王辰

(長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710064)

呂古賢

長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安710064 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京100081

銀額盆地查干凹陷下白堊統(tǒng)砂礫巖體成藏特征研究

王辰

(長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710064)

呂古賢

長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安710064 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京100081

查干凹陷下白堊統(tǒng)發(fā)育多層系、多類(lèi)型的砂礫巖油藏。從淺層的構(gòu)造油藏、中深層的構(gòu)造-巖性復(fù)合油藏到深層的巖性油藏，儲(chǔ)層均是成藏重要的控制因素。研究區(qū)西南低東北高的構(gòu)造格局確定了北東向?yàn)橹饕蜌膺\(yùn)移指向，油氣運(yùn)移方式以垂向運(yùn)移為主，側(cè)向運(yùn)移為輔，垂向運(yùn)移主要與斷層有關(guān)，側(cè)向運(yùn)移與各類(lèi)型砂體有關(guān)。油氣從凹陷生烴中心向低勢(shì)區(qū)運(yùn)移，匯聚于生烴中心周邊各類(lèi)型砂礫巖圈閉中。綜合分析認(rèn)為，盆地結(jié)構(gòu)變化、源巖烴、儲(chǔ)層和輸導(dǎo)體系等分別控制了研究區(qū)的油氣運(yùn)移指向、空間分布、油氣富集程度及油藏類(lèi)型等，總體表現(xiàn)出受到多種因素的聯(lián)合控制的復(fù)雜成藏過(guò)程。

砂礫巖油藏；輸導(dǎo)體系；油氣運(yùn)移；上白堊統(tǒng)；查干凹陷

圖1 查干凹陷砂礫巖油藏平面分布圖

查干凹陷構(gòu)造上處于銀額盆地查干德勒蘇凹陷東部，是一個(gè)長(zhǎng)軸呈NE向展布的箕狀凹陷。東以狼山為界，西臨西尼凸起，面積約2000km2，基底最大埋深為6400m[1,2]，可劃分出烏力吉構(gòu)造帶、中央構(gòu)造帶、毛敦次凸、額很洼陷帶及虎勒洼陷帶共5個(gè)次級(jí)的構(gòu)造帶(圖1)。研究區(qū)自下而上主要發(fā)育下白堊統(tǒng)巴音戈壁組(K1b)、蘇紅圖組(K1s)、銀根組(K1y)，上白堊統(tǒng)烏蘭蘇海組(K2w)和新生界，缺失三疊系和侏羅系[3～5]。凹陷內(nèi)部砂礫巖發(fā)育，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)該類(lèi)砂巖的成藏特征及其制約因素認(rèn)識(shí)不清，一直阻礙著研究區(qū)的勘探進(jìn)展，也是前期勘探?jīng)]有獲得突破的主要原因之一。針對(duì)前期研究中的不足，筆者對(duì)凹陷內(nèi)上白堊統(tǒng)砂礫巖成藏特征進(jìn)行了深入分析，總結(jié)了砂礫巖成藏特點(diǎn)，期望能為該區(qū)的油氣勘探提供理論指導(dǎo)。

1 砂礫巖發(fā)育特征

查干凹陷下白堊統(tǒng)砂礫巖儲(chǔ)層類(lèi)型較多，主要有水下扇、扇三角洲、濱淺湖灘砂及河流相砂礫巖儲(chǔ)層，巖性以砂礫巖、礫狀砂巖、砂質(zhì)礫巖、不等粒砂巖為主，見(jiàn)少量細(xì)砂巖。其中，水下扇和扇三角洲砂礫巖儲(chǔ)層主要發(fā)育在K1s和K1b，河流相砂礫巖儲(chǔ)層多發(fā)育在K1y，少量發(fā)育在K1s[5，*史大海,陳清棠,李仁甫,等.查干凹陷石油地質(zhì)特征及勘探目標(biāo)優(yōu)選.濮陽(yáng):中原油田分公司,2009:8～9.]。砂礫巖儲(chǔ)層的巖石類(lèi)型主要有不等粒長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑砂巖，部分為粗粒巖屑長(zhǎng)石砂巖，顆粒以點(diǎn)-線接觸為主，總體表現(xiàn)為分選性差，分洗性差，泥質(zhì)含量高，結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度都較低的特征。

查干凹陷內(nèi)砂礫巖儲(chǔ)層厚度分布不均，其發(fā)育及分布與沉積相帶有著密切的關(guān)系。從整個(gè)凹陷儲(chǔ)層縱向發(fā)育及平面分布的特點(diǎn)看，具有“三多三小”的特征，即：沉積相帶類(lèi)型多、巖石類(lèi)型多、雜基含量多；儲(chǔ)層單層厚度小、儲(chǔ)層占地層厚度比例小、中深層有利儲(chǔ)層分布面積小等特點(diǎn)[6～15]。

2 油藏特征

查干凹陷下白堊統(tǒng)發(fā)育多種類(lèi)型的砂礫巖油藏，從淺至深依次發(fā)育構(gòu)造油藏、復(fù)合油藏及巖性油藏。

2.1 淺層K1y-蘇紅圖組二段(K1s2)油藏

目前區(qū)內(nèi)鉆井主要集中在烏力吉構(gòu)造帶，所發(fā)現(xiàn)的淺層砂礫巖油藏也主要分布在該構(gòu)造帶。烏力吉構(gòu)造帶位于查干凹陷毛敦次凸的西北一側(cè)，是一個(gè)受毛敦次凸和毛西斷層雙重控制的斷鼻構(gòu)造。

1) K1y油藏特征 烏力吉構(gòu)造帶淺層K1y油藏以毛6井、毛8井和毛12井相繼在K1y鉆遇油層，并試油獲油流。該時(shí)期發(fā)育河流相砂礫巖儲(chǔ)層，巖性相對(duì)較粗，且埋深較淺，分選性中等，結(jié)構(gòu)較疏松，原生孔隙發(fā)育，儲(chǔ)層物性較好。毛8井在710～915.5m井段K1y試獲工業(yè)油流。位于毛8井構(gòu)造低部位的毛12井相應(yīng)層位油氣顯示也較為豐富，但含油氣性比毛8井差。而離毛8井更遠(yuǎn)的構(gòu)造低部位的毛1井K1y未見(jiàn)顯示。毛6井K1y顯示較差，電測(cè)解釋以水層為主(圖2)?？傮w上，K1y油藏整體表現(xiàn)為層狀構(gòu)造油藏的特征，油藏高點(diǎn)富集。

2)K1s2油藏特征 K1s2砂礫巖油藏以毛1井試油獲得工業(yè)油流，毛6井、毛12井相繼鉆遇厚油層為代表，為受構(gòu)造控制的巖性油藏。K1s2以扇三角洲分流河道砂為主，砂礫混雜，分選較差，表現(xiàn)出小旋回、多期次、快速沉積的特征，與K1y有明顯不同。該段砂礫巖儲(chǔ)層物性及含油氣性受膠結(jié)物成分的影響明顯，泥質(zhì)膠結(jié)砂礫巖體的含油氣性和物性較好，灰質(zhì)膠結(jié)砂礫巖體物性最差，多不含油。毛6井K1s2油氣顯示豐富，位于毛6井構(gòu)造高部位的毛12井在K1s2油氣顯示變差，儲(chǔ)層物性和含油性向構(gòu)造高部位有逐漸變差的趨勢(shì)(圖3)。毛6井K1s2原油密度為0.9342～0.9498g/cm3，與構(gòu)造相對(duì)低部位的毛1井原油密度近似，飽和烴色譜特征也表明毛6井與毛1井為同一油藏，原油均發(fā)生一定程度生物降解。

圖2 毛1井～毛8井K1y油藏剖面圖 圖3 毛5井～毛8井K1s2油藏剖面圖

2.2 深層蘇紅圖組一段(K1s1)-K1b油藏

查干凹陷內(nèi)目前所發(fā)現(xiàn)的深層砂礫巖油藏主要位于烏力吉構(gòu)造帶和巴潤(rùn)斷階帶。巴潤(rùn)斷階帶位于額很洼陷帶的東北方向，構(gòu)造上受巴潤(rùn)斷層及其配套斷層控制，被次一級(jí)斷層分割成多個(gè)小斷塊，向北東逐漸抬升，向南西傾沒(méi)于虎勒次洼中。

1)K1s1油藏特征 K1s1油藏以早期的查參1井、毛3井在蘇一段試獲的低產(chǎn)油流為代表。K1s1沉積時(shí)期，盆地發(fā)生頻繁的火山活動(dòng)，火成巖發(fā)育，厚度較大，碎屑巖發(fā)育相對(duì)較差，厚度較薄。查參1井位于巴潤(rùn)正斷層的下降盤(pán)，為斷塊油氣藏(圖4)。該井K1s1砂礫巖儲(chǔ)層單層厚度很薄，一般為0.5～1.5m，最厚達(dá)4m，物性相對(duì)較差，油氣顯示段主要位于兩套火山巖之間。巖性主要為長(zhǎng)石巖屑砂巖、巖屑砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖，屬濱淺湖相灘砂和湖泥間互沉積。總體上，K1s1油藏原油具有低密度、低粘度和低含蠟量的特點(diǎn)，為輕質(zhì)原油。油源對(duì)比確認(rèn)該原油來(lái)自巴音戈壁組二段(K1b2)湖相云質(zhì)泥巖。原油中解析氣甲烷含量相對(duì)較高，重?zé)N組分也有一定比例，氮?dú)夂可倭?，為溶解氣的特點(diǎn)。鉆井、試油及儲(chǔ)層分析結(jié)果表明，查參1井油藏是一個(gè)在斷塊構(gòu)造背景下夾持于火山巖之間的構(gòu)造-巖性油藏。

2)巴音戈壁組二段(K1b2)油藏特征 K1b2油藏以毛1井前期試油獲低產(chǎn)油流為代表。凹陷內(nèi)部K1b2的巖性以灰色泥巖、灰色白云質(zhì)泥巖夾灰色白云質(zhì)粉砂巖、灰色細(xì)砂巖為主，是凹陷的主力烴源巖層。毛1井位于烏力吉構(gòu)造高部位，東鄰毛敦次凸，在K1b2發(fā)育近岸水下扇和扇三角洲沉積，巖性主要為雜色角礫巖、灰色砂礫巖、灰色含礫不等粒砂巖夾灰色泥巖和粉砂質(zhì)泥巖等，砂巖厚度467.5m，砂地比為76.5%，物性總體較差。該油藏屬于中深層、低滲透率、原油密度正常的常壓油藏。從毛1井所在烏力吉構(gòu)帶沉積特征來(lái)看，其巖性橫向變化大，有利相帶較窄，轉(zhuǎn)換較快。砂巖儲(chǔ)層在構(gòu)造和沉積的雙重作用下，展布形態(tài)較復(fù)雜，厚度變大，向凹陷中心方向尖滅。該油藏類(lèi)型整體應(yīng)屬于構(gòu)造-巖性復(fù)合油氣藏(圖5)。

圖4 過(guò)查參1井油藏剖面圖 圖5 過(guò)毛1井油藏剖面圖

3)巴音戈壁組一段(K1b1)油藏特征 K1b1油藏以力1井在K1b1試獲工業(yè)油流為代表。K1b1沉積時(shí)期，水下扇砂體發(fā)育，儲(chǔ)層巖性以粗碎屑巖為主，夾在湖相暗色泥巖中，構(gòu)成頻繁韻律沉積。力1井在構(gòu)造上位于毛1井的相對(duì)低部位，砂巖發(fā)育程度較低，以淺湖相沉積為主，巖性主要以薄層細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和大套暗色泥巖為主。力1井K1b1灰質(zhì)礫巖層為研究區(qū)首次鉆遇，為經(jīng)歷過(guò)較短距離搬運(yùn)后沉積的礫巖。礫石及膠結(jié)物成分主要以灰質(zhì)為主，物源為來(lái)自于毛敦次凸的變質(zhì)巖。該套地層下部暗色泥巖的鏡質(zhì)體反射率Ro在0.9%～0.96%之間，表現(xiàn)了正常沉積泥巖的有機(jī)質(zhì)演化特征。該井鉆遇的灰質(zhì)礫巖段為水下扇砂礫巖體，局部發(fā)育一定程度裂縫，對(duì)于改善儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能起重要的作用，有利于油氣成藏。油藏整體表現(xiàn)出巖性油藏的特點(diǎn)，裂縫發(fā)育部位油氣富集程度高。

3 成藏的控制因素

3.1 盆地結(jié)構(gòu)及生烴中心控制了油氣的富集方向

查干凹陷構(gòu)造演化經(jīng)歷了斷陷-斷坳-拗陷-反轉(zhuǎn)4個(gè)階段，形成了現(xiàn)今的西南斷東北超、西南低東北高的構(gòu)造格局，這種構(gòu)造格局決定了油氣主要向東北方向這一低勢(shì)區(qū)運(yùn)移。除構(gòu)造背景對(duì)油氣富集有影響外，中國(guó)東部多數(shù)小型斷陷盆地的油氣富集也受烴源巖分布的控制，查干凹陷也不例外。查干凹陷主力生烴洼陷為額很洼陷，其內(nèi)部繼承性的發(fā)育K1b1、K1b2和K1s1這3套烴源巖，是凹陷內(nèi)的富生烴中心(圖1)。該生烴中心的烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為腐泥-腐殖混合型，有機(jī)質(zhì)豐度及熱演化程度均較高，分布范圍也比較廣，具有較強(qiáng)的生烴能力。從已發(fā)現(xiàn)的油藏分布特點(diǎn)來(lái)看，主要分布在凹陷北部和東部，緊鄰額很生烴中心上傾部位。由此可見(jiàn)，盆地結(jié)構(gòu)及生烴中心共同控制了研究區(qū)油氣富集方向。

3.2 儲(chǔ)層發(fā)育程度控制油氣的富集程度

查干凹陷發(fā)育多種類(lèi)型砂礫巖儲(chǔ)層，是區(qū)內(nèi)主要的儲(chǔ)集類(lèi)型。該類(lèi)型儲(chǔ)層多具有結(jié)構(gòu)成熟度、成分成熟度雙低以及孔隙度、滲透率雙低的特點(diǎn)，且不同層系儲(chǔ)層發(fā)育控制因素略有不同。淺層K1y埋藏較淺，膠結(jié)疏松，原生孔隙相對(duì)發(fā)育，油氣富集程度高；K1s2埋深略大，壓實(shí)作用使儲(chǔ)層原生孔隙減少，油氣主要富集在砂礫巖扇體的扇中部位，扇根部位含油氣性變差；K1s內(nèi)部的碎屑巖儲(chǔ)層，孔隙度一般在2%～12%之間，平均為8.6%。相比淺層正常沉積的碎屑巖物性，孔隙度明顯偏小，油氣富集程度明顯變差；K1b的油氣只富集在有利沉積微相類(lèi)型及裂縫性?xún)?chǔ)層中，富集范圍相對(duì)局限。

3.3 輸導(dǎo)體系控制油氣的運(yùn)移

研究區(qū)油氣的垂向運(yùn)移通道主要是斷層，側(cè)向運(yùn)移通道主要是砂體。從油氣運(yùn)移特點(diǎn)來(lái)看，斷層是研究區(qū)主要的垂向輸導(dǎo)通道，斷層的活動(dòng)能對(duì)早期形成的油氣藏起到破壞作用，同時(shí)也對(duì)新油氣藏的形成起到油氣再分配的作用，尤其是長(zhǎng)期活動(dòng)斷層將K1b優(yōu)質(zhì)烴源巖生成的油氣運(yùn)移到淺層K1s和K1y聚集成藏。比如，K1y毛8塊淺層油藏就是毛西斷層長(zhǎng)期活動(dòng)的結(jié)果。砂體是研究區(qū)油氣側(cè)向輸導(dǎo)的主要方式，多以短距運(yùn)移為主，油氣通過(guò)砂體側(cè)向運(yùn)聚，聚集到生烴中心周邊有利區(qū)帶。

4 成藏模式

查干凹陷斷裂十分發(fā)育，類(lèi)型復(fù)雜，分布范圍廣，斷層對(duì)油層輸導(dǎo)起了十分重要的作用。從研究區(qū)構(gòu)造發(fā)育特征及縱向上多層系成藏的特點(diǎn)看，垂向運(yùn)移和短距側(cè)向運(yùn)移是查干凹陷主要的油氣運(yùn)移方式。查參1井K1s1油氣至少沿?cái)嗔汛瓜蜻\(yùn)移了400m以上；毛1井K1b和K1s烴源巖并不發(fā)育，但油氣顯示卻較活躍。從油源對(duì)比結(jié)果來(lái)看，毛1井、毛3井K1s2原油主要來(lái)自額很洼陷的K1b烴源巖，原油從生烴中心向成藏區(qū)側(cè)向運(yùn)移了3～10km。

前期的鉆井、試油及分析化驗(yàn)等資料證實(shí)，查干凹陷主要發(fā)育2套烴源巖(K1b、K1s1)，2種儲(chǔ)集類(lèi)型(碎屑巖、火山巖)，在縱向上形成了多套生儲(chǔ)蓋組合。K1b半深-深湖相云質(zhì)暗色泥巖和頁(yè)巖，K1s1暗色湖相泥巖為主要的生油巖，且研究區(qū)斷層在油氣生排烴期一直活動(dòng)，傾角也相對(duì)較大，距生油洼陷近，因此洼陷中生成的油氣主要通過(guò)通源的主干斷層向洼陷高部位及淺層運(yùn)移。在油氣沿主干斷層運(yùn)移過(guò)程中，少量石油會(huì)聚集到主干斷層附近的砂體中，但大多數(shù)會(huì)通過(guò)主干斷層和其配套斷層繼續(xù)向上運(yùn)移，并在這些配套斷層附近的有利砂體中富集成藏，這樣整個(gè)油氣輸導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)就形成了近源垂向(側(cè)向)排烴多層系成藏的油氣成藏模式(圖6)。

5 結(jié)論

1)查干凹陷下白堊統(tǒng)砂礫巖儲(chǔ)層發(fā)育，形成了多層系、多類(lèi)型的砂礫巖油藏。由淺至深，儲(chǔ)層對(duì)油氣富集的控制作用逐漸增強(qiáng)，從淺層的構(gòu)造油藏、中深層的構(gòu)造-巖性復(fù)合油藏到深層的巖性、裂縫性油藏，儲(chǔ)層均是重要的控制因素。

2)研究區(qū)西南低東北高的構(gòu)造格局確定了北東向的主要油氣運(yùn)移指向，油氣運(yùn)移方式以垂向運(yùn)移為主，側(cè)向運(yùn)移為輔，垂向運(yùn)移均與斷層有關(guān)，側(cè)向運(yùn)移與各類(lèi)型砂體有關(guān)。油氣從凹陷生烴中心向低勢(shì)區(qū)運(yùn)移，匯聚于生烴中心周邊各類(lèi)型砂礫巖圈閉中。

3)盆地結(jié)構(gòu)變化、源巖烴、儲(chǔ)層和輸導(dǎo)體系等分別控制了研究區(qū)的油氣運(yùn)移指向、空間分布、油氣富集程度及油藏類(lèi)型等，總體表現(xiàn)出受到多種因素的聯(lián)合控制的復(fù)雜成藏過(guò)程。

圖6 查干凹陷砂礫油藏成藏模式圖

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[編輯] 宋換新

2016-04-11

王辰(1991-)，男，博士生，現(xiàn)主要從事礦產(chǎn)普查與勘探方面的學(xué)習(xí)與研究工作，734017417@qq.com。

TE122.3

A

1673-1409(2017)7-0015-05

[引著格式]王辰，呂古賢.銀額盆地查干凹陷下白堊統(tǒng)砂礫巖體成藏特征研究[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2017,14(7):15～19.