春光油田遠(yuǎn)源成藏輸導(dǎo)體系研究

馬榮芳，李風(fēng)勛

（1.中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450046；2.中國石化勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所）

春光油田位于準(zhǔn)噶爾盆地車排子凸起之上， 其西北面鄰近扎伊爾山，南面為四棵樹凹陷，向東以紅車斷裂帶與昌吉凹陷相接（圖1）。車排子地區(qū)長期處于隆起或斜坡背景，本身不發(fā)育烴源巖，距離生油中心（昌吉凹陷和四棵樹凹陷）超過100 km，屬于典型的源外成藏。自2005年排2井于新近系沙灣組1 014.5～1 017.3 m井段放噴試獲60.35 m3高產(chǎn)工業(yè)油流之后，該區(qū)于白堊系、古近系、侏羅系及石炭系均有油氣發(fā)現(xiàn)，累計(jì)提交三級儲量近億噸，表明該區(qū)油氣富集。本文通過油氣輸導(dǎo)體系的研究，對春光油田斜坡帶油氣聚集成藏進(jìn)行解剖[1-4]。

圖1 春光油田構(gòu)造位置

前人研究已證實(shí)，昌吉凹陷二疊系、侏羅系及四棵樹凹陷侏羅系烴源巖發(fā)育，為車排子凸起的主要供烴層系。其中昌吉凹陷二疊系烴源巖總有機(jī)碳（TOC）為0.5%～1.5%，生烴潛量（S1+S2）不大于5 mg/g，干酪根為Ⅱ1-Ⅲ型，烴源巖成熟度高，現(xiàn)今局部地區(qū)已成熟，大部分已進(jìn)入高成熟-過成熟，達(dá)到生氣階段；侏羅系烴源巖TOC為 1%～3%，S1+S2不大于 10 mg/g，主要為Ⅱ1-Ⅲ型干酪根，Tmax達(dá)420～460 ℃，烴源巖正處于大量生油階段。兩大生烴凹陷為春光油田油氣富集提供了豐富的物質(zhì)來源，通過斷裂、不整合、骨架砂體三者的立體配置，構(gòu)成了該區(qū)高效的油氣輸導(dǎo)體系。

1 斷裂輸導(dǎo)體系

紅車及艾卡區(qū)域斷裂帶長期處于走滑活動狀態(tài)，為兩大供烴凹陷油氣輸出總出口。春光油田沙灣組二段以辮狀河三角洲-湖泊相沉積為主，砂體橫向連通性差，需要斷層溝通成藏。春光油田斷層以喜山期正斷層居多，斷層溝通橫向輸導(dǎo)層，于一些孤立砂體中聚集成藏。斷層的輸導(dǎo)能力是該類油藏成藏的關(guān)鍵因素[5-8]。

沙二段（N1S2）油氣基于沙一段（N1S1）骨架砂體橫向輸導(dǎo)，油源斷裂溝通成藏。因此沙二段目的層到沙一段骨架砂體的距離，對斷層輸導(dǎo)有很大的控制作用。通過對春光油田沙二段 5砂組（N1S2V）所有已知油藏的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)規(guī)律來看，當(dāng)目的層砂體距沙一段頂面20 m以內(nèi)時，有利圈閉在斷層溝通下可以成藏；當(dāng)距離大于20 m時，則鉆探失利（表1）。

從N1S2Ⅵ、N1S2Ⅶ砂組地質(zhì)統(tǒng)計(jì)規(guī)律來看（表2），其目的層砂體距沙一段頂面普遍在50 m以上，但距目的層之下“砂包泥”地層結(jié)構(gòu)距離20 m以內(nèi)成藏，超過20 m則失利。泥巖厚度20 m是春光油田沙灣組斷層溝通的臨界厚度，這與世界范圍內(nèi)大油藏區(qū)域蓋層厚度20 m的統(tǒng)計(jì)結(jié)果一致。

表1 春光油田N1S2V砂組油藏距N1S1頂距離

2 骨架砂體輸導(dǎo)體系

骨架砂體是油氣側(cè)向運(yùn)移的最高效輸導(dǎo)層。春光油田沙灣組一段發(fā)育辮狀河沉積體系，砂體的長期遷移、疊置造成砂體橫向連通性非常好。沙一段砂體厚約80 m，平均孔隙度35%，平均滲透率大于1 000×10-3μm2，孔滲條件非常優(yōu)越；該套砂體東與紅車斷裂帶相接，西與艾卡斷裂帶相連。兩大供烴凹陷生成的油氣在此高速通道內(nèi)廣泛運(yùn)移，于沙一段砂體尖滅區(qū)成藏，已發(fā)現(xiàn)的沙一段油藏均屬此類（圖2）。因此，基于砂體橫向輸導(dǎo)的沙一段油氣成藏模式可概括為 “骨架砂體輸導(dǎo)，砂巖尖滅圈閉成藏”。

表2 春光油田N1S2Ⅵ、N1S2Ⅶ砂組油藏距N1S1頂及砂包泥結(jié)構(gòu)距離

圖2 春光油田沙灣組一段油氣成藏模式

春光油田除沙灣組一段辮狀河沉積的厚砂體作為骨架砂體外，在石炭系頂面古溝槽中沉積有不同時期的溝谷砂體。雖然沉積時期不同，但均為厚層粗粒沉積物，巖性主要為礫狀砂巖及砂礫巖，在溝谷中連續(xù)分布，且物性較好（孔隙度20%～30%，滲透率 200×10-3～1 500×10-3μm2），也是一套骨架砂體輸導(dǎo)層，為超覆于其上的地層提供了橫向油源輸導(dǎo)通道。

3 不整合輸導(dǎo)體系

春光油田石炭系火成巖基底之上逐層超覆有白堊系、古近系、新近系地層，局部有侏羅系地層殘存。因此，存在N1s/E、 E/K、N1s、E、K/C等多個不整合界面，但勘探實(shí)踐表明，只有石炭系頂不整合面具有油氣側(cè)向輸導(dǎo)能力。

圖3 春光油田春17井風(fēng)化淋濾帶特征

3.1 春光油田存在穩(wěn)定的火成巖半風(fēng)化淋濾層

風(fēng)化殼的輸導(dǎo)主要取決于不整合面上下的巖性、半風(fēng)化淋濾層的發(fā)育程度。從不整合面上、下巖性組合關(guān)系看，春光油田存在多種巖性組合類型。其中，不整合面之下為泥巖，之上發(fā)育砂巖，油氣在上部運(yùn)移，稱為上運(yùn)移；反之則稱為下運(yùn)移；上下都為砂巖則為上下雙通道運(yùn)移。在斷陷盆地中，難以存在穩(wěn)定的不整合面作為油氣的橫向輸導(dǎo)層，局部發(fā)育的砂體成為油氣聚集場所。春光油田所在的車排子凸起，作為準(zhǔn)噶爾盆地的一部分，其不整合具有一樣的特點(diǎn)，即不存在穩(wěn)定分布的相當(dāng)于沙灣組骨架砂體一樣的輸導(dǎo)層。因此，從巖性組合角度來說，該區(qū)不整合輸導(dǎo)能力有限[9-10]。

現(xiàn)代石油地質(zhì)學(xué)及越來越多的石油地質(zhì)工作者認(rèn)為，不整合存在風(fēng)化黏土層、半風(fēng)化淋濾層、未風(fēng)化巖石三層結(jié)構(gòu)，不整合輸導(dǎo)能力依賴于其風(fēng)化淋濾帶的發(fā)育程度。油氣在半風(fēng)化淋濾層內(nèi)運(yùn)移，其上的風(fēng)化黏土作為蓋層，當(dāng)風(fēng)化黏土層不發(fā)育時，油氣進(jìn)入上覆地層；且火成巖風(fēng)化淋濾層的輸導(dǎo)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于沉積巖風(fēng)化淋濾層的輸導(dǎo)能力，因?yàn)槟笌r風(fēng)化后，火成巖抗黏土化填充能力更好。而春光油田石炭系為火成巖，其風(fēng)化淋濾后，具有很好的輸導(dǎo)能力。由圖3可見，春17井1 000～1 040 m井段風(fēng)化淋濾帶聲波時差（AC）可達(dá)270 μs/m，而其下的未風(fēng)化原巖AC僅200 μs/m，該種類型不整合能成為春光油田油氣橫向輸導(dǎo)的有利通道條件。

3.2 油氣顯示及油氣藏集中于石炭系頂部不整合面附近

由春光油田北西-南東向連井剖面可見，油氣顯示集中于距離石炭系頂不整合面50 m內(nèi)，超過這個范圍后，則無任何油氣顯示。在E/K不整合面之上，也無任何油氣顯示，說明E/K不整合面不是油氣橫向運(yùn)移的通道（圖4）。

圖4 春光油田春16—春28—春56—春59對比

石炭系頂部不整合面對油氣輸導(dǎo)有控制作用，即在研究區(qū)東部，地層厚度較大，油氣顯示或油藏集中于石炭系頂不整合面附近的白堊系地層內(nèi)；往西的地區(qū)，隨著地層厚度減薄，當(dāng)白堊系地層厚度很小而古近系距離石炭系頂不整合面小于50 m時，則古近系地層油藏發(fā)育。

春光油古近系、白堊系因基于石炭系頂不整合面橫向輸導(dǎo)成藏，其油藏平面上分布于各地層超覆帶附近，已發(fā)現(xiàn)的油藏平面分布規(guī)律與石炭系頂不整合兩者之間呈很好的對應(yīng)關(guān)系。

4 輸導(dǎo)體系組合及遠(yuǎn)源成藏模式

斷裂、砂體、不整合這三者間的立體組合復(fù)式輸導(dǎo)體系構(gòu)成了油氣運(yùn)移輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，油氣橫向沿不整合或骨架砂體輸導(dǎo)，在砂體尖滅帶或地層超覆圈閉中成藏，或經(jīng)斷層溝通于之上的孤立砂體中成藏。

紅車斷裂、艾卡斷裂長期活動，把昌吉凹陷、四棵樹凹陷二疊系、侏羅系生成的油氣進(jìn)行縱向運(yùn)移，為車排子凸起油氣輸入的總端口；廣泛分布的沙一段骨架砂體及石炭系頂面不整合與兩大斷裂帶相交，則油氣在橫向范圍內(nèi)發(fā)生大規(guī)模的運(yùn)移；再經(jīng)小級別的油源斷裂溝通、調(diào)整，在不同層位、不同巖性圈閉中聚集成藏（圖5）。沙灣組一段成藏模式為“骨架砂體橫向輸導(dǎo)，砂巖尖滅圈閉成藏”；沙二段成藏模式為“斷層溝通，巖性成藏”[11]。

圖5 春光油田遠(yuǎn)源成藏模式

5 結(jié)論

春光油田與昌吉、四棵樹兩大供烴凹陷間存在由石炭系頂不整合面、骨架砂體及各級別的油源斷裂所構(gòu)成的復(fù)式、高效輸導(dǎo)體系，為不同層系目的層油氣聚集成藏提供良好的輸導(dǎo)作用，使車排子凸起成為斜坡帶油氣遠(yuǎn)源成藏的典型。