春光探區(qū)白堊系油氣成藏條件及主控因素

陳麗麗

(中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450046)

春光探區(qū)白堊系油氣成藏條件及主控因素

陳麗麗

(中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 450046)

摘要：春光探區(qū)為源外成藏區(qū)，油源為東部昌吉凹陷和南部四棵樹凹陷的二疊系和侏羅系,白堊系油藏主要為地層不整合油藏，包括重質(zhì)稠油和中質(zhì)油油藏。通過油源條件研究，確定了白堊系油藏的油源特征；通過輸導(dǎo)體系研究，確定了不整合和斷層組成的白堊系輸導(dǎo)格架；通過沉積儲(chǔ)層特征研究，確定了三角洲水下分流河道和灘壩砂體為有利儲(chǔ)集相帶；通過成藏期次研究，確定了白堊系油藏兩期成藏，后期被斷層破壞稠化的成藏期次。綜合研究認(rèn)為，高效的輸導(dǎo)體系、各砂組地層尖滅線展布范圍和優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層是白堊系地層油氣藏成藏的主控因素。

關(guān)鍵詞：春光探區(qū)；稠油；成藏條件；成藏模式；主控因素

1區(qū)域地質(zhì)概況

春光探區(qū)構(gòu)造上隸屬于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起車排子凸起，其西面和北面鄰近扎伊爾山，南面為四棵樹凹陷，向東以紅-車斷裂帶與昌吉凹陷以及中拐凸起相接[1]。春光探區(qū)總體表現(xiàn)為東南傾的單斜，基底為石炭系，自下而上發(fā)育了侏羅系、白堊系、古近系、新近系及第四系，缺失了二疊系、三疊系；各時(shí)代地層厚度較薄，層層向西北超覆。

白堊紀(jì)時(shí)期，春光探區(qū)開始緩慢沉降，東南部先開始沉積沉降，所以工區(qū)整體表現(xiàn)為西高東低，傾角達(dá)到15～20°[2-3]。通過層序地層對(duì)比，將白堊系分為5個(gè)砂組， k1、k2砂組沉積時(shí)期湖盆開始擴(kuò)張，k3砂組沉積時(shí)期湖盆范圍最大，k4和k5砂組沉積時(shí)期湖盆萎縮，所以白堊紀(jì)經(jīng)歷了一次完整的湖進(jìn)到湖退的沉積旋回。1、2、3砂組層層超覆在下伏地層之上， 4、5砂組地層部分被剝蝕，4砂組地層展布范圍最大。

2白堊系油氣成藏條件

2.1油源條件

春光探區(qū)是源外成藏區(qū)，東部昌吉凹陷和西南部四棵樹凹陷是2個(gè)供烴凹陷[4]。二疊系和侏羅系烴源巖是春光探區(qū)的主要供烴層系，其中二疊系烴源巖僅發(fā)育于昌吉凹陷[3-5]。侏羅系烴源巖生標(biāo)物顯著特征為C19-C21三環(huán)萜分布呈下降型，姥植比較高，多大于2，伽馬蠟烷指數(shù)多小于0.2， C29規(guī)則甾烷豐度較高，C27-C29規(guī)則甾烷分布呈“V”型或反“L”型；而二疊系烴源巖生標(biāo)物顯著特征為C19-C21三環(huán)萜分布呈上升型，姥植比較低，多小于1，伽馬蠟烷指數(shù)多大于0.2，C27-C29規(guī)則甾烷分布呈“廠”型。

春光探區(qū)東部白堊系油藏為重質(zhì)稠油油藏，以春17油藏為代表；南部白堊系油藏為中質(zhì)油油藏，以春55油藏為代表。從春17白堊系油藏中的春2-5井原油生物標(biāo)志物特征(圖1)可以看出，原油存在25-降藿烷系列，而萜烷、甾烷都已經(jīng)遭受破壞，說明遭受了較嚴(yán)重的生物降解；但從m/z=85上可以看到有少量正構(gòu)烷烴規(guī)則分布，反映稠化后又有一定數(shù)量的輕質(zhì)油混入。從較高的姥植比來看，其與侏羅系源巖特征較為相似，表明未降解油主要來自侏羅系烴源巖；而三環(huán)萜豐度較高，且C19-C21三環(huán)萜分布呈上升型，均與二疊系源巖特征相似，表明降解的油來自昌吉凹陷二疊系源巖。春55中質(zhì)油油藏油源特征與春17重質(zhì)稠油油藏油源特征相似，區(qū)別在于春55中質(zhì)油油藏以來源于侏羅系源巖的未降解油為主，來源于二疊系源巖的嚴(yán)重降解油含量較少。

2.2白堊系沉積特征

通過對(duì)取心井的巖心觀察以及大量地震、測(cè)井和分析化驗(yàn)資料的詳細(xì)分析，認(rèn)為春光探區(qū)白堊系主要發(fā)育扇三角洲/辮狀河三角洲-湖泊(灘壩)沉積體系。扇三角洲主要發(fā)育在靠岸陡坡帶，規(guī)模較小。白堊紀(jì)時(shí)，車排子乃至準(zhǔn)西緣地區(qū)地層都較陡，從野外露頭可以看出，沿岸發(fā)育多個(gè)小型扇三角洲扇體。巖心剖面中多見沖刷面，礫巖多呈棱角狀，排列方向性較差，為典型扇三角洲沉積[5-6]。辮狀河三角洲主要發(fā)育在研究區(qū)東部，區(qū)內(nèi)主要為辮狀河三角洲前緣末端沉積，碎屑物供給方向?yàn)闁|北，巖性多為細(xì)砂巖、粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖。研究認(rèn)為白堊系灘壩的成因類型有2個(gè)：①扇三角洲前緣和辮狀河三角洲前緣水下分流河道末端受湖浪改造形成灘壩；②侏羅紀(jì)車排子凸起處于快速隆起階段，導(dǎo)致白堊紀(jì)湖泊中古隆起發(fā)育，在古隆起頂部易發(fā)育灘壩。

圖1　春光探區(qū)白堊系原油生物標(biāo)志特征

2.3白堊系儲(chǔ)層特征

以東部春17-春20井區(qū)白堊系4砂組儲(chǔ)層為研究對(duì)象，扇三角洲前緣水下分流河道儲(chǔ)層平均孔隙度為30.6%，滲透率為1 156.5×10-3μm2，屬于特高孔高滲型儲(chǔ)層；灘壩和辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體平均孔隙度為25%，滲透率為656.5×10-3μm2，屬于高孔高滲型儲(chǔ)層。根據(jù)該井區(qū)白堊系壓汞樣品分析資料，儲(chǔ)層排驅(qū)壓力0.02 MPa；飽和度中值毛管壓力0.16 MPa；最大連通孔喉半徑43.7 μm；平均毛管半徑15.1 μm；均質(zhì)系數(shù)平均值0.25，毛管壓力曲線中間平緩段長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果反映扇/辮狀河三角洲前緣水下分流河道和灘壩砂體儲(chǔ)層具有較好的孔隙微觀結(jié)構(gòu)特征，是有利儲(chǔ)集相帶。

2.4油氣輸導(dǎo)特征

二疊系烴源巖和侏羅系烴源巖的油氣通過通源斷層(東部紅車斷裂帶和西南部的艾卡斷裂帶)調(diào)整到石炭系頂部，由石炭系頂不整合和侏羅系溝谷砂體配置運(yùn)移至春光探區(qū)。研究認(rèn)為石炭系頂不整合三層結(jié)構(gòu)(底礫巖、風(fēng)化黏土層、半風(fēng)化巖石)發(fā)育，為油氣雙運(yùn)移通道[7-8]，是白堊系主要的油氣橫向運(yùn)移通道。油氣沿石炭系頂不整合運(yùn)移至白堊系各砂組地層尖滅帶的扇三角洲前緣水下分流河道砂體中聚集成藏。在橫向運(yùn)移過程中，油氣還可以沿燕山期發(fā)育的4-5級(jí)斷層向上運(yùn)移至各砂組灘壩砂體中聚集成藏。

3白堊系油氣成藏模式

3.1油氣藏類型

白堊系油藏主要為地層不整合油藏(圖2)，1、2、3砂組易形成地層超覆油藏，或與斷層配置形成斷層-地層超覆油藏，4、5砂組易形成地層剝蝕油藏，或與斷層配置形成斷層-地層剝蝕油藏。白堊系地層類油藏橫向運(yùn)移通道主要為石炭系頂和白堊系頂不整合[9-10]，其中石炭系頂不整合是最重要的橫向運(yùn)移通道，斷層是主要的縱向運(yùn)移通道。

3.2油氣成藏期次

從東部白堊系稠油樣品包裹體均一溫度圖(圖3a)可以看出均一溫度呈雙峰分布。石英顆粒內(nèi)可見兩期不同產(chǎn)狀的烴類包裹體(圖3b)：第一期分布在石英顆粒的內(nèi)裂紋中，呈線性分布；第二期分布在切穿石英顆粒的裂縫中，第二期的包裹體切穿第一期。由此可知，白堊系稠油油藏為兩期成藏，第一期為古近紀(jì)末，二疊系來源油充注并稠化；第二期為新近紀(jì)，昌吉凹陷侏羅系來源油充注；另外，新近紀(jì)末的斷裂活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致油藏進(jìn)一步稠化。

3.3油氣成藏模式

圖2　春光探區(qū)春2-200-春52-春56-春51井白堊系油藏剖面

圖3　春光探區(qū)白堊系樣品包裹體特征

綜合以上研究認(rèn)識(shí)，白堊系油氣藏明顯受控于不整合，油層主要分布在石炭系頂和白堊系頂?shù)牟徽厦娓浇?。油氣通過石炭頂不整合橫向輸導(dǎo)，斷層縱向溝通，多層系立體聚集(圖4)。

圖4　春光探區(qū)白堊系油氣成藏模式

4白堊系油氣成藏主控因素

白堊系砂體分布范圍較小，有利儲(chǔ)層較少，所以優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層是白堊系油氣成藏的主控因素之一。沿湖岸線分布的扇三角洲前緣水下分流河道砂體和灘壩砂體儲(chǔ)層物性和孔隙結(jié)構(gòu)好，為有利儲(chǔ)集相帶。但是灘壩灘壩砂體形成的巖性圈閉需要斷層溝通油源才能成藏，成藏難度較大。所以沿岸發(fā)育的扇三角洲前緣水下分流河道是形成白堊系地層油藏的有利區(qū)帶。

白堊系油藏類型主要為地層不整合油藏，良好的輸導(dǎo)體系是白堊系油氣成藏的主控因素之一。綜合分析認(rèn)為石炭頂部不整合是最主要的橫向運(yùn)移通道，目前所發(fā)現(xiàn)的白堊系地層油藏都發(fā)育在與石炭系頂部不整合接觸的區(qū)域。白堊系地層油藏包括地層超覆不整合油藏和地層削蝕不整合油藏，地層超覆不整合油藏主要分布在白堊系1、2、3砂組，地層削蝕不整合油藏主要分布在白堊系4、5砂組，各砂組地層尖滅線展布控制著白堊系地層油藏的形成，各砂組地層油藏都圍繞著各砂組地層尖滅線成排成帶的分布(圖5)。

圖5　春光探區(qū)白堊系各砂組地層尖滅線與油藏疊合圖

5結(jié)論

(1)春光探區(qū)白堊系發(fā)育扇/辮狀河三角洲-湖泊(灘壩)沉積體系，扇/辮狀河三角洲水下分流河道和灘壩砂體儲(chǔ)層物性和孔隙結(jié)構(gòu)良好，為有利儲(chǔ)集相帶。

(2)白堊系油藏包括重質(zhì)稠油和中質(zhì)油油藏，原油的降解部分來源于二疊系源巖，未降解部分來源于侏羅系源巖。油氣通過石炭頂不整合橫向輸導(dǎo)，斷層縱向溝通，多層系聚集。

(3)白堊系油藏類型主要為地層不整合油藏，成藏期次為兩期：第一期為古近紀(jì)末二疊系來源油充注并稠化，第二期為新近紀(jì)昌吉凹陷侏羅系來源油充注。另外新近紀(jì)末的斷裂活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致油藏進(jìn)一步稠化。

(4)高效的輸導(dǎo)體系、各砂組地層尖滅線展布范圍和優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層是白堊系地層油氣藏成藏的主控因素。

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編輯：吳官生

文章編號(hào)：1673-8217(2016)01-0010-04

收稿日期：2015-09-20

作者簡(jiǎn)介：陳麗麗，1981年生，2004年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)，現(xiàn)主要從事油氣勘探工作。

基金項(xiàng)目：中國石化重大科研攻關(guān)項(xiàng)目(P14109)。

中圖分類號(hào)：TE112.31

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A