吐哈盆地臺北凹陷勝北構造帶油氣成藏新認識

肖冬生，陳 旋，文川江，楊 碩，徐雄飛

(中國石油吐哈油田分公司，新疆 哈密 839009)

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吐哈盆地臺北凹陷勝北構造帶油氣成藏新認識

肖冬生，陳 旋，文川江，楊 碩，徐雄飛

(中國石油吐哈油田分公司，新疆 哈密 839009)

為尋找老區(qū)勘探新領域，開展了勝北構造帶油氣成藏特征研究。在綜合分析構造、儲層、油氣分布及試油試采資料的基礎上，提出“勝北構造帶喀拉扎組及以淺地層發(fā)育調整型常規(guī)油氣藏，七克臺組和三間房組發(fā)育低飽和度非常規(guī)油氣藏”的新認識，并得出“逆沖斷裂發(fā)育段的背斜、斷背斜圈閉為喀拉扎組及以淺地層有利勘探目標，走滑斷裂間繼承性正向構造背景為三間房組成藏有利區(qū)帶。以水平井與大型壓裂為主導的儲層改造和保護工藝技術為該層系非常規(guī)油氣規(guī)模動用的主要研究方向，遠砂壩儲層精細預測是七克臺組自生自儲型巖性油藏規(guī)?？碧降年P鍵”的勘探啟示，為該區(qū)規(guī)模儲量發(fā)現指明了方向。

低飽和度油氣藏；調整型油氣藏；控藏要素；勝北構造帶；吐哈盆地

0 引 言

勝北洼陷位于吐哈盆地臺北凹陷西部，面積約為800 km2，是臺北凹陷最大的富油氣洼陷。勝北構造帶位于洼陷內部，呈“洼中隆”背景，油氣成藏條件得天獨厚[1]。但截至目前，研究區(qū)僅發(fā)現喀拉扎及連木沁組2套層系3個小型油氣藏，這與優(yōu)越的成藏條件明顯不匹配。在綜合分析構造演化、儲層展布、油氣分布及試油試采資料的基礎上，提出“淺層發(fā)育小型調整型常規(guī)油氣藏、深層發(fā)育大型低飽和度非常規(guī)油氣藏”的新認識，并分析了2類油氣藏特征及勘探啟示，為研究區(qū)規(guī)模儲量發(fā)現指明了方向。

1 地質概況

勝北“洼中隆”為近東西向展布的低幅度背斜構造，發(fā)育北西向逆沖斷裂和北東向走滑斷裂2種不同性質的斷裂系統[2-3]。研究區(qū)發(fā)育三間房組三段、七克臺組一段、喀拉扎組二段及連木沁組4套儲蓋組合[4]，其中三間房組、喀拉扎組及以淺地層不具備源巖條件，油氣通過斷裂溝通下部七克臺組及水西溝群烴源巖，歷經晚燕山、晚喜山2期成藏[5]，已發(fā)現的喀拉扎組及連木沁組油氣藏為依附走滑斷裂發(fā)育的斷背斜油藏。

2 淺層調整型常規(guī)油氣藏特征及勘探啟示

2.1 淺層調整型常規(guī)油氣藏特征

勝北構造帶喀拉扎組及白堊系連木沁組發(fā)育調整型常規(guī)油氣藏，成藏過程為：近東西向展布的逆沖斷裂溝通水西溝群烴源巖，晚喜山期之前，油氣沿逆沖斷裂優(yōu)勢通道向上運移進入喀拉扎組和三間房組與斷裂溝通的有效儲層段，然后在勝北隆起背景下側向運移、聚集成藏，晚喜山期受走滑斷裂破壞、調整，逸散油氣沿走滑斷裂進入上覆連木沁組形成次生油氣藏。

(1) “構造反轉、先沖后切”構造演化過程控制調整型油藏形成。平面上，“先南高、后北高”構造反轉為油氣在隆起背景上橫向調整提供有利成藏條件。中、晚燕山期，勝北構造帶整體表現為西南高、東北低的單斜形態(tài)，T2井以南發(fā)育北西走向的低幅度隆起，勝北3號為寬緩平臺區(qū)；喜山早期，構造背景依然西南高、北東低，但其幅度明顯變小，勝北2號構造進一步抬升，勝北3號構造幅度變大，形成緩坡背景上的2排北西走向的背斜構造；經過喜山期構造運動，構造背景發(fā)生了反轉，由早期的西南高、東北低演化成現今的北東高、南西低的構造格局。縱向上，“先逆沖、后剪切”的斷裂演化過程為調整型油藏提供油氣運移通道。形成于燕山期的逆沖斷裂斷穿水西溝群煤系烴源巖，油氣沿逆沖斷裂運移至三間房組及喀拉扎組圈閉聚集成藏；走滑斷裂主要形成于喜山期，與勝北隆起軸向斜交，先成油藏被走滑斷裂破壞，油氣沿走滑斷裂運移至上覆連木沁組聚集成藏。

(2) 油氣分布特征反映調整型油藏成藏過程。平面上，喀拉扎組和三間房組油氣分布在逆沖斷裂發(fā)育段。如，勝北2、3號構造喀拉扎組已經發(fā)現油氣藏，勝北1、4號構造基本無油氣顯示(圖1)；同樣，逆沖斷裂發(fā)育段的勝北1、2、3號構造三間房組油氣顯示豐富，而非逆沖斷裂發(fā)育段油氣顯示微弱。

圖1 勝北構造帶喀拉扎組油氣與斷裂分布

縱向上，喀拉扎組發(fā)育多套砂體，油氣分布在下部砂體中，該層段砂體分布廣，疊置連片，平面上與逆沖斷裂疊置溝通，滿足油氣側向運移條件；中、上部發(fā)育的多套砂體因未與逆沖斷裂溝通而未見油氣顯示。另外，在靠近南部逆沖斷裂鉆井，喀拉扎組見豐富油氣顯示，油氣顯示砂體層數多、跨度大，而遠離逆沖斷裂方向含油氣砂層逐漸減少，且顯示層逐漸變淺，總體表現為油氣從南向北、從下向上的運聚特征。

(3) 試油結果符合調整型油藏特征。位于走滑斷裂附近單斜構造背景上的S16、S305井見良好油氣顯示，但試油以水為主，這種現象應為勝北3號早期完整背斜油氣藏遭受走滑斷裂分割，單斜一側遭受破壞而產生；勝北2號走滑斷裂集中發(fā)育帶所鉆的S12、S13、S22井喀拉扎組見豐富油氣顯示，但試油為含氣水層、含油水層。另據研究，勝北3井喀拉扎組鏡下薄片表現為粒間孔隙中多充填瀝青[6]，為調整型油氣藏的有力依據。

2.2 勘探啟示

勝北構造帶喀拉扎組及白堊系連木沁組油氣藏規(guī)模小、分散，油藏類型以背斜及斷背斜構造型油氣藏為主，氣油界面和油水界面明顯，屬調整型常規(guī)油氣藏，但2套層系成藏過程、控藏要素不同。其中，喀拉扎組主力含油層段砂體廣泛發(fā)育，由逆沖斷裂溝通油源，走滑斷裂主要起破壞先成油氣藏的作用。因此，保存條件為成藏關鍵要素，逆沖斷裂發(fā)育段遠離走滑斷裂破壞的背斜、斷背斜圈閉為該層系有利勘探目標；白堊系連木沁組油藏由走滑斷裂破壞下伏喀拉扎組、三間房組油藏后油氣沿走滑斷裂向上調整而形成，因此，依附走滑斷裂發(fā)育的斷背斜、斷鼻、斷塊等構造圈閉為該層系有利勘探目標。

3 深層低飽和度非常規(guī)油氣藏特征及勘探啟示

3.1 深層低飽和度非常規(guī)油氣藏特征

(1)優(yōu)越的烴源巖條件是低飽和度油氣藏大面積成藏的物質基礎。臺北凹陷水西溝群烴源巖厚度為300～700 m，總有機碳含量為2%～15%，為中等—較好烴源巖，生烴強度中心位于勝北洼陷，勝北構造帶三間房組及環(huán)洼二級構造帶已發(fā)現油氣均來自該套烴源巖[1，7-8]。勝北洼陷區(qū)七克臺組泥巖累計厚度為160～210 m，熱成熟度較高，勝北構造帶七克臺組油氣即來自該套烴源巖。

(2)低幅度隆起構造與成藏期匹配良好，控制油氣運聚。勝北構造帶為生烴洼陷內部的隆起構造，隆起背景在晚燕山期開始形成，喜山期基本定型，構造形成時間與晚燕山—晚喜山成藏期匹配良好，宏觀上控制油氣運聚。勝北中侏羅統現今構造表現為大型低幅度鼻狀隆起，軸線近東西走向，總體東高西低，隆起背景上發(fā)育勝北1、2、3號低幅度穹隆背斜，利于油氣聚集成藏。

(3)持續(xù)深埋、致密的儲層條件利于形成低飽和度油氣藏。勝北構造帶七克臺組—三間房組儲層埋深為3 900～4 800 m，以細砂巖為主，巖石類型以長石巖屑砂巖為主，儲層成熟度較低。儲集空間以溶蝕孔及微裂縫為主，少量剩余原生粒間孔，孔喉半徑多小于0.5 μm，以細微孔喉為主。儲層孔隙度為4.0%～10.7%，滲透率為0.05×10-3～13.95×10-3μm2，屬低孔、特低滲儲層，是造成含油飽和度低的主要原因。

研究區(qū)七克臺—三間房組油氣藏表現出以下特征：①砂體普遍見油氣顯示，但含油飽和度低。研究區(qū)8口井鉆遇七克臺—三間房組，80%砂層巖屑及氣測錄井見油氣顯示，測井解釋含油飽和度為38.0%～54.7%，以差油氣層、油氣水同層、含油氣水層、干層為主，見油氣層巖心分析含油飽和度為12.0%～25.0%；②試油以含油氣水層、低產油氣水層和干層為主，總體偏干、油氣水同出為主要特征，且常規(guī)試油無法獲得穩(wěn)定工業(yè)產量(表1)。對8口試油井中6口井13層進行酸化、壓裂改造，其中5口井獲低產油氣流，3口井見少量油氣。目前酸化、壓裂改造液量小(小于500 m3)、排量低(低于4.9 m3/min)，基本以解除儲層污染為主，對改善儲層供液作用不明顯；③儲層物性控制著含油氣程度，儲層的非均質性進一步降低了油氣水分異程度。三間房組儲層由單一水下分流河道或多期河道疊置構成，單一河道砂體內部，下部巖性粗、物性好，則含油飽和度高，向上粒度變細、物性變差，則含油性變差；多期河道疊置而成的厚砂層內部發(fā)育的隔夾層使油氣水縱向分異不明顯；④地層壓力高、儲層強水敏。中侏羅統地層壓力系數為1.21～1.52，地層壓力為47～64 MPa，屬異常高壓地層；儲層中黏土礦物含量為2.5%～9.7%，以高嶺石、伊利石、綠泥石和伊蒙混層為主，高嶺石和伊蒙混層相對含量平均為55.0%，儲層表現為強水敏特征。

表1 勝北構造帶中侏羅統試油情況匯總

3.2 勘探啟示

七克臺組和三間房組均發(fā)育低飽和度油藏，但二者源儲配置關系、成藏過程、控藏要素及油藏類型不同，因而2套層系勘探思路及重點工作不同。七克臺組發(fā)育遠砂壩儲層，砂體橫向變化快、源儲共生，屬自生自儲型巖性油氣藏，儲層精細預測是七克臺組低飽和度油藏規(guī)?？碧降年P鍵[9-10]。三間房組油氣來自水西溝群烴源巖，逆沖斷裂溝通油源，發(fā)育下生上儲型油氣藏，儲層縱向疊置連片，背斜構造背景控制油氣聚集，喜山期走滑斷裂主要起破壞油藏的作用，因此，逆沖斷裂發(fā)育段對應的隆起區(qū)，遠離走滑斷裂破壞、繼承性正向構造保存條件較好，為成藏有利區(qū)帶(圖2)。以水平井與大型壓裂為主導的儲層改造和保護工藝技術為該層系低飽和度油氣藏規(guī)模動用的主要攻關方向。

圖2 勝北構造帶三間房組成藏有利區(qū)分布

4 結 論

(1) 喀拉扎組及以淺地層為調整型常規(guī)油氣藏，規(guī)模小、分散、逆沖及走滑斷裂控藏作用明顯，逆沖斷裂發(fā)育段對應的隆起區(qū)斷鼻、斷背斜圈閉為有利勘探目標。

(2) 七克臺組和三間房組發(fā)育大型低飽和度非常規(guī)油氣藏，為該區(qū)規(guī)模儲量發(fā)現的重要勘探領域。其中，走滑斷裂間繼承性正向構造背景為三間房組成藏最有利區(qū)帶，以水平井與大型壓裂為主導的儲層改造和保護工藝技術為該層系非常規(guī)油氣規(guī)模動用的主要研究方向，遠砂壩儲層精細預測是七克臺組自生自儲型巖性油藏規(guī)?？碧降年P鍵。

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編輯 張 雁

20151008；改回日期：20160325

“十三五”國家科技重大專項“巖性地層油氣藏成藏規(guī)律、關鍵技術及目標評價”(2016ZX05001003-006)；中國石油天然氣股份公司“新疆大慶”重大科技專項“中小型疊合盆地石油地質條件整體評價及勘探技術研究”(2012E-34-04)

肖冬生(1982-)，男，高級工程師，2005年畢業(yè)于中國地質大學(北京)石油地質專業(yè)，2011年畢業(yè)于該校礦產普查與勘探專業(yè)，獲博士學位，現從事地震地質綜合研究。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.005

TE122.31

A

1006-6535(2016)03-0021-04