田 軍 楊海軍 吳 超 莫 濤 朱文慧 史玲玲

1.中國石油塔里木油田公司 2.中國石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院

0 引言

克拉蘇構造帶位于塔里木盆地庫車坳陷北部，是南天山山前第一排沖斷帶，勘探面積為5 500 km2，主要勘探目的層為下白堊統(tǒng)巴什基奇克組。該構造帶石油地質條件優(yōu)越，發(fā)育三疊系、侏羅系巨厚的湖相泥質烴源巖和孔隙高、連通性好的砂巖儲層，具有鹽上層、鹽體、鹽下層“三位一體”構造變形特征，鹽下層中生界逆沖疊瓦狀構造形成了該構造帶有利的油氣儲集構造圈閉，與疊瓦構造同時產生的斷裂系統(tǒng)為油氣從三疊系、侏羅系向白堊系運移提供了良好的通道；同時白堊系之上發(fā)育巨厚的古近系膏巖鹽蓋層，膏巖鹽同時也限制了沖斷構造向上突破，從而形成了該構造帶完善的“生儲蓋”系統(tǒng)，勘探潛力巨大[1-6]。

1994—2005年，克拉蘇構造帶勘探目標從鹽上層轉向鹽下層，并于1998年發(fā)現(xiàn)克拉2氣田；2005—2008年勘探層系轉向鹽下超深層，2008年在克拉蘇構造帶東部克深區(qū)段的克深2井取得突破，開始了克拉蘇構造帶鹽下超深層領域的天然氣勘探。通過近十年的油氣勘探，克拉—克深區(qū)段已探明天然氣儲量超萬億立方米，但也面臨可鉆探圈閉數(shù)量越來越少、規(guī)模越來越小的困境。而克拉蘇構造帶西部的博孜—大北區(qū)段為超深、高溫、超高壓、構造變形強的復雜構造區(qū)，勘探程度低，是塔里木盆地天然氣增儲上產的最重要領域。為確?！拔鳉鈻|輸”長期穩(wěn)定供氣，滿足下游對天然氣的需求，勘探重心從克拉—克深區(qū)段轉向博孜—大北區(qū)段。構造帶西部的博孜—大北區(qū)段油氣勘探要持續(xù)突破，必須落實可鉆探圈閉。為此，筆者研究團隊開展了斷裂分級組合、古構造對構造變形控制作用研究，落實了一批可鉆探圈閉，為該區(qū)勘探節(jié)奏加快奠定了基礎；同時，深化了巴什基奇克組和巴西改組的物源、應力場、成藏特征的研究，指導部署15個有利鉆探目標。通過鉆探新發(fā)現(xiàn)9個大中型氣藏，特別是2019年新發(fā)現(xiàn)了超深、高壓、高產、優(yōu)質整裝千億立方米級的博孜9凝析氣藏，實現(xiàn)了博孜—大北區(qū)段油氣勘探的全面突破，博孜—大北區(qū)段萬億立方米大氣區(qū)即將形成。

1 博孜9井的發(fā)現(xiàn)

博孜9井是部署在克拉蘇構造帶博孜—大北區(qū)段的一口預探井，完鉆井深7 880 m（圖1）。該井鉆揭目的層巴什基奇克組216 m；測井解釋目的層有氣層24層，累計厚度130 m，平均孔隙度為9.0%，平均含氣飽和度為72%。巴什基奇克組通過加砂壓裂，采用8 mm油嘴測試求產，在油壓94 MPa條件下日產天然氣70×104m3，日產油167 m3。博孜9氣藏含氣面積41 km3，預測天然氣地質儲量1 153×108m3、凝析油2 166×104t3。

博孜9井的成功發(fā)現(xiàn)落實了博孜9氣藏的含氣規(guī)模，標志著又一個超深、高壓、高產、優(yōu)質整裝千億立方米級的凝析氣藏誕生。目前，博孜—大北氣區(qū)已發(fā)現(xiàn)圈閉天然氣總資源量為1.2×1012m3，是繼克拉—克深萬億立方米大氣區(qū)后，又一天然氣地質儲量超萬億立方米的大氣區(qū)。博孜9井壓裂測試獲高產工業(yè)油氣流，解放了博孜—大北區(qū)段南部埋深8 000 m的圈閉，展示了克拉蘇構造帶深層巨大的勘探潛力，為下一步繼續(xù)開展深層勘探提供了重要依據。博孜9井獲得突破，也為西氣東輸和當?shù)毓庠偬硇碌臍庠矗M一步保障了國內天然氣供給。

圖1 博孜9號構造白堊系頂面構造圖及地層柱狀圖

2 克拉蘇構造帶構造特征

2.1 斷層特征

從構造變形角度上，克拉蘇構造帶自西向東可以分為阿瓦特、博孜、大北、克深等4個區(qū)段，在相鄰構造段之間發(fā)育博孜—阿瓦特、大北—博孜、克深—大北等3個構造轉換帶。該構造帶南北分帶可劃分出克拉蘇斷裂和拜城斷裂兩條一級斷裂，但克拉蘇斷裂東西向展布特征還存在爭議，構造帶南北分帶有待明確。

在前人研究基礎上，通過斷裂系統(tǒng)的三維立體刻畫和空間組合，確定自北向南發(fā)育自燕山期開始變形的4條北傾、基底卷入的一級逆沖斷裂，即：博孜—克拉斷裂、克拉蘇斷裂、克深斷裂和拜城斷裂。斷距總體表現(xiàn)為北部大、南部小，自北向南斷距由2 500～1 500 m逐步減小為1 000～500 m。自北向南目的層埋藏逐步加深，由4 000 m逐步增加到8 000 m，構造形態(tài)變緩，說明應力來自北部，北部構造活動時間長、形成早，往南構造活動時間相對短、形成相對晚，構造變形表現(xiàn)為前展式變形特征。4條一級斷裂控制形成4排斷裂構造帶，自北向南依次為博孜—克拉斷裂構造帶、克深斷裂構造帶、拜城斷裂構造帶、斷裂拜城南構造帶。在4條一級斷裂內部發(fā)育5條二級斷裂，分別為克深1號、克深2號、克深3號、克深4號、克深5號斷裂，二級斷裂控制了構造區(qū)塊。此外，還發(fā)育多條控制圈閉軸向及展布特征的三級斷裂（圖2）。

2.2 克拉蘇構造帶西部古構造對構造變形的影響

前人研究發(fā)現(xiàn)在克拉蘇構造帶西南部發(fā)育溫宿古隆起[7-10]。筆者本次研究發(fā)現(xiàn)克拉蘇構造帶內部發(fā)育博孜、大北兩個燕山期古構造。一個古隆起和兩個古構造共同控制了構造帶橫向變形特征的差異性，形成了克拉蘇構造帶阿瓦特型、博孜3型、博孜1型、大北型、克深型等5種構造變形模式，其中阿瓦特、大北型發(fā)育南北兩套楔形沖斷體系，博孜3、博孜1、克深型發(fā)育一套楔形沖斷體系[11-12]（表1）。

在構造建?；A上，優(yōu)化一級斷裂空間展布特征，重新構建了“大北型”構造區(qū)斷裂體系和構造模型。修正后解釋模式認為，4條一級斷裂在燕山運動末期已經發(fā)育，變形時間長。新的解釋模式更符合斷層相關褶皺斷層及構造變形規(guī)律，同時確保了斷層在空間上的統(tǒng)一，與目的層頂面地震資料反射特征更吻合。通過修正克深斷裂空間展布特征，擴大了圈閉發(fā)育空間，在克深斷裂上盤、下盤均發(fā)現(xiàn)新的圈閉帶。利用新的構造模型指導克拉蘇西部的構造、斷裂研究，開展二級、三級斷裂的分級刻畫與空間組合以及白堊系頂面層位三維立體解釋，發(fā)現(xiàn)了博孜區(qū)段北部突發(fā)構造群（圖3）。

圖2 克拉蘇構造帶構造綱要圖

表1 克拉蘇構造帶構造變形模式表

圖3 二、三級斷裂細化前后地震剖面對比圖

3 儲層特征

目前，克拉蘇構造帶深層/超深層已發(fā)現(xiàn)巴什基奇克組和巴西改組兩套有利砂巖儲層，具有“深埋藏、特低物性、強非均質性和高穩(wěn)產”的突出特點。

3.1 巴什基奇克組

巴什基奇克組砂巖在區(qū)域上廣泛發(fā)育，厚度介于100～300 m，受南天山造山帶和溫宿古隆起隆升影響，自北向南、自東向西厚度逐漸減小。區(qū)域沉積相研究結果表明，巴什基奇克組自下而上發(fā)育扇三角洲前緣亞相—辮狀河三角洲前緣亞相沉積，垂向上表現(xiàn)為多期水下分流河道和河口砂壩砂體相互疊置，平面上多個三角洲朵體相互連接，具有滿盆含砂的特點，砂地比超過70%[13]。巖性以褐色中砂巖、細砂巖為主，成分成熟度和結構成熟度中等，常見多種類型交錯層理和沖刷面構造，反映出遠源、牽引流的沉積特點。

在持續(xù)深埋和逆沖擠壓沖斷過程中，克拉蘇構造帶超深層巴什基奇克組儲層物性隨深度增大表現(xiàn)出明顯的分異性，埋深7 500 m以深仍然存在優(yōu)質儲層（圖4）。以博孜—大北區(qū)段為例，7 500 m以淺儲層巖心孔隙度主要介于2%～8%，平均值為3.8%；滲透率主要介于0.01～1.00 mD，中值為0.08 mD，表現(xiàn)出特低孔隙度、特低滲透率特征（圖4）；孔隙度和滲透率相關性較差，部分樣品滲透率明顯偏高，超過5%的樣品滲透率大于1.00 mD，這類較高滲透率儲層主要位于逆沖推覆構造帶主體位置，在喜馬拉雅晚期強構造擠壓作用下，儲層巖石中形成大量未充填裂縫，使儲層基質滲透率提高1～3個數(shù)量級。儲層儲集空間主要是原生粒間孔和粒間溶孔，約占孔隙總量的60%～80%，其次為少量粒內溶孔和微孔隙；顆粒接觸緊密，部分發(fā)生破裂，顯微鏡下常見未充填微裂縫溝通孔隙。7 500 m以深儲層巖心孔隙度主要介于6%～13%，平均值為9.2%；滲透率主要介于0.5～50.0 mD，中值為1.86 mD，表現(xiàn)為低孔隙度、低滲透率特征（圖4）；孔隙度和滲透率相關性較好，發(fā)育少量裂縫，孔喉結構較為均質。儲層儲集空間以原生粒間孔為主，其次為粒間溶孔，兩者占孔隙總量超過99%；顆粒呈點—線接觸，粒緣片狀喉道發(fā)育，部分被黏土礦物充填，孔喉連通性較好。

圖4 博孜—大北區(qū)段巴什基奇克組儲層物性特征圖

粗巖性、弱壓實、低應力是克拉蘇構造帶7 500 m以深優(yōu)質儲層發(fā)育的關鍵。巴什基奇克組沉積時，在北部南天山和西部溫宿古隆起雙重物源控制下，尤其受到溫宿古隆起近緣水系的影響，博孜—大北區(qū)段沉積了一套相對粗粒砂巖，以細砂巖、中砂巖為主，少量粗砂巖和含礫砂巖，砂地比高達70%～90%，這為后期成巖過程中抗壓?？椎於宋镔|基礎。此后，儲層經歷了早、中期長期淺埋，晚期快速深埋，埋深超過5 000 m的時期僅持續(xù)了5 Ma，垂向壓實作用相對較弱；加之晚期上覆巨厚膏鹽巖受沖斷擠壓形成頂蓬構造，使其下產生弱壓實區(qū)和低地溫場，進一步延緩了壓實作用和成巖作用，原生孔隙得以大量保留。埋藏成巖晚期，儲層遠離造山帶和構造轉換帶，側向構造擠壓應力小于30 MPa，顆粒未見明顯的壓實、壓溶現(xiàn)象，原生粒間孔保存較好。

3.2 巴西改組

巴西改組厚度介于60～180 m，自東向西變薄，其中克深區(qū)段厚度介于150～175 m，博孜—大北區(qū)段厚度介于60～100 m。巴西改組自上而下分為兩段，有利儲層主要位于巴西改組二段。區(qū)域沉積相研究結果表明，巴西改組二段發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相沉積，以中—厚層狀褐色中砂巖、細砂巖、粉砂巖為主，垂向上發(fā)育水下分流河道和河口砂壩兩類微相砂體，其間分布多層分流間灣微相泥巖。砂巖成分成熟度和結構成熟度中等，巖心上可見交錯層理、粒序層理、波狀層理、沖刷面和砂質條帶等沉積構造，反映出三角洲前緣遠端牽引流的沉積特點。

巴西改組儲層表現(xiàn)為超低孔隙度超低滲透率—中孔隙度中滲透率特征，壓實作用和膠結作用減孔顯著（圖5）。淺埋藏區(qū)（小于5 000 m）儲層巖心孔隙度主要介于5%～20%，平均值為9.8%；滲透率主要介于0.1～10.0 mD，中值為0.58 mD（圖5）；儲集空間以粒間溶孔和原生粒間孔為主，見少量粒內溶孔；深埋藏區(qū)（大于5 000 m），儲層巖心孔隙度主要介于1%～4%，平均值為1.8%；滲透率主要介于0.02～0.06 mD，中值為0.04 mD，少量樣品的滲透率超過0.10 mD（圖5）；鏡下可見少量粒間溶孔、粒內溶孔和未充填構造縫，裂縫的存在使得儲層滲透率顯著增加。儲層巖石中碳酸鹽膠結物較發(fā)育，含量達7%～17%，呈連晶狀或基底式充填粒間，造成原生粒間孔大量損失，其成因與沉積環(huán)境密切相關[14-15]。早期碳酸鹽膠結物有利于延緩埋藏壓實作用，后期在酸性流體作用下形成少量粒間溶孔，溶解的鈣質成分在封閉流體環(huán)境下就近沉淀，造成儲層孔隙分布具有強非均質性的特點。巴西改組儲層在碳酸鹽強膠結影響下形成脆性的多層板狀結構，在逆沖擠壓過程中易于形成大量的構造裂縫。這些高角度裂縫相互切割構成裂縫網絡，連通儲層基質孔隙，極大地改善了儲層滲流能力[16-17]。

4 成藏特征

以克深5—克深21為界，克拉蘇構造帶西部以凝析氣藏為主，氣油比介于2 500～70 000 m3/m3，向西逐漸降低，高含凝析油區(qū)呈帶分布。根據費雯麗、馮松寶等[18-19]研究，克拉蘇構造帶西部地區(qū)的原油來源于中侏羅統(tǒng)恰克馬克組烴源巖，新近紀康村早期成藏，與新近紀庫車晚期—第四紀天然氣混合形成高含液態(tài)烴的凝析氣藏；恰克馬克組烴源巖沉積中心在大北—博孜區(qū)段，最大厚度為200 m，目前處于生油階段?？死K構造帶東部地區(qū)以干氣為主，主要來自晚三疊統(tǒng)黃山街組烴源巖，為新近紀庫車晚期—第四紀一期成藏形成的天然氣藏。黃山街組烴源巖沉積中心在克拉—大北區(qū)段一帶，最大厚度為400 m，目前處于生干氣階段[17]。

圖5 克拉蘇構造帶巴西改組儲層物性特征圖

博孜區(qū)段原油重排藿烷異常豐富，碳同位重且相近，主要來源于恰克馬克組烴源巖；大北區(qū)段原油檢測出明顯的伽馬蠟烷，說明該區(qū)段原油混有少量的恰克馬克組烴源巖生成的原油。

克拉蘇構造帶西部受古隆起控制，具有早期聚油、晚期聚氣，多期成藏形成現(xiàn)今凝析氣藏。第Ⅰ成藏期為晚第三紀康村早中期（距今26～10 Ma），侏羅系、三疊系烴源巖普遍進入成熟階段，以恰克馬克組為主；第Ⅱ成藏期為庫車晚期—第四紀西域期（距今5～1 Ma），埋深急劇增加，烴源巖達到高—過成熟期[20-21]。

根據干燥系數(shù)分析，天然氣成熟度從西向東逐漸升高，即：從西部的博孜區(qū)段到中部的大北區(qū)段，再到東部的克拉—克深區(qū)段，天然氣成熟度逐漸增大?？死松顓^(qū)段干氣藏主要來源于侏羅系過成熟烴源巖；博孜—大北區(qū)段凝析氣藏是侏羅系過成熟干氣與恰克馬克組烴源巖原油伴生氣的混合產物，形成西部博孜—大北區(qū)段為凝析氣、東部克拉—克深區(qū)段為干氣的分布特征[22]。

5 勘探潛力及勘探成果

5.1 勘探潛力

根據中國石油集團公司第四次資源評價結果，克拉蘇構造帶天然氣、石油的資源量分別為3.06×1012m3、0.6×108t。截至2019年底，該構造帶已探明、評價、正鉆、儲備的圈閉為90個，圈閉面積為2 100 km2，圈閉資源量為2.85×1012m3；已發(fā)現(xiàn)氣藏32個，三級儲量為1.70×1012m3，其中探明天然氣儲量為1.40×1012m3。其中，克拉—克深區(qū)段勘探程度高，已探明氣藏12個，天然氣探明地質儲量為1.06×1012m3；博孜—大北區(qū)段勘探程度相對較低，已探明氣藏7個，天然氣探明地質儲量為3 100×108m3，油630×104t，該區(qū)段具備再探明萬億立方米天然氣資源潛力。

5.2 勘探成果

近期通過對克拉蘇構造帶西段博孜—大北區(qū)段集中勘探，發(fā)現(xiàn)7個油氣藏，三級儲量天然氣為3 800×108m3，石 油 為4 800×104t。除 博 孜9井在7 800 m獲得高產工業(yè)油氣流之外，大北9、大北14、大北17、博孜12等4口預探井獲得重大發(fā)現(xiàn)，新發(fā)現(xiàn)4個大中型凝析氣藏，預測天然氣地質儲量為1 460×108m3，凝析油為1 240×104t，為博孜—大北區(qū)段萬億立方米氣區(qū)提供了技術支持。

博孜區(qū)段西南部為溫宿古隆起，受該古隆起控砂以及應力控儲的作用，7 800 m以深仍發(fā)育優(yōu)質儲層：

1）受溫宿古隆起影響，沉積一套純砂巖，南部弱擠壓應力區(qū)，有利于形成優(yōu)質儲層。博孜9井粒度粗（中砂巖—含礫粗砂巖）、厚度大（單層最大厚度為91 m）、砂地比高（96%）；古水流和重礦物分析均證實博孜9井區(qū)具有雙物源特征，博孜9井白堊系薄片中可見來至西南部佳木2井二疊系霏細巖巖屑，說明受到了來自溫宿古隆起方向物源影響。

2）博孜9號構造遠離造山帶，構造側向構造擠壓應力為25 MPa，遠低于北部強應力區(qū)的70 MPa；孔隙呈顆粒點—線接觸，原生孔大量保存；同時，博孜9井巴什基奇克組長期淺埋，晚期快速深埋（埋深4 500 m以深僅持續(xù)7 Ma），顆粒抗壓能力強，上覆應力相對較弱，是孔隙保存的關鍵?？傊?，受南部溫宿古隆起物源影響，沉積一套粗粒砂巖，顆?？箟簩崗姸却螅鯏D壓應力保存大量原生孔隙，確保 8 000 m以深仍存在優(yōu)質儲層，為一大批埋深超過8 000 m圈閉的勘探提供了技術支持。

6 結論

1）克拉蘇構造帶發(fā)育博孜—克拉、克拉蘇、克深、拜城4條一級斷裂，控制形成4大斷裂構造帶，受早白堊世古隆起、古構造控制，發(fā)育5種構造模式，有利于發(fā)育萬億立方米資源的圈閉。

2）克拉蘇構造帶西部深層/超深層發(fā)育巴什基奇克組和巴西改組兩套有利砂巖儲層，巴什基奇克組儲層屬于7 500 m超深層優(yōu)質儲層，受粗巖性、弱壓實、低應力等3因素控制，儲層物性較好；巴西改組有利儲層主要位于第二段，屬于辮狀河三角洲前緣亞相沉積的裂縫—孔隙型儲層。

3）克拉蘇構造帶西部博孜—大北區(qū)段的原油來源于恰克馬克組烴源巖，經歷了“早期聚油、晚期聚氣”兩期成藏，東部克拉—克深區(qū)段干氣主要來自黃山街組烴源巖，為一期成藏，并形成東部干氣、西部凝析氣的成藏特征。

4）克拉蘇構造帶石油地質條件優(yōu)越，具有完善的“生儲蓋”系統(tǒng)，勘探潛力巨大。前期在該構造帶東部克拉—克深區(qū)段已發(fā)現(xiàn)了萬億立方米大氣區(qū)；近年來又在該構造帶西部博孜—大北區(qū)段超深層勘探中取得了持續(xù)勘探突破，發(fā)現(xiàn)了博孜9千億立方米級氣藏及其他大中型氣藏，第二個萬億立方米大氣區(qū)正在形成。