春光油田遠源成藏輸導體系研究

馬榮芳，李風勛

（1.中國石化河南油田分公司勘探開發研究院，河南鄭州 450046；2.中國石化勘探開發研究院無錫石油地質研究所）

春光油田位于準噶爾盆地車排子凸起之上， 其西北面鄰近扎伊爾山，南面為四棵樹凹陷，向東以紅車斷裂帶與昌吉凹陷相接（圖1）。車排子地區長期處于隆起或斜坡背景，本身不發育烴源巖，距離生油中心（昌吉凹陷和四棵樹凹陷）超過100 km，屬于典型的源外成藏。自2005年排2井于新近系沙灣組1 014.5～1 017.3 m井段放噴試獲60.35 m3高產工業油流之后，該區于白堊系、古近系、侏羅系及石炭系均有油氣發現，累計提交三級儲量近億噸，表明該區油氣富集。本文通過油氣輸導體系的研究，對春光油田斜坡帶油氣聚集成藏進行解剖[1-4]。

圖1 春光油田構造位置

前人研究已證實，昌吉凹陷二疊系、侏羅系及四棵樹凹陷侏羅系烴源巖發育，為車排子凸起的主要供烴層系。其中昌吉凹陷二疊系烴源巖總有機碳（TOC）為0.5%～1.5%，生烴潛量（S1+S2）不大于5 mg/g，干酪根為Ⅱ1-Ⅲ型，烴源巖成熟度高，現今局部地區已成熟，大部分已進入高成熟-過成熟，達到生氣階段；侏羅系烴源巖TOC為 1%～3%，S1+S2不大于 10 mg/g，主要為Ⅱ1-Ⅲ型干酪根，Tmax達420～460 ℃，烴源巖正處于大量生油階段。兩大生烴凹陷為春光油田油氣富集提供了豐富的物質來源，通過斷裂、不整合、骨架砂體三者的立體配置，構成了該區高效的油氣輸導體系。

1 斷裂輸導體系

紅車及艾卡區域斷裂帶長期處于走滑活動狀態，為兩大供烴凹陷油氣輸出總出口。春光油田沙灣組二段以辮狀河三角洲-湖泊相沉積為主，砂體橫向連通性差，需要斷層溝通成藏。春光油田斷層以喜山期正斷層居多，斷層溝通橫向輸導層，于一些孤立砂體中聚集成藏。斷層的輸導能力是該類油藏成藏的關鍵因素[5-8]。

沙二段（N1S2）油氣基于沙一段（N1S1）骨架砂體橫向輸導，油源斷裂溝通成藏。因此沙二段目的層到沙一段骨架砂體的距離，對斷層輸導有很大的控制作用。通過對春光油田沙二段 5砂組（N1S2V）所有已知油藏的地質統計規律來看，當目的層砂體距沙一段頂面20 m以內時，有利圈閉在斷層溝通下可以成藏；當距離大于20 m時，則鉆探失利（表1）。

從N1S2Ⅵ、N1S2Ⅶ砂組地質統計規律來看（表2），其目的層砂體距沙一段頂面普遍在50 m以上，但距目的層之下“砂包泥”地層結構距離20 m以內成藏，超過20 m則失利。泥巖厚度20 m是春光油田沙灣組斷層溝通的臨界厚度，這與世界范圍內大油藏區域蓋層厚度20 m的統計結果一致。

表1 春光油田N1S2V砂組油藏距N1S1頂距離

2 骨架砂體輸導體系

骨架砂體是油氣側向運移的最高效輸導層。春光油田沙灣組一段發育辮狀河沉積體系，砂體的長期遷移、疊置造成砂體橫向連通性非常好。沙一段砂體厚約80 m，平均孔隙度35%，平均滲透率大于1 000×10-3μm2，孔滲條件非常優越；該套砂體東與紅車斷裂帶相接，西與艾卡斷裂帶相連。兩大供烴凹陷生成的油氣在此高速通道內廣泛運移，于沙一段砂體尖滅區成藏，已發現的沙一段油藏均屬此類（圖2）。因此，基于砂體橫向輸導的沙一段油氣成藏模式可概括為 “骨架砂體輸導，砂巖尖滅圈閉成藏”。

表2 春光油田N1S2Ⅵ、N1S2Ⅶ砂組油藏距N1S1頂及砂包泥結構距離

圖2 春光油田沙灣組一段油氣成藏模式

春光油田除沙灣組一段辮狀河沉積的厚砂體作為骨架砂體外，在石炭系頂面古溝槽中沉積有不同時期的溝谷砂體。雖然沉積時期不同，但均為厚層粗粒沉積物，巖性主要為礫狀砂巖及砂礫巖，在溝谷中連續分布，且物性較好（孔隙度20%～30%，滲透率 200×10-3～1 500×10-3μm2），也是一套骨架砂體輸導層，為超覆于其上的地層提供了橫向油源輸導通道。

3 不整合輸導體系

春光油田石炭系火成巖基底之上逐層超覆有白堊系、古近系、新近系地層，局部有侏羅系地層殘存。因此，存在N1s/E、 E/K、N1s、E、K/C等多個不整合界面，但勘探實踐表明，只有石炭系頂不整合面具有油氣側向輸導能力。

圖3 春光油田春17井風化淋濾帶特征

3.1 春光油田存在穩定的火成巖半風化淋濾層

風化殼的輸導主要取決于不整合面上下的巖性、半風化淋濾層的發育程度。從不整合面上、下巖性組合關系看，春光油田存在多種巖性組合類型。其中，不整合面之下為泥巖，之上發育砂巖，油氣在上部運移，稱為上運移；反之則稱為下運移；上下都為砂巖則為上下雙通道運移。在斷陷盆地中，難以存在穩定的不整合面作為油氣的橫向輸導層，局部發育的砂體成為油氣聚集場所。春光油田所在的車排子凸起，作為準噶爾盆地的一部分，其不整合具有一樣的特點，即不存在穩定分布的相當于沙灣組骨架砂體一樣的輸導層。因此，從巖性組合角度來說，該區不整合輸導能力有限[9-10]。

現代石油地質學及越來越多的石油地質工作者認為，不整合存在風化黏土層、半風化淋濾層、未風化巖石三層結構，不整合輸導能力依賴于其風化淋濾帶的發育程度。油氣在半風化淋濾層內運移，其上的風化黏土作為蓋層，當風化黏土層不發育時，油氣進入上覆地層；且火成巖風化淋濾層的輸導能力遠遠好于沉積巖風化淋濾層的輸導能力，因為母巖風化后，火成巖抗黏土化填充能力更好。而春光油田石炭系為火成巖，其風化淋濾后，具有很好的輸導能力。由圖3可見，春17井1 000～1 040 m井段風化淋濾帶聲波時差（AC）可達270 μs/m，而其下的未風化原巖AC僅200 μs/m，該種類型不整合能成為春光油田油氣橫向輸導的有利通道條件。

3.2 油氣顯示及油氣藏集中于石炭系頂部不整合面附近

由春光油田北西-南東向連井剖面可見，油氣顯示集中于距離石炭系頂不整合面50 m內，超過這個范圍后，則無任何油氣顯示。在E/K不整合面之上，也無任何油氣顯示，說明E/K不整合面不是油氣橫向運移的通道（圖4）。

圖4 春光油田春16—春28—春56—春59對比

石炭系頂部不整合面對油氣輸導有控制作用，即在研究區東部，地層厚度較大，油氣顯示或油藏集中于石炭系頂不整合面附近的白堊系地層內；往西的地區，隨著地層厚度減薄，當白堊系地層厚度很小而古近系距離石炭系頂不整合面小于50 m時，則古近系地層油藏發育。

春光油古近系、白堊系因基于石炭系頂不整合面橫向輸導成藏，其油藏平面上分布于各地層超覆帶附近，已發現的油藏平面分布規律與石炭系頂不整合兩者之間呈很好的對應關系。

4 輸導體系組合及遠源成藏模式

斷裂、砂體、不整合這三者間的立體組合復式輸導體系構成了油氣運移輸導網絡，油氣橫向沿不整合或骨架砂體輸導，在砂體尖滅帶或地層超覆圈閉中成藏，或經斷層溝通于之上的孤立砂體中成藏。

紅車斷裂、艾卡斷裂長期活動，把昌吉凹陷、四棵樹凹陷二疊系、侏羅系生成的油氣進行縱向運移，為車排子凸起油氣輸入的總端口；廣泛分布的沙一段骨架砂體及石炭系頂面不整合與兩大斷裂帶相交，則油氣在橫向范圍內發生大規模的運移；再經小級別的油源斷裂溝通、調整，在不同層位、不同巖性圈閉中聚集成藏（圖5）。沙灣組一段成藏模式為“骨架砂體橫向輸導，砂巖尖滅圈閉成藏”；沙二段成藏模式為“斷層溝通，巖性成藏”[11]。

圖5 春光油田遠源成藏模式

5 結論

春光油田與昌吉、四棵樹兩大供烴凹陷間存在由石炭系頂不整合面、骨架砂體及各級別的油源斷裂所構成的復式、高效輸導體系，為不同層系目的層油氣聚集成藏提供良好的輸導作用，使車排子凸起成為斜坡帶油氣遠源成藏的典型。