春光油田復(fù)雜源外油藏成藏特征研究

李偉才，黎錫瑜，樊曉伊，侯 振

（1.中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450018；2.中國石化河南油田分公司博士后科研工作站；3.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）博士后科研流動站）

源外油藏是指遠(yuǎn)離有效烴源區(qū)且源儲跨越大的（一、二級）構(gòu)造單元[1–2]。源外油藏與源內(nèi)油藏不僅在空間位置、藏源相對位置上存在差異，而且在成藏條件上也有顯著差異，具有一定的特殊性，代表著一種新的成藏類型[3]。源內(nèi)油藏直接與有效烴源區(qū)接觸，屬“自生自儲”，油源條件相對較好；而源外油藏與烴源區(qū)通常相距數(shù)十千米，多為“側(cè)生側(cè)儲”，完全依賴外來油源供給。源外與源內(nèi)油藏這種根本區(qū)別導(dǎo)致兩者在油氣來源、油氣運移、成藏條件等方面差異明顯[4]。

作為車排子凸起第一個油田，近年來，春光油田的高產(chǎn)、高效開發(fā)引人矚目，但其成藏特征卻非常獨特。車排子凸起本地不發(fā)育有效烴源巖，距離最近的生油凹陷（四棵樹凹陷、昌吉凹陷）有數(shù)十至上百千米之遠(yuǎn)。這說明在油氣分布于烴源巖區(qū)或鄰近區(qū)域的背景下，仍有少部分油氣在遠(yuǎn)離烴源區(qū)富集成藏[5]。同時，春光油田地質(zhì)條件復(fù)雜、地層跨度大、沉積相類型多樣，油氣運移及成藏特征一直沒有認(rèn)識清楚，急需開展相關(guān)分析和研究，建立成藏模式，詮釋該區(qū)油水分布規(guī)律，以期為春光油田下一步尋找隱蔽圈閉及滾動勘探開發(fā)提供理論指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

車排子凸起位于準(zhǔn)噶爾盆地西緣，是晚海西早期形成的一個三角形古凸起，其主體走向為北西–南東向，南面為四棵樹凹陷，西面和北面鄰近扎伊爾山，東面以紅車斷裂帶與昌吉凹陷相連，地層具有南東厚、北西薄的楔狀體特征[6–7]。該凸起先后經(jīng)歷印支運動期、燕山運動期、喜馬拉雅運動期，現(xiàn)為一北西高、南東低的寬緩斜坡（圖1）。

春光油田區(qū)域構(gòu)造上位于車排子凸起地區(qū)東部，區(qū)域面積1 023 km2，地層基底為石炭系，由下至上依次發(fā)育白堊系、古近系、新近系及第四系，二疊系、三疊系、侏羅系缺失[8–9]。新近系可細(xì)分為沙灣組和塔西河組，其中沙灣組由下而上可分為三段。目前，春光油田白堊系Ⅲ砂組、白堊系Ⅳ砂組、古近系Ⅱ砂組、古近系Ⅲ砂組及沙灣組沙一、二段均具有良好的勘探前景。

2 油源分析

2.1 原油特征

圖1 春光油田區(qū)域構(gòu)造位置及地質(zhì)構(gòu)造特征（a.區(qū)域構(gòu)造位置；b.地質(zhì)構(gòu)造剖面）

從原油性質(zhì)來看，春光油田重點含油井區(qū)（春17、春50、春110E井區(qū)）原油物性差異較大，油品多樣，從輕質(zhì)油到稠油均有，且縱向分布與深度無直接聯(lián)系。春50井區(qū)原油為輕質(zhì)油，春110E井區(qū)原油介于輕質(zhì)油與稠油之間，春17井區(qū)原油為稠油（表1）。受來源和次生作用的影響，春光區(qū)塊原油的物性和生物標(biāo)志物特征有很大差異，特別是稠油遭受過嚴(yán)重的降解作用，使得部分生物標(biāo)志物遭受嚴(yán)重破壞。輕質(zhì)油未遭受生物降解，稠油遭受了嚴(yán)重降解，中質(zhì)油是降解油與未降解油的混合油。

表1 春光油田重點含油井區(qū)原油特征

2.2 油源對比

依據(jù)準(zhǔn)噶爾盆地西緣原油特征、生物標(biāo)志物特征對比結(jié)果，春光油田不同井區(qū)油氣來源差異較明顯。根據(jù)春50井區(qū)原油分析檢測報告，推測其原油應(yīng)該來自四棵樹凹陷侏羅系，與卡6井古近系原油的（黏度、飽和烴、芳烴等）特征一致。春17井區(qū)稠油降解嚴(yán)重，甾烷及萜烷都遭受了破壞，白堊系稠油和昌吉凹陷侏羅系稠油生物標(biāo)志物特征一致，認(rèn)為其油源來自東南方向的昌吉凹陷。春110E井區(qū)原油具有明顯的混源特征，為嚴(yán)重降解油與輕質(zhì)油的混合，從與源巖的對比來看，油源應(yīng)該為昌吉凹陷二疊系與四棵樹凹陷侏羅系的混源（圖2）。

圖2 春光油田油源對比結(jié)果

3 油氣輸導(dǎo)體系

油氣的輸導(dǎo)體系是連接烴源巖與油藏之間的橋梁和紐帶，控制著油氣成藏。前人研究表明，斷裂體系、不整合面、厚層“板砂”及組合是輸導(dǎo)體系的重要組成部分[10–12]。對于春光油田這種距離烴源巖分布區(qū)很遠(yuǎn)的源外油藏，輸導(dǎo)體系的橫向輸導(dǎo)能力是形成工業(yè)性油氣聚集的關(guān)鍵。斷裂、板砂、不整合面構(gòu)成了春光油田油氣運移的復(fù)式輸導(dǎo)體系。

3.1 斷裂輸導(dǎo)體系

春光油田發(fā)育深、淺兩套斷裂體系，深部斷裂體系斷開了石炭系–白堊系，淺部斷裂體系主要為新近系發(fā)育的張扭性斷裂。由于受到多期構(gòu)造運動的影響，深、淺斷裂體系之間存在著復(fù)雜的構(gòu)造疊加現(xiàn)象，斷層多期活動，并且部分深部逆斷層在喜山期活化反轉(zhuǎn)為正斷層，這些斷層對春光油田的油氣起著重要的垂向“溝通”作用。在油氣的成藏過程中，斷層具有早期“溝通油源”和晚期“遮擋油氣”的雙重作用。

針對春光油田斷層的特點，斷層的輸導(dǎo)性主要依據(jù)斷層活動強度和巖性對接進(jìn)行預(yù)測。巖性配置是決定斷層封閉性的重要條件之一，也是經(jīng)典斷層封閉性研究的主要手段。一般認(rèn)為，當(dāng)斷層兩盤砂巖與泥巖對接時，斷層封閉性好；當(dāng)砂巖與砂巖對接，且有相同或相近的排驅(qū)壓力時，斷層封閉性差。例如：F1斷層位于春光探區(qū)北部排2–406—春12—排21—排9井附近，該斷層斷穿古近系與新近系地層。結(jié)合地震同向軸反射特征，統(tǒng)計該斷層不同位置斷盤兩側(cè)巖性對接關(guān)系，發(fā)現(xiàn)F1斷層橫向封閉性較差，連通性好，而中部及上部的封閉性較好（圖3）。

圖3 春光油田F1斷層封閉性特征

3.2 不整合面輸導(dǎo)體系

不整合面可作為油氣長距離橫向運移的重要通道，該結(jié)論早已被證實。多數(shù)學(xué)者在對不整合結(jié)構(gòu)與油氣輸導(dǎo)關(guān)系的研究時認(rèn)為：不整合面之上的底礫巖及下部半風(fēng)化的巖石是油氣運移的有利區(qū)域。油氣輸導(dǎo)是在不整合面之上的底礫巖中運移，還是在不整合面之下的半風(fēng)化巖石中運移，還是在兩條通道中同時運移，除了與不整合面上下的巖石輸導(dǎo)有效性有關(guān)外，還與作為封隔層的風(fēng)化黏土層是否存在有關(guān)。

春光油田不整合面具有“三層結(jié)構(gòu)”的特征，即：不整合之上的巖層、之下的風(fēng)化黏土層和半風(fēng)化巖石。不整合對油氣的輸導(dǎo)有效性分4類來評價：①上下有效：存在一定厚度的風(fēng)化黏土層，且不整合面上下的巖層均輸導(dǎo)有效（圖4a）；②上有效：存在風(fēng)化黏土層，不整合面之上巖層輸導(dǎo)有效，不整合面之下巖層輸導(dǎo)無效（圖4b）；③下有效：不整合面之上巖層輸導(dǎo)無效，不整合面之下巖層輸導(dǎo)有效，與風(fēng)化黏土層是否存在關(guān)系不大（圖4c）；④上下無效（不整合不能為油氣運移提供通道）：不整合面之上不發(fā)育底礫巖，只發(fā)育泥巖，不整合面之下的半風(fēng)化巖石為泥巖，不整合面上下巖層均輸導(dǎo)無效（圖4d）。

結(jié)合本區(qū)的地質(zhì)特點，對春光油田不整合面輸導(dǎo)性進(jìn)行評價（表2）。春光油田不整合面之上的底礫巖比較發(fā)育，平均厚度約10 m，同時，不整合面之上的半風(fēng)化巖石主要為石炭系的凝灰?guī)r，導(dǎo)致不整合面上下油氣輸導(dǎo)性均非常好，為春光油田的油氣運移提供了有利條件。

圖4 不整合輸導(dǎo)有效性評價模式

表2 古近系底不整合面輸導(dǎo)性評價

3.3 沙灣組“板砂”

沙灣組是春光油田油氣相對富集的層段，除 3砂組和6砂組未發(fā)現(xiàn)油層外，其他砂組均發(fā)現(xiàn)有油層。沙灣組的沙一段沉積了一套“板砂”，厚度大（10～100 m），分布穩(wěn)定，成巖作用弱，儲層物性表現(xiàn)為特高–高孔滲，是一套“高效”的油氣橫向輸導(dǎo)層，其向東與紅車斷裂相接，西南與艾卡斷裂帶相接，為沙灣組的油氣聚集提供良好的輸導(dǎo)條件。

4 油氣成藏模式

4.1 春17區(qū)塊

準(zhǔn)噶爾盆地西緣發(fā)育的多個不整合面為油氣長距運移提供了有利條件，車排子?xùn)|部的紅車斷裂為春光油田重要的油源斷裂。位于春光油田東北部的春17區(qū)塊為典型稠油油藏，油氣運移靠不整合面輸導(dǎo)，斷層調(diào)控，地層剝蝕面封堵成藏。從儲蓋組合上看，春17區(qū)塊為典型的辮狀河三角洲沉積體系，水下分流河道和河口壩砂體發(fā)育，因此具備良好的儲集條件。高頻的退積–進(jìn)積旋回在垂向上形成了很好的砂泥巖互層的垂向序列，再加上白堊系頂部不整合面的發(fā)育，成為良好的儲蓋組合，具有形成較大油氣藏的潛力。春17井區(qū)稠油油藏的成藏特征可以總結(jié)為：不整合面輸導(dǎo)，斷層調(diào)控，封堵成藏。（圖5）。

圖5 春17井區(qū)白堊系稠油油氣成藏模式

4.2 春50井區(qū)

四棵樹凹陷侏羅系烴源巖新近紀(jì)晚期開始排烴，車排子凸起是油氣的優(yōu)勢運移方向，油氣在垂向上通過斷層向淺層調(diào)整，油氣在古近系、白堊系運移的過程中受到湖相源巖侵染，卡6井古近系紫泥泉子組底部為褐灰色泥質(zhì)粉砂巖、褐灰色含礫泥質(zhì)粗砂巖，輸導(dǎo)性能較好，油氣主要通過古近系底部的連續(xù)性板砂輸導(dǎo)，經(jīng)斷層的垂向調(diào)整，在春50井區(qū)的巖性圈閉中聚集成藏。春50井區(qū)古近系稀油油藏的成藏特征可以總結(jié)為：單向供烴，一期充注，板砂輸導(dǎo)，斷層溝通，巖性成藏（圖6）。

圖6 春光油田春50井區(qū)古近系油藏成藏模式

4.3 春110E井區(qū)

春110E井區(qū)古近系原油與沙一段的春8井、排2–300井等原油同源，沙一段的這些原油成藏期較晚。在喜山運動作用下，車排子凸起的構(gòu)造背景由西高東低轉(zhuǎn)變?yōu)楸备吣系?，昌吉凹陷二疊系來源的古油藏在喜山運動作用下發(fā)生調(diào)整，通過斷層和不整合向淺層運移，在春110E古近系圈閉聚集成藏。同時，新近紀(jì)時期四棵樹凹陷侏羅系烴源巖大量生烴，從四棵樹凹陷向車排子凸起運移，沿著石炭系頂部的不整合面運移到春 110E井區(qū)的古近系圈閉聚集成藏。春110E井區(qū)古近系中質(zhì)油油藏的成藏特征可以總結(jié)為：雙向供烴，多期充注，不整合輸導(dǎo)，巖性成藏（圖7）。

5 結(jié)論

（1）春光油田具有明顯的“雙向供烴”特征。春50井區(qū)原油來自四棵樹凹陷侏羅系，春17井區(qū)稠油來自東南方向的昌吉凹陷，春110E井區(qū)油源為昌吉凹陷二疊系與四棵樹凹陷侏羅系的混源。

（2）春光油田的油氣主要是通過不整合面、板砂和斷層構(gòu)成的“復(fù)式”輸導(dǎo)體系進(jìn)行運聚成藏。不整合面和沙灣組“板砂”是春光油田油氣運聚的“橫向”輸導(dǎo)層，斷層則起著重要的“縱向”溝通油氣作用。

（3）春17區(qū)塊稠油油藏成藏特征為：不整合面輸導(dǎo)，斷層調(diào)控，地層剝蝕面封堵成藏；春50井區(qū)稀油油藏成藏特征為：單向供烴，一期充注，板砂輸導(dǎo)，斷層溝通，巖性成藏；春110E井區(qū)中質(zhì)油藏成藏特征為：雙向供烴，多期充注，不整合輸導(dǎo)，巖性成藏。