楊有星， 高永進(jìn)， 張君峰， 周新桂， 張金虎， 苗苗青

(中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100083)

0 引言

溫宿凸起位于新疆塔里木盆地西北部，三面緊鄰生烴凹陷，北部是烏什凹陷，南部為阿瓦提凹陷，東北部為拜城凹陷，一直是石油地質(zhì)學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)區(qū)域。但是截至2017年，溫宿凸起一直未取得重要突破。1965年鉆探的阿1井鉆后結(jié)果顯示，溫宿凸起與塔北隆起有顯著不同，下古生界殘留地層的厚度不及塔北，地層分布及變形復(fù)雜，圈閉落實(shí)難度較大。2005年，溫參1井未鉆遇古生界石炭系、奧陶系及寒武系，設(shè)計(jì)層位與實(shí)鉆偏差較大，后在溫宿凸起構(gòu)造高部位鉆探的溫宿1井和阿蘇2井也均未獲得突破。前人主要側(cè)重于對(duì)該地區(qū)下古生界碳酸鹽巖油氣藏的研究[1-3]，認(rèn)為該地區(qū)有可能形成碳酸鹽巖油氣藏[4-6]，忽視了對(duì)淺層碎屑巖的研究，認(rèn)為淺層保存條件差，構(gòu)造圈閉不發(fā)育[7-8]。

2017年，中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心科研團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)換思路，創(chuàng)新認(rèn)識(shí)，以制約該區(qū)油氣成藏的關(guān)鍵地質(zhì)問題為導(dǎo)向，開展了野外剖面實(shí)測(cè)、二維地震資料目標(biāo)處理與精細(xì)解釋、沉積與成藏史分析等綜合研究。在此基礎(chǔ)上部署實(shí)施的新溫地1井和新溫地2井均獲得高產(chǎn)工業(yè)油流。新溫地1井在新近系吉迪克組812～890 m深度的砂巖儲(chǔ)層中，綜合解釋含油層21.3 m/13層，試油日產(chǎn)油39.05 t。新溫地2井在新近系吉迪克組842～859 m深度的砂巖儲(chǔ)層中，綜合解釋含油層9.7 m/12層，試油日產(chǎn)油20.26 t。兩口井均獲得高產(chǎn)工業(yè)油流，實(shí)現(xiàn)了新區(qū)新層系油氣調(diào)查重大突破，并取得了一些新認(rèn)識(shí)，為類似地區(qū)的油氣資源調(diào)查工作提供借鑒。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

溫宿凸起位于塔里木盆地西北部的天山山前，處于多個(gè)構(gòu)造單元交匯處，被烏什凹陷、拜城凹陷、阿瓦提凹陷所圍，呈NE向展布。東部為喀拉玉爾滾斷裂，北部為古木別茲斷裂，南部為沙井子斷裂[9](圖1)。

溫宿凸起自下而上地層依次為中元古界阿克蘇群(Pt2ak)、震旦系(Z)、新近系中新統(tǒng)吉迪克組(N1j)、上—中新統(tǒng)康村組(N1-2k)、上新統(tǒng)庫車組(N2k)和第四系(Q)(圖2)。中元古界阿克蘇群主要為灰綠色綠泥片巖。震旦系上部為厚—中厚層狀淺灰色泥質(zhì)云巖、含灰云巖，下部為薄—中厚層狀紫紅色灰質(zhì)泥巖和砂巖。吉迪克組以灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與棕褐色、灰綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖不等厚互層為主。康村組上部為棕紅色粗砂巖、中砂巖與棕黃色泥巖、砂質(zhì)泥巖不等厚互層夾薄層雜色砂礫巖，下部為灰色細(xì)砂巖與灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖不等厚互層。庫車組為巨厚—厚層狀雜色砂礫巖、棕紅色含礫中砂巖與棕黃色、褐黃色泥巖不等厚互層，為一套氧化環(huán)境下的沖積扇沉積。第四系為一套巨厚層雜色礫巖和砂礫巖，地層成巖性差，泥質(zhì)膠結(jié)疏松，為一套氧化環(huán)境下的近源洪積扇沉積。

圖1 溫宿凸起構(gòu)造位置圖

Fig.1 Structure location of Wensu bulge

圖2 溫宿凸起地層綜合柱狀圖(據(jù)溫參1井)

Fig.2 Comprehensive stratum histogram of Wensu bulge

2 取得的新認(rèn)識(shí)

2.1 溫宿凸起為一個(gè)繼承性發(fā)育的古隆起

綜合利用鉆井資料、地震資料和野外露頭剖面資料，結(jié)合前人研究成果[10-12]，開展了井震聯(lián)合標(biāo)定，對(duì)基底、新近系吉迪克組等主要構(gòu)造層進(jìn)行了追蹤解釋，建立了該區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面。溫宿凸起為夾持在烏什凹陷和阿瓦提凹陷中間的一個(gè)古隆起，為西高東低的鼻狀構(gòu)造(圖3)。

圖3 研究區(qū)東西向地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面特征Fig.3 Characteristics of the EW geological structure profile in the study area

基底以上地層整體西高東低。西段中元古界變質(zhì)巖阿克蘇群出露地表，缺失古生界、中生界和古近系，新生界由東向西逐層剝蝕尖滅，新近系與下伏中元古界阿克蘇群綠泥石片巖呈角度不整合接觸。東段新近系與下伏震旦系碳酸鹽巖呈角度不整合接觸。溫宿凸起是一個(gè)繼承性發(fā)育的古隆起，構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了前震旦紀(jì)基底形成階段、震旦紀(jì)—泥盆紀(jì)古凸起開始形成階段、石炭紀(jì)—古近紀(jì)凸起發(fā)育階段及新近紀(jì)—第四紀(jì)整體快速沉降4個(gè)發(fā)展階段[12-14]。其中，新生界內(nèi)幕又主要經(jīng)歷了4個(gè)構(gòu)造演化階段： 新近系吉迪克組沉積前，溫宿凸起持續(xù)隆升，地層遭受剝蝕或未接受沉積階段； 新近系吉迪克組沉積時(shí)期凸起停止隆升活動(dòng)，接受沉積階段； 庫車組沉積時(shí)期溫宿凸起西部局部抬升向東遭受剝蝕階段； 現(xiàn)今第四系穩(wěn)定沉積階段。

2.2 油氣藏類型以構(gòu)造-巖性油氣藏為主

在構(gòu)造演化與沉積體系分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合鉆后評(píng)價(jià)，明確了該地區(qū)發(fā)育的主要油氣藏類型。研究區(qū)吉迪克組的主要沉積相為淺水三角洲相和湖泊相，其中湖泊相主要發(fā)育濱淺湖和灘壩亞相。中新統(tǒng)吉迪克組沉積期，溫宿凸起具有差異沉降、低幅隆升的構(gòu)造特征，控制形成了溫宿地區(qū)低幅寬緩的古地貌，形成了新近系淺水三角洲與濱淺湖、灘壩同生共存、互為消長(zhǎng)的沉積體系[15-16]。濱淺湖、灘壩砂體規(guī)模大、疊合連片，受后期構(gòu)造抬升影響，形成了大規(guī)模分布的構(gòu)造-巖性圈閉，為油氣藏的形成奠定了重要基礎(chǔ)(圖4)。

圖4 新溫地1井沉積相分析與縱向油氣藏分布特點(diǎn)Fig.4 Sedimentary facies and distribution characteristics of longitudinal reservoirs of well XWD-1

2.3 油氣藏具有晚期復(fù)式成藏特點(diǎn)

溫宿凸起大規(guī)模分布的基巖風(fēng)化殼與持續(xù)活動(dòng)的斷裂共同構(gòu)成了高效的油氣輸導(dǎo)體系，溝通了北部拜城—烏什凹陷侏羅系烴源巖灶，中生界恰克馬克組烴源巖生成的油氣自北東向西南大范圍、遠(yuǎn)距離輸導(dǎo)，沿古木別茲斷裂東段向上垂向運(yùn)移，進(jìn)入溫宿凸起后沿中元古界阿克蘇群頂部的基巖風(fēng)化殼向上部橫向運(yùn)移，在內(nèi)部遇到小斷裂以后發(fā)生向上的調(diào)整，在淺層構(gòu)造-巖性圈閉中聚集成藏。與以往溫宿凸起區(qū)油源條件不利的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)不同，溫宿凸起發(fā)育高效的油氣輸導(dǎo)體系，是溫宿凸起油氣獲得突破的關(guān)鍵因素(圖5)。

拜城凹陷恰克馬克組烴源巖有機(jī)質(zhì)類型較好，主要的生排烴時(shí)間5～2 Ma，在新近紀(jì)達(dá)到生油、生氣高峰[17-19]，排油期與溫宿凸起圈閉形成時(shí)間耦合性較好，因此能夠在溫宿地區(qū)聚集成藏[20-22]。油氣藏屬于晚期成藏，具有空間上分布有序、平面上疊合連片的特點(diǎn)。油氣的生成、運(yùn)移、聚集主要發(fā)生在新近紀(jì)—第四紀(jì)[23-24]，喜山期是油氣藏的主要形成期。

(a) 黑褐色飽含油細(xì)砂巖(新溫地1井，833.70 m)(b) 黑褐色富含油細(xì)砂巖(新溫地1井，831.67 m)

(c) 新溫地1井試油照片 (d) 新溫地2井試油照片

圖5 新溫地1井飽含油、富含油細(xì)砂巖及新溫地1井、2井試油照片

Fig.5 Photos of full and rich oil sandstones and tests of well XWD-1 and well XWD-2

2.4 優(yōu)越的蓋層條件是溫宿油氣藏形成的重要因素

油氣藏蓋層封蓋性的強(qiáng)弱直接影響到儲(chǔ)層中油氣的聚集和保存。根據(jù)巖性的不同可以將蓋層分為泥巖蓋層(圖6)、蒸發(fā)巖(鹽巖、膏巖)蓋層和碳酸鹽巖蓋層。溫宿油氣藏的蓋層主要為泥巖蓋層。溫宿地區(qū)原油埋藏淺，最淺的油氣顯示僅僅為820 m，蓋層的封堵能力至關(guān)重要。同時(shí)，泥巖在油層段中，也起到了隔夾層的作用。

蓋層綜合評(píng)價(jià)中，突破壓力作為衡量毛細(xì)管封閉能力的尺度。新溫地1井潛在蓋層樣品突破壓力最大為0.95 MPa，最小為0.05 MPa，平均為0.16 MPa。根據(jù)樣品分布，距離油層較遠(yuǎn)的蓋層突破壓力較大，因此在研究區(qū)內(nèi)存在著一套相對(duì)具有保存條件的區(qū)域性蓋層泥巖。溫宿地區(qū)新近系蓋層厚度呈現(xiàn)以研究區(qū)為中心“中間薄、兩側(cè)厚”、構(gòu)造低點(diǎn)厚度大于構(gòu)造高點(diǎn)厚度的特點(diǎn)。通過蓋層封閉性評(píng)價(jià)指數(shù)計(jì)算，編制了溫宿地區(qū)新近系蓋層評(píng)價(jià)示意圖(圖7)，蓋層封閉性評(píng)價(jià)指數(shù)0～1為差，1～2為中等，大于2為好。如圖7所示： 靠近南部阿瓦提凹陷內(nèi)吉迪克組蓋層封閉性能較好，但由于阿瓦提凹陷油氣儲(chǔ)層主要在三疊系，吉迪克組并未發(fā)現(xiàn)油氣顯示； 北部烏什凹陷吉迪克組雖然蓋層厚度較大，但是受到沉積相等因素的影響，泥巖層段不連續(xù)，最大蓋層單層厚度較小，因此蓋層封閉性能較差，也未發(fā)現(xiàn)油氣； 在溫宿凸起西部新溫地1井、新溫地2井地區(qū)，蓋層封閉性能最好，是油氣聚集成藏的主要區(qū)域。綜上，優(yōu)越的蓋層條件是溫宿吉迪克組油氣藏形成的重要控制因素。

圖6 新溫地1井蓋層泥巖巖芯Fig.6 Core from cover mudstones of well XWD-1

圖7 溫宿地區(qū)新近系蓋層評(píng)價(jià)示意圖Fig.7 Schematic diagram of the evaluation of the Neogene caprock in Wensu area

3 結(jié)論

(1)溫宿油氣調(diào)查獲得突破的關(guān)鍵點(diǎn)就是突出問題導(dǎo)向，創(chuàng)新地質(zhì)認(rèn)識(shí)。淺水三角洲與濱淺湖、灘壩同生共存、互為消長(zhǎng)的沉積模式和多層系多類型晚期復(fù)式成藏模式等地質(zhì)新認(rèn)識(shí)，有效指導(dǎo)了區(qū)帶優(yōu)選和井位部署。

(2)晚期成藏是塔里木盆地山前帶等復(fù)雜構(gòu)造區(qū)油氣勘探的重要領(lǐng)域，勘探潛力巨大。大規(guī)模分布的基巖風(fēng)化殼與持續(xù)活動(dòng)的斷裂構(gòu)成的高效油氣輸導(dǎo)體系是溫宿油氣來源的重要保證，優(yōu)越的蓋層條件是溫宿凸起油氣藏能夠保存至今的重要因素。