魯克沁構(gòu)造帶二疊系稠油油藏特征與主控因素

李思辰，劉俊田，卿 忠，梁 輝，賈國(guó)強(qiáng)，何燕清

(1.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430100；2.中國(guó)石油吐哈油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院)

魯克沁構(gòu)造帶二疊系稠油油藏特征與主控因素

李思辰1，劉俊田2，卿 忠2，梁 輝2，賈國(guó)強(qiáng)2，何燕清2

(1.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430100；2.中國(guó)石油吐哈油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院)

魯克沁構(gòu)造帶二疊系梧桐溝組稠油油藏的勘探突破，證實(shí)了該區(qū)為多層系油氣富集帶，勘探層系的重點(diǎn)由三疊系克拉瑪依組向二疊系拓展，油氣藏類型由構(gòu)造型向巖性-地層油氣藏轉(zhuǎn)變。研究表明，梧桐溝組稠油油藏為斜坡背景上的巖性-地層油藏，局部受斷塊控制，主力含油層為Ⅰ砂層組和Ⅲ砂層組，油氣成藏受控于低凸起和扇三角洲沉積體系，印支期古凸起控制著油氣的運(yùn)移方向，切割至深部烴源巖的深大斷層為油氣運(yùn)移提供了良好的通道，扇三角洲沉積體系的分布范圍控制了油藏的規(guī)模。圍繞魯西、庫(kù)木低凸起尋找大型扇三角洲砂體，是下一步勘探的主要方向。

魯克沁構(gòu)造帶；成藏特征；主控因素；巖性油氣藏；二疊系

1 油藏概況

魯克沁構(gòu)造帶稠油油藏位于吐哈盆地吐魯番坳陷的中南部、火焰山構(gòu)造帶中段的南側(cè)，勘探面積760 km2，資源量約5.2×108t。該油藏是在吐哈盆地發(fā)現(xiàn)的惟一稠油油藏, 也是在該盆地發(fā)現(xiàn)的前侏羅紀(jì)地層油氣的最大規(guī)模聚集。早期的勘探主要以三疊系克拉瑪依組稠油油藏為主，稠油三級(jí)儲(chǔ)量近億噸，油藏類型主要為斷塊控制的構(gòu)造油藏[1-3]。隨著勘探程度的深入和認(rèn)識(shí)的不斷提高，認(rèn)為該構(gòu)造帶北部和東部在二疊系廣泛發(fā)育巖性-地層油氣藏，2012年吐玉克地區(qū)北部部署的玉北1井于梧桐溝組摻稀氣舉求產(chǎn)獲得油43.12 m3/d，隨后鉆探的玉北101井、玉北6井相繼取得成功，發(fā)現(xiàn)了玉北扇三角洲大型巖性-地層油氣藏；2013年英也爾地區(qū)北部部署鉆探英15井于梧桐溝組壓裂后摻稀求產(chǎn)獲得油11.2 m3/d，扭轉(zhuǎn)了英也爾地區(qū)二疊系油氣勘探停滯不前的局面，發(fā)現(xiàn)了英也爾扇三角洲大型巖性-地層油氣藏。通過(guò)總結(jié)前人的認(rèn)識(shí)和近幾年的勘探實(shí)踐成果[4-6]， 分析認(rèn)為，魯克沁地區(qū)二疊系梧桐溝組稠油油藏受古凸起和基底深大斷層的控制，發(fā)育梧桐溝組(P3w)兩個(gè)扇三角洲沉積體系，表現(xiàn)為斷層控油源、古凸起控運(yùn)移、扇體控規(guī)模的特點(diǎn)。

本文綜合應(yīng)用三維地震數(shù)據(jù)體、鉆測(cè)井、錄井及分析測(cè)試資料，在高分辨率層序地層分析的基礎(chǔ)上，開(kāi)展地層、沉積、儲(chǔ)集層特征研究，預(yù)測(cè)梧桐溝組有效儲(chǔ)集層的平面展布，探索該區(qū)油氣成藏條件及主控因素,以期指導(dǎo)該區(qū)稠油油藏的勘探。

2 油氣成藏特征

吐哈盆地吐魯番坳陷前侏羅系有效勘探面積3.1×104km2，勘探程度低，資源潛力大，開(kāi)展油氣勘探以來(lái)，工業(yè)油氣流區(qū)塊主要集中分布在魯克沁稠油富集帶，發(fā)育3套含油層系(二疊系、三疊系、侏羅系)，其中三疊系克拉瑪依組、二疊系梧桐溝組為主力含油層，侏羅系油層零星分布。魯克沁構(gòu)造帶平面上可分為中西區(qū)、東區(qū)、北一區(qū)、北二區(qū)(圖1)，其中中西區(qū)油氣勘探主要以三疊系稠油油藏為主，是早期勘探的主要目的層系；東區(qū)英也爾區(qū)塊以二疊系稠油油藏為主，受研究思路和試采工藝所限，勘探一直未取得重大突破。2012年通過(guò)系統(tǒng)開(kāi)展地層、沉積特征研究，同時(shí)加強(qiáng)試采工藝攻關(guān)，發(fā)現(xiàn)了北一區(qū)、北二區(qū)二疊系梧桐溝組大型稠油油藏。該區(qū)油氣藏類型多種多樣，三疊系屬于斷塊油氣藏[7]，二疊系以巖性-地層油氣藏為主，屬于典型的復(fù)式油氣聚集帶。

2.1 斷裂特征

二疊系地層沉積時(shí)期，魯克沁構(gòu)造帶表現(xiàn)為斷陷式湖盆[8]，西南部為魯西低凸起，東南部為庫(kù)木低凸起，受魯西低凸起影響，魯克沁洼陷西部地層表現(xiàn)為向洼陷緩慢加厚的沉積特點(diǎn)，東部則受控于北東-南西走向的基底張性斷裂，地層表現(xiàn)為向洼陷快速加厚的沉積特點(diǎn)，平面上表現(xiàn)為西超東斷的“V”字形古構(gòu)造格局。

圖1 魯克沁地區(qū)梧桐溝組勘探成果

該區(qū)斷層發(fā)育構(gòu)造帶主體部位斷層縱橫交錯(cuò)，主要發(fā)育NW和NE向兩組，NW走向的斷裂控制著構(gòu)造帶的走向，NE走向斷層切割構(gòu)造帶，形成具有“網(wǎng)格”狀的構(gòu)造格架。NW走向斷層斷距較大，形成時(shí)間早于NE走向斷層的形成時(shí)間。研究發(fā)現(xiàn)，北一區(qū)和中西區(qū)的分界斷層斷距150～280 m，延伸長(zhǎng)度大于10 km，是該區(qū)二疊系主要的油源斷層，斷層以北發(fā)育梧一段油層，而斷層以南的中西區(qū)則不發(fā)育該段油層?？傊琋W向斷層控制著油氣的運(yùn)移和儲(chǔ)集層的發(fā)育與分布，二級(jí)斷裂控制著構(gòu)造局部構(gòu)造格架。

2.2 層序地層特征

依據(jù)鉆測(cè)井、錄井資料，開(kāi)展高分辨層序地層學(xué)研究劃分[9-10]，認(rèn)為該區(qū)二疊系梧桐溝組從上到下劃分為三個(gè)砂層組，梧桐溝Ⅰ砂層組(W1段)、梧桐溝II砂層組(W2段)、梧桐溝Ⅲ砂層組(W3段)。Ⅰ砂層組頂部發(fā)育一套穩(wěn)定的紫紅色泥巖，中下部巖性為紫紅色泥巖、砂礫巖互層；II砂層組巖性為灰色泥巖、灰色砂礫巖互層；Ⅲ砂層組頂部以灰色泥巖為主，中間夾褐色細(xì)砂巖、砂礫巖，底部為灰色細(xì)砂巖和大套砂礫巖層。平面上，Ⅰ砂層組分布范圍小，北一區(qū)廣泛分布，在英也爾區(qū)塊，該砂層組因削蝕而范圍相對(duì)較小。目前勘探的主要目的層主要集中在Ⅰ砂層組、Ⅲ砂層組。W1段頂部，巖性從棕色或者紫紅色泥巖與上覆三疊系克拉瑪依組雜色砂礫巖，測(cè)井曲線上表現(xiàn)為低電阻向中高電阻跳躍式變化，具有高自然伽馬、高電阻率的特征；W2段頂部，發(fā)育一套湖泛沉積形成的低伽馬泥巖，厚度2～6 m，分布穩(wěn)定；W3段頂部以一套雜色砂礫巖與上覆灰色泥巖相接。

2.3 沉積地質(zhì)特征

二疊系梧桐溝組沉積物源主要來(lái)自于東南部庫(kù)木低凸起和西南部的魯西低凸起，自下而上發(fā)育沖積扇、扇三角洲、水下扇及湖泊四種沉積相類型，縱向上表現(xiàn)為早期陡坡斷陷湖盆沉積向后期緩坡坳陷沉積的演化(圖2)。

W3段沉積早期，該區(qū)處于斷陷湖盆沉降期，近物源快速沉積，巖性以厚層雜色砂礫巖為主，粒度粗，中間夾薄層灰色泥巖，表現(xiàn)為沖積扇、水下扇的沉積特點(diǎn)；W3段沉積后期，中西區(qū)和北一區(qū)由于早期水下扇沉積物的充填作用，使得湖水變淺、古地形坡度變緩，后期的沉積物有一定距離的搬運(yùn)，形成了一套儲(chǔ)集物性相對(duì)較好的砂礫巖；北二區(qū)則形成了一套扇三角洲前緣水下分流河道沉積的細(xì)砂巖，砂巖的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高，儲(chǔ)集物性好，是該區(qū)主力油層組。鉆井揭示，W3段單井砂層累計(jì)厚度為2.0～36.0 m，一般為12 m左右。

圖2 魯克沁地區(qū)二疊系梧桐溝組W1、W3段沉積相平面分布

W2段沉積時(shí)期，古地形繼續(xù)變緩，湖盆深度變小，在季節(jié)性洪水的作用下，該區(qū)形成了一套沖積扇沉積，巖性以中厚層灰色砂礫巖和紫紅色泥巖、灰色泥巖互層，物性差，目前該段鉆井普遍見(jiàn)到油氣顯示，但一直未取得突破。

W1段沉積時(shí)期，古地形進(jìn)一步變緩、湖盆深度小，水深相對(duì)淺，湖水面積大，北一區(qū)和中西區(qū)和東區(qū)沉積了一套扇三角洲前緣水下分流河道砂，是該區(qū)主要油層組，而在北二區(qū)則以前扇三角洲沉積為主，砂體不發(fā)育。

2.4 儲(chǔ)集層物性特征

統(tǒng)計(jì)10口井277個(gè)樣品結(jié)果表明，該區(qū)梧桐溝組儲(chǔ)集層巖性類型以砂礫巖、細(xì)砂巖為主，其中玉北區(qū)塊W1段巖性主要為細(xì)砂巖、砂礫巖，孔隙度介于8.94%～11.47%，W3段巖性主要為砂礫巖，孔隙度介于8.72%～12.49%，滲透率普遍小于1×10-3μm2，屬于低孔、特低滲儲(chǔ)集層。英也爾區(qū)塊W3段巖性相對(duì)較細(xì)，以細(xì)砂巖為主，孔隙度介于12.97%～29.97%，滲透率大多數(shù)大于100×10-3μm2，屬于中高孔中高滲儲(chǔ)集層(表1)，從平面上看，W3段儲(chǔ)集層物性表現(xiàn)為英也爾區(qū)塊優(yōu)于南部玉北區(qū)塊。

2.5 油藏特征

表1 魯克沁地區(qū)梧桐溝組儲(chǔ)集層物性統(tǒng)計(jì)

二疊系梧桐溝組油藏類型屬于受魯西低凸起和庫(kù)木低凸起控制的巖性-地層油藏，西部主要受三個(gè)北西向斷層的控制(火焰山北界斷層、玉北斷層、魯克沁南界斷層)，表現(xiàn)為斜坡或斷鼻背景上的油氣藏特征；而東部則受基底斷裂的影響，表現(xiàn)為單斜背景上的油氣藏特征。受英也爾斷裂的影響，含油層系平面上具有分異性，中西區(qū)和北一區(qū)主力含油層段為W1、W3段，而北二區(qū)、東區(qū)含油層段主要為W3段，其中，北一區(qū)W1段油層厚度2～36 m，埋深3 597～3 916 m，原油密度為0.878～0.917 g/cm3，50℃下原油黏度為61.72～427.3 mPa·s；北一區(qū)W3段油層厚度為6～50 m，埋深為3 626～4 014 m，原油密度為0.878～0.917 g/cm3，50 ℃下原油黏度為94.73～9 705 mPa·s；北二區(qū)W3段油層厚度為5～15 m，埋深為3 295～3 698 m，原油密度為0.925～0.942 g/cm3，50 ℃下原油黏度為103～10 980 mPa·s。

3 油氣成藏主控因素

勘探表明，魯克沁構(gòu)造帶油氣主要來(lái)源于臺(tái)北凹陷二疊系桃東溝群，早燕山期處于低-中等成熟階段的烴源巖生成的油氣[11-12]沿著斷層、構(gòu)造脊線運(yùn)移，在梧桐溝組形成了具有一定規(guī)模的油氣藏。綜合分析認(rèn)為，該層系油氣成藏受控于魯西、庫(kù)木低凸起和扇三角洲沉積體系，印支期古凸起控制著油氣的運(yùn)移方向，切割至深部烴源巖的深大斷層為油氣運(yùn)移提供了良好的通道，扇三角洲沉積體系的分布范圍控制了油藏的規(guī)模。

(1)印支期形成的古凸起是油氣運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)路徑，沿著古凸起脊部油氣富集程度高，含油層系多，產(chǎn)量高。研究表明，吐哈盆地臺(tái)北凹陷二疊系為斷洼式構(gòu)造格局，總體表現(xiàn)為北深南淺，向南為寬緩的緩坡區(qū)，發(fā)育多個(gè)鼻狀凸起，其中位于庫(kù)木鼻狀凸起上的英也爾基底斷裂控制形成了魯克沁洼陷，受印支期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，魯克沁洼陷完全回返形成庫(kù)木低凸起的主體，且具有向北傾伏的鼻狀構(gòu)造形態(tài)，魯克沁構(gòu)造帶屬于受英也爾斷裂控制的鼻狀構(gòu)造，源于臺(tái)北凹陷的油氣沿著鼻狀凸起運(yùn)移，在古凸起脊部眾多的巖性圈閉中聚集成藏。鼻凸高部位含油層系多，儲(chǔ)集層物性好，單井產(chǎn)量高，鉆探的玉北1井、玉北6、英11、英15等井均獲得工業(yè)油氣流，而側(cè)翼相對(duì)較低，鉆探的玉北5、英17等井，均未見(jiàn)到油氣顯示而失利。

(2)圍繞魯西、庫(kù)木低凸起兩個(gè)物源區(qū)形成的扇三角洲前緣水下分流河道控制著儲(chǔ)集層砂體的平面分布，也決定了玉北、英也爾區(qū)塊不同的勘探潛力。研究表明，魯克沁構(gòu)造帶二疊系梧桐溝組主要受魯西、庫(kù)木低凸起兩大物源體系控制(圖3)，玉北區(qū)塊的物源來(lái)自于魯西低凸起，由于在沉積時(shí)期，地形坡度平緩，主要發(fā)育扇三角洲沉積體系，近物源，水下分流河道砂體發(fā)育，儲(chǔ)集層巖性以砂礫巖為主，儲(chǔ)集層巖性的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高，儲(chǔ)集層物性相對(duì)較好。在北一區(qū)沿古凸起脊部鉆探的玉北1、玉北6均獲得工業(yè)油流；英也爾區(qū)塊的物源來(lái)自于庫(kù)木低凸起，沉積時(shí)期，受東北-西南走向基底斷裂的影響，沿著深大斷裂，發(fā)育了眾多沖積扇及水下扇沉積，表現(xiàn)出單斷快速沉積的特點(diǎn)，巖性相對(duì)較粗，儲(chǔ)集層巖性成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度低，儲(chǔ)集層物性相對(duì)較差。東區(qū)勘探因二疊系梧桐溝組儲(chǔ)集層物性差而未取得大的突破，2013年北一區(qū)取得突破后，順油路、找砂體，探索北二區(qū)，尋找有效儲(chǔ)集層，已成為該區(qū)取得突破的關(guān)鍵。研究證實(shí)，在近源快速沉積的沖積扇、水下扇砂礫巖以后，由于湖盆坡度變緩，水體范圍擴(kuò)大，該區(qū)塊扇三角洲前緣水下分流河道砂體發(fā)育，巖石的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高，鉆探英15、英1106等井均取得成功。

圖3 魯克沁地區(qū)白堊紀(jì)沉積前東西向地震剖面

(3)切割至深部烴源巖的基底深大斷層為油氣縱向運(yùn)移提供了良好的通道，是主要的油源斷層。魯克沁構(gòu)造帶二疊系沉積時(shí)期，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)弱，斷裂、斷層較少，主要發(fā)育北西-南東走向英也爾基底深大斷裂，以及伴生的三條走向相同的斷層，印支期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)該構(gòu)造帶的構(gòu)造格局影響明顯，使湖盆由斷陷轉(zhuǎn)化為坳陷型，同時(shí)形成了眾多的北東走向的斷層，它們共同構(gòu)成了該構(gòu)造帶獨(dú)特的斷裂系統(tǒng)。在儲(chǔ)集層物性較差的條件下，斷層是油氣運(yùn)移的主要通道，垂向運(yùn)移的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于油氣側(cè)向運(yùn)移，不同類型和成因的斷層對(duì)油氣的疏導(dǎo)能力差異較大，其中基底深大斷裂有效溝通了臺(tái)北凹陷二疊系桃東溝群有效烴源巖，油氣沿著斷層向上運(yùn)移后，再沿著鼻狀凸起脊部持續(xù)運(yùn)移[13-14]。

勘探證實(shí)，目前已發(fā)現(xiàn)的油氣田及含油氣構(gòu)造均緊鄰基底深大斷裂、斷層，如東區(qū)和北二區(qū)，緊鄰英也爾斷裂，油氣顯示活躍，鉆探的英11、英12等井都獲得成功；北一區(qū)緊鄰火焰山北界斷層、玉北斷層，油氣沿著斷層向上運(yùn)移后，側(cè)向通過(guò)巖性的疏導(dǎo)，在構(gòu)造或者巖性圈閉中聚集成藏。目前二疊系玉北和英也爾扇三角洲砂體取得突破。研究發(fā)現(xiàn)，圍繞魯西低凸起和庫(kù)木低凸起，構(gòu)造背景、油氣運(yùn)移聚集成藏特征均相似的多個(gè)扇三角洲砂體，包括玉北西部的扇三角洲砂體和英也爾北部的連23井區(qū)扇三角洲砂體是下一步區(qū)域擴(kuò)展的主要方向(圖4)。

圖4 魯克沁地區(qū)前侏羅系南北向油藏剖面

4 結(jié)論

(1)魯克沁構(gòu)造帶二疊系油藏受庫(kù)木鼻狀凸起控制明顯，基底斷層有效地溝通了臺(tái)北凹陷二疊系桃東溝群烴源巖，油氣沿著凸起脊部向南、向東運(yùn)移聚集，在梧桐溝組形成了具有一定規(guī)模的油氣藏，油氣藏類型以巖性-地層油氣藏為主。

(2)儲(chǔ)集層砂體受魯西、庫(kù)木低凸起物源區(qū)的影響，發(fā)育玉北和英也爾兩大扇三角洲砂體，有效儲(chǔ)集層主要為扇三角洲水下分流河道砂；古構(gòu)造格局影響著儲(chǔ)集層的發(fā)育，受西削東斷的古構(gòu)造格局的控制，玉北區(qū)塊油層主要以W1、W3段為主，英也爾區(qū)塊油層主要以W3段為主。

(3)圍繞魯西低凸起和庫(kù)木低凸起，油氣成藏條件優(yōu)越，發(fā)育多個(gè)扇三角洲砂體，玉北西部的扇三角洲砂體和英也爾北部的連23井區(qū)扇三角洲砂體是下一步的有利勘探目標(biāo)。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)04-0019-05

2015-03-09

李思辰，1990生，2013年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)，現(xiàn)為礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)在讀研究生，主要從事沉積儲(chǔ)層方面的研究。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“巖性地層油氣藏成藏規(guī)律、關(guān)鍵技術(shù)及目標(biāo)評(píng)價(jià)”(2011ZX05001-002-004)，中國(guó)石油股份公司重大科技專項(xiàng)“中小型疊合盆地石油地質(zhì)條件整體評(píng)價(jià)及勘探技術(shù)研究”(2012E-34-04)。

TE345

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