馮松寶， 張志軍

（1.宿州學(xué)院 地球科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 宿州 234000；2.武警黃金第六支隊(duì)，河南 三門峽 472000）

庫車坳陷克拉蘇構(gòu)造帶克深區(qū)帶發(fā)育大北1和克深2等超高壓大氣田。長期以來對克拉蘇構(gòu)造帶克拉區(qū)帶的研究較多，特別是對克拉2超高壓大氣田的研究較多。文獻(xiàn)［1］通過對克拉2、克拉1構(gòu)造油氣聚集過程的分析，提出了晚期快速生烴和超壓流體排放通道以及油氣快速匯聚輸導(dǎo)體系是天然氣晚期快速成藏的2個(gè)非常重要的條件；文獻(xiàn)［2］通過研究指出在優(yōu)質(zhì)蓋層的保護(hù)下，地層增容產(chǎn)生的構(gòu)造抽吸作用是克拉2型高效氣藏形成的一種重要途徑；文獻(xiàn)［3］通過對儲(chǔ)層發(fā)育的研究指出構(gòu)造應(yīng)力在克拉2超高壓大氣田形成過程中起了很大的作用；文獻(xiàn)［4］指出克拉2超高壓大氣田優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成主要與砂巖儲(chǔ)層早期長時(shí)間淺埋、晚期短時(shí)間快速深埋，異常高壓對壓實(shí)作用的抑制以及晚期溶蝕作用對孔隙一定程度的改造擴(kuò)大有關(guān)。但是由于地質(zhì)條件復(fù)雜多樣以及勘探程度有限，針對克拉蘇構(gòu)造帶克深區(qū)帶的研究較少?；诖耍疚脑诮馄士死K構(gòu)造帶克深區(qū)帶克深2和大北1典型超高壓大氣田的基礎(chǔ)上，分析了克深區(qū)帶超高壓大氣田的成藏過程，研究了成藏特征。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

克拉蘇構(gòu)造帶形成于喜馬拉雅晚期，是庫車坳陷逆沖構(gòu)造體系的主體［5］，位于庫車坳陷北部，是南天山山前第2排構(gòu)造帶，南北約20km，東西約160km，介于拜城凹陷與北部單斜帶之間，如圖1所示。

圖1 克拉蘇構(gòu)造帶位置及構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/p>

綜合考慮區(qū)域構(gòu)造變形的差異性將克拉蘇構(gòu)造帶進(jìn)一步劃分為克拉蘇背斜區(qū)帶和克深區(qū)帶（深部區(qū)帶）［6］?？松顓^(qū)帶是克拉蘇構(gòu)造帶的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，北以克拉蘇斷裂為邊界，南以拜城斷裂為邊界，整體呈北東東向展布。目前在克深區(qū)帶已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大北1氣田、克深2和克深5等氣藏，該帶氣藏主要受逆沖疊瓦斷塊控制，疊瓦斷塊被斷裂切割極為復(fù)雜，斷塊上、下盤相互依存、密不可分，與克拉區(qū)帶相比，氣藏埋深大，巨厚膏鹽巖蓋層有利于油氣聚集與保存。

2 大北1超高壓大氣田分析

2.1 氣田地質(zhì)特征

大北1氣田位于克拉蘇構(gòu)造帶克深區(qū)帶大北－克深5段。喜馬拉雅期，強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生由南向北的構(gòu)造應(yīng)力場，構(gòu)造應(yīng)力值最大達(dá)到130～150MPa［7］，儲(chǔ)層壓力系數(shù)達(dá)1.72，發(fā)育多條逆沖斷層。逆沖斷層平面上的展布以近北東東向?yàn)橹?，展布方向與克拉蘇背斜區(qū)帶的基本相同。這些逆沖斷層向上斷開白堊系和古近系下統(tǒng)，在古近系庫姆格列木群的膏泥巖中消失，向下在侏羅系地層中消失。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)8個(gè)構(gòu)造，現(xiàn)已鉆探6個(gè)，圈閉面積達(dá)到292km2，總的儲(chǔ)量規(guī)模達(dá)到1 960×108m3，所鉆的6口井均獲工業(yè)氣流［8］。大北1大氣田是由多個(gè)斷背斜、斷塊疊置而成，具有“多層樓”的特點(diǎn)。

2.2 成藏要素特征

大北1大氣田主要的源巖為侏羅系和三疊系發(fā)育的煤系源巖和湖相源巖，構(gòu)造位置上比克拉2氣田更靠近拜城凹陷和陽霞凹陷。

大北1大氣田的天然氣主要儲(chǔ)集在白堊系巴什基奇克組（K1bs）中，有效儲(chǔ)層埋深下限大概在8 200m［9］，巖性主要以巖屑砂巖為主，夾少量長石巖屑砂巖，其粒度以細(xì)－中粒為主。主要的孔隙組合為溶蝕孔－殘余原生粒間孔，占儲(chǔ)集空間總量的50%～90%，其次為微孔隙和構(gòu)造縫。大北地區(qū)發(fā)育2～3期裂縫，多為高角度縫－高角度斜交縫、網(wǎng)狀縫，其次為平行縫，以中縫、微細(xì)縫為主，半充填－未充填，充填物多為泥質(zhì)、石膏、方解石及白云石。大北1大氣田白堊系巴什基奇克組砂巖儲(chǔ)層總體屬于特低孔特低滲儲(chǔ)層，非均質(zhì)性強(qiáng)。巖芯孔隙度主要分布在2.0%～7.0%之間，滲透率主要分布在（0.01～0.10）×10－3μm2之間；測井孔隙度主要分布在3.5%～9.0%之間，滲透率一般小于0.10×10－3μm2。

大北1大氣田白堊系巴什基奇克組儲(chǔ)層壓汞資料相對較少，根據(jù)文獻(xiàn)［10］的測試結(jié)果，儲(chǔ)層排驅(qū)壓力值主要分布在1.379～11.807MPa之間，平均值為4.200MPa，僅個(gè)別點(diǎn)的排替壓力較小，如大北102井的K1bs3層位深度為5 792.54m的排替壓力為0.037MPa。最大孔喉半徑主要分布在0.064～20.500μm，平均最大孔喉半徑分布為0.065～1.520μm之間。通過以上分析可知大北1大氣田白堊系巴什基奇克組儲(chǔ)層具有排驅(qū)壓力較高、孔喉較細(xì)的特點(diǎn)。大北1大氣田蓋層主要分布在古近系的庫姆格列木群中。庫姆格列木群蓋層主要分為泥巖段、膏鹽巖段、上膏泥巖段、白云巖段和下膏泥巖段5個(gè)巖性段，蓋層厚度一般在1 000m左右，大北102井蓋層厚度較小，厚度為529m。庫姆格列木群蓋層排替壓力分布在5.937～14.029MPa之間，大北201井排替壓力最大。大北大氣田構(gòu)造綱要圖如圖2所示［11］。

2.3 氣田流體特征

大北1大氣田天然氣組成以烴類氣體為主，非烴含量很低，φ（CO2）為0～1.55%，φ（N2）為0.88%～3.82%；烴類氣體以甲烷為主，φ（CH4）為 91.44% ～96.70%，φ（C2H6）為 1.26% ～4.39%，φ（C3H8）為0.030%～0.501%，幾乎不含大于丙烷的烴類組分。大北1氣田天然氣干燥系數(shù)大，全部大于95%，組分明顯偏干；最小的為大北1井，干燥系數(shù)為96%；最大的為大北3，干燥系數(shù)為98.6%。大北1大氣田的C1為－3.41% ～ －4.07%，C2為 －2.67% ～－2.81%C3為－1.92%～－2.18%，為正常系列烷烴氣碳同位素組成，即C1＜C2＜C3，是典型熱成因作用下腐殖型源巖形成的天然氣，為有機(jī)成因氣特征。大北1大氣田的地層水類型為CaCl2型，總礦化度為180g／L，鈉氯比系數(shù)為0.67，脫硫系數(shù)為0.45。

2.4 成藏作用

（1）構(gòu)造演化及圈閉形成。大北氣田構(gòu)造演化示意如圖3所示［12］。大北區(qū)塊自燕山晚期開始構(gòu)造活動(dòng)，定型于喜山末期，期間經(jīng)歷了以下3個(gè)主要活動(dòng)階段：① 白堊系沉積前，構(gòu)造活動(dòng)較弱，該區(qū)沉積沒有受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，沉積分布穩(wěn)定，且厚度較大；白堊紀(jì)晚期構(gòu)造開始較強(qiáng)烈活動(dòng)，但構(gòu)造起伏不大，有部分?jǐn)嗔验_始發(fā)育。② 古新世以來，整個(gè)庫車坳陷均進(jìn)入相對穩(wěn)定時(shí)期；除南天山山前在吉迪克組沉積期有活動(dòng)外，坳陷主體基本沒有發(fā)生較大規(guī)模的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)；該區(qū)古近系沉積了一套巨厚的庫姆格列木群、蘇維依組和吉迪克組厚泥夾砂的陸相地層。③ 中新世康村組沉積的中晚期，南天山造山活動(dòng)開始加劇，一直持續(xù)到第四系沉積結(jié)束，該時(shí)期的強(qiáng)烈活動(dòng)不僅是大北區(qū)塊構(gòu)造的定型時(shí)期，也是庫車坳陷主要構(gòu)造活動(dòng)時(shí)期；穿鹽斷裂形成于康村期，鹽下斷裂形成于庫車期。

（2）運(yùn)移充注。白堊系和古近系儲(chǔ)集層中的天然氣來源于中下侏羅統(tǒng)和中上三疊統(tǒng)。文獻(xiàn)［13］對白堊系儲(chǔ)層中高嶺石的研究以及文獻(xiàn)［14］的物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明，溝通儲(chǔ)集層和源巖層的鹽下斷裂是大北1超高壓大氣田的優(yōu)勢運(yùn)移通道。在這些鹽下斷裂的溝通下，形成了下生上儲(chǔ)的配置。根據(jù)文獻(xiàn)［15］對斷層封閉史的恢復(fù)，鹽下斷裂形成于庫車期，第四紀(jì)活動(dòng)最強(qiáng)。斷裂在活動(dòng)時(shí)開啟，靜止時(shí)期封閉。結(jié)合源巖的生烴演化研究，庫車期烴源巖快速埋藏，熟化率增加，侏羅系烴源巖大量生氣，在剩余流體壓力差的作用下，快速充注成藏。實(shí)例研究表明，在超壓盆地中，且以垂向運(yùn)移為主的盆地中，剩余壓力差是最主要的運(yùn)移動(dòng)力（成藏動(dòng)力）［16］。斷裂輸導(dǎo)效率的研究也表明，大北1井周圍是斷裂輸導(dǎo)系數(shù)的高值區(qū)［17］。

（3）成藏時(shí)間。天然氣組分偏干，組分碳同位素偏重，具有晚期成藏的特征。庫車期和西域期是斷裂的主要活動(dòng)期，在斷裂活動(dòng)期形成了斷背斜、背斜等圈閉，表明大量的天然氣充注是在庫車期以后才發(fā)生。本次研究在觀察了大北1大氣田4口井古近系和白堊系儲(chǔ)層樣品鏡下特征的基礎(chǔ)上，測試了與含烴包裹體同期的鹽水包裹體的均一溫度，測試結(jié)果表明，均一溫度主頻區(qū)分布在110～140℃之間，結(jié)合大北地區(qū)的埋藏史和熱史，分析得出大北1大氣田天然氣藏形成時(shí)間大約發(fā)生在距今3Ma。

圖3 大北氣田構(gòu)造演化示意圖

3 克深2超高壓大氣田分析

3.1 氣田地質(zhì)特征

克深2大氣田位于克拉蘇構(gòu)造帶克深區(qū)帶克深1－克深2段，北邊鄰近克拉2構(gòu)造，距克拉2井15km，完鉆井深達(dá)6 780m，構(gòu)造埋深6 500m?？松?構(gòu)造背斜圈閉面積為49.2km2，含氣面積64.2km2，探明儲(chǔ)量達(dá)1 290.39×108m3?？松?大氣田的圈閉類型以背斜和斷背斜為主，氣藏以邊水氣藏為主，如圖4所示?？松?大氣田實(shí)測地層溫度為167℃，地溫梯度約為每100m2.19℃，屬于正常的溫度系統(tǒng)。地層實(shí)測壓力為112.92MPa，壓力系數(shù)達(dá)1.73，屬于典型超高壓氣藏，氣藏天然氣相對密度為0.57。

圖4 克深2大氣田東西方向構(gòu)造剖面圖

3.2 成藏要素特征

克深2大氣田白堊系巴什基奇克組是主要產(chǎn)氣層。儲(chǔ)層測井解釋井段6 510.5～6 769.0m有如下特征：總有效厚度126.3m，古近系白云巖段為6 510.5～6 516.5m（有效厚度5.2m），凈毛比86.7%，平均孔隙度5.9%。白堊系巴什基奇克組砂巖段為6 571.5～6 769.0m，有效厚度121.1m，凈毛比59.2%，平均孔隙度6.6%。總體而言，厚度大，凈毛比高，未見明顯水層。

白堊系巴什基奇克組巖石類型以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主，與克拉2氣田相比，填隙物含量較低，成分成熟度較高?？松?井孔隙度主要分布在3.5%～9.0%之間，平均孔隙度為6.1%，略好于大北1氣田（平均為5.6%），滲透率主要分布在（0.1～1.0）×10－3μm2之間，屬低孔低滲—特低孔特低滲儲(chǔ)層。儲(chǔ)層空間類型以孔隙和裂縫為主，裂縫主要是斷裂形成過程中伴生的。白堊系巴什基奇克組沉積相橫向穩(wěn)定、砂體連續(xù)性較好，泥巖薄層且不連續(xù)。

蓋層主要是古近系庫姆格列木群膏泥巖蓋層，蓋層厚度達(dá)1 000m，排替壓力在4～6MPa左右，蓋層的剩余壓力近25MPa，具有很好的超壓封閉能力。

3.3 氣田流體特征

克深2超高壓大氣田以烴類氣體為主，非烴氣體含量低。φ（CH4）為 97.45%，φ（N2）為1.14%，φ（CO2）為0.806%，干燥系數(shù)達(dá)0.99，為典型的干氣藏。甲烷碳同位素值為－2.83%，乙烷碳同位素值為－1.77%，丙烷碳同位素值為－1.57%，屬于正碳同位素系列，典型的高－過成熟煤成氣特征。天然氣成熟度（Ro）達(dá)到2.93%?？松?大氣田的地層水類型為CaCl2型，總礦化度為150g／L，鈉氯比系數(shù)為0.78，脫硫系數(shù)為1.2。

3.4 成藏作用

（1）構(gòu)造演化及圈閉形成?？松?構(gòu)造演化剖面如圖5所示［18］。庫車組沉積前，克深2構(gòu)造的北部出現(xiàn)了逆沖斷裂，但逆沖作用不大。庫車組沉積時(shí)期（距今5.3Ma），鹽下斷裂形成，此時(shí)北部的克拉2斷背斜初具規(guī)模，但是克深2出現(xiàn)了逆沖斷層。庫車組沉積末（距今2.3Ma），克深2構(gòu)造形成，背斜圈閉形成。

（2）運(yùn)移充注。庫車期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的鹽下斷裂是天然氣運(yùn)移的高效輸導(dǎo)體系，天然氣在強(qiáng)大的剩余壓力差作用下，快速充注成藏。需要特別說明的是天然氣快速充注成藏之前，無早期油充注，所以克深2大氣田為晚期一次充注。

（3）成藏時(shí)間。從圈閉形成時(shí)間分析，克深2大氣田的成藏時(shí)間晚于大北1大氣田，大約在距今2.3Ma形成。

圖5 克深2構(gòu)造演化剖面

4 克深區(qū)帶氣田的成藏過程與特征

克深區(qū)帶鹽下斷裂形成于上新世庫車期（距今大約5.0Ma），庫車期到西域期（距今5.0～1.2Ma）是斷裂主要活動(dòng)期，斷裂活動(dòng)期斷裂開啟，斷裂成為天然氣垂向運(yùn)移的有效通道。由于庫車期強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，源巖快速埋藏，成熟度加快，熟化率達(dá)到每 Ma 0.539%［1］，烴源巖快速生烴。由于烴源巖的快速生烴和構(gòu)造擠壓作用，源儲(chǔ)間剩余壓力差增大，剩余壓力差成為天然氣運(yùn)移的動(dòng)力，天然氣在剩余壓力差的作用下，沿著鹽下斷裂輸導(dǎo)體系向上運(yùn)移至圈閉中，在超高壓的蓋層封閉條件下快速成藏。在西域期末，隨著充注活動(dòng)的進(jìn)行，源儲(chǔ)之間的剩余壓力差逐漸減小，斷裂活動(dòng)也趨于靜止，斷裂封閉。

克拉蘇構(gòu)造帶克深區(qū)帶由于構(gòu)造條件的不同有其自身的成藏特征，主要表現(xiàn)在以下2個(gè)方面：

（1）具有晚期一次成藏特征?？松顓^(qū)帶天然氣組分以甲烷為主，干燥系數(shù)在96%以上，組分偏干，甲烷碳同位素值分布在－2.83%～－4.07%之間，烷烴氣具有正碳同位素系列特征。本研究區(qū)源巖干酪根為Ⅲ型，Ⅲ型干酪根隨著成熟度的增加，生成的天然氣的甲烷碳同位素變重。烷烴氣呈正碳同位素系列表明可能沒有2期以上氣體的混入。大北1大氣田在早期的寬緩背斜中有少量的油氣充注，目前形成的克深2和大北1等大氣田是晚期一次成藏的。

（2）具有快速高效的特征。儲(chǔ)層屬于特低孔特低滲儲(chǔ)層，但是輸導(dǎo)體系發(fā)育，輸導(dǎo)效率高。剩余壓力差為天然氣運(yùn)移的主要?jiǎng)恿Γ谳^大的源儲(chǔ)剩余壓力差下，相對較短的時(shí)間里成藏?？松顓^(qū)帶天然氣成藏發(fā)生在3Ma以來。

5 結(jié) 論

（1）克深區(qū)帶大北1和克深2超高壓大氣田成藏過程相似，但是也有自身的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在大北1大氣田成藏早于克深2大氣田，大北1大氣田成藏前可能發(fā)生過油氣充注，但是克深2大氣田沒有發(fā)生過油氣充注，是晚期一次充注。

（2）克深區(qū)帶超高壓大氣田形成是一個(gè)快速高效的成藏過程，具有晚期一次成藏的特征。

［1］鄒華耀，王紅軍，郝 芳，等.庫車坳陷克拉蘇逆沖帶晚期快速成藏機(jī)理［J］.中國科學(xué) D輯：地球科學(xué)，2007，37（8）：1032－1040.

［2］趙文智，王紅軍，單家增，等.庫車坳陷天然氣高效成藏過程分析［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2005，26（6）：703－710.

［3］張 樂，蔣有錄，姜在興.構(gòu)造應(yīng)力在克拉2氣田成藏過程中的作用［J］.天然氣勘探與開發(fā)，2007，30（1）：1－6.

［4］鐘大康，朱筱敏.克拉2氣田儲(chǔ)層特征及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成機(jī)理［J］.天然氣工業(yè)，2007，27（1）：8－11.

［5］邊海光，靳久強(qiáng)，李本亮，等.庫車坳陷克拉蘇構(gòu)造帶構(gòu)造變換形成機(jī)制［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2011，11（17）：3919－3923.

［6］徐振平，李 勇，馬玉杰，等.塔里木盆地庫車坳陷中部構(gòu)造單元?jiǎng)澐中路桨概c天然氣勘探方向［J］.天然氣工業(yè)，2011，31（3）：31－36.

［7］張鳳奇，王震亮，宋 巖.庫車坳陷構(gòu)造擠壓增壓定量評(píng)價(jià)新方法［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，35（4）：1－7.

［8］張榮虎，張惠良，馬玉杰，等.特低孔特低滲高產(chǎn)儲(chǔ)層成因機(jī)制：以庫車坳陷大北1氣田巴什基奇克組儲(chǔ)層為例［J］.天然氣地球科學(xué)，2008，19（1）：75－82.

［9］王 波，張榮虎，任康緒，等.庫車坳陷大北－克拉蘇深層構(gòu)造帶有效儲(chǔ)層埋深下限預(yù)測［J］.石油學(xué)報(bào)，2011，32（2）：212－218.

［10］劉 春，張惠良，韓 波，等.庫車坳陷大北地區(qū)深部碎屑巖儲(chǔ)層特征及控制因素［J］.天然氣地球科學(xué)，2009，20（4）：212－218.

［11］袁凌榮.大北氣田低孔滲裂縫性砂巖儲(chǔ)層地質(zhì)建模［D］.北京：中國石油大學(xué)，2011：3－6.

［12］萬桂梅，湯良杰，金文正，等.膏鹽層在庫車秋里塔格構(gòu)造帶構(gòu)造變形及成藏中的作用［J］.地質(zhì)科學(xué)，2007，42（4）：666－677.

［13］鄒華耀，郝 芳，張伯橋，等.庫車山前逆沖帶超壓流體主排放通道對油氣成藏的控制［J］.石油學(xué)報(bào)，2005，26（2）：11－14.

［14］付 廣，呂延舫，付曉飛，等.斷層靜止期垂向封氣性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的物理模擬實(shí)驗(yàn)及其應(yīng)用［J］.天然氣工業(yè)，2005，25（7）：20－22.

［15］王洪星.庫車坳陷北帶斷裂控制氣藏形成機(jī)制研究［D］.黑龍江大慶：大慶石油學(xué)院，2007.

［16］柳廣弟，孫明亮.剩余壓力差在超壓盆地天然氣高效成藏中的意義［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2007，28（2）：203－206.

［17］柳廣弟，孫明亮，呂延防，等.庫車坳陷天然氣成藏過程有效性評(píng)價(jià)［J］.中國科學(xué) D輯：地球科學(xué)，2008，38（Z1）：103－110.

［18］徐振平，李 勇，馬玉杰，等.塔木盆地庫車坳陷中部構(gòu)造單元?jiǎng)澐中路桨概c天然氣勘探方向［J］.天然氣工業(yè)，2011，31（3）：31－38.