庫(kù)車北部山前帶吐孜洛克油氣成藏過程及模式①

董英潔，王超，胡春雷，胡明，孫同文

(1.廣東石油化工學(xué)院 石油工程學(xué)院，廣東 茂名 525000；2.中國(guó)石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院，新疆 庫(kù)爾勒 841000)

前陸盆地是世界上油氣最為豐富，大型氣田最多的一種盆地，隨著塔里木盆地庫(kù)車等前陸盆地相繼獲得重大突破，前陸盆地成為構(gòu)造地質(zhì)和石油地質(zhì)研究的熱點(diǎn)。綜合不同學(xué)者對(duì)于“前陸”一詞的定義[1-3]，前陸是指與造山帶或活動(dòng)帶毗鄰的、穩(wěn)定的大陸部分，造山帶的巖石向著前陸逆沖或推覆。前陸盆地則是指山脈前緣與克拉通之間的沉積盆地。庫(kù)車前陸盆地先后發(fā)現(xiàn)英買7、牙哈、羊塔克、克拉2、迪那2、依南2等24個(gè)油氣田[4-14]，然而在庫(kù)車北部山前帶除依南2氣田之外，僅在吐孜洛克構(gòu)造發(fā)現(xiàn)工業(yè)性油氣流，整體勘探程度相對(duì)較低，許多學(xué)者對(duì)于依南2氣田成藏方面進(jìn)行了比較深入的研究[15-19]，但是對(duì)于吐孜洛克構(gòu)造內(nèi)油氣藏類型及成藏過程方面研究甚少，成藏機(jī)理認(rèn)識(shí)比較模糊，制約了山前帶侏羅系地層的油氣勘探。本文利用烴類包裹體均一溫度、單井埋藏史和熱史，確定油氣成藏期次，結(jié)合前人對(duì)于阿合組儲(chǔ)層致密期的研究，確定阿合組致密儲(chǔ)層內(nèi)油氣藏類型，以及陽霞組和克孜勒努爾組非致密儲(chǔ)層內(nèi)油氣藏類型；在此基礎(chǔ)上，開展吐孜洛克油氣成藏演化過程研究，明確成藏主控因素，并建立成藏模式，為指導(dǎo)庫(kù)車坳陷北部山前帶下一步油氣勘探提供理論依據(jù)。

圖1 研究區(qū)位置

1 區(qū)域地質(zhì)概況

庫(kù)車坳陷整體經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，在山前形成一系列大型逆沖斷層和與之相伴生的褶皺，構(gòu)造形成“四帶三凹”的構(gòu)造格局。北部山前帶位于庫(kù)車坳陷北部，東西向可分為吐格爾明段、迪北段、巴什段；南北發(fā)育多個(gè)構(gòu)造帶，即北部斜坡帶、巴什構(gòu)造帶、依奇克里克構(gòu)造帶、迪北斜坡帶、吐格爾明隆起帶，如圖1所示。吐孜洛克構(gòu)造位于迪北斜坡帶與吐格爾明隆起帶之間，具有“蓋源同層”以及“源儲(chǔ)三明治結(jié)構(gòu)”的特征，形成了良好的生儲(chǔ)蓋組合，截止到目前，已鉆井23口，其中開發(fā)井有19口，鉆井揭示阿合組和陽霞組是油氣主要富集層位，其次是克孜勒努爾組。

2 油氣成藏期次及油氣藏類型

2.1 油氣成藏時(shí)期確定

吐孜洛克構(gòu)造吐孜2井侏羅系包裹體主要分布在硅質(zhì)膠結(jié)物中，少量在石英裂縫和石英次生加大邊中賦存，呈不規(guī)則形狀獨(dú)立分布，為富液的氣液兩相包裹體，氣液比可達(dá)到5%～15%?；诎w巖相觀察，吐孜洛克地區(qū)侏羅系包裹體具有低鹽度、整體比較穩(wěn)定，不同包裹體溫度均一、鹽度相近的特征。侏羅系包裹體在阿合組和陽霞組均一溫度主要有三個(gè)不連續(xù)峰群，即90～110 ℃、130～140 ℃和150～160 ℃。利用測(cè)井、錄井、地層剝蝕量等資料，分析和編制吐孜2井熱史和埋藏史，結(jié)合包裹體均一溫度，確定吐孜洛克構(gòu)造具有3期充注的特點(diǎn)(見圖2)，即第I期是吉迪克組沉積中晚期(19～16 Ma)，以原油充注為主；第II期是康村組早中期(16～12 Ma)，以原油充注為主；第Ⅲ期是庫(kù)車組沉積時(shí)期—第四系沉積早期(5～1 Ma)，以天然氣充注為主。

圖2 吐孜2井埋藏史及熱史恢復(fù)

2.2 吐孜洛克油氣藏類型

吐孜洛克構(gòu)造發(fā)育多套烴源巖，通過文獻(xiàn)調(diào)研分析，吐孜洛克阿合組天然氣主要來自三疊系烴源巖，而陽霞組及以上地層內(nèi)油氣主要來自侏羅系陽霞組底部碳質(zhì)泥巖和煤系。侏羅系地層內(nèi)共發(fā)育了三套儲(chǔ)層：(1)克孜勒努爾組砂泥巖互層段，砂地比介于50%～80%，平均孔隙度為12%，滲透率為1～100 mD，橫向延伸較差，具備形成巖性或斷層巖性油氣藏的條件；(2)陽霞組砂礫巖段，砂地比介于60%～92%，平均孔隙度為10%，滲透率介于1～10 mD，砂體側(cè)接延伸性較好，具備形成構(gòu)造油氣藏的條件；(3)阿合組，砂地比可達(dá)到83%以上，平均孔隙度為8%，滲透率主要集中在0.01～1 mD之間，屬于致密砂巖，砂巖致密關(guān)鍵時(shí)期為8 Ma[20-22]，具備形成致密氣藏的條件。同時(shí)，吐孜洛克構(gòu)造內(nèi)源巖和蓋層具有同層的特征，即暗色泥巖或煤層既可作為烴源巖又可作為蓋層遮擋油氣垂向散失；而在侏羅系內(nèi)源巖和儲(chǔ)層交替發(fā)育，構(gòu)成了典型“三明治結(jié)構(gòu)”。

基于源巖、蓋層、儲(chǔ)層的特征，結(jié)合測(cè)井、錄井、地震等資料分析，開展吐孜洛克油氣藏解剖，對(duì)于阿合組致密砂巖氣藏，根據(jù)致密油氣藏流體分布特征，以及儲(chǔ)層致密時(shí)期與成藏時(shí)期的先后關(guān)系，吐孜洛克構(gòu)造早期形成的油氣藏(以油為主)，屬于常規(guī)儲(chǔ)層油氣聚集成藏，后期由于壓實(shí)等地質(zhì)作用使儲(chǔ)層致密化，這種類型的油藏以孤立分散形式賦存，具有明顯的邊底水，屬于致密砂巖不連續(xù)型油藏[20，23]；晚期天然氣藏則是儲(chǔ)層先發(fā)生致密化，然后在致密儲(chǔ)層中天然氣聚集成藏，這種類型油氣藏，分布范圍廣，氣水關(guān)系較為復(fù)雜，無邊底水，屬于致密砂巖準(zhǔn)連續(xù)型氣藏[20，23](見圖3)。在陽霞組地層內(nèi)主要發(fā)育斷-背斜型油氣藏，在克孜勒努爾組是斷層巖性油氣藏為主，可能存在砂巖透鏡體油氣藏。

圖3 吐孜洛克構(gòu)造阿合組致密砂巖油氣藏類型模式

3 油氣成藏演化過程及模式

3.1 油氣成藏過程

根據(jù)吐孜洛克構(gòu)造演化史，對(duì)比分析油氣成藏時(shí)期與儲(chǔ)層致密時(shí)期的關(guān)系，開展吐孜洛克油氣成藏過程研究(見圖4)，具體如下：

圖4 吐孜洛克構(gòu)造油氣成藏過程

(1)在吉迪克組沉積末期，三疊系和侏羅系烴源巖成熟度Ro分別是1.0%～1.2%和0.8%～1.0%，指示源巖進(jìn)入成熟階段，三疊系生成原油沿著斷裂在蓋層遮擋下進(jìn)入阿合組內(nèi)構(gòu)造幅度較低的圈閉中聚集成藏；而侏羅系陽霞組底部煤系源巖生成的原油沿著巖石孔隙在浮力作用下，運(yùn)移至陽霞組內(nèi)圈閉中聚集成藏，二者之間具有同期不同來源的特征。

(2)在康村組沉積早中期，三疊系和侏羅系烴源巖Ro值分別是1.4%～1.6%和1.2%～1.6%，處于高成熟階段，兩套源巖生成的原油沿著斷裂在阿合組、陽霞組斷背斜圈閉中，以及克孜勒努爾組內(nèi)斷層巖性圈閉中持續(xù)充注成藏，其中阿合組內(nèi)油藏為同源不同期，陽霞組內(nèi)油藏為混源不同期，而克孜勒努爾組內(nèi)油藏則呈現(xiàn)出混源同期的特征。

(3)在庫(kù)車組沉積時(shí)期，儲(chǔ)層致密演化過程，使阿合組內(nèi)的原油，由常規(guī)油藏轉(zhuǎn)化成致密型不連續(xù)油藏，整體上具有油水分異不明顯的特征；同時(shí)三疊系和侏羅系烴源巖進(jìn)入大量生氣階段，生成天然氣沿著斷裂進(jìn)入陽霞組和克孜勒努爾組圈閉中充注成藏，天然氣藏具有混源同期的特征；而來自三疊系的大量天然氣沿著裂縫進(jìn)入阿合組致密儲(chǔ)層中形成致密氣藏，并伴有一定的氣洗作用。

3.2 油氣成藏模式

據(jù)庫(kù)車吐孜洛克構(gòu)造油氣成藏過程研究，油氣成藏模式可分為兩類：早期油氣成藏模式和晚期油氣成藏模式(見圖5)。具體如下：

a 源-斷-蓋成藏模式 b 源-裂-儲(chǔ)-蓋成藏模式

(1)源-斷-蓋成藏模式：是指源巖生成的油氣，沿著溝通源巖和儲(chǔ)層的斷裂向上運(yùn)移，當(dāng)蓋層厚度大于斷距時(shí)，油氣側(cè)向分流至儲(chǔ)層內(nèi)的圈閉中聚集成藏，這種成藏模式適用于早期以原油充注為主的階段，以及晚期在非致密儲(chǔ)層中大量天然氣充注的階段(圖5a)。

(2)源-裂-儲(chǔ)-蓋成藏模式：當(dāng)儲(chǔ)層未發(fā)生致密時(shí)，烴源巖生成的油氣，沿著源儲(chǔ)之間的裂縫進(jìn)入儲(chǔ)層內(nèi)，在蓋層遮擋下聚集成藏；而對(duì)于致密儲(chǔ)層而言，蓋層不再起到直接的作用，源巖生成的油氣沿著裂縫運(yùn)移至致密儲(chǔ)層中形成致密油氣藏；這種油氣成藏模式，主要適用于晚期以天然氣充注為主的階段，且油源斷裂不發(fā)育的區(qū)域。

4 結(jié)論

(1)利用烴類包裹體均一溫度、單井埋藏史和熱史等資料，確定吐孜洛克構(gòu)造具有三期成藏的特征：第I期是吉迪克組沉積中晚期(19～16 Ma)，以原油充注為主；第II期是康村組早中期(16～12 Ma)，以原油充注為主；第Ⅲ期是庫(kù)車組沉積時(shí)期—第四系沉積早期(5～1 Ma)，以天然氣充注為主。

(2)基于油氣成藏期與儲(chǔ)層致密期對(duì)比分析，吐孜洛克構(gòu)造阿合組油氣藏類型可分為：致密砂巖不連續(xù)型油藏，具有先成藏后致密的特點(diǎn)，油藏以孤立分散形式賦存，具有明顯的邊底水；致密砂巖準(zhǔn)連續(xù)型氣藏，具有先致密后成藏的特點(diǎn)，油氣藏分布范圍廣，氣水關(guān)系較復(fù)雜，無邊底水；陽霞組和克孜勒努爾組分別是以斷-背斜型油氣藏和斷層-巖性油氣藏為主。

(3)根據(jù)吐孜洛克構(gòu)造油氣成藏過程分析，油氣充注表現(xiàn)為早油晚氣的特征，明確源、斷、裂、蓋時(shí)空匹配關(guān)系控制油氣運(yùn)聚成藏，并建立源-斷-蓋成藏模式和源-裂-儲(chǔ)-蓋成藏模式，對(duì)于庫(kù)車坳陷北部山前油氣勘探具有一定的指導(dǎo)意義。