準(zhǔn)噶爾盆地莫西莊-永進(jìn)地區(qū)油氣成藏差異分析

鄭 丹

（中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東 東營 257015）

莫西莊-永進(jìn)地區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地腹部盆1井西凹陷和沙灣凹陷兩個生烴凹陷之上，東部為莫北凸起和馬橋凸起，西北為中拐凸起和達(dá)巴松凸起［1］。研究區(qū)包括沙窩地、莫西莊、征沙村和永進(jìn)多個含油區(qū)帶（圖1），侏羅系是主要勘探目的層，自下而上發(fā)育下侏羅統(tǒng)八道灣組（J1b）、三工河組（J1s）和中侏羅統(tǒng)西山窯組（J2x）。目前已在莫西莊-征沙村地區(qū)下侏羅統(tǒng)三工河組［2］以及永進(jìn)地區(qū)中侏羅統(tǒng)西山窯組［3］累計(jì)發(fā)現(xiàn)了近兩億噸的儲量規(guī)模，展示了該地區(qū)較好的勘探潛力。準(zhǔn)噶爾盆地在燕山期發(fā)育一個近東西走向的大型古凸起——車-莫古隆起［4］，該隆起對周緣油氣的富集成藏具有重要的控制作用［5］。莫西莊-永進(jìn)地區(qū)橫跨古隆起南北兩翼，其中莫西莊地區(qū)位于古隆起北翼，征沙村地區(qū)位于古隆起核部，永進(jìn)地區(qū)位于古隆起南翼。從區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的侏羅系油藏來看，兩翼油藏特征差異性明顯（表1）。其中，南翼油藏普遍具有高原油密度、高含油高度以及高含油飽和度的特征，而北翼油藏則普遍為低原油密度、低含油高度以及低含油飽和度的特征，而導(dǎo)致這種含油差異性的原因尚不清楚，有必要結(jié)合古隆起演化對兩翼油氣成藏過程及富集規(guī)律進(jìn)行研究，對于促進(jìn)該地區(qū)油氣高效勘探具有重要意義。本文首先對車-莫古隆起的演化過程進(jìn)行了細(xì)化研究，明確了不同時期古隆起兩翼的演化特征，在此基礎(chǔ)上利用大量分析測試數(shù)據(jù)對古隆起兩翼油氣的成藏期次及油藏類型進(jìn)行了對比分析，進(jìn)一步結(jié)合古隆起演化特征明確了莫西莊-永進(jìn)地區(qū)油氣的成藏過程，指明了油氣的有利富集區(qū)帶。

圖1 莫西莊-永進(jìn)地區(qū)區(qū)域構(gòu)造位置

表1 莫西莊-永進(jìn)地區(qū)油藏特征

1 車-莫古隆起演化特征

車-莫古隆起主要分布在車排子-征沙村-莫索灣-克拉美麗山一帶，整體呈“S”展布特征［6］。關(guān)于古隆起的形成演化過程，何登發(fā)等通過研究將古隆起演化劃分為初始形成（J1）、強(qiáng)烈發(fā)育（J2+3）、隱伏埋藏（K-E）和掀斜消亡（N-Q）4個階段［7］。本次研究通過利用近幾年施工的高精度地震和新鉆井資料，對侏羅系各套地層的殘留地層范圍及厚度進(jìn)行了精細(xì)落實(shí)，此外，利用聲波時差和地震趨勢外推等方法對西山窯組和頭屯河組剝蝕厚度進(jìn)行了計(jì)算。研究發(fā)現(xiàn)，最大剝蝕區(qū)位于征沙村地區(qū)，其中，西山窯組剝蝕量約為310 m，頭屯河組剝蝕量約為350 m，向古隆起南北兩翼剝蝕量逐漸減小。在此基礎(chǔ)上對侏羅系各套地層的原始沉積厚度進(jìn)行了恢復(fù)，整體表現(xiàn)為自古隆起兩翼向古隆起之上地層厚度逐漸減薄的特征（圖2）?；谫_系各套地層原始沉積厚度，通過不同時期古構(gòu)造的恢復(fù)，明確了古隆起不同時期的演化形態(tài)。在此基礎(chǔ)上將古隆起演化劃分為初始形成階段（J1s2）、持續(xù)發(fā)育階段（J2）、抬升剝蝕階段（J3）、隱伏埋藏階段（K-E）和調(diào)整改造階段（N-Q）。相較于前期學(xué)者“四個階段”的劃分方案，本文將古隆起演化階段進(jìn)行了細(xì)化，更為完整地體現(xiàn)了古隆起的演化過程。

圖2 準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系地層剝蝕線分布

①初始形成階段：在下侏羅統(tǒng)八道灣組到三工河組一段沉積時期，整個準(zhǔn)噶爾盆地為統(tǒng)一的沉降中心；至下侏羅統(tǒng)三工河組二段沉積時期，受燕山期北西-南東向壓扭應(yīng)力的影響，車-莫古隆起在車排子-征沙村-莫索灣一帶開始差異隆升，初期為水下低隆特征（圖3a）。

②持續(xù)發(fā)育階段：隨著壓扭應(yīng)力的進(jìn)一步增強(qiáng)，車-莫古隆起在中侏羅世發(fā)生持續(xù)性隆升，其幅度和范圍逐漸增大，但整體隆升速率小于地層沉積速率，中侏羅統(tǒng)各組段地層向古隆起之上呈披覆減薄特征。

③抬升剝蝕階段：晚侏羅世燕山期壓扭應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到最大，車-莫古隆起發(fā)生強(qiáng)烈隆升并遭受大范圍剝蝕。古隆起核部的車排子-征沙村-莫索灣一帶剝蝕厚度最大，其中，征沙村地區(qū)中上侏羅統(tǒng)遭受完全剝蝕，而古隆起兩翼的莫西莊和永進(jìn)地區(qū)中侏羅統(tǒng)則為部分剝蝕特征（圖3b）。

④隱伏埋藏階段：白堊紀(jì)初期古隆起發(fā)育區(qū)已基本被夷平，盆地發(fā)生穩(wěn)定沉降，廣泛接受白堊系和古近系的均衡沉積。車-莫古隆起在此期間呈隱伏埋藏狀態(tài)，仍然具有東西向展布的背斜形態(tài)，其構(gòu)造高點(diǎn)具有向南遷移的特征（圖3c）。

⑤調(diào)整改造階段：在喜山期運(yùn)動的作用下，新近紀(jì)以來隨著北天山的持續(xù)隆升和向北掩沖，準(zhǔn)噶爾盆地開始發(fā)生南傾掀斜。受此影響古隆起南翼和核部地層快速沉降，北翼地層由北傾調(diào)整為南傾，最終古隆起演變?yōu)橐荒蟽A單斜，從此消亡（圖3d）。在此期間，古隆起南翼侏羅系構(gòu)造與前期相比為正向調(diào)整，而北翼構(gòu)造則發(fā)生了反轉(zhuǎn)，對于古隆起兩翼油氣的差異運(yùn)聚成藏起著至關(guān)重要的控制作用。

2 油氣成藏期次

受車-莫古隆起演化的影響，古隆起兩翼構(gòu)造形態(tài)遭受了復(fù)雜的調(diào)整改造，且不同位置差異演化特征明顯，造成其成藏時期也存在一定的差異［8］。前期學(xué)者分析認(rèn)為，古隆起北翼莫西莊地區(qū)以及核部征沙村地區(qū)原油具沙灣凹陷和盆1井西凹陷二疊系混源特征［9］，古隆起南翼永進(jìn)地區(qū)則具沙灣凹陷二疊系和侏羅系混源特征［10］，但對兩翼油氣的成藏時期闡述較少。本次研究基于大量包裹體測溫?cái)?shù)據(jù)，利用包裹體均一溫度對莫西莊-永進(jìn)地區(qū)油氣的成藏時期進(jìn)行了對比分析。

2.1 包裹體均一溫度

莫西莊-永進(jìn)地區(qū)侏羅系三工河組和西山窯組存在兩類不同熒光顏色的烴類包裹體。一類是發(fā)黃綠色熒光的液態(tài)烴包裹體，在古隆起南北兩翼廣泛分布，其中，南翼主要分布在石英和長石顆粒內(nèi)裂隙、顆粒與后期次生加大邊之間（圖4a），北翼則主要分布在石英和長石顆粒裂隙中（圖4b），另一類是發(fā)藍(lán)白色熒光的液態(tài)烴包裹體，主要分布在古隆起南翼和北翼沙窩地局部地區(qū)，多數(shù)賦存在穿石英和長石顆粒邊界的裂隙、硅質(zhì)膠結(jié)物和亮晶方解石膠結(jié)物中（圖4c、d）。由此可以推斷，古隆起兩翼侏羅系儲層中至少接受了兩期油氣充注。從烴類包裹體均一溫度分布來看，古隆起南翼永進(jìn)-征沙村地區(qū)存在60～80℃和105～120℃兩個峰值（圖5a），其中60～80℃區(qū)間包裹體所占比例較大，以黃綠色熒光包裹體為主，105～120℃區(qū)間包裹體比例較小，為黃綠色和藍(lán)白色包裹體共存特征。古隆起北翼莫西莊-沙窩地地區(qū)包裹體均一溫度存在155～210℃和70～100℃兩個峰值，整體以黃綠色熒光包裹體為主，藍(lán)白熒光包裹體數(shù)量較少（圖5b）。結(jié)合鹽水包裹體均一溫度和埋藏史分析可以看出，古隆起南翼及核部永進(jìn)-征沙村地區(qū)油氣藏主要發(fā)生了晚白堊世-古近紀(jì)和新近紀(jì)-第四紀(jì)兩期油氣充注（圖6a）。其中晚白堊世-古近紀(jì)充注期與二疊系源巖的主生排烴期一致，應(yīng)為油氣首次大規(guī)模充注成藏期；新近紀(jì)-第四紀(jì)油氣充注則與侏羅系源巖生烴期以及古隆起的掀斜改造期一致，說明油氣的運(yùn)移充注主要受到構(gòu)造活動的影響。

圖5 莫西莊-永進(jìn)地區(qū)侏羅系包裹體均一溫度分布

從充注期次來看，古隆起北翼局部油源斷裂發(fā)育區(qū)域存在晚白堊世-古近紀(jì)充注，大部分地區(qū)油氣運(yùn)聚成藏時期主要發(fā)生在新近紀(jì)-第四紀(jì)的構(gòu)造掀斜期（圖6b）。但油氣包裹體熒光以黃綠色為主，油氣為早期生成特征，說明早期形成的油藏在新近紀(jì)-第四紀(jì)掀斜構(gòu)造活動中遭受改造破壞，油氣向北翼發(fā)生了調(diào)整運(yùn)移和再聚集。

圖6 莫西莊-永進(jìn)地區(qū)埋藏史與成藏期次劃分

2.2 非均一包裹體

非均一包裹體是由非均一流體組成的包裹體組合［11］，其具有異常高的均一溫度，不能代表包裹體形成時的溫度，其形成主要和構(gòu)造活動等因素引起的不穩(wěn)定壓力環(huán)境有關(guān)［12］。古隆起北翼莫西莊-沙窩地地區(qū)非均一包裹體分布較為廣泛、豐度高，占所有含油包裹體的60%以上。鏡下非均一包裹體含有氣、液相油和液相水三相，氣液比在20%左右，遠(yuǎn)大于鹽水包裹體和油包裹體，其外圍被一發(fā)黃色熒光油環(huán)包裹，主要賦存于石英裂隙及溶蝕成因的愈合微溶孔中和石英顆粒次生加大邊中。另外，經(jīng)測定其同期鹽水包裹體均一溫度為90～95℃，與埋藏史匹配可以看出非均一包裹體的形成時間應(yīng)當(dāng)在20 Ma左右的新近紀(jì)（圖7），與古隆起的掀斜改造期一致。此外利用大量包裹體實(shí)測壓力數(shù)據(jù)，對古隆起北翼三工河組地層壓力進(jìn)行了恢復(fù)。由壓力演化曲線可以看出，莫西莊地區(qū)在晚白堊世-古近紀(jì)發(fā)育異常高壓，新近紀(jì)以來由于區(qū)域構(gòu)造掀斜發(fā)生了急劇泄壓，并在地層中產(chǎn)生大量高度不混溶流體，在向低壓區(qū)調(diào)整過程中被捕獲進(jìn)而形成眾多的非均一包裹體。因此，非均一包裹體的存在說明古隆起北翼在新近紀(jì)構(gòu)造掀斜過程中發(fā)生過大規(guī)模油氣運(yùn)聚調(diào)整，油氣成藏時間相對較晚。

圖7 沙1井三工河組地層壓力演化

3 油氣成藏過程

含油包裹體豐度（GOI）是指含油包裹體的礦物顆粒數(shù)目占總礦物顆粒數(shù)目的比例［13］。據(jù)Eadington等（1996）統(tǒng)計(jì)，油層、運(yùn)移通道和水層的GOI指數(shù)通常分別大于5%、1% ～5%和小于1%，由此可以對古油藏的發(fā)育位置及油水界面進(jìn)行判斷［14］。本次研究利用含油包裹體豐度（GOI）分析法對古隆起南北兩翼古油藏的位置及含油高度進(jìn)行分析，并與現(xiàn)今油藏的發(fā)育位置和含油高度進(jìn)行對比。在此基礎(chǔ)上結(jié)合古隆起演化及兩翼成藏時期，對油氣的成藏過程進(jìn)行了恢復(fù)，明確了兩翼成藏的差異性及有利勘探區(qū)帶。

3.1 古今油藏發(fā)育特征

古隆起南翼永進(jìn)地區(qū)西山窯組發(fā)育兩套厚度10 m左右的油層，上部油層現(xiàn)今發(fā)育層段為5 873～5 881 m，但從GOI值分布來看（圖8a），在5 874～5 878 m段GOI值大于5%，說明早成藏期該段為油層特征，而5 878～5 881 m段GOI值普遍小于1%，早成藏期該段為水層特征。古油藏的油水界面應(yīng)在5 878 m，較現(xiàn)今油藏含油高度小，說明西山窯組早期形成的古油藏在晚成藏期持續(xù)充注，含油高度及油藏規(guī)模進(jìn)一步增大。古隆起核部征沙村地區(qū)三工河組發(fā)育兩套油層，其中，下部油層底部見水，油水界面為4 814 m，但兩套油層的GOI值都普遍大于5%（圖8b），因此早期為滿含油特征，油水界面低于4 816 m。說明古隆起核部早期形成的古油藏在晚期發(fā)生了調(diào)整改造，含油高度和油藏規(guī)模有所減小。古隆起北翼莫西莊-沙窩地地區(qū)三工河組發(fā)育一套4 m厚的油層，但其GOI值普遍小于1%（圖8c），說明該層段古油藏并不發(fā)育，因此現(xiàn)今油藏應(yīng)為晚期形成。

圖8 莫西莊-永進(jìn)地區(qū)GOI值與油水界面分析

3.2 油氣成藏過程

車-莫古隆起在晚白堊世-古近紀(jì)充注期具有完整的背斜形態(tài)，征沙村地區(qū)為油氣優(yōu)勢運(yùn)移方向。其中，三工河組油氣自兩翼向核部運(yùn)移富集形成大型古背斜油藏，其上覆的西山窯組由于向核部為逐層剝蝕的特征，在南北兩翼沿古隆起形成一系列地層類圈閉，同樣有利于油氣的富集成藏。

新近紀(jì)-第四紀(jì)受盆地南傾掀斜影響，古隆起由背斜演變?yōu)槟蟽A單斜。南翼為正向調(diào)整，原有構(gòu)造得以保留，北翼及核部為負(fù)向調(diào)整，構(gòu)造發(fā)生反轉(zhuǎn)。受此影響，古隆起南翼西山窯組原生古油藏得以保留，并且伴隨構(gòu)造活動該地區(qū)油源斷裂發(fā)生活化［15］，侏羅系及二疊系原油發(fā)生再次充注［16］，使西山窯組原生油藏規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，因此，油藏普遍具有含油高度大、含油飽和度高的特征。而古隆起核部受構(gòu)造調(diào)整的影響，三工河組原生古油藏遭受改造破壞，油氣向北部低勢區(qū)運(yùn)移調(diào)整。其中局部地區(qū)油氣受巖性及斷層遮擋得以部分保留，主要發(fā)育構(gòu)造巖性類調(diào)整-保留型油藏，含油高度及油藏規(guī)模有所減小。古隆起北翼在新近紀(jì)遭受改造最為強(qiáng)烈，西山窯組和三工河組原生古油藏被破壞，油氣向北運(yùn)移調(diào)整，同時核部三工河組油氣橫向調(diào)整至此，部分油氣在斷層、巖性的遮擋下再次聚集形成次生油藏。因此古隆起北翼三工河組油藏多表現(xiàn)為含油高度小、原油密度低和油藏飽和度低的特點(diǎn)。

4 有利區(qū)帶優(yōu)選

南翼永進(jìn)地區(qū)西山窯組由于受古隆起影響，地層向北為逐層剝蝕特征，區(qū)內(nèi)圈閉受地層、斷層和巖性多種因素控制，主要發(fā)育剝蝕背景下的構(gòu)造-巖性圈閉，圈閉規(guī)模較大。另外南翼經(jīng)歷晚白堊世和新近紀(jì)兩期油氣充注，充注期以來整體構(gòu)造為正向調(diào)整，油藏保存條件好，有利于大中型油氣田的形成。近期部署的多口探井都獲得了高產(chǎn)工業(yè)油流，進(jìn)一步證實(shí)了南翼西山窯組較大的勘探潛力，為準(zhǔn)噶爾盆地中部地區(qū)下一步重點(diǎn)部署方向之一。

古隆起核部三工河組沉積期受古隆起隆升控制，砂體超覆尖滅特征清楚，主要發(fā)育構(gòu)造-巖性圈閉。早成藏期該地區(qū)為油氣有利運(yùn)聚區(qū)域，晚成藏期油氣向北運(yùn)移調(diào)整，局部受巖性及斷層遮擋發(fā)育調(diào)整-保留型油藏，因此巖性邊界的識別與刻畫為該地區(qū)下步勘探的關(guān)鍵。

古隆起北翼三工河組砂體為廣泛連通特征，圈閉主要受斷層控制，發(fā)育一系列斷塊圈閉。該地區(qū)新近紀(jì)以來受古隆起掀斜影響油藏遭受大范圍改造破壞，油氣發(fā)生了調(diào)整再聚集，進(jìn)而形成多個低飽和度次生斷塊類油藏，因此，該地區(qū)下步勘探的關(guān)鍵在于油藏的精細(xì)評價。

5 結(jié)論

（1）車-莫古隆起經(jīng)歷初始形成階段、強(qiáng)烈發(fā)育階段、抬升剝蝕階段、隱伏埋藏階段和調(diào)整改造階段五個演化階段，古隆起南北兩翼遭受差異改造，古隆起南翼構(gòu)造為正向調(diào)整，北翼構(gòu)造發(fā)生反轉(zhuǎn)。

（2）車-莫古隆起兩翼發(fā)生了晚白堊世-古近紀(jì)和新近紀(jì)-第四紀(jì)兩期油氣充注，其中，南翼以早期二疊系低熟油充注為主，北翼整體以晚期二疊系低熟油充注為主。

（3）受古隆起演化控制，南翼西山窯組發(fā)育地層類原生油藏，油氣持續(xù)充注，油藏規(guī)模大；核部三工河組發(fā)育構(gòu)造巖性類調(diào)整-保留型油藏，油藏規(guī)模相對較??；北翼三工河組發(fā)育斷塊類次生油藏，含油飽和度較低。