準(zhǔn)噶爾盆地中上三疊統(tǒng)陡坡型扇體油氣藏勘探潛力分析

準(zhǔn)噶爾盆地中上三疊統(tǒng)陡坡型扇體油氣藏勘探潛力分析

0地質(zhì)-巖性圈閉經(jīng)過半個多世紀(jì)的油氣勘探，在準(zhǔn)噶爾盆地發(fā)現(xiàn)了25個氣田的401個油氣藏，總石油儲量為16.93億t，天然氣儲量為728.41億3m。1991年以來發(fā)現(xiàn)的400多個構(gòu)造圈閉中,含油氣評價有利的大多已鉆探;2002年以來,除南緣山前復(fù)雜構(gòu)造帶外,其他地區(qū)未發(fā)現(xiàn)淺于4000m、面積大于10km2、幅度大于30m(或10ms)的背斜圈閉。因此,準(zhǔn)噶爾盆地面臨從以尋找構(gòu)造油氣藏為主轉(zhuǎn)為以尋找隱蔽油氣藏為主的油氣勘探戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期,地層-巖性圈閉已成為主要勘探對象。在勘探成熟區(qū)每找到1個構(gòu)造油氣藏,就可能發(fā)現(xiàn)3~4個隱蔽油氣藏,其資源量之比大致為1∶1。2002年以來準(zhǔn)噶爾盆地腹部沙漠區(qū)基東鼻凸石南21井和白家海凸起彩43井侏羅系的突破也展示出地層-巖性油氣藏領(lǐng)域具有良好的勘探前景。1地表-巖性油氣藏成藏模式20世紀(jì)80年代開始,新疆油田有意識地在準(zhǔn)噶爾盆地開展地層-巖性圈閉的識別、歸納總結(jié),在盆地西北緣發(fā)現(xiàn)了眾多的二疊系、三疊系地層-巖性油氣藏,并逐漸形成陡坡型“扇控”油氣成藏模式。根據(jù)對準(zhǔn)噶爾盆地西北緣斷裂帶和斜坡區(qū)三疊系、侏羅系沉積相的深入研究,提出斜坡區(qū)是地層-巖性油氣藏勘探有利區(qū)。近年來依靠先進(jìn)的地震解釋和反演技術(shù),結(jié)合層序地層、沉積體系分析,在盆地西北緣已發(fā)現(xiàn)11個扇體油藏,準(zhǔn)東發(fā)現(xiàn)1個扇體油藏,累計探明石油地質(zhì)儲量3.551億t(見表1)。1.1扇體質(zhì)和成藏模式“扇控論”的核心包括3部分:①在沉積學(xué)方面,扇體的發(fā)育受同沉積斷裂控制,斷裂活動的期次、強(qiáng)度與方式制約著扇體的數(shù)量、規(guī)模與遷移方向。二疊紀(jì)準(zhǔn)噶爾盆地西北緣同沉積斷裂由造山帶前緣向盆地方向前展式推覆活動,使得扇體也由盆緣向盆地遷移。中生代斷裂活動強(qiáng)度由盆緣向盆地方向逐漸減弱直至活動停息,而沉積盆地卻不斷擴(kuò)大,因此沉積扇體呈退覆式由盆地向邊緣遷移。湖平面的升降決定了扇體的類型,低湖平面時期以發(fā)育沖積扇為主,水進(jìn)期和高水位期主要發(fā)育扇三角洲和水下扇。②在成藏方面,扇體成藏主要取決于扇體與不整合面及斷層的組合和配置方式,斷階帶為扇體與斷層相配置的垂向運聚成藏模式,斜坡區(qū)則為扇體與不整合面配置組合的側(cè)向運聚成藏模式。③扇體油氣藏的規(guī)模與質(zhì)量取決于扇體的規(guī)模、疊加方式與亞相組合,以沖積扇的扇中、扇根亞相與扇三角洲前緣亞相儲集層物性相對較好,最有利于成藏。下以西北緣五區(qū)南上烏爾禾組油氣藏和準(zhǔn)東沙南油田SQ5井區(qū)梧桐溝組油藏為例,論述扇體油氣藏特點。1.1.1克65井、克2017井區(qū)3w油藏分布預(yù)測五區(qū)南位于克拉瑪依逆掩斷裂下盤瑪湖凹陷西斜坡與中拐凸起北斜坡交匯處,二疊系基本為東南傾的單斜,自下而上為:下二疊統(tǒng)佳木河組(P1j)、風(fēng)城組(P1f),中二疊統(tǒng)夏子街組(P2x)、下烏爾禾組(P2w),上二疊統(tǒng)上烏爾禾組(P3w),其中P3w與下伏和上覆地層之間皆為角度不整合接觸。該區(qū)東面緊鄰瑪湖富生烴凹陷,處于瑪湖P1f油氣系統(tǒng)的有效供烴范圍內(nèi),二疊系下部發(fā)育的與逆掩斷裂平行的次級斷裂和垂直的調(diào)協(xié)斷裂以及多個不整合面、二疊系各層組內(nèi)部的滲透層構(gòu)成了良好的輸導(dǎo)系統(tǒng),成藏條件很好。早先發(fā)現(xiàn)的克75井區(qū)、克79井區(qū)P3w油藏分別處于兩個物源來自西邊的沖積扇,屬扇體控制的構(gòu)造-巖性油藏。后在克75井扇體下傾方向的克82井區(qū)克302井P3w獲商業(yè)油流,研究結(jié)果表明,克75井區(qū)、克79井區(qū)、克82井區(qū)的P3w油藏都是獨立的扇體巖性油藏,儲集層為沖積扇扇根—扇中亞相砂礫巖,查明3個油藏之間的關(guān)系是進(jìn)一步評價的關(guān)鍵。該區(qū)P3w自上而下可劃為烏一砂層組(P3w1)、烏二砂層組(P3w2)、烏三砂層組(P3w3)。油層主要發(fā)育在P3w3,以灰色砂礫巖為主,具洪積層理,粒度概率圖上表現(xiàn)為二段或三段式,以滾動、跳躍式搬運為主,屬近源沖積扇扇根亞相沉積;上部P3w2、P3w1巖性變細(xì),P3w1主要為洪泛平原細(xì)粒沉積,是該區(qū)蓋層。通過建立本區(qū)波阻抗與巖性關(guān)系圖版,確定P3w儲集體波阻抗值為10800~13000g/(m2·s)。運用Strata反演,結(jié)合精細(xì)沉積相研究和沉積體系分析,對該區(qū)沖積扇體空間展布進(jìn)行預(yù)測,發(fā)現(xiàn)了P3w3發(fā)育早期的克75扇體和晚期的克78扇體(見圖1、圖2)?？?5扇體主要分布于克001井、克011井、克009井、克012井、克007井所圈定的范圍內(nèi),水流方向自西向東,源口位于克002井附近,主流線為克75井—克004井—克83井—克009井方向。P3w油氣藏主要分布在扇根—扇中亞相(見圖2)。克78扇體是一個大型復(fù)合型扇體(見圖2),發(fā)育兩大分支朵葉體。一支由西向北東方向延伸,主流線為克78井—克82井—克304井—克201井方向,控制著克82井區(qū)P3w油藏;另一支由西向南東方向延伸,主流線由克78井、克79井、克301井至克102井,控制克79井區(qū)P3w油藏分布。兩朵體之間巖性變細(xì),是分割兩個油藏的主要因素。1.1.2平面沉積相特征沙南油田位于準(zhǔn)噶爾盆地東部隆起區(qū)帳北斷褶帶中段,SQ5井區(qū)上二疊統(tǒng)梧桐溝組(P3wt)油藏處于沙丘古構(gòu)造與北三臺凸起之間的鞍部,油藏主要受巖性控制,產(chǎn)油層厚250~300m,與上覆三疊系韭菜園子組假整合接觸,與下伏二疊系平地泉組不整合接觸。根據(jù)巖、電特征,將P3wt分為兩段:上段(梧二段,P3wt2)為泥巖夾薄砂層,為蓋層;下段(梧一段,P3wt1)砂體較發(fā)育,是儲油層。P3wt1還可以細(xì)分為4個砂層組,自上而下為P3wt11、P3wt12、P3wt13、P3wt14,其中P3wt14由南向北尖滅于沙105井和沙102井之間,油層發(fā)育在P3wt11、P3wt12、P3wt13。P3wt1儲集層以砂礫質(zhì)高密度濁流沉積為主,其間夾低密度濁流、碎屑流和顆粒流沉積。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)和沉積背景,結(jié)合該區(qū)精細(xì)沉積相分析和儲集層反演,發(fā)現(xiàn)P3wt1為扇三角洲沉積,物源來自南部的北三臺古凸起,背景沉積為半深湖相泥巖(見圖3)。沙南濁積扇位于此扇三角洲前緣和扇中地帶,扇根在吉木薩爾凹陷和北三臺凸起。巖石相類型可分為6類16種,主要巖石相為正遞變砂礫巖相、塊狀砂礫巖相和塊狀砂巖相,其次為粗尾遞變砂礫巖相、牽引氈砂礫巖相、混雜組構(gòu)砂礫巖相和經(jīng)典濁積巖相。含油巖石相主要為正遞變砂礫巖相、塊狀礫巖相和塊狀砂礫巖相,引起油層內(nèi)部非均質(zhì)性的主要巖石相為混雜組構(gòu)砂礫巖相。該濁積扇經(jīng)歷了發(fā)育期(P3wt14)、全盛期(P3wt13)、衰亡期(P3wt12)3個演變階段,每個階段又經(jīng)歷了砂體面積由大變小、顆粒由粗變細(xì)的過程。P3wt13、P3wt12油層集中在南邊的中扇部位,儲油層由南向北由中扇的厚層塊狀過渡到扇緣的薄層,并且出現(xiàn)巖性邊界;P3wt11油層發(fā)育在三角洲前緣的河口砂壩微相中。三維地震波阻抗反演結(jié)果與沉積相分析結(jié)果基本吻合,從P3wt1波阻抗平面圖(見圖4)上可以看出,由南向北波阻抗由高變低,并且由SQ5井—S107井一線向兩側(cè)波阻抗值呈環(huán)帶狀逐漸變小,反映了南粗北細(xì)的巖性變化特點,扇體的主流線位于SQ5井—S107井一帶。1.2砂體分布特征石南地區(qū)頭屯河組(J2t)殘余厚度為50~85m,與上覆白堊系不整合接觸,與下伏西山窯組整合接觸。J2t分為3段(自上而下為J2t1、J2t2、J2t3)。J2t1以泥巖為主,厚0~27m;J2t2以河道砂巖為主,厚7~26m,平均18m,屬中低孔-中低滲儲集層,油層孔隙度為12%~35.9%(平均17.2%),滲透率為0.504~459mD(平均14.66mD),油藏以北相變?yōu)楹勇┫嗄鄮r;J2t3為砂、泥巖互層,砂巖厚2~22m(平均13m),為次要產(chǎn)油層。1996年發(fā)現(xiàn)的石南油氣田石南4井區(qū)J2t油藏屬于受辮狀河河道砂體控制的巖性油藏,石油儲量971萬t。2002年對石南4井進(jìn)行了三維地震重新解釋,發(fā)現(xiàn)石南6井東侏羅系三工河組斷背斜。通過三維地震資料反演發(fā)現(xiàn),石南4井主力油層J2t2的河道仍可向北東方向延伸(見圖5),規(guī)模十分可觀,因此優(yōu)選處于主河道帶的石南6井東斷背斜鉆探,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了石南21井區(qū)J2t構(gòu)造-巖性油藏。分析該區(qū)多口探井測井曲線發(fā)現(xiàn),自然伽馬、聲波時差曲線能夠較好地反映砂層特征。因此,利用自然伽馬、聲波時差曲線,運用EPS多參數(shù)反演軟件進(jìn)行聲波阻抗和擬聲波阻抗反演,再經(jīng)過測井參數(shù)反演,得到自然伽馬數(shù)據(jù)體,以自然伽馬值小于80API確定砂體分布范圍(見圖6),指導(dǎo)部署。目前該區(qū)所鉆10口探井中,8口鉆遇砂體,7口獲商業(yè)油流。2勘探潛力和勘探方向2.1西藏條件和勘探潛力2.1.1斜坡型沖積體系準(zhǔn)噶爾盆地多旋回構(gòu)造運動和多期湖平面升降造就了多種類型不同規(guī)模的沉積體系,尤其是沖積體系在各時期普遍發(fā)育,沖積體系的粗碎屑巖與湖泊相或洪泛平原亞相泥巖在時空上構(gòu)成良好的儲蓋組合關(guān)系,為各類巖性圈閉的形成奠定了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。陡坡型沖積體系主要分布在東、西兩大隆起帶與中央坳陷過渡的斜坡區(qū),發(fā)育層位以二疊系、三疊系和侏羅系底部為主,沉積類型有沖積扇(旱地扇、濕地扇)、扇三角洲和水下扇。盆地西北緣中拐—瑪湖西斜坡是扇體集中分布的區(qū)域。緩坡型沖積體系主要分布在盆地腹部,層位以侏羅系、白堊系為主,沉積類型以辮狀河相、曲流河相、辮狀三角洲相和曲流河三角洲相為主。2.1.2疊紀(jì)生烴源巖多源、多灶、多期成藏為巖性油氣藏的形成提供了雄厚的烴源基礎(chǔ)。準(zhǔn)噶爾盆地發(fā)育5套烴源巖,其中,二疊系和侏羅系是最重要的烴源巖。二疊系生烴中心主要位于瑪湖凹陷、盆1井西凹陷、沙灣凹陷、阜康凹陷、東道海子北凹陷和五彩灣凹陷;侏羅系生烴中心主要分布于阜康凹陷和沙灣凹陷。2.1.3斷裂發(fā)育部位多期斷裂活動、多個區(qū)域性不整合面發(fā)育為巖性圈閉成藏構(gòu)筑了良好的油氣輸導(dǎo)系統(tǒng)。巖性圈閉發(fā)育較為有利的東、西斜坡區(qū)和盆地腹部在縱向主要發(fā)育兩套斷裂體系。海西期構(gòu)造層以擠壓型逆斷裂為主,一般規(guī)模大,延伸長,其中部分為基底斷裂,是隆起帶與坳陷區(qū)的分界斷裂,如克—烏斷裂、紅—車斷裂和滴水泉南斷裂等,還有一些斷裂可從隆起帶一直延伸到生油凹陷區(qū),如紅3井東側(cè)斷裂、石西1井南斷裂等等。燕山期構(gòu)造層多發(fā)育張扭性正斷層,規(guī)模小,受控于下伏隱伏的深大斷裂,平面上呈弧形雁列或羽狀排列。二者之間的印支期構(gòu)造層為兩套斷裂體系的過渡層,不同地區(qū)不同程度地兼有兩類斷裂。上、下斷裂體系在縱向形成的“Y”字型組合與多期不整合面共同組成油氣垂向和水平運移輸導(dǎo)體系,下部的逆斷裂為溝通二疊系烴源的油源斷裂,其部分向上可延伸至印支期構(gòu)造層,少數(shù)甚至延伸到燕山期構(gòu)造層底部;上部燕山期—喜馬拉雅期形成的張扭性斷裂體系在斷裂活動期對下部油氣起到再次運移和調(diào)整作用,在斷裂活動停止期是各類與斷裂相關(guān)的油氣藏形成的重要控制因素,如石南4井、石南21井、石南31井等巖性-地層油藏都是受該斷裂體系活動控制油氣再次調(diào)整運聚成藏的結(jié)果。因此,上、下兩套斷裂體系的有機(jī)配置為盆地東、西兩大斜坡區(qū)和盆地腹部侏羅系、白堊系的巖性-地層圈閉成藏創(chuàng)造了良好條件。2.2陸西-平等-石南-夏鹽侏羅系二疊紀(jì)地層-沉積圈閉-油氣藏的有利區(qū)預(yù)測準(zhǔn)噶爾盆地目前巖性油氣藏探明率僅4%左右,巖性油氣藏儲量在已探明油氣儲量中所占比例尚不到22%,因此有巨大的勘探潛力。長期地質(zhì)研究和勘探實踐表明,陡坡型扇體、緩坡型水道化巖性圈閉及受古構(gòu)造控制形成的不整合圈閉仍然是準(zhǔn)噶爾盆地地層-巖性油氣藏勘探的主要方向。根據(jù)目前的研究成果,認(rèn)為以下5個領(lǐng)域可作為今后的主攻目標(biāo)。2.2.1西北緣二疊系、三疊系陡坡型扇體準(zhǔn)噶爾盆地西北緣斷裂的活動在不同活動時期和不同構(gòu)造帶均有明顯的差異性,控制了扇體的發(fā)育和分布特征,主要表現(xiàn)為:①二疊紀(jì)—三疊紀(jì)的沖斷活動與扇體同期發(fā)育。②二疊紀(jì)—三疊紀(jì)各時期扇體的遷移與時空疊置關(guān)系良好。各時期扇體在紅—車、克—烏、烏—夏斷裂帶的疊置關(guān)系存在一定差異。紅—車斷裂帶的車拐地區(qū)扇體疊置較好,從二疊紀(jì)到三疊紀(jì)扇體逐漸由盆緣向盆地方向推進(jìn)、遷移,相應(yīng)的控扇斷裂活動則逐漸由老山向盆緣(或斜坡)方向遷移,兩者形成極好的耦合性。紅山嘴地區(qū)和克—烏、烏—夏地區(qū)從二疊紀(jì)到三疊紀(jì)扇體規(guī)模漸小,由盆內(nèi)向盆緣方向退縮遷移,相應(yīng)地,其主要控扇斷裂活動則由盆緣向老山方向遷移。這說明由二疊紀(jì)至三疊紀(jì),車拐地區(qū)的沖斷推覆構(gòu)造作用呈增強(qiáng)趨勢,而紅山嘴和克—夏地區(qū)的沖斷推覆作用呈減弱趨勢。但從扇體的疊置規(guī)模及分布面積分析,車拐地區(qū)的逆沖推覆作用強(qiáng)度總體要弱于克—烏—夏地區(qū)。西北緣二疊系、三疊系扇體多處于富生烴凹陷內(nèi)或其邊緣,油氣源非常充足,溝通油源的多級逆沖斷裂發(fā)育,成藏條件優(yōu)越。目前在檢烏24井區(qū)二疊系夏子街組和中拐凸起烏爾禾組發(fā)現(xiàn)的扇體群可作為近期主攻目標(biāo)。2.2.2陸西石南—夏鹽侏羅系三角洲前緣巖性圈閉石南—夏鹽侏羅系三工河組2砂層組物源來自東北緣克拉美麗山,三角洲體從石南斷凸沿北東-南西向呈扇形延伸至盆1井西凹陷,受北東向斷裂坡折帶的控制,多期三角洲水下分流河道砂體呈條帶狀疊置展布,延伸方向與構(gòu)造線平行,有利于形成巖性圈閉。該區(qū)處于二疊紀(jì)古梁之上,溝通油源的斷裂發(fā)育,油氣運聚條件好。目前已在該區(qū)發(fā)現(xiàn)了一系列巖性油氣藏,包括夏鹽3井區(qū)、石南13井區(qū)、石南14井區(qū)、基002井區(qū)、基005井區(qū)、石南4井區(qū)等油氣藏,它們沿著北東向的斷裂坡折帶呈串珠狀分布。該區(qū)是進(jìn)一步深入開展巖性圈閉勘探最現(xiàn)實的地區(qū)之一,以夏鹽南的三角洲前緣地帶最為有利。2.2.3陸西和阜東斜坡侏羅系頭屯河組(或石樹溝群)河道砂體及與不整合有關(guān)的地層-巖性圈閉在陸西地區(qū)尋找石南型頭屯河組巖性油氣藏已廣為認(rèn)可,除了沿著石南4井—石南21井和石南8井—石南26井兩個河道帶繼續(xù)擴(kuò)展外,石南3井河道帶和夏鹽鼻凸也是有利區(qū),有很大的勘探潛力。阜東斜坡區(qū)和白家海凸起石樹溝群為小型曲流河三角洲沉積,該地區(qū)多口井在石樹溝群河道砂體中見到良好的油氣顯示,阜11井等尚獲得低產(chǎn)油流,表明該區(qū)石樹溝群不失為一個重要的勘探領(lǐng)域。另外,陸西地區(qū)白堊系與侏羅系之間角度不整合十分發(fā)育,與油氣成藏關(guān)系極為密切。陸梁油氣田侏羅系頭屯河組和西山窯組的厚度在背斜軸線部位由于構(gòu)造作用而減薄,頭屯河組頂、底不整合面之下普遍發(fā)育鈣質(zhì)膠結(jié)的致密砂巖,這可能是由于氣候環(huán)境的變化(由西山窯組沉積期的潮濕氣候變?yōu)轭^屯河組沉積期的干燥氣候)導(dǎo)致了碳酸鹽的沉淀;更可能是在油氣成藏之前地下水沿不整合面活動的結(jié)果,因此離不整合面越近鈣質(zhì)沉淀越強(qiáng)烈。在陸梁油氣田的南翼,頭屯河組和西山窯組頂部可能存在受物性遮擋的油氣藏。2.2.4車莫低凸起控制的侏羅-白堊系地層-巖性圈閉中、晚侏羅世,受燕山構(gòu)造運動作用,沿著車排子—莫索灣—石西—三個泉一線逐漸形成北東向展布的巨型低隆起,即“車莫低凸起”。在該低凸起帶,頭屯河組被剝蝕殆盡,局部西山窯組甚至三工河組皆遭受不同程度剝蝕,其剝蝕面即為白堊系底部的不整合面,因此,早白堊世初期(即吐谷魯群底部砂、礫巖沉積時期)的沉積作用受控于車莫低凸起及其周緣的古地形地貌,石東2井白堊系清水河組油藏就是古凸起低位域時期河道下切侏羅系三工河組部分泥巖層而形成的下切谷巖性油藏,被切割泥巖對該河道砂體底部和側(cè)向起封堵作用(見圖7),清水河組水進(jìn)體系域的湖相泥巖作為頂封層。石南斷凸處于車莫低凸起及其西斜坡部位,侏羅系遭受了強(qiáng)烈剝蝕,在白堊系不整合面上最易形成下切谷。研究表明,侏羅系斷裂發(fā)育的部位是地層薄弱帶,亦即侏羅系容易遭受侵蝕的古河道發(fā)育帶。按照這種認(rèn)識,在車莫低凸起及其周緣油氣運移條件好的地區(qū),尋找這種受古地貌控制的巖性油氣藏是今后的一個勘探方向。除石東地區(qū)以外,比較有利的地區(qū)還有莫索灣、莫北—陸南以及滴西8井區(qū)等。另外,古低凸起周緣白堊系與侏羅系呈明顯的角度不整合接觸,有利于形成侏羅系不整合遮擋型地層圈閉,現(xiàn)已在達(dá)巴松凸起和莫北凸起的東南斜坡帶發(fā)現(xiàn)了一些頭屯河組地層圈閉。2.2.5西北緣侏羅紀(jì)構(gòu)造坡折帶控制的地層-巖性圈閉構(gòu)造坡折帶對指導(dǎo)大型坳陷盆地陸相層序地層分析和預(yù)測地層巖性圈閉有重要參考作用。準(zhǔn)噶爾盆地西北緣侏羅紀(jì)構(gòu)造坡折帶是早期的前陸沖斷帶在后期繼續(xù)活動形成的,發(fā)育多級階梯狀坡折帶,盆緣斷裂坡折帶坡度較大,盆內(nèi)撓曲坡折帶坡度變緩。盆緣坡折帶平面為斜交狀、帚狀或梳狀組合,盆內(nèi)撓曲坡折帶主要為平行組合。坡折帶對層