李思辰，劉俊田，卿 忠，梁 輝，賈國強(qiáng)，何燕清

(1.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430100；2.中國石油吐哈油田分公司勘探開發(fā)研究院)

魯克沁構(gòu)造帶二疊系稠油油藏特征與主控因素

李思辰1，劉俊田2，卿 忠2，梁 輝2，賈國強(qiáng)2，何燕清2

(1.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430100；2.中國石油吐哈油田分公司勘探開發(fā)研究院)

魯克沁構(gòu)造帶二疊系梧桐溝組稠油油藏的勘探突破，證實(shí)了該區(qū)為多層系油氣富集帶，勘探層系的重點(diǎn)由三疊系克拉瑪依組向二疊系拓展，油氣藏類型由構(gòu)造型向巖性-地層油氣藏轉(zhuǎn)變。研究表明，梧桐溝組稠油油藏為斜坡背景上的巖性-地層油藏，局部受斷塊控制，主力含油層為Ⅰ砂層組和Ⅲ砂層組，油氣成藏受控于低凸起和扇三角洲沉積體系，印支期古凸起控制著油氣的運(yùn)移方向，切割至深部烴源巖的深大斷層為油氣運(yùn)移提供了良好的通道，扇三角洲沉積體系的分布范圍控制了油藏的規(guī)模。圍繞魯西、庫木低凸起尋找大型扇三角洲砂體，是下一步勘探的主要方向。

魯克沁構(gòu)造帶；成藏特征；主控因素；巖性油氣藏；二疊系

1 油藏概況

魯克沁構(gòu)造帶稠油油藏位于吐哈盆地吐魯番坳陷的中南部、火焰山構(gòu)造帶中段的南側(cè)，勘探面積760 km2，資源量約5.2×108t。該油藏是在吐哈盆地發(fā)現(xiàn)的惟一稠油油藏, 也是在該盆地發(fā)現(xiàn)的前侏羅紀(jì)地層油氣的最大規(guī)模聚集。早期的勘探主要以三疊系克拉瑪依組稠油油藏為主，稠油三級儲量近億噸，油藏類型主要為斷塊控制的構(gòu)造油藏[1-3]。隨著勘探程度的深入和認(rèn)識的不斷提高，認(rèn)為該構(gòu)造帶北部和東部在二疊系廣泛發(fā)育巖性-地層油氣藏，2012年吐玉克地區(qū)北部部署的玉北1井于梧桐溝組摻稀氣舉求產(chǎn)獲得油43.12 m3/d，隨后鉆探的玉北101井、玉北6井相繼取得成功，發(fā)現(xiàn)了玉北扇三角洲大型巖性-地層油氣藏；2013年英也爾地區(qū)北部部署鉆探英15井于梧桐溝組壓裂后摻稀求產(chǎn)獲得油11.2 m3/d，扭轉(zhuǎn)了英也爾地區(qū)二疊系油氣勘探停滯不前的局面，發(fā)現(xiàn)了英也爾扇三角洲大型巖性-地層油氣藏。通過總結(jié)前人的認(rèn)識和近幾年的勘探實(shí)踐成果[4-6]， 分析認(rèn)為，魯克沁地區(qū)二疊系梧桐溝組稠油油藏受古凸起和基底深大斷層的控制，發(fā)育梧桐溝組(P3w)兩個扇三角洲沉積體系，表現(xiàn)為斷層控油源、古凸起控運(yùn)移、扇體控規(guī)模的特點(diǎn)。

本文綜合應(yīng)用三維地震數(shù)據(jù)體、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，開展地層、沉積、儲集層特征研究，預(yù)測梧桐溝組有效儲集層的平面展布，探索該區(qū)油氣成藏條件及主控因素,以期指導(dǎo)該區(qū)稠油油藏的勘探。

2 油氣成藏特征

吐哈盆地吐魯番坳陷前侏羅系有效勘探面積3.1×104km2，勘探程度低，資源潛力大，開展油氣勘探以來，工業(yè)油氣流區(qū)塊主要集中分布在魯克沁稠油富集帶，發(fā)育3套含油層系(二疊系、三疊系、侏羅系)，其中三疊系克拉瑪依組、二疊系梧桐溝組為主力含油層，侏羅系油層零星分布。魯克沁構(gòu)造帶平面上可分為中西區(qū)、東區(qū)、北一區(qū)、北二區(qū)(圖1)，其中中西區(qū)油氣勘探主要以三疊系稠油油藏為主，是早期勘探的主要目的層系；東區(qū)英也爾區(qū)塊以二疊系稠油油藏為主，受研究思路和試采工藝所限，勘探一直未取得重大突破。2012年通過系統(tǒng)開展地層、沉積特征研究，同時加強(qiáng)試采工藝攻關(guān)，發(fā)現(xiàn)了北一區(qū)、北二區(qū)二疊系梧桐溝組大型稠油油藏。該區(qū)油氣藏類型多種多樣，三疊系屬于斷塊油氣藏[7]，二疊系以巖性-地層油氣藏為主，屬于典型的復(fù)式油氣聚集帶。

2.1 斷裂特征

二疊系地層沉積時期，魯克沁構(gòu)造帶表現(xiàn)為斷陷式湖盆[8]，西南部為魯西低凸起，東南部為庫木低凸起，受魯西低凸起影響，魯克沁洼陷西部地層表現(xiàn)為向洼陷緩慢加厚的沉積特點(diǎn)，東部則受控于北東-南西走向的基底張性斷裂，地層表現(xiàn)為向洼陷快速加厚的沉積特點(diǎn)，平面上表現(xiàn)為西超東斷的“V”字形古構(gòu)造格局。

圖1 魯克沁地區(qū)梧桐溝組勘探成果

該區(qū)斷層發(fā)育構(gòu)造帶主體部位斷層縱橫交錯，主要發(fā)育NW和NE向兩組，NW走向的斷裂控制著構(gòu)造帶的走向，NE走向斷層切割構(gòu)造帶，形成具有“網(wǎng)格”狀的構(gòu)造格架。NW走向斷層斷距較大，形成時間早于NE走向斷層的形成時間。研究發(fā)現(xiàn)，北一區(qū)和中西區(qū)的分界斷層斷距150～280 m，延伸長度大于10 km，是該區(qū)二疊系主要的油源斷層，斷層以北發(fā)育梧一段油層，而斷層以南的中西區(qū)則不發(fā)育該段油層?？傊琋W向斷層控制著油氣的運(yùn)移和儲集層的發(fā)育與分布，二級斷裂控制著構(gòu)造局部構(gòu)造格架。

2.2 層序地層特征

依據(jù)鉆測井、錄井資料，開展高分辨層序地層學(xué)研究劃分[9-10]，認(rèn)為該區(qū)二疊系梧桐溝組從上到下劃分為三個砂層組，梧桐溝Ⅰ砂層組(W1段)、梧桐溝II砂層組(W2段)、梧桐溝Ⅲ砂層組(W3段)。Ⅰ砂層組頂部發(fā)育一套穩(wěn)定的紫紅色泥巖，中下部巖性為紫紅色泥巖、砂礫巖互層；II砂層組巖性為灰色泥巖、灰色砂礫巖互層；Ⅲ砂層組頂部以灰色泥巖為主，中間夾褐色細(xì)砂巖、砂礫巖，底部為灰色細(xì)砂巖和大套砂礫巖層。平面上，Ⅰ砂層組分布范圍小，北一區(qū)廣泛分布，在英也爾區(qū)塊，該砂層組因削蝕而范圍相對較小。目前勘探的主要目的層主要集中在Ⅰ砂層組、Ⅲ砂層組。W1段頂部，巖性從棕色或者紫紅色泥巖與上覆三疊系克拉瑪依組雜色砂礫巖，測井曲線上表現(xiàn)為低電阻向中高電阻跳躍式變化，具有高自然伽馬、高電阻率的特征；W2段頂部，發(fā)育一套湖泛沉積形成的低伽馬泥巖，厚度2～6 m，分布穩(wěn)定；W3段頂部以一套雜色砂礫巖與上覆灰色泥巖相接。

2.3 沉積地質(zhì)特征

二疊系梧桐溝組沉積物源主要來自于東南部庫木低凸起和西南部的魯西低凸起，自下而上發(fā)育沖積扇、扇三角洲、水下扇及湖泊四種沉積相類型，縱向上表現(xiàn)為早期陡坡斷陷湖盆沉積向后期緩坡坳陷沉積的演化(圖2)。

W3段沉積早期，該區(qū)處于斷陷湖盆沉降期，近物源快速沉積，巖性以厚層雜色砂礫巖為主，粒度粗，中間夾薄層灰色泥巖，表現(xiàn)為沖積扇、水下扇的沉積特點(diǎn)；W3段沉積后期，中西區(qū)和北一區(qū)由于早期水下扇沉積物的充填作用，使得湖水變淺、古地形坡度變緩，后期的沉積物有一定距離的搬運(yùn)，形成了一套儲集物性相對較好的砂礫巖；北二區(qū)則形成了一套扇三角洲前緣水下分流河道沉積的細(xì)砂巖，砂巖的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高，儲集物性好，是該區(qū)主力油層組。鉆井揭示，W3段單井砂層累計厚度為2.0～36.0 m，一般為12 m左右。

圖2 魯克沁地區(qū)二疊系梧桐溝組W1、W3段沉積相平面分布

W2段沉積時期，古地形繼續(xù)變緩，湖盆深度變小，在季節(jié)性洪水的作用下，該區(qū)形成了一套沖積扇沉積，巖性以中厚層灰色砂礫巖和紫紅色泥巖、灰色泥巖互層，物性差，目前該段鉆井普遍見到油氣顯示，但一直未取得突破。

W1段沉積時期，古地形進(jìn)一步變緩、湖盆深度小，水深相對淺，湖水面積大，北一區(qū)和中西區(qū)和東區(qū)沉積了一套扇三角洲前緣水下分流河道砂，是該區(qū)主要油層組，而在北二區(qū)則以前扇三角洲沉積為主，砂體不發(fā)育。

2.4 儲集層物性特征

統(tǒng)計10口井277個樣品結(jié)果表明，該區(qū)梧桐溝組儲集層巖性類型以砂礫巖、細(xì)砂巖為主，其中玉北區(qū)塊W1段巖性主要為細(xì)砂巖、砂礫巖，孔隙度介于8.94%～11.47%，W3段巖性主要為砂礫巖，孔隙度介于8.72%～12.49%，滲透率普遍小于1×10-3μm2，屬于低孔、特低滲儲集層。英也爾區(qū)塊W3段巖性相對較細(xì)，以細(xì)砂巖為主，孔隙度介于12.97%～29.97%，滲透率大多數(shù)大于100×10-3μm2，屬于中高孔中高滲儲集層(表1)，從平面上看，W3段儲集層物性表現(xiàn)為英也爾區(qū)塊優(yōu)于南部玉北區(qū)塊。

2.5 油藏特征

表1 魯克沁地區(qū)梧桐溝組儲集層物性統(tǒng)計

二疊系梧桐溝組油藏類型屬于受魯西低凸起和庫木低凸起控制的巖性-地層油藏，西部主要受三個北西向斷層的控制(火焰山北界斷層、玉北斷層、魯克沁南界斷層)，表現(xiàn)為斜坡或斷鼻背景上的油氣藏特征；而東部則受基底斷裂的影響，表現(xiàn)為單斜背景上的油氣藏特征。受英也爾斷裂的影響，含油層系平面上具有分異性，中西區(qū)和北一區(qū)主力含油層段為W1、W3段，而北二區(qū)、東區(qū)含油層段主要為W3段，其中，北一區(qū)W1段油層厚度2～36 m，埋深3 597～3 916 m，原油密度為0.878～0.917 g/cm3，50℃下原油黏度為61.72～427.3 mPa·s；北一區(qū)W3段油層厚度為6～50 m，埋深為3 626～4 014 m，原油密度為0.878～0.917 g/cm3，50 ℃下原油黏度為94.73～9 705 mPa·s；北二區(qū)W3段油層厚度為5～15 m，埋深為3 295～3 698 m，原油密度為0.925～0.942 g/cm3，50 ℃下原油黏度為103～10 980 mPa·s。

3 油氣成藏主控因素

勘探表明，魯克沁構(gòu)造帶油氣主要來源于臺北凹陷二疊系桃東溝群，早燕山期處于低-中等成熟階段的烴源巖生成的油氣[11-12]沿著斷層、構(gòu)造脊線運(yùn)移，在梧桐溝組形成了具有一定規(guī)模的油氣藏。綜合分析認(rèn)為，該層系油氣成藏受控于魯西、庫木低凸起和扇三角洲沉積體系，印支期古凸起控制著油氣的運(yùn)移方向，切割至深部烴源巖的深大斷層為油氣運(yùn)移提供了良好的通道，扇三角洲沉積體系的分布范圍控制了油藏的規(guī)模。

(1)印支期形成的古凸起是油氣運(yùn)移的優(yōu)勢路徑，沿著古凸起脊部油氣富集程度高，含油層系多，產(chǎn)量高。研究表明，吐哈盆地臺北凹陷二疊系為斷洼式構(gòu)造格局，總體表現(xiàn)為北深南淺，向南為寬緩的緩坡區(qū)，發(fā)育多個鼻狀凸起，其中位于庫木鼻狀凸起上的英也爾基底斷裂控制形成了魯克沁洼陷，受印支期構(gòu)造運(yùn)動的影響，魯克沁洼陷完全回返形成庫木低凸起的主體，且具有向北傾伏的鼻狀構(gòu)造形態(tài)，魯克沁構(gòu)造帶屬于受英也爾斷裂控制的鼻狀構(gòu)造，源于臺北凹陷的油氣沿著鼻狀凸起運(yùn)移，在古凸起脊部眾多的巖性圈閉中聚集成藏。鼻凸高部位含油層系多，儲集層物性好，單井產(chǎn)量高，鉆探的玉北1井、玉北6、英11、英15等井均獲得工業(yè)油氣流，而側(cè)翼相對較低，鉆探的玉北5、英17等井，均未見到油氣顯示而失利。

(2)圍繞魯西、庫木低凸起兩個物源區(qū)形成的扇三角洲前緣水下分流河道控制著儲集層砂體的平面分布，也決定了玉北、英也爾區(qū)塊不同的勘探潛力。研究表明，魯克沁構(gòu)造帶二疊系梧桐溝組主要受魯西、庫木低凸起兩大物源體系控制(圖3)，玉北區(qū)塊的物源來自于魯西低凸起，由于在沉積時期，地形坡度平緩，主要發(fā)育扇三角洲沉積體系，近物源，水下分流河道砂體發(fā)育，儲集層巖性以砂礫巖為主，儲集層巖性的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高，儲集層物性相對較好。在北一區(qū)沿古凸起脊部鉆探的玉北1、玉北6均獲得工業(yè)油流；英也爾區(qū)塊的物源來自于庫木低凸起，沉積時期，受東北-西南走向基底斷裂的影響，沿著深大斷裂，發(fā)育了眾多沖積扇及水下扇沉積，表現(xiàn)出單斷快速沉積的特點(diǎn)，巖性相對較粗，儲集層巖性成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度低，儲集層物性相對較差。東區(qū)勘探因二疊系梧桐溝組儲集層物性差而未取得大的突破，2013年北一區(qū)取得突破后，順油路、找砂體，探索北二區(qū)，尋找有效儲集層，已成為該區(qū)取得突破的關(guān)鍵。研究證實(shí)，在近源快速沉積的沖積扇、水下扇砂礫巖以后，由于湖盆坡度變緩，水體范圍擴(kuò)大，該區(qū)塊扇三角洲前緣水下分流河道砂體發(fā)育，巖石的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高，鉆探英15、英1106等井均取得成功。

圖3 魯克沁地區(qū)白堊紀(jì)沉積前東西向地震剖面

(3)切割至深部烴源巖的基底深大斷層為油氣縱向運(yùn)移提供了良好的通道，是主要的油源斷層。魯克沁構(gòu)造帶二疊系沉積時期，構(gòu)造運(yùn)動相對弱，斷裂、斷層較少，主要發(fā)育北西-南東走向英也爾基底深大斷裂，以及伴生的三條走向相同的斷層，印支期構(gòu)造運(yùn)動對該構(gòu)造帶的構(gòu)造格局影響明顯，使湖盆由斷陷轉(zhuǎn)化為坳陷型，同時形成了眾多的北東走向的斷層，它們共同構(gòu)成了該構(gòu)造帶獨(dú)特的斷裂系統(tǒng)。在儲集層物性較差的條件下，斷層是油氣運(yùn)移的主要通道，垂向運(yùn)移的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于油氣側(cè)向運(yùn)移，不同類型和成因的斷層對油氣的疏導(dǎo)能力差異較大，其中基底深大斷裂有效溝通了臺北凹陷二疊系桃東溝群有效烴源巖，油氣沿著斷層向上運(yùn)移后，再沿著鼻狀凸起脊部持續(xù)運(yùn)移[13-14]。

勘探證實(shí)，目前已發(fā)現(xiàn)的油氣田及含油氣構(gòu)造均緊鄰基底深大斷裂、斷層，如東區(qū)和北二區(qū)，緊鄰英也爾斷裂，油氣顯示活躍，鉆探的英11、英12等井都獲得成功；北一區(qū)緊鄰火焰山北界斷層、玉北斷層，油氣沿著斷層向上運(yùn)移后，側(cè)向通過巖性的疏導(dǎo)，在構(gòu)造或者巖性圈閉中聚集成藏。目前二疊系玉北和英也爾扇三角洲砂體取得突破。研究發(fā)現(xiàn)，圍繞魯西低凸起和庫木低凸起，構(gòu)造背景、油氣運(yùn)移聚集成藏特征均相似的多個扇三角洲砂體，包括玉北西部的扇三角洲砂體和英也爾北部的連23井區(qū)扇三角洲砂體是下一步區(qū)域擴(kuò)展的主要方向(圖4)。

圖4 魯克沁地區(qū)前侏羅系南北向油藏剖面

4 結(jié)論

(1)魯克沁構(gòu)造帶二疊系油藏受庫木鼻狀凸起控制明顯，基底斷層有效地溝通了臺北凹陷二疊系桃東溝群烴源巖，油氣沿著凸起脊部向南、向東運(yùn)移聚集，在梧桐溝組形成了具有一定規(guī)模的油氣藏，油氣藏類型以巖性-地層油氣藏為主。

(2)儲集層砂體受魯西、庫木低凸起物源區(qū)的影響，發(fā)育玉北和英也爾兩大扇三角洲砂體，有效儲集層主要為扇三角洲水下分流河道砂；古構(gòu)造格局影響著儲集層的發(fā)育，受西削東斷的古構(gòu)造格局的控制，玉北區(qū)塊油層主要以W1、W3段為主，英也爾區(qū)塊油層主要以W3段為主。

(3)圍繞魯西低凸起和庫木低凸起，油氣成藏條件優(yōu)越，發(fā)育多個扇三角洲砂體，玉北西部的扇三角洲砂體和英也爾北部的連23井區(qū)扇三角洲砂體是下一步的有利勘探目標(biāo)。

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編輯：吳官生

1673-8217(2015)04-0019-05

2015-03-09

李思辰，1990生，2013年畢業(yè)于長江大學(xué)，現(xiàn)為礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)在讀研究生，主要從事沉積儲層方面的研究。

國家科技重大專項(xiàng)“巖性地層油氣藏成藏規(guī)律、關(guān)鍵技術(shù)及目標(biāo)評價”(2011ZX05001-002-004)，中國石油股份公司重大科技專項(xiàng)“中小型疊合盆地石油地質(zhì)條件整體評價及勘探技術(shù)研究”(2012E-34-04)。

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