藏儲量占整個儲量的70.03%。對研究區(qū)三疊系的成藏條件、油藏類型進行分析，總結(jié)了三疊系成藏有利條件和成藏模式，為后續(xù)勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

圖1 濱里海盆地構(gòu)造及研究區(qū)位置Fig.1 Structure of pre-Caspian basin and location of the study area

濱里海盆地屬于俄羅斯地臺東南部的克拉通邊緣坳陷。盆內(nèi)充填了巨厚的古生代、中生代和新生代沉積物，在剖面上分為3個構(gòu)造層：鹽下層系、含鹽層系和鹽上層系[1-5]。S區(qū)塊在下二疊統(tǒng)孔谷階沉積了一套巨厚的鹽巖，后經(jīng)過多次構(gòu)造運動，誘發(fā)了鹽巖塑性流動，最終形成各式各樣的鹽隆。S區(qū)塊內(nèi)鹽隆和鹽間盆地的相互表現(xiàn)形式是其主要的構(gòu)造特征[6]。實鉆過程中，從下到上依次揭示了下二疊統(tǒng)孔谷階、三疊系、侏羅系和下白堊統(tǒng)地層。

S區(qū)塊三疊系位于鹽上層系。由于在三疊紀(jì)末期和早侏羅世的構(gòu)造抬升和鹽隆頂部鹽巖局部塌陷，使上三疊統(tǒng)地層只在鹽隆頂部局部地區(qū)得以沉積保留。下三疊統(tǒng)地層只存在于鹽間盆地的較深部位。主要鉆遇中三疊統(tǒng)地層。以沖積扇和曲流河沉積為主。

2 基本地質(zhì)條件

2.1 烴源巖條件

S區(qū)塊的烴源巖主要是鹽下層系古生代烴源巖[7-8]。鹽上層系本身的上二疊統(tǒng)、三疊系和侏羅系也可提供一定量的油氣，但是貢獻很小或者沒有貢獻。鹽下層系共有4套烴源巖，這4套烴源巖的生烴時間相差很大（表1）：石炭紀(jì)（C）早期開始生油，生油高峰時間為石炭紀(jì)后期和早、中侏羅世（J）；二疊紀(jì)（P）開始生氣，終止生烴時間在漸新世，其中第二套和第三套為主力烴源巖（d7（D3）-c1（C1）和c2（C1）-c4（C2）），其開始生油期為中、晚三疊世（T），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（K），終止生烴時間在漸新世（E）。

2.2 儲層條件

2.2.1 上三疊統(tǒng)儲層

S區(qū)塊上三疊統(tǒng)地層一般只在鹽隆頂部發(fā)育，上三疊統(tǒng)主要儲層埋深為683～1 200 m，單井鉆遇地層厚為在40～246 m。儲層主要集中在中下部，單井儲層厚度變化較大，厚度范圍為17.1～94.3 m，單層砂巖厚度為0.5～22.7 m。儲層橫向展布受沉積相控制。上三疊統(tǒng)儲集巖主要為灰色—灰綠色、灰褐色中砂細(xì)砂巖，成分以石英為主，泥質(zhì)膠結(jié)，少量灰質(zhì)膠結(jié)，較疏松，次圓狀到圓狀，分選中等。孔隙度為15%～31.7%，平均為29%左右，滲透率為（113.8～447.8）×10-3μm2，屬高孔中滲儲層。部分地區(qū)受鹽巖影響，含灰較高，儲層物性變差，為中孔低滲儲層。上三疊統(tǒng)儲層以河道砂沉積為主。

表1 濱里海盆地主要烴源巖生油氣時間Table 1 Generative time of hydrocarbon mother rock of pre-Caspian basin

2.2.2 中三疊統(tǒng)儲層

中三疊統(tǒng)主要儲層一般埋深在550～1 350 m，單井鉆遇地層厚度一般在202～378 m。儲層一般集中在中下部，橫向展布變化較大，單層厚度一般在0.5～22 m。砂巖主要是以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主，巖石的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都比較低。中三疊統(tǒng)油藏孔隙度為12%～32%，主要分布區(qū)間為16% ～ 30%，滲透率為（30～ 700）×10-3μm2，主要分布區(qū)間為（60 ～ 360）×10-3μm2，為中高孔中滲儲層。中三疊統(tǒng)好的儲層沉積相以沖積扇的扇中為主，其次有扇端、間歇性河道、曲流河道，偶見扇根，儲集相帶有利。

2.2.3 下三疊統(tǒng)儲層

下三疊統(tǒng)主要儲層埋深范圍為2 000～2 500 m，單層厚度一般為0.8～21 m。儲層以灰色—灰棕色的灰質(zhì)細(xì)粒長石巖屑砂巖為主，粒間孔隙有較多方解石膠結(jié)，孔隙度為8.8%～14%,平均為10%，滲透率小于1×10-3μm2，儲層物性較差，為低孔低滲儲層。

S區(qū)塊不同儲層物性巖性見表2。

2.3 儲蓋組合及其分布

S區(qū)塊三疊系是砂泥巖互層，其中發(fā)育多套厚層泥巖，在全區(qū)范圍內(nèi)廣泛分布，屬于區(qū)域性蓋層。這些蓋層主要是沖積平原泥巖、泥灰?guī)r和沖積扇扇端泥巖。泥巖厚度大，在各組地層中泥巖比例大于50%，最大比例為92%。泥巖一般是直接覆蓋在下伏砂巖層之上或與砂巖形成互層，各組單層泥巖厚度大多在6 m以上。局部地區(qū)發(fā)育厚層泥巖，單層厚可達三十多米，是良好的局部性蓋層。

表2 S區(qū)塊儲層物性巖性特征Table 2 Reservoir properties and lithology features of S block

S區(qū)塊三疊系發(fā)育四套儲蓋組合?？v向上從上到下分別為：上三疊統(tǒng)一套儲蓋組合和中下三疊統(tǒng)三套儲蓋組合。

2.4 圈閉條件

S區(qū)塊三疊系圈閉類型多樣，多與鹽隆和鹽構(gòu)造運動有關(guān)，因此，在縱向上不同層位因沉積時期鹽隆和構(gòu)造運動不同，圈閉類型也不盡相同。

受鹽隆上拱活動影響，上三疊統(tǒng)地層多形成繼承性背斜，同時受鹽巖底辟作用影響又發(fā)育眾多斷層[9-12]，把背斜分割為斷鼻、斷塊狀圈閉。另一種是河流沉積中形成的砂巖透鏡體被泥巖包裹，形成巖性圈閉。

由于鹽隆頂部鹽巖塌陷或者溶蝕作用時的同沉積作用，在中三疊統(tǒng)鹽隆側(cè)翼頂部形成鹽檐背斜構(gòu)造。同時由于鹽巖底辟作用發(fā)育一些斷層，鹽檐背斜也被分割為鹽檐斷鼻、斷塊圈閉。此外，鹽檐偏下方，地層上傾方向在側(cè)向被鹽隆遮擋，形成鹽邊遮擋圈閉。

在下三疊統(tǒng)，由于構(gòu)造運動和沉積作用，形成地層超覆、地層不整合等圈閉，同時在鹽隆的側(cè)向也形成鹽邊遮擋圈閉。

2.5 鹽窗與油氣運移

圖2 S區(qū)塊鹽窗分布Fig.2 Salt window distribution of S block

圖3 S區(qū)塊油氣運移模式Fig.3 Oil and gas migration patterns of S block

研究表明，S區(qū)塊三疊系油氣藏皆為次生油氣藏，油氣通過鹽窗從鹽下運移到鹽間和鹽上地層。鹽窗是指鹽活動后退抽空了原來沉積于鹽上、鹽下兩套之間的鹽巖，產(chǎn)生的空間被原來鹽上覆地層替代或充填，使得鹽上覆地層與鹽下地層直接接觸的構(gòu)造。S區(qū)塊落實鹽窗有50多個（圖2），最大面積近360 km2。實踐證明鹽窗是鹽上層系油氣成藏的關(guān)鍵條件[6]，油氣通過鹽窗向鹽上地層運移途徑復(fù)雜，既有垂向運移，同時也存在近水平方向運移。其運移方式主要有3種（圖3）：①油氣沿鹽體邊部垂向運移：由于塑性鹽巖體的嵌入，導(dǎo)致圍巖受到擠壓與變形，從而破壞了地層中原來流體的平衡狀態(tài)，促使烴類運移，以及由于溶蝕原因產(chǎn)生的鹽溶解裂隙和垮塌構(gòu)造等，這都為油氣的垂直運移提供了通道，油氣沿鹽溶解裂隙或垮塌帶向上運移至鹽上圈閉聚集成藏；②油氣沿不整合面或鹽間砂巖疏導(dǎo)層作水平運移：鹽體的不均衡持續(xù)隆升活動造成鹽間（T1-P2）地層發(fā)生構(gòu)造形變并形成若干規(guī)模不等的沉積間斷，不整合面或鹽間砂巖疏導(dǎo)層是鹽上油氣重要的運移通道之一；③油氣沿鹽窗內(nèi)部的斷裂垂向運移。這3種方式也可能相互組合而構(gòu)成更為復(fù)雜的油氣運移方式。

3 油氣藏類型

對應(yīng)多種類型的圈閉，S區(qū)塊三疊系形成了多種類型的油氣藏。這些油氣藏在縱向上在不同層位分布。

3.1 上三疊統(tǒng)鹽頂油氣藏

如前所述，在S區(qū)塊中，上三疊統(tǒng)地層只在鹽隆頂部局部地區(qū)發(fā)育，所以上三疊統(tǒng)油氣藏只發(fā)育在鹽隆頂部。油氣藏類型有斷鼻、斷塊油氣藏和巖性油氣藏。

上三疊統(tǒng)斷鼻、斷塊油氣藏（如K油田上三疊統(tǒng)油藏）儲層大多為河道沉積的灰綠色—灰褐色中砂巖，屬高孔中滲儲層。蓋層為頂部發(fā)育的一套單層超過10 m厚的泥巖。油藏埋深一般在800 m以下，保存條件中等，但部分因鹽底辟作用后期形成的通天斷層，可能對油藏有破壞作用。這類油藏油質(zhì)一般為常規(guī)輕質(zhì)油，油藏類型為邊水驅(qū)動的層狀油藏，能量充足，部分井可以自噴，最高產(chǎn)油量達26 m3/d，但這類油藏一般油氣充滿度較低，儲量規(guī)模較小。

上三疊統(tǒng)地層中另一類油氣藏為巖性油氣藏。儲層為洪積扇單砂體或砂巖透鏡體。也屬于高孔中滲儲層（TW油田中帶上三疊統(tǒng)油藏），部分儲層受鹽巖影響，灰質(zhì)膠結(jié)較重，為中孔低滲儲層（T油田上三疊統(tǒng)油藏）。油質(zhì)一般為常規(guī)輕質(zhì)—中質(zhì)油，在不同砂巖透鏡體圈閉中油水界面不同，原油性質(zhì)也不同，并且呈現(xiàn)出高部位的砂體油藏中原油性質(zhì)好于低部位的砂體油藏中原油性質(zhì)。如海拔在-950～-1 000 m的TW-6砂體原油密度約0.813 g/cm3，而海拔在-1 025～-1 040 m的砂體原油密度約0.953 g/cm3。砂巖透鏡體內(nèi)能量充足，單井自噴產(chǎn)量最高達54 m3/d。這類油藏受砂體分布控制，儲層變化較快，儲量規(guī)模較小。

3.2 中三疊統(tǒng)油氣藏

中三疊統(tǒng)主要有鹽檐油氣藏和鹽邊遮擋油氣藏。

鹽檐油氣藏：鹽檐油氣藏又可分為鹽檐背斜油氣藏、鹽檐斷鼻油氣藏和鹽檐斷塊油氣藏。鹽檐油氣藏埋深一般為650～1 300 m，保存條件較好。儲層主要為沖積扇的扇中、扇端砂巖，以及間歇性河道砂，多為中高孔中滲儲層。油質(zhì)為常規(guī)輕質(zhì)—中質(zhì)油，油藏類型多為邊水驅(qū)動的層狀油藏。一般能量較足，鹽檐背斜油氣藏多含氣頂，單井產(chǎn)氣量多在20 m3/d以上，且很多為自噴。相對鹽頂上三疊統(tǒng)油氣藏來說，中三疊統(tǒng)鹽檐油氣藏儲量規(guī)模較大，產(chǎn)量也較高。鹽檐油藏一個顯著的特點是含油區(qū)域多為不規(guī)則的長條形，長軸方向長度是短軸方向的幾倍，短軸方向較窄，最寬處在1 km左右，多在400～700 m。

中三疊統(tǒng)鹽邊遮擋油氣藏一般處于鹽檐油氣藏的偏下方，靠鹽體側(cè)向遮擋形成圈閉，油氣向上運移進入形成油氣藏。儲層為沖積扇扇根細(xì)砂巖、粗砂巖偶含礫巖，一般為泥質(zhì)膠結(jié)，部分含灰質(zhì)?？紫抖葹?3.92%～25.92%，平均值為20%，以中孔低滲儲層為主。鹽邊遮擋油氣藏埋深較鹽檐油氣藏深，保存條件較好，油質(zhì)為常規(guī)輕質(zhì)油。由于儲層關(guān)系，油井自然產(chǎn)能較低。S區(qū)塊三疊系目前發(fā)現(xiàn)的鹽邊遮擋油氣藏較少，儲量規(guī)模也較小。

3.3 下三疊統(tǒng)油氣藏

下三疊統(tǒng)目前發(fā)現(xiàn)的油氣藏為地層超覆油氣藏，埋深在2 000～2 500 m。儲層以灰—深灰色砂巖，粉砂—細(xì)粒為主，為低孔低滲儲層。受此影響，單井自然產(chǎn)能很低，需要壓裂酸化。油藏埋藏較深，保存條件較好，油質(zhì)為常規(guī)輕質(zhì)油。油氣藏類型為邊水驅(qū)動油氣藏。由于自然產(chǎn)能很低，這類油氣藏經(jīng)濟效益還待進一步評價。

4 成藏模式

圖4 S區(qū)塊三疊系油氣成藏模式Fig.4 Hydrocarbon accumulation model of Triassic formation in S block

S區(qū)塊鹽下層系油源豐富，油氣運移條件好，三疊系儲蓋組合有利，圈閉類型多樣，且鹽下主力烴源巖大規(guī)模生烴時間為侏羅系和白堊系，這時三疊系圈閉早已形成，也就是說油氣生成和運移時間晚于圈閉形成時間，時空匹配有利。因此，S區(qū)塊三疊系具有有利的油氣成藏條件。根據(jù)勘探實踐研究，認(rèn)為S區(qū)塊三疊系油氣成藏模式可歸納為“鹽下生成、鹽窗溝通、鹽邊鹽間輸導(dǎo)、二期成藏、五種油氣藏類型”，即鹽下層系晚古生代烴源巖生成的油氣，在三疊系早期鹽窗形成后，即通過鹽窗進入到鹽上地層，沿著由鹽邊、鹽間砂巖輸導(dǎo)層、不整合面、斷層等構(gòu)成的油氣疏導(dǎo)體系向上鹽隆頂部位運移。經(jīng)過三疊紀(jì)中晚期和早中侏羅世兩次重要油氣運移和聚集期，形成了三疊系地層超覆不整合油氣藏，鹽邊遮擋、鹽檐油氣藏，鹽頂斷鼻斷塊油氣藏及巖性油氣藏等（圖4）。

5 結(jié)論

1）S區(qū)塊三疊系具有有利的成藏條件：油源豐富，圈閉類型多樣，儲層發(fā)育，保存條件良好，圈閉和油氣運移的時空匹配比較好。

2）S區(qū)塊三疊系存在三套含油氣系統(tǒng)，在縱向上從上到下依次為上三疊統(tǒng)含油氣系統(tǒng)，中三疊含油氣系統(tǒng)和下三疊含油氣系統(tǒng)。形成5種油氣成藏模式，即：上三疊統(tǒng)發(fā)育鹽頂斷鼻、斷塊油氣藏成藏模式，鹽頂巖性油氣藏成藏模式，中三疊統(tǒng)鹽檐油氣藏成藏模式，鹽邊遮擋油氣藏成藏模式以及下三疊統(tǒng)地層超覆油氣藏成藏模式。

3）在三疊系各種類型的油氣藏當(dāng)中，中三疊統(tǒng)鹽檐油氣藏綜合條件最好：埋深適中，儲層物性好，油質(zhì)好，單井產(chǎn)量高，儲量規(guī)模相對較大。所以中三疊統(tǒng)鹽檐油氣藏成藏模式對S區(qū)塊三疊系勘探最有指導(dǎo)意義。

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