肖冬生，陳 旋，文川江，楊 碩，徐雄飛

(中國(guó)石油吐哈油田分公司，新疆 哈密 839009)

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吐哈盆地臺(tái)北凹陷勝北構(gòu)造帶油氣成藏新認(rèn)識(shí)

肖冬生，陳 旋，文川江，楊 碩，徐雄飛

(中國(guó)石油吐哈油田分公司，新疆 哈密 839009)

為尋找老區(qū)勘探新領(lǐng)域，開(kāi)展了勝北構(gòu)造帶油氣成藏特征研究。在綜合分析構(gòu)造、儲(chǔ)層、油氣分布及試油試采資料的基礎(chǔ)上，提出“勝北構(gòu)造帶喀拉扎組及以淺地層發(fā)育調(diào)整型常規(guī)油氣藏，七克臺(tái)組和三間房組發(fā)育低飽和度非常規(guī)油氣藏”的新認(rèn)識(shí)，并得出“逆沖斷裂發(fā)育段的背斜、斷背斜圈閉為喀拉扎組及以淺地層有利勘探目標(biāo)，走滑斷裂間繼承性正向構(gòu)造背景為三間房組成藏有利區(qū)帶。以水平井與大型壓裂為主導(dǎo)的儲(chǔ)層改造和保護(hù)工藝技術(shù)為該層系非常規(guī)油氣規(guī)模動(dòng)用的主要研究方向，遠(yuǎn)砂壩儲(chǔ)層精細(xì)預(yù)測(cè)是七克臺(tái)組自生自?xún)?chǔ)型巖性油藏規(guī)?？碧降年P(guān)鍵”的勘探啟示，為該區(qū)規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)指明了方向。

低飽和度油氣藏；調(diào)整型油氣藏；控藏要素；勝北構(gòu)造帶；吐哈盆地

0 引 言

勝北洼陷位于吐哈盆地臺(tái)北凹陷西部，面積約為800 km2，是臺(tái)北凹陷最大的富油氣洼陷。勝北構(gòu)造帶位于洼陷內(nèi)部，呈“洼中隆”背景，油氣成藏條件得天獨(dú)厚[1]。但截至目前，研究區(qū)僅發(fā)現(xiàn)喀拉扎及連木沁組2套層系3個(gè)小型油氣藏，這與優(yōu)越的成藏條件明顯不匹配。在綜合分析構(gòu)造演化、儲(chǔ)層展布、油氣分布及試油試采資料的基礎(chǔ)上，提出“淺層發(fā)育小型調(diào)整型常規(guī)油氣藏、深層發(fā)育大型低飽和度非常規(guī)油氣藏”的新認(rèn)識(shí)，并分析了2類(lèi)油氣藏特征及勘探啟示，為研究區(qū)規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)指明了方向。

1 地質(zhì)概況

勝北“洼中隆”為近東西向展布的低幅度背斜構(gòu)造，發(fā)育北西向逆沖斷裂和北東向走滑斷裂2種不同性質(zhì)的斷裂系統(tǒng)[2-3]。研究區(qū)發(fā)育三間房組三段、七克臺(tái)組一段、喀拉扎組二段及連木沁組4套儲(chǔ)蓋組合[4]，其中三間房組、喀拉扎組及以淺地層不具備源巖條件，油氣通過(guò)斷裂溝通下部七克臺(tái)組及水西溝群烴源巖，歷經(jīng)晚燕山、晚喜山2期成藏[5]，已發(fā)現(xiàn)的喀拉扎組及連木沁組油氣藏為依附走滑斷裂發(fā)育的斷背斜油藏。

2 淺層調(diào)整型常規(guī)油氣藏特征及勘探啟示

2.1 淺層調(diào)整型常規(guī)油氣藏特征

勝北構(gòu)造帶喀拉扎組及白堊系連木沁組發(fā)育調(diào)整型常規(guī)油氣藏，成藏過(guò)程為：近東西向展布的逆沖斷裂溝通水西溝群烴源巖，晚喜山期之前，油氣沿逆沖斷裂優(yōu)勢(shì)通道向上運(yùn)移進(jìn)入喀拉扎組和三間房組與斷裂溝通的有效儲(chǔ)層段，然后在勝北隆起背景下側(cè)向運(yùn)移、聚集成藏，晚喜山期受走滑斷裂破壞、調(diào)整，逸散油氣沿走滑斷裂進(jìn)入上覆連木沁組形成次生油氣藏。

(1) “構(gòu)造反轉(zhuǎn)、先沖后切”構(gòu)造演化過(guò)程控制調(diào)整型油藏形成。平面上，“先南高、后北高”構(gòu)造反轉(zhuǎn)為油氣在隆起背景上橫向調(diào)整提供有利成藏條件。中、晚燕山期，勝北構(gòu)造帶整體表現(xiàn)為西南高、東北低的單斜形態(tài)，T2井以南發(fā)育北西走向的低幅度隆起，勝北3號(hào)為寬緩平臺(tái)區(qū)；喜山早期，構(gòu)造背景依然西南高、北東低，但其幅度明顯變小，勝北2號(hào)構(gòu)造進(jìn)一步抬升，勝北3號(hào)構(gòu)造幅度變大，形成緩坡背景上的2排北西走向的背斜構(gòu)造；經(jīng)過(guò)喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造背景發(fā)生了反轉(zhuǎn)，由早期的西南高、東北低演化成現(xiàn)今的北東高、南西低的構(gòu)造格局?？v向上，“先逆沖、后剪切”的斷裂演化過(guò)程為調(diào)整型油藏提供油氣運(yùn)移通道。形成于燕山期的逆沖斷裂斷穿水西溝群煤系烴源巖，油氣沿逆沖斷裂運(yùn)移至三間房組及喀拉扎組圈閉聚集成藏；走滑斷裂主要形成于喜山期，與勝北隆起軸向斜交，先成油藏被走滑斷裂破壞，油氣沿走滑斷裂運(yùn)移至上覆連木沁組聚集成藏。

(2) 油氣分布特征反映調(diào)整型油藏成藏過(guò)程。平面上，喀拉扎組和三間房組油氣分布在逆沖斷裂發(fā)育段。如，勝北2、3號(hào)構(gòu)造喀拉扎組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)油氣藏，勝北1、4號(hào)構(gòu)造基本無(wú)油氣顯示(圖1)；同樣，逆沖斷裂發(fā)育段的勝北1、2、3號(hào)構(gòu)造三間房組油氣顯示豐富，而非逆沖斷裂發(fā)育段油氣顯示微弱。

圖1 勝北構(gòu)造帶喀拉扎組油氣與斷裂分布

縱向上，喀拉扎組發(fā)育多套砂體，油氣分布在下部砂體中，該層段砂體分布廣，疊置連片，平面上與逆沖斷裂疊置溝通，滿(mǎn)足油氣側(cè)向運(yùn)移條件；中、上部發(fā)育的多套砂體因未與逆沖斷裂溝通而未見(jiàn)油氣顯示。另外，在靠近南部逆沖斷裂鉆井，喀拉扎組見(jiàn)豐富油氣顯示，油氣顯示砂體層數(shù)多、跨度大，而遠(yuǎn)離逆沖斷裂方向含油氣砂層逐漸減少，且顯示層逐漸變淺，總體表現(xiàn)為油氣從南向北、從下向上的運(yùn)聚特征。

(3) 試油結(jié)果符合調(diào)整型油藏特征。位于走滑斷裂附近單斜構(gòu)造背景上的S16、S305井見(jiàn)良好油氣顯示，但試油以水為主，這種現(xiàn)象應(yīng)為勝北3號(hào)早期完整背斜油氣藏遭受走滑斷裂分割，單斜一側(cè)遭受破壞而產(chǎn)生；勝北2號(hào)走滑斷裂集中發(fā)育帶所鉆的S12、S13、S22井喀拉扎組見(jiàn)豐富油氣顯示，但試油為含氣水層、含油水層。另?yè)?jù)研究，勝北3井喀拉扎組鏡下薄片表現(xiàn)為粒間孔隙中多充填瀝青[6]，為調(diào)整型油氣藏的有力依據(jù)。

2.2 勘探啟示

勝北構(gòu)造帶喀拉扎組及白堊系連木沁組油氣藏規(guī)模小、分散，油藏類(lèi)型以背斜及斷背斜構(gòu)造型油氣藏為主，氣油界面和油水界面明顯，屬調(diào)整型常規(guī)油氣藏，但2套層系成藏過(guò)程、控藏要素不同。其中，喀拉扎組主力含油層段砂體廣泛發(fā)育，由逆沖斷裂溝通油源，走滑斷裂主要起破壞先成油氣藏的作用。因此，保存條件為成藏關(guān)鍵要素，逆沖斷裂發(fā)育段遠(yuǎn)離走滑斷裂破壞的背斜、斷背斜圈閉為該層系有利勘探目標(biāo)；白堊系連木沁組油藏由走滑斷裂破壞下伏喀拉扎組、三間房組油藏后油氣沿走滑斷裂向上調(diào)整而形成，因此，依附走滑斷裂發(fā)育的斷背斜、斷鼻、斷塊等構(gòu)造圈閉為該層系有利勘探目標(biāo)。

3 深層低飽和度非常規(guī)油氣藏特征及勘探啟示

3.1 深層低飽和度非常規(guī)油氣藏特征

(1)優(yōu)越的烴源巖條件是低飽和度油氣藏大面積成藏的物質(zhì)基礎(chǔ)。臺(tái)北凹陷水西溝群烴源巖厚度為300～700 m，總有機(jī)碳含量為2%～15%，為中等—較好烴源巖，生烴強(qiáng)度中心位于勝北洼陷，勝北構(gòu)造帶三間房組及環(huán)洼二級(jí)構(gòu)造帶已發(fā)現(xiàn)油氣均來(lái)自該套烴源巖[1，7-8]。勝北洼陷區(qū)七克臺(tái)組泥巖累計(jì)厚度為160～210 m，熱成熟度較高，勝北構(gòu)造帶七克臺(tái)組油氣即來(lái)自該套烴源巖。

(2)低幅度隆起構(gòu)造與成藏期匹配良好，控制油氣運(yùn)聚。勝北構(gòu)造帶為生烴洼陷內(nèi)部的隆起構(gòu)造，隆起背景在晚燕山期開(kāi)始形成，喜山期基本定型，構(gòu)造形成時(shí)間與晚燕山—晚喜山成藏期匹配良好，宏觀上控制油氣運(yùn)聚。勝北中侏羅統(tǒng)現(xiàn)今構(gòu)造表現(xiàn)為大型低幅度鼻狀隆起，軸線(xiàn)近東西走向，總體東高西低，隆起背景上發(fā)育勝北1、2、3號(hào)低幅度穹隆背斜，利于油氣聚集成藏。

(3)持續(xù)深埋、致密的儲(chǔ)層條件利于形成低飽和度油氣藏。勝北構(gòu)造帶七克臺(tái)組—三間房組儲(chǔ)層埋深為3 900～4 800 m，以細(xì)砂巖為主，巖石類(lèi)型以長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，儲(chǔ)層成熟度較低。儲(chǔ)集空間以溶蝕孔及微裂縫為主，少量剩余原生粒間孔，孔喉半徑多小于0.5 μm，以細(xì)微孔喉為主。儲(chǔ)層孔隙度為4.0%～10.7%，滲透率為0.05×10-3～13.95×10-3μm2，屬低孔、特低滲儲(chǔ)層，是造成含油飽和度低的主要原因。

研究區(qū)七克臺(tái)—三間房組油氣藏表現(xiàn)出以下特征：①砂體普遍見(jiàn)油氣顯示，但含油飽和度低。研究區(qū)8口井鉆遇七克臺(tái)—三間房組，80%砂層巖屑及氣測(cè)錄井見(jiàn)油氣顯示，測(cè)井解釋含油飽和度為38.0%～54.7%，以差油氣層、油氣水同層、含油氣水層、干層為主，見(jiàn)油氣層巖心分析含油飽和度為12.0%～25.0%；②試油以含油氣水層、低產(chǎn)油氣水層和干層為主，總體偏干、油氣水同出為主要特征，且常規(guī)試油無(wú)法獲得穩(wěn)定工業(yè)產(chǎn)量(表1)。對(duì)8口試油井中6口井13層進(jìn)行酸化、壓裂改造，其中5口井獲低產(chǎn)油氣流，3口井見(jiàn)少量油氣。目前酸化、壓裂改造液量小(小于500 m3)、排量低(低于4.9 m3/min)，基本以解除儲(chǔ)層污染為主，對(duì)改善儲(chǔ)層供液作用不明顯；③儲(chǔ)層物性控制著含油氣程度，儲(chǔ)層的非均質(zhì)性進(jìn)一步降低了油氣水分異程度。三間房組儲(chǔ)層由單一水下分流河道或多期河道疊置構(gòu)成，單一河道砂體內(nèi)部，下部巖性粗、物性好，則含油飽和度高，向上粒度變細(xì)、物性變差，則含油性變差；多期河道疊置而成的厚砂層內(nèi)部發(fā)育的隔夾層使油氣水縱向分異不明顯；④地層壓力高、儲(chǔ)層強(qiáng)水敏。中侏羅統(tǒng)地層壓力系數(shù)為1.21～1.52，地層壓力為47～64 MPa，屬異常高壓地層；儲(chǔ)層中黏土礦物含量為2.5%～9.7%，以高嶺石、伊利石、綠泥石和伊蒙混層為主，高嶺石和伊蒙混層相對(duì)含量平均為55.0%，儲(chǔ)層表現(xiàn)為強(qiáng)水敏特征。

表1 勝北構(gòu)造帶中侏羅統(tǒng)試油情況匯總

3.2 勘探啟示

七克臺(tái)組和三間房組均發(fā)育低飽和度油藏，但二者源儲(chǔ)配置關(guān)系、成藏過(guò)程、控藏要素及油藏類(lèi)型不同，因而2套層系勘探思路及重點(diǎn)工作不同。七克臺(tái)組發(fā)育遠(yuǎn)砂壩儲(chǔ)層，砂體橫向變化快、源儲(chǔ)共生，屬自生自?xún)?chǔ)型巖性油氣藏，儲(chǔ)層精細(xì)預(yù)測(cè)是七克臺(tái)組低飽和度油藏規(guī)?？碧降年P(guān)鍵[9-10]。三間房組油氣來(lái)自水西溝群烴源巖，逆沖斷裂溝通油源，發(fā)育下生上儲(chǔ)型油氣藏，儲(chǔ)層縱向疊置連片，背斜構(gòu)造背景控制油氣聚集，喜山期走滑斷裂主要起破壞油藏的作用，因此，逆沖斷裂發(fā)育段對(duì)應(yīng)的隆起區(qū)，遠(yuǎn)離走滑斷裂破壞、繼承性正向構(gòu)造保存條件較好，為成藏有利區(qū)帶(圖2)。以水平井與大型壓裂為主導(dǎo)的儲(chǔ)層改造和保護(hù)工藝技術(shù)為該層系低飽和度油氣藏規(guī)模動(dòng)用的主要攻關(guān)方向。

圖2 勝北構(gòu)造帶三間房組成藏有利區(qū)分布

4 結(jié) 論

(1) 喀拉扎組及以淺地層為調(diào)整型常規(guī)油氣藏，規(guī)模小、分散、逆沖及走滑斷裂控藏作用明顯，逆沖斷裂發(fā)育段對(duì)應(yīng)的隆起區(qū)斷鼻、斷背斜圈閉為有利勘探目標(biāo)。

(2) 七克臺(tái)組和三間房組發(fā)育大型低飽和度非常規(guī)油氣藏，為該區(qū)規(guī)模儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)的重要勘探領(lǐng)域。其中，走滑斷裂間繼承性正向構(gòu)造背景為三間房組成藏最有利區(qū)帶，以水平井與大型壓裂為主導(dǎo)的儲(chǔ)層改造和保護(hù)工藝技術(shù)為該層系非常規(guī)油氣規(guī)模動(dòng)用的主要研究方向，遠(yuǎn)砂壩儲(chǔ)層精細(xì)預(yù)測(cè)是七克臺(tái)組自生自?xún)?chǔ)型巖性油藏規(guī)模勘探的關(guān)鍵。

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編輯 張 雁

20151008；改回日期：20160325

“十三五”國(guó)家科技重大專(zhuān)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(píng)價(jià)”(2016ZX05001003-006)；中國(guó)石油天然氣股份公司“新疆大慶”重大科技專(zhuān)項(xiàng)“中小型疊合盆地石油地質(zhì)條件整體評(píng)價(jià)及勘探技術(shù)研究”(2012E-34-04)

肖冬生(1982-)，男，高級(jí)工程師，2005年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)石油地質(zhì)專(zhuān)業(yè)，2011年畢業(yè)于該校礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)從事地震地質(zhì)綜合研究。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.005

TE122.31

A

1006-6535(2016)03-0021-04