準(zhǔn)噶爾盆地烏夏斷裂帶復(fù)式油氣成藏特征

倪　振，丁　超，王貴文，劉荷沖

(中國(guó)石油新疆油田分公司風(fēng)城油田作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依 834000)

準(zhǔn)噶爾盆地烏夏斷裂帶復(fù)式油氣成藏特征

倪振，丁超，王貴文，劉荷沖

(中國(guó)石油新疆油田分公司風(fēng)城油田作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依 834000)

摘要：通過綜合地質(zhì)研究，認(rèn)為準(zhǔn)噶爾盆地烏夏斷裂帶為典型復(fù)式油氣聚集帶，油氣主要來源于二疊系佳木河組、風(fēng)城組和下烏爾禾組烴源巖，三次油氣充注形成了三期油氣藏；油氣藏類型復(fù)雜多樣，具有多種儲(chǔ)蓋組合；斷裂、不整合面及連通性砂體構(gòu)筑了油氣運(yùn)移的立體輸導(dǎo)體系；烴源巖和生排烴中心、構(gòu)造和沉積相帶、斷裂和不整合以及有利儲(chǔ)層是烏夏斷裂帶油氣分布的主控因素。烏夏斷裂帶復(fù)式油氣成藏特征及油氣分布主控因素的研究成果，對(duì)本區(qū)油氣勘探及滾動(dòng)評(píng)價(jià)工作具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)噶爾盆地；烏夏斷裂帶；復(fù)式油氣藏；油氣藏類型；油氣分布主控因素

烏夏斷裂帶位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣北東部，哈拉阿拉特山前，西起克百斷裂帶，東至陸梁隆起，南鄰瑪湖生油凹陷，是一個(gè)受多期構(gòu)造疊加影響的斷褶帶，包括烏爾禾、風(fēng)城、夏子街和紅旗壩四個(gè)探區(qū)。晚石炭世以來經(jīng)歷了多期次不同構(gòu)造體系的復(fù)合和疊加作用，構(gòu)造上由北向南劃分為山前沖斷超覆帶、烏夏斷褶帶、南部單斜帶(圖1)[1-2]。通過綜合地質(zhì)研究認(rèn)為，烏夏斷裂帶具有油氣藏類型多、儲(chǔ)層類型多、儲(chǔ)蓋組合多以及多層組含油的“四多”特征，為典型的復(fù)式油氣聚集帶，是準(zhǔn)噶爾盆地最為復(fù)雜和最具潛力的探區(qū)之一。

1區(qū)域地質(zhì)特征

1.1構(gòu)造特征

烏夏斷裂帶自石炭紀(jì)末期以來經(jīng)歷了晚海西運(yùn)動(dòng)、印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)的繼承發(fā)育，燕山末期最終覆蓋定型[3]。海西運(yùn)動(dòng)形成了盆地大型隆起、坳陷及大型斷裂帶的基本輪廓；印支運(yùn)動(dòng)在繼承了前一次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，形成了一些鼻狀構(gòu)造、背斜及逆沖斷層；燕山運(yùn)動(dòng)引起抬升、剝蝕，產(chǎn)生大量小型張性正斷層。北部的山前沖斷超覆帶以沖斷推覆變形為主；中部烏夏斷褶帶以繼承性斷褶變形為主；南部單斜帶地層較為平緩，褶皺不發(fā)育。

該區(qū)主要發(fā)育北東向和北東東向兩組斷裂，北東向的斷裂數(shù)量相對(duì)較少，主要分布在烏爾禾、風(fēng)城地區(qū)，北東東向斷裂則主要分布在夏子街和紅旗壩地區(qū)(圖1)。

1.2沉積及儲(chǔ)層特征

烏夏斷裂帶自下而上鉆遇的地層有二疊系佳木河組、風(fēng)城組、夏子街組和下烏爾禾組，三疊系百口泉組、克拉瑪依組和白堿灘組，侏羅系八道灣組、三工河組、西山窯組、頭屯河組和齊古組，白堊系和古近系、新近系沉積。

圖1　烏夏斷裂帶構(gòu)造位置

二疊紀(jì)佳木河期以火山巖沉積為主，風(fēng)城期濱淺湖相沉積占了主導(dǎo)地位，出現(xiàn)云質(zhì)巖、凝灰?guī)r和細(xì)粒碎屑巖[4]。夏子街期以扇三角洲相-湖泊相沉積為主，夏子街組發(fā)育砂礫巖、砂巖及云化砂巖等巖性。下烏爾禾期從盆地邊緣向盆地內(nèi)部形成沖積扇-扇三角洲-湖泊相的沉積模式，巖性主要為砂礫巖與泥巖互層。

三疊系主要發(fā)育沖積扇、扇三角洲、湖底扇和湖泊相沉積，從百口泉組到白堿灘組整體為湖侵過程。百口泉組發(fā)育大套沖積扇及沖積平原沉積的砂礫巖；克拉瑪依組以扇三角洲和濱淺湖相沉積為主；白堿灘組以湖泊相沉積為主[5]。

侏羅紀(jì)八道灣期發(fā)育沖積扇-辮狀河-三角洲-湖泊沉積體系。三工河期和西山窯期發(fā)生湖侵，發(fā)育三角洲-扇三角洲-湖泊相沉積體系。頭屯河組和齊古組沉積時(shí)期開始逐漸湖退，以沖積扇、河流相及三角洲相沉積為主。

白堊系發(fā)育有沖積扇、辮狀河三角洲及湖相沉積，底部沉積了清水河組底礫巖、不等粒砂巖互層，上部主要為泥巖、粉砂巖等。

烏夏斷裂帶目前已在9個(gè)層組發(fā)現(xiàn)了油氣藏。儲(chǔ)層類型有碎屑巖、云質(zhì)巖及火山巖，其中以砂礫巖和砂巖為主。儲(chǔ)層物性差異較大，整體表現(xiàn)為從老地層到新地層物性逐漸變好的趨勢(shì)[6](表1)。

表1　烏夏斷裂帶含油層系儲(chǔ)層巖性物性統(tǒng)計(jì)

2復(fù)式油氣成藏特征

2.1烴源巖與油氣充注

油源對(duì)比研究表明，瑪湖凹陷二疊系佳木河組、風(fēng)城組和下烏爾禾組是烏夏斷裂帶的主力烴源巖，此外烏夏斷裂帶下伏的二疊系風(fēng)城組也具備生烴條件[7-10]。

結(jié)合前人研究結(jié)果，佳木河組烴源巖在中晚二疊世逐漸成熟，并開始向外排烴進(jìn)入二疊系儲(chǔ)層；三疊紀(jì)末，風(fēng)城組的烴源巖成熟并大量生烴，運(yùn)移至二疊系和三疊系有利部位聚集成藏；侏羅紀(jì)末-早白堊世，下烏爾禾組烴源巖開始生烴，同時(shí)佳木河組開始產(chǎn)生天然氣，形成本區(qū)第三期油氣藏[8-11]。

2.2儲(chǔ)蓋類型與組合

依據(jù)鉆井及地震資料，烏夏斷裂帶發(fā)育白堿灘組及三工河組兩大區(qū)域性泥巖蓋層(局部地區(qū)有缺失)。侏羅系齊古組及八道灣組各段頂部發(fā)育泥巖或砂質(zhì)泥巖層厚度較大且橫向分布穩(wěn)定的亦可作為局部區(qū)域的有利蓋層，與其下部的碎屑巖形成有效儲(chǔ)蓋組合。中下三疊統(tǒng)砂礫巖間的泥巖隔層(厚度大于3 m)也對(duì)碎屑巖儲(chǔ)層起封蓋作用。二疊系內(nèi)部發(fā)育的致密火山巖、云質(zhì)巖、泥巖及砂質(zhì)泥巖也可作為局部封蓋層，對(duì)二疊系裂縫及孔洞發(fā)育的火山巖和云質(zhì)巖以及孔隙發(fā)育的碎屑巖儲(chǔ)層起封堵作用。

2.3油氣輸導(dǎo)體系

油氣輸導(dǎo)體系是指連接源巖與圈閉的運(yùn)移通道所組成的輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)[12]。油氣運(yùn)移是油氣成藏的一個(gè)要素，輸導(dǎo)體系在一定程度上控制著油氣運(yùn)移的方向、方式及運(yùn)移結(jié)果。

斷裂、不整合面及連通性砂體在油氣的疏導(dǎo)過程中相互溝通配合，共同構(gòu)筑了烏夏斷裂帶油氣運(yùn)、聚、散的立體輸導(dǎo)體系(圖2)。

本區(qū)在長(zhǎng)期的構(gòu)造演化中形成了多期斷裂體系，使得深部二疊系油氣能夠沿著開啟性的斷裂進(jìn)行大規(guī)模、遠(yuǎn)距離的垂向運(yùn)移。由于斷裂的活動(dòng)期與二疊系烴源巖的生、排烴高峰期相匹配，斷裂就成為油氣從二疊系向三疊系垂向運(yùn)移的重要通道[13]。

烏夏斷裂帶侏羅系、三疊系和二疊系內(nèi)共發(fā)育了P1f/P1j、P2x/P1f、P2w/P2x、T1b/P2w、J1b/T3b、J2t/J2x六個(gè)區(qū)域不整合。不整合面內(nèi)部的底礫巖及淋濾帶往往是油氣側(cè)向運(yùn)移的重要通道。通過區(qū)域構(gòu)造研究，海西期及印支期形成的深大通源斷裂基本上僅斷至三疊系，無法將深部二疊系油氣直接運(yùn)移至侏羅系或白堊系成藏。因此，侏羅系與三疊系間的不整合是三疊系之上油氣藏重要的運(yùn)移通道。此外，不整合面對(duì)油氣的側(cè)向運(yùn)移作用，使得油氣橫向分布范圍大大擴(kuò)展(圖2)。

烏夏斷裂帶具有良好孔滲性能的砂體既是油氣聚集場(chǎng)所，也是重要的運(yùn)移通道。當(dāng)油氣進(jìn)入滲透性砂體后，就會(huì)在其中從高勢(shì)區(qū)向低勢(shì)區(qū)運(yùn)移和聚集。烏夏斷裂帶二疊系-侏羅系沖積扇、扇三角洲、水下扇、河流相等碎屑巖沉積廣泛發(fā)育。其中二疊系內(nèi)部砂體厚度及范圍相對(duì)較小，且層間非均質(zhì)性強(qiáng)，對(duì)油氣的疏導(dǎo)能力較差。三疊系克拉瑪依組和百口泉組及侏羅系八道灣組、齊古組的部分砂體平面連片性好，剖面上隔夾層較少，輸導(dǎo)和儲(chǔ)集性能較好。

2.4油氣藏類型

根據(jù)烏夏斷裂帶已探明油氣藏的主控因素，可劃分為構(gòu)造油氣藏、地層油氣藏、巖性油氣藏、復(fù)合油氣藏4種類型(圖2)。

圖2　烏夏斷裂帶油氣成藏綜合模式圖

本區(qū)構(gòu)造油氣藏最多，占探明油氣藏?cái)?shù)量的55%，包括斷塊油氣藏、斷鼻油氣藏、斷背斜油氣藏及背斜油氣藏。其中由斷裂遮擋形成的斷塊油氣藏?cái)?shù)量較多，如烏101井區(qū)百口泉組油藏；斷鼻油氣藏是斷層切割鼻狀構(gòu)造形成的油氣藏，如烏36井區(qū)百口泉組油氣藏；斷背斜油氣藏受背斜和斷層雙重遮擋條件控制，如風(fēng)3井區(qū)二疊系風(fēng)城組油藏，油藏流體分布明顯受斷背斜的控制；目前探明的純背斜油氣藏只有夏72井區(qū)風(fēng)城組層狀背斜油藏。已探明的地層油氣藏(如夏9井區(qū)三疊系油藏)和巖性油氣藏(如烏5井區(qū)克拉瑪依上亞組油藏)較少，僅占探明油氣藏的9%。由兩種以上因素控制的復(fù)合油氣藏，約占已探明油氣藏的36%，包括巖性-構(gòu)造油氣藏(如重1井區(qū)塊齊古組油藏)、地層-巖性油氣藏(如夏9井區(qū)八道灣組油藏)和地層-構(gòu)造油氣藏(如重43井區(qū)八道灣油藏)等類型。

3油氣分布主控因素分析

3.1烴源巖和生排烴中心對(duì)油氣分布的控制

烴源對(duì)于油氣成藏必不可少，沒有油氣來源就不能形成油氣藏，油氣來源不足就不能形成優(yōu)質(zhì)的油氣藏。烏夏斷裂帶紅旗壩地區(qū)距離瑪湖凹陷生烴中心較遠(yuǎn)，并且其原地?zé)N源巖不發(fā)育[14]。從目前的勘探結(jié)果來看，烏爾禾地區(qū)、風(fēng)城地區(qū)及夏子街地區(qū)油氣聚集程度較高，而紅旗壩地區(qū)至今仍無工業(yè)油氣流井。由此可見，烴源巖和生排烴中心對(duì)油氣分布具有重要控制作用。

3.2構(gòu)造和沉積相帶對(duì)油氣分布的控制

構(gòu)造和沉積相帶控制著油氣藏的位置和分布范圍，有利構(gòu)造與有利相帶的有機(jī)組合成為烏夏斷裂帶油氣富集的主要場(chǎng)所。

本區(qū)烏爾禾鼻凸區(qū)、夏子街鼻凸區(qū)及構(gòu)造寬緩區(qū)是油氣聚集的主體區(qū)。此外，構(gòu)造演化對(duì)生儲(chǔ)蓋組合及沉積相帶的展布也有一定程度的控制作用。逆掩斷裂普遍具有同生活動(dòng)性質(zhì)，對(duì)各類扇體的形成有明顯的控制作用[15-17]。

沉積相帶控制著砂體的發(fā)育，進(jìn)而控制著儲(chǔ)集層的發(fā)育。本區(qū)發(fā)育的大量扇體及河流相沉積為油氣的聚集提供了良好的空間。

3.3斷裂和不整合對(duì)油氣分布的控制作用

多斷裂組合對(duì)油氣垂向疏導(dǎo)起到積極的作用[18]，油氣優(yōu)先在通源斷裂兩側(cè)有利區(qū)域聚集。此外，斷裂也會(huì)對(duì)油氣藏產(chǎn)生一定的破壞作用。如烏爾禾地區(qū)的瀝青礦，就是三疊系及以下的原生油氣藏受斷裂切割破壞，輕質(zhì)組分逸散而成。

不整合對(duì)油氣的分布也有重要的控制作用。不整合不僅是油氣區(qū)域性運(yùn)移的良好通道，而且能形成與之相關(guān)的油氣藏[19-20]。淺層斷裂規(guī)模較小，控藏作用有限，但侏羅系底部不整合，對(duì)其鄰近的油氣藏具有重要的控制作用。

3.4有利儲(chǔ)層對(duì)油氣分布的控制作用

儲(chǔ)層的巖性、物性及非均質(zhì)性對(duì)油氣的運(yùn)移、分布、聚集及油氣藏的產(chǎn)能均有較大影響。烏夏斷裂帶二疊系油氣成藏部位與特殊巖性體(云質(zhì)巖或火山巖)及孔縫發(fā)育儲(chǔ)層區(qū)帶密切相關(guān)。二疊系已探明油藏孔隙類型主要為晶間孔、溶蝕孔、微裂縫及氣孔，巖性主要為云質(zhì)巖或火山碎屑巖。可見，孔縫發(fā)育的特殊巖相帶是二疊系油氣分布的有利區(qū)。

4結(jié)論

(1)烏夏斷裂帶是典型的復(fù)式油氣聚集帶，具有油氣藏類型多、儲(chǔ)層類型多、儲(chǔ)蓋組合多以及多層組含油的“四多”特征，油氣分布受烴源巖和生排烴中心、構(gòu)造和沉積相帶、斷裂和不整合以及有利儲(chǔ)層等多種因素的控制。

(2)針對(duì)烏夏斷裂帶復(fù)式油氣成藏的特點(diǎn)，可采用立體勘探模式，縱向上兼顧多套儲(chǔ)層，油藏上下找油藏；橫向上兼顧多個(gè)井區(qū)，油藏之間找油藏，油藏外圍找油藏。

(3)二疊系油氣成藏與特殊巖性體及儲(chǔ)層孔縫發(fā)育程度密切相關(guān)，因此，加強(qiáng)孔縫發(fā)育特殊巖性體的識(shí)別及刻畫對(duì)于該區(qū)二疊系油氣勘探尤為重要。

(4)烏夏斷裂帶雖歷經(jīng)50多年的勘探，但其復(fù)雜的沉積構(gòu)造及油氣聚集規(guī)律仍有待進(jìn)一步探索，圍繞烴源巖和生排烴中心，強(qiáng)化整體認(rèn)識(shí)并建立宏觀模式、深化沉積研究及構(gòu)造解釋、細(xì)化儲(chǔ)層分層分類研究對(duì)于本區(qū)勘探工作至關(guān)重要。

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編輯：吳官生

文章編號(hào)：1673-8217(2016)02-0045-04

收稿日期：2015-12-07

作者簡(jiǎn)介：倪振，1987生，2011年畢業(yè)于西安石油大學(xué)地質(zhì)學(xué)專業(yè)，現(xiàn)從事油氣勘探評(píng)價(jià)工作。

中圖分類號(hào)：TE112.33

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A