張永波 佟 瑩 王東學(xué) 馬紅妮 譚建華

（1. 新疆油田分公司陸梁油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000；2. 新疆皓登科技有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引 言

瑪湖凹陷構(gòu)造上屬于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣，是重要的富烴凹陷，其最優(yōu)質(zhì)的烴源巖為下二疊統(tǒng)的風(fēng)城組［1-4］。隨著瑪湖凹陷中心區(qū)的礫巖大油區(qū)的發(fā)現(xiàn)，帶動(dòng)了該區(qū)及其周緣的石油地質(zhì)研究不斷深入［5-10］。以往勘探評(píng)價(jià)及開發(fā)層位以下侏羅統(tǒng)的八道灣組和三工河組、上三疊統(tǒng)的白堿灘組、下三疊統(tǒng)的百口泉組、上二疊統(tǒng)的上烏爾禾組為主。近幾年，新疆油田為了擴(kuò)大瑪湖凹陷勘探成果，達(dá)到“平面擴(kuò)區(qū)、縱向拓層”的目的，于瑪湖凹陷西斜坡夏子街背斜二疊統(tǒng)夏子街組進(jìn)行油氣勘探，獲得了高產(chǎn)工業(yè)油氣流，東斜坡的三個(gè)泉凸起、夏鹽凸起的夏子街組也見到不同程度的油氣顯示，展示了環(huán)瑪湖凹陷深層夏子街組良好的油氣成藏條件和勘探前景。

與西斜坡相比，東斜坡整體勘探程度較低，前人研究成果［11-13］主要針對(duì)中二疊統(tǒng)下烏爾禾組、下三疊統(tǒng)百口泉組的油源、儲(chǔ)層和油氣運(yùn)移條件探討，關(guān)于夏子街組成藏條件的研究成果甚少。鑒于瑪湖凹陷東斜坡夏子街組整體勘探程度低，構(gòu)造精細(xì)解釋、圈閉精細(xì)描述、沉積相帶、儲(chǔ)層及成藏等方面認(rèn)識(shí)尚不清楚。本文充分利用瑪湖凹陷東斜坡的三維地震、鉆井、測(cè)井資料，分析夏子街組成藏條件，研究下步勘探方向，為瑪湖凹陷東斜坡深層領(lǐng)域的下步勘探部署提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

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［11］，為一個(gè)疊合埋藏型凹陷，發(fā)育于早—中二疊世，沉積中心位于凹陷西北山前凹陷，晚二疊世—新生代為斜坡區(qū)［4-6，11］。研究區(qū)自下而上發(fā)育石炭系，二疊系的佳木河組、夏子街組、風(fēng)城組（局部缺失）、烏爾禾組，三疊系，侏羅系，白堊系。構(gòu)造上位于夏鹽凸起、三個(gè)泉凸起、英西凹陷和瑪湖凹陷交界處（圖1），區(qū)域上處于凹陷與凸起的斜坡地帶。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置Fig.1 Structural in locations studied area

新疆油田為進(jìn)一步拓展該區(qū)縱向勘探潛力，針對(duì)地震資料品質(zhì)較好的YB1 三維地震工區(qū)內(nèi)鉆遇夏子街組的MD2等7口井進(jìn)行老井復(fù)查，發(fā)現(xiàn)MD2 井、M224 井2口井油氣顯示較好，采用常規(guī)抽汲方式試油，MD2 井獲日產(chǎn)油0.37 t、日產(chǎn)水5.4 m3，M224 井獲日產(chǎn)油0.29t、日產(chǎn)水4.05 m3，說明瑪湖凹陷東斜坡夏子街組具備了油氣成藏條件。

2 成藏條件

通過構(gòu)造特征、烴源巖條件、沉積和儲(chǔ)層、油氣輸導(dǎo)體系和油氣遮擋、成藏模式等綜合分析，系統(tǒng)闡述研究區(qū)夏子街組油氣成藏條件。

2.1 構(gòu)造特征

2.1.1 構(gòu)造形態(tài)和發(fā)育地層

利用研究區(qū)及周邊地區(qū)高品質(zhì)三維地震資料及鉆井合成記錄精確標(biāo)定，開展井震聯(lián)合精細(xì)構(gòu)造解釋，了解構(gòu)造形態(tài)和地層發(fā)育特征。

研究區(qū)構(gòu)造整體表現(xiàn)為二疊系、三疊系呈向西傾沒的大型斜坡構(gòu)造特征，區(qū)域上直接伸入到瑪湖凹陷，且局部發(fā)育低凸起。

下二疊統(tǒng)佳木河組沉積于基底石炭系之上，向東逐漸減薄，于MD4 井區(qū)尖滅。風(fēng)城組向東逐漸減薄，于夏鹽凸起與瑪湖凹陷邊界部位尖滅；中二疊統(tǒng)夏子街組向東部三個(gè)泉凸起方向逐漸減薄，于M201 井東側(cè)低凸起尖滅，下烏爾禾組向東逐漸減薄，逐層尖滅，在構(gòu)造高部位MD4 井區(qū)二疊系完全缺失；三疊系百口泉組向東整體超覆（圖2）。

圖2 瑪湖凹陷東斜坡地震解釋剖面（剖面位置見圖1）Fig.2 Seismic section interpretation of east slope of Mahu Sag(location shown in Fig.1)

風(fēng)城組于瑪東斜坡高部位缺失，形成了夏子街組與佳木河組之間的不整合面，從而構(gòu)成瑪湖凹陷烴源巖區(qū)邊部→不整合面→斜坡區(qū)局部低凸起的油氣運(yùn)聚路徑，鼻狀構(gòu)造狀背景下的低凸起為油氣運(yùn)聚指向區(qū)。

2.1.2 斷裂

研究區(qū)處于瑪湖凹陷東斜坡高部位，受多期區(qū)域構(gòu)造改造，斷裂比較活躍。采用區(qū)域剖面大斷裂與平面相干體微小斷裂解釋相結(jié)合的方法，開展斷裂系統(tǒng)精細(xì)解釋。

根據(jù)斷裂性質(zhì)及縱向特征，本區(qū)發(fā)育小型高角度的近東西向壓扭性斷裂，均為逆斷層，斷距下大上小，二疊系垂直斷距一般為100~500 m。前人［14］研究得知，本區(qū)發(fā)育的近東西向壓扭走滑斷裂形成于二疊紀(jì)末盆地西北緣的沖斷變形及三疊紀(jì)末以來的左行壓扭作用時(shí)期，由于形成時(shí)間早、活動(dòng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，斷開層位多（自基底至三疊系）（圖3），這些斷裂有效地溝通了夏子街組與佳木河組之間的不整合面，構(gòu)成了油氣垂向運(yùn)移通道。同時(shí)，受近東西向的陸南、基南2條逆斷裂帶控制，研究區(qū)發(fā)育MD3、MD2、MD2 北3個(gè)長(zhǎng)期繼承性的鼻隆構(gòu)造帶。

圖3 瑪湖凹陷東斜坡研究區(qū)斷裂分布Fig.3 Faults distribution in studied area of east slope of Mahu Sag

例如MD2、M224、M202 這3 口重點(diǎn)井位于MD2 鼻隆帶上，從構(gòu)造形態(tài)上看于MD2 鼻隆帶向瑪湖生烴凹陷方向延伸數(shù)千到幾十千米遠(yuǎn)，構(gòu)造條件較優(yōu)越。因此，研究發(fā)現(xiàn)近東西走向的斷裂不僅是油氣運(yùn)移通道，而且還是油氣富集的主要控制因素。

2.2 烴源巖

最新研究成果認(rèn)為瑪湖凹陷主力烴源巖為下二疊統(tǒng)風(fēng)城組咸水湖相泥質(zhì)巖、泥質(zhì)白云巖、凝灰?guī)r和混積巖［5-7］，有機(jī)質(zhì)豐度達(dá)到中等—優(yōu)質(zhì)烴源巖標(biāo)準(zhǔn)（表1）、有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ型—Ⅱ1型為主，Ro為1.15%～1.56%，達(dá)到了成熟—高成熟演化階段，生烴高峰值可達(dá)到800 mg/g，具備良好的生烴潛力［3-4］。油氣地球化學(xué)分析表明，研究區(qū)油氣主要來自瑪湖凹陷下二疊統(tǒng)風(fēng)城組［13］。研究區(qū)的夏子街組與瑪湖凹陷中心的夏子街組均具有很好的油氣顯示，說明瑪湖凹陷下二疊統(tǒng)風(fēng)城組烴源巖可為凹陷中心上覆及其周緣源外斜坡區(qū)的儲(chǔ)層提供充足油氣資源。

表1 瑪湖凹陷風(fēng)城組烴源巖有機(jī)地球化學(xué)特征（據(jù)參考文獻(xiàn)[4]）Table 1 Organic geochemical characteristics of source rock of Fengcheng Formation in Mahu Sag(Modified from Ref.[4])

2.3 沉積和儲(chǔ)層

2.3.1 沉積相

基于研究區(qū)2口探井的巖心觀察，識(shí)別出夏子街組主要發(fā)育扇三角洲相。扇三角洲平原亞相，巖性以雜色粗砂巖、細(xì)礫巖為主，夾薄層綠色、褐紅色泥巖。扇三角洲前緣亞相巖性為灰色、灰綠色粉砂巖和細(xì)砂巖，含灰綠色泥質(zhì)粉砂巖（圖4）。綜合單井相、連井相特征，東部以扇三角洲平原亞相沉積為主，西部以扇三角洲前緣亞相沉積為主（圖5）。結(jié)合區(qū)域沉積特征分析［7-8］，瑪東斜坡夏子街組扇三角洲物源以東部和東北部為主，整體為湖侵退積式沉積，斜坡向凹陷中心呈扇三角洲—湖泊沉積相帶展布，扇三角洲平原亞相向湖區(qū)方向延伸，與扇三角洲前緣亞相交互式疊置，且前緣亞相分布較廣。在瑪東斜坡區(qū)表現(xiàn)為扇三角洲砂礫巖體大面積連續(xù)分布，形成了扇體巖性圈閉的疊置連片分布，為研究區(qū)巖性圈閉形成提供了必要條件。

圖4 瑪湖凹陷東斜坡夏子街組巖心照片F(xiàn)ig.4 Core photos of Xiazijie Formation in east slope of Mahu Sag

圖5 瑪湖凹陷東斜坡夏子街組沉積相Fig.5 Sedimentary faces of Xiazijie Formation in east slope of Mahu Sag

2.3.2 儲(chǔ)層

巖心觀察表明，夏子街組發(fā)育含礫粗砂巖、砂質(zhì)礫巖，粒度分布較廣，以細(xì)礫為主，粒級(jí)從細(xì)礫、粗砂到泥質(zhì)，各種粒級(jí)并存于儲(chǔ)層中，磨圓較差，反映了近物源的沉積特點(diǎn)。

鏡下微觀分析，研究區(qū)砂礫巖儲(chǔ)集空間發(fā)育剩余粒間孔、粒間和粒內(nèi)溶蝕孔（圖6），孔隙度為3%～15%，平均為8.97%，滲透率為0.01×10?3～2 530×10?3μm2，平均為1.56×10?3μm2，屬于低孔、低滲致密儲(chǔ)層。

圖6 瑪湖凹陷東斜坡夏子街組儲(chǔ)層微觀照片F(xiàn)ig.6 Reservoir micro-photos of Xiazijie Formation in east slope of Mahu Sag

因夏子街組巖性以砂礫巖互層為主，夾雜砂質(zhì)泥巖和泥巖，呈異常高電阻率值的巖石電性特征。由于已有鉆井只分布于扇三角洲平原亞相沉積區(qū)，借鑒鄰區(qū)、鄰儲(chǔ)的高阻儲(chǔ)層預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)［14］，即波阻抗可以較好地區(qū)分儲(chǔ)層與非儲(chǔ)層，分析預(yù)測(cè)研究區(qū)儲(chǔ)層平面分布。經(jīng)反復(fù)調(diào)試阻抗參數(shù)，最終確定波阻抗門檻值為13.4 Gg/（m2·s），反演預(yù)測(cè)研究區(qū)有效儲(chǔ)層。結(jié)果表明，扇三角洲平原相河道有效砂礫巖體呈連片疊置分布，扇三角洲前緣亞相河道有效砂巖體呈條帶狀分布，且砂礫體邊界清晰（圖7），研究區(qū)南部和西南部靠近湖相區(qū)，有效砂礫巖體呈片狀和條帶狀分布。

圖7 瑪湖凹陷東斜坡研究區(qū)夏子街組儲(chǔ)層反演特征Fig.7 Inversion characteristics of reservoir in Xiazijie Formation in studied area of east slope of Mahu Sag

2.4 油氣輸導(dǎo)體系

研究區(qū)位于烏—夏斷裂帶的東南部處于瑪湖凹陷東斜坡，通過研究區(qū)地震精細(xì)解釋，發(fā)現(xiàn)內(nèi)斜坡近瑪湖凹陷低部位及斜坡部位均缺失風(fēng)城組沉積，夏子街組直接超覆沉積于佳木河組之上，說明研究區(qū)發(fā)育佳木河組與夏子街組之間的不整合面（圖2）。

由于海西—印支期受盆地周緣多期逆沖推覆作用的影響，發(fā)育了具有調(diào)節(jié)性質(zhì)、近東西向的逆沖走滑斷裂，這些斷裂縱向上斷開石炭系、二疊系及三疊系，同時(shí)通過巖心觀察可知儲(chǔ)層砂礫巖微裂縫發(fā)育，因三疊紀(jì)末下二疊統(tǒng)風(fēng)城組烴源巖開始成熟，并大量排烴，此時(shí)，近東西向斷裂正處于活動(dòng)狀態(tài)，溝通了來自于夏子街組與佳木河組之間不整合面橫向運(yùn)移的油氣，后經(jīng)斷裂垂向調(diào)整，油氣運(yùn)移聚集到二疊系—三疊系的各套儲(chǔ)層中。因此，不整合面、斷裂、微裂縫構(gòu)成油氣成藏縱向運(yùn)移通道，為油氣成藏奠定了良好的輸導(dǎo)條件。

2.5 油氣遮擋條件

準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷及環(huán)瑪湖地區(qū)在湖盆擴(kuò)張期（湖侵）形成了下烏爾禾組區(qū)域蓋層。晚侏羅世準(zhǔn)噶爾盆地整體發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，盆地處于擠壓狀態(tài)［15］，近東西向走滑斷裂活動(dòng)結(jié)束，處于封閉狀態(tài)，為夏子街組扇三角洲分流河道上傾尖滅的巖性圈閉提供了良好的遮擋條件。通過鉆井巖心觀察及錄井描述發(fā)現(xiàn)，夏子街組上部發(fā)育5～50 m厚河道間沉積的砂質(zhì)泥巖和泥巖，區(qū)域上分布較穩(wěn)定，可作為夏子街組油氣藏的局部蓋層。同時(shí)，晚侏羅世以來準(zhǔn)噶爾盆地整體處于擠壓狀態(tài)，近東西向走滑斷裂活動(dòng)結(jié)束，處于封閉狀態(tài)，為夏子街組的斷層—巖性圈閉和巖性圈閉起到良好的保護(hù)作用。因此，瑪東斜坡區(qū)夏子街組油氣藏具有較好的油氣遮擋條件。

2.6 成藏模式

參考埋藏淺、構(gòu)造平緩的西斜坡夏子街組烏27、烏35 等井區(qū)，瑪湖凹陷風(fēng)城組烴源巖提供充足油源，多物源供給的夏子街扇體發(fā)育以次生孔隙為主的砂礫巖儲(chǔ)集體，以二疊系／三疊系不整合面和區(qū)內(nèi)東西向縱向斷裂為油氣運(yùn)移通道，形成巖性、地層、低幅度構(gòu)造及復(fù)合油氣藏的成藏特征［16-17］。通過位于MD2 鼻隆帶上的MD2、M224、M202 井油藏解剖，結(jié)合研究成藏條件綜合分析，建立了瑪湖凹陷東斜坡夏子街組油氣成藏模式。認(rèn)為瑪湖凹陷東斜坡油氣從源（瑪湖凹陷）到藏（東斜坡）運(yùn)移時(shí)，瑪湖凹陷風(fēng)城組烴源巖在三疊紀(jì)末開始大量排烴，首先沿著佳木河組與夏子街組之間的不整合面橫向運(yùn)移，到達(dá)斜坡部位，在斷裂活動(dòng)的三疊紀(jì)—早侏羅紀(jì)時(shí)期，經(jīng)區(qū)內(nèi)近東西向斷裂和微裂縫短距離垂向運(yùn)移至夏子街組儲(chǔ)層的圈閉中，形成構(gòu)造、構(gòu)造—巖性、地層油藏（圖8），構(gòu)成瑪湖凹陷東斜坡夏子街組油氣成藏區(qū)。

圖8 瑪湖凹陷東斜坡夏子街組油氣成藏模式Fig.8 Hydrocarbon accumulation patterns of Xiazijie Formation in east slope of Mahu Sag

3 下一步勘探方向

綜合構(gòu)造、油源、沉積相、儲(chǔ)層、輸導(dǎo)體系等成藏條件與成藏模式，認(rèn)為研究區(qū)西南部鄰近瑪湖凹陷生烴凹陷的斜坡低部位、靠近烴源巖的扇三角洲前緣砂體油氣充注更好；研究區(qū)南部的扇三角洲平原砂礫巖體油氣充滿度相對(duì)較低。研究區(qū)西南部位于YB2 鼻隆帶上，YB2 井北油源斷裂附近的條帶狀分布的扇三角洲前緣砂體具備有利成藏條件，是瑪湖凹陷東斜坡的下步甩開勘探最有利地區(qū)（圖7）；研究區(qū)南部位于MD3 鼻隆帶上，基南油源斷裂附近的片狀分布的扇三角洲平原砂礫巖體是瑪湖凹陷東斜坡的下一步勘探較有利地區(qū)。

4 結(jié) 論

（1）瑪湖凹陷東斜坡發(fā)育的MD3、MD2 和MD2 北3個(gè)長(zhǎng)期繼承性鼻隆構(gòu)造帶控制油氣聚集，扇三角洲砂巖、砂礫巖體為油氣聚集提供儲(chǔ)集空間，不整合面與區(qū)內(nèi)垂向斷裂和微裂縫構(gòu)成輸導(dǎo)體系，上覆區(qū)域蓋層和夏子街組頂部局部砂質(zhì)泥巖、泥巖蓋層以及遮擋斷裂為油氣提供保存條件。

（2）瑪湖凹陷東斜坡屬于源外成藏，瑪湖凹陷生成的油氣沿著二疊系不整合面橫向運(yùn)移，通過區(qū)內(nèi)近斷裂和微裂縫垂向運(yùn)移至夏子街組，形成構(gòu)造、構(gòu)造—巖性、地層油藏。

（3）夏子街組西南部鄰近瑪湖凹陷生烴凹陷的扇三角洲前緣相砂巖體是下步甩開勘探最有利目標(biāo)區(qū)，南部扇三角洲平原砂礫巖體是下步勘探較有利目標(biāo)區(qū)。