劉俊田，王勁松，任忠躍，張 宏，王興剛

(中油吐哈油田分公司，新疆 哈密 839009)

引 言

圖1 小草湖洼陷勘探成果

小草湖洼陷西山窯組的油氣勘探，早期僅在紅臺7井獲得低產(chǎn)氣流。研究認(rèn)為，中下侏羅統(tǒng)水西溝群煤系源巖發(fā)育，烴源巖演化程度高，生烴潛力大，油氣資源豐富，天然氣相對富集，南北向斷層是主要的油氣運(yùn)移通道，紅臺2號斷層下盤成藏條件較差(圖1中①號斷層為紅臺2號斷層)，是油氣運(yùn)移聚集成藏的“隔離帶”[1-3]。隨著勘探程度和認(rèn)識的不斷提高，認(rèn)為紅臺—大步構(gòu)造帶東段廣泛發(fā)育構(gòu)造-巖性油氣藏，擴(kuò)展勘探紅臺2號斷層下盤構(gòu)造，紅臺19井在西山窯組見到良好的油氣顯示，2011年部署的紅臺21井于西山窯組壓裂獲得日產(chǎn)油11.79 m3/d，隨后鉆探紅臺23井、紅臺2301井相繼取得成功。筆者利用近幾年小草湖洼陷油氣藏勘探實踐成果，提出了紅臺—大步構(gòu)造帶油氣勘探新思路，認(rèn)為中侏羅統(tǒng)西山窯組四段沉積期，以辮狀河三角洲前緣為主，河道砂體發(fā)育，平面分布穩(wěn)定，南北向左旋走滑斷裂(圖1中②號斷層為左旋走滑斷層)，有效溝通了水西溝群煤系烴源巖，源儲配置好，鉆井常規(guī)試油產(chǎn)能低，通過大規(guī)模壓裂技術(shù)能夠形成工業(yè)產(chǎn)能。通過應(yīng)用三維地震數(shù)據(jù)體，結(jié)合鉆測井、錄井及分析測試資料，在高分辨率層序地層分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展地層、沉積、儲集層特征研究，輔以JASON的井約束稀疏脈沖反演，預(yù)測西山窯組有效砂體的平面展布，探索該區(qū)油氣成藏條件及主控因素，以期指導(dǎo)小草湖洼陷油氣藏勘探[4-7]。

1 油氣成藏特征

小草湖洼陷位于吐哈盆地吐魯番坳陷臺北凹陷東部，勘探面積為2 200 km2，洼陷內(nèi)包括疙瘩臺構(gòu)造帶和紅臺—大步構(gòu)造帶2個二級構(gòu)造帶，開展油氣勘探以來，取得了一系列的勘探成果，在侏羅系七克臺組、三間房組、西山窯組及三工河組取得油氣勘探突破，其中七克臺組、三間房組是該區(qū)侏羅系的主要產(chǎn)層和勘探目的層，早期的油氣勘探主要集中在疙瘩臺構(gòu)造帶和紅臺—大步構(gòu)造帶西段，發(fā)現(xiàn)了紅臺2號、疙瘩臺氣田以及草南、紅臺1號等多個含油氣構(gòu)造，油氣藏類型多種多樣，以構(gòu)造油氣藏、巖性油氣藏以及構(gòu)造-巖性油氣藏為主，屬于典型的復(fù)式油氣聚集帶[1]。

1.1 斷裂特征

紅臺—大步構(gòu)造帶斷層的展布受北部山前帶大型擠壓斷裂的影響，表現(xiàn)為分期性、分段性和平面上分組性的特點，主要發(fā)育中晚燕山期和喜山期2期，喜山期斷層切割中晚燕山期斷層，呈北東東向和南北向展布，以北東向為主，具有“成排成帶”分布的特征。

(1)北東東向斷層。該組斷層為研究區(qū)主要斷層，主要分布在洼陷的南部和北部，垂直斷距大、平面延伸距離長，多為基底卷入型和蓋層滑脫型逆斷層，控制著構(gòu)造帶的展布，如紅臺2號斷層、紅臺1號斷層，形成于燕山期，喜山期進(jìn)一步活動，以北傾為主，上陡下緩，對該區(qū)圈閉的形成演化起重要的控制作用，同時也成為油氣的遮擋斷層。

(2)南北向斷層。該組斷層以平移斷層為主，斷層兩盤垂直位移小，水平位移明顯，斷層傾角陡是其主要的特點，延伸長、切割(層位)深，有效地溝通了水西溝群煤系烴源巖，形成了油氣縱向、橫向運(yùn)移的通道，是該區(qū)主要的氣源斷層，控制著氣藏的分布范圍，如紅臺1號西斷層。

1.2 層序地層特征

紅臺—大步構(gòu)造帶地層發(fā)育齊全，侏羅系為該區(qū)主要的含油氣層系，巖性表現(xiàn)為“泥包砂”的特點。選取該區(qū)34口探井，依據(jù)三維地震數(shù)據(jù)體、鉆測井、錄井資料，開展高分辨層序地層學(xué)研究劃分，認(rèn)為西山窯組可劃分為4段，目的層西山窯組四段巖性以中細(xì)砂巖為主，測井曲線上具有高自然伽馬、高電阻率的特征(圖2)，表現(xiàn)為辮狀河三角洲前緣的沉積特點[8]，地震剖面顯示為下伏地層削截現(xiàn)象明顯，由北向南依次上超。

1.3 沉積地質(zhì)特征

西山窯組沉積期，小草湖洼陷主體以辮狀河三角洲及湖相沉積為主，其中一、二段為辮狀河三角洲平原沉積及濱湖相沉積，以分流河道砂體為主，煤系地層發(fā)育，是該區(qū)主要的烴源巖;三、四段為辮狀河三角洲前緣及濱淺湖相沉積，以水下分流河道、河口壩、遠(yuǎn)砂壩砂體為主。沉積體系受控于南、北2套物源，洼陷主體表現(xiàn)為以南物源為主的辮狀河三角洲沉積體系，地震剖面上表現(xiàn)為較連續(xù)反射結(jié)構(gòu)，由南向北，內(nèi)部反射同向軸增加，反映了沉積速度的側(cè)向變化以及地層逐漸加厚的特點;而紅臺1號—大步地區(qū)以北物源為主的沖積扇、扇三角洲沉積體系，地震剖面上表現(xiàn)為雜亂前積結(jié)構(gòu)，反射連續(xù)性低，反映了一種以砂、礫為主的高能環(huán)境沉積物快速沉積的特征(圖3)。

1.4 儲集層特征

10口井436個樣品統(tǒng)計結(jié)果表明，該區(qū)西山窯組四段儲集層砂巖類型以巖屑砂巖及長石巖屑砂巖為主，孔隙度為6.21% ～10.80%，滲透率普遍小于1×10-3μm2，屬于低孔、特低滲儲集層。根據(jù)巖心鑄體薄片及掃描電鏡圖像觀察，儲集空間類型以粒間孔和粒內(nèi)溶蝕孔為主，其次可見構(gòu)造縫等(表1，圖4)，總之，隨著埋藏深度的增加，儲集層非均質(zhì)性增強(qiáng)，物性呈下降的趨勢，平面上南部優(yōu)于北部，西部優(yōu)于東部。

圖2 紅臺—大步構(gòu)造帶西山窯組四段南北向砂層對比

圖3 紅臺—大步構(gòu)造帶南北向地震剖面

1.5 儲集層預(yù)測及砂體平面展布特征

近十幾年來，以地震反演為核心的儲集層預(yù)測技術(shù)有了長足的發(fā)展，已被廣泛應(yīng)用于石油勘探和開發(fā)的各個階段，特別在近幾年的巖性地層油氣藏勘探中，儲集層預(yù)測技術(shù)逐漸成為核心技術(shù)之一[9-11]。本次地震儲集層反演應(yīng)用以地震為主、測井約束為輔的思路，使用JASON的井約束稀疏脈沖反演(CSSI)方法，通過測井資料豐富的高頻信息和完整的低頻成分補(bǔ)充地震帶寬有限的不足，用已知地質(zhì)信息和測井資料作為約束條件，推算出高分辨率的地層波阻抗資料，從而為精細(xì)描述儲集層砂體的平面展布提供依據(jù)[12-14]。

表1 紅臺—大步構(gòu)造帶西山窯組四段儲層物性統(tǒng)計

圖4 紅臺—大步構(gòu)造帶西山窯組四段巖性鏡下照片

圖5 小草湖洼陷西山窯組四段均方根振幅屬性

選取紅臺7井西山窯四段2 934～2 990 m氣層段開展儲集層反演，利用對該區(qū)含油氣層段儲集層特征敏感的均方根振幅屬性對解釋模型進(jìn)行平面控制，通過井點、剖面、平面聯(lián)合控制，保證反演效果的真實可靠。結(jié)果表明(圖5)，西山窯組四段沉積時期發(fā)育辮狀河三角洲，物源來自東南部，主河道在紅臺13—紅臺12—紅臺7一線，南厚北薄，砂體厚度為14～36 m，空間上變化明顯;東北部紅臺9井地區(qū)明顯發(fā)育北物源的沉積，屬性特征與南物源屬性特征明顯不同，屬于沖積扇和扇三角洲沉積，在預(yù)測有利儲集層范圍內(nèi)，鉆探的紅臺21井，西山窯組四段壓裂獲得日產(chǎn)11.79 m3/d的工業(yè)油流，紅臺23井通過壓裂獲得日產(chǎn)5 448 m3/d的低產(chǎn)氣流，反演效果與實鉆吻合，再一次證明了西山窯組油氣藏具有良好的勘探前景。

2 油氣成藏主控因素

勘探表明，紅臺—大步構(gòu)造帶緊鄰生油洼陷，處于油氣運(yùn)移的有利指向區(qū)。切割至深部烴源巖的斷裂為油氣運(yùn)移提供了良好的通道，晚燕山期成熟烴源巖生成的油氣，向上運(yùn)移，在侏羅系形成了具有一定規(guī)模的油氣藏。綜合分析認(rèn)為，紅臺—大步構(gòu)造帶油氣藏類型屬于構(gòu)造背景上的巖性油氣藏，構(gòu)造、巖性、斷層三重因素相互制約，共同決定了氣藏的范圍。

(1)良好的構(gòu)造條件是油氣成藏的重要因素，鼻隆區(qū)脊部油氣富集程度高，含油層系多，產(chǎn)量高。

圈閉是油氣藏得以存在的物質(zhì)基礎(chǔ)，紅臺—大步構(gòu)造帶經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動，形成多類型圈閉，不同類型的圈閉對油氣的捕獲能力存在相當(dāng)大的差異。鼻隆區(qū)脊部油氣富集程度高，而側(cè)翼相對較低，鼻隆高部位含氣層系多，儲集層物性好，單井產(chǎn)量高。如紅臺1號背斜、紅臺2號斷背斜分別受控于紅臺1、2號斷裂，紅臺1號圈閉形態(tài)好，但由于燕山期沉積時期，構(gòu)造抬升致上覆地層剝蝕嚴(yán)重，雖然紅臺1井見到了良好的油氣顯示，但由于油藏遭受后期破壞而未能成藏，紅臺2號構(gòu)造位于紅臺鼻隆帶，處于油氣運(yùn)移路徑上，保存條件好，后期構(gòu)造運(yùn)動波及小，從而使油氣聚集成藏。

(2)東南物源辮狀河三角洲水下分流河道控制著儲集層砂體的平面分布，南北兩大物源體系決定了不同區(qū)塊的勘探潛力。

研究表明，疙瘩臺和紅臺—大步構(gòu)造帶中侏羅統(tǒng)主要受南北兩大物源體系控制，北部主要發(fā)育北物源沖積扇、扇三角洲沉積體系，儲集層巖性以砂礫巖為主，縱向上與泥巖互層，表現(xiàn)為泥包砂的沉積特征，地震波組特征表現(xiàn)為雜亂反射，儲集層滲透性差，油氣顯示較差，如大步2井，僅在西山窯組見到了1 m的油氣顯示，而以南物源控制的紅臺7—紅臺21—紅臺23—紅臺10一線，廣泛發(fā)育辨狀河水下分流河道沉積，有效儲集層縱向上互相疊置。鉆探結(jié)果表明，中下侏羅統(tǒng)油氣顯示豐富，試油壓裂后基本能夠達(dá)到工業(yè)油氣流。

(3)晚燕山及早喜山期古構(gòu)造控制油氣的運(yùn)移、聚集，南北向走滑斷層是主要的油源斷裂。

紅臺—大步構(gòu)造帶經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動的影響，晚燕山—喜山運(yùn)動對侏羅系的影響明顯，形成了2種類型的斷裂:蓋層滑脫型(紅臺1號斷層、紅臺2號斷層)和走滑斷層型(紅臺1號西斷層)，它們共同構(gòu)成了小草湖洼陷獨(dú)特的斷裂系統(tǒng)。在儲集層物性較差的條件下，斷裂是油氣運(yùn)移的主要通道，垂向運(yùn)移的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于油氣發(fā)生側(cè)向運(yùn)移，不同類型和成因的斷裂對油氣的疏導(dǎo)能力差異較大。

西山窯組沉積晚期和三間房組沉積時期，小草湖洼陷古構(gòu)造開始發(fā)育，形成東南高、西北低整體呈北東走向的古構(gòu)造格局，古構(gòu)造走向以北東、北東東走向為主。喜山期，受博格達(dá)山向南的逆沖推覆，以及南部七克臺斷裂帶的擠壓，洼陷內(nèi)形成了一系列的左旋走滑斷層，有效溝通了西山窯組煤系源巖，導(dǎo)致油氣沿著垂向及側(cè)向運(yùn)移并聚集成藏，目前已發(fā)現(xiàn)的油氣田及含油氣構(gòu)造大都與這些古構(gòu)造及走滑斷層相關(guān)，古構(gòu)造、走滑斷層控制著構(gòu)造及巖性油氣藏的分布。

3 結(jié)論

(1)紅臺—大步構(gòu)造帶緊鄰生油洼陷，處于油氣運(yùn)移的有利指向區(qū)。南北向左旋走滑斷層為油氣運(yùn)移提供了良好的通道，在侏羅系形成了具有一定規(guī)模的油氣藏，油氣藏類型以構(gòu)造-巖性油氣藏為主。

(2)油氣成藏受控于構(gòu)造、巖性、斷層三重因素，鼻隆區(qū)脊部油氣富集程度高，東南物源辮狀河三角洲水下分流河道控制著儲集層砂體的平面分布，晚燕山及早喜山期古構(gòu)造控制油氣的運(yùn)移、聚集、形成及規(guī)模。

(3)紅臺2號斷層下盤油氣成藏條件優(yōu)越，紅臺—大步構(gòu)造帶東段剩余圈閉多，油氣運(yùn)聚系統(tǒng)良好，儲集層砂體發(fā)育，是下一步該區(qū)油氣勘探的主要方向。

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