柴達(dá)木盆地尖北斜坡基巖儲層特征及天然氣成藏條件

焦小芹，?；ㄅ螅x慶賓，張永庶，李俊巍，吳志雄，王 波，李 欣

[1.中國石油大學(xué)(北京) 油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249； 2.中國石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；3.中國石油青海油田勘探開發(fā)研究院，甘肅 敦煌 736202]

隨著油氣勘探的不斷深入，非沉積巖系中的油氣藏引起人們廣泛關(guān)注[1]。其中，基巖油氣藏指油氣于結(jié)晶基底巖系中富集成藏[2]，在國內(nèi)外均有分布，如委內(nèi)瑞拉的馬拉開波盆地[3]、越南的湄公盆地[4]、利比亞的錫爾特盆地[5]以及美國的堪薩斯盆地探明出億噸級的基巖油氣儲量[6]，中國酒西盆地的鴨兒峽[7]、渤海灣盆地的興隆臺[8]和海拉爾盆地的蘇德爾特油氣田均發(fā)現(xiàn)了大型基巖油氣藏[9]。

全球大多數(shù)基巖儲層巖石類型主要為花崗巖類的火成巖和片麻巖類的變質(zhì)巖[10]；受構(gòu)造斷裂及風(fēng)化淋濾作用影響[6]，儲集空間主要為構(gòu)造縫和次生孔隙，孔隙度小于10%，滲透率小于1 000×10-3μm2[11]；基巖油氣藏受烴源條件、儲蓋組合、輸導(dǎo)體系和圈閉條件這四個因素所控制[2,12-14]，其中，儲集層物性的好壞直接影響儲存油氣的數(shù)量[14]，是基巖油氣藏評價最關(guān)鍵的因素[10]。

自2012年在柴達(dá)木盆地阿爾金山前東坪地區(qū)發(fā)現(xiàn)中國陸上地質(zhì)儲量最大的基巖氣藏以來[10]，阿爾金山前近年來成為柴達(dá)木盆地基巖天然氣勘探的重要領(lǐng)域[15]。2016年，尖北和尖頂山構(gòu)造帶基巖內(nèi)均獲得了工業(yè)天然氣流顯示，成為柴達(dá)木盆地阿爾金山前基巖氣藏勘探的重要目標(biāo)。但尖北斜坡的基巖氣藏勘探還處于起步階段，前人對該區(qū)基巖儲層特征和成藏條件的研究還很薄弱。本文通過巖心觀察、薄片鑒定，結(jié)合常量元素等分析測試和井震資料解析，重點(diǎn)研究了柴達(dá)木盆地阿爾金山前尖北斜坡基巖儲層特征，并分析了天然氣成藏的有利地質(zhì)條件。該研究成果對指導(dǎo)尖北斜坡基巖氣藏下一步勘探具有重要的指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)概況

柴達(dá)木盆地具有古生代褶皺基底和元古代結(jié)晶基底的雙重基底結(jié)構(gòu)，基底頂面分布有古生代淺變質(zhì)巖及中-淺變質(zhì)巖、元古代中-深變質(zhì)巖和侵入火成巖體[16]。尖北斜坡廣泛發(fā)育花崗閃長巖，巖體沿早期形成的NW向斷裂展布，最早見于尖探1井4 637 m基巖頂部，針對該井基巖段解釋基巖氣層162 m；隨后尖探2井、尖北101井、尖北1-1井相繼鉆探至花崗閃長巖基巖層段，完鉆井深4 765～4 900 m，試氣后可見工業(yè)氣流顯示；尖北斜坡局部發(fā)育有花崗巖及片巖，在尖探4井3 500 m基巖頂鉆遇花崗巖，鉆深130 m，基巖段未解釋出油氣層，尖北1-1井上部基巖段發(fā)育角閃石片巖，氣測顯示稍弱。

柴達(dá)木盆地在新生代時期，受喜馬拉雅多期構(gòu)造運(yùn)動影響，構(gòu)造變形復(fù)雜，發(fā)育多個盆緣沖斷古隆起和盆內(nèi)晚期構(gòu)造帶[17-18]。其中，柴西隆起在東昆侖山造山帶和阿爾金山的擠壓-走滑區(qū)域應(yīng)力背景下形成，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，斷層和背斜呈帶狀展布，近NW或NWW向[18-20]。尖北斜坡位于柴西隆起阿爾金山前的大風(fēng)山凸起，面積達(dá)1 344 km2，表現(xiàn)出北高南低的構(gòu)造斜坡，受尖頂山、尖北及尖南斷層的控制，發(fā)育尖頂山和尖北構(gòu)造[18-19](圖1)。喜馬拉雅運(yùn)動晚期，周緣造山帶構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈，盆緣、盆內(nèi)構(gòu)造急劇隆升，發(fā)育尖頂山?jīng)_斷古隆起，于喜馬拉雅運(yùn)動晚期末得以定型，控制了尖頂山、尖北構(gòu)造帶的形成[20-22]。

2 儲層特征

2.1 巖石學(xué)特征

通過巖心觀察、薄片鑒定、元素分析、XRD測試、鋯石U-Pb測年和測錄井資料分析可知，尖北斜坡基底巖性主要為早古生代花崗閃長巖、少量花崗巖和角閃石片巖。

2.1.1 花崗閃長巖

花崗閃長巖主要見于尖探1井，LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年法獲得結(jié)晶年齡為444±2 Ma(圖2)，與東坪3井區(qū)花崗巖屬于同一時期花崗質(zhì)巖漿作用，為奧陶紀(jì)晚期南阿爾金洋盆向北俯沖閉合，形成此類火山弧巖漿巖[23]。巖石整體呈灰白色，主要礦物由斜長石(約45%)、堿性長石(約30%)和石英(約12%)組成，次要礦物為角閃石(約8%)、黑云母(約5%)，可見副礦物磷灰石(圖3c)；礦物晶粒粒徑在0.8～2.3 mm，呈半自形中細(xì)粒結(jié)構(gòu)；巖石中各礦物顆粒分布均勻，排列緊密，無明顯定向性，塊狀構(gòu)造(圖3a)；發(fā)育裂縫，裂縫被次生礦物硬石膏和方解石半充填(圖3a，3b)，受巖漿熱液作用影響，鉀長石礦物晶體蝕變?yōu)榻佋颇负宛ね恋V物的混合物(圖3b)。

測井曲線上表現(xiàn)為高自然伽馬、高密度、低中子，深淺電阻率具有明顯的幅度差，電阻率140～668 Ω·m，基巖密度大于2.6 g/cm3，呈現(xiàn)高密高阻特征，鈾-鉀元素交匯變化小，釷元素呈明顯高值(圖4a，圖5)。

圖1 柴西隆起構(gòu)造單元劃分及研究區(qū)位置(據(jù)文獻(xiàn)[22]，修改)Fig.1 The structural unit division in Chaixi uplift, and the location of the study area(modified after reference[22])

圖2 柴達(dá)木盆地尖探1井花崗閃長巖TAS圖解和鋯石U-Pb測年諧和圖Fig.2 TAS and Zircon U-Pb dating harmonic diagrams of the granodiorite in Well Jiantan 1,Qaidam Basina.尖探1井基巖TAS識別圖版；b.尖探1井花崗閃長巖鋯石U-Pb測年諧和圖

2.1.2 花崗巖

灰白色花崗巖分布于尖探4井(圖3d)，石英含量約30%，含大量堿性長石(正長石、微斜長石)和酸性斜長石，堿性長石多于酸性斜長石，占長石總量的2/3以上，次要礦物為黑云母(約4%)和角閃石(約6%)，少量磁鐵礦副礦物(約2%)。晶體粒徑在0.9mm左右，為等粒半自形細(xì)粒結(jié)構(gòu)，半自形的斜長石和他形的石英顆粒充填于不規(guī)則的結(jié)晶間隙中呈現(xiàn)花崗結(jié)構(gòu)。角閃石經(jīng)纖閃石化后變?yōu)榫G泥石。

測井曲線上表現(xiàn)出低密高阻的特征(圖5)，密度小于2.6 g/cm3，電阻率值大于2 000 Ω.m，測井頂部鉀、釷、鈾元素含量降低，自然伽馬和鈾值在3 536～3 540 m層段呈現(xiàn)異常高值，說明粘土礦物大量發(fā)育(圖4b)。

圖3 柴達(dá)木盆地尖北斜坡基巖巖石學(xué)特征Fig.3 Petrological characteristics of the basement in Jianbei slope,Qaidam Basina.花崗閃長巖，尖探1井，埋深4 642.5 m，巖心照片；b.花崗閃長巖，尖探1井，埋深4 642.5 m，普通薄片(+)×25；c.花崗閃長巖，尖探1井，埋深4 645.9 m，掃描電鏡；d.花崗巖，尖探4井，埋深3 503 m，普通薄片(+)×50；e.角閃石片巖，尖北1-1井，埋深4 870.1 m，普通薄片(+)× 100；f.角閃石片巖，尖北1-1井，埋深4 870.1 m，普通薄片(+)×100Qtz.石英；Kfs.鉀長石；Pl.斜長石；Bit.黑云母；Hbl.角閃石；Anh.硬石膏；Mag.磁鐵礦；Ap.磷灰石；Chl.綠泥石

圖4 柴達(dá)木盆地尖北斜坡基巖測井響應(yīng)特征Fig.4 Logging response characteristics of the basement in Jianbei slope,Qaidam Basina.花崗閃長巖測井響應(yīng)特征；b.花崗巖測井響應(yīng)特征； c.角閃石片巖測井響應(yīng)特征

圖5 柴達(dá)木盆地尖北斜坡基巖電阻率-密度交會圖版Fig.5 The cross-plot between resistivity and density of the basement in Jianbei slope,Qaidam Basin

2.1.3 角閃石片巖

尖北1-1井下部發(fā)育角閃石片巖，主要礦物為石英碎屑(約50%)，其次為角閃石(約45%)、斜長石(約5%)(圖3e)。角閃石不規(guī)則發(fā)育在石英顆粒之間，粒徑為0.2～0.6 mm，晶體呈半自形片狀(圖3e)。角閃石片巖為鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，角閃石定向排列，具有片狀構(gòu)造(圖3f)。在巖漿期后熱液作用下，部分角閃石綠泥石化，原巖中的長石、部分泥質(zhì)填隙物發(fā)生絹云母化(圖3e)。

片巖表現(xiàn)為高聲波時差、低中子、高密度和淺電阻率的異常低值，呈高密中阻的特征(圖5)，密度大于2.6 g/cm3，電阻率約102 Ω·m，鈾元素略高，釷-鉀元素交匯變化小(圖4c)。

2.2 儲集空間特征

上新世末到更新世初為尖北斜坡基巖儲層發(fā)育的主要階段，儲層儲集空間分為孔隙和裂縫，有原生和次生兩種成因類型。其中，解理縫為原生儲集空間，溶蝕孔、溶蝕縫和構(gòu)造縫為次生儲集空間，基質(zhì)微孔有原生和次生兩種成因。

2.2.1 孔隙

基質(zhì)微孔。當(dāng)巖石中裂縫不太發(fā)育時，基質(zhì)孔隙對巖石總孔隙體積的貢獻(xiàn)率在70%以上[24]，是基巖氣藏穩(wěn)產(chǎn)的重要原因[10]。通過SEM研究發(fā)現(xiàn)尖北斜坡的基巖中發(fā)育大量的基質(zhì)微孔，基質(zhì)微孔的面孔率約15%，有原生和次生兩種成因。原生基質(zhì)微孔形成于基巖成巖過程，在巖漿冷凝結(jié)晶階段，鐵鎂質(zhì)礦物發(fā)育晶內(nèi)原生微孔，云母片在變質(zhì)成巖過程中也形成了大量的晶間殘余微孔隙，大小約2.4～15.3 μm(圖6b)。

溶蝕孔。溶蝕孔可進(jìn)一步增加裂縫的張開度，擴(kuò)大儲集空間，提高滲流能力。尖北斜坡溶蝕孔發(fā)育程度中等，根據(jù)其發(fā)育特點(diǎn)可分為粒內(nèi)溶孔和粒間溶孔，前者為堿性長石在高嶺土化和絹云母化過程中，沿粘土礦物發(fā)生溶蝕，進(jìn)而在長石顆粒內(nèi)部發(fā)育的溶蝕孔隙，相互連通呈篩狀或片狀，如在尖北101井的花崗閃長巖中，長石內(nèi)的溶蝕孔與粒緣溶蝕縫相連通，平均孔徑0.05 mm(圖6c)；后者常沿構(gòu)造縫、溶蝕縫、礦物顆粒邊緣發(fā)育，暗色礦物顆粒的接觸邊緣易受流體淋濾作用而發(fā)生蝕變，從而為粒間溶蝕孔的形成提供了條件，花崗閃長巖、花崗巖中的溶蝕孔沿黑云母顆粒邊緣分布，呈串珠狀(圖6d)，溶蝕孔可作為該區(qū)基巖有效儲層。

2.2.2 裂縫

構(gòu)造縫。柴達(dá)木盆地在燕山運(yùn)動晚期的構(gòu)造背景下，周源山系表現(xiàn)為向盆地方向的逆沖擠壓特征，后經(jīng)喜山運(yùn)動Ⅰ期，柴西地區(qū)阿爾金斷裂帶的走滑作用，導(dǎo)致了盆地內(nèi)的張裂，尖北斜坡經(jīng)歷多期次構(gòu)造運(yùn)動的強(qiáng)烈改造，發(fā)育張性裂縫[20]，構(gòu)造縫密度約1.5～8條/m，其縫寬多在0.18～0.22 mm，縫壁較平直，多被地層水溶液中部分化學(xué)元素沉淀生成的礦物所填充。通過研究發(fā)現(xiàn)，在碳酸鹽孔隙水介質(zhì)作用下，尖北斜坡早期構(gòu)造裂縫多充填方解石，隨著孔隙水中硫酸鹽介質(zhì)增多，硫酸鹽發(fā)生化學(xué)沉淀生成硬石膏充填構(gòu)造裂縫，故早期發(fā)育的構(gòu)造縫多為充填-半充填縫(圖3a，圖6e)，儲集性能差。未充填縫為平均縫寬0.04 mm的構(gòu)造微裂縫，其在剪切應(yīng)力下形成，具有多期次的特點(diǎn)，常切穿早期充填的硬石膏、有機(jī)質(zhì)和石英等顆粒，與溶蝕縫交錯呈網(wǎng)狀(圖6g)，但其發(fā)育規(guī)模小、孔滲性較差，不能作為尖北地區(qū)基巖氣藏的有效儲層。

解理縫。該區(qū)解理縫組系分明，多為微裂縫，縫壁平直，最大縫寬0.05 mm，易沿長石解理面錯動或位移形成裂縫，如尖北101井的長石礦物中，解理縫交叉狀切割長石晶體(圖6c)。同時，在尖探1井的云母礦物中可見解理縫成組平行發(fā)育，解理縫相互不連通，縫內(nèi)局部被方解石充填(圖6f)，孔滲性一般。

圖6 柴達(dá)木盆地尖北斜坡基巖儲層特征Fig.6 Characteristics of the basement reservoir in Jianbei slope,Qaidam Basina.花崗閃長巖，粘土礦物伊利石發(fā)育基質(zhì)微孔，尖探1井，埋深4 645.9 m，掃描電鏡；b.花崗閃長巖，云母片間發(fā)育基質(zhì)微孔，尖探1井，埋深4 945.87 m，掃描電鏡；c.花崗閃長巖，粒內(nèi)溶蝕孔，尖北101井，4 751.68 m，鑄體薄片(-)X100；d.花崗閃長巖，粒間溶蝕孔，尖探1井，埋深4 645.44 m，鑄體薄片(-)X100；e.花崗閃長巖，構(gòu)造縫，尖探1井，埋深4 645.87 m，陰極發(fā)光；f.花崗閃長巖，云母內(nèi)發(fā)育解理縫，尖探1井，埋深 4 641.86 m，陰極發(fā)光；g.花崗閃長巖，溶蝕縫，尖探1井，4 644.22 m，鑄體薄片(-)X100；h.花崗閃長巖，長石內(nèi)溶蝕縫，尖探1井，埋深 4 645.9 m，掃描電鏡Qtz.石英；Kfs.鉀長石；Anh.硬石膏；Cc.方解石；C.有機(jī)質(zhì)

2.3 物性特征

尖探1井為尖北斜坡勘探的重點(diǎn)井位，由該井的10塊花崗閃長巖壓汞分析顯示，最大壓汞飽和度介于54.38%～82.33%，退汞效率17.8%～30.0%，整體孔喉半徑分布不均，為中-小型孔喉(表1)。根據(jù)鑄體薄片觀察以及核磁分析結(jié)果顯示，該區(qū)孔隙表現(xiàn)出雙峰特征(圖7)，發(fā)育兩類特征不同的孔隙，分別是基質(zhì)微孔和溶蝕孔，均具備良好的儲集性能。

巖心孔滲分析顯示尖北斜坡基巖儲層物性中等，樣品孔隙度峰值達(dá)5.63%，主要分布在2.23%～3.77%，滲透率主要為0.001×10-3μm2～2.18×10-3μm2，均值0.06×10-3μm2，孔滲顯示出一定相關(guān)性(圖8)。通過尖北斜坡基巖常規(guī)測井響應(yīng)特征(圖10)，識別出基巖風(fēng)化殼儲層?？v向上，儲集性能良好的孔喉主要集中在風(fēng)化殼中部(半風(fēng)化層)(圖11)，孔隙度為2.2%～5.3%，個別井段受裂縫以及所處風(fēng)化層段的影響孔滲呈高值。

表1 柴達(dá)木盆地尖北斜坡花崗閃長巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)Table 1 Pore structure of granodiorite reservoirs in Jianbei slope,Qaidam Basin

圖7 孔滲核磁分析頻譜圖Fig.7 The spectrogram showing the analysis of porosity and permeability with NMR

圖8 柴達(dá)木盆地尖北斜坡基巖孔滲相關(guān)性Fig.8 Porosity and permeability correlation of basement in Jianbei slope,Qaidam Basin

表2 柴達(dá)木盆地尖北斜坡基巖儲層評價Table 2 Assessment of the basement reservoir in Jianbei slope,Qaidam Basin

2.4 儲層評價

前人對于基巖儲層質(zhì)量的評價研究多從儲層孔喉特征、測井或巖心孔滲物性分析結(jié)果、含油性與儲集空間類型等方面開展儲層評價[10,30-32]。在有效儲集空間類型分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)基巖儲層的巖心孔隙度、滲透率、孔喉結(jié)構(gòu)及泥質(zhì)含量，可將尖北斜坡基巖儲層劃分為三類(表2)。

受風(fēng)化淋濾作用影響，尖北斜坡具有高產(chǎn)工業(yè)氣流顯示的基巖儲層內(nèi)發(fā)育大量次生成因的基質(zhì)微孔隙，加上在成巖過程中形成的原生成因微孔，基質(zhì)微孔面孔率高達(dá)15%，是尖北斜坡基巖氣藏最重要的、也是對總孔隙體積貢獻(xiàn)率最高的儲集空間，主要發(fā)育在Ⅰ類基巖儲層中，其巖心孔隙度大于4%，滲透率大于1.0×10-3μm2，孔喉連通性好。Ⅱ類儲層以溶蝕孔為主，孔隙度介于2%～4%，具有較高的面孔率，雖發(fā)育少量溶蝕縫，但巖心滲透率并不高，可作為中等基巖儲層。Ⅲ類儲層中很少發(fā)育基質(zhì)微孔和溶蝕孔，主要以溶蝕縫和解理縫為主，孔滲性較差，面孔率低，最大連通孔喉半徑小于1 μm，不具備良好的基巖儲層儲集條件。研究結(jié)果顯示，尖北斜坡基巖儲層多為Ⅱ類中等儲層，經(jīng)試氣可見工業(yè)氣流顯示，僅在部分井位和層段發(fā)育具有高產(chǎn)、穩(wěn)定工業(yè)氣流的Ⅰ類優(yōu)質(zhì)基巖儲層，以及氣測顯示弱的Ⅲ類差儲層。

① 謝梅,朱軍,王波,等.阿爾金山前基巖氣藏類型及勘探前景分析[R].甘肅：青海油田勘探開發(fā)研究院(內(nèi)部報告)，2018：1-87.

3 天然氣成藏有利地質(zhì)條件

3.1 天然氣源條件

近年來的勘探結(jié)果表明，大多數(shù)基巖油氣藏具有“新生古儲”的成藏特征[13]。研究區(qū)尖探1井Ro值分布在2.5%～2.7%①，有機(jī)質(zhì)成熟度較高，具有持續(xù)供烴、多期次成藏的特征。δ13C2值在-20.6‰左右，顯示尖北斜坡天然氣類型主要為煤型氣，來源于侏羅系Ⅱ-Ⅲ 型有機(jī)質(zhì)。根據(jù)坪東以西侏羅系地層的展布范圍(圖9)，發(fā)現(xiàn)尖北、尖頂山斷裂構(gòu)造帶有效溝通了坪西生烴凹陷，為尖北斜坡天然氣源的運(yùn)移提供了條件。

圖9 柴達(dá)木盆地尖北-東坪地區(qū)侏羅系烴源巖厚度Fig.9 Isopach map of the Jurassic source rocks in Jianbei-Dongping areas,Qaidam Basin

3.2 良好的儲蓋組合

尖北斜坡的風(fēng)化殼儲層是基巖氣藏成藏的主控條件。風(fēng)化殼受古地貌影響，平面厚度分布不均，垂向上由風(fēng)化淋濾強(qiáng)度的不同，可分為土壤層、半風(fēng)化層和未風(fēng)化層，其中的半風(fēng)化層為有利儲層發(fā)育帶[25]。根據(jù)測井響應(yīng)特征顯示，土壤層的AC和CNL曲線向低值遞變，GR、LLD曲線變大，AC、DEN、GR和電阻率曲線在土壤層和半風(fēng)化層之間存在明顯的突變臺階(圖10)。半風(fēng)化層溶蝕帶中的AC、CNL曲線“尖峰”狀跳躍，跳躍幅度小，曲線局部突起增大呈圓滑狀和箱狀，DEN、GR和SP曲線逐漸增大，為低幅齒狀。半風(fēng)化層裂縫帶的GR曲線基線值較高，局部具有低值的平臺為裂縫集中發(fā)育處。在未風(fēng)化層位，GR、電阻率曲線基線值明顯變化，DEN呈中幅突變，接近母巖的測井響應(yīng)特征。

由巖心孔滲分析和測井識別結(jié)果顯示，儲集性能良好的層段位于基巖風(fēng)化殼的半風(fēng)化層(圖11)，尖探1井在4 637～4 647 m的半風(fēng)化層井段經(jīng)壓裂試氣，也發(fā)現(xiàn)了工業(yè)氣流顯示，因此半風(fēng)化層可作為基巖風(fēng)化殼儲層的有利發(fā)育帶。

圖10 風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)剖面劃分Fig.10 A diagram showing the profile hierarchy of the weathering crust

基巖上覆地層E1+2底部發(fā)育有膏巖、含膏泥巖，成為尖北斜坡基巖油氣藏的區(qū)域性蓋層。同時，受古近紀(jì)咸湖環(huán)境影響，基巖頂部風(fēng)化殼裂縫及基底孔隙被石膏充填，表現(xiàn)出局部蓋層，分布在基巖頂下部0～20 m。由該區(qū)膏泥巖測井響應(yīng)特征顯示(圖12)，尖北膏泥巖平均厚度在140 m左右，尖探1井蓋層厚度高達(dá)219 m，為基巖油氣的保存起到了良好的封閉作用。

3.3 優(yōu)越的天然氣輸導(dǎo)體系

斷裂和不整合是油氣輸導(dǎo)的主要途徑，柴西地區(qū)在喜山運(yùn)動早期受阿爾金斷裂帶的走滑作用，導(dǎo)致盆地內(nèi)地塊的張裂[26]，形成了北高南低的古斜坡背景。同時，尖北斜坡受到SW-NE向擠壓作用，尖頂山、尖南和尖北斷層開始活動，在喜馬拉雅中晚期擠壓反轉(zhuǎn)階段，早期斷層繼續(xù)活動，并發(fā)育淺層反沖斷層，控制了尖頂山、尖北構(gòu)造帶的形成，有效溝通坪東以西生烴凹陷，為侏羅系煤型氣的運(yùn)移提供了條件，尖北斜坡也成為油氣運(yùn)移的優(yōu)勢指向區(qū)。

圖11 基巖儲層孔隙度距風(fēng)化殼頂距離關(guān)系Fig.11 Relationship between the porosity and the distance to the weathering crust top in basement reservoirs

圖12 膏泥巖識別圖版Fig.12 The chart for gypsiferous mudstone identification

該區(qū)地層在喜馬拉雅運(yùn)動末期遭受抬升、剝蝕，形成了區(qū)域性剝蝕面[25]，E1+2膏泥巖作為該區(qū)基巖風(fēng)化殼不整合面的上覆蓋層，其下部常發(fā)育有風(fēng)化殘余的孔滲性高的巖石碎屑，經(jīng)歷多期風(fēng)化剝蝕和淋濾作用，提高了基巖儲層的連通性，改善了儲集空間孔喉的發(fā)育程度，為油氣運(yùn)移和聚集創(chuàng)造了條件。

3.4 有效的圈閉類型

尖北斜坡總體表現(xiàn)為北高南低的構(gòu)造背景，淺部為逆沖斷層控制的大型斷層傳播褶皺，深部由中生界的箕狀斷陷構(gòu)成[27-29]，自漸新世起經(jīng)歷了多期次斷裂褶皺活動，受尖頂山、尖南及尖北斷層的控制，發(fā)育尖頂山與尖北兩排構(gòu)造。通過三維地震疊前深度資料精細(xì)解釋，尖頂山構(gòu)造深層是受尖頂山和尖南斷層的控制形成的斷背斜構(gòu)造，該構(gòu)造深淺層有一定的繼承性，淺層受滑脫斷層的控制形成完整的背斜構(gòu)造。尖北構(gòu)造為主要受尖北斷層控制形成的東西向背斜構(gòu)造，構(gòu)造上下繼承性好，淺層背斜構(gòu)造形態(tài)完整，為尖北斜坡的天然氣富集提供了場所。尖頂山、尖北兩個構(gòu)造帶發(fā)育有斷背斜、斷鼻、斷塊、背斜圈閉，圈閉內(nèi)發(fā)育基巖風(fēng)化殼儲層，風(fēng)化殼儲層的半風(fēng)化層可作為該區(qū)基巖氣藏有效儲層，主要為粘土礦物、鐵鎂質(zhì)暗色礦物及堿性長石晶體發(fā)生次生蝕變過程中形成的基質(zhì)微孔、溶蝕孔，儲層發(fā)育段的基巖呈現(xiàn)DEN、GR低幅齒狀增大的測井響應(yīng)特征，結(jié)合地震資料解析，顯示該區(qū)基巖天然氣藏在有效圈閉中聚集成藏。

4 基巖氣藏類型

尖北斜坡基巖氣藏成藏受侏羅系生烴凹陷和與烴源巖相連通的尖北等深大斷裂控制，緊鄰生烴凹陷的構(gòu)造斷裂附近天然氣更為富集。多期次的構(gòu)造活動和不整合面之上的風(fēng)化淋濾作用控制基巖風(fēng)化殼儲層內(nèi)基質(zhì)微孔、溶蝕孔和構(gòu)造縫等儲集空間的發(fā)育。古近紀(jì)的膏泥巖蓋層為基巖儲層提供良好的封堵條件，有效控制了構(gòu)造高點(diǎn)處天然氣的富集。研究認(rèn)為：該區(qū)基巖氣藏類型為基巖頂部風(fēng)化殼型氣藏，天然氣主要儲集在蓋層底面之下的構(gòu)造高部位，在基巖風(fēng)化殼儲層內(nèi)富集成藏，受風(fēng)化淋濾作用控制明顯，大的構(gòu)造斷裂有效溝通了深部生烴凹陷，為該區(qū)基巖氣藏提供必要的成藏條件(圖13)。

圖13 柴達(dá)木盆地尖北斜坡基巖氣藏成藏模式Fig.13 The gas accumulation model of the basement reservoirs in Jianbei slope,Qaidam Basin

5 結(jié)論

1) 柴達(dá)木盆地尖北斜坡基巖儲層巖性主要為花崗閃長巖、花崗巖和片巖，于上新世到更新世發(fā)育基巖風(fēng)化殼儲層，其中半風(fēng)化層孔滲物性最好，以Ⅱ類中等儲層為主。儲集空間為基質(zhì)微孔、溶蝕孔和裂縫，基質(zhì)微孔和溶蝕孔是該區(qū)天然氣藏高產(chǎn)的主控因素。

2) 尖北斜坡臨近坪東以西侏羅系生烴凹陷，基底經(jīng)歷長時間風(fēng)化淋濾和多期次斷裂構(gòu)造運(yùn)動，發(fā)育深大斷裂，有效溝通了風(fēng)化殼儲層和生烴凹陷。受控于古近紀(jì)咸湖環(huán)境，膏泥巖有效封堵了基巖儲層頂部，具備良好的儲蓋配套條件。

3) 天然氣自生烴凹陷沿斷裂和不整合發(fā)生運(yùn)移，最終在更新世晚期形成的斷背斜圈閉內(nèi)富集成藏，形成了基巖頂部風(fēng)化殼型氣藏，受風(fēng)化淋濾作用控制明顯。