支東明,唐勇,鄭孟林,郭文建,吳濤,鄒志文
瑪湖凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地西北部,西與西部隆起的山前斷裂帶相鄰,東與陸梁隆起相接,整體呈北東—南西向展布,面積約6 800 km2,瑪湖凹陷是準(zhǔn)噶爾盆地重要的富烴凹陷[1-3],最優(yōu)質(zhì)烴源巖為下二疊統(tǒng)風(fēng)城組[4-5],是準(zhǔn)噶爾盆地近期增儲(chǔ)上產(chǎn)的主戰(zhàn)場(chǎng)。該區(qū)油氣勘探始于20世紀(jì)80年代,以前雖有所發(fā)現(xiàn),如艾參1井多層系見油氣顯示(1983年),下三疊統(tǒng)百口泉組發(fā)現(xiàn)了瑪北油田(瑪2井,1993年)和瑪6井區(qū)油藏(1994年)等[3],受低滲透礫巖儲(chǔ)集層改造技術(shù)限制[6],以及勘探思想以找構(gòu)造油氣藏為主,始終沒有實(shí)質(zhì)性突破。2011年以來,新疆油田公司重新解剖已發(fā)現(xiàn)油藏,深化地質(zhì)綜合研究,評(píng)價(jià)勘探目的層,優(yōu)選有利區(qū)帶,建立成藏模式,不斷獲得突破。前人對(duì)大面積成藏和大油區(qū)形成背景進(jìn)行了論述[2-3],對(duì)大油區(qū)形成缺少系統(tǒng)梳理。本文綜合瑪湖凹陷勘探發(fā)現(xiàn)過程,總結(jié)了大油區(qū)成藏條件,深化了源上礫巖大油區(qū)成藏認(rèn)識(shí),對(duì)國(guó)內(nèi)外盆地大油區(qū)勘探具有重要指導(dǎo)意義。
瑪湖凹陷是一個(gè)疊合埋藏型凹陷,垂向上可劃分為3個(gè)構(gòu)造層,分別為石炭系、佳木河組—下烏爾禾組和上烏爾禾組—新生界。凹陷發(fā)育期為早—中二疊世,沉積中心位于凹陷西北山前,晚二疊世—新生代為準(zhǔn)噶爾盆地大型沉積盆地西北部斜坡區(qū)。該區(qū)自石炭紀(jì)至今經(jīng)歷了多期演化階段,以上烏爾禾組底不整合為界,具有明顯的雙層結(jié)構(gòu),凹陷主要定型期為上烏爾禾組沉積前,具有前陸凹陷性質(zhì)[5]。油氣勘探目的層以上二疊統(tǒng)上烏爾禾組—三疊系為主。
下三疊統(tǒng)百口泉組和上二疊統(tǒng)上烏爾禾組為由礫巖、礫巖組成的扇三角洲沉積,角度不整合于下伏下二疊統(tǒng)佳木河組、風(fēng)城組,中二疊統(tǒng)夏子街組及山前帶的石炭系之上。上烏爾禾組整體為一套超覆退積的粗粒碎屑巖體[8],地層厚度0~300 m,后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)剝蝕了上部部分地層,其殘留厚度呈向盆地邊緣減薄、向凹陷區(qū)增厚的特征,分布在瑪湖凹陷百口泉—達(dá)探1井以南地區(qū),儲(chǔ)集層主體為一套粗粒礫巖夾砂巖,自下而上分為3段,上烏爾禾組一段為大段的灰色礫巖夾薄層棕褐色泥巖;二段為一套厚層灰色礫巖,底部夾薄層灰綠色泥巖;三段以灰色泥巖和砂質(zhì)小礫巖互層為特征,與上覆百口泉組不整合接觸。
百口泉組主要為灰色、褐色礫巖、含礫泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖,夾灰褐色、褐色泥巖及砂質(zhì)泥巖,根據(jù)巖性和電性特征,自下而上分為3段:百一段厚度30~50 m,以中—高阻灰色、褐色礫巖為主,夾低阻塊狀棕灰色含礫泥巖;百二段厚度60~100 m,上部以灰綠色礫巖為主,夾棕灰色泥巖,電性特征為高阻指狀,為主要儲(chǔ)集層段,下部主要為褐色礫巖,較致密,物性差,電性特征為中阻塊狀,為非儲(chǔ)集層;百三段厚度40~90 m,為灰綠色礫巖與泥巖互層,表現(xiàn)為鋸齒狀高阻礫巖與低阻泥巖的互層[9-10]。
目前,瑪湖凹陷上烏爾禾組—百口泉組獲三級(jí)儲(chǔ)量超過10×108t,百口泉組發(fā)現(xiàn)了瑪北、瑪131井—風(fēng)南4井、瑪19井、艾湖2井、瑪18井、瑪湖1井、瑪中2井、瑪中4井、達(dá)13井、鹽北4井等眾多的油藏群。上烏爾禾組發(fā)現(xiàn)了瑪湖8井、克83井、金龍23井、瑪湖11井、克80井—金龍35井等12個(gè)含油區(qū),面積達(dá)450 km2.這些油藏群縱向上相互疊置連片,形成規(guī)模宏大的含油區(qū)(圖1,圖2)。
圖1 瑪湖凹陷勘探成果
從瑪2井出油,瑪北油田、瑪6井油藏的發(fā)現(xiàn)到瑪131井的突破,雖然都是圍繞瑪湖凹陷進(jìn)行勘探,但勘探思路已經(jīng)發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變,由過去尋找構(gòu)造油氣藏到尋找沖積扇巖性油氣藏,勘探思路的重大轉(zhuǎn)變,成為揭開瑪湖凹陷大油區(qū)的關(guān)鍵。
圖2 瑪湖凹陷地震地質(zhì)解釋與油藏賦存層位(剖面位置見圖1)
2010年以來,新疆油田優(yōu)選斜坡區(qū)埋藏較淺、規(guī)模最大的鼻狀構(gòu)造帶夏子街—瑪湖鼻狀構(gòu)造帶百口泉組開展整體研究,認(rèn)為其沉積具有退積型扇三角洲特征,形成了良好的儲(chǔ)蓋組合,鎖定了百二段為勘探目的層。2011年部署瑪131井,獲工業(yè)油流,繼而在該區(qū)復(fù)查老井13口,均解釋出油層,其中恢復(fù)試油7井10層,均獲工業(yè)油流,同時(shí)部署新井4口,證實(shí)了扇三角洲前緣相帶普遍含油,由此構(gòu)建扇控大面積成藏模式[2],推動(dòng)了夏子街扇勘探整體突破。通過對(duì)瑪湖凹陷百口泉組沉積整體解剖與深化研究,發(fā)現(xiàn)凹陷周緣發(fā)育夏子街、黃羊泉、中拐、克拉瑪依、夏鹽和達(dá)巴松等6大扇三角洲體系[9],以扇控大面積成藏模式為指導(dǎo),勘探向黃羊泉扇和克拉瑪依扇拓展。2013年4月,瑪湖1井百口泉組獲高壓、高產(chǎn)工業(yè)油流,未壓裂最高日產(chǎn)油量58.00 m3,成為斜坡區(qū)第一口高產(chǎn)井。
依托高密度三維地震資料,重新認(rèn)識(shí)油藏,發(fā)現(xiàn)克拉瑪依扇為多期扇體相互疊置的巖性油氣藏,呈“一砂一藏”的特征,完善了扇控大面積成藏模式。按“一砂一藏”模式,勘探-評(píng)價(jià)一體化,瑪湖1井區(qū)百口泉組4井5層獲工業(yè)油流(瑪湖1井、瑪湖012井、瑪湖013井和瑪湖401井)。
2013年10月,黃羊泉扇部署的瑪18井百口泉組壓裂最高日產(chǎn)油量58.30 m3,瑪18井鉆探發(fā)現(xiàn)扇三角洲前緣亞相貧泥礫巖發(fā)育深埋優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層,中深層前緣亞相礫巖發(fā)育長(zhǎng)石次生溶孔,突破了埋深在3 500 m之下礫巖物性差,“有砂無儲(chǔ)”的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。研究認(rèn)為,深埋條件下,有機(jī)酸對(duì)礫巖能夠產(chǎn)生有效溶蝕,泥質(zhì)含量對(duì)礫巖(長(zhǎng)石)溶蝕有明顯控制作用,賦予了“扇控大面積成藏模式”新的內(nèi)涵,奠定了勘探家向深層找油的信心。2017年部署瑪湖014井、瑪湖015井、瑪湖10井、瑪湖016井、瑪湖017井和瑪湖018井,落實(shí)儲(chǔ)量3 000×104t.瑪湖凹陷西斜坡夏子街扇、黃羊泉扇和克拉瑪依扇勘探連獲新發(fā)現(xiàn),西斜坡百口泉組百里新油區(qū)初步形成。
在瑪湖凹陷西斜坡百里油區(qū)逐步形成的同時(shí),整體研究瑪湖凹陷油氣成藏演化,探索瑪湖凹陷東斜坡夏鹽扇和達(dá)巴松扇的含油氣潛力,2012年曾優(yōu)選下烏爾禾組超覆尖滅帶和頂部剝蝕帶及瑪東2井鼻凸部署鹽北1井(風(fēng)險(xiǎn)探井),探索大型地層型油氣藏勘探,2013年鹽北1井在烏爾禾組、百口泉組見良好油氣顯示,但由于儲(chǔ)集層物性較差,試油為油水同層。通過與西斜坡對(duì)比分析,認(rèn)為鹽北1井儲(chǔ)集層物性差是由于其位于扇三角洲平原亞相附近(過渡相)。通過沉積背景與相分析對(duì)比,推測(cè)東斜坡南部存在與西斜坡相似的有利前緣亞相,優(yōu)選部署達(dá)11井,證實(shí)儲(chǔ)集層物性好、地層壓力高,小規(guī)模壓裂產(chǎn)液量高,油水同出,驗(yàn)證了東斜坡具備與瑪18井區(qū)類似的高產(chǎn)條件,也證實(shí)東斜坡發(fā)育扇三角洲前緣亞相規(guī)模有效儲(chǔ)集層。鉆后評(píng)價(jià)認(rèn)為達(dá)11井上傾部位成藏條件優(yōu)越,部署達(dá)13井,2016年達(dá)13井百口泉組獲高產(chǎn)工業(yè)油流,最高日產(chǎn)油量40.55 m3,東斜坡終獲重大突破。按照致密平原亞相遮擋、前緣亞相大面積成藏、礫巖巖相控產(chǎn)的勘探思路,整體部署6口井,均鉆遇油層,達(dá)15井獲高產(chǎn),驗(yàn)證了東斜坡扇三角洲前緣亞相大面積成藏模式。2016年以扇控大面積成藏模式為指導(dǎo),東斜坡快速落實(shí)三級(jí)儲(chǔ)量1.4×108t,又一百里新油區(qū)初步展現(xiàn)[6]。
2015年部署的達(dá)探1井和2016年部署的鹽探1井證實(shí)了達(dá)巴松扇百口泉組和下烏爾禾組在深埋條件下(大于4 800 m)存在相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層(孔隙度10%~12%),鹽探1井下烏爾禾組未壓裂即獲工業(yè)油流。
瑪湖凹陷周緣6大扇體勘探全面獲得突破,礫巖在凹陷內(nèi)普遍發(fā)育,使研究人員開始重新思考瑪湖凹陷沉積模式,井、震結(jié)合的綜合研究進(jìn)一步深化凹陷沉積演化認(rèn)識(shí),建立瑪湖凹陷緩坡退覆式扇三角洲沉積模式(圖3),認(rèn)為在湖侵背景下扇三角洲前緣礫巖體由湖盆中心向物源方向多期搭接連片,據(jù)此模式推斷,瑪中地區(qū)是尋找早期低位砂體最重要區(qū)域。2017年瑪中2井和瑪中4井百口泉組均試獲工業(yè)油流,驗(yàn)證了沉積模式的正確性,瑪中平臺(tái)區(qū)獲得全面突破。
圖3 瑪湖凹陷百口泉組退覆式扇三角洲沉積模式(剖面位置見圖1)
瑪中平臺(tái)區(qū)的突破,實(shí)現(xiàn)了東、西2個(gè)百里油區(qū)成藏連片,展現(xiàn)出瑪湖凹陷“滿凹含油”新局面,瑪湖凹陷北部三疊系大油區(qū)形成。
20世紀(jì)60年代至70年代,在克拉瑪依油田五區(qū)上烏爾禾組獲得工業(yè)油流,探明含油面積34 km2,上報(bào)探明地質(zhì)儲(chǔ)量2 450×104t,2000年左右進(jìn)行了滾動(dòng)勘探,取得了良好成效,建產(chǎn)能50×104t.由于地震資料品質(zhì)的限制,對(duì)瑪湖凹陷上烏爾禾組勘探潛力沒有進(jìn)行整體評(píng)價(jià)。
隨著百口泉組油氣勘探的整體突破和高密度三維地震實(shí)施,瑪湖凹陷的地質(zhì)結(jié)構(gòu)得到清晰解剖,上烏爾禾組與上覆和下伏地層間的不整合面,是瑪湖凹陷重要的2大地層不整合面。上烏爾禾組主要分布在南部,向西、北、東超覆尖滅,頂部地層被剝蝕,自上烏爾禾組一段到三段與百口泉組沉積類似,具有退覆式扇三角洲沉積特征(圖4),具備大油區(qū)形成的宏觀地質(zhì)條件。2016年瑪湖8井上烏爾禾組獲工業(yè)油流,以此為導(dǎo)向,圍繞中拐扇,開展區(qū)域性老井復(fù)查,在瑪湖凹陷西斜坡部署探井,在克拉瑪依扇到中拐扇,自北而南,從瑪湖15井、瑪湖11井、瑪湖013井到金龍43井,實(shí)現(xiàn)了瑪湖凹陷南部上烏爾禾組西斜坡油藏連片,南部大油區(qū)形成。
圖4 瑪湖凹陷上烏爾禾組退覆式扇三角洲沉積模式(剖面位置見圖1)
上烏爾禾組和百口泉組礫巖大跨度疊合于二疊系風(fēng)城組優(yōu)質(zhì)烴源巖生烴灶之上,高效的斷裂輸導(dǎo)體系[2-3,6]、大型地層不整合面、地層尖滅帶、退積型多期礫巖體搭接連片分布等條件形成了南部2 600 km2上烏爾禾組大油區(qū)和北部4 200 km2百口泉組大油區(qū)。
受下伏超覆不整合和上覆剝蝕不整合面控制的上烏爾禾組扇三角洲前緣礫巖儲(chǔ)集層橫向連片,縱向疊置,前緣水下分流河道間、平原漫灘和平原沼澤沉積泥質(zhì)雜基含量較高,滲透性差,成為扇三角洲前緣礫巖巖性圈閉封堵層??死斠郎取ⅫS羊泉扇等形成鼻隆構(gòu)造,成為油氣運(yùn)聚方向,整體為地層-巖性圈閉(圖2)。中拐扇勘探證實(shí),上烏爾禾組油層為層狀分布,各礫巖體間沒有統(tǒng)一的油水界面,具有“一砂一藏”的特點(diǎn)[11]。油層厚度5~17 m,泥巖隔夾層厚度1~8 m,頂部泥巖蓋層是重要的區(qū)域蓋層,具有厚度大,分布穩(wěn)定的特點(diǎn),對(duì)于斜坡區(qū)油氣成藏具有重要封堵作用。
上烏爾禾組一段到三段,為水進(jìn)型超覆沉積,形成3種成因礫巖體,對(duì)應(yīng)3種類型油氣藏。上烏爾禾組一段在克拉瑪依油田五區(qū)厚度30~105 m,為主要含油層,由于低滲透隔夾層的存在,縱向上分為3個(gè)礫巖層,油氣充注度不高,為未飽和厚層狀低豐度巖性油藏[12]。在瑪湖凹陷北部,上烏爾禾組一段及南部的上烏爾禾組二段儲(chǔ)集層厚度相對(duì)較薄,為6~8 m,泥巖隔夾層發(fā)育,有明顯的頂、底板,試油產(chǎn)量高,整體不含水,屬于互層狀飽和度較高正常巖性油藏,瑪湖11井油藏具有此特征。第三種油藏類型分布在上烏爾禾組三段,在厚層泥巖夾的薄層礫巖中成藏,與上覆不整合面相關(guān),分布在不整合面之下的剝蝕古凸中,為地層不整合巖性油氣藏。上烏爾禾組油質(zhì)中等,氣油比高。油藏中部壓力26.99~62.85 MPa,壓力系數(shù)1.00~1.63,屬于常壓—異常高壓,主力油層厚度7.95~15.30 m,儲(chǔ)量豐度22.35×10 ~44.43×10t/km,為大面積低豐度巖性油藏。
百口泉組沖積扇由瑪湖凹陷邊緣扇三角洲平原向湖盆凹陷區(qū)扇三角洲前緣,儲(chǔ)集層巖性由中礫巖、小礫巖逐漸過渡到細(xì)礫巖。油氣主要富集于沖積扇扇中、扇三角洲前緣礫巖儲(chǔ)集體中,有利儲(chǔ)集層為扇三角洲前緣的片狀洪流與河道牽引流礫巖沉積。如瑪湖凹陷斜坡下傾部位瑪2井區(qū)百一段代表了百口泉組早期低位扇的沉積,扇三角洲前緣亞相控制著瑪2井區(qū)百一段含油層系,其他地區(qū)多以水上環(huán)境的扇三角洲平原亞相為主。而百二段沉積時(shí)隨著湖侵,湖岸線逐步向老山方向靠近,扇三角洲前緣亞相也逐步向老山方向擴(kuò)大,前緣亞相已擴(kuò)展至斜坡上傾部位夏72井區(qū),相對(duì)應(yīng)百二段是瑪131井區(qū)—夏72井區(qū)的主要含油層。隨著水體進(jìn)一步擴(kuò)大,百三段沉積時(shí)期前緣亞相已退至老山附近,其他地區(qū)以濱淺湖為主,百三段含油層主要分布于靠近老山附近斜坡區(qū)(圖5)??傊S著湖平面上升,前緣相帶逐步向斜坡方向擴(kuò)展,其含油層逐步變新,整體形成超覆型大型地層巖性油氣藏。
圖5 過瑪17井—瑪16井—瑪131井—瑪13井—瑪15井—夏94井—夏93井—夏201井—夏89井—夏74井百口泉組沉積相剖面(剖面位置見圖1)
扇三角洲前緣亞相貧泥礫巖抗壓能力強(qiáng),原生孔隙可有效保存,其次,其巖石組分中長(zhǎng)石含量相對(duì)較高,后期深埋有利于流體交換,長(zhǎng)石溶蝕作用強(qiáng),埋深至5 000 m仍可發(fā)育有效儲(chǔ)集層,突破以往礫巖有效儲(chǔ)集層埋深下限為3 500 m的觀念。主力油層相對(duì)集中,跨度一般小于30 m,隔夾層一般1~5層,厚度1~5 m.儲(chǔ)集層整體為低孔低滲,主力油層百二段儲(chǔ)集層孔隙度為6.95%~13.90%,平均為9.00%,滲透率為0.05~139.00 mD,平均為1.34 mD.單個(gè)扇體儲(chǔ)集性質(zhì)較優(yōu)的儲(chǔ)集體與周緣致密礫巖、扇間泥巖、火山巖、頂部河流相泥巖等非滲透性地層組合形成巖性圈閉,無邊底水,試油試采未見地層水。原油密度小、黏度低,地面原油密度0.825~0.854 g/cm3,50℃原油黏度4.94~15.89 mPa·s.主力油層儲(chǔ)量豐度 22.35×104~44.43×104t/km2,為大面積低豐度連續(xù)型巖性油藏[6]。
低孔低滲儲(chǔ)集層造成油藏一定閉合高度所要求的側(cè)向遮擋以及封蓋條件有所降低?,敽枷荼毙逼聟^(qū)含油邊界主要受巖性控制,油藏分布沒有明顯的邊界,無統(tǒng)一油水界面和壓力系統(tǒng),儲(chǔ)集層低孔低滲、邊底水不活躍,降低了側(cè)向遮擋及封閉要求,易于形成大面積“連續(xù)型”油藏[6]。
大油氣區(qū)是指同一大型構(gòu)造背景上由相似成藏條件決定、以某一種類型油氣藏為主,縱向上相互疊加、橫向上復(fù)合連片,由多個(gè)油氣藏(田或帶)構(gòu)成[13],一般應(yīng)該具有10×108t以上的可探明儲(chǔ)量[14]。瑪湖凹陷風(fēng)城組優(yōu)質(zhì)堿湖烴源巖,上烏爾禾組和百口泉組沉積期的大型斜坡構(gòu)造背景,2大不整合面之上疊置連片分布的礫巖儲(chǔ)集體,連通烴源巖與儲(chǔ)集體的高陡斷裂等,是瑪湖凹陷大油區(qū)形成的條件[15]。
瑪湖凹陷上烏爾禾組沉積前,整體隆升剝蝕。自上烏爾禾組沉積開始,準(zhǔn)噶爾盆地形成大型坳陷,坳陷中心在盆地南部,瑪湖地區(qū)為大型的緩傾斜坡,上烏爾禾組不整合超覆在下烏爾禾組、夏子街組、風(fēng)城組或佳木河組之上(圖6),自上烏爾禾組一段到三段,在瑪湖地區(qū)表現(xiàn)為自湖盆向山前超覆沉積,形成了以一段和二段礫巖為儲(chǔ)集層、三段泥巖夾薄層礫巖為蓋層的儲(chǔ)蓋組合。
三疊紀(jì)前的構(gòu)造事件導(dǎo)致了上烏爾禾組及其下伏地層的抬升剝蝕,三疊紀(jì)繼承了上烏爾禾組沉積時(shí)的構(gòu)造格局,瑪湖地區(qū)仍然是向凹陷區(qū)傾伏的單斜構(gòu)造,南部百口泉組不僅超覆不整合在上烏爾禾組之上,向北、西北、東北分別超覆在下烏爾禾組及更老地層之上(圖7),自百一段、百二段到百三段及克拉瑪依組,由瑪湖凹陷中心向山前進(jìn)積,形成了百一段、百二段礫巖儲(chǔ)集層,百三段和克拉瑪依組泥巖封蓋的儲(chǔ)蓋組合,為大油區(qū)的形成奠定了基礎(chǔ)。
現(xiàn)今沉積地層整體向凹陷傾伏,地層傾角3°~7°,在單斜背景下存在鼻凸和低幅度平臺(tái),由凹陷邊緣向中心埋深由2 800 m過渡到4 200 m.
圖6 瑪湖凹陷西緣上烏爾禾組與下伏地層不整合接觸地震地質(zhì)解釋剖面(剖面位置見圖1)
圖7 瑪湖凹陷西緣百口泉組與下伏地層不整合接觸地震地質(zhì)解釋剖面(剖面位置見圖1)
下二疊統(tǒng)風(fēng)城組堿湖烴源巖在瑪湖凹陷分布廣泛,沉積中心位于風(fēng)城地區(qū),最厚處可超過200 m.顯微鏡下有機(jī)巖石學(xué)觀測(cè),這類優(yōu)質(zhì)烴源巖中的微生物和層狀藻類體高度發(fā)育,層狀藻類體與無機(jī)礦物呈紋層狀互層,與巖心手標(biāo)本下觀測(cè)到的季紋層相對(duì)應(yīng)。這與其他烴源巖(石炭系、下二疊統(tǒng)佳木河組和中二疊統(tǒng)下烏爾禾組)中的藻類體以結(jié)構(gòu)藻類體為主,以及高等植物輸入量較高形成了鮮明對(duì)比[16]。風(fēng)城組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高(總有機(jī)碳含量大于1.0%),生烴潛量高(大于6.0 mg/g),有機(jī)質(zhì)類型偏腐泥型(Ⅱ1型),達(dá)到了中等—好質(zhì)量。由于堿湖烴源巖通常會(huì)因其環(huán)境因素對(duì)有機(jī)質(zhì)的保護(hù)與抑制作用,而使得測(cè)得的有機(jī)地球化學(xué)參數(shù)偏低,如在高鹽度環(huán)境,碳酸鹽礦物大量存在時(shí),其所吸附包裹的有機(jī)質(zhì)可能在樣品處理過程中流失[17]。因此,風(fēng)城組的真實(shí)生烴潛力可能遠(yuǎn)比現(xiàn)在從指標(biāo)參數(shù)上看到的還要好,具備大油氣田形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。
瑪湖凹陷上烏爾禾組和百口泉組沖積扇、水下扇、扇三角洲等粗碎屑沉積普遍發(fā)育。上烏爾禾組超覆于佳木河組、風(fēng)城組和夏子街組之上,上被百口泉組不整合覆蓋,形成2個(gè)大型不整合面,地層平緩,地層尖滅線平面上呈“半環(huán)帶”狀向西、北、東超覆尖滅(圖1),沿“半環(huán)帶”發(fā)育了中拐、克拉瑪依、白堿灘、達(dá)巴松等一系列的向凹陷延伸的扇三角洲沉積(圖8)。以扇三角洲前緣水下分流河道礫巖的泥質(zhì)雜基含量最低,物性最好,形成有效儲(chǔ)集層,平均孔隙度8.07%,641個(gè)樣品中孔隙度在5.00%~10.00%的占72%,平均滲透率7.017 mD,局部發(fā)育高滲透支撐礫巖,可達(dá)100.000 mD[18],是原油高產(chǎn)主要因素。扇三角洲前緣水下分流河道礫巖呈透鏡狀、多個(gè)砂體垂向疊置[19],連片形成大規(guī)模儲(chǔ)集體。
圖8 瑪湖凹陷上烏爾禾組沉積相
百口泉組發(fā)育夏子街、黃羊泉、夏鹽、中拐、瑪東和克拉瑪依等6大沖積扇體,整體為湖侵退積的扇三角洲—湖泊沉積。各扇體規(guī)模不一,前4個(gè)扇體規(guī)模相對(duì)較大,扇三角洲平原亞相向湖區(qū)方向延伸較遠(yuǎn),各相鄰扇體前緣亞相交互疊置。夏子街扇包含夏子街主扇與風(fēng)南扇的分支扇,扇三角洲前緣亞相分布廣泛,西至瑪16井—瑪003井一線,南至瑪101井并與黃羊泉扇交匯,東與瑪東扇在凹陷北部中心交匯。黃羊泉扇主體位于黃4井—瑪西1井一線,平原亞相主要分布在瑪西1井一帶以北地區(qū),呈北西向—南東向分布,前緣亞相分布較廣,東至艾克1井區(qū)的扇間淺湖,南部與克拉瑪依扇在瑪9井附近交匯?,敄|—夏鹽扇屬東部物源體系,扇三角洲平原沉積厚度較西部物源小,但扇體的分布范圍亦較大,主體分布在夏鹽3井—夏鹽1井—達(dá)9井一帶,與西部扇體相比,巖性粒度細(xì),砂地比??;平原亞相主要分布于達(dá)9井以北、鹽001井以西和夏鹽1井以東地區(qū),前緣亞相分布廣泛,南部至達(dá)巴松凸起上,西部與黃羊泉扇、夏子街扇體交匯。在整個(gè)瑪湖凹陷中表現(xiàn)為礫巖體大面積的連續(xù)分布,形成了眾多扇體巖性圈閉的疊置連片分布,從而控制著油氣的連續(xù)分布特征。
瑪湖凹陷受盆地周緣山前海西運(yùn)動(dòng)期、印支運(yùn)動(dòng)期逆沖推覆作用的影響,發(fā)育一系列具有調(diào)節(jié)性質(zhì),近東西向、北西—南東向的斷裂。這些斷裂斷距不大,斷面陡傾,大多斷開二疊系—三疊系百口泉組。斷裂數(shù)量較多,平面上成排、成帶發(fā)育,與主斷裂相伴生,直接溝通下部烴源巖,因此斷裂成為源、儲(chǔ)大跨度分離情況下油氣運(yùn)移通道,為油氣大面積成藏提供了輸導(dǎo)條件。雖然百口泉組垂向上遠(yuǎn)離風(fēng)城組主力烴源層2~4 km,但是由于眾多斷裂形成高效溝通的運(yùn)移通道,使得原本縱向上與烴源巖分隔的儲(chǔ)蓋組合可近似看作源儲(chǔ)一體或自生自儲(chǔ)型儲(chǔ)蓋組合。因此,斷裂對(duì)斜坡區(qū)大面積成藏起到關(guān)鍵作用。
由于上烏爾禾組和百口泉組均為向上變細(xì)的湖進(jìn)沉積旋回,存在下烏爾禾組與下伏地層、百口泉組與下伏地層2大不整合面(圖2)。下烏爾禾組沉積晚期,瑪湖凹陷經(jīng)歷一次強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),瑪湖凹陷北部、中拐凸起急劇抬升。在中拐凸起頂部,先前沉積的佳木河組頂部剝蝕嚴(yán)重,風(fēng)城組、夏子街組和下烏爾禾組全部剝蝕殆盡,上烏爾禾組沉積向中拐凸起、瑪湖凹陷北部超覆。上烏爾禾組自下而上為正粒序沉積,一段礫巖最為發(fā)育,三段泥巖是重要的蓋層,成為超覆不整合油氣藏形成的基礎(chǔ),上烏爾禾組沉積之后,盆地發(fā)生了抬升,導(dǎo)致了瑪湖凹陷斜坡區(qū)上烏爾禾組遭受剝蝕,是上烏爾禾組剝蝕不整合圈閉形成的重要因素。
百口泉組南部不整合于上烏爾禾組之上,北部不整合于下烏爾禾組之上,向西部斜坡區(qū)逐漸超覆不整合于夏子街組、風(fēng)城組及其以下地層之上。扇三角洲前緣亞相的分布隨著層位變新,逐步由盆地向老山方向退卻,地層不整合面與超覆礫巖體形成良好的匹配關(guān)系。
(1)不斷解放思想、創(chuàng)新地質(zhì)理論是勘探獲得新發(fā)現(xiàn)的源泉 新的突破和發(fā)現(xiàn)是勘探人的永恒追求,但突破和發(fā)現(xiàn)往往以地質(zhì)研究的思想解放、認(rèn)識(shí)創(chuàng)新為前提,瑪湖凹陷持續(xù)發(fā)現(xiàn)的過程也是認(rèn)識(shí)不斷深化的過程。構(gòu)造認(rèn)識(shí):凹陷斜坡區(qū)從過去簡(jiǎn)單平緩斜坡到走滑斷裂交織發(fā)育、鼻凸坡折成帶分布的復(fù)雜斜坡區(qū)的認(rèn)識(shí),奠定了油氣高效輸導(dǎo)體的存在,建立了油氣跨層運(yùn)聚模式;沉積認(rèn)識(shí):從傳統(tǒng)陡坡型扇三角洲沉積到大型退覆式淺水扇三角洲沉積,勘探領(lǐng)域由盆緣逐步拓展到整個(gè)凹陷區(qū),建立了儲(chǔ)集層疊置連片大面積發(fā)育模式;成藏認(rèn)識(shí):經(jīng)歷斷裂帶控制成藏到斜坡區(qū)巖性大面積成藏模式的轉(zhuǎn)變,勘探部署從單個(gè)巖性圈閉勘探到大面積直井控面,再到大油區(qū)整體布控的理念轉(zhuǎn)變。
(2)勇于探索是實(shí)現(xiàn)新區(qū)勘探大突破的關(guān)鍵 對(duì)于宏觀成藏條件認(rèn)識(shí)清楚但目標(biāo)落實(shí)程度低、儲(chǔ)集層存在風(fēng)險(xiǎn)的低勘探程度區(qū),堅(jiān)定地下有油的信念,以宏觀成藏地質(zhì)理論為指導(dǎo),在強(qiáng)化區(qū)域成藏背景研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建不同類型的成藏模式,選準(zhǔn)突破口,通過風(fēng)險(xiǎn)井部署驗(yàn)證地質(zhì)認(rèn)識(shí),帶動(dòng)預(yù)探部署,推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。
(3)突破制約發(fā)現(xiàn)的技術(shù)瓶頸,是實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)的保障 從大面元三維到高密度三維,地震資料品質(zhì)大幅提升,綜合研究從“相面法”扇體刻畫技術(shù)到古地貌指導(dǎo)下的朵葉體刻畫技術(shù),到礫巖儲(chǔ)集層分類預(yù)測(cè),到疊前甜點(diǎn)預(yù)測(cè),探井成功率,儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)符合率隨之逐步提升。
(4)勘探-評(píng)價(jià)-開發(fā)一體化是實(shí)現(xiàn)效益勘探的必由之路 勘探-評(píng)價(jià)-開發(fā)“三位一體”;統(tǒng)一資料(鉆井、錄井、測(cè)井、試井資料)、統(tǒng)一認(rèn)識(shí)(資料共享、相互印證)、統(tǒng)一方案(部署方案、工程方案)、統(tǒng)一實(shí)施(區(qū)塊總包、提速增效)。
按照堿湖油氣資源評(píng)價(jià)新方法,重新評(píng)估瑪湖凹陷石油資源量為46.7×108t,資源量比三次資源評(píng)價(jià)提高53%,目前剩余資源量達(dá)34.0×108t,尚具備再發(fā)現(xiàn)15.0×108t儲(chǔ)量的資源條件,其儲(chǔ)量主要集中于以下領(lǐng)域。
(1)三疊系大面積分布巖性油氣藏群 瑪湖凹陷東斜坡和西斜坡及所夾中心平臺(tái)區(qū)。
(2)中二疊統(tǒng)大型地層油氣藏 環(huán)瑪湖凹陷中二疊統(tǒng)大型地層超覆尖滅帶、剝蝕尖滅帶形成地層型油氣成藏環(huán)帶。近兩年圍繞環(huán)二疊系大型地層超削帶整體布控,8口井獲得工業(yè)油流,鹽北4井區(qū)落實(shí)儲(chǔ)量3 400×104t,下烏爾禾組展現(xiàn)了點(diǎn)多、面廣的含油氣特點(diǎn),具有較大勘探潛力。
(3)下二疊統(tǒng)—石炭系下組合大構(gòu)造領(lǐng)域 瑪湖凹陷二疊系—石炭系緊鄰烴源層或處于源內(nèi),勘探程度低,發(fā)育大型構(gòu)造圈閉、火山巖與云質(zhì)巖雙重介質(zhì)儲(chǔ)集層,成藏條件優(yōu)越,是盆地深層重大的戰(zhàn)略接替領(lǐng)域。
(4)瑪湖凹陷西斜坡風(fēng)城組致密油 風(fēng)城組云質(zhì)巖有利區(qū)分布范圍1 460 km2,Ⅰ類云質(zhì)巖儲(chǔ)集層有效厚度28~32 m,資源量7.88×108t,Ⅱ類云質(zhì)巖儲(chǔ)集層有效厚度60~65 m,資源量8.50×108t.
(5)瑪湖凹陷中淺層 瑪湖凹陷中淺層侏羅系,近兩年在4個(gè)層組砂層中23口井獲發(fā)現(xiàn),展現(xiàn)5個(gè)有利成藏帶。
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