羌塘盆地隆鄂尼地區油砂礦地質特征及成藏模式

趙光通，李俊武，鄧 翔，曹占元

(1.青海煤炭地質局，青海 西寧 810000；2.頁巖氣評價與開采四川省重點實驗室，四川 成都 610091；3.甘肅省油氣資源研究重點實驗室/中國科學院油氣資源研究重點實驗室，甘肅 蘭州 73000)

0 引 言

近年來，常規油氣資源逐漸匱乏，中國油氣資源缺口逐漸增大，尋找非常規油氣替代資源尤為重要[1-2]。油砂資源作為一種十分重要的非常規油氣資源，在中國各大含油氣盆地均有分布[3]。前人在研究羌塘盆地過程中發現多個大型古油藏[4-7]，其中，隆鄂尼古油藏為重要的油藏之一，其位于南羌塘坳陷的隆鄂尼地區，在野外見多處油砂出露點，說明該地區具有大規模油砂礦存在的可能性。隆鄂尼地區位于勘探條件艱苦的青藏高原地區，其勘探程度相對較低，前人對該地區油砂礦的研究相對較少，因此，有必要開展隆鄂尼地區油砂的研究。該文重點對隆鄂尼地區油砂礦地質特征及成藏模式進行分析，為進一步勘探該地區油砂資源提供一定的理論依據。

1 地質背景

隆鄂尼地區位于南羌塘坳陷，構造上是一個以中侏羅統布曲組灰巖和白云巖為核部、以夏里組頁巖為兩翼、被斷層復雜化的背斜構造。隆鄂尼背斜東西長為35～50 km，核部布曲組出露寬度為2～5 km，向東傾伏，終止于依桑日[8-10]。該背斜核部有很好的油苗顯示，曾被稱為隆鄂尼古油藏，由西北的孔日熱躍至東南生都鄂仁地表可見到大面積油砂露頭分布(圖1)。研究區地層由老至新依次為上三疊統肖茶卡組(T3x)，侏羅系下統比隆組(J1q)，侏羅系中統雀莫錯組(J2q)、布曲組(J2b)、夏里組(J2x)和侏羅系上統索瓦組(J3s)[11-15]。隆鄂尼背斜核部為中侏羅統布曲組，該組為油砂發育層，其巖性為“砂糖”狀的含油白云巖，兩翼為中侏羅統夏里組[16-20]。

圖1 隆鄂尼地區地表油砂分布位置及油砂鉆井位置

2 油砂礦地表地質特征

羌塘盆地隆鄂尼地區油砂礦自西向東呈帶狀分布，長約為6 km，寬約為900 m[21]。對隆鄂尼地區油砂野外出露點進行剖面測量，同時采集油砂樣品進行普通薄片、鑄體薄片和熒光薄片鑒定。共計實測2條剖面，油砂主要分布于隆鄂尼背斜的核部，其中，隆鄂尼Ⅰ號剖面累計厚度為382 m，共有4層油砂，油砂累計厚度為75.84 m；隆鄂尼Ⅱ號剖面累計厚度為218 m，共有4層油砂，油砂累計厚度為43.17 m。2條剖面巖性均為礁灰巖、生物碎屑(介殼)灰巖、泥晶灰巖和含油中—細晶白云巖(“砂糖”狀白云巖)(圖2a)，油砂層為含油中—細晶白云巖(圖2b)，并且在含油白云巖層位的頂部見到泥晶灰巖、泥灰巖夾石膏等低孔滲的致密蓋層，底部則為生物碎屑(介殼)灰巖與細晶白云巖韻律互層。熒光薄片鑒定顯示，在解理縫、粒間隙、粒間孔及微細裂縫中見黃綠色中亮—亮光顯示，局部見極亮光(圖2c)。鑄體薄片分析顯示，孔隙主要為溶蝕孔、溶蝕縫、解理縫、粒間縫、鑄模孔及裂縫等(圖2d)。

圖2 隆鄂尼地區油砂野外露頭及薄片照片

3 油砂礦井下地質特征

3.1 鉆井特征

隆鄂尼地區實施油砂鉆井共5口(圖1)，巖性主要以中—細晶灰質白云巖、灰質云巖為主，夾雜少量的生物碎屑灰巖及粉砂質泥巖。共有4口(LK-1、LK-3、LK-4、LK-5)鉆井鉆遇油砂層，油砂層均發育在中侏羅統布曲組(J2b)，巖性為灰色砂狀白云巖和灰質云巖，其中，LK-1井鉆遇油砂層1層，厚度為5.8 m；LK-3井鉆遇油砂層6層，單層最大厚度為24.8 m，累計厚度為82.8 m；LK-4井鉆遇油砂層7層，單層最大厚度為42.8 m，累計厚度為113.88 m；LK-5井鉆遇油砂層3層，單層最大厚度為88 m，累計厚度為174.0 m。4口鉆井中 LK-3、LK-4井油砂層具較濃的油氣味，熒光顯示較強；LK-5井油砂層最大，但熒光顯示偏弱；LK-1鉆井油砂層最薄，熒光顯示最弱。根據連井剖面圖，油砂層主要分布在中侏羅統布曲組(J2b)，油砂層傾角為10～30 °，其地下分布連續，厚度穩定。

3.2 儲層特征

3.2.1 巖石學特征

對研究區的油砂層取樣進行普通薄片、鑄體薄片及熒光薄片觀察和鑒定。薄片資料分析顯示，油砂主要以中—細晶白云巖為主(圖3a)，可見到灰質云巖(圖3b)；白云石主要由亮晶白云石組成，顆粒間充填亮晶方解石。鑄體薄片觀察顯示，巖石中的孔隙以白云石晶間孔及晶間溶孔為主(圖3a、c)。熒光薄片顯示，白云石晶間孔、晶間隙中見黃綠色中亮—亮光顯示，局部見極亮光，顯示連通性好(圖3d)。

圖3 隆鄂尼地區油砂巖性及孔隙類型薄片照片

3.2.2 物性特征

對研究區鉆井油砂層巖心進行孔隙度和滲透率測試分析，其中，LK-1井油砂層孔隙度為1.47%～6.90%，平均孔隙度為2.91%，滲透率為0.01～0.15 mD，平均滲透率為0.05 mD，屬于低孔超低滲儲層；LK-3鉆井油砂層孔隙度為0.90%～31.25%，平均孔隙度為7.09%，滲透率為0.06～46.20 mD，平均滲透率為4.72 mD，屬低孔低滲儲層；LK-4鉆井油砂層孔隙度為4.00%～26.40%，平均孔隙度為16.86%，滲透率為42.30～120.00 mD，平均滲透率為59.60 mD，屬中孔中滲儲層；LK-5鉆井油砂層孔隙度為0.72%～29.7%，平均孔隙度為14.89%，滲透率為5.60～42.70 mD，平均滲透率為36.20 mD，屬低孔低滲儲層。

3.3 含油性特征

按含油率差異，前人將青藏高原地區油砂礦品級劃分為A、B、C 3個等級，其中，A級含油率為6.00%～9.00%，B級含油率為4.00%～6.00%，C級含油率為2.50%～4.00%[22]。對研究區4口油砂井，累計鉆遇的376.48 m油砂層，取油砂樣60塊，分別進行含油率測試分析。結果顯示：LK-1井取油砂樣6塊，平均含油率為3.31%；LK-3井取油砂樣24塊，平均含油率為4.80%；LK-4井取油砂樣52塊，平均含油率為5.10%；LK-5井取油砂樣44塊，平均含油率為4.70%。對各含油率統計分析(表1)，隆鄂尼地區油砂含油率較高，屬于B級油砂礦。

表1 各含油率段樣品數占總樣品數比例

4 油砂礦成藏模式

羌塘盆地發育4套烴源巖，劃分出5套較好的生儲蓋組合，即上三疊統肖茶卡組—下侏羅統曲色組組合、下侏羅統曲色組—中侏羅統雀莫錯組組合、中侏羅統布曲組—中侏羅統夏里組組合、中侏羅統夏里組—上侏羅統索瓦組組合和上侏羅統索瓦組—雪山組組合[23-25]。

通過對古油藏的分布進行研究認為，隆鄂尼古油藏位置處于背斜構造頂部的白云巖儲層中，但古油藏在白云巖所伴生的灰巖中未見到油氣成藏顯示，表明該古油藏圈閉類型為巖性圈閉，構造運動變形所形成的裂縫對油氣運移到巖性圈閉中成藏具有很好的輔助作用[26-27]，由此認為，該古油藏是由構造運動和巖性封閉共同作用形成。隆鄂尼古油藏發育說明構造變形與巖性圈閉的搭配非常有利于油氣成藏。

隆鄂尼古油藏以上侏羅統夏里組泥質灰巖、泥質云巖、粉砂質泥巖夾石膏為蓋層，布曲組白云巖為儲層，布曲組碳酸鹽巖和泥質巖為烴源巖，該油藏屬于自生自儲型油藏(圖4)[23]。布曲組烴源巖在中侏羅統末期開始生油，并于早白堊世達到生油的高峰期，此后一直處于生油低熟期，褶皺背斜構造形成于晚侏羅世末期—早白堊世早期的燕山運動，因此，構造圈閉的形成與首次生烴期近于同步[28]，早第三紀始新世末的喜山運動發生大規模構造運動，隆鄂尼古油藏被破壞抬升至地表或近地表而形成油砂礦，羌塘盆地隆鄂尼地區油砂礦的形成是基于該地區早期保存良好的隆鄂尼古油藏[29]。

圖4 羌塘盆地隆鄂尼地區油砂成藏模式

5 結 論

(1) 隆鄂尼地區地表及地下油砂巖性均為中—細晶白云巖為主。

(2) 隆鄂尼地區油砂礦油砂總體厚度較大，但油砂層儲層物性較差，屬于低孔低滲儲層，總體含油率較高，屬于B 級油砂礦，具有一定開采價值。

(3) 隆鄂尼油藏圈閉類型為巖性圈閉，屬于自生自儲型油藏，后期遭受構造破壞形成油砂礦，為典型由巖性圈閉和構造抬升共同作用成礦模式。