春光油田復雜源外油藏成藏特征研究

李偉才，黎錫瑜，樊曉伊，侯 振

（1.中國石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南鄭州 450018；2.中國石化河南油田分公司博士后科研工作站；3.中國地質大學（武漢）博士后科研流動站）

源外油藏是指遠離有效烴源區且源儲跨越大的（一、二級）構造單元[1–2]。源外油藏與源內油藏不僅在空間位置、藏源相對位置上存在差異，而且在成藏條件上也有顯著差異，具有一定的特殊性，代表著一種新的成藏類型[3]。源內油藏直接與有效烴源區接觸，屬“自生自儲”，油源條件相對較好；而源外油藏與烴源區通常相距數十千米，多為“側生側儲”，完全依賴外來油源供給。源外與源內油藏這種根本區別導致兩者在油氣來源、油氣運移、成藏條件等方面差異明顯[4]。

作為車排子凸起第一個油田，近年來，春光油田的高產、高效開發引人矚目，但其成藏特征卻非常獨特。車排子凸起本地不發育有效烴源巖，距離最近的生油凹陷（四棵樹凹陷、昌吉凹陷）有數十至上百千米之遠。這說明在油氣分布于烴源巖區或鄰近區域的背景下，仍有少部分油氣在遠離烴源區富集成藏[5]。同時，春光油田地質條件復雜、地層跨度大、沉積相類型多樣，油氣運移及成藏特征一直沒有認識清楚，急需開展相關分析和研究，建立成藏模式，詮釋該區油水分布規律，以期為春光油田下一步尋找隱蔽圈閉及滾動勘探開發提供理論指導。

1 研究區概況

車排子凸起位于準噶爾盆地西緣，是晚海西早期形成的一個三角形古凸起，其主體走向為北西–南東向，南面為四棵樹凹陷，西面和北面鄰近扎伊爾山，東面以紅車斷裂帶與昌吉凹陷相連，地層具有南東厚、北西薄的楔狀體特征[6–7]。該凸起先后經歷印支運動期、燕山運動期、喜馬拉雅運動期，現為一北西高、南東低的寬緩斜坡（圖1）。

春光油田區域構造上位于車排子凸起地區東部，區域面積1 023 km2，地層基底為石炭系，由下至上依次發育白堊系、古近系、新近系及第四系，二疊系、三疊系、侏羅系缺失[8–9]。新近系可細分為沙灣組和塔西河組，其中沙灣組由下而上可分為三段。目前，春光油田白堊系Ⅲ砂組、白堊系Ⅳ砂組、古近系Ⅱ砂組、古近系Ⅲ砂組及沙灣組沙一、二段均具有良好的勘探前景。

2 油源分析

2.1 原油特征

圖1 春光油田區域構造位置及地質構造特征（a.區域構造位置；b.地質構造剖面）

從原油性質來看，春光油田重點含油井區（春17、春50、春110E井區）原油物性差異較大，油品多樣，從輕質油到稠油均有，且縱向分布與深度無直接聯系。春50井區原油為輕質油，春110E井區原油介于輕質油與稠油之間，春17井區原油為稠油（表1）。受來源和次生作用的影響，春光區塊原油的物性和生物標志物特征有很大差異，特別是稠油遭受過嚴重的降解作用，使得部分生物標志物遭受嚴重破壞。輕質油未遭受生物降解，稠油遭受了嚴重降解，中質油是降解油與未降解油的混合油。

表1 春光油田重點含油井區原油特征

2.2 油源對比

依據準噶爾盆地西緣原油特征、生物標志物特征對比結果，春光油田不同井區油氣來源差異較明顯。根據春50井區原油分析檢測報告，推測其原油應該來自四棵樹凹陷侏羅系，與卡6井古近系原油的（黏度、飽和烴、芳烴等）特征一致。春17井區稠油降解嚴重，甾烷及萜烷都遭受了破壞，白堊系稠油和昌吉凹陷侏羅系稠油生物標志物特征一致，認為其油源來自東南方向的昌吉凹陷。春110E井區原油具有明顯的混源特征，為嚴重降解油與輕質油的混合，從與源巖的對比來看，油源應該為昌吉凹陷二疊系與四棵樹凹陷侏羅系的混源（圖2）。

圖2 春光油田油源對比結果

3 油氣輸導體系

油氣的輸導體系是連接烴源巖與油藏之間的橋梁和紐帶，控制著油氣成藏。前人研究表明，斷裂體系、不整合面、厚層“板砂”及組合是輸導體系的重要組成部分[10–12]。對于春光油田這種距離烴源巖分布區很遠的源外油藏，輸導體系的橫向輸導能力是形成工業性油氣聚集的關鍵。斷裂、板砂、不整合面構成了春光油田油氣運移的復式輸導體系。

3.1 斷裂輸導體系

春光油田發育深、淺兩套斷裂體系，深部斷裂體系斷開了石炭系–白堊系，淺部斷裂體系主要為新近系發育的張扭性斷裂。由于受到多期構造運動的影響，深、淺斷裂體系之間存在著復雜的構造疊加現象，斷層多期活動，并且部分深部逆斷層在喜山期活化反轉為正斷層，這些斷層對春光油田的油氣起著重要的垂向“溝通”作用。在油氣的成藏過程中，斷層具有早期“溝通油源”和晚期“遮擋油氣”的雙重作用。

針對春光油田斷層的特點，斷層的輸導性主要依據斷層活動強度和巖性對接進行預測。巖性配置是決定斷層封閉性的重要條件之一，也是經典斷層封閉性研究的主要手段。一般認為，當斷層兩盤砂巖與泥巖對接時，斷層封閉性好；當砂巖與砂巖對接，且有相同或相近的排驅壓力時，斷層封閉性差。例如：F1斷層位于春光探區北部排2–406—春12—排21—排9井附近，該斷層斷穿古近系與新近系地層。結合地震同向軸反射特征，統計該斷層不同位置斷盤兩側巖性對接關系，發現F1斷層橫向封閉性較差，連通性好，而中部及上部的封閉性較好（圖3）。

圖3 春光油田F1斷層封閉性特征

3.2 不整合面輸導體系

不整合面可作為油氣長距離橫向運移的重要通道，該結論早已被證實。多數學者在對不整合結構與油氣輸導關系的研究時認為：不整合面之上的底礫巖及下部半風化的巖石是油氣運移的有利區域。油氣輸導是在不整合面之上的底礫巖中運移，還是在不整合面之下的半風化巖石中運移，還是在兩條通道中同時運移，除了與不整合面上下的巖石輸導有效性有關外，還與作為封隔層的風化黏土層是否存在有關。

春光油田不整合面具有“三層結構”的特征，即：不整合之上的巖層、之下的風化黏土層和半風化巖石。不整合對油氣的輸導有效性分4類來評價：①上下有效：存在一定厚度的風化黏土層，且不整合面上下的巖層均輸導有效（圖4a）；②上有效：存在風化黏土層，不整合面之上巖層輸導有效，不整合面之下巖層輸導無效（圖4b）；③下有效：不整合面之上巖層輸導無效，不整合面之下巖層輸導有效，與風化黏土層是否存在關系不大（圖4c）；④上下無效（不整合不能為油氣運移提供通道）：不整合面之上不發育底礫巖，只發育泥巖，不整合面之下的半風化巖石為泥巖，不整合面上下巖層均輸導無效（圖4d）。

結合本區的地質特點，對春光油田不整合面輸導性進行評價（表2）。春光油田不整合面之上的底礫巖比較發育，平均厚度約10 m，同時，不整合面之上的半風化巖石主要為石炭系的凝灰巖，導致不整合面上下油氣輸導性均非常好，為春光油田的油氣運移提供了有利條件。

圖4 不整合輸導有效性評價模式

表2 古近系底不整合面輸導性評價

3.3 沙灣組“板砂”

沙灣組是春光油田油氣相對富集的層段，除 3砂組和6砂組未發現油層外，其他砂組均發現有油層。沙灣組的沙一段沉積了一套“板砂”，厚度大（10～100 m），分布穩定，成巖作用弱，儲層物性表現為特高–高孔滲，是一套“高效”的油氣橫向輸導層，其向東與紅車斷裂相接，西南與艾卡斷裂帶相接，為沙灣組的油氣聚集提供良好的輸導條件。

4 油氣成藏模式

4.1 春17區塊

準噶爾盆地西緣發育的多個不整合面為油氣長距運移提供了有利條件，車排子東部的紅車斷裂為春光油田重要的油源斷裂。位于春光油田東北部的春17區塊為典型稠油油藏，油氣運移靠不整合面輸導，斷層調控，地層剝蝕面封堵成藏。從儲蓋組合上看，春17區塊為典型的辮狀河三角洲沉積體系，水下分流河道和河口壩砂體發育，因此具備良好的儲集條件。高頻的退積–進積旋回在垂向上形成了很好的砂泥巖互層的垂向序列，再加上白堊系頂部不整合面的發育，成為良好的儲蓋組合，具有形成較大油氣藏的潛力。春17井區稠油油藏的成藏特征可以總結為：不整合面輸導，斷層調控，封堵成藏。（圖5）。

圖5 春17井區白堊系稠油油氣成藏模式

4.2 春50井區

四棵樹凹陷侏羅系烴源巖新近紀晚期開始排烴，車排子凸起是油氣的優勢運移方向，油氣在垂向上通過斷層向淺層調整，油氣在古近系、白堊系運移的過程中受到湖相源巖侵染，卡6井古近系紫泥泉子組底部為褐灰色泥質粉砂巖、褐灰色含礫泥質粗砂巖，輸導性能較好，油氣主要通過古近系底部的連續性板砂輸導，經斷層的垂向調整，在春50井區的巖性圈閉中聚集成藏。春50井區古近系稀油油藏的成藏特征可以總結為：單向供烴，一期充注，板砂輸導，斷層溝通，巖性成藏（圖6）。

圖6 春光油田春50井區古近系油藏成藏模式

4.3 春110E井區

春110E井區古近系原油與沙一段的春8井、排2–300井等原油同源，沙一段的這些原油成藏期較晚。在喜山運動作用下，車排子凸起的構造背景由西高東低轉變為北高南低，昌吉凹陷二疊系來源的古油藏在喜山運動作用下發生調整，通過斷層和不整合向淺層運移，在春110E古近系圈閉聚集成藏。同時，新近紀時期四棵樹凹陷侏羅系烴源巖大量生烴，從四棵樹凹陷向車排子凸起運移，沿著石炭系頂部的不整合面運移到春 110E井區的古近系圈閉聚集成藏。春110E井區古近系中質油油藏的成藏特征可以總結為：雙向供烴，多期充注，不整合輸導，巖性成藏（圖7）。

5 結論

（1）春光油田具有明顯的“雙向供烴”特征。春50井區原油來自四棵樹凹陷侏羅系，春17井區稠油來自東南方向的昌吉凹陷，春110E井區油源為昌吉凹陷二疊系與四棵樹凹陷侏羅系的混源。

（2）春光油田的油氣主要是通過不整合面、板砂和斷層構成的“復式”輸導體系進行運聚成藏。不整合面和沙灣組“板砂”是春光油田油氣運聚的“橫向”輸導層，斷層則起著重要的“縱向”溝通油氣作用。

（3）春17區塊稠油油藏成藏特征為：不整合面輸導，斷層調控，地層剝蝕面封堵成藏；春50井區稀油油藏成藏特征為：單向供烴，一期充注，板砂輸導，斷層溝通，巖性成藏；春110E井區中質油藏成藏特征為：雙向供烴，多期充注，不整合輸導，巖性成藏。