陳 棡，卞保力，李 嘯，劉 剛，龔德瑜，曾德龍

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依 834000）

0 引言

自20 世紀90 年代以來，輸導體系作為控制油氣由烴源巖到有效圈閉聚集成藏的關鍵要素成為油氣聚集成藏的研究熱點［1-4］，其分布特征及形成演化決定了油氣運移的驅動機制、調整距離、優(yōu)勢路徑及富集規(guī)律［5-10］。目前，輸導體系的研究主要集中在輸導體的靜態(tài)刻畫、成因機制及演化過程［11-13］、流體在輸導體系內的運移方式及驅動機制［14-15］、輸導體系控藏作用［16-20］等方面。目前，針對單一輸導地質體的刻畫研究已經(jīng)較為成熟深入［11-13］，但對于多個輸導要素構成的復合輸導體系研究較少。尤其是在輸導體系中各要素空間組合關系、時空配置關系及控藏作用還有待系統(tǒng)地探討。

準噶爾盆地是由晚古生代以來多個不同性質的原型盆地演變而成的典型疊合盆地。受海西、印支、燕山、喜山等多期構造旋回影響，盆地各個時期充填樣式、沉積體系、輸導體系存在明顯差異，縱向上發(fā)育多套儲蓋組合，平面上油氣分區(qū)分帶特征明顯［21-23］。其中腹部地區(qū)油氣主要集中分布在中淺層的侏羅系—白堊系，油氣藏埋深普遍為2 000～5 000 m，整體埋深較淺。張義杰等［24］認為，腹部中淺層油氣具有“源儲分離、遠源次生”的成藏特征，其油氣由源巖到圈閉的縱向運移跨度可達4 000 m，橫向運移距離超過60 km，輸導類型多樣。油氣成藏經(jīng)歷了燕山、喜山等多期構造事件，具有十分復雜的調整再運聚過程［25］。2001—2004 年，腹部地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)陸9 井、石南21 井、石南31 井等多個油氣藏，均實現(xiàn)了當年探明、當年建產，目前建產約500 萬t，具有油藏類型豐富、建產快、產能高的特點［26-27］。2004 年以后，該領域油氣勘探工作卻長期面臨鉆探成功率低、增儲上產壓力大的現(xiàn)實困境。

對輸導體系認識不清，制約了對腹部中淺層油氣富集規(guī)律的認識，極大地影響了勘探部署工作的推進。在單一輸導要素刻畫解剖的基礎上，分析各要素之間的空間組合關系及其與油氣成藏演化過程的時空耦合關系，探討不同類型輸導體系影響控制下的油氣成藏模式，以期為準噶爾盆地腹部中淺層油氣勘探提供地質指導。

1 區(qū)域地質概況

準噶爾盆地腹部橫跨陸梁隆起及中央坳陷2個一級構造單元，包含三個泉、夏鹽、達巴松、石西、石東、莫北、莫索灣、滴南等多個凸起，面積近4 萬km2［圖1（a）］。古生代以來自下而上依次發(fā)育石炭系（C）、二疊系（P）、三疊系（T）、侏羅系（J）、白堊系（K）、古近系（E）、新近系（N）和第四系（Q）。其中，八道灣組（J1b）、三工河組（J1s）、西山窯組（J2x）、頭屯河組（J2t）及清水河組（K1q）、呼圖壁河組（K1h）均發(fā)育有規(guī)模展布的優(yōu)質儲層，其孔隙度為13%～36%，滲透率為30.0～2 000.0 mD。20 世紀50 年代以來，在腹部地區(qū)先后發(fā)現(xiàn)石西、莫北、陸梁、莫索灣、石南等構造及巖性-構造油氣藏，已探明的油氣藏主要分布于構造凸起帶及其周緣，其油氣主體來自盆1 井西凹陷、瑪湖凹陷的下烏爾禾（P2w）、風城組（P1f）烴源巖，具有下生上儲的組合特征［28-29］［圖1（b）］，油氣成藏經(jīng)歷了燕山、喜山等多期構造事件，具有十分復雜的調整再運聚過程［25］。

準噶爾盆地在前寒武系結晶基底和前石炭系褶皺基底構成的雙重基底基礎上，又經(jīng)歷了海西（C—P）、印支（T）、燕山（J2—K2）、喜山（E—N）等多期構造活動，均對盆地地質結構及構造格局造成了較大影響［30-33］。①晚石炭—晚二疊世，受周緣“順時針”先后推覆造山的影響，盆地內部形成NE 向和NWW向的凸起和凹陷構成“棋盤狀”格局，這控制了腹部地區(qū)晚古生代沉降中心、沉積中心及生烴灶的發(fā)育。②印支運動對腹部地區(qū)構造的改造較小，整體為弱伸展的坳陷環(huán)境。受西北緣達爾布特走滑斷層活動影響，在瑪湖凹陷及盆1 井西凹陷形成了多組NWW 向的派生走滑斷裂帶。③燕山運動是腹部中淺層構造演化過程中的一個重要事件，受右旋壓扭作用的影響發(fā)生區(qū)域性隆升，造成了腹部地區(qū)西山窯組（J2x）與頭屯河組（J2t）之間、侏羅系與白堊系之間形成2套區(qū)域性不整合。北部地區(qū)繼承性地發(fā)育了一系列NE 向、NWW 向鼻狀凸起帶并伴生一系列斷裂帶，南部地區(qū)則新發(fā)育了NE 向的車—莫隆起帶；④在喜山期，天山發(fā)生自南向北的沖斷推覆作用，使盆地整體向南掀斜，燕山期構造格局發(fā)生反轉。北部的凸起帶構造高點向北遷移，南部的車—莫隆起形態(tài)逐漸消亡，轉化為南低北高的大型單斜。

2 輸導體系特征及組合類型

準噶爾盆地腹部中淺層油氣具有“源儲分離、遠源次生”的成藏特征［24］，其輸導體系主要由斷裂系統(tǒng)、砂巖輸導層、區(qū)域不整合等單個或多個輸導要素相互組合構成。

2.1 斷裂系統(tǒng)

受多期構造活動影響，準噶爾盆地腹部發(fā)育一系列斷裂體系。由于構造演化機制及各期應力場特征不同，斷裂系統(tǒng)的產狀、分布及發(fā)育機制的差異明顯［25，34-38］。通過大量地震資料對不同地區(qū)的深淺斷裂進行了系統(tǒng)刻畫。根據(jù)分布特征、成因機制等劃分出2 類控制油氣垂向輸導的斷裂體系（圖2）。

（1）與NE 向、NWW 向凸起伴生的深淺壓扭型斷裂體系。此類斷裂體系廣泛分布于三個泉、基東、石西、莫北、莫索灣、達巴松等凸起的核部及翼部，由深部（C—T）斷裂及淺層（T—K）2 組斷裂構成，自下而上斷層規(guī)模逐漸變小。深部斷裂形成于海西期，多為高角度逆斷層，斷距多為幾百米至上千米，平面上單條規(guī)模大，延伸距離長；淺層斷裂形成于燕山期，多為高角度正斷層，呈“雁列狀”展布，斷距多在幾十米以內，單條斷層規(guī)模較小。深、淺2組斷裂在垂向上呈“Y”字型搭接，在平面上重合，為油氣垂向運移提供了有效的接力輸導。

（2）受NWW 向區(qū)域應力場控制的單一走滑斷裂體系。其分布受凸起影響較小，在瑪湖、盆1 井西等多個凹陷帶內均有分布。地震剖面上，此類走滑斷裂產狀近乎直立，斷距較小，自二疊系向上斷至白堊系，具有明顯的“正花狀”、“負花狀”特征。三維地震相干屬性切片顯示：走滑斷裂體系平面走向平直，延伸可達80 km，在主斷裂帶兩側對稱性地發(fā)育多條“羽狀”次級斷裂。走滑斷裂體系不受先前構造格局控制，縱向切穿多套層系，在空間上與上述深淺壓扭型斷裂體系相互交錯，構成了“網(wǎng)狀”高效輸導通道（圖3）。李振宏等［34］認為，此類斷裂為印支期盆緣斷裂走滑作用下形成的派生構造。

2.2 砂體輸導層

砂體是油氣滲流輸導的重要單元。勘探實踐表明，厚度大、連通性好、分布廣泛的砂體具有較好的連通性，是油氣遠距離側向輸導的重要條件［37］。準噶爾盆地在早中侏羅世整體處于具有統(tǒng)一坳陷格局的震蕩抬升—沉降環(huán)境。湖平面的快速降低使得腹部地區(qū)下侏羅統(tǒng)發(fā)育J1b1，J1s2，J2x4等3 期厚層“毯砂”［39-41］。例如，J1s2砂體為一大套灰色、淺灰色含礫細砂巖、含礫中砂巖，厚度為30～70 m，孔隙度平均為10.22%～19.06%，滲透率平均為10～500 mD（圖4）。沉積微相以辮狀河三角洲前緣亞相水下分流河道、河口砂壩及水下分流間灣微相沉積為主，砂體在腹部北部、中部地區(qū)大面積展布，拓展了油氣側向輸導空間。

砂體的連通性也是油氣規(guī)模運移的重要條件。靳軍等［42］認為，砂體在儲集層中所占比例與孔隙整體連通性存在統(tǒng)計上的正相關，砂地比為50%～55%，才能實現(xiàn)大面積砂體的有效連通。腹部地區(qū)J1s2砂地比為60%～80%，具備油氣長距離滲流運移的物性基礎。

2.3 區(qū)域不整合

準噶爾盆地腹部在燕山期發(fā)育有J2x 與J2t 之間、侏羅系與白堊系之間2 期區(qū)域不整合［37，43-45］，多期抬升—沉降的震蕩使得不整合面上下的地層接觸關系為下削上超。其中J2x 與J2t 之間的不整合主要分布于車莫古隆起—陸梁隆起周緣，而侏羅系與白堊系之間的不整合在全區(qū)廣泛分布，是該區(qū)規(guī)模最大的不整合（圖5—6）。通過42 口鉆井、測井資料綜合分析，中淺層不整合面上下的巖性對接關系可以分為砂巖-泥巖-砂巖、砂巖-砂巖、砂巖-泥巖-泥巖、泥巖-泥巖-砂巖。總體以砂巖-泥巖-巖砂式的結構特征為主（圖6）。

此外，腹部中淺層區(qū)域不整合結構自上而下分別由底礫巖、風化黏土巖、半風化殼組成（圖7）。其中不整合頂部是以灰色、紫紅色和褐色的礫巖、含礫砂巖、砂巖、粉砂巖為主的底礫巖層，顆粒粗，厚度10～30 m，在全區(qū)均有分布，反映了構造抬升再次沉積后廣泛分布的沖積平原環(huán)境；不整合底部發(fā)育的砂巖層段，受風化淋濾的影響，其物性整體較好。2 套巖層中間夾持一套厚度較薄的風化、半風化黏土巖。通常，不整合上下的底礫巖、半風化殼受粒度、巖性、成巖作用等因素影響，物性好，滲流能力強，是流體側向運移的有利通道；中間分隔的風化黏土巖相對致密，起到了分隔上下油氣輸導層的作用，形成了不整合上下廣泛分布的雙層通道?？碧綄嵺`表明，腹部地區(qū)在中淺層不整合上下大量富集，也反映了不整合上下2 套輸導層對油氣運聚成藏的重要影響［46-47］。

2.4 輸導要素組合類型

準噶爾盆地腹部中淺層油氣運移距離遠。油氣運移通常是由多個輸導要素相互搭接，或以一種輸導要素為主，配以其他輸導要素，形成空間上復雜多變的復合輸導體系。在重點刻畫腹部地區(qū)中淺層主要輸導要素的基礎上，結合各要素在空間分布規(guī)律及成因演化上的聯(lián)系，梳理出3 類主要的優(yōu)勢輸導要素組合類型（圖8），這有利于從整體上認識油氣富集規(guī)律，并預測出規(guī)模的油氣富集區(qū)。

（1）斷裂垂向單一輸導型。主要分布在腹部凹陷地區(qū)及周緣，如瑪湖、盆1 井西凹陷，油氣通過溝通烴源巖的斷裂體系穿過一套或多套縱向成藏組合直接向運移至中淺層的斷塊、巖性圈閉中成藏。此類組合中以溝通源、儲的深大斷裂或繼承性的深淺斷裂體系為主，輔以局部的高孔滲砂層，油氣垂向輸導跨度大，側向運移距離近。

（2）斷裂-毯砂階狀輸導型。主要分布在北部的繼承性構造凸起周緣，如莫北、莫索灣、石西等凸起，油氣輸導受通源斷裂體系、多期毯砂、構造鼻凸帶“三元”控制。烴源巖排出的油氣在通過油源斷裂溝通至淺層毯砂層后，受次級層間斷裂和構造鼻凸影響，沿鼻凸兩翼的巖性尖滅線呈“階狀”運移。

（3）斷裂-不整合復合輸導型。主要分布在燕山期古隆起周緣，如石西—石東凸起及南部車莫古隆起側翼，油氣通過斷裂由源巖垂向到達不整合上下時，受控于不整合下部風化層及上部的底礫巖層大規(guī)模側向運移。在平面上，不整合高滲透層頂面的構造起伏決定了油氣側向輸導的優(yōu)勢路徑。

勘探表明：優(yōu)勢的輸導組合類型決定了油氣的富集特征。斷裂垂向單一型輸導組合控制下的油氣多沿油源斷裂帶疊置分布；斷裂-毯砂階狀型輸導組合控制下的油氣沿現(xiàn)今構造凸起周緣環(huán)帶分布；斷裂-不整合復合型輸導組合控制下的油氣沿大型地層削截/超覆尖滅線之下連片分布。

3 輸導體系有效性及其控藏模式

綜合對比準噶爾盆地腹部中淺層油氣輸導體系形成演化與油氣成藏過程的時空匹配關系，結合圈閉的形成條件，進一步討論輸導體系的有效性及其對油氣富集成藏的控制作用。

3.1 輸導體系與成藏事件的時空匹配關系

中淺層油氣成藏具有遠源次生和多期成藏的特點。只有在烴源巖大量生排烴時期就已存在并具有良好滲流能力的輸導體系，才有利于油氣的規(guī)模運聚。因而需要系統(tǒng)對比輸導體系與油氣充注成藏的時序關系，來評價輸導體系的有效性。

準噶爾盆地腹部中淺層的油氣主要受P2w，P1f等2 套烴源巖供烴。P2w，P1f 均有早侏羅世和晚白堊世2個生排烴高峰期，到了古近紀，2 套烴源巖均達到高成熟階段，生油能力減弱［48-49］。在侏羅紀，儲層埋深較淺（普遍小于1 000 m），而上侏羅統(tǒng)又遭受厚達上千米剝蝕，因此早、中侏羅世成藏的油氣大部分遭受破壞而降解，以致于對成藏貢獻小。白堊紀成熟的風城組原油則可以充注到侏羅系儲層中，而白堊系儲層埋藏更淺，只有在白堊世中晚期烏爾禾組生成的油氣才能在埋深相對較大的清水河組得到較好的保存。

通過測定流體包裹體均一溫度［27，50-51］，結合典型單井埋藏史、熱演化史模擬，可以明確腹部地區(qū)中淺層普遍存在2 期大規(guī)模的油氣充注事件。第1期對應于晚白堊世，二疊系烴源巖大量生排烴，油氣直接進入淺層圈閉，屬于原生油氣成藏期；第2期對應于古近紀，受喜山期構造反轉的影響，原有的油氣藏遭受破壞，油氣向新的有利圈閉調整后再聚集，屬于次生油氣調整期。

前文已述，構成準噶爾盆地腹部中淺層輸導體系的斷裂、砂巖輸導層、不整合等要素均形成于早白堊世。在深淺斷裂帶中觀察到不同成熟度的烴類包裹體［52-53］，也顯示先存斷裂在后期構造活動中多次開啟，并具有“幕式”充注的特征。通過對比準噶爾盆地腹部中淺層油氣生排烴史、油氣充注成藏史、輸導體系形成演化史，可以明確3 類輸導體系在油氣運移過程中的時效性（圖9）。

3.2 優(yōu)勢輸導體系控制下的油氣成藏模式

基于輸導體系、源儲關系及成圈條件，準噶爾盆地腹部地區(qū)在優(yōu)勢輸導體系控制下可以建立3種中淺層油氣成藏模式（圖10）。

（1）斷裂垂向單一輸導控制下的立體成藏模式。①溝通深部油源的斷裂體系構成油氣垂向優(yōu)勢運移通道。斷裂體系可以是晚期的走滑斷裂體系，深部切入烴源層溝通油源。如瑪湖凹陷及其周緣的大侏羅溝走滑斷裂體系，形成于印支期—燕山期，為油氣向淺層規(guī)模運移提供了優(yōu)勢通道。繼承性發(fā)育的深、淺斷裂組合也可以構成斷裂垂向優(yōu)勢運移通道。②多期發(fā)育的厚層湖泛泥巖對油氣的垂向封堵及側向遮擋作用。湖泛期泥巖厚度大，韌性強，往往是斷層頂端終止部位，即使斷層斷穿了厚層泥巖，由于泥巖涂抹強且斷層靜止期斷層巖壓實固結強，斷層在湖泛泥巖段往往是封閉的，因此，沿斷層垂向運移的油氣可以被封堵在多套湖泛泥巖之下，表現(xiàn)為立體成藏。準噶爾盆地中淺層侏羅系—白堊系發(fā)育J1b2，J1s3等多套最大湖泛期泥巖，形成了J1b1，J1s2等多套垂向立體疊置的含油層系。

（2）斷裂-毯砂階狀輸導控制下的環(huán)凸成藏模式。通過油源斷裂垂向溝通后，油氣沿著多套呈“毯狀”分布的厚層砂巖呈階梯狀側向運移，最終在古凸起周緣的巖性尖滅帶富集成藏。其控藏要素有：①繼承性的斷裂-鼻凸帶。沿斷裂-鼻凸帶周緣發(fā)育有派生的深淺斷裂體系，并長期控制侏羅系河道走向及主砂體的展布，因而構成了油氣垂向和側向運移的一體化輸導成藏系統(tǒng)，如夏鹽、基東、莫北等鼻凸帶。②中淺層發(fā)育的多套厚層毯砂及淺層不同期斷裂構成的階狀輸導體系。油氣沿油源斷裂垂向運移至中淺層后，進入厚層毯砂繼續(xù)側向運移，當受次級斷裂遮擋時會向上調整，構成復雜的階梯狀輸導體系。油氣縱向上由鼻凸低部位向高部位優(yōu)勢運移，層位逐階變新、變高，平面上受次級斷裂及巖性尖滅線遮擋，并沿構造鼻凸周緣環(huán)狀聚集。

（3）斷裂-不整合復合輸導控制下的連片成藏模式。①斷裂體系溝通區(qū)域不整合構成垂向-側向復合輸導體系，成為油氣優(yōu)勢輸導通道，控制油氣規(guī)模運移。②發(fā)育在區(qū)域不整合之上的退覆式三角洲疊置砂體。不整合之上廣覆式的底砂巖可以形成有利的側向輸導層，其上發(fā)育退覆式的三角洲砂體，頂部的湖浸泥巖與三角洲砂體構成優(yōu)質的儲蓋組合。隨著湖浸的發(fā)展及三角洲的退積，該套儲蓋組合形成大面積分布。沿區(qū)域不整合側向運移的油氣受地層尖滅線、三角洲平原致密相帶及上覆泥巖的遮擋可以形成大面積連片分布的地層巖性油氣藏。

4 有利勘探方向

從已有的勘探成果來看，斷裂-毯砂階狀輸導體系控制下的環(huán)凸控藏模式已經(jīng)在莫北、夏鹽等多個凸起區(qū)得到了證實。近期在準噶爾盆地腹部瑪湖—盆1井西凹陷QS2 井、MH015 井測試獲高產油氣流，揭示了凹陷內斷裂垂向單一輸導立體成藏模式的廣闊勘探前景，但在腹部中淺層圍繞斷裂-不整合復合輸導油氣成藏模式進行的勘探實踐還十分有限，尤其是在阜康凹陷，針對不整合上下的輸導控藏條件及油氣富集規(guī)律尚不清晰。

阜康凹陷發(fā)育多組近東西向的走滑斷裂帶，垂向輸導條件有利。受多期構造差異抬升的影響，沿車莫古隆起東南翼發(fā)育多期中—上侏羅統(tǒng)的地層超覆帶和剝蝕帶，東緣發(fā)育下白堊統(tǒng)底部的地層超覆帶，具備形成大面積地層-巖性圈閉群的地質條件?？v向上還發(fā)育二疊系、侏羅系2 套烴源巖層，且均已達到生烴高峰階段，油源充足。因此，該區(qū)中淺層油氣成藏條件十分優(yōu)越，應是下一步尋找規(guī)模以上地層-巖性油氣藏的重要領域。

5 結論

（1）準噶爾盆地腹部中淺層油氣運移跨度大，成藏過程復雜，輸導體系控制了油氣的縱向、橫向運聚成藏。斷裂系統(tǒng)、砂體輸導層、不整合等輸導要素構成了斷裂垂向單一輸導型、斷裂-毯砂階狀輸導型、斷裂-不整合復合輸導型等3 類主要的輸導組合。

（2）在3 類優(yōu)勢輸導體系控制下，準噶爾盆地腹部中淺層可以建立3種控藏模式：斷裂垂向單一輸導控制下的立體成藏、斷裂-毯砂階狀輸導控制下的環(huán)凸成藏、斷裂-不整合復合輸導控制下的連片成藏。

（3）3 類輸導控藏模式在準噶爾盆地腹部地區(qū)中淺層均有不同程度的勘探實踐。阜康凹陷侏羅系—白堊系輸導體系發(fā)育，成藏條件優(yōu)越，勘探程度低，是探索中淺層高效巖性-地層油氣藏的重要潛力區(qū)。