準噶爾盆地西北緣五八區二疊紀地層整體含油綜合分析

龔福華，劉明軍，梅華平，陳開研胡志鵬，甯濛，紀璇

（ 油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室（長江大學）湖北 武漢，430100）

準噶爾盆地西北緣五八區二疊系共有5組地層：上烏爾禾組 （P3w），下烏爾禾組 （P2w），夏子街組 （P2x），風城組 （P1f）和佳木河組 （P1j）。通過近年來的研究，對五八區的構造和地層的認識不斷深入。五八區地層剝蝕嚴重，上烏爾禾組在八區缺失；下烏爾禾組在五區剝蝕嚴重；夏子街組和風城組剝蝕較為嚴重，僅存在于靠近湖盆區域；佳木河組地層由西部隆起向盆地方向遭受剝蝕。近些年，在五八區儲層特征分析、五八區成藏特征研究方面也取得了新的認識。五八區二疊系儲層整體屬于低孔低滲儲層，儲層的非均質性強。筆者參考前人的研究成果和詳實的資料對五八區二疊紀地層含油特征進行深入探討，旨在為五八區勘探與開發提供借鑒。

1 區域地質概況

以二疊系的構造格局為基礎，可將準噶爾盆地劃分為3個隆起2個拗陷，5個一級構造單元和44個二級構造單元。五八區處于準噶爾盆地西北緣西部隆起克百斷裂帶下盤和中拐凸起東北翼，西部隆起形成于海西運動時期，受印支運動、燕山運動和喜山運動的影響，整體表現為向盆地內傾伏的大型單斜［1］。五八區北部靠近南白堿灘斷裂帶，西南部緊鄰紅山嘴斷塊區，東南部為瑪湖凹陷，東北部與百口泉探區南部相鄰，勘探面積約為460k m2。

五八區地層為南偏東傾向的單斜構造，烏爾禾組地層傾角約為5～10°，佳木河組地層傾角相對較大，地層傾角約為18°［2］。地層受海西運動和印支運動的影響，形成了向盆地邊緣逐漸抬升的多級斷階，發育大量的斷裂，多為逆掩斷裂，以一、二級斷裂為主［3］。五八區主要斷裂有克－百斷裂帶、五區南斷裂、西百白斷裂、拐114井東斷裂、K82西斷裂、檢101西斷裂、檢11井斷裂、K302南斷裂等，多數斷裂具有明顯的同生斷層性質與多期疊瓦沖斷活動的特點［4］。五八區的構造即控制著沉積的展布特征，又影響了油氣的運移方式。單斜構造為瑪湖凹陷中的油氣運移指明了方向，是五八區二疊系儲層含油氣的前提條件；同時，大量的斷層一方面為油氣運移提供了快速通道，另一方面成為油氣儲集的側向遮擋。

2 儲集體特征

研究區發育有碎屑巖和火山巖，碎屑巖存在于二疊系各階中，火山巖主要發育在佳木河組和風城組地層中。碎屑巖巖石類型包括：砂質礫巖、小礫巖、砂礫巖、粗粒砂巖、中粒砂巖、細粒砂巖、粉砂巖、泥巖等，五八區以礫巖、砂礫巖為主，除泥巖外均可作為良好的油氣儲集體。火山巖主要包括安山巖、玄武巖、流紋巖、凝灰巖、沉火山角礫巖等，火山巖各類巖石都可以形成油氣的儲集空間。

2.1 碎屑巖儲集體

五八區的碎屑巖主要發育沖積扇相和扇三角洲相，沖積扇相主要發育在P3w和P2w，扇三角洲相發育在各地層中。沉積控制著油氣儲集體的巖石類型，也控制著儲集的厚度和范圍。

五八區沖積扇多為疊覆扇，具有垂向疊置，扇上有扇；側向遷移，扇外有扇的特點。經過精細的微相分析及橫向對比，可以識別出23個沖積扇體，每個扇可進一步分為扇根、扇中和扇緣3個亞相。扇根亞相分為主槽、槽灘和漫洪帶微相；扇中亞相分為辮流線、辮流砂島和漫流帶；扇緣亞相分為扇緣河道和泛濫平原。主槽、槽灘、辮流線、辮流砂島、扇緣河道等微相發育有砂巖、砂礫巖及礫巖，物性較好，且所占面積大，作為油氣儲集相帶［5－6］。

根據五八區扇三角洲的沉積環境特征，可將其劃分成扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲3個亞相。扇三角洲平原亞相可進一步劃分為辮狀河道、天然堤、漫流沉積3個微相；扇三角洲前緣亞相主要發育水下分流河道、水下分流河道間2個沉積微相。扇三角洲前緣進入湖泊中，以泥巖為主，不作為儲層，但扇三角洲平原的辮狀河道和扇三角洲前緣的水下分流河道砂礫巖發育，為良好的儲集體，并占據了扇三角洲相的大部分面積。

在五八區存在一種特殊的沉積微相——主河道微相，該微相出現在沖積扇的扇根、扇中和扇三角洲平原、扇三角洲前緣亞相中。主河道水流沖刷、搬運能力強，有滯留的碎屑支撐礫巖和砂礫巖，扇根和扇中的主河道中通常出現泥質含量較高的礫緣縫，扇三角洲平原與扇三角洲前緣的主河道的礫緣縫泥質含量有所減少［7］。主河道微相是五八區儲集性能較好的儲集微相，物性和含油性好，單層厚度不大，厚度較大的主河道一般是由多期河道疊置形成的。

2.2 火山巖儲集體

火山巖相主要有噴溢相、爆發相和再搬運火山碎屑巖相。噴溢相的巖性有安山巖、流紋巖、玄武巖等熔巖，可分為上部亞相和下部亞相。上部亞相發育氣孔，氣孔為熔巖冷凝而在內部形成的孔隙，不具連通性，儲集性能較差；上部亞相多發育裂縫，滲透性能強，儲集物性好。爆發相主要為凝灰巖，包括熱基浪亞相和熱碎屑流亞相。熱基浪亞相以晶屑、玻屑凝灰巖為主，相對致密；而熱碎屑流亞相多為巖屑、晶屑凝灰巖，溶蝕作用形成的孔隙發育，作為良好的油氣儲集體。再搬運火山碎屑巖相以沉火山角礫巖和沉凝灰巖為主，顆粒較粗，凝灰質含量高，溶蝕作用形成的孔隙發育，儲集性能較好。

3 儲層非均質性

3.1 沉積非均質性

由沃爾索相律可知，相在平面上相鄰，在垂向上疊覆［8］，沉積非均質性主要表現在垂向上非均質性和平面上非均質性。沖積扇相對扇三角洲更靠近物源位置，沖積扇沉積物相對扇三角洲的沉積物粒度粗。而在同一沉積相中不同的亞相或微相，沉積物的顆粒大小、沉積厚度也存在差異。如沖積扇的扇根→扇中→扇端，垂向上顆粒由粗變細，在平面上儲層厚度逐漸變薄、顆粒也由礫巖向砂礫巖向砂巖變化，同時儲集體的物性也由好逐漸變差［9－10］。在火山巖、再搬運火山碎屑巖相中同樣如此。

3.2 成巖非均質性

研究區壓實作用強烈，隨著壓實程度的增強，顆粒由初始沉積時的點接觸變化為線接觸、凹凸接觸（見圖1）。壓實作用使塑性顆粒及雜基條帶彎曲變形，個別顆粒破碎。壓實作用使碎屑顆粒之間的接觸由點接觸到線接觸，再到凹凸接觸，而且由此損失的孔隙度不可逆轉。因此，壓實作用是導致五八區低孔低滲的主要原因之一。

研究區的膠結作用較嚴重，且膠結物成分種類較多，如碳酸鹽、硅質、黏土礦物、沸石類、鈉長石、石膏、黃鐵礦和磷灰石等。如研究區砂巖中綠泥石多以孔隙充填式呈葉片狀生長并進入孔喉空間（見圖2），封閉微孔隙或喉道，使得儲集空間減少，造成滲透率下降。砂礫巖孔隙中普遍分布硅質膠結物，其中石英顆粒產生次生加大 （見圖3），進而充填儲層的粒間孔隙，降低儲層的孔隙度，增強了儲層的非均質性［11］。

溶蝕作用是改善研究區儲層物性的重要作用之一，研究區的被溶蝕礦物主要有方沸石 （見圖4）、長石、濁沸石、方解石和片沸石等。溶蝕作用使儲集體增加了孔縫數量，改善了原始孔縫形態，為油氣聚集提供了空間，為形成大油氣田提供條件。

圖1 T85722井，2630.13 m，P2 w，線接觸

圖2 克301井，3852.98 m，P1j，葉片狀綠泥石

圖3 J W27井，3085.2 m，P2 w，石英次生加大

圖4 481井，2639.4 m，P1j，方沸石粒內溶孔

3.3 孔縫非均質性

通過巖心觀察、薄片觀察、掃描電鏡觀察發現，研究區二疊系孔隙類型按成因可分為2大類，即原生孔隙和次生孔隙，同樣裂縫也分為原生裂縫和次生裂縫［11－12］。

碎屑巖儲層中，原生粒間孔隙、次生粒內溶孔以及微裂縫的含量較高 （見圖5），是其主要的儲集空間。這些孔縫主要發育在主河道、主槽、辮流線、辮狀河道、水下分流河道的砂礫巖和砂巖中；火山巖儲層中，次生溶孔為凝灰巖及沉火山角礫巖的主要儲集空間，主要發育在熱碎屑流亞相和再搬運火山碎屑巖亞相中。而在安山巖、流紋巖等熔巖儲層中，裂縫則是其最重要的儲集類型，裂縫主要發育在噴溢相的下部亞相。孔隙和裂縫的發育導致儲層在平面上和垂向上出現了非均質性，裂縫發育帶和孔隙發育帶的物性相對較好，為形成巖性圈閉油氣藏提供了條件。

若儲層的均質性強，導致油氣運移暢通，則容易在構造高部位形成大的油氣聚集區［15］。五八區儲層的非均質性特征，一方面使得五八區儲集空間廣泛分布，且多為低孔低滲儲層，為油氣大范圍分布提供條件；另一方面，儲層非均質性使得五八區存在溶蝕發育區和裂縫發育帶，為形成大的油氣聚集區提供空間。

圖5 五八區碎屑巖孔縫含量柱狀圖

4 五八區成藏條件

五八區二疊系共存在2套烴源巖，一套為P1j的烴源巖，另一套為P1f的烴源巖。

P1j的烴源巖發育在佳木河組三段 （P1j3），從二疊紀晚期至白堊紀持續排烴，其排烴高峰在早白堊世［16］。該套烴源巖生烴條件好，作為五八區油氣生成的重要來源。P1j烴源巖在準噶爾盆地西北緣有一個生烴中心，該套烴源巖的厚度從盆地中心向邊緣的 造 山 帶 不 斷 加 厚［2，19－20］。受印支運動的影響，P1j地層在二疊紀就已經開始傾斜。因此在二疊紀晚期，P1j烴源巖產生的油氣開始廣覆式生烴，并面狀排烴。P1j的儲層正處在油氣運移的通道上，并儲集了大量的油氣，如585井 （2834～2848 m）碎屑巖儲層試油，日產油高達13.08t，累計產油418.31t；克007井 （3069～3079 m，3103～3109 m）火山巖儲層試油，日產油高達50.53t，累計產油1945.72t。印支運動也使得二疊系地層產生了很多大的斷裂，斷裂成為油氣運移的主要通道。如五區南斷裂，P1j生成的腐殖型原油沿五區南斷裂側向運移，在二疊紀儲層中聚集成藏［17－18］。

P1f烴源巖發育在殘留海相－潟湖相環境沉積中，該套烴源巖有機質含量高，有機碳含量多在1%以上，最高達2.75%［21］。晚二疊世至晚三疊世為P1f油氣的主要成藏期，P1f烴源巖于三疊紀末期達到生油高峰［16－17］。該套烴源巖產生的油氣同樣沿斷層和不整合面運移，油氣進入二疊系地層中。

5 結論

五八區處在準噶爾盆地西北緣西部隆起帶和南東傾向的大型單斜帶上，且發育大量的斷裂，該種地質特征為油氣運移提供了良好的條件。研究區的巖性多樣，既有良好的油氣儲集巖體，同樣有泥巖、致密凝灰巖以及致密熔巖作為蓋層。五八區的儲層范圍廣，厚度大。五八區二疊系發育沖積扇相和扇三角洲相，扇體疊覆式出現，砂礫巖、砂巖儲層厚度大，面積廣泛。火山巖儲層厚度較大，范圍廣，靠近斷裂帶，溶蝕孔隙和裂縫發育，為大油氣聚集區的形成提供了空間。

從整體上看，五八區儲層的物性中等，非均質性強。但是2套烴源巖為二疊系儲層提供了足夠的油氣，正是因為儲層的非均質性特征使得五八區儲層中都儲集有油氣。同時，五八區的砂礫巖儲集體富集區、溶蝕孔隙發育區、裂縫發育帶都為油氣的儲集提供了充足的空間，易于形成大油氣聚集區。五八區油層廣泛發育，即有小的油氣帶又有大的油氣聚集區，屬于整體含油，具有較高的開發價值。

［1］李軍 .準噶爾盆地西北緣石炭系火山巖油藏儲層分布規律及控制因素研究 ［D］.北京：中國地質大學，2008.

［2］呂錫敏，譚開俊，姚清洲，等，準噶爾盆地西北緣中拐——五八區二疊系天然氣地質特征 ［J］.天然氣地球科學，2006，17（5）：708－710.

［3］蔚遠江，何登發，雷振宇，等 .準噶爾盆地西北緣前陸沖斷帶二疊紀逆沖斷裂活動的沉積響應 ［J］.地質學報，2004，78（5）：612－622.

［4］耳闖，王英民，顏耀敏，等 .構造活動盆地層序地層特征與主控因素——以準噶爾盆地克·百地區二疊系為例 ［J］.沉積學報，2009，27 （6）：1101－1107.

［5］朱水橋，肖春林，饒政，等 .新疆克拉瑪依油田八區上二疊統下烏爾禾組河控型扇三角洲沉積 ［J］.古地理學報，2005，7（4）：471－482.

［6］李國永，徐懷民，張兵，等 .準噶爾盆地西北緣八區克下組沖積扇沉積微相研究 ［J］.特種油氣藏，2010，17（2）：15－18.

［7］劉軍釗，張尚鋒，關鍵，等 .準噶爾盆地西北緣車排子地區侏羅系扇三角洲沉積特征 ［J］.特種油氣藏，2008，15（5）：27－30.

［8］何幼斌，王文廣 .沉積巖與沉積相 ［M］.北京：石油工業出版社，2008.

［9］楊少春，王志欣，周海民 .北堡油田中區東營組儲層非均質性研究 ［J］.高校地質學報，1998，4（3）：331－337.

［10］劉玉潔，王永興 .茂興地區扶——楊油層碎屑巖儲層非均質性及孔隙演化模式 ［J］.大慶石油學院學報，1994，18（4）：19－22.

［11］張哨楠 .川西致密砂巖的石英次生加大及其對儲層的影響 ［J］.地質評論，1998，44（6）：649－655.

［12］鄭曼，李建忠，王立武，等 .松遼盆地長嶺斷陷營城組火山巖儲集空間特征及演化 ［J］.巖石學報，2010，26（1）：135－140.

［13］譚開俊，張帆，趙應成，等 .準噶爾盆地西北緣火山巖溶蝕孔隙特征及成因機制 ［J］.巖性油氣藏，2010，22（3）：22－24.

［14］匡立春，呂煥通，薛晶晶，等 .準噶爾盆地西北緣五八開發區二疊系佳木河組火山巖儲層特征 ［J］.高校地質學報，2008，14 （2）：164－171.

［15］趙政璋，杜金虎，鄒才能，等 .大油氣區地質勘探理論及意義 ［J］.石油勘探與開發，2011，38（5）：513－522.

［16］韋書銘 .準噶爾盆地西北緣石油地質綜合研究 ［D］.成都：西南石油學院，2002.

［17］陶國亮，胡文瑄，張義杰，等 .準噶爾盆地西北緣北西向橫斷裂與油氣成藏 ［J］.石油學報，2006，27（4）：23－28.

［18］何登發，陳新發，張義杰，等 .準噶爾盆地油氣富集規律 ［J］.石油學報，2004，25（3）：1－10.

［19］石昕，張立平，何登發，等 .準噶爾盆地西北緣油氣成藏模式分析 ［J］.天然氣地球科學，2005，16（4）：460－463

［20］陳建平，查明，周瑤琪 .準噶爾盆地克拉瑪依油田油氣運聚期次及成藏研究 ［J］.中國海上油氣 （地質），2002，16（1）：19－22.

［21］蔚遠江，李德生，胡素云，等 .準噶爾盆地西北緣扇體形成演化與扇體油氣藏勘探 ［J］.地球學報，2007，28（1）：62－71.