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準(zhǔn)中1區(qū)塊侏羅系三工河組油氣成藏主控因素分析

2014-06-17 05:54:40秦峰林會(huì)喜曾治平宮亞軍
斷塊油氣田 2014年2期
關(guān)鍵詞:油源侏羅系烴源

秦峰,林會(huì)喜,曾治平,宮亞軍

(中國(guó)石化勝利油田分公司西部新區(qū)研究中心,山東 東營(yíng)257015)

0 引言

隨著油氣勘探程度的不斷提高,國(guó)內(nèi)外各含油氣盆地勘探重點(diǎn)逐漸由構(gòu)造圈閉向地層、巖性等隱蔽圈閉轉(zhuǎn)移,巖性油藏勘探變得日趨重要,已成為增加油氣儲(chǔ)量的重要方向。例如,濟(jì)陽(yáng)坳陷自2000年以來,探明儲(chǔ)量的60%~70%均屬于隱蔽油氣藏,其中東營(yíng)凹陷平均每年發(fā)現(xiàn)的巖性圈閉石油地質(zhì)儲(chǔ)量逾千萬噸,勘探效果非常顯著[1]。含油氣盆地內(nèi)巖性圈閉類型多樣、分布復(fù)雜,國(guó)內(nèi)外學(xué)者從成因、幾何形態(tài)、儲(chǔ)集體類型等方面對(duì)巖性圈閉提出了多種分類方案,并開展了巖性油氣藏特征、成藏條件、分布規(guī)律及成藏機(jī)理等方面的深入研究[2-15]。前期研究涉及的巖性圈閉基本可歸為2類,即深洼區(qū)與烴源巖垂向及側(cè)向直接接觸的巖性圈閉、盆緣斜坡區(qū)與烴源巖分離的巖性圈閉,而對(duì)深洼區(qū)垂向上與烴源巖分離的巖性圈閉研究較少。

本文通過研究準(zhǔn)中1 區(qū)塊圈閉發(fā)育特征及油氣成藏條件,確定了深洼區(qū)巖性圈閉油氣成藏主控因素,對(duì)于明確該區(qū)塊油氣成藏規(guī)律,提高勘探成功率具有重要意義。

1 區(qū)域概況

準(zhǔn)中1 區(qū)塊位于準(zhǔn)噶爾盆地腹部,構(gòu)造上處于盆1 井西凹陷深洼區(qū),勘探面積3 647.3 km2(見圖1)。經(jīng)過多年勘探,先后在沙窩地地區(qū)、莫西莊地區(qū)及征沙村地區(qū)發(fā)現(xiàn)大量油氣,證實(shí)其具有良好勘探前景。該區(qū)塊侏羅系三工河組砂體主要集中于主要目的層三工河組二段,烴源巖為中二疊統(tǒng)下烏爾禾組暗色泥巖,主力儲(chǔ)層與烴源巖在垂向上最大距離超過3 000 m,屬于深洼區(qū)圈源垂向分離的巖性油藏。

圖1 準(zhǔn)中1 區(qū)塊構(gòu)造位置

2 圈閉發(fā)育特征

2.1 層序地層特征

準(zhǔn)中地區(qū)地層垂向疊加,多平行結(jié)構(gòu),具有坳陷盆地凹陷區(qū)沉積特征。每個(gè)三級(jí)層序均可劃分為以粗碎屑沉積為主的低水位體系域、湖侵體系域和以細(xì)碎屑沉積物為主的高水位體系域3 種類型。低水位體系域表現(xiàn)為一套正序疊加、以砂巖為主的韻律層;湖侵體系域主要表現(xiàn)為一套正韻律、下砂上泥的旋回,反映出由于湖水上升、物源供給相對(duì)減弱的水進(jìn)砂退的沉積環(huán)境; 高水位體系域以一套細(xì)—粗—細(xì)復(fù)合韻律的加積沉積物組合為主,但是,在高水位體系域沉積時(shí)期,由于湖平面保持較高水位,加之物源供給量相對(duì)較弱,陸緣碎屑沉積物難以大量推進(jìn)到盆地腹部,導(dǎo)致準(zhǔn)中地區(qū)高水位體系域主要為細(xì)碎屑沉積物,三級(jí)層序巖性組合表現(xiàn)為粗—細(xì)—細(xì)模式,這與盆緣粗—細(xì)—粗的巖性組合模式有所不同。

盆內(nèi)層序地層格架下,準(zhǔn)中1 區(qū)塊侏羅系三工河組二段下亞段發(fā)育低水位體系域,巖性主要由含礫中砂巖、中砂巖和細(xì)砂巖組成,砂巖中夾薄層泥巖。上亞段發(fā)育湖侵體系域,巖性為半深湖相沉積的灰色、深灰色泥巖和泥質(zhì)粉砂巖,底部發(fā)育厚度較薄的砂體,一般小于10 m,巖性為灰色含礫中砂巖和細(xì)砂巖,偶夾薄層泥質(zhì)粉砂巖。

2.2 砂體沉積特征

準(zhǔn)中1 區(qū)塊主要受2 支物源體系控制,分別是西北部克拉瑪依物源體系和烏爾禾物源體系。其中,克拉瑪依物源體系主要控制沙窩地地區(qū)的沉積,烏爾禾物源體系主要控制莫西莊及征沙村地區(qū)的沉積。

侏羅系三工河組二段沉積時(shí)期主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積體系及曲流河三角洲沉積體系。其中下亞段主要為辮狀河三角洲前緣亞相水下分支河道微相,砂體推進(jìn)范圍較大,顯示出低水位體系域特征;上亞段主要為曲流河三角洲前緣亞相水下分支河道微相,砂體推進(jìn)范圍明顯減小,以退積為主,顯示湖侵體系域特征。下亞段和上亞段砂體特征具有顯著的差異性:前者為辮狀河三角洲前緣沉積,分流河道砂體及河口壩砂體十分發(fā)育,縱向上表現(xiàn)為多期河道砂體相疊置,砂體累計(jì)厚度60~80 m,其下部呈現(xiàn)出泛連通塊狀厚層砂體特征,上部泥巖含量增加,非均質(zhì)性增強(qiáng),砂體間發(fā)育大量不同規(guī)模的泥巖隔夾層,地層巖性橫向變化更加復(fù)雜,不同規(guī)模的砂體在橫向上呈現(xiàn)不規(guī)則尖滅;后者為曲流河三角洲前緣沉積,砂體以孤立或側(cè)向疊置為特征,剖面上表現(xiàn)為“泥包砂”的巖性組合特征,分流河道砂體分布于三工河組二段上亞段的底部,厚度一般小于15 m,砂體橫向連通性較差。

2.3 圈閉類型特征

不同層序單元控制下的物源供給及古構(gòu)造、古地貌特點(diǎn)決定了圈閉的主要類型及空間展布。在準(zhǔn)中地區(qū)平緩構(gòu)造背景下,三工河組二段下亞段下部主要為垂向連續(xù)疊置的泛連通砂體,形成構(gòu)造圈閉及巖性圈閉難度較大,上部砂體雖然垂向和橫向疊置較好,但由于砂體間發(fā)育不同規(guī)模泥巖隔夾層,形成對(duì)多層砂體的垂向和側(cè)向遮擋,導(dǎo)致該段發(fā)育“砂夾泥”型巖性圈閉,圈閉遮擋情況復(fù)雜。三工河組二段上亞段孤立砂體發(fā)育,其在垂向和側(cè)向受到泥巖遮擋,最易形成“孤立型”巖性圈閉(見表1)。

3 成藏地質(zhì)條件

3.1 烴源巖

準(zhǔn)中1 區(qū)塊位于盆1 井西凹陷,該凹陷主力烴源巖為中二疊統(tǒng)下烏爾禾組暗色泥巖。該套暗色泥巖形成于內(nèi)陸淡水淺湖—半深湖沉積環(huán)境,工區(qū)范圍內(nèi)源巖最大厚度450 m??傮w上,下烏爾禾組烴源巖TOC 分布范圍為0.04%~10.20%,平均1.08%,生烴潛力“S1+S2”平均值達(dá)到6.81 mg/g,按照我國(guó)陸相烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為較好—好烴源巖,是準(zhǔn)中地區(qū)油氣成藏的良好物質(zhì)基礎(chǔ)。有機(jī)地球化學(xué)資料證實(shí),準(zhǔn)中1 區(qū)塊油氣主要源自該套烴源巖[16]。

3.2 儲(chǔ)集層

準(zhǔn)中1 區(qū)塊侏羅系三工河組二段砂巖儲(chǔ)集層具有填隙物體積分?jǐn)?shù)低、成分程度低和結(jié)構(gòu)成熟度高的巖石學(xué)特征,砂巖的分選性中等—好,磨圓度中等,表現(xiàn)出較高的結(jié)構(gòu)成熟度,是準(zhǔn)噶爾盆地腹部地區(qū)侏羅系儲(chǔ)層物性最好的層段。據(jù)19 口井樣品統(tǒng)計(jì)分析,孔隙度4%~19%,主要分布在12%~13%,; 滲透率 (0.1~457.0)×10-3μm2,主要分布在(30.0~50.0)×10-3μm2,為中孔、中滲級(jí)別。但由于埋深不同、成巖環(huán)境差異大,導(dǎo)致不同地區(qū)儲(chǔ)層物性差異較大。沙窩地地區(qū)埋深較淺,物性最好,莫西莊地區(qū)次之,征沙村地區(qū)最差。

表1 準(zhǔn)中1 區(qū)塊圈閉類型特征

3.3 蓋層

準(zhǔn)中1 區(qū)塊侏羅系三工河組三段為一套半深湖—深湖相深灰色、灰色泥巖沉積,沉積穩(wěn)定,厚度較大,分布范圍廣,為該區(qū)塊區(qū)域性有效蓋層。侏羅系三工河組二段上、下亞段之間還發(fā)育一套分布較為穩(wěn)定的泥巖,俗稱“泥脖子”,該套泥巖雖然厚度不大,但可作為該區(qū)局部蓋層。侏羅系三工河組二段下亞段上部地層巖性以砂巖為主,但受沉積體系控制,砂巖并不是大套連續(xù)疊置,而是在其中發(fā)育大量致密隔夾層,這些隔夾層展布規(guī)模不一,為該區(qū)巖性圈閉提供了很好的遮擋條件。

3.4 油氣輸導(dǎo)通道

受壓扭應(yīng)力場(chǎng)作用影響,準(zhǔn)中地區(qū)發(fā)育大規(guī)模走滑斷裂體系,走滑斷裂主要沿二疊系古凸起邊緣展布。平面上,走滑斷裂為雁列式、帚狀及平行式排列;剖面上,走滑斷裂斷層下部切割烴源巖層,向上逐漸散開,主斷層與分支斷層組合為花狀特征。準(zhǔn)中地區(qū)中部1區(qū)塊花狀走滑斷裂分別位于沙窩地、沙窩地南、莫西莊及征沙村地區(qū)。

走滑斷裂走向受古凸起走向的影響,主要為北西向、北東向和近東西向,斷層傾角最大可達(dá)88°。走滑斷層斷距自下而上逐漸變小,二疊系斷距在80~140 m,三疊系斷距在50~80 m,侏羅系斷距為20~30 m,甚至20 m 以內(nèi),這與盆地性質(zhì)由早二疊世裂陷性質(zhì)向后期壓扭性質(zhì)轉(zhuǎn)變相對(duì)應(yīng)。大規(guī)模走滑斷裂體系成為工區(qū)溝通烴源巖與儲(chǔ)集層的最關(guān)鍵輸導(dǎo)通道。

4 成藏主控因素

4.1 走滑斷裂是油氣縱向運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)輸導(dǎo)通道

由于準(zhǔn)中1 區(qū)塊三工河組二段儲(chǔ)層與下烏爾禾組烴源巖之間被多套泥巖層阻隔,因此,后者生成的油氣只能通過斷層向儲(chǔ)層中運(yùn)移。準(zhǔn)噶爾盆地中部發(fā)育大量走滑斷裂,這些呈花狀或似花狀特征的走滑斷層下部切割烴源巖,上部連通儲(chǔ)層,成為該區(qū)重要的油源斷裂。該區(qū)油氣成藏期為K2-Q[17-18],受盆緣大斷層活動(dòng)的影響,該區(qū)斷層持續(xù)活動(dòng)開啟,與成藏期良好匹配,保證了油氣垂向有效運(yùn)移。

準(zhǔn)中地區(qū)45 口井油氣顯示與走滑斷層關(guān)系要素統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,34 口油流與油氣顯示井位于油源斷層附近,占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的76%;9 口油流與油氣顯示井與孤立的層內(nèi)斷層相關(guān);2 口井與斷層基本不相關(guān),無油氣顯示。不同油氣顯示級(jí)別與油源斷層關(guān)系統(tǒng)計(jì)表明,距離油源斷層越近,從油浸到熒光不同顯示級(jí)別的頻數(shù)越高,反之越低。

4.2 成藏期古隆起低勢(shì)區(qū)控制油氣運(yùn)移方向

油氣勘探實(shí)踐表明,油氣在地層空間中的運(yùn)移受流體勢(shì)場(chǎng)空間分布特征的控制,油氣總是由高勢(shì)區(qū)向低勢(shì)區(qū)運(yùn)移,在低勢(shì)區(qū)聚集成藏[19]。在油源斷裂垂向溝通條件下,區(qū)塊內(nèi)具古構(gòu)造背景的區(qū)域由于位于相對(duì)低勢(shì)區(qū),從而成為油氣運(yùn)移指向區(qū)。

準(zhǔn)中1 區(qū)塊成藏期古構(gòu)造特征表明(見圖2),沙窩地、莫西莊及征沙村地區(qū)位于古構(gòu)造高部位,為油氣運(yùn)移時(shí)期的低勢(shì)區(qū),目前發(fā)現(xiàn)的油氣藏也主要聚集在這幾個(gè)區(qū)域。

4.3 優(yōu)勢(shì)運(yùn)移方向上有利圈閉控制油氣富集

受盆地構(gòu)造面貌及沉積體系影響,準(zhǔn)中1 區(qū)塊巖性圈閉主要分布于侏羅系三工河組二段下亞段上部及上亞段,目前勘探的實(shí)際情況表明,并不是所有的巖性圈閉都是有效圈閉。只有成藏期處于流體勢(shì)場(chǎng)低勢(shì)區(qū),并與油源斷層配置良好的圈閉,才是富集油氣的有效圈閉(見圖2)。統(tǒng)計(jì)表明,位于古隆起低勢(shì)區(qū)的油氣圈閉油藏高度在31~120 m,平均81 m;油藏油氣飽和度35%~75%,平均48%。不在有利運(yùn)移方向上的圈閉油藏高度極低,含油飽和度基本在20%以下,甚至大多為無效空圈閉(見表2)。

圖2 準(zhǔn)中1 區(qū)塊K2-Q 油氣成藏要素疊合

表2 準(zhǔn)中1 區(qū)塊油氣富集與勘探區(qū)域關(guān)系

5 結(jié)論

1)受不同層序單元控制下的物源供給及古構(gòu)造、古地貌特點(diǎn)影響,準(zhǔn)中1 區(qū)塊主要發(fā)育巖性圈閉。

2)盆1 井西凹陷中二疊統(tǒng)下烏爾禾組烴源巖提供了充足的油源,在具走滑性質(zhì)的花狀油源斷層垂向溝通下,古隆起低勢(shì)區(qū)部位的巖性圈閉最有利于油氣富集;準(zhǔn)中1 區(qū)塊深洼區(qū)巖性圈閉具有P 源巖供烴、花狀油源斷層垂向輸導(dǎo)、低勢(shì)區(qū)巖性圈閉富集的油氣成藏模式。

3)準(zhǔn)中地區(qū)下一步油氣勘探應(yīng)重點(diǎn)考慮油源斷裂與古構(gòu)造匹配良好的巖性圈閉發(fā)育區(qū)。

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