李 梅，金愛(ài)民，樓章華，法 歡，朱 蓉

（1.浙江大學(xué) 海洋科學(xué)與工程學(xué)系，浙江杭州 310058;2.中國(guó)石油新疆油田公司重油開(kāi)發(fā)公司，新疆克拉瑪依 834000）

準(zhǔn)噶爾盆地地層流體特征與油氣運(yùn)聚成藏

李 梅1，金愛(ài)民1，樓章華1，法 歡2，朱 蓉1

（1.浙江大學(xué) 海洋科學(xué)與工程學(xué)系，浙江杭州 310058;2.中國(guó)石油新疆油田公司重油開(kāi)發(fā)公司，新疆克拉瑪依 834000）

準(zhǔn)噶爾盆地為大型壓扭性疊合盆地，經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，成藏過(guò)程及油氣分布規(guī)律十分復(fù)雜。運(yùn)用含油氣沉積盆地流體歷史分析的新理論、新方法，從動(dòng)態(tài)和演化的角度，綜合研究準(zhǔn)噶爾盆地地層流體化學(xué)場(chǎng)、壓力場(chǎng)、流體動(dòng)力場(chǎng)的形成演化特征及其對(duì)油氣成藏、分布的影響，深入揭示盆地流體動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)油氣生成、運(yùn)移、聚集和油、氣、水分布規(guī)律的控制作用，并預(yù)測(cè)有利油氣勘探區(qū)。結(jié)果表明，盆地西北緣的邊緣地帶是大氣水下滲淡化區(qū)，通常遭受大氣水下滲淋濾破壞，油氣保存條件較差;瑪湖凹陷、盆1井西凹陷內(nèi)部為泥巖壓實(shí)排水淡化區(qū)，油氣可能在局部巖性、地層圈閉中聚集成藏，油藏規(guī)模相對(duì)較小;西北緣斷階帶、陸梁隆起區(qū)、莫索灣－莫北凸起、達(dá)巴松凸起和車拐地區(qū)等為越流、越流－蒸發(fā)泄水區(qū)，油氣大量聚集，是大型油氣田形成的重要場(chǎng)所。

流體化學(xué);流體動(dòng)力學(xué);流體壓力場(chǎng);油氣運(yùn)聚;壓扭性疊合盆地;準(zhǔn)噶爾盆地

準(zhǔn)噶爾盆地為大型壓扭性疊合盆地，經(jīng)歷了 多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，成藏過(guò)程及油氣分布規(guī)律十分復(fù)雜［1－3］。深刻認(rèn)識(shí)其油氣成藏機(jī)制和油氣分布規(guī)律，明確有利勘探方向，不僅能深化準(zhǔn)噶爾盆地的油氣成藏理論認(rèn)識(shí)，而且能推動(dòng)整個(gè)盆地油氣勘探發(fā)展，具有較大的科學(xué)研究和實(shí)際指導(dǎo)意義。本文運(yùn)用含油氣沉積盆地流體歷史分析的新理論、新方法［4－7］，從動(dòng)態(tài)和演化的角度，綜合研究準(zhǔn)噶爾盆地碎屑巖層系地層流體化學(xué)場(chǎng)、壓力場(chǎng)、流體動(dòng)力場(chǎng)的形成演化及其對(duì)油氣成藏、分布的控制作用，為大中型油氣田勘探提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

準(zhǔn)噶爾盆地區(qū)域構(gòu)造特征具有明顯的不均一性。縱向上，古生界和新生界構(gòu)造活動(dòng)性強(qiáng)，斷裂發(fā)育，而中生界白堊系構(gòu)造活動(dòng)弱，斷裂不發(fā)育，主要呈現(xiàn)南傾的大緩坡特征。平面上，盆地邊緣構(gòu)造活動(dòng)性強(qiáng)，逆沖推覆構(gòu)造發(fā)育，多由深大斷裂組成，而中部構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，斷裂規(guī)模小?，F(xiàn)今盆地區(qū)域背景為呈向南傾斜的大斜坡，其隆起部位發(fā)育了少量的短軸背斜及鼻狀構(gòu)造，南緣山前沉積厚度最大。盆地邊緣及中部局部構(gòu)造的形成機(jī)制、形態(tài)不同，邊緣多為擠壓和壓扭應(yīng)力作用有關(guān)的長(zhǎng)軸背斜和鼻狀構(gòu)造，構(gòu)造幅度大，平面多呈雁行排列;盆地中部區(qū)則多為發(fā)育在深部正向單元之上的低幅度背斜和鼻狀構(gòu)造，起因于基底斷塊隆升與差異壓實(shí)，多具演化繼承特征。除南緣外，局部構(gòu)造形成時(shí)間早，多在白堊系前形成，之后多受到改造。區(qū)域性的角度不整合主要見(jiàn)于侏羅系上部的西山窯組和頭屯河組間，侏羅系和白堊系間，后者比前者更為明顯，分布范圍更廣;但在其它層組間也可見(jiàn)到，只是分布比較局限。斷裂與局部構(gòu)造相伴生，逆斷層多出現(xiàn)于盆地邊緣和東部地區(qū)，正斷層則主要位于盆地中部（圖1）。

2 準(zhǔn)噶爾盆地碎屑巖地層流體特征

2.1 準(zhǔn)噶爾盆地地層水化學(xué)特征

準(zhǔn)噶爾盆地自晚古生代以來(lái)經(jīng)歷了4次大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，即海西運(yùn)動(dòng)、印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)［3］，其中燕山運(yùn)動(dòng)早－中期在盆地內(nèi)表現(xiàn)為西強(qiáng)東弱，研究區(qū)整體上隆，上侏羅統(tǒng)基本缺失，只在局部地區(qū)存在薄層的齊古組，因此造就了二疊系、三疊系、中－下侏羅統(tǒng)、上侏羅統(tǒng)、白堊系、古近系、新近系和第四系等8套具有不同沉積特征的地層。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造區(qū)劃Fig.1 Structural division of the study area

表1 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣油田水礦化度分布特征Table 1 Distribution of oilfield water salinity in northwest Junggar Basin

地層水化學(xué)數(shù)據(jù)可能因?yàn)椴蓸訒r(shí)受到污染、分析誤差以及人為書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤等原因而失真，從而不具有反映地層原始狀況的真實(shí)性和代表性，針對(duì)這種情況，本文采用 Hitchon和 Brulotte［8］在1994年以及Hitchon［9］于1996年提出的水化學(xué)數(shù)據(jù)刪選方法對(duì)原始數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行仔細(xì)遴選甄別，選出一批最能真實(shí)反映原始特征以及最具有代表性的數(shù)據(jù)（表1）。結(jié)果表明，研究區(qū)西北緣地區(qū)，同一沉積旋回的地層內(nèi)，隨著地層變老，地下水礦化度逐漸增大。最典型的是車排子油田，侏羅系礦化度從頭屯河組的10.16 g/L增加到八道灣組的15.87 g/L（表1）。紅山嘴－克拉瑪依－百口泉－烏爾禾－風(fēng)城－夏子街地區(qū)，除烏爾禾油田的齊古組平均礦化度達(dá)29.71 g/L外，整套侏羅系的平均礦化度不超過(guò)12 g/L，且在克拉瑪依－百口泉－烏爾禾－風(fēng)城地區(qū)基本不超過(guò)10 g/L?？死斠烙吞锏娜ず咏M更是淡化，平均礦化度只有1.46 g/L（表1）。這種大氣水下滲淡化作用在夏子街油田甚至影響到了夏子街組，其上所有地層的平均礦化度都不超過(guò)12 g/L。在百口泉和烏爾禾地區(qū)也一直影響到了三疊系的底部。

腹部地區(qū)恰好相反，在陸梁隆起和莫索灣凸起，地層水化學(xué)分布隨著深度的增加而逐漸減小。如石南油氣田侏羅系的礦化度從頭屯河組的22.09 g/L降到了八道灣組的8.76 g/L。在陸梁油田和夏鹽地區(qū)同樣存在這一變化規(guī)律。

地下水化學(xué)場(chǎng)的形成與分布受區(qū)域水動(dòng)力作用的控制。向心流方向上，大氣水在重力作用下順著地層或斷裂滲入地下，并不斷的與圍巖發(fā)生反應(yīng)，礦化度逐漸增大。離心流區(qū)也類似，泥巖壓實(shí)排出水和粘土礦物脫水淡化了沉積埋藏水，在往淺部及周緣地區(qū)運(yùn)移的離心流過(guò)程中地下水逐漸滲濾和蒸發(fā)濃縮，礦化度也逐漸增加?？傮w上，盆地西北緣的邊緣地帶是大氣水下滲－向心流淡化區(qū);瑪湖凹陷、盆1井西凹陷內(nèi)部為泥巖壓實(shí)排水－離心流淡化區(qū);西北緣斷階帶、陸梁隆起區(qū)、莫索灣－莫北凸起、達(dá)巴松凸起和車拐地區(qū)等為越流、越流－蒸發(fā)泄水區(qū)，在地下水越流泄水過(guò)程中，伴隨較強(qiáng)烈的蒸發(fā)濃縮作用，形成了地下水礦化度、離子濃度的相對(duì)高值區(qū)。

2.2 準(zhǔn)噶爾盆地地層流體壓力特征

2.2.1 地層流體壓力分布及成因

凹陷內(nèi)部廣泛發(fā)育著異常高壓，可能對(duì)下伏地層起到很好的封蓋作用［10］。二疊系、三疊系儲(chǔ)層地層壓力系數(shù)由凹陷內(nèi)部往盆地邊緣呈不規(guī)則環(huán)狀降低，在瑪湖—盆1井西凹陷內(nèi)部壓力系數(shù)多較高，介于1.2～1.7;西北緣油氣聚集帶的西段以正常壓力為主，中段以異常高壓為主，東段則以正常壓力和低壓為主。

準(zhǔn)噶爾盆地南部的各凹陷區(qū)和天山山前沖斷帶侏羅系儲(chǔ)層發(fā)育異常高壓，壓力系數(shù)1.06～1.95;由西南往北東方向，壓力系數(shù)逐漸降低，到夏鹽凸起的東北部發(fā)育異常低壓;陸梁隆起區(qū)壓力系數(shù)以弱低壓為主;西北緣西部斷階帶的低部位普遍發(fā)育異常高壓，壓力系數(shù)最高達(dá)1.2，向上翹一側(cè)壓力系數(shù)降低。西北緣北部斷階帶壓力系數(shù)普遍小于1.0，局部出現(xiàn)低壓特征（圖2）。

準(zhǔn)噶爾盆地發(fā)育高壓儲(chǔ)層的地區(qū)，泥巖壓實(shí)曲線一般都存在不同程度的欠壓實(shí)現(xiàn)象，由此推斷快速沉積引起的壓實(shí)不平衡是研究區(qū)高壓發(fā)育的主要原因。異常低壓主要發(fā)育在蓋層條件相對(duì)較差和斷裂活動(dòng)的區(qū)域，原因可能與輕烴組分不斷向淺部、地表漏失，而蓋層仍存在一定的封蓋能力導(dǎo)致大氣水下滲一定程度上受阻，使得輕烴組分的漏失量大于流體運(yùn)移補(bǔ)給的增加量有關(guān)。

2.2.2 地層流體壓力場(chǎng)與油氣成藏分布規(guī)律

1）莫索灣凸起常壓油氣聚集區(qū)帶

在侏羅系的沉積埋藏過(guò)程中，由于上覆地層的不斷加厚，離心流區(qū)面積不斷擴(kuò)大，越流泄水區(qū)逐漸向北移動(dòng)，大氣水下滲向心流的范圍不斷向盆地邊緣退縮，形成了一個(gè)寬廣的古越流泄水區(qū)，導(dǎo)致侏羅系油氣聚集具有范圍大、油氣相對(duì)分散的特點(diǎn)。由于侏羅系儲(chǔ)層、圈閉的連通性比較好，使得古越流泄水區(qū)油氣藏的地層流體壓力以常壓為主，少數(shù)弱低壓，含油飽和度較低，普遍含較高的含水飽和度。

2）車莫古隆起和北三臺(tái)古隆起異常高壓油氣聚集區(qū)帶

車莫古隆起異常高壓油氣聚集區(qū)帶。侏羅系沉積時(shí)期，古隆起的頂部可能形成了復(fù)合巖性、斷塊的背斜油氣藏，古隆起兩側(cè)形成巖性油氣藏。在白堊紀(jì)—現(xiàn)今期間，盆地形成了整體南傾的統(tǒng)一坳陷，使得侏羅紀(jì)時(shí)期聚集形成的車莫古隆起頂部背斜油氣藏和古隆起北斜坡巖性油氣藏多數(shù)被調(diào)整散失，從而導(dǎo)致車莫古隆起北翼的含油氣性變差。但是，車莫古隆起的南側(cè)古斜坡地帶，由于在白堊紀(jì)前后的圈閉類型沒(méi)有大的變化，同時(shí)又在白堊系－現(xiàn)今的沉積埋藏過(guò)程中得到了第二期生成的油氣運(yùn)移充注，油氣藏豐度增加，地層發(fā)育異常高壓，形成古斜坡的異常高壓油氣聚集區(qū)帶。

圖2 準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系儲(chǔ)層流體壓力系數(shù)平面分布Fig.2 Plan map showing the distribution of Jurassic reservoir fluid pressure coefficient in Junggar Basin

北三臺(tái)古隆起異常高壓油氣聚集區(qū)帶。北三臺(tái)隆起是一個(gè)自二疊紀(jì)開(kāi)始的長(zhǎng)期繼承性的古隆起。侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)的抬升剝蝕作用導(dǎo)致阜康凹陷流體動(dòng)力場(chǎng)向東的離心流強(qiáng)度大，可能在北三臺(tái)凸起的西斜坡形成油氣有利聚集區(qū)帶，從而導(dǎo)致古斜坡的異常高壓，油氣藏類型以巖性油氣藏為主。

3 準(zhǔn)噶爾盆地地下水動(dòng)力場(chǎng)形成演化與油氣運(yùn)聚

沉積盆地地下水動(dòng)力場(chǎng)的形成與演化控制了油氣的運(yùn)移、聚集規(guī)律［11－16］。泥巖壓實(shí)排水離心流是沉積盆地油氣運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?，在泥巖壓實(shí)排水離心流過(guò)程中，部分油氣在巖性、地層等圈閉中聚集成藏，油藏規(guī)模相對(duì)較小;越流泄水區(qū)是主要的地下水泄水區(qū)域和流體匯合區(qū)域，有利于油氣的大量聚集，是大型油氣田形成的重要場(chǎng)所;大氣水下滲向心流區(qū)域，特定的地質(zhì)條件下可能會(huì)形成水動(dòng)力圈閉和部分巖性、地層、斷層等圈閉，油氣藏由于通常遭受大氣水下滲淋濾破壞，油氣保存條件較差，油氣藏規(guī)模較小。

以陸梁隆起為例來(lái)分析準(zhǔn)噶爾盆地地下水動(dòng)力場(chǎng)的形成演化與油氣運(yùn)聚之間的關(guān)系。陸梁隆起是二疊紀(jì)以來(lái)的古隆起，在它的西或西南斜坡區(qū)，二疊系和三疊系向隆起區(qū)超覆沉積（圖3）。

二疊系的地溫梯度較高，隨著上覆風(fēng)城組、夏子街組和烏爾禾組的沉積，佳木河組含油氣系統(tǒng)開(kāi)始供油，油氣在壓實(shí)離心流作用下主要沿佳木河組頂部的不整合面從凹陷內(nèi)運(yùn)移至陸梁隆起斜坡區(qū)，并在適當(dāng)圈閉（由于地層不整合和地層超覆發(fā)育，以地層圈閉為主）中聚集成藏。由于該階段佳木河組烴源巖在盆1井西凹陷內(nèi)尚未達(dá)到生油高峰，因此，二疊紀(jì)時(shí)陸梁隆起區(qū)聚集的油氣主要來(lái)自瑪湖凹陷，并在瑪湖東斜坡區(qū)聚集。此時(shí)期形成的油氣藏由于埋深較淺，在盆地抬升剝蝕期（海西運(yùn)動(dòng)和印支運(yùn)動(dòng)）往往因封閉條件變差而易受盆地邊緣大氣水的下滲淋濾而遭到破壞。

三疊紀(jì)時(shí)，在上覆地層的進(jìn)一步壓實(shí)下，瑪湖凹陷和盆1井西凹陷內(nèi)的風(fēng)城組含油氣系統(tǒng)和佳木河組含油氣系統(tǒng)都已大規(guī)模排油，同時(shí)瑪湖凹陷的佳木河組烴源巖也開(kāi)始生氣，形成陸梁地區(qū)的第一次主要成藏期。此階段油氣在離心流的作用下沿不整合面和斷裂繼續(xù)往陸梁隆起高部位運(yùn)移聚集，凹陷內(nèi)由于沉積了三疊系，因此離心流的發(fā)育強(qiáng)度比二疊紀(jì)時(shí)更加強(qiáng)烈，導(dǎo)致越流帶相應(yīng)往陸梁隆起高部位有所推進(jìn)（圖3）。

三疊紀(jì)末的印支運(yùn)動(dòng)使得陸梁隆起再次抬升剝蝕形成三疊系頂部不整合，離心流強(qiáng)度減弱，大氣水下滲加強(qiáng)，向心流往凹陷內(nèi)有所推進(jìn)，聚集于三疊系儲(chǔ)層內(nèi)的油氣遭受一定程度的水洗氧化和生物降解，局部地區(qū)甚至影響到下部油氣藏，如石西油田石炭系火成巖裂縫中殘余瀝青可能就是這一事件的最好見(jiàn)證。

海西運(yùn)動(dòng)和印支運(yùn)動(dòng)時(shí)期，腹部地區(qū)由于受近東西向的構(gòu)造擠壓作用造就了很多的逆斷層，有的甚至橫切構(gòu)造，直接延伸到凹陷內(nèi)，形成腹部地區(qū)油氣運(yùn)移的重要運(yùn)移通道。如莫北凸起的石西1井南斷裂和莫北1號(hào)斷裂分別延伸至盆1井西凹陷和東道海子凹陷生烴區(qū)，成為油源斷裂，形成了地下流體特別是油氣運(yùn)移的“高速公路”。

侏羅系和白堊系沉積使得凹陷內(nèi)的離心流重新發(fā)育，越流泄水區(qū)也相應(yīng)向三個(gè)泉凸起一帶推進(jìn)，大氣水下滲向心流區(qū)退縮至三個(gè)泉凸起的東北部，在基東鼻凸中部至三個(gè)泉凸起形成地下水化學(xué)濃縮區(qū)，且表現(xiàn)為隨埋深增加而淡化的倒置現(xiàn)象。夏鹽凸起的西南部，如夏鹽1井－石南13井區(qū)均發(fā)育為離心流區(qū)。侏羅紀(jì)時(shí)，瑪湖凹陷和盆1井西凹陷內(nèi)的佳木河組含油氣系統(tǒng)處于排氣期，風(fēng)城組含油氣系統(tǒng)開(kāi)始生、排氣，下烏爾禾組含油氣系統(tǒng)在達(dá)巴松凸起至盆1井西凹陷埋深較大的地區(qū)也開(kāi)始進(jìn)入高成熟階段，并伴有大量的氣生成。這些新生成的油氣在泥巖壓實(shí)離心流的作用下，通過(guò)連通砂體、燕山期形成的不整合面和基底拱升形成的大量正斷層繼續(xù)往地層淺部和凹陷邊緣（如基東鼻凸的中部至三個(gè)泉凸起地區(qū)）運(yùn)移聚集，形成陸梁地區(qū)的第二次主要成藏期。如腹部莫北油氣田、石西油田、石南油氣田侏羅系儲(chǔ)層中源于風(fēng)城組的原油大部分形成于侏羅紀(jì)。

燕山運(yùn)動(dòng)使得陸梁地區(qū)地下水動(dòng)力場(chǎng)的分布格局發(fā)生變化。早、中燕山運(yùn)動(dòng)使得陸梁隆起區(qū)整體抬升，遭受剝蝕，形成西山窯組和侏羅系頂部的區(qū)域性不整合，即形成大氣水下滲向心流區(qū)，早先形成的油氣遭到一定程度的破壞。晚燕山運(yùn)動(dòng)雖然在陸梁地區(qū)也有影響（如石南4井區(qū)頭屯河組原油普遍表現(xiàn)出曾受嚴(yán)重生物降解，地下水的變質(zhì)系數(shù)也達(dá)1.3），但影響程度已遠(yuǎn)不及早、中燕山運(yùn)動(dòng)。腹部莫北油田、石西油田、石南油氣田及其周圍的一些油氣顯示表明，侏羅系儲(chǔ)層中源于風(fēng)城組的原油大都遭受了生物降解，而源于中二疊統(tǒng)的原油未見(jiàn)有生物降解的痕跡，即說(shuō)明了這一點(diǎn)。

圖3 準(zhǔn)格爾盆地盆1井西凹陷－陸梁隆起地下水動(dòng)力場(chǎng)演化與油氣運(yùn)聚成藏過(guò)程Fig.3 Evolution history of groundwater hydrodynamic field and hydrocarbon migration and accumulation processes in west Pen-1 sag and Luliang uplift，Junggar Basin

白堊紀(jì)末的晚燕山運(yùn)動(dòng)雖然沒(méi)有引起大氣水的強(qiáng)烈下滲，但是侏羅系中原本發(fā)育于盆1井西地區(qū)的離心流減弱甚至停止了，晚期的少量沉積對(duì)其離心流的貢獻(xiàn)又不大，加上腹部地溫梯度的持續(xù)下降，使得腹部地區(qū)侏羅系儲(chǔ)層中現(xiàn)今基本不發(fā)育壓實(shí)離心流，表現(xiàn)出滯流特征。因此，可以認(rèn)為白堊紀(jì)—至今，腹部侏羅系儲(chǔ)層中離心流就基本停止了，水動(dòng)力對(duì)油氣運(yùn)移不起動(dòng)力作用。

喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)時(shí)期，腹部再次抬升，其掀斜作用使得油氣的流體勢(shì)增加，油氣在浮力的作用下繼續(xù)沿?cái)嗔训韧ǖ老蛏线\(yùn)移，因此腹部地區(qū)的油氣自白堊紀(jì)之后在侏羅系儲(chǔ)層中運(yùn)移的主要?jiǎng)恿C(jī)制已變?yōu)楦×Α?/p>

需要補(bǔ)充兩點(diǎn)，一是由于侏羅系八道灣組底部的欠壓實(shí)使得其下的二疊系和三疊系儲(chǔ)層流體繼續(xù)保持高壓，由此產(chǎn)生的離心流也一直維持著，或許這可能是腹部侏羅系在缺乏區(qū)域水動(dòng)力作用的古近紀(jì)和新近紀(jì)還會(huì)形成第三次主要成藏期的原因;二是由于水動(dòng)力場(chǎng)的形成與演化，陸梁地區(qū)早期主要是瑪湖凹陷離心流的越流泄水區(qū)，但到侏羅紀(jì)及其之后，已成為盆1井西凹陷離心流的主要越流泄水區(qū)，因此，結(jié)合陸梁隆起區(qū)油氣的主要成藏期，可知其油氣主要來(lái)源于盆1井西凹陷。

4 有利勘探區(qū)預(yù)測(cè)

在瑪湖－盆1井西地下流體動(dòng)力場(chǎng)形成、演化研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合水化學(xué)指標(biāo)，并綜合各方面的石油地質(zhì)參數(shù)，對(duì)瑪湖－盆1井西復(fù)合含油氣系統(tǒng)主要層位和不同區(qū)塊的含油氣性進(jìn)行排序，進(jìn)一步提出了全區(qū)的有利勘探目標(biāo)區(qū)塊（圖4）。

西北緣斷階帶的中西端、石西凸起的西部和陸梁隆起區(qū)的基東鼻凸至三個(gè)泉凸起由于長(zhǎng)期處于瑪湖－盆1井西復(fù)合含油氣系統(tǒng)的離心流指向區(qū)，這些地區(qū)油氣應(yīng)該最富集，現(xiàn)今油氣勘探結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。另外，油氣也可能側(cè)向運(yùn)移至斷階帶下部石炭系儲(chǔ)層中聚集成藏，因此西北緣基巖也是油氣的有利富集區(qū)，近年來(lái)西北緣基巖油氣藏的開(kāi)發(fā)已經(jīng)證實(shí)了這一猜測(cè)。

從二疊系和三疊系的地層水化學(xué)分布來(lái)看，小拐至克拉瑪依的瑪湖西南斜坡區(qū)存在地下水化學(xué)濃縮區(qū)，反映該區(qū)存在封閉的水文地質(zhì)環(huán)境，因此該地區(qū)有利于油氣的聚集。結(jié)合西北緣油氣垂向運(yùn)移模式，可以推測(cè)在瑪湖西南斜坡區(qū)侏羅系儲(chǔ)層中也可能會(huì)有油氣聚集。

圖4 瑪湖－盆1井西凹陷復(fù)合含油氣系統(tǒng)綜合油氣評(píng)價(jià)Fig.4 Comprehensive evaluation of the composite petroleum system in Mahu sag and west Pen-1 sag，Junggar Basin

莫索灣凸起一直處于盆1井西二疊系地下水動(dòng)力場(chǎng)的越流泄水區(qū)，加上超壓封蓋層的存在，使得該地區(qū)可能成為油氣運(yùn)聚并保存的有利地區(qū)。但莫索灣凸起南部?jī)?chǔ)層相對(duì)較差，其北部地區(qū)更有利于油氣聚集。

自三疊紀(jì)以后，瑪湖凹陷的北側(cè)逐漸抬升，油氣隨瑪湖凹陷北側(cè)的離心流逐漸向北推進(jìn)，被瑪北背斜等圈閉截獲，因此西北緣東端地區(qū)油氣供給相對(duì)不足，油氣富集程度要比中西端差，而瑪湖北部斜坡區(qū)則成為油氣聚集區(qū)（不利之處是該地區(qū)下部如二疊系儲(chǔ)層較差，因此三疊系和侏羅系儲(chǔ)層中更可能形成油氣藏）。

莫北凸起、夏鹽凸起的西南部和達(dá)巴松凸起處在瑪湖－盆1井西復(fù)合含油氣系統(tǒng)的離心流路徑中，雖然不是流體勢(shì)的最低區(qū)，但有合適圈閉存在的局部地區(qū)亦能捕獲油氣，因此也成為油氣勘探的有利地區(qū)。

達(dá)巴松凸起由于是瑪湖水動(dòng)力體系和盆1井西水動(dòng)力體系的共同越流泄水區(qū)，具有雙側(cè)供油氣的優(yōu)勢(shì)，如果二疊系存在適當(dāng)?shù)娜﹂]和良好的蓋層，那么該地區(qū)也可以形成油氣田（但與瑪北地區(qū)一樣，存在儲(chǔ)層差的問(wèn)題）。該凸起區(qū)由于斷裂不太發(fā)育，不利于油氣垂向運(yùn)移，且即使局部地區(qū)斷裂發(fā)育，也不利于油氣的富集，原因是瑪湖地區(qū)三疊系特別是侏羅系已成為一個(gè)向斜性的大斜坡，油氣在其輸導(dǎo)層中是以發(fā)散形式運(yùn)移的（當(dāng)然，如果油氣供給特別充足，那么也可能會(huì)在瑪湖地區(qū)形成大面積的油氣聚集區(qū)），因此達(dá)巴松凸起的深部二疊系儲(chǔ)層中相對(duì)而言可能更有利于油氣聚集。中拐凸起和基東鼻凸中的油氣則在傾伏背斜封蓋層下沿流體勢(shì)降低的方向運(yùn)移，這也是這兩個(gè)地區(qū)會(huì)更富集油氣的主要原因。

另外，從瑪湖－盆1井西地下水動(dòng)力場(chǎng)的形成演化與油氣演化史的相互配置來(lái)看，由于侏羅系沉積后瑪湖水動(dòng)力體系的軸線緊靠陸梁隆起區(qū)，因此風(fēng)城組含油氣系統(tǒng)和下烏爾禾組含油氣系統(tǒng)對(duì)瑪湖東斜坡區(qū)供油貢獻(xiàn)不大（大部分往西北緣運(yùn)移），而佳木河組含油氣系統(tǒng)提供的油氣又過(guò)早，使得該地區(qū)油氣富集較貧。

夏子街地區(qū)的東部，地下水濃縮，反映該區(qū)存在有利于油氣聚集的水文地質(zhì)封閉環(huán)境，鑒于目前勘探資料的局限，在這里只能根據(jù)沉積構(gòu)造特征，烴源巖演化，并結(jié)合水動(dòng)力演化和油氣成藏規(guī)律來(lái)大概預(yù)測(cè)該地區(qū)可能有一定的油氣聚集。

綜合研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和流體分布特征，認(rèn)為侏羅系在克百斷裂帶至中拐凸起、三個(gè)泉凸起、夏鹽凸起和莫索灣－莫北－石西地區(qū)是深部地下流體的越流或越流濃縮區(qū)，且水化學(xué)特征反映這些地區(qū)為油氣保存條件良好的封閉地質(zhì)環(huán)境，是油氣勘探的有利地區(qū)。紅山嘴至克百地區(qū)、瑪北至瑪東地區(qū)、陸梁隆起的高構(gòu)造部位以及莫索灣凸起的北部和莫北凸起至石西凸起的中端等是三疊系地下流體的越流區(qū)，腹部地區(qū)儲(chǔ)層的滲透率一般小于1×10－3μm2，不利于石油運(yùn)聚，因此應(yīng)注意腹部三疊系天然氣的勘探。就二疊系而言，根據(jù)目前各方面資料來(lái)看，西北緣的中西段還是最好的油氣聚集區(qū)，超壓封隔層的存在使得達(dá)巴松凸起和莫索灣凸起也可能是二疊系油氣的聚集區(qū)。

5 結(jié)論

1）準(zhǔn)噶爾盆地西北緣地區(qū)地下水礦化度隨地層變老而逐漸增大，而腹部地區(qū)恰好相反，在陸梁隆起和莫索灣凸起，地層水礦化度隨埋深增加而逐漸減小。盆地西北緣的邊緣地帶是大氣水下滲－向心流淡化區(qū);瑪湖凹陷、盆1井西凹陷內(nèi)部為泥巖壓實(shí)排水－離心流淡化區(qū);西北緣斷階帶、陸梁隆起區(qū)、莫索灣－莫北凸起、達(dá)巴松凸起和車拐地區(qū)等為越流、越流－蒸發(fā)泄水區(qū)，在地下水越流泄水過(guò)程中，伴隨較強(qiáng)烈的蒸發(fā)濃縮作用，形成了地下水礦化度、離子濃度的相對(duì)高值區(qū)。

2）凹陷內(nèi)部二疊系、三疊系儲(chǔ)層廣泛發(fā)育異常高壓，壓力系數(shù)往盆地邊緣呈不規(guī)則環(huán)狀降低，西北緣油氣聚集帶的西段以正常壓力為主，中段以異常高壓為主，東段則以正常壓力和低壓為主;準(zhǔn)噶爾盆地南部的各凹陷區(qū)和天山山前沖斷帶侏羅系儲(chǔ)層發(fā)育異常高壓，壓力系數(shù)由西南往北東方向逐漸降低，到夏鹽凸起的東北部發(fā)育異常低壓;西北緣西部斷階帶的低部位普遍發(fā)育異常高壓，而北部斷階帶壓力系數(shù)普遍小于1.0，局部甚至出現(xiàn)低壓?？焖俪练e引起的壓實(shí)不平衡是研究區(qū)高壓發(fā)育的主要原因，異常低壓的發(fā)育與輕烴組分的漏失量大于流體運(yùn)移補(bǔ)給增加量有關(guān)。

3）在地下流體分布、地下水動(dòng)力場(chǎng)形成演化研究的基礎(chǔ)上，綜合研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征，認(rèn)為克百斷裂帶至中拐凸起、三個(gè)泉凸起、夏鹽凸起和莫索灣－莫北－石西地區(qū)是深部地下流體（侏羅系）的越流濃縮區(qū);紅山嘴至克百地區(qū)、瑪北至瑪東地區(qū)、陸梁隆起的高構(gòu)造部位以及莫索灣凸起的北部和莫北凸起至石西凸起的中端等是腹部三疊系天然氣的有利聚集區(qū);西北緣的中西段及達(dá)巴松凸起和莫索灣凸起是二疊系油氣的有利聚集區(qū)。

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Formation fluid characteristics and hydrocarbon migration and accumulation in Junggar Basin

Li Mei1，Jin Aimin1，Lou Zhanghua1，F(xiàn)a Huan2and Zhu Rong1

（1.Department of Ocean Science and Engineering，Zhejiang University，Hangzhou，Zhejiang310058，China;2.Heavy Oil Development Company，PetroChina Xinjiang Oilfield Company，Karamay，Xinjiang834000，China）

Junggar Basin is a large transpressional superimposed basin experienced multi-stage tectonic movements.Its hydrocarbon accumulation process and reservoirs distribution are complex.By using the new theories and methods of fluid history analysis of petroliferous basins，we comprehensively studied the evolution characteristics of chemistry pressure and hydrodynamic fields as well as their effects on petroleum accumulation and distribution in Junggar Basin，revealed the control of hydrodynamics on hydrocarbon generation，migration and accumulation as well as oil-gas-water contact，and identified favorable areas for hydrocarbon exploration.The sealing conditions are poor nearby the northwestern margin of Junggar Basin where desalination occurs due to meteoric water percolate in a downwards direction.Small oil/gas pools may exist in local litholgoic traps or stratigraphic traps in Mahu sag and Pen-1 west sag where desalination occurs due to water discharging from shale compaction.Large oil/gas fields may exist in the northwestern fault-terrace belt，Luliang uplift，Mosuowan-Mobei uplift，Dabasong uplift and Cheguai area where drainage occurs through leakage and leakage-evaporation.

fluid chemistry，hydrodynamics，fluid pressure field，hydrocarbon migration and accumulation，transpressional superimposed basin，Junggar Basin

TE122.1

A

0253－9985（2012）04－0607－09

2012－11－10;

2012－06－01。

李梅（1983—），女，博士，油田地層水。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)（2011ZX05002－006－003HZ，2011ZX05005－003－008HZ）;油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目（PLC201002）;國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合化工重點(diǎn)項(xiàng)目（40839902）。

（編輯 董 立）