河套盆地納林湖構(gòu)造帶油氣富集主控因素分析

劉 慧，韓 晟，馮娜娜，張 潔，王 晴，武 函，周然然,吳雅威

（中國(guó)石油華北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,河北 062552）

河套盆地地處華北地區(qū)內(nèi)蒙古自治區(qū)中部的鄂爾多斯高原和陰山山地之間［1］,是在伊盟古陸裂解沉降的基礎(chǔ)上發(fā)育起來(lái)的中、新生代斷陷盆地,基底為早太古界—元古界變質(zhì)巖系,沉積蓋層為白堊系、古近系、新近系、第四系,沉積巖總厚度3 000～16 000 m［2］。臨河坳陷位于河套盆地西南部,屬于河套盆地一級(jí)構(gòu)造單元,經(jīng)歷多期構(gòu)造演化階段,現(xiàn)今整體具有“南北分段、東西分帶”的特征［3］。納林湖構(gòu)造帶位于臨河坳陷中南部,構(gòu)造帶長(zhǎng)55 km,寬42 km,勘探面積3000 km2（圖1）。該構(gòu)造帶勘探程度較低,目前共有探井5 口,其中3 口井已獲工業(yè)油流,展現(xiàn)出該區(qū)帶較大的勘探潛力。但在該區(qū)帶成功井和失利井共存,也說(shuō)明了該區(qū)帶油氣分布的復(fù)雜性,為了進(jìn)一步提高勘探成功率,需要對(duì)油藏進(jìn)行精細(xì)分析,總結(jié)規(guī)律,以此指導(dǎo)下一步的勘探。

圖1 河套盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/p>

1 油氣成藏條件

1.1 烴源巖條件

臨河坳陷主要發(fā)育兩套烴源巖,包括漸新統(tǒng)臨河組和下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組［4］。通過(guò)油源對(duì)比研究分析,納林湖目前已發(fā)現(xiàn)的油氣均來(lái)自于臨河組的生油巖。因此本次只討論臨河組的烴源巖條件。

漸新統(tǒng)臨河組巖性以（深）灰色泥巖、云質(zhì)泥巖和含膏泥巖為主,有機(jī)質(zhì)豐度整體較高,烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度平均值約1.4%、生烴潛量平均值超過(guò)6 mg/g,總烴平均值遠(yuǎn)超0.05%,屬于中—好烴源巖。目前研究認(rèn)為烴源巖分布由西向東逐漸減薄,生烴中心位于西部的淖西洼槽帶（圖2）

圖2 納林湖構(gòu)造帶漸新統(tǒng)烴源巖厚度分布

1.2 儲(chǔ)層條件

本區(qū)主要目的層段為漸新統(tǒng)臨河組,始新統(tǒng)烏拉特組以及白堊系固陽(yáng)組。臨河組和烏拉特組儲(chǔ)層巖性以細(xì)粒、中粒長(zhǎng)石石英砂巖為主,分選好—中等；孔隙類型以粒間孔為主；平均孔隙度17%,平均滲透率177.24×10-3μm2。固陽(yáng)組主要為礫巖和砂礫巖,分選差,磨圓度次棱—次圓狀,平均孔隙度14%,滲透率31.7×10-3μm2,為中孔低滲儲(chǔ)層。鏡下薄片顯示,在臨河組和固陽(yáng)組中均保存有較大的粒間孔（圖3）,反映了弱壓實(shí)的成巖特征,推測(cè)與該地區(qū)新近紀(jì)以來(lái)快速深埋及晚期反轉(zhuǎn)抬升的埋藏過(guò)程相關(guān)。

圖3 巖心電鏡照片

1.3 構(gòu)造特征與圈閉類型

納林湖構(gòu)造帶位于臨河坳陷中部,是受北東向斷層控制形成的大型正向構(gòu)造,整體為北東走向,向南抬升,東西向表現(xiàn)為壘塹相間結(jié)構(gòu),整體構(gòu)造呈“兩洼夾一壘”的結(jié)構(gòu)特征［5］。以納林湖斷層為界,下降盤表現(xiàn)為被多條斷層復(fù)雜化的大型鼻狀構(gòu)造帶；上升盤表現(xiàn)為受納林湖和圖布斷層共同控制的斷壘,平面上呈北東走向,斷壘東部為斷槽區(qū),發(fā)育一些反向斷階（圖4）。該地區(qū)主要發(fā)育構(gòu)造及巖性圈閉,以斷塊圈閉為主。

圖4 納林湖構(gòu)造帶斷裂綱要

該構(gòu)造帶斷塊規(guī)模相對(duì)較小,地層整體呈現(xiàn)出西傾東斜的特征,有利于油氣向東側(cè)聚集。納林湖斷層兩盤新近系厚度差明顯大于圖布斷層兩盤地層厚度差,反映了新近紀(jì)以來(lái)兩條斷層的活動(dòng)速率差,前者活動(dòng)強(qiáng)烈故可作為良好的油源斷層,溝通西側(cè)深洼陷區(qū)烴源巖；后者活動(dòng)性相對(duì)較弱,可作為有效的遮擋斷層。

受走滑伸展作用影響,主斷層附近普遍伴生負(fù)花狀構(gòu)造,其對(duì)該地區(qū)圈閉的封閉性存在不利影響。油氣沿納林湖斷裂向上運(yùn)移過(guò)程中,遇活動(dòng)性負(fù)花狀構(gòu)造將使運(yùn)聚動(dòng)力分散減弱,故而上升盤較下降盤油藏規(guī)模相對(duì)要小。

2 油藏類型

通過(guò)對(duì)已鉆井的油源對(duì)比分析,納林湖構(gòu)造帶主要有兩種成藏模式：一是自生自儲(chǔ)型,白堊系固陽(yáng)組、古近系臨河組烴源巖達(dá)到成熟并生烴后,優(yōu)先進(jìn)入鄰近的砂巖儲(chǔ)集層,鄰近泥巖層段可起到一定的阻擋作用,作為局部蓋層,形成自生自儲(chǔ)式儲(chǔ)蓋組合；二是下生上儲(chǔ)型,納林湖構(gòu)造帶晚期構(gòu)造活動(dòng)劇烈,來(lái)自深凹的油氣可沿晚期斷裂進(jìn)行運(yùn)移,在新近系五原組蓋層條件限制下,可在古近系臨河組砂巖儲(chǔ)層內(nèi)聚集成藏,形成下生上儲(chǔ)式儲(chǔ)蓋組合（圖5）。

圖5 納林湖構(gòu)造帶油藏模式

對(duì)于自生自儲(chǔ)型油藏,主要存在于納林湖斷層下降盤,油氣沿儲(chǔ)集層運(yùn)移的動(dòng)力是控制成藏的主要因素。盆地兩套主力烴源巖生烴時(shí)間晚,早期油源相對(duì)不足。同時(shí),工區(qū)斷裂較為發(fā)育且活動(dòng)頻繁,生烴作用形成的壓力受其影響難以累積。因此,從目前鉆探結(jié)果來(lái)看,地層孔隙流體壓力普遍表現(xiàn)為常壓。而成藏過(guò)程具有晚期深埋晚期成藏特征,在這種情況下,成藏動(dòng)力不足導(dǎo)致油氣多就近成藏。因此,對(duì)于納林湖下降盤的一系列圈閉而言,靠近洼槽區(qū)的圈閉才是有利的勘探方向。

對(duì)于下生上儲(chǔ)型油藏,主要存在于納林湖斷壘帶,保存條件是控制成藏的主要因素。納林湖斷層上升盤緊鄰生油洼槽,納林湖斷層晚期斷裂活動(dòng)使得斷層輸導(dǎo)性能較強(qiáng),油氣優(yōu)先通過(guò)斷層向上運(yùn)移,是油氣運(yùn)移的有利指向；但新近紀(jì)以來(lái)斷層活動(dòng)以走滑為主,垂向位移較小,表現(xiàn)為弱活動(dòng)特征。因此,成藏期斷層輸導(dǎo)性能不佳,同時(shí)受中淺層厚層泥巖遮擋,油氣垂向運(yùn)移能力受限,上涌高度較小,因此油藏整體幅度較小。與此同時(shí),受晚期斷裂活動(dòng)影響,斷壘帶上走滑改造作用較強(qiáng),部分花狀構(gòu)造斷穿白堊系,使得保存條件變差。因此,對(duì)于斷壘上的小型斷塊油藏,斷裂活動(dòng)較弱,蓋層厚度更大的圈閉才最有可能富集油氣。

3 典型失利井分析

由于S5 井在古近系已獲高產(chǎn)油流,說(shuō)明S5 斷壘帶兩側(cè)斷裂與深層油源溝通。在S5 井南側(cè)高部位部署了J14X 井,旨在擴(kuò)大油藏發(fā)現(xiàn)范圍,然而該井未見(jiàn)油氣顯示。因此,重點(diǎn)對(duì)該井失利原因進(jìn)行分析。

首先,該地區(qū)地層壓力主要表現(xiàn)為常壓特征,說(shuō)明烴源巖生烴過(guò)程難以累積出明顯生烴增壓,故而油氣沿?cái)鄬酉蛏线\(yùn)移往往會(huì)消耗較大比例的運(yùn)移動(dòng)力,導(dǎo)致側(cè)向充注動(dòng)力相對(duì)較小。推測(cè)J14X井相對(duì)位置更高,運(yùn)移動(dòng)力消耗更大,同時(shí)受生烴過(guò)程差異的影響,油氣進(jìn)入儲(chǔ)集層的充注動(dòng)力相對(duì)較弱。

其次,斷壘帶漸新統(tǒng)湖泊相沉積砂體發(fā)育差,儲(chǔ)層連通性不佳,不利于油氣的側(cè)向運(yùn)移。同時(shí),S5 斷壘帶斷層發(fā)育,J14X 井與S5 井之間很可能存在未揭示的斷層將油氣遮擋。

4 油氣富集主控因素

4.1 源儲(chǔ)配置關(guān)系有利于油氣富集

臨河坳陷經(jīng)歷了早拗晚斷的演化過(guò)程,早白堊世烴源巖分布范圍廣,與砂體形成了良好的源儲(chǔ)配置關(guān)系,是油氣能夠富集的關(guān)鍵。

對(duì)于下生上儲(chǔ)式源儲(chǔ)配置關(guān)系而言,以納林湖斷壘帶上斷塊油藏最為典型,臨河組儲(chǔ)層側(cè)向與下降盤烴源巖直接對(duì)接,有利于烴源巖直接向斷壘帶儲(chǔ)集層供烴。同時(shí),由于區(qū)域上晚期存在差異反轉(zhuǎn),使得納林湖斷壘帶晚期相對(duì)位置升高,形成了有利的勢(shì)差,驅(qū)使油氣向邊緣相厚層砂礫巖運(yùn)移,并受邊界斷裂遮擋成藏。

對(duì)于自生自儲(chǔ)式源儲(chǔ)配置關(guān)系而言,以納林湖斷層下降盤較為典型。這種配置關(guān)系中,砂巖儲(chǔ)集體直接疊置于兩套優(yōu)質(zhì)烴源巖之上,具有“近水樓臺(tái)”的成藏優(yōu)勢(shì)。同時(shí),受納林湖斷層控制,形成斷鼻型油藏。

4.2 晚期弱構(gòu)造有利于油氣富集

納林湖斷裂為中央斷壘帶主要的油源斷裂之一,該斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)期主要集中于新近紀(jì)［6］,該斷裂控制的斷塊圈閉形成時(shí)間較晚,故S5井油藏具有邊生烴邊形成圈閉的特點(diǎn)。到第四紀(jì),斷裂活動(dòng)性弱,對(duì)圈閉起到良好的封擋作用。

4.3 晚期反轉(zhuǎn)有利于油氣富集

晚期盆地局部反轉(zhuǎn)程度與其油氣產(chǎn)量存在明顯的正相關(guān)關(guān)系,油氣充注過(guò)程受到了反轉(zhuǎn)抬升過(guò)程的影響［6］。晚期強(qiáng)反轉(zhuǎn)帶與周圍形成明顯的海拔高程差,烴源巖最大埋深可達(dá)8 000 m 左右,油藏基本發(fā)育在3 000～6 000 m 的埋深范圍內(nèi),近2 000 m高程差所產(chǎn)生浮力以及深部位可能存在的生烴增壓為油氣運(yùn)移提供了充足的動(dòng)力；并且晚期強(qiáng)反轉(zhuǎn)地區(qū)斷裂相對(duì)開(kāi)啟、砂體構(gòu)造縫發(fā)育,具有良好的運(yùn)移通道,有助于油氣不斷向高部位調(diào)整,因此認(rèn)為晚期強(qiáng)反轉(zhuǎn)有利于油氣富集。

5 結(jié)論

（1）納林湖構(gòu)造帶被納林湖斷層與圖布斷層分割,形成呈“兩洼夾一壘”的結(jié)構(gòu)特征,在納林湖斷層下降盤斷鼻帶及斷壘復(fù)雜斷塊,是有利圈閉類型,在區(qū)塊東部地區(qū),還有發(fā)育巖性圈閉的可能。

（2）整個(gè)河套盆地屬于晚期強(qiáng)斷陷深埋型盆地,成巖作用較弱,納林湖構(gòu)造帶從臨河組到固陽(yáng)組儲(chǔ)層物性都較好,鉆井揭示,5 500 m 以下依然有有效儲(chǔ)層,勘探條件有利。

（3）該區(qū)帶油藏類型以自生自儲(chǔ)、下生上儲(chǔ)為主,良好的源儲(chǔ)配置關(guān)系,晚期弱構(gòu)造及晚期地層反轉(zhuǎn)控制了油氣的富集。