劉媛萍 王瑞英 蔡必金 徐 贏

（1.成都理工大學能源學院，四川 成都 610059；2.中國石油吐哈油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 哈密 839009）

0 引言

托克遜凹陷位于吐哈盆地西部，面積約2.9×103km2，勘探及研究程度相對較低，二維測網(wǎng)密度為1 km×1 km～0.5 km×0.5 km，三維地震資料面積為51 km2；已鉆探井12口。1989年托參1井在三疊系克拉瑪依組獲得工業(yè)油流，黃山街組獲得工業(yè)氣流，提交石油地質(zhì)儲量84.02×104t，發(fā)現(xiàn)伊拉湖小型油氣藏。鉆井油氣顯示集中在下侏羅統(tǒng)八道灣組、三疊系小泉溝群和二疊系桃東溝群三套層系。據(jù)二次資源評價資料，該凹陷石油資源量為1.89×108t，天然氣資源量為144×108m3，資源量大，具備多層系立體勘探的條件。

隨著勘探的不斷深入，尋找、探索新的勘探接替領域已成為吐哈油田油氣勘探的一道難題。托克遜凹陷油氣資源量豐富，勘探及研究程度較低，通過解剖伊拉湖構(gòu)造帶三疊系已知層系油藏，分析認為該凹陷三疊系小泉溝群和二疊系桃東溝群具備構(gòu)造—巖性及地層—巖性成藏的基本石油地質(zhì)條件，具備巨大的油氣勘探潛力。但該區(qū)烴源巖平面展布規(guī)律不明確，平面含油氣性差異較大，油氣分布規(guī)律復雜。研究烴源巖平面分布規(guī)律及油氣成藏主控因素，是該凹陷油氣勘探獲得突破的重要任務。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

托克遜凹陷自西向東發(fā)育魚兒溝構(gòu)造帶、烏蘇構(gòu)造帶、伊拉湖構(gòu)造帶及蘇貝希構(gòu)造帶（圖1），區(qū)域構(gòu)造資料表明［1-4］，該區(qū)自晚石炭世末期由弧后裂谷進入陸相盆地演化階段。在早二疊世，該區(qū)發(fā)育陸內(nèi)裂谷，普遍發(fā)育火山碎屑巖夾火山熔巖組合，以具有大量酸性火山巖和基性火山巖為特征。至早二疊世末，海西運動使該區(qū)抬升剝蝕，致使桃東溝群烴源巖遭受大量剝蝕，沒有接受上二疊統(tǒng)和下三疊統(tǒng)沉積。中三疊世，由于沉降速率和沉積速率較快，形成了一個泛湖盆，沉積中心在魚兒溝地區(qū)，而此時期伊拉湖構(gòu)造帶北部為邊緣相沉積，發(fā)育扇三角洲砂體。晚三疊世，湖盆范圍擴大，沉積中心向托克遜方向遷移，烏蘇構(gòu)造帶鉆探的烏蘇1、烏蘇2井均揭示厚層的上三疊統(tǒng)，巖性以深灰色泥巖和薄層砂巖為特征。早侏羅世，隨著構(gòu)造沉降緩慢，沉積速率中等，氣候溫暖潮濕的湖沼環(huán)境下發(fā)育了腐殖煤層。侏羅紀末期的中燕山運動及第三紀的喜山期運動使該區(qū)一直處于隆升狀態(tài)，地層遭到較大的剝蝕。

圖1 托克遜凹陷構(gòu)造帶單元劃分圖

2 托克遜凹陷油氣成藏條件

2.1 烴源巖

根據(jù)野外露頭、鉆井、地震等資料，托克遜凹陷已經(jīng)證實的烴源巖為上三疊統(tǒng)和侏羅系水西溝群湖相—湖沼相煤系烴源巖，屬于低熟—成熟源巖。經(jīng)油源對比，托參1井克拉瑪依組的油氣來自于上三疊統(tǒng)源巖。

托參1井鉆遇侏羅系水西溝群和上三疊統(tǒng)兩套烴源巖，上三疊統(tǒng)源巖厚度為143 m，水西溝群源巖厚度為830.5 m，源巖類型以煤層和暗色泥巖為主。上三疊統(tǒng)有機碳含量為1.95%，水西溝群的有機碳含量達到2.84%，達到好—最好的烴源巖標準。兩套烴源巖均達到低成熟到成熟階段；目前已發(fā)現(xiàn)的伊拉湖三疊系油藏原油具有低伽馬蠟烷含量、低三環(huán)萜含量、較高姥植比、規(guī)則甾烷“V”字型分布的特征，油源對比認為油氣來自于上三疊統(tǒng)源巖（圖2），目前在托克遜凹陷還沒發(fā)現(xiàn)來自二疊系桃東溝群烴源巖的油氣，僅在凹陷西緣艾維爾溝露頭剖面揭示的桃東溝群發(fā)育一套灰黑色油頁巖，厚度為320 m，有機碳含量為6.64%，已經(jīng)達到高成熟階段，推測凹陷內(nèi)不乏該套烴源巖。

圖2 伊拉湖油田原油與三疊系源巖色譜對比圖

2.2 儲集層

托克遜凹陷含油砂巖的巖石類型為長石巖屑細砂巖、長石巖屑中砂巖及含礫不等粒砂巖，砂巖中石英含量一般在27%～32%，長石含量為15%～25%，巖屑含量為40%～50%。巖屑以凝灰?guī)r為主，部分為中基性、酸性噴發(fā)巖，分選好—中等，磨圓次棱角—次圓狀，泥質(zhì)膠結(jié)含量為3%～5%，硅質(zhì)膠結(jié)含量小于1%，僅見少量碳酸巖膠結(jié)。三疊系砂層屬于中孔中滲儲集層，孔隙度都在6.17%以上，均值在10.8%～15.9%之間；伊拉湖構(gòu)造帶滲透率平均值普遍都在50 mD以上，而烏蘇構(gòu)造帶滲透率相對較低，小于2 mD［5］（表1）。

表1 托克遜凹陷部分井巖心分析物性統(tǒng)計表

2.3 蓋層

該區(qū)不乏蓋層，除伊拉湖構(gòu)造帶北部地區(qū)外，水西溝群及小泉溝群大面積發(fā)育的濱淺湖相泥巖形成了高質(zhì)量的區(qū)域性蓋層。

2.4 圈閉

受晚印支運動、晚燕山—喜山運動的影響，托克遜凹陷形成了一系列斷塊、斷鼻及斷背斜圈閉，構(gòu)造的平面展布呈現(xiàn)西早東晚、北強南弱的特點，其中以烏蘇—伊拉湖構(gòu)造帶為主體的區(qū)域是歷次構(gòu)造運動的集中改造區(qū)，發(fā)育眾多局部構(gòu)造，以斷背斜、斷塊為主。

2.5 油氣運移

油氣運移遵循“側(cè)向沿著不整合面、疏導層和垂向沿著斷裂運移”聚集成藏的原則，生烴中心（有效烴源巖）對油氣具有非常明顯的控制作用，微裂縫和孔滲系統(tǒng)是油氣運移的主要通道?？傮w來看，由于托克遜凹陷有效的生烴中心位于凹陷西部，伊拉湖—烏蘇構(gòu)造帶經(jīng)多期構(gòu)造運動的改造，斷裂體系發(fā)育，且緊鄰生烴中心，有利于油氣的運移聚集成藏。

2.6 保存

伊拉湖構(gòu)造帶斷裂發(fā)育，不利于油氣的保存。早期注入圈閉的油氣經(jīng)喜山運動的改造，極易遭受破壞及二次成藏。托參1井在桃東溝群見到良好的油氣顯示，但試油為水層，分析認為受伊拉湖構(gòu)造頂部斷層的影響，油氣藏遭受破壞，油氣賦存于上部地層，而位于伊拉湖斷層下盤的烏蘇構(gòu)造帶，圈閉條件良好，是油氣聚集賦存的有利場所。

3 油氣成藏主控因素

托克遜凹陷油氣分布規(guī)律主要受控于烴源巖、油氣的運移與圈閉形成期次的匹配關系等因素［6］。

3.1 生烴中心

圖3 托克遜凹陷上三疊統(tǒng)暗色泥巖厚度圖

勘探實踐證實［7-8］，托克遜凹陷上三疊統(tǒng)烴源巖存在2個生烴中心（圖3），其一是托參2—鹽1井一線，沉積厚度大，可達400～500 m，其烴源巖品質(zhì)較差；其二是西部魚1—烏蘇1井一線，厚度稍小，但其烴源巖品質(zhì)較好，是凹陷內(nèi)最主要的生烴中心，對成藏起到明顯的控制作用。水西溝群烴源巖非常發(fā)育，生烴中心主要在伊南地區(qū)，沉積厚度可達500～600 m，煤系源巖發(fā)育，基本已達到低成熟以上階段，有機質(zhì)豐度較高，烏蘇1、烏蘇2及托參1等井已在該層系鉆遇。桃東溝群在凹陷內(nèi)沉積范圍有限，分布范圍及其厚度尚不清楚，從艾維爾溝所揭示的半深湖相源巖可以推測，凹陷內(nèi)存在這套潛在的烴源巖，其沉積中心在魚兒溝地區(qū)。

3.2 油氣運移與圈閉形成期次的匹配

根據(jù)盆地熱史研究，該區(qū)上三疊統(tǒng)有機質(zhì)成熟期約在侏羅紀中—晚期?？紤]到構(gòu)造熱事件的影響，有機質(zhì)成熟可能始于侏羅紀中期。侏羅紀末期，該區(qū)上三疊統(tǒng)上覆地層厚度達2 000 m，按三疊—侏羅紀地溫梯度2.34℃／100 m計算［9］，仍屬于有機質(zhì)成熟范圍內(nèi)。因此，托克遜凹陷的油藏主要成藏期應在中侏羅世到晚侏羅世；中晚燕山期—喜山期斷裂活動是油氣運聚的必要條件。油氣運移的通道主要是斷層、滲透性巖層和不整合面。該區(qū)斷裂均形成于燕山運動和喜山運動中，這些斷裂成為油氣運移的必然通道。同時也對早期形成的油藏起到破壞作用（如伊拉湖構(gòu)造頂部喜山期形成的斷層）；早、中晚燕山運動形成的圈閉與油氣成熟運移時期相匹配，為油藏的形成提供了必備的條件［10-13］。

4 下步勘探方向

托克遜凹陷油氣資源豐富，勘探潛力大。已鉆探井在不同層系均見到了良好的油氣顯示，已發(fā)現(xiàn)了伊拉湖小型油氣藏。作為吐哈盆地區(qū)域研究的勘探領域，下一步勘探方向應在擴展后期保存好的三疊系構(gòu)造圈閉油氣藏的同時，積極探索小泉溝群、桃東溝群地層—巖性油氣藏。

4.1 三疊系構(gòu)造圈閉油氣藏

伊拉湖構(gòu)造三疊系油氣藏地質(zhì)特征表現(xiàn)為：黃山街組凝析氣藏以黃山街組下部砂層為儲集層，上部泥巖及泥質(zhì)粉砂巖為蓋層，氣藏類型為邊水層狀；克拉瑪依組油藏以克拉瑪依組砂層為儲集層，上部厚層暗紅色泥巖為蓋層，油藏類型為底水塊狀。構(gòu)造形成于印支運動，在三疊系生排烴高峰期，伊拉湖構(gòu)造規(guī)模較小，形成規(guī)模不大的油氣聚集后，晚燕山、喜山運動構(gòu)造定型前油藏始終被改造，伴隨油氣的散失和調(diào)整，從而導致伊拉湖構(gòu)造三疊系油氣藏現(xiàn)今規(guī)模小。因此，從成藏和后期保存來說，受構(gòu)造運動影響相對較小的伊南構(gòu)造以及伊拉湖構(gòu)造翼部的斷塊及斷背斜是下一步該層系擴展的主要方向。

4.2 小泉溝群、桃東溝群地層—巖性油氣藏

二維地震及波阻抗反演資料表明，伊拉湖斷層下盤烏蘇構(gòu)造帶及蘇貝希構(gòu)造帶二疊—三疊系砂體有向東南削失減薄的特征（圖4），該區(qū)帶緊鄰生烴中心，生儲蓋條件匹配好，是探索小泉溝群、桃東溝群地層—巖性油氣藏的有利區(qū)域。

圖4 托克遜凹陷南北向波阻抗反演剖面（TP96-97）圖

5 結(jié)束語

根據(jù)鄰區(qū)勘探經(jīng)驗及托克遜凹陷目前勘探資料，以現(xiàn)代油氣地質(zhì)理論為指導，系統(tǒng)分析了托克遜凹陷油氣藏形成的基本地質(zhì)要素，認為托克遜凹陷具備大、中型油氣田形成的地質(zhì)條件，具有巨大的油氣勘探潛力，勘探前景廣闊，存在多個有利的油氣勘探領域。下一步勘探方向應在積極擴展后期保存好的三疊系構(gòu)造圈閉油氣藏的同時，積極探索小泉溝群、桃東溝群地層—巖性油氣藏。

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