瑪東2斜坡區二疊系不整合面與油氣成藏關系探討

夏近杰 何君毅 馬 亮 張吉輝

(1.中國石油新疆油田勘探開發研究院 2.中國石油新疆油田陸梁油田作業區)

0 引言

層序地層學的形成和發展為非構造圈閉的尋找提供了可能途徑，而不整合面正是層序地層學最基本、也是最重要的界面之一。它不僅是構造運動的重要表現形式和記錄，而且是重要的油氣藏控制界面。區域性和局域性不整合對油氣運移、聚集、再分配、儲層配置、改造、地層圈閉形成、成藏具有重要意義。瑪東2井區位于瑪湖凹陷的東斜坡。為前陸盆地遠端斜坡區，二疊系沉積期間，長期為一個西南傾的單斜，在此背景下受海西期構造運動影響，二疊系各組地層向隆起超覆尖滅，使二疊系各組之間均為不整合面，發育不整合圈閉、巖性圈閉。而該區緊鄰生烴凹陷(瑪湖)凹陷，且發育多條不整合面，呈源邊—不整合—斜坡地質特征(圖1)，易形成近源原生油藏，具備油氣成藏的大背景。因此研究不整合面對該區油氣成藏評價具有重要意義。

1 地層特征

1.1 地層層序

瑪東2井區基底巖性為石炭系的火山巖，至下而上主要鉆遇了石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系及新生界地層。二疊系為本次研究的目的層，該套地層與上覆和下伏地層均呈角度不整合接觸，進一步分為佳木河組、風城組、夏子街組、烏爾禾組四套地層：佳木河組巖性以火山碎屑巖、沉火山碎屑巖夾碎屑巖為主，剝蝕嚴重，只在石炭系地層上殘留薄薄一套地層；風城組在研究區已經全部剝蝕殆盡；夏子街組巖性主要以含礫砂巖、細砂巖為主，與烏爾禾組、佳木禾組呈不整合接觸；烏爾禾組(P2w)地層厚度一般在100m～600m,構造高部位的剝蝕區殆盡，頂底界均為一個巖性、電性突變面，該套地層進一步分為二套地層：P2w1和P2w2。

圖1 瑪東2井區構造位置圖

1.2 地層格架

在利用鉆井、測井以及地震資料進行地層劃分的基礎上，以鉆井資料為基礎，以地震資料為控制條件，對研究區進行了聯井地層對比，建立了等時地層格架。從對比結果上看(圖2)：瑪東2井區二疊系地層埋藏較深，厚度變化較大，整個二疊系地層尖滅線在瑪201與瑪東4之間，向瑪湖凹陷方向地層變厚，在石炭系地層斜坡背景下呈楔狀夾持在石炭與三疊系地層之間，P2w地層相對發育，其余組地層剝蝕嚴重。瑪東2井地層較全，上自下而上發育P1j、P2x 和P2w1、 P2w2。瑪201缺失了P2x地層，在P2w內部缺失了P2w1頂部的一套砂泥巖。

圖2 過瑪東2—瑪201—瑪東4井地層對比圖

2 不整合面識別

由于不整合上下地層為不同時期的地層，地層的反射特征存在著差異，在地震反射終端特征上不整合面下的地層被剝蝕、上部的地層發生超覆是識別不整合面的最大標志之一。另外，不同期次的地層在產狀、地震相上都存在差異，這也是地震剖面識別不整合面的重要標志。在巖性上，由與不整合面上下地層為不同時期的地層，中間存在沉積間斷，巖石在巖性，結構、構造、旋回性上必然存在差異，因此，對巖石特征的變化進行研究也可以達到識別不整合面的目的。電性特征是對地層巖性、物性、含油性變換的一種綜合反映，在不整合面上下，存在不同時期的地層，其在電性特征上必然存在著差異，因此，利用電性特征的變化也可以識別不整合面。通過以上識別方法，本次共在二疊系識別出5個不整合面(圖3)，分別為二疊系頂底、P2w、P2x、P2j之間以及P2w內部1條不整合面，這些不整合面可劃分為二種類型：P2w/P2x、P2x/P2j整一/削蝕型，其中：二疊系頂為整一/削蝕型，其余不整合面均為上超/削蝕型(圖3)。

3 地層結構模式

以不整合面為框架，建立了研究區地震結構模式。通過精細合成記錄標定，轉化為研究區地層結構模式(圖4)。從地層結構模式可以推斷出：在石炭系頂界 的侵蝕面之上，沉積了佳木河組地層，由于夏鹽地區是當時的一個地形高地， 且地形相對平緩，因而，佳木河組向夏鹽凸起超覆，覆蓋了夏鹽凸起的大部分地區。佳木河組沉積末期的海西運動使整個地區隆升，凸起之上的佳木河組被剝蝕，而在斜坡區仍有殘留。之后的海西運動的幾次構造幕使風城組頂界、夏子街組頂界、烏爾禾組頂界均遭受不同程度的剝蝕。其中風城組在井區全部剝蝕。

圖3 瑪東2井區二疊系不整合面特征

圖4 瑪東2井區二疊系地層結構模式

4 不整合面與油氣成藏的關系

4.1 已知油藏再認識

前人研究表明，瑪東2油藏和瑪201油藏為巖性油藏，在地層結構模式下，對已知油藏進行了精細層位標定，以查明已知油藏和不整合面的關系。通過標定已知油藏位于不整合面之上(圖4)，上傾方向受控于地層尖滅，下傾方向油藏受控于構造線。根據其主控因素確定油藏類型為地層超覆油藏。推測其成藏模式為：在斜坡背景下，地層沿不整合面逐層超覆在不整合面上，由于水進，上覆地層變細，形成蓋層，構成了地層超覆圈閉，遇二疊系烴源層的油氣沿斜坡不整合面向上運移，在近源的瑪東2井區遭遇非構造圈閉，形成原生油氣藏。

4.2 不整合面對油氣成藏的控制作用

(1)控制地層的發育特征

不整合面是構造運動的表現形式，也是層序轉換的記錄者，不整合面記錄了層序的變化特征。通過不整合面識別建立了研究區的地震結構模式，該模式與地質分層相結合，建立了研究區的地層(層序)結構模式。通過地震反射特征追蹤對比，建立的研究區的層序地層(三級層序)等時格架，在此格架下研究發現：研究區二疊系四套不同成因地層(層序)，其縱向接觸疊置關系如地層結構模式圖所示(圖3)，平面上P2w2地層分布面積最廣，厚度變化不大，尖滅區下伏地層為石炭系地層，P2w1地層尖滅線在瑪201井附近，厚度變化大，呈楔狀披覆在佳木河地層之上。夏子街組地層平面上分布范圍最小，剖面上只殘留小套地層，佳木河地層分布范圍較大，地層傾角最大，厚度變化不大。由此可知，不整合面不僅控制了研究區的地層結構，還控制了接觸關系、展布特征，并最終控制了地層的空間配置方式。

(2)控制圈閉的類型

由于沉積間斷而形成的儲集層上傾方向或上方直接與不整合面相切并被遮擋而形成的圈閉為不整合圈閉。在不整合面之上主要有超覆圈閉，在不整合面之下主要有潛伏剝蝕構造和潛伏剝蝕凸起圈閉。不整合面上的地層超覆圈閉是在水進時期，沉積層自下而上逐層沿不整合面向湖盆邊緣斜坡帶超覆，從而使水進砂體的頂板被上覆泥巖、致密砂蓋層覆蓋，水進砂體的底板被不整合面以下致密不滲透的火成巖、變質巖或泥巖遮擋。不整合面下的地層剝蝕油氣藏與區域性的沉積間斷和地層隆起、剝蝕作用有關。地層褶皺隆起遭受差異剝蝕或由于河流下切的侵蝕作用，在不整合面上形成古地貌凸起，而這一古地貌凸起遭受長期的風化淋濾，致使地層的層理基本被破壞，從而形成潛伏剝蝕凸起圈閉(古潛山圈閉)。研究區已發現油藏均為不整合面之上的地層超覆油藏。

(3)控制油氣的運移

不整合面是油氣橫向運移的主要通道，高滲砂體—斷裂—不整合面構成了油氣運移的疏導體系，前人區域研究表明研究區位于生烴凹陷邊緣，二疊系內部風城組、烏爾禾組地層均發育大套烴源巖，油源條件充足，具備發育原生油藏的條件。從實際的鉆井資料上看，各期不整合面上油氣顯示活躍。而研究區為斜坡的地質背景，油氣運移受地層結構和不整合面雙重控制，在地層結構模式圖上建立了油氣運移模式圖(圖5)，從該模式圖上可以看出，油氣有利運移區為P2w1地層尖滅線附近。

圖5 瑪東2井區二疊系油氣運移示意圖

4)對油氣富集規律的控制

不整合面控制了地層發育、接觸關系、展布特征，進而控制了生、儲、蓋配置關系。兩期不整合面之間存在一期相對海平面由淺到深再到淺的一個完整的沉積旋回，那么不整合面到最大海泛面之間就存在一期有利的儲蓋組合，而其上一期的水進地層為該套組合的有效烴源巖。從研究區來看，佳木禾地層、夏子街、P2w1地層剝蝕嚴重，缺失完整旋回的水進體系域和高位體系域地層，因此缺乏區域性蓋層條件，在研究區斜坡背景下，很難形成有效的地層封堵，這也是以上地層見油氣顯示卻沒有成藏的最主要原因。P2w2地層為上升半旋回地層，具備有效的儲蓋組合，地層傾角較小，下部油氣沿不整合面運移到該套地層容易被保存下來，因此具有成藏的最有利條件(圖6)。

圖6 瑪東2井綜合柱狀圖

5 結論

(1)研究區二疊系地層存在5期不整合，分別為二疊系頂底、P2w、P2x、P2j之間以及P2w內部1條不整合面；兩種不整合類型：上超/削蝕型、整一/削蝕型。

(2)不整合面不僅控制了地層結構、接觸關系、展布特征、圈閉類型，還控制了油氣的運移,最終控制油氣的富集。

(3)瑪東2油藏為地層超覆油藏，為源邊—不整合—斜坡成藏模式。

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