龔福華，劉明軍，梅華平，陳開研胡志鵬，甯濛，紀(jì)璇

（ 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（長(zhǎng)江大學(xué)）湖北 武漢，430100）

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣五八區(qū)二疊系共有5組地層：上烏爾禾組 （P3w），下烏爾禾組 （P2w），夏子街組 （P2x），風(fēng)城組 （P1f）和佳木河組 （P1j）。通過(guò)近年來(lái)的研究，對(duì)五八區(qū)的構(gòu)造和地層的認(rèn)識(shí)不斷深入。五八區(qū)地層剝蝕嚴(yán)重，上烏爾禾組在八區(qū)缺失；下烏爾禾組在五區(qū)剝蝕嚴(yán)重；夏子街組和風(fēng)城組剝蝕較為嚴(yán)重，僅存在于靠近湖盆區(qū)域；佳木河組地層由西部隆起向盆地方向遭受剝蝕。近些年，在五八區(qū)儲(chǔ)層特征分析、五八區(qū)成藏特征研究方面也取得了新的認(rèn)識(shí)。五八區(qū)二疊系儲(chǔ)層整體屬于低孔低滲儲(chǔ)層，儲(chǔ)層的非均質(zhì)性強(qiáng)。筆者參考前人的研究成果和詳實(shí)的資料對(duì)五八區(qū)二疊紀(jì)地層含油特征進(jìn)行深入探討，旨在為五八區(qū)勘探與開發(fā)提供借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

以二疊系的構(gòu)造格局為基礎(chǔ)，可將準(zhǔn)噶爾盆地劃分為3個(gè)隆起2個(gè)拗陷，5個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元和44個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元。五八區(qū)處于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣西部隆起克百斷裂帶下盤和中拐凸起東北翼，西部隆起形成于海西運(yùn)動(dòng)時(shí)期，受印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜山運(yùn)動(dòng)的影響，整體表現(xiàn)為向盆地內(nèi)傾伏的大型單斜［1］。五八區(qū)北部靠近南白堿灘斷裂帶，西南部緊鄰紅山嘴斷塊區(qū)，東南部為瑪湖凹陷，東北部與百口泉探區(qū)南部相鄰，勘探面積約為460k m2。

五八區(qū)地層為南偏東傾向的單斜構(gòu)造，烏爾禾組地層傾角約為5～10°，佳木河組地層傾角相對(duì)較大，地層傾角約為18°［2］。地層受海西運(yùn)動(dòng)和印支運(yùn)動(dòng)的影響，形成了向盆地邊緣逐漸抬升的多級(jí)斷階，發(fā)育大量的斷裂，多為逆掩斷裂，以一、二級(jí)斷裂為主［3］。五八區(qū)主要斷裂有克－百斷裂帶、五區(qū)南斷裂、西百白斷裂、拐114井東斷裂、K82西斷裂、檢101西斷裂、檢11井?dāng)嗔选302南斷裂等，多數(shù)斷裂具有明顯的同生斷層性質(zhì)與多期疊瓦沖斷活動(dòng)的特點(diǎn)［4］。五八區(qū)的構(gòu)造即控制著沉積的展布特征，又影響了油氣的運(yùn)移方式。單斜構(gòu)造為瑪湖凹陷中的油氣運(yùn)移指明了方向，是五八區(qū)二疊系儲(chǔ)層含油氣的前提條件；同時(shí)，大量的斷層一方面為油氣運(yùn)移提供了快速通道，另一方面成為油氣儲(chǔ)集的側(cè)向遮擋。

2 儲(chǔ)集體特征

研究區(qū)發(fā)育有碎屑巖和火山巖，碎屑巖存在于二疊系各階中，火山巖主要發(fā)育在佳木河組和風(fēng)城組地層中。碎屑巖巖石類型包括：砂質(zhì)礫巖、小礫巖、砂礫巖、粗粒砂巖、中粒砂巖、細(xì)粒砂巖、粉砂巖、泥巖等，五八區(qū)以礫巖、砂礫巖為主，除泥巖外均可作為良好的油氣儲(chǔ)集體?；鹕綆r主要包括安山巖、玄武巖、流紋巖、凝灰?guī)r、沉火山角礫巖等，火山巖各類巖石都可以形成油氣的儲(chǔ)集空間。

2.1 碎屑巖儲(chǔ)集體

五八區(qū)的碎屑巖主要發(fā)育沖積扇相和扇三角洲相，沖積扇相主要發(fā)育在P3w和P2w，扇三角洲相發(fā)育在各地層中。沉積控制著油氣儲(chǔ)集體的巖石類型，也控制著儲(chǔ)集的厚度和范圍。

五八區(qū)沖積扇多為疊覆扇，具有垂向疊置，扇上有扇；側(cè)向遷移，扇外有扇的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)精細(xì)的微相分析及橫向?qū)Ρ?，可以識(shí)別出23個(gè)沖積扇體，每個(gè)扇可進(jìn)一步分為扇根、扇中和扇緣3個(gè)亞相。扇根亞相分為主槽、槽灘和漫洪帶微相；扇中亞相分為辮流線、辮流砂島和漫流帶；扇緣亞相分為扇緣河道和泛濫平原。主槽、槽灘、辮流線、辮流砂島、扇緣河道等微相發(fā)育有砂巖、砂礫巖及礫巖，物性較好，且所占面積大，作為油氣儲(chǔ)集相帶［5－6］。

根據(jù)五八區(qū)扇三角洲的沉積環(huán)境特征，可將其劃分成扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲3個(gè)亞相。扇三角洲平原亞相可進(jìn)一步劃分為辮狀河道、天然堤、漫流沉積3個(gè)微相；扇三角洲前緣亞相主要發(fā)育水下分流河道、水下分流河道間2個(gè)沉積微相。扇三角洲前緣進(jìn)入湖泊中，以泥巖為主，不作為儲(chǔ)層，但扇三角洲平原的辮狀河道和扇三角洲前緣的水下分流河道砂礫巖發(fā)育，為良好的儲(chǔ)集體，并占據(jù)了扇三角洲相的大部分面積。

在五八區(qū)存在一種特殊的沉積微相——主河道微相，該微相出現(xiàn)在沖積扇的扇根、扇中和扇三角洲平原、扇三角洲前緣亞相中。主河道水流沖刷、搬運(yùn)能力強(qiáng)，有滯留的碎屑支撐礫巖和砂礫巖，扇根和扇中的主河道中通常出現(xiàn)泥質(zhì)含量較高的礫緣縫，扇三角洲平原與扇三角洲前緣的主河道的礫緣縫泥質(zhì)含量有所減少［7］。主河道微相是五八區(qū)儲(chǔ)集性能較好的儲(chǔ)集微相，物性和含油性好，單層厚度不大，厚度較大的主河道一般是由多期河道疊置形成的。

2.2 火山巖儲(chǔ)集體

火山巖相主要有噴溢相、爆發(fā)相和再搬運(yùn)火山碎屑巖相。噴溢相的巖性有安山巖、流紋巖、玄武巖等熔巖，可分為上部亞相和下部亞相。上部亞相發(fā)育氣孔，氣孔為熔巖冷凝而在內(nèi)部形成的孔隙，不具連通性，儲(chǔ)集性能較差；上部亞相多發(fā)育裂縫，滲透性能強(qiáng)，儲(chǔ)集物性好。爆發(fā)相主要為凝灰?guī)r，包括熱基浪亞相和熱碎屑流亞相。熱基浪亞相以晶屑、玻屑凝灰?guī)r為主，相對(duì)致密；而熱碎屑流亞相多為巖屑、晶屑凝灰?guī)r，溶蝕作用形成的孔隙發(fā)育，作為良好的油氣儲(chǔ)集體。再搬運(yùn)火山碎屑巖相以沉火山角礫巖和沉凝灰?guī)r為主，顆粒較粗，凝灰質(zhì)含量高，溶蝕作用形成的孔隙發(fā)育，儲(chǔ)集性能較好。

3 儲(chǔ)層非均質(zhì)性

3.1 沉積非均質(zhì)性

由沃爾索相律可知，相在平面上相鄰，在垂向上疊覆［8］，沉積非均質(zhì)性主要表現(xiàn)在垂向上非均質(zhì)性和平面上非均質(zhì)性。沖積扇相對(duì)扇三角洲更靠近物源位置，沖積扇沉積物相對(duì)扇三角洲的沉積物粒度粗。而在同一沉積相中不同的亞相或微相，沉積物的顆粒大小、沉積厚度也存在差異。如沖積扇的扇根→扇中→扇端，垂向上顆粒由粗變細(xì)，在平面上儲(chǔ)層厚度逐漸變薄、顆粒也由礫巖向砂礫巖向砂巖變化，同時(shí)儲(chǔ)集體的物性也由好逐漸變差［9－10］。在火山巖、再搬運(yùn)火山碎屑巖相中同樣如此。

3.2 成巖非均質(zhì)性

研究區(qū)壓實(shí)作用強(qiáng)烈，隨著壓實(shí)程度的增強(qiáng)，顆粒由初始沉積時(shí)的點(diǎn)接觸變化為線接觸、凹凸接觸（見(jiàn)圖1）。壓實(shí)作用使塑性顆粒及雜基條帶彎曲變形，個(gè)別顆粒破碎。壓實(shí)作用使碎屑顆粒之間的接觸由點(diǎn)接觸到線接觸，再到凹凸接觸，而且由此損失的孔隙度不可逆轉(zhuǎn)。因此，壓實(shí)作用是導(dǎo)致五八區(qū)低孔低滲的主要原因之一。

研究區(qū)的膠結(jié)作用較嚴(yán)重，且膠結(jié)物成分種類較多，如碳酸鹽、硅質(zhì)、黏土礦物、沸石類、鈉長(zhǎng)石、石膏、黃鐵礦和磷灰石等。如研究區(qū)砂巖中綠泥石多以孔隙充填式呈葉片狀生長(zhǎng)并進(jìn)入孔喉空間（見(jiàn)圖2），封閉微孔隙或喉道，使得儲(chǔ)集空間減少，造成滲透率下降。砂礫巖孔隙中普遍分布硅質(zhì)膠結(jié)物，其中石英顆粒產(chǎn)生次生加大 （見(jiàn)圖3），進(jìn)而充填儲(chǔ)層的粒間孔隙，降低儲(chǔ)層的孔隙度，增強(qiáng)了儲(chǔ)層的非均質(zhì)性［11］。

溶蝕作用是改善研究區(qū)儲(chǔ)層物性的重要作用之一，研究區(qū)的被溶蝕礦物主要有方沸石 （見(jiàn)圖4）、長(zhǎng)石、濁沸石、方解石和片沸石等。溶蝕作用使儲(chǔ)集體增加了孔縫數(shù)量，改善了原始孔縫形態(tài)，為油氣聚集提供了空間，為形成大油氣田提供條件。

圖1 T85722井，2630.13 m，P2 w，線接觸

圖2 克301井，3852.98 m，P1j，葉片狀綠泥石

圖3 J W27井，3085.2 m，P2 w，石英次生加大

圖4 481井，2639.4 m，P1j，方沸石粒內(nèi)溶孔

3.3 孔縫非均質(zhì)性

通過(guò)巖心觀察、薄片觀察、掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)二疊系孔隙類型按成因可分為2大類，即原生孔隙和次生孔隙，同樣裂縫也分為原生裂縫和次生裂縫［11－12］。

碎屑巖儲(chǔ)層中，原生粒間孔隙、次生粒內(nèi)溶孔以及微裂縫的含量較高 （見(jiàn)圖5），是其主要的儲(chǔ)集空間。這些孔縫主要發(fā)育在主河道、主槽、辮流線、辮狀河道、水下分流河道的砂礫巖和砂巖中；火山巖儲(chǔ)層中，次生溶孔為凝灰?guī)r及沉火山角礫巖的主要儲(chǔ)集空間，主要發(fā)育在熱碎屑流亞相和再搬運(yùn)火山碎屑巖亞相中。而在安山巖、流紋巖等熔巖儲(chǔ)層中，裂縫則是其最重要的儲(chǔ)集類型，裂縫主要發(fā)育在噴溢相的下部亞相?？紫逗土芽p的發(fā)育導(dǎo)致儲(chǔ)層在平面上和垂向上出現(xiàn)了非均質(zhì)性，裂縫發(fā)育帶和孔隙發(fā)育帶的物性相對(duì)較好，為形成巖性圈閉油氣藏提供了條件。

若儲(chǔ)層的均質(zhì)性強(qiáng)，導(dǎo)致油氣運(yùn)移暢通，則容易在構(gòu)造高部位形成大的油氣聚集區(qū)［15］。五八區(qū)儲(chǔ)層的非均質(zhì)性特征，一方面使得五八區(qū)儲(chǔ)集空間廣泛分布，且多為低孔低滲儲(chǔ)層，為油氣大范圍分布提供條件；另一方面，儲(chǔ)層非均質(zhì)性使得五八區(qū)存在溶蝕發(fā)育區(qū)和裂縫發(fā)育帶，為形成大的油氣聚集區(qū)提供空間。

圖5 五八區(qū)碎屑巖孔縫含量柱狀圖

4 五八區(qū)成藏條件

五八區(qū)二疊系共存在2套烴源巖，一套為P1j的烴源巖，另一套為P1f的烴源巖。

P1j的烴源巖發(fā)育在佳木河組三段 （P1j3），從二疊紀(jì)晚期至白堊紀(jì)持續(xù)排烴，其排烴高峰在早白堊世［16］。該套烴源巖生烴條件好，作為五八區(qū)油氣生成的重要來(lái)源。P1j烴源巖在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣有一個(gè)生烴中心，該套烴源巖的厚度從盆地中心向邊緣的 造 山 帶 不 斷 加 厚［2，19－20］。受印支運(yùn)動(dòng)的影響，P1j地層在二疊紀(jì)就已經(jīng)開始傾斜。因此在二疊紀(jì)晚期，P1j烴源巖產(chǎn)生的油氣開始廣覆式生烴，并面狀排烴。P1j的儲(chǔ)層正處在油氣運(yùn)移的通道上，并儲(chǔ)集了大量的油氣，如585井 （2834～2848 m）碎屑巖儲(chǔ)層試油，日產(chǎn)油高達(dá)13.08t，累計(jì)產(chǎn)油418.31t；克007井 （3069～3079 m，3103～3109 m）火山巖儲(chǔ)層試油，日產(chǎn)油高達(dá)50.53t，累計(jì)產(chǎn)油1945.72t。印支運(yùn)動(dòng)也使得二疊系地層產(chǎn)生了很多大的斷裂，斷裂成為油氣運(yùn)移的主要通道。如五區(qū)南斷裂，P1j生成的腐殖型原油沿五區(qū)南斷裂側(cè)向運(yùn)移，在二疊紀(jì)儲(chǔ)層中聚集成藏［17－18］。

P1f烴源巖發(fā)育在殘留海相－潟湖相環(huán)境沉積中，該套烴源巖有機(jī)質(zhì)含量高，有機(jī)碳含量多在1%以上，最高達(dá)2.75%［21］。晚二疊世至晚三疊世為P1f油氣的主要成藏期，P1f烴源巖于三疊紀(jì)末期達(dá)到生油高峰［16－17］。該套烴源巖產(chǎn)生的油氣同樣沿?cái)鄬雍筒徽厦孢\(yùn)移，油氣進(jìn)入二疊系地層中。

5 結(jié)論

五八區(qū)處在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣西部隆起帶和南東傾向的大型單斜帶上，且發(fā)育大量的斷裂，該種地質(zhì)特征為油氣運(yùn)移提供了良好的條件。研究區(qū)的巖性多樣，既有良好的油氣儲(chǔ)集巖體，同樣有泥巖、致密凝灰?guī)r以及致密熔巖作為蓋層。五八區(qū)的儲(chǔ)層范圍廣，厚度大。五八區(qū)二疊系發(fā)育沖積扇相和扇三角洲相，扇體疊覆式出現(xiàn)，砂礫巖、砂巖儲(chǔ)層厚度大，面積廣泛?；鹕綆r儲(chǔ)層厚度較大，范圍廣，靠近斷裂帶，溶蝕孔隙和裂縫發(fā)育，為大油氣聚集區(qū)的形成提供了空間。

從整體上看，五八區(qū)儲(chǔ)層的物性中等，非均質(zhì)性強(qiáng)。但是2套烴源巖為二疊系儲(chǔ)層提供了足夠的油氣，正是因?yàn)閮?chǔ)層的非均質(zhì)性特征使得五八區(qū)儲(chǔ)層中都儲(chǔ)集有油氣。同時(shí)，五八區(qū)的砂礫巖儲(chǔ)集體富集區(qū)、溶蝕孔隙發(fā)育區(qū)、裂縫發(fā)育帶都為油氣的儲(chǔ)集提供了充足的空間，易于形成大油氣聚集區(qū)。五八區(qū)油層廣泛發(fā)育，即有小的油氣帶又有大的油氣聚集區(qū)，屬于整體含油，具有較高的開發(fā)價(jià)值。

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