商豐凱,陳 林,王 林,韓梓航,劉子超

(中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院西部分院,山東東營(yíng) 257000)

車(chē)排子凸起火山巖油藏成藏主控因素和模式

商豐凱,陳 林,王 林,韓梓航,劉子超

(中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院西部分院,山東東營(yíng) 257000)

以錄井、測(cè)井、薄片和地震資料為基礎(chǔ),解剖車(chē)排子凸起已發(fā)現(xiàn)火山巖油藏,分析油氣成藏主控因素,建立成藏模式.結(jié)果表明:石炭系火山巖油藏儲(chǔ)集空間有原生孔隙、次生孔隙和裂縫等類(lèi)型.油氣沿油源斷層和“毯砂“進(jìn)行復(fù)式輸導(dǎo),石炭系頂面“硬殼“為良好蓋層.車(chē)排子凸起火山巖油藏成藏主控因素為“毯砂“、巖性、“硬殼“,物性?xún)?yōu)越的“毯砂“為石炭系油氣富集提供良好的輸導(dǎo)條件,有利巖性為油氣提供優(yōu)質(zhì)的賦存條件,石炭系頂面區(qū)域性“硬殼“是油氣大面積成藏的關(guān)鍵.車(chē)排子凸起火山巖油藏成藏模式為昌吉凹陷二疊系油源、斷層和“毯砂“復(fù)式輸導(dǎo)、有利巖相富集、“硬殼“封蓋的斷塊油藏.將該成果應(yīng)用于勘探部署中,多口探井鉆探成功.

車(chē)排子凸起;火山巖油藏;儲(chǔ)集特征;成藏主控因素;成藏模式

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2015.05.002

0　引言

準(zhǔn)噶爾盆地是中國(guó)含油氣盆地中火山巖油氣藏勘探成果最為豐碩的盆地.1957年,克拉瑪依油田九區(qū)222井在石炭系首次獲得工業(yè)油流,日產(chǎn)油7.25 m3[1].近10 a來(lái),隨著火山巖勘探理論的不斷完善和物探試油技術(shù)的進(jìn)步,準(zhǔn)噶爾盆地相繼在五彩灣、北三臺(tái)、滴北等地區(qū)發(fā)現(xiàn)多個(gè)大中型油氣田,形成火山巖油氣藏儲(chǔ)量和產(chǎn)量增長(zhǎng)的高峰期[2-6].目前隨著勘探程度的提高,準(zhǔn)噶爾盆地車(chē)排子凸起在石炭系發(fā)現(xiàn)多個(gè)火山巖油藏.隨著鉆井的不斷增多,證實(shí)石炭系火山巖油藏具有儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)、含油性變化大的特點(diǎn),其油氣分布的復(fù)雜性也逐漸顯現(xiàn).因此,有必要研究火山巖油藏成藏主控因素和成藏模式.

早期對(duì)車(chē)排子凸起的研究主要集中于中淺層(侏羅系、白奎系和新近系沙灣組等)[7-19],對(duì)石炭系的研究偏少.王坤等分析石炭系巖性識(shí)別方法和儲(chǔ)層特征,應(yīng)用巖性識(shí)別圖版、成像測(cè)井和Fisher判別法識(shí)別巖性,利用巖心觀察、鑄體薄片和成像測(cè)井分析儲(chǔ)集類(lèi)型,發(fā)現(xiàn)火山角礫巖和火山熔巖儲(chǔ)集性能較為優(yōu)越[20].程長(zhǎng)領(lǐng)、伊萬(wàn)順等分析車(chē)排子凸起春風(fēng)油田石炭系火成巖儲(chǔ)層控制因素和分布,認(rèn)為儲(chǔ)層發(fā)育的控制因素有巖石類(lèi)型、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(斷裂)和風(fēng)化淋濾作用[21-22].與車(chē)排子凸起石炭系火山巖儲(chǔ)層特征的研究相比,針對(duì)成藏規(guī)律的研究較少,制約勘探的持續(xù)深入.在解剖車(chē)排子凸起石炭系已知油藏的基礎(chǔ)上,筆者分析巖性和儲(chǔ)層特征、油源特征、輸導(dǎo)條件及蓋層特征,明確車(chē)排子凸起石炭系火山巖油藏成藏主控因素和成藏模式.該研究成果對(duì)于進(jìn)一步擴(kuò)大石炭系的油氣勘探具有指導(dǎo)意義,同時(shí),對(duì)其他火山巖區(qū)的油氣勘探也有借鑒作用.

1　地質(zhì)特征

車(chē)排子凸起構(gòu)造位置上隸屬于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起,東面以紅車(chē)斷裂帶為界,與昌吉凹陷及中拐凸起相接,南面以艾卡斷裂為界,與四棵樹(shù)凹陷相鄰(見(jiàn)圖1和圖2),自晚海西期隆升定型以來(lái),長(zhǎng)期保持正向構(gòu)造的形態(tài)[7].

車(chē)排子凸起地層發(fā)育不全,缺失前石炭系、二疊系和三疊系,自下而上依次發(fā)育石炭系、中生界的侏羅系和白奎系、新生界的古近系和新近系.石炭系為鉆井和地震揭示的最老地層,在整個(gè)車(chē)排子凸起有分布,鉆井揭示最大厚度為2 737 m(未鉆穿),根據(jù)地震資料推測(cè)厚度大于5 000 m.石炭系之上的侏羅系至新近系為沉積巖,巖性為礫巖、砂質(zhì)礫巖、含礫砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖等,厚度分布于400～1 400 m之間.

圖1　車(chē)排子凸起及鄰區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐諪ig.1 Division of tectonic units of the Chepaizi uplift and adjacent region

圖2　過(guò)p666井東西向地震剖面(剖面位置對(duì)應(yīng)圖1的A-A')Fig.2 East-west-trending seismic interpretation profile of p666(the location corresponds to A-A'in Fig.1)

2　油藏解剖

目前,車(chē)排子凸起石炭系發(fā)現(xiàn)的火山巖油藏有p60、p66、p61、p666、p668、p674、p673等7個(gè),油藏縱向上位于距石炭系頂面400 m的范圍內(nèi),受到石炭系風(fēng)化殼的控制;埋深為600～1 200 m,屬淺層油藏.油藏類(lèi)型為“風(fēng)化殼型“斷塊油藏,含油高度介于128～349 m之間,每個(gè)含油斷塊具有獨(dú)立的油水系統(tǒng),并且被試油資料證實(shí).出油層段的巖性主要為火山角礫巖、安山巖和凝灰?guī)r(見(jiàn)圖3).油層壓力為10.68～12.25 MPa,壓力因數(shù)為1.07～1.08,油層中部溫度為36～41℃,地溫梯度為2.25℃/100 m,為常壓低溫系統(tǒng).石炭系在溫度為20℃時(shí),原油密度為0.939 8～0.966 5 t/m3;在溫度為50℃時(shí),黏度為390～8 968 mPa·s,含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%～0.2%,屬于低含硫重質(zhì)稠油.

圖3　車(chē)排子凸起石炭系東西向油藏剖面Fig.3 West-east-trending reservoir profile of the Carboniferous in the Chepaizi uplift

車(chē)排子凸起石炭系油藏特點(diǎn):首先,出油段巖性為火山巖,目前鉆遇沉積巖的井尚未發(fā)現(xiàn)熒光及以上油氣顯示;其次,石炭系油藏含油高度大、豐度高,說(shuō)明有高效的輸導(dǎo)體系為它提供充足的油氣;再次,石炭系上覆地層為砂巖和含礫砂巖,不發(fā)育穩(wěn)定泥巖,需要研究其封蓋條件.

3　油氣成藏特征

3.1儲(chǔ)集層

3.1.1儲(chǔ)層巖石學(xué)

車(chē)排子凸起石炭系巖石類(lèi)型復(fù)雜,主要發(fā)育三大類(lèi):火山碎屑巖類(lèi)、火山熔巖類(lèi)和沉積巖類(lèi).其中,火山碎屑巖類(lèi)主要包括凝灰?guī)r和火山角礫巖;火山熔巖類(lèi)主要為安山巖;沉積巖類(lèi)主要包括凝灰質(zhì)泥巖、泥巖、細(xì)砂巖等.根據(jù)多口井的巖心觀察及巖石薄片鏡下鑒定,明確各類(lèi)巖性主要特征.

(1)凝灰?guī)r.見(jiàn)p60、p671等井.巖石類(lèi)型有巖屑凝灰?guī)r和晶屑凝灰?guī)r.巖屑包括玄武質(zhì)巖屑和安山質(zhì)巖屑;晶屑成分主要為角閃石類(lèi)和長(zhǎng)石類(lèi),見(jiàn)少量黑云母和輝石;由于受長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化淋濾作用,巖屑和晶屑發(fā)生不同程度的蝕變作用.

(2)火山角礫巖.見(jiàn)p66、p672等井.火山角礫成分主要為安山質(zhì),局部可見(jiàn)少量玄武質(zhì);角礫間多為安山質(zhì)膠結(jié),局部為火山灰膠結(jié).

(3)安山巖.見(jiàn)p667、p666等井.巖石較為致密,顏色為紅色、灰綠色、灰色等,多具斑狀結(jié)構(gòu).斑晶為自形、半自行結(jié)構(gòu),斑晶類(lèi)型主要為板狀、針狀斜長(zhǎng)石及條狀角閃石,斑晶體積分?jǐn)?shù)為20%～35%,斑晶間多為玻璃質(zhì)充填.

(4)沉積巖類(lèi)的泥巖和砂巖.見(jiàn)p68、p67等井.以典型的沉積構(gòu)造(如水平層理、含有動(dòng)植物化石等)區(qū)別于其他巖類(lèi),鏡下鑒定其碎屑顆粒的磨圓度和分選性較好.

根據(jù)測(cè)井解釋儲(chǔ)層段與巖性的對(duì)應(yīng)關(guān)系統(tǒng)計(jì)表明,儲(chǔ)層發(fā)育的主要巖石類(lèi)型為安山巖、火山角礫巖和凝灰?guī)r,不發(fā)育沉積巖.

3.1.2儲(chǔ)集空間類(lèi)型

研究區(qū)儲(chǔ)集空間主要包括孔隙和裂縫(見(jiàn)圖4).孔隙進(jìn)一步劃分為原生孔隙和溶蝕孔隙.其中原生孔隙包括氣孔和晶間孔等;溶蝕孔隙包括角礫內(nèi)斑晶溶孔、基質(zhì)溶孔、斑晶溶孔、杏仁溶孔等[23-25].裂縫類(lèi)型較多,包括風(fēng)化縫、溶蝕縫、構(gòu)造縫等.火山角礫巖、安山巖和凝灰?guī)r具有較好的儲(chǔ)集性能,但不同巖性發(fā)育的儲(chǔ)集空間類(lèi)型和組合特征略有差異.其中,火山角礫巖儲(chǔ)集空間類(lèi)型包括角礫間孔、角礫內(nèi)斑晶溶孔、角礫內(nèi)殘余氣孔及未充填縫等;安山巖發(fā)育斑晶溶孔、未充填縫等.凝灰?guī)r主要發(fā)育角礫間殘余孔、溶蝕孔和未充填裂縫.

圖4　車(chē)排子凸起石炭系火山巖儲(chǔ)集空間類(lèi)型Fig.4 Reservoir space types of the Carboniferous volcanic rocks in the Chepaizi uplift

根據(jù)巖心、鑄體薄片和掃描電鏡資料,研究區(qū)石炭系以發(fā)育裂縫一孔隙型雙重介質(zhì)儲(chǔ)層為主.孔隙之間主要由多種類(lèi)型的裂縫連通,形成孔隙一裂縫型儲(chǔ)集組合.這種儲(chǔ)集組合類(lèi)型具備優(yōu)越的儲(chǔ)集性能,孔隙度分布在6%～15%之間.通過(guò)薄片觀察,油氣主要分布在裂縫溝通的溶蝕孔隙及裂縫面內(nèi).

3.1.3儲(chǔ)層控制因素

不同的巖石類(lèi)型具有不同的儲(chǔ)集空間發(fā)育特點(diǎn),其孔隙類(lèi)型、裂縫類(lèi)型、孔隙一裂縫組合特征、孔隙和裂縫的分布密度有顯著差異[26].這些差異導(dǎo)致一部分巖石可作為優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)集巖,另一部分巖石類(lèi)型儲(chǔ)集性能較差.這些特點(diǎn)在車(chē)排子凸起石炭系也有明顯表現(xiàn).以安山巖為代表的溢流相主要發(fā)育的儲(chǔ)集空間類(lèi)型有氣孔、杏仁孔和收縮縫.氣孔主要發(fā)育在上部亞相,呈蜂窩狀定向排列;中部亞相火山熔巖較為致密,幾乎不出現(xiàn)氣孔構(gòu)造;下部亞相氣孔分布相對(duì)較少.杏仁孔主要發(fā)育在上部亞相,是由上部亞相氣孔一杏仁構(gòu)造較為發(fā)育決定的.收縮縫在整個(gè)溢流相中出現(xiàn).整體上,溢流相儲(chǔ)層較為發(fā)育,是有利的火山巖相.以火山角礫巖為代表的爆發(fā)相主要儲(chǔ)集空間類(lèi)型為礫內(nèi)溶蝕孔、礫間孔和裂縫.礫內(nèi)溶蝕孔主要形成于火山熔巖角礫的長(zhǎng)石和角閃石斑晶,受角礫類(lèi)型和風(fēng)化作用控制,凝灰?guī)r角礫等不含斑晶的角礫類(lèi)型往往不發(fā)育礫內(nèi)溶蝕孔.礫間孔主要是角礫間的鈣質(zhì)膠結(jié)物后期遭受淋濾溶解作用形成的.裂縫分布于爆發(fā)相的各個(gè)亞相,由于爆發(fā)相巖石的脆性作用較強(qiáng),裂縫發(fā)育程度也較好.因此,爆發(fā)相也是儲(chǔ)層分布的有利火山巖相.

沉積巖在石炭系廣泛發(fā)育,以硅質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)為主要特征,巖心分析和測(cè)井解釋孔隙度和滲透率極低,不能作為儲(chǔ)層.分析不同巖石類(lèi)型的儲(chǔ)層特征,證實(shí)有利巖性及巖相是石炭系儲(chǔ)層發(fā)育的主要控制因素.其中,溢流相的安山巖和爆發(fā)相的火山角礫巖是儲(chǔ)層發(fā)育最為優(yōu)越的巖性巖相;爆發(fā)相的凝灰?guī)r也發(fā)育儲(chǔ)層,儲(chǔ)集空間類(lèi)型為裂縫和溶蝕孔隙,其中裂縫較為常見(jiàn),但溶蝕孔隙較少發(fā)育,儲(chǔ)集性能差于前兩種巖性;沉積巖基本不發(fā)育儲(chǔ)層.

3.2油源

車(chē)排子地區(qū)p60、p61和p66等井在石炭系試油獲得油流,其原油具有較為相似的生標(biāo)指紋特征.以p66井石炭系原油為例,飽和烴總離子譜圖受到影響,導(dǎo)致飽和烴分布較高,并且很完整.從總離子圖上還可以見(jiàn)到一個(gè)小鼓包,Pr/Ph(姥鮫烷和植烷的豐度比)為0.72,不含β胡蘿卜烷.萜烷化合物分布較好,升藿烷遭受降解,可見(jiàn)到25-降藿烷的含量較高;伽馬蠟烷含量中等,伽馬蠟烷指數(shù)為0.19.三環(huán)萜烷含量相對(duì)較高,三環(huán)萜烷和五環(huán)萜烷的豐度比為1.52,其中C20、C21、C23三環(huán)萜烷相對(duì)豐度呈“V“型分布,Ts相對(duì)于Tm豐度較低,Ts/(Ts+Tm)為0.43.升藿烷指數(shù)為0,C31升藿烷22S/(22S+22R)為0.51.孕甾烷含量較高,(孕甾烷+升孕甾烷)/規(guī)則甾烷為0.61.ααα20RC27、C28、C29甾烷相對(duì)豐度呈“反L“型分布,其中ααα20RC27、C28相對(duì)含量很低,αααC29甾烷20S/(20S+20R)為0.43,C29甾烷ββ/(αα+ββ)為0.48,達(dá)到成熟階段.與昌吉凹陷主要烴源巖的生標(biāo)指紋特征進(jìn)行對(duì)比[27],證實(shí)油氣來(lái)自二疊系烴源巖.

3.3輸導(dǎo)體系

油氣輸導(dǎo)體系作為溝通烴源巖與圈閉的橋梁和紐帶,它在油氣成藏過(guò)程中控制油氣的分布及規(guī)模[28-31].車(chē)排子凸起位于昌吉凹陷生烴范圍以外,因此高效的輸導(dǎo)體系成為油氣運(yùn)移至車(chē)排子凸起石炭系的關(guān)鍵.其中,紅車(chē)斷裂帶作為油源斷層,使得油氣由凹陷區(qū)運(yùn)移至凸起區(qū);凸起之上的侏羅系“毯砂“為一套重要的橫向輸導(dǎo)層.

3.3.1油源斷層

紅車(chē)斷裂是昌吉凹陷的控凹斷層,也是重要的油源斷層,對(duì)車(chē)排子凸起多層系含油起到重要作用(見(jiàn)圖1和圖2).紅車(chē)斷裂帶屬于西北緣前陸沖斷帶的南段,全長(zhǎng)為170 km,寬為10～20 km,總體呈反“S“形,為近南北向的隱伏斷裂.紅車(chē)斷裂平面形態(tài)為以北北西向?yàn)橹鞯幕⌒螖嗔?紅車(chē)斷裂活動(dòng)具有幕式的特點(diǎn),斷裂活動(dòng)主要有三幕,第一幕為二疊紀(jì)末期,第二幕為三疊紀(jì)的中、晚期,第三幕為中、晚侏羅紀(jì),表明紅車(chē)斷裂具有活動(dòng)強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn).由于存在紅車(chē)斷裂多期多幕的繼承性活動(dòng),使得油氣能夠充分地運(yùn)移至車(chē)排子凸起,為油氣在車(chē)排子凸起的進(jìn)一步運(yùn)移起到重要作用.

3.3.2侏羅系“毯砂“

“毯砂“指穩(wěn)定分布的厚層砂礫巖或砂巖層,能夠?qū)⒂驮磾嗔演斔偷挠蜌膺M(jìn)行橫向發(fā)散運(yùn)移,在油氣成藏過(guò)程中有重要作用[32].車(chē)排子凸起石炭系油氣成藏過(guò)程,有一套橫向上較為穩(wěn)定、物性較為優(yōu)越的“毯砂“一一一侏羅系“毯砂“.侏羅系“毯砂“主要分布于車(chē)排子凸起東部,為一套扇三角洲沉積砂體.p1和p67等井鉆遇侏羅系“毯砂“,巖性主要為一套淺灰色或褐灰色角礫巖、含礫粗砂巖、粗粒砂巖、中粒砂巖、細(xì)砂巖,可分為多期次粗一細(xì)的正遞變旋回.巖心物性分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,“毯砂“物性較好,孔隙度主要分布于25.0%～32.0%之間,平均為27.0%;滲透率主要分布于(50～750)×10-3μm2之間,平均為157× 10-3μm2,為高孔、中滲儲(chǔ)層.

平面上,侏羅系“毯砂“呈南北向席狀展布,北部“毯砂“厚度相對(duì)較大,為120～200 m,其中p1井厚度為85 m,p67井厚度為110 m;南部厚度相對(duì)較小,為10～100 m.侏羅系“毯砂“普遍見(jiàn)到良好油氣顯示,顯示級(jí)別為油跡一油浸,單井顯示厚度為5～40 m,表明油氣在其中進(jìn)行過(guò)廣泛的運(yùn)移.對(duì)顯示段的油砂進(jìn)行地化分析,發(fā)現(xiàn)侏羅系砂體中的油氣與石炭系原油生標(biāo)指紋特征相似,證實(shí)石炭系油藏與侏羅系“毯砂“具有緊密聯(lián)系.縱向上,石炭系已發(fā)現(xiàn)的油藏位于侏羅系“毯砂“較厚區(qū)的下部或側(cè)緣,兩者具有較好的相關(guān)性.平面展布上,侏羅系“毯砂“基本覆蓋車(chē)排子凸起東部的石炭系,與石炭系形成良好的側(cè)向?qū)?是石炭系良好的油氣“運(yùn)移毯“(見(jiàn)圖5).

3.3.3“油源斷層+毯砂“復(fù)式輸導(dǎo)體系

紅車(chē)斷裂自晚海西期至現(xiàn)今保持繼承性的活動(dòng);侏羅系“毯砂“形成于扇三角洲前緣水下分流河道微相,是一套厚度大、平面分布面積廣、孔滲性較好、油氣顯示豐富的優(yōu)質(zhì)輸導(dǎo)毯,可長(zhǎng)期作為高效的橫向運(yùn)移通道.根據(jù)紅車(chē)斷裂和侏羅系“毯砂“復(fù)合輸導(dǎo)體系,建立昌吉凹陷二疊系烴源巖與車(chē)排子凸起良好的石炭系圈閉“源圈關(guān)系“.

圖5　車(chē)排子凸起侏羅系“毯砂“厚度Fig.5 Sandstone isothickness map of blanket sand of the Jurassic in the Chepaizi uplift

3.4蓋層條件

蓋層是火山巖油氣藏形成和保存不可缺少的必要條件.研究區(qū)石炭系上覆地層主要為侏羅系,侏羅系為一套物性較好的“毯砂“,因此無(wú)法作為蓋層.

石炭系頂面遭受?chē)?yán)重的風(fēng)化作用,使得石炭系頂部經(jīng)歷多個(gè)風(fēng)化階段,具體可劃分為2個(gè)階段.第一階段是風(fēng)化裂縫形成的階段,石炭系頂部形成大量的風(fēng)化裂縫;第二階段為風(fēng)化裂縫充填的階段,大氣水中的Ca2+析出,在早期開(kāi)啟的風(fēng)化裂縫中析出沉淀,使得風(fēng)化裂縫被多期次的方解石充填,喪失儲(chǔ)集性能,并在石炭系頂面形成一層致密的“硬殼“(見(jiàn)圖6).由于石炭系在地質(zhì)歷史時(shí)期遭受較長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化,絕大多數(shù)石炭系地層經(jīng)歷第二個(gè)風(fēng)化階段,使得石炭系頂面的“硬殼“在平面上廣泛分布,厚度為15～60 m.根據(jù)已鉆10口井巖心分析孔隙度和測(cè)井解釋孔隙度,石炭系頂面孔隙度小于3.5%,證實(shí)“硬殼“的存在.同時(shí),“硬殼“較為致密,分布較廣,成為石炭系油氣成藏的區(qū)域性?xún)?yōu)質(zhì)蓋層.

4　成藏主控因素及模式

4.1成藏主控因素

4.1.1“毯砂“

車(chē)排子凸起遠(yuǎn)離生油凹陷(昌吉凹陷),并不是傳統(tǒng)意義上油氣易于富集的地區(qū).對(duì)于遠(yuǎn)離油源的地區(qū),優(yōu)質(zhì)高效的橫向運(yùn)移通道成為油氣聚集成藏的重要因素.侏羅系沉積時(shí),車(chē)排子凸起區(qū)沉積一套橫向較為穩(wěn)定的砂體,該砂體現(xiàn)今埋深在600～1 400 m之間,根據(jù)巖石薄片和物性分析,侏羅系砂巖具有較好的孔滲性;同時(shí),該砂體一直延伸到凹陷區(qū),并與紅車(chē)斷裂等油源斷層相接.因此,侏羅系“毯砂“在時(shí)間和空間上保證良好的橫向輸導(dǎo)性能,為石炭系提供良好的油氣輸導(dǎo)條件.

4.1.2巖性

車(chē)排子地區(qū)石炭系發(fā)育火山巖和沉積巖2種巖性.其中,爆發(fā)相的火山角礫巖、凝灰?guī)r及溢流相的安山巖,具有特殊的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,加上長(zhǎng)期的風(fēng)化淋濾、熱液活動(dòng)等地質(zhì)作用,使得它們發(fā)育氣孔、礫間溶孔、晶間溶孔、斑晶溶孔、風(fēng)化縫、溶蝕縫、構(gòu)造縫等儲(chǔ)集空間類(lèi)型.這些儲(chǔ)集空間類(lèi)型形成多種多樣的儲(chǔ)集組合類(lèi)型,孔一縫大面積溝通,在區(qū)域上形成互相連通的規(guī)模較大的儲(chǔ)集體,為油氣提供良好的富集條件.

4.1.3“硬殼“

石炭系之上大面積覆蓋侏羅系“毯砂“,“毯砂“雖然為油氣輸導(dǎo)提供良好條件,但是無(wú)法作為石炭系的蓋層.石炭系頂面的“硬殼“,不僅巖性致密,而且橫向分布范圍廣闊,厚度也較為穩(wěn)定,將石炭系賦存的油氣封蓋.因此,石炭系頂面區(qū)域性“硬殼“決定石炭系大面積成藏.

4.2成藏模式

根據(jù)石炭系油藏特征及成藏控制因素,建立車(chē)排子地區(qū)石炭系的油氣成藏模式:昌吉凹陷二疊系油源、斷層和“毯砂“復(fù)式輸導(dǎo)、有利巖相富集、“硬殼“封蓋的斷塊油藏(見(jiàn)圖7).

圖6　車(chē)排子凸起石炭系頂面“硬殼“照片F(xiàn)ig.6 The photos of hard shell on top of the Carboniferous in the Chepaizi uplift

圖7　車(chē)排子凸起石炭系火山巖油藏成藏模式Fig.7 Hydrocarbon accumulation models of the Carboniferous vocanic rocks in the Chepaizi uplift

5　應(yīng)用效果

將研究成果應(yīng)用到勘探部署中,對(duì)下一步車(chē)排子凸起火山巖的有利勘探區(qū)帶進(jìn)行圈定.目前p61-p66井區(qū)已上交控制儲(chǔ)量超過(guò)6×107t.根據(jù)地震預(yù)測(cè)成果,p60-p68井區(qū)廣泛發(fā)育爆發(fā)相的火山角礫巖、凝灰?guī)r及溢流相的安山巖,儲(chǔ)層條件有利,并且該區(qū)和東側(cè)的侏羅系“毯砂“形成良好的側(cè)向?qū)?油氣運(yùn)聚條件優(yōu)越.因此,在p60-p68井區(qū)圈定有利面積130 km2.在有利區(qū)內(nèi)完鉆p683井,于石炭系鉆遇油斑凝灰?guī)r9.8 m/5層、熒光凝灰?guī)r52.1 m/15層,鉆探效果較好(見(jiàn)圖8).

圖8　車(chē)排子凸起石炭系有利勘探區(qū)帶Fig.8 Favourable exploration area of the Carboniferous in the Chepaizi uplift

6　結(jié)論

(1)車(chē)排子凸起石炭系發(fā)育火山碎屑巖、火山熔巖和沉積巖三大巖類(lèi).其中,爆發(fā)相的火山角礫巖和凝灰?guī)r,以及溢流相的安山巖發(fā)育原生孔隙、次生孔隙和裂縫等儲(chǔ)集空間類(lèi)型,儲(chǔ)集物性好;儲(chǔ)層不發(fā)育沉積巖.有利的巖性巖相是石炭系儲(chǔ)層發(fā)育的重要控制因素.

(2)車(chē)排子凸起石炭系油氣來(lái)自于東部昌吉凹陷二疊系烴源巖.輸導(dǎo)格架為“油源斷層+毯砂“的復(fù)式輸導(dǎo)體系,油源斷層為紅車(chē)斷裂,橫向輸導(dǎo)層為侏羅系“毯砂“.石炭系頂面發(fā)育一層橫向分布穩(wěn)定的“硬殼“,為區(qū)域性蓋層.

(3)石炭系成藏主控因素:物性?xún)?yōu)越的“毯砂“為石炭系油氣提供良好的輸導(dǎo)條件,有利巖性為油氣提供優(yōu)質(zhì)的賦存條件,石炭系頂面區(qū)域性“硬殼“為油氣大面積成藏的關(guān)鍵.石炭系火山巖油藏成藏模式:昌吉凹陷二疊系油源、斷層和“毯砂“復(fù)式輸導(dǎo)、有利巖相富集、“硬殼“封蓋的斷塊油藏.

(4)利用研究成果圈定有利勘探區(qū),部署的探井在石炭系火山巖鉆遇良好油氣顯示,證實(shí)該區(qū)成藏主控因素和成藏模式能夠指導(dǎo)勘探部署.

[1] 鄒才能.火山巖油氣地質(zhì)[M].北京:地質(zhì)出版社,2012. Zou Caineng.Petroleum geology and exploration for volcanic reservoirs[M].Beijing:Geological publishing House,2012.

[2] 楊輝,文百紅,張研,等.準(zhǔn)噶爾盆地火山巖油氣藏分布規(guī)律及區(qū)帶目標(biāo)優(yōu)選一一一以陸東一五彩灣地區(qū)為例[J].石油勘探與開(kāi)發(fā), 2009,36(4):419-427. Yang Hui,Wen Baihong,Zhang Yan,et al.Distribution of hydrocarbon traps in volcanic rocks and optimization for selecting exploration prospects and targets in Junggar basin:A case study in Ludong-Wucaiwan area,NW China[J].Petroleum Exploration and Development,2009,36(4):419-427.

[3] 趙寧,石強(qiáng).裂縫孔隙型火山巖儲(chǔ)層特征及物性主控因素一一一以準(zhǔn)噶爾盆地陸東一五彩灣地區(qū)石炭系火山巖為例[J].天然氣工業(yè), 2012,32(10):14-23. Zhao Ning,Shi Qiang.Characteristics of fractured and porous volcanic reservoirs and the major controlling factors of their physical properties:A case study from the Carboniferous volcanic rocks in Ludong-Wucaiwan area,Junggar basin[J].Natural Gas Industry, 2012,32(10):14-23.

[4] 杜洋,羅明高.北三臺(tái)地區(qū)火山巖儲(chǔ)層特征及成藏模式研究[J].天然氣勘探與開(kāi)發(fā),2011,34(1):9-12. Du Yang,Luo Minggao.Reservoir characteristics and reservoir-forming mode of volcanic rock in Beisantai area[J].Natural Gas Exploration and Development,2011,34(1):9-12.

[5] 曲江秀,高長(zhǎng)海,查明,等.準(zhǔn)噶爾盆地克拉美麗氣田石炭系火山巖儲(chǔ)層特征及成巖演化[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2014,38 (5):1-8. Qu Jiangxiu,Gao Changhai,Zha Ming,et al.Reservoir characteristics and diagenetic evolution of Carboniferous volcanic rock in Kelameili gas field of Junggar basin[J].Journal of China University of Petroleum:Edition of Natural Science,2014,38(5):1-8.

[6] 王淑芳,鄒才能,侯連華,等.準(zhǔn)噶爾盆地東部石炭系火山巖氣藏石油地質(zhì)特征及有利勘探方向分析[J].地學(xué)前緣,2013,20(2):226-236. Wang Shufang,Zou Caineng,Hou Lianhua,et al.Petroleum geological characteristics of gas accumulation in Carboniferous volcanics and prospect for gas exploration,eastern Junggar basin[J].Earth Science Frontiers,2013,20(2):226-236.

[7] 邢鳳存,陸永潮,劉傳虎,等.車(chē)排子地區(qū)構(gòu)造一古地貌特征及其控砂機(jī)制[J].石油與天然氣地質(zhì),2008,29(1):78-83. Xing Fengcun,Luyongchao,Liu Chuanhu,et al.Structural-paleogeomorphologic features of Chepaizi area and mechanism of their control on sandbodies[J].Oil and Gas Geology,2008,29(1):78-83.

[8] 宋傳春.準(zhǔn)噶爾盆地車(chē)排子地區(qū)“三多“成藏特征分析[J].油氣地球物理,2007,5(1):47-49. Song Chuanchun.The reservoir forming feature analysis of the multiple oil-bearing series,multiple reservoir types and multiple oiliness grades in Chepaizi area,Junggar basin[J].Petroleum Geophysics,2007,5(1):47-49.

[9] 楊?lèi)?董臣強(qiáng),徐國(guó)盛.車(chē)排子地區(qū)新近系沙灣組物源與沉積相分析[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,36(3):7-13. Yang Kai,Dong Chenqiang,Xu Guosheng.Analysis of provenance and sedimentary facies of Neocene Shawan formation in Chepaizi area[J].Journal of China University of Petroleum:Edition of Natural Science,2012,36(3):7-13.

[10] 楊少春,孟祥梅,陳寧寧,等.準(zhǔn)噶爾盆地車(chē)排子地區(qū)新近系沙灣組沉積特征[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011,35(2):20-24. Yang Shaochun,Meng Xiangmei,Chen Ningning,et al.Depositional characteristics of Shawan formation in Neogene of Chepaizi area,Junggar basin[J].Journal of China University of Petroleum:Edition of Natural Science,2011,35(2):20-24.

[11] 王軍.準(zhǔn)噶爾盆地車(chē)排子地區(qū)新近系沙灣組沉積特征[J].油氣地質(zhì)與采收率,2013,20(4):30-36. Wang Jun.Sedimentary characteristics of Neogene Shawan formation reservoirs in Chepaizi area,Junggar basin[J].Petroleum Geology and Recovery Effciency,2013,20(4):30-36.

[12] 沈揚(yáng),賈東,趙宏亮,等.準(zhǔn)噶爾盆地西部車(chē)排子凸起新近系沙灣組成藏體系與富集規(guī)律[J].地質(zhì)通報(bào),2010,29(4):581-588. Shen Yang,Jia Dong,Zhao Hongliang,et al.Shawan formation pool-forming system and enrichment regular pattern in Chepaizi uplift,western Junggar basin,China[J].Geological Bulletin of China,2010,29(4):581-588.

[13] 劉傳虎,王學(xué)忠.準(zhǔn)噶爾盆地西緣車(chē)排子地區(qū)沙灣組沉積與成藏控制因素[J].中國(guó)石油勘探,2012,17(4):15-19. Liu Chuanhu,Wang Xuezhong.Sedimentary and hydrocarbon accumulation control factors about Shawan formation of Chepaizi area in western Junggar basin[J].China Petroleum Exploration,2012,17(4):15-19.

[14] 楊勇,陳世悅,王桂萍,等.準(zhǔn)噶爾盆地車(chē)排子地區(qū)古近系沉積相研究[J].油氣地質(zhì)與采收率,2011,18(3):5-9. Yang Yong,Chen Shiyue,Wang Guiping,et al.Study on sedimentary facies of Palegene in Chepaizi area,Junggar basin[J].Petro-leum Geology and Recovery Effciency,2011,18(3):5-9.

[15] 宋傳春.地震沉積學(xué)在春風(fēng)油田白奎系儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].新疆石油地質(zhì),2012,33(3):347-349. Song Chuanchun.Approach to the application of seismic sedimentology to cretaceous of Chunfeng oilfield in western Junggar basin [J].Xinjiang Petroleum Geology,2012,33(3):347-349.

[16] 趙東娜,朱筱敏,董艷蕾,等.地震沉積學(xué)在湖盆緩坡灘壩砂體預(yù)測(cè)中的應(yīng)用一一一以準(zhǔn)噶爾盆地車(chē)排子地區(qū)下白奎統(tǒng)為例[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2014,41(1):55-61. Zhao Dongna,Zhu Xiaomin,Dong Yanlei,et al.Application of seismic sedimentology to prediction of beach and bar sandbodies in gentle slope of lacustrine basin:A case study of the lower Cretaceous in Chepaizi area,Junggar basin,NW China[J].Petroleum Exploration and Development,2014,41(1):55-61.

[17] 楊勇,陳世悅,向奎,等.準(zhǔn)噶爾盆地西北緣車(chē)排子地區(qū)下白奎統(tǒng)層序地層與沉積演化[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011,35 (5):20-26. Yang Yong,Chen Shiyue,Xiang Kui,et al.Sequence stratigraphy and sedimentary evolution of lower Cretaceous series in Chepaizi area,northweastern margin of Junggar basin[J].Journal of China University of Petroleum:Edition of Natural Science,2011,35 (5):20-26.

[18] 楊永利,陸永潮,李祥權(quán),等.準(zhǔn)西車(chē)排子地區(qū)中新生界層序格架及砂體預(yù)測(cè)模式[J].地球科學(xué)(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)),2012,37(4): 743-750. Yang Yongli,Lu Yongchao,Li Xiangquan,et al.Mesozoic-cenozoic sequence framework and sandstone predication model in Chepaizi area,western Junggar basin[J].Earth Science(Journal of China University of Geosciences),2012,37(4):743-750.

[19] 劉傳虎,王學(xué)忠.準(zhǔn)西車(chē)排子地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)體油氣輸導(dǎo)體系研究[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2012,34(2):129-133. Liu Chuanhu,Wang Xuezhong.Hydrocarbon migration system in complex geological bodies at Chepaizi area,western Junggar basin [J].Petroleum Geology&Experiment,2012,34(2):129-133.

[20] 王坤,張奉,張翊,等.準(zhǔn)西車(chē)排子凸起石炭系巖性識(shí)別與儲(chǔ)層特征[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2014,36(4):21-28. Wang Kun,Zhang Feng,Zhang Yi,et al.Identification of the lithology of Carboniferous and its reservoir characteristics in Chepaizi uplift,Junggar basin[J].Journal of Southwest Petroleum University:Science&Technology Edition,2014,36(4):21-28.

[21] 程長(zhǎng)領(lǐng),孫怡,張奉,等.春風(fēng)油田火成巖儲(chǔ)層控制因素及有利儲(chǔ)層分布[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2014,36(3):54-59. Cheng Changling,Sun Yi,Zhang Feng,et al.The control factors and distribution of favorable gneous reservoirs in Chunfeng oilfield [J].Journal of Oil and Gas Technology,2014,36(3):54-59.

[22] 伊萬(wàn)順,賈春明.準(zhǔn)噶爾盆地車(chē)排子凸起石炭系火山巖儲(chǔ)層特征及主控因素[J].新疆地質(zhì),2009,27(1):49-52. Yi Wanshun,Jia Chunming.Reservoir characteristic description and the main control factors analysis of Carboniferous volcanic reservoir in Chepaizi prominence,Junggar basin[J].Xinjiang Geology,2009,27(1):49-52.

[23] 張震,徐國(guó)盛,袁海鋒,等.準(zhǔn)噶爾盆地哈山地區(qū)石炭系火山巖儲(chǔ)層特征及控制因素[J].東北石油大學(xué)學(xué)報(bào),2013,37(4):35-46. Zhang Zhen,Xu Guosheng,Yuan Haifeng,et al.Characteristics and controlling factors of Carboniferous volcanic reservoir in Hashan area of Junggar basin[J].Journal of Northeast Petroleum University,2013,37(4):35-46.

[24] 郭欣欣,劉立,曲希玉,等.火山碎屑巖儲(chǔ)層特征及敏感性一一一以塔木察格盆地塔南凹陷為例[J].東北石油大學(xué)學(xué)報(bào),2013,37(2):72 -81. Guo Xinin,Liu Li,Qu Xiyu,et al.Reservoir characteristics and its sensitivity mechanism of pyroclastic rock of Tanan depression in Tamtsag basin,Mongolia[J].Journal of Northeast Petroleum University,2013,37(2):72-81.

[25] 王春燕,張雷,金雪英.蝕變火山巖儲(chǔ)層特征及氣水層識(shí)別方法[J].東北石油大學(xué)學(xué)報(bào),2013,37(3):18-23. Wang Chunyan,Zhang Lei,Jin Xueying.Characteristics and fluid identification of altered volcanic reservoirs[J].Journal of Northeast Petroleum University,2013,37(3):18-23.

[26] 張家政.準(zhǔn)噶爾盆地紅山嘴油田石炭系火山巖油藏儲(chǔ)層研究[D].長(zhǎng)沙:中南大學(xué),2009:1-56. Zhang Jiazheng.Study of carboniferous volcanic reservoirs in Hongshanzui oilfield of Junggar basin[D].Changsha:Central South U-niversity,2009:1-56.

[27] 李丕龍,馮建輝,陸永潮,等.準(zhǔn)噶爾盆地構(gòu)造沉積與成藏[M].北京:地質(zhì)出版社,2010:171-180. Li Pilong,Feng Jianhui,Lu Yongchao,et al.Tectonic sedimentation and accumulation in the Junggar basin[M].Beijing:Geological publishing House,2010:171-180.

[28] 李月,胥凱,顏世永,等.含油氣盆地油氣輸導(dǎo)體系分析[J].油氣地質(zhì)與采收率,2015,22(1):32-36. Li Yue,Xu Kai,Yan Shiyong,et al.Study on hydrocarbon carrier system in petroliferous basins[J].Petroleum Geology and Recovery Effciency,2015,22(1):32-36.

[29] 孫建軍.不同類(lèi)型斷一砂配置輸導(dǎo)的油氣特征及成藏控制作用[J].東北石油大學(xué)學(xué)報(bào),2013,37(1):57-63. Sun Jianjun.Transporting oil-gas characteristics with different fault-sandstone matching and its control ofoil-gas accumulation[J].Journal of Northeast Petroleum University,2013,37(1):57-63.

[30] 張立含,王旭,劉心宇,等.斷裂在斜坡區(qū)油聚集中的作用一一一以松遼盆地太東地區(qū)葡萄花油層為例[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2012,36 (2):36-40. Zhang Lihan,Wang Xu,Liu Xinyu,ea al.Effects of faults on oil accumulation in slope region:An example from P oil layer in Taidong region[J].Journal of Daqing Petroleum Institute,2012,36(2):36-40.

[31] 尚曉慶,劉洛夫,高小躍,等.庫(kù)車(chē)拗陷依奇克里克構(gòu)造帶油氣輸導(dǎo)體系特征及輸導(dǎo)模式[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2012,36(1):31-40. Shang Xiaoqing,Liu Luofu,Gao Xiaoyue,et al.Characteristics of hydrocarbon pathway system and transport model of the Yiqikelike structural belt in Kuqa depression[J].Journal of Daqing Petroleum Institute,2012,36(1):31-40.

[32] 張善文,王永詩(shī),石砥石,等.網(wǎng)毯式油氣成藏體系一一一以濟(jì)陽(yáng)坳陷新近系為例[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2003,30(1):1-10. Zhang Shanwen,Wang Yongshi,Shi Dishi,et al.Meshwork-carpet type oil and gas pool-forming system:Taking Neogene of Jiyang depression as an example[J].Petroleum Exploration and Development,2003,30(1):1-10.

TE122.1

A

2095-4107(2015)05-0013-10

2015-06-04;編輯:陸雅玲

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2011ZX05002-002)

商豐凱(1985-),男,碩士,工程師,主要從事油氣勘探與部署方面的研究.