準噶爾盆地瑪東斜坡百口泉組巖性油氣成藏特征
——以陸梁油田YB4井區(qū)為例

劉明楊，張永波，譚建華，路建國，沈 偉，佟 瑩，張 雷，劉長利

(1.中國石油 新疆油田分公司 陸梁油田作業(yè)區(qū)，新疆 克拉瑪依 834000；2.新疆萬盾能源科技有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834000；3.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，長春 130061)

陸梁油田YB4井區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)西北部的和布克賽爾縣境內(nèi)，其地表為固定—半固定的沙丘，地面海拔300～450 m，隸屬陸梁油田采區(qū)。其東側(cè)為陸梁油田主采區(qū)，東南為石南油田，西北為瑪北油田，是準噶爾盆地主要油氣富集區(qū)(圖1)。該區(qū)自1955年發(fā)現(xiàn)克拉瑪依油田以來，主要圍繞準噶爾盆地西北緣斷裂帶進行構(gòu)造找油。2012年以來，隨著勘探開發(fā)技術(shù)的提高，中國石油新疆油田在1993年瑪北低滲砂礫巖油氣發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，相繼在瑪湖凹陷北斜坡、西斜坡、南斜坡及東斜坡等環(huán)瑪湖斜坡帶的百口泉組取得了重大巖性勘探突破，發(fā)現(xiàn)了系列巖性油氣藏，提出了扇三角洲前緣鼻狀構(gòu)造成藏、“一砂一藏”成藏等模式[1-3]，并對瑪湖凹陷北斜坡、西斜坡、南斜坡的油氣成藏開展剖析[4-8]。但對瑪湖凹陷東斜坡的系列巖性油氣藏分析較少，成藏機制與分布規(guī)律認識不清。

圖1 準噶爾盆地陸梁油田YB4井區(qū)區(qū)域構(gòu)造位置

筆者近期研究發(fā)現(xiàn)，瑪湖凹陷東斜坡的系列巖性油氣藏具有特殊的洪積泥石流控藏特征，是典型的單一巖性圈閉內(nèi)油氣聚集成藏，因此希望借陸梁油田YB4井區(qū)的成藏特征解剖，為今后類似區(qū)的巖性圈閉找油提供借鑒。

1 油氣地質(zhì)概況

YB4井區(qū)位于準噶爾盆地西北部瑪湖凹陷、英西凹陷、三個泉凸起、夏鹽凸起的結(jié)合部，整體位于瑪湖凹陷東斜坡，面積約200 km2，現(xiàn)已完鉆22口，已有三維地震覆蓋。

區(qū)內(nèi)由下向上發(fā)育古生界、中生界及新生界等地層，其中中生界下三疊統(tǒng)百口泉組是本文剖析層位，揭示厚度70～147 m。據(jù)其巖性特征差異，百口泉組可分為3段，其下部的百一段(T1b1)以棕灰色礫巖為主，夾灰褐色泥巖；中部的百二段(T1b2)以綠灰色礫巖為主，頂部為棕灰或褐色泥巖；百三段(T1b3)為綠灰色礫巖、含礫砂巖及灰綠或褐色泥巖互層(圖2)。

現(xiàn)已查明，百口泉組之下發(fā)育有石炭系和二疊系良好烴源巖，其上發(fā)育有中下侏羅統(tǒng)和古近系烴源巖。區(qū)域上，準噶爾盆地西北部的瑪湖凹陷周緣已在上古生界和中生界發(fā)現(xiàn)多套含油層系，而YB4井區(qū)也在上二疊統(tǒng)烏爾禾組和下三疊統(tǒng)百口泉組發(fā)現(xiàn)了多套含油層，展示了較好的找油前景。

圖2 準噶爾盆地陸梁油田YB1井沉積特征

2 油氣成藏特征

YB4井區(qū)層序特征分析表明，下三疊統(tǒng)百口泉組屬于1個三級層序，包含水進和水退2個體系域(圖2)。該三級層序的底界面是百口泉組與上二疊統(tǒng)之間的角度不整合面，頂界面為百口泉組與中三疊統(tǒng)之間的巖性突變界面[9-10]。其水進體系域?qū)?yīng)于百一段—百三段下部，高水位體系域?qū)?yīng)于百三段中上部。統(tǒng)計分析表明，目前區(qū)內(nèi)百口泉組已發(fā)現(xiàn)的12口見油井、13個含油層中，有11口井的油氣見于水進體系域上部(相當于百二段頂部與百三段底部)的砂礫巖中，僅有1口井的油氣和1個含油層分別見于高水位體系域(百三段中上部)和水進體系域下部(百一段)的砂礫巖中，其油氣聚集具有典型的巖性成藏特征(圖3)。

2.1 儲層與封堵特征

2.1.1 儲層特征

沉積分析表明，區(qū)內(nèi)百口泉組屬于近源扇三角洲相。由于該扇三角洲水上部分發(fā)育，特別是其根部的泥石流沉積，無論在剖面上還是在平面上都展現(xiàn)了較大的規(guī)模和比例，同時考慮到該泥石流對本區(qū)成藏的特殊封堵作用(詳見2.1.2)，因此將區(qū)內(nèi)泥石流沉積為主的扇三角洲根部單獨劃為扇根亞相單元。據(jù)此，綜合各種沉積成因特征，可將區(qū)內(nèi)百口泉組沉積劃分為扇根和扇三角洲平原2種亞相(圖2)。其扇根亞相進一步還可識別出泥石流、扇根河道和河道間3種沉積微相，扇三角洲平原亞相也可進一步識別出辮狀河道、漫流沉積和河道間3種沉積微相。

圖3 準噶爾盆地陸梁油田YB3-YB1-YB4-M223-M211油藏剖面

其中，扇根河道是扇根區(qū)溝道中形成的牽引流沉積，粒度多具向上變細的正韻律；但由于其形成于水流出山口處的扇根區(qū)，地勢坡度較陡、變化較快，從而使其沉積物堆積較混雜，分選較差—差，粒度較粗，以礫巖為主；粒度概率曲線的跳躍總體斜率>1，具牽引流特征。在GR測井曲線上，扇根河道主要表現(xiàn)為齒化的中幅箱形或微鐘形，曲線幅值明顯低于泥石流砂體的幅值(圖2)，如YB1井3 790～3 785 m的扇根河道GR值為68.636 API，而泥石流砂體的GR值為82.621 API，二者具有明顯的幅值差異；同時，該河道沉積多呈薄層帶狀分布于出山口泥石流的前端上部(圖4)，物性測試表明，扇根河道的孔隙度在5.5%～12.3%，滲透率為(0.102～2.440)×10-3μm2，為低—特低孔、超低—特低滲儲層。

另外，扇三角洲平原上發(fā)育枝狀的辮狀河道，主要為綠灰或褐灰色的顆粒支撐砂礫巖，一般具正韻律；多為塊狀構(gòu)造，并常見平行層面分布的紫色或灰綠色泥礫，也見有不明顯的平行層理。其粒度概率曲線的跳躍總體斜率大于1，具牽引流特征。在GR測井曲線上，扇根河道主要表現(xiàn)為中幅鐘形，部分為箱形，并多與其上下的河道間紫色泥巖呈突變接觸。物性測試表明，辮狀河道的孔隙度在6.7%～14.5%，滲透率在(0.152～7.920)×10-3μm2，為特低孔、超低滲儲層。

由上可見，無論是扇根河道微相，還是辮狀河道微相，都具有一定的儲集性能[11-14]，皆可作為研究區(qū)的儲集體。

2.1.2 封堵特征

前已述及，本區(qū)扇三角洲沉積的扇根亞相中發(fā)育大規(guī)模泥石流，區(qū)內(nèi)鉆井中的百一段與百二段中下部主要都是泥石流沉積。其巖性主要為灰色、灰褐色礫巖與砂礫巖互層。巖石分選極差，雜基支撐，塊狀構(gòu)造；其典型特征為發(fā)育垂直層面或與層面高角度相交的板狀、長條狀礫石(圖5)。其粒度概率曲線的跳躍總體斜率小于1，具重力流特征。在GR測井曲線上，泥石流主要表現(xiàn)為微齒化的中低幅箱形或微漏斗形，并與底部泥巖段呈坎值突變。物性測試表明，泥石流的滲透率一般小于0.4×10-3μm2。按含油儲層物性規(guī)范，泥石流屬于非滲—超低滲型，加之其非均質(zhì)性極強，因此對石油具有一定的封堵能力。

圖4 準噶爾盆地陸梁油田YB4井區(qū)百二段沉積相展布

圖5 準噶爾盆地陸梁油田YB7井巖心相分析

所以，從一般的出山口洪積物發(fā)育來看，泥石流在縱向上多位于沉積旋回下部，在平面上一般分布于扇體根部，因此對于其前端上部的扇根河道儲集體來說，泥石流為其下部和上傾方向提供了封堵作用。加之，發(fā)育于溝道中的扇根河道儲集體兩側(cè)為河道間溢漫泥質(zhì)沉積，其對扇根河道儲集體來說，又從儲集體兩側(cè)為其提供了封堵作用。因此，對扇根河道儲集體來說，若要成為油氣聚集場所，只要其上配置有良好封蓋層即可。而YB4井區(qū)百口泉組泥質(zhì)發(fā)育的高水位體系域為其下的扇根河道儲集體提供了這一關(guān)鍵封蓋條件。

在YB4井區(qū)，百一段—百三段下部為水進體系域，發(fā)育多層巨厚泥石流砂礫巖體及薄層帶狀的扇根河道與水進泥巖；百三段的中上部為高位體系域，廣布泥質(zhì)沉積。位于水進體系域上部的薄層帶狀扇根河道儲集體，其下部及上傾方向有泥石流封堵，其兩側(cè)有河道間溢漫泥質(zhì)封堵，其上又有廣布的厚層高水位期泥質(zhì)蓋層，從而使該區(qū)百口泉組水進體系域上部的扇根河道與緊鄰扇根河道的辮狀河道儲集體易于成為被封堵的油氣聚集場所，也即在百二段頂部及百三段底部的扇根河道中形成了有利油氣聚集的上傾尖滅巖性圈閉，為該區(qū)百口泉組油氣聚集創(chuàng)造了條件[15-16]。

2.2 油源供給與保存特征

YB4井區(qū)三維地震解釋表明，研究區(qū)整體構(gòu)造形態(tài)為不規(guī)則的北東向向斜，并發(fā)育小型高角度的近東西和北北東向壓扭性斷層(圖6)。不規(guī)則的北東向向斜形態(tài)使百口泉組地層分別向北西和南東兩翼上傾，為來自東南部物源的扇根河道儲集體(圖4)提供了上傾尖滅構(gòu)造背景。而本區(qū)高角度壓扭性斷層雖然斷距較小，但其上下穿切地層較多，特別是溝通了百口泉組與其下的二疊系主力烴源巖，為本區(qū)百二段頂部及百三段底部的扇根河道上傾尖滅巖性圈閉提供了良好油源供給條件[17-18]。加之，本區(qū)百口泉組遭受后期破壞作用較弱，具有較好的油氣保存條件，從而使該區(qū)二疊系烴源巖生成的油氣，通過高角度的壓扭性斷層運移至百口泉組二段頂部及三段底部的扇根河道上傾尖滅巖性圈閉內(nèi)，最終聚集成藏并得以保存。

3 油氣成藏規(guī)律

YB4井區(qū)百口泉組沉積相類型與油氣相關(guān)性統(tǒng)計分析表明，產(chǎn)油層及油斑顯示主要分布于扇根河道砂體。扇根河道是本區(qū)油氣的主要聚集單元，其次為辮狀河道。綜合百口泉組已發(fā)現(xiàn)12口見油井的成藏特征得出，研究區(qū)百口泉組發(fā)育上傾尖滅和透鏡狀巖性油氣藏2種類型。

其中，上傾尖滅巖性油氣藏是本區(qū)主要類型。此類型目前已有11口井揭示，區(qū)內(nèi)M217、YB1、YB4等井在百二段頂部的扇根河道以及YB4、YB7等井在百三段底部的辮狀河道中揭示的油氣藏皆為上傾尖滅巖性型(圖3)。該油氣藏位于YB4井區(qū)不對稱向斜的南東翼，發(fā)育于百口泉組水進體系域上部的扇根河道或緊鄰扇根河道的辮狀河道，在整體向南東上傾的背景下，不僅其下部及上傾方向被泥石流封堵，而且其兩側(cè)有河道間泥質(zhì)封堵，加之其上有分布廣泛的高水位體系域泥質(zhì)封堵，構(gòu)成了上傾尖滅巖性圈閉；最終在穿切了二疊系等油源的高角度壓扭性斷層導(dǎo)運供給下形成了上傾尖滅巖性油氣藏。

本區(qū)透鏡狀巖性油氣藏為百口泉組的次要油氣藏類型，區(qū)內(nèi)YB3井在百三段所揭示的油氣藏即為此類型(圖3)。該油氣藏位于YB4井區(qū)不對稱向斜的西北翼，發(fā)育于百三段泥包砂的高水位體系域內(nèi)。儲集體為辮狀河道沉積。其主要成因應(yīng)是：在高水位的扇三角洲平原區(qū)，由于河流改道截切，形成孤立的透鏡狀辮狀河道砂體，該砂體后期又被溝通深部二疊系等油源的斷層連通，從而形成了透鏡型巖性油氣藏。但由于本區(qū)泥石流發(fā)育的扇三角洲平原河道流急道直，不易形成孤立透鏡狀砂體[19-20]。由此推論，該類型油氣藏的形成應(yīng)該較少。

綜上分析，可將YB4井區(qū)百口泉組的油氣成藏規(guī)律歸納為3點：

圖6 準噶爾盆地陸梁油田YB4井區(qū)Trace1112測線百口泉組斷裂解釋剖面

圖7 準噶爾盆地陸梁油田YB4井區(qū)百口泉組巖性油氣成藏模式

(1)YB4井區(qū)發(fā)育上傾尖滅型和透鏡型2種巖性油氣藏類型[21-24](圖7)，其中上傾尖滅巖性油氣藏是該區(qū)重點成藏類型，且主要發(fā)育于百口泉組水進體系域的上部，即主要出現(xiàn)于百二段的頂部和百三段的底部；次要的透鏡型巖性油氣藏一般分布于高水位體系域的百三段中上部。

(2)上傾尖滅巖性油氣藏的成藏要素主要包括4方面：①發(fā)育上傾尖滅扇根河道或扇三角洲平原辮狀河道砂體，為油氣聚集提供儲層條件；②扇根河道或扇三角洲平原辮狀河道砂體的上傾方向，相變?yōu)槲镄詷O差的泥石流砂礫巖層，為油氣聚集提供關(guān)鍵的上傾封堵條件；③上傾尖滅扇根河道或辮狀河道砂體的上面，形成了廣泛的高水位期泛濫平原泥質(zhì)蓋層；④上傾尖滅扇根河道或扇三角洲平原辮狀河道砂體的下傾方向發(fā)育與深部油源溝通的斷層，為油氣聚集提供油源供給條件。

(3)透鏡型巖性油氣藏的成藏要素主要包括3方面：①透鏡型巖性油氣藏主要形成于泥質(zhì)發(fā)育的高水位體系域的扇三角洲平原，利于形成辮狀河道透鏡砂體；②在扇三角洲平原形成了包裹于厚層泥質(zhì)沉積中的孤立透鏡型辮狀河道砂體，為油氣聚集提供儲層條件；③孤立透鏡型辮狀河道砂體的下傾方向發(fā)育與深部油源溝通的斷層，為油氣聚集提供油源供給。

4 結(jié)論

(1)瑪東斜坡YB4井區(qū)的百口泉組主要發(fā)育上傾尖滅巖性油氣藏。其主要受控于“發(fā)育上傾尖滅的扇根河道或辮狀河道砂體”、“上傾方向有泥石流封堵”、“上覆有高水位泥質(zhì)蓋層”和“下傾方向有溝通油源的斷層”4個基本因素，其中“泥石流封堵”和“高水位泥質(zhì)蓋層”是該類油氣成藏的關(guān)鍵控制因素。

(2)YB4井區(qū)百口泉組重點的上傾尖滅巖性油氣藏主要分布于水進體系域上部的百二段頂部與百三段底部，是今后瑪東斜坡主要找油目標；此外高水位體系域的百三段中上部也可形成少量的透鏡型巖性油氣藏，可作為兼探目的層。