春光探區(qū)新近系沙灣組成藏主控因素

朱景修，羅　曦

(中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南南陽 473132)

春光探區(qū)新近系沙灣組成藏主控因素

朱景修，羅曦

(中國石化河南油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南南陽 473132)

摘要：新近系沙灣組是春光探區(qū)主力勘探層系，油氣藏類型有巖性油氣藏、構(gòu)造油氣藏和復合油氣藏，油氣藏平面上具有小而多的特點，成排成帶分布，縱向上呈現(xiàn)“立體”分布的特征。根據(jù)沙灣組沉積、輸導體系等特征，分析了沙灣組油氣成藏的主控因素，其中，石炭系頂不整合和“板砂”優(yōu)勢輸導區(qū)控制油氣的有利聚集帶，多期河道砂體的分布控制了沙灣組巖性油氣藏的“帶狀”分布格局，斷層對油氣成藏起著縱向輸導和橫向封堵的雙重作用，距“板砂”的遠近是影響沙二段油氣藏充注程度的主要因素。

關鍵詞：春光探區(qū)；沙灣組；油氣成藏；主控因素；不整合斷層

新近系沙灣組為車排子凸起春光探區(qū)最有利的勘探層系，從下往上分為三段。2005年排2井在沙灣組獲高產(chǎn)工業(yè)油流，揭開了沙灣組勘探的序幕[1-2]。近10年來春光探區(qū)沙灣組不斷取得勘探新發(fā)現(xiàn)，多位學者對該區(qū)的成藏控制因素進行了研究[3-6]。本文在前人研究的基礎上，通過對沙灣組沉積特征、斷層發(fā)育特征和輸導體系等的綜合研究，分析了春光探區(qū)沙灣組成藏主控因素，對于春光探區(qū)及其鄰區(qū)的油氣勘探具有一定的參考價值。

1區(qū)域地質(zhì)概況

車排子凸起屬于準噶爾盆地西部隆起的次一級正向構(gòu)造單元，為一單斜構(gòu)造，其西面和西北面以扎伊爾山為界，向東以紅-車斷裂帶為界與昌吉凹陷和中拐凸起相接，南面為四棵樹凹陷和伊林黑比爾根山[7-8]，地層具有東南厚、西北薄的楔狀體特征[9]。春光探區(qū)位于車排子凸起中部，東部和南部緊鄰昌吉凹陷和四棵樹生烴凹陷，昌吉凹陷發(fā)育二疊系和侏羅系兩套主力烴源巖，四棵樹凹陷發(fā)育侏羅系一套主力烴源巖。車排子凸起長期處于隆升狀態(tài)，位于油氣有利指向區(qū)，昌吉凹陷和四棵樹凹陷生成的油氣從“東”、“南”兩個方向向該區(qū)運移和聚集[10]，通過春光探區(qū)復式輸導體系聚集成藏(圖1)。

2油氣藏類型及分布特征

2.1油氣藏類型

春光探區(qū)沙灣組油氣藏分布于新近系沙灣組一段和二段，發(fā)育的油氣藏類型可以劃分為巖性油氣藏、構(gòu)造油氣藏和復合油氣藏三大類。

圖1　車排子凸起春光油田位置圖

(1)巖性油氣藏。巖性類圈閉是沙灣組最主要的圈閉類型，目前沙灣組發(fā)現(xiàn)的油氣藏80%以上為巖性油氣藏，可細分為砂巖上傾尖滅油氣藏、砂巖透鏡體油氣藏。砂巖上傾尖滅油氣藏是儲集層沿上傾方向尖滅形成圈閉條件，油氣聚集其中成藏，這類油氣藏的砂巖上傾尖滅線與儲集層頂面構(gòu)造等高線相交，沙一段和沙二段廣泛發(fā)育該類油氣藏；砂巖透鏡體油氣藏是由不滲透地層包圍的透鏡狀或不規(guī)則狀儲集層形成的油氣藏，最常見的是泥巖中的砂巖透鏡體，沙二段存在一些該類型的油氣藏。

(2)構(gòu)造油氣藏。受喜山運動影響，研究區(qū)沙灣組發(fā)育多條3～4級正斷層，發(fā)現(xiàn)了多個與斷層有關的構(gòu)造圈閉，形成了斷鼻油氣藏和斷塊油氣藏。

(3)復合油氣藏。春光探區(qū)沙灣組的復合油氣藏有斷層-巖性油氣藏和斷層-地層油氣藏。斷層-巖性油氣藏的一側(cè)被斷層封堵，另一側(cè)砂體尖滅，從而形成斷層-巖性復合油氣藏，這類油氣藏在春光區(qū)塊發(fā)育較少，春10油氣藏即為斷層-巖性油氣藏；斷層-地層油氣藏是由斷層和地層不整合面雙重控制的油氣藏，春23井區(qū)沙一段底部的油氣藏就是典型的斷層-地層油氣藏。

2.2油氣藏分布特征

沙灣組油氣藏在整個研究區(qū)都有分布，集中分布在春光探區(qū)西北部，平面上成排成帶分布，具有小而多的特征?？v向上，沙灣組分為沙一段、沙二段和沙三段，沙一段和沙二段是主要的儲集層段，目前發(fā)現(xiàn)的油氣藏均分布于沙一段和沙二段地層中。沙一段從下到上分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ砂組，沙二段從下到上分為Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ砂組。目前在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ砂組均有油氣藏發(fā)現(xiàn)，集中分布在Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ砂組的巖性圈閉中，油氣藏呈現(xiàn)“立體”分布的特征。

3成藏主控因素及成藏模式

3.1成藏主控因素

在對春光探區(qū)沙灣組沉積、輸導體系等特征研究的基礎上，通過對已知油氣藏的解剖，明確了春光探區(qū)沙灣組成藏主控因素有以下四個方面。

3.1.1石炭系頂不整合和“板砂”優(yōu)勢輸導區(qū)控制油氣的有利聚集帶

石炭系頂部的不整合是昌吉凹陷和四棵樹凹陷油氣長距離運移的通道，也是春光探區(qū)內(nèi)油氣運移的優(yōu)勢輸導通道，石炭系頂部的不整合對沙灣組成藏的控制區(qū)域在“板砂”尖滅后北部區(qū)域，輸導性能在春光探區(qū)北部區(qū)域存在差異性；春光探區(qū)西北部為不整合優(yōu)勢輸導區(qū)，目前在西北部發(fā)現(xiàn)了春45井區(qū)和春23井區(qū)油氣藏。在春光探區(qū)的西北部，沙灣組直接與石炭系接觸，石炭系頂不整合為油氣在沙灣組聚集成藏提供了良好的運移通道，油氣通過石炭系頂部不整合面的橫向輸導，在春23井區(qū)沙一段底部形成沖積扇“溝谷”型油氣藏。而中北部為非石炭系頂不整合優(yōu)勢輸導區(qū)，目前中北部沙灣組圈閉均未成藏。

沙灣組的沙一段沉積了一套“板砂”，其厚度大(10～100 m)，分布穩(wěn)定，成巖作用弱，儲層物性表現(xiàn)為特高-高孔滲，是一套高效的油氣橫向輸導層，尤其在白堊系、古近系地層尖滅后，“板砂”直接與石炭系接觸，通過石炭系頂不整合長距離運移的油氣也開始通過“板砂”大規(guī)模運移，為沙灣組的油氣聚集提供良好的運移通道。而春光探區(qū)南部及東南部區(qū)域由于沉積了較厚的白堊系地層，不是“板砂”優(yōu)勢輸導區(qū)，因此南部和東南部的沙灣組尚未發(fā)現(xiàn)油氣藏，而在春光探區(qū)的“板砂”優(yōu)勢輸導區(qū)發(fā)現(xiàn)了成排成帶分布的油氣藏(圖1)。

3.1.2多期河道砂體的分布控制了沙灣組油氣藏的“帶狀”分布格局

春光探區(qū)沙灣組沉積時期河流相發(fā)育，沙灣組一段為沖積扇-辮狀河沉積體系，沙二段主要發(fā)育曲流河沉積體系，沙灣組縱向上呈現(xiàn)砂泥互層或泥包砂結(jié)構(gòu)，具有良好的儲蓋組合條件[11]。春光探區(qū)沙灣組沉積時期，存在東北、西南和西北三個方向的物源，西北部物源區(qū)的沖積扇僅在沙一段分布，溝谷中沉積了物性較好的砂體，目前已發(fā)現(xiàn)了春23井區(qū)溝谷油氣藏；東北和西南兩支物源從沙一段到沙二段存在辮狀河向曲流河的過渡，沙一段以辮狀河為主，沙二段以曲流河為主，向東南部方向河流相發(fā)育，形成平面上連片的砂體；春光探區(qū)西北部不發(fā)育河流相，因此，向西北方向的河流相砂體的尖滅與現(xiàn)今構(gòu)造配置可形成巖性圈閉，縱向上多期河道砂體向西北方向的側(cè)緣尖滅形成多條砂體尖滅帶，控制了沙灣組油氣藏的“帶狀”分布格局。

目前，沙灣組發(fā)現(xiàn)的油氣藏主要以巖性圈閉類油氣藏為主，主要分布在沙一段和沙二段7個砂組自東南向西北方向的尖滅線上。2014年以來，通過地層精細對比，將沙一段和沙二段的7個砂組細分為21期河流相砂體，每一期河流相砂體均向西北方向尖滅，在尖滅帶上存在成排成帶分布的巖性圈閉目標。以沙一段Ⅱ砂組為例，Ⅱ砂組縱向上可分為4期河道砂體，從下到上分別命名為Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4，每一期河道砂體平面展布特征不同，在西北方向砂體尖滅帶上發(fā)現(xiàn)了成排成帶分布的油氣藏(圖2)。截至2014年底，沙灣組已發(fā)現(xiàn)該類成排成帶分布的油氣藏22個。

3.1.3 斷層對油氣成藏起著縱向輸導和橫向封堵的雙重作用

春光探區(qū)受喜山運動影響較大，尤其是東部和北部，因此，研究區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，多數(shù)喜山期斷層繼承了早期白堊系和石炭系斷層，形成了復雜的構(gòu)造疊加現(xiàn)象，多數(shù)大斷層斷至石炭系，部分深部逆斷層在喜山期活化反轉(zhuǎn)為正斷層，這些斷層對春光探區(qū)的油氣起著重要的縱向輸導作用。由于喜山運動發(fā)生在四棵樹凹陷和昌吉凹陷油氣大規(guī)模運移時期，因此斷層對油氣的縱向調(diào)整起到了重要作用。沙灣組沙二段泥巖發(fā)育，呈現(xiàn)“泥夾砂”的特征，只有在斷層縱向輸導油氣的情況下，圈閉才可能是“有效”的。斷層兩側(cè)砂泥巖對接可以起到封堵作用，在斷層活動期以后的靜止期，在泥巖發(fā)育的區(qū)域，由于斷層斷開連續(xù)分布的砂體使砂巖與泥巖對接，斷層又可以對油氣起到橫向封堵作用，形成斷層遮擋油氣藏。因此，在油氣的成藏過程中，斷層多具有早期“溝通油源”和晚期“遮擋油氣”的雙重作用。目前，春光探區(qū)沙二段的全部油氣藏和沙一段Ⅲ、Ⅳ砂組的部分油氣藏均受斷層縱向輸導作用的控制，成藏圈閉低部位均有斷層存在。在泥巖發(fā)育的區(qū)域，斷層斷開儲層后還可以形成斷層遮擋油氣藏，如排2-300井區(qū)的斷鼻油氣藏，排19-1井區(qū)的斷塊油氣藏。

3.1.4 距“板砂”的遠近是影響沙二段油氣藏充注程度的主要因素

“板砂”是沙灣組一段高效的油氣運移通道，油氣在“板砂”側(cè)向運移過程中，通過斷層向上調(diào)整進入沙二段的圈閉聚集成藏。沙二段沉積相主要為曲流河沉積，砂體厚度薄，分布范圍小，橫向連通性差。因此，沙二段的圈閉是否能夠成藏以及成藏后油氣藏的充注程度均與其距離“板砂”的遠近關系密切。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，在圈閉面積大于含油面積的圈閉中，隨著沙二段圈閉距“板砂”距離的增大，其含油高度依次減小，說明距離“板砂”近的圈閉油氣充注程度高，油氣優(yōu)先在距“板砂”近的圈閉中聚集成藏。

沙二段圈閉含油性及油氣藏充注程度與距“板砂”距離的這種相關性，實際上是由兩者之間泥巖隔層的發(fā)育程度決定的。沙二段地層結(jié)構(gòu)為“泥夾砂”結(jié)構(gòu)，圈閉距離“板砂”越遠，則其間泥巖隔層越厚，油氣通過斷層縱向調(diào)整進入圈閉成藏的難度越大，油氣充注程度也越低。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，目前已發(fā)現(xiàn)的油氣藏與“板砂”優(yōu)勢輸導通道的距離均小于50 m，而大于50 m的圈閉均告失利，這也是沙三段尚未發(fā)現(xiàn)油氣藏的原因。

3.2油氣成藏模式

春光探區(qū)除西南部以外，受喜山運動影響，新近系沙灣組斷層發(fā)育，為油氣的縱向運移提供了良好的通道。研究表明，厚砂層、不整合和斷層構(gòu)成了春光探區(qū)的復式輸導體系[12]，油氣通過復式輸導體系在沙灣組圈閉中聚集成藏。在石炭系頂不整合優(yōu)勢輸導區(qū)，油氣通過石炭系頂不整合運移，在沙一段不整合面之上的有利圈閉聚集成藏(圖3a)。在“板砂”優(yōu)勢輸導區(qū)，“板砂”為優(yōu)勢輸導通道，油氣通過“板砂”橫向輸導在沙一段有利圈閉中成藏，春光探區(qū)中西部油氣藏主要為該種成藏模式(圖3a)；沙二段圈閉及部分沙一段頂部的圈閉先通過斷層縱向輸導，然后通過砂體橫向輸導成藏，春光探區(qū)東部油氣藏主要為該種成藏模式(圖3b)。

圖3　春光探區(qū)沙灣組成藏模式圖

4結(jié)論

(1)春光探區(qū)沙灣組油氣藏類型可以劃分為巖性油氣藏、構(gòu)造油氣藏和復合油氣藏三大類，巖性油氣藏可細分為砂巖上傾尖滅油氣藏、砂巖透鏡體油氣藏；構(gòu)造油氣藏可細分為斷鼻油氣藏和斷塊油氣藏；復合油氣藏包括斷層-巖性油氣藏和斷層-地層油氣藏。

(2)石炭系頂不整合和“板砂”優(yōu)勢輸導區(qū)控制油氣的有利聚集帶，多期河道砂體的分布控制了沙灣組巖性油氣藏的“帶狀”分布格局，斷層對油氣成藏起著縱向輸導和橫向封堵的雙重作用，距“板砂”的遠近是影響沙二段油氣藏充注程度的主要因素。

(3)春光探區(qū)沙灣組一段油氣藏主要通過砂體和不整合的橫向輸導成藏，沙灣組二段油氣藏通過砂體橫向輸導和斷層縱向輸導成藏。

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編輯：黨俊芳

文章編號：1673-8217(2016)03-0013-04

收稿日期：2014-12-22

作者簡介：朱景修，高級工程師，1973年生，1995年畢業(yè)于西南石油學院石油地質(zhì)專業(yè)，現(xiàn)從事油氣勘探地質(zhì)綜合研究及管理工作。

中圖分類號：TE122

文獻標識碼：A