準(zhǔn)噶爾盆地西緣春光探區(qū)巖性油氣藏成藏主控因素

高山林，王勇，楊雙，李連生

(1.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.中國石化河南油田分公司，河南 南陽 473132)

1 概況

準(zhǔn)噶爾盆地西緣是盆地油氣最富集地區(qū)，目前發(fā)現(xiàn)的油氣儲(chǔ)量占到盆地的73%。春光油田位于準(zhǔn)噶爾盆地西部車排子凸起，西北臨近扎伊爾山，南面為四棵樹凹陷，向東以紅車斷階帶與昌吉凹陷相接（圖1）。車排子凸起基底為石炭系，凸起主體部位缺失二疊系、三疊系沉積。從下至上依次發(fā)育侏羅系、白堊系、古近系、新近系及第四系[1-2]。春光探區(qū)探明儲(chǔ)量近4×107t，含油氣層系包括石炭系、侏羅系、白堊系和新近系，以巖性類油氣藏為主，另發(fā)育少量地層及構(gòu)造油氣藏。

前人對車排子地區(qū)成藏特征從不同角度進(jìn)行了一定程度研究，沈揚(yáng)等認(rèn)為春光探區(qū)為源外成藏，高效的侏羅系烴源巖與紅車斷裂、沙一段厚砂層及小斷層的良好匹配控制成藏[3]；劉傳虎等從輸導(dǎo)體系角度分析車排子地區(qū)主控因素，認(rèn)為斷裂、不整合、骨架砂體及構(gòu)造脊控制成藏[4]；陳祥等針對春光探區(qū)新近系沙灣組的巖性油氣藏特征開展了研究，認(rèn)為巖性油藏主要通過不整合面、厚層砂巖及斷層進(jìn)行輸導(dǎo)成藏[2]；王勇等根據(jù)春光原油地化特征分為三類，并分析了其油氣來源[5]。隨著勘探的深入，巖性圈閉已成為春光探區(qū)主要的勘探目標(biāo)，油氣藏識(shí)別難度越來越大，已有的巖性油氣藏成藏模式不能完全滿足勘探的需求，本文在梳理前人理論認(rèn)識(shí)與勘探成果的基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)細(xì)分春光探區(qū)巖性油氣藏的成藏主控因素，以期為春光探區(qū)勘探思路的深化提供參考。

圖1 研究區(qū)及周緣構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭DFig.1 Tectonic unit division map of study area and its adjacent

2 油氣成藏特征

2.1 油氣源特征

春光探區(qū)不具烴源巖發(fā)育的有利條件，為典型的源外成藏[2-5]，其東部和南部緊鄰昌吉凹陷和四棵樹生烴凹陷，長期處于隆起狀態(tài)，為油氣運(yùn)聚的有利指向區(qū)。四棵樹凹陷及昌吉凹陷共存在4套潛在烴源巖，主要發(fā)育在古近系安集海河組、白堊系吐谷魯群、中下侏羅統(tǒng)、中下二疊統(tǒng)之中。根據(jù)盆地模擬結(jié)果，中下二疊統(tǒng)烴源巖在中二疊世末期進(jìn)入大量生油階段，晚二疊世—三疊紀(jì)早期進(jìn)入生油高峰，三疊紀(jì)中期生油基本結(jié)束。侏羅系八道灣組和三工河組烴源巖在白堊紀(jì)中期進(jìn)入生烴期，古近紀(jì)中晚期進(jìn)入大量生油階段，新近紀(jì)中期進(jìn)入生油高峰，現(xiàn)今基本結(jié)束。白堊系烴源巖在白堊紀(jì)晚期進(jìn)入生烴期，目前處于未熟-低熟階段，古近系烴源巖目前處于未熟階段。

已發(fā)現(xiàn)的油氣源對比和古流體勢分析表明，春光探區(qū)油氣主要來自四棵樹凹陷侏羅系烴源巖及昌吉凹陷侏羅系、二疊系烴源巖。輕質(zhì)油、中質(zhì)油、重質(zhì)油在探區(qū)都有發(fā)現(xiàn)，輕質(zhì)油未遭受生物降解，中質(zhì)油是降解油與未降解油的混合產(chǎn)物[5-8]，平面分布總體上具東部為稠油，中部為中質(zhì)油，西部為稀油的特點(diǎn)。稀油油源主要來自侏羅系烴八道灣組源巖，可能有白堊系源巖混染[2]。中質(zhì)油為侏羅系和二疊系源巖的混源[7-8]。稠油為早期（古近紀(jì)之前）來自二疊系油氣充注成藏后，由于保存條件差遭受嚴(yán)重降解，晚期（古近紀(jì)之后）來自侏羅系油氣繼續(xù)充注成藏，形成混源油。多源、多期成藏為本區(qū)提供了豐富的資源基礎(chǔ)，形成了多層系、多類型油氣藏。

2.2 輸導(dǎo)特征

前人從砂體、斷裂、不整合等不同的側(cè)重點(diǎn)對車排子地區(qū)輸導(dǎo)體系進(jìn)行了研究[9-10]，但缺乏專門針對巖性油氣藏開展的多維度輸導(dǎo)特征精細(xì)刻畫?？碧綄?shí)踐表明，不同延展程度和期次的不整合、厚砂層及不同級(jí)次的斷裂構(gòu)成了春光探區(qū)油氣運(yùn)移的多維度輸導(dǎo)體系。

不整合輸導(dǎo)體系是油氣長距離規(guī)模運(yùn)移的重要通道，尤其是斜坡區(qū)及隆起區(qū)多期不整合疊置大大提高了油氣平面匯聚的強(qiáng)度[4,9-10]。車排子凸起經(jīng)歷了多次構(gòu)造沉降和抬升，具有重要輸導(dǎo)意義的不整合主要為古近系/白堊系和石炭系頂區(qū)域性不整合，古近系/白堊系不整合在短距離輸導(dǎo)中起到重要作用，石炭系頂為大型區(qū)域性不整合，是長距離優(yōu)勢輸導(dǎo)的主要通道。

春光探區(qū)目前存在兩套輸導(dǎo)厚砂層，該區(qū)新近系沙一段發(fā)育一套沖積扇-辮狀河沉積背景下的厚層砂巖，砂體分布廣、厚度大，向東延伸到昌吉凹陷，向南延伸到四棵樹凹陷，孔滲性好，橫向和垂向連通范圍大，是良好的油氣輸導(dǎo)通道[10]；該區(qū)西南部侏羅系砂礫巖地層厚度大，分布穩(wěn)定，向南延伸至四棵樹凹陷，目前鉆遇的該套砂礫巖均見油氣顯示或氣測異常，為四棵樹凹陷油氣運(yùn)移到春光探區(qū)的重要輸導(dǎo)通道。

車排子凸起東部的紅車斷裂和南部的艾卡斷裂為重要的控藏油源斷裂，過2個(gè)斷裂帶的巖心中發(fā)育多方向相互穿插的多期脈體，其包裹體中發(fā)現(xiàn)多種性質(zhì)、多種熒光類型的流體，反映2個(gè)斷裂帶是多期流體（包括含油氣流體）運(yùn)移的優(yōu)勢通道。春光探區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷層主要為中小型正斷層，中型斷層主要是新近紀(jì)早期伸展作用下形成的，小型斷層多為燕山中晚期區(qū)域性弱伸展形成的斷層，開啟期與兩次主要的油氣運(yùn)移時(shí)期（白堊紀(jì)和新近紀(jì)）相匹配，對油藏的形成和調(diào)整起到的了重要作用。

2.3 沉積特征

春光探區(qū)的物源主要來自西北部的扎伊爾山，發(fā)育沖積扇-河流沉積體系和三角洲沉積體系。白堊系沉積時(shí)期以扇三角洲-灘壩沉積體系為主（圖2），剝蝕線附近以扇三角洲前緣沉積為主，遠(yuǎn)岸發(fā)育小型灘壩，砂體平行于湖岸線分布。古近系沉積時(shí)期（圖3），車排子凸起緩慢下降接受沉積，湖盆范圍逐漸變大，以超覆沉積為特點(diǎn)，近岸發(fā)育多個(gè)辮狀河三角洲朵體，遠(yuǎn)岸發(fā)育小型灘壩，形成的“泥包砂”是儲(chǔ)層甜點(diǎn)發(fā)育的有利區(qū)。

前人認(rèn)為車排子地區(qū)新近系沙灣組以扇三角洲或辮狀河三角洲為主[13]。越來越多的鉆探資料表明沙灣組沉積類型多樣，沙一段沉積時(shí)期（圖4），辮狀河發(fā)育，主要為東北和西南兩個(gè)方向的物源，以大面積厚而寬的河道砂巖體發(fā)育為特征；沙二段沉積時(shí)期，東部的辮狀河沉積已經(jīng)演變?yōu)檗p狀河三角洲平原沉積，分流河道的沖刷、切割和疊置能力弱，常形成孤立的、窄的、條帶狀的砂體；沙三段沉積時(shí)期，南部的辮狀河三角洲平原分流河道砂體不斷南移，南部多為泛濫平原沉積[11-13]。沉積體系的頻繁變化、多期河道的相互切割與疊置不僅形成了平面上廣泛發(fā)育的儲(chǔ)層，也為巖性圈閉的廣泛發(fā)育提供了條件。

圖2 春光探區(qū)白堊系Ⅳ砂組沉積相圖Fig.2 Sedimentary facies map ofⅣsand group in Cretaceous of Chunguang exploration area

3 油氣成藏主控因素

圖3 春光探區(qū)古近系Ⅱ砂組沉積相圖Fig.3 Sedimentary facies map ofⅣsand group in palaeogene of Chunguang exploration area

前人對春光探區(qū)成藏的研究往往注重的是單一因素尤其是斷裂體系、不整合的分析，而對巖性油氣藏關(guān)鍵要素之一沉積作用的控制作用忽略或研究不夠，已發(fā)現(xiàn)的油氣藏表明成藏受油源、斷裂和不整合等輸導(dǎo)及沉積過程多要素綜合控制，具有“多源供烴、斷層縱向輸導(dǎo)、毯砂橫向輸導(dǎo)、砂體尖滅帶富集”的成藏特點(diǎn)。

3.1 多源供烴是油氣藏富集的基礎(chǔ)

車排子凸起在中新生代長期處于盆地的東部斜坡，是周緣生烴凹陷油氣的有利運(yùn)移指向區(qū)。油源對比表明西部各層系的油氣主要來自于四棵樹凹陷侏羅系，中部油氣四棵樹凹陷侏羅系和昌吉凹陷二疊系均有貢獻(xiàn)，東部沙灣組二段油氣來自于昌吉凹陷侏羅系，東部沙灣組一段、白堊系及古近系的油氣主要來自昌吉凹陷二疊系，這種多源供烴的天然優(yōu)勢造就了區(qū)內(nèi)東西部均有油氣富集，為探區(qū)油氣藏的形成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[14-15]。

3.2 “多維度”輸導(dǎo)體系是油氣成藏的關(guān)鍵

圖4 春光探區(qū)新近系沙灣組一段Ⅱ砂組3小層沉積相圖Fig.4 Sedimentary facies map of the third single layer inⅡsand group of shawan formation in neogene of Chunguang exploration area

通過油氣輸導(dǎo)體系研究，春光探區(qū)具有多要素控制的多維度輸導(dǎo)體系，沙一段板砂及石炭系頂不整合為春光探區(qū)油氣運(yùn)移的優(yōu)勢輸導(dǎo)通道，斷層起重要的縱向調(diào)整作用，使探區(qū)油氣在兩個(gè)優(yōu)勢輸導(dǎo)通道之上富集成藏[9,15]。車排子地區(qū)東部發(fā)育有紅車斷裂帶、南部發(fā)育有艾卡斷裂帶，前者活動(dòng)時(shí)間從晚海西期直到新近系以后，后者從印支末期開始，燕山期最強(qiáng)，喜山期仍有活動(dòng)[16]。斷裂兩側(cè)的流體地球化學(xué)特征表明距離斷裂越近，有機(jī)包裹體豐度越高[17-18]，充分表明了斷裂帶對油氣垂向溝通運(yùn)移調(diào)整具重要作用。石炭系頂部的不整合，具規(guī)模性輸導(dǎo)條件，斷裂與不整合構(gòu)成的輸導(dǎo)體系既可橫向運(yùn)移，也可縱向調(diào)整，形成石炭系頂不整合之上多個(gè)油藏（圖5）。如沙灣組一段板砂與喜山期斷層配置形成了沙灣組復(fù)式輸導(dǎo)體系，在沙灣組一段砂尖成藏，沙灣組二段斷層調(diào)整成藏（圖5）。

3.3 沉積砂體展布控制著油氣富集區(qū)帶

Sofia等對西伯利亞勒拿河三角洲（Lena River Delta）等現(xiàn)代沉積的研究表明，過渡相的三角洲內(nèi)部也可以同時(shí)發(fā)育高彎度和低彎度的分流河道[19]。研究區(qū)中部地區(qū)發(fā)育高彎度分流河道區(qū)，分流間灣較發(fā)育，側(cè)積砂壩在向高部位上傾尖滅時(shí)，容易形成圈閉。東南部地區(qū)發(fā)育低彎度分流河道，分流砂壩發(fā)育，分流間灣發(fā)育較少，砂體連通性好，為油氣運(yùn)移的良好通道。依據(jù)這一認(rèn)識(shí)，每個(gè)小層均發(fā)育多條河道（圖6），不同期次河道的遷移形成多個(gè)砂體尖滅帶，與構(gòu)造線配置均可形成巖性圈閉，目前所發(fā)現(xiàn)的油藏也證實(shí)了該觀點(diǎn)。

圖5 春光探區(qū)油氣輸導(dǎo)體系模式圖Fig.5 Pathway system pattern of oil gas in Chunguang exploration area

圖6 春光探區(qū)沙灣組沙二段沉積相圖Fig.6 Sedimentary facies map of the second section of shawan formation in Chunguang exploration area

春光探區(qū)古近系的巖性圈閉主要分布在辮狀河三角洲沉積和湖相沉積過渡帶，平行于湖岸線，以水下分流河道和灘壩砂為主。由于西南部地層由南向北層層超覆于下伏石炭系不整合面之上，有利于油氣運(yùn)移，因此春光探區(qū)西南部辮狀河三角洲前緣發(fā)育區(qū)，所鉆遇古近系的井基本每口井都見油氣顯示，為油氣有利區(qū)富集區(qū)帶。

白堊系發(fā)育扇三角洲砂體直接與石炭系不整合接觸，有利于油氣運(yùn)移，控制著各小層尖滅帶附近的巖性、地層-巖性圈閉的形成。遠(yuǎn)岸灘壩砂需要斷層溝通油源，才能聚集成藏，主要在探區(qū)東部地區(qū)零星狀分布。

4 結(jié)論

（1）春光探區(qū)具有多層系立體含油特征，西部稀油和中質(zhì)油油藏主要為四棵樹凹陷油源，東部稀油和稠油油藏主要為昌吉凹陷油源。

（2）不整合、厚砂層、斷裂構(gòu)成了春光探區(qū)油氣運(yùn)移的立體輸導(dǎo)體系，沖積扇、辮狀河和三角洲砂體提供了有利的儲(chǔ)集空間。

（3）春光探區(qū)油氣成藏主控因素為：多源供烴是油氣藏富集的基礎(chǔ)，“多維度”輸導(dǎo)體系是油氣成藏的關(guān)鍵，沉積砂體展布控制著油氣富集區(qū)帶。

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