春光探區(qū)油氣輸導(dǎo)體系及對(duì)成藏的控制作用

王 勇，楊道慶，郭軍參，陳麗麗，張 輝

(中石化河南油田分公司，河南 鄭州 450046)

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春光探區(qū)油氣輸導(dǎo)體系及對(duì)成藏的控制作用

王 勇，楊道慶，郭軍參，陳麗麗，張 輝

(中石化河南油田分公司，河南 鄭州 450046)

春光探區(qū)雖然為源外地區(qū)成藏，但是具有垂向上多層系含油、平面油氣分布廣泛的特征，這與油氣輸導(dǎo)體系具有密切聯(lián)系。研究表明，春光探區(qū)發(fā)育了厚砂層、不整合和斷層3類輸導(dǎo)體系；3類輸導(dǎo)體系相互配置，形成了高效的網(wǎng)毯輸導(dǎo)體系。確定了從生烴凹陷到春光探區(qū)的長(zhǎng)距離油氣輸導(dǎo)格架和內(nèi)部3類短距離輸導(dǎo)格架，最終建立了春光探區(qū)油氣輸導(dǎo)模式。長(zhǎng)短距離輸導(dǎo)格架綜合配置形成的復(fù)式輸導(dǎo)體系控制春光探區(qū)的油氣成藏。

輸導(dǎo)體系；不整合；成藏控制；斷層；輸導(dǎo)模式；油氣運(yùn)移；春光探區(qū)

引 言

輸導(dǎo)體系作為連接圈閉和油源的“橋梁和樞紐”，在油氣成藏中扮演相當(dāng)重要的角色。關(guān)于輸導(dǎo)體系的分類，根據(jù)運(yùn)移主輸導(dǎo)層類型并結(jié)合影響油氣運(yùn)移的主要地質(zhì)要素和作用，大致可歸納為不整合、厚砂層、斷裂3類。油氣從源到圈閉的運(yùn)移路徑，并不是某一輸導(dǎo)體系獨(dú)立承擔(dān)，更多的是由多種類型輸導(dǎo)體系共同構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的輸導(dǎo)體系[1]。

春光探區(qū)所在的車排子凸起是典型的源外地區(qū)成藏，油氣分別來(lái)自東部昌吉凹陷和西南部四棵樹凹陷的烴源巖。對(duì)于春光探區(qū)來(lái)說(shuō)，昌吉凹陷二疊系烴源巖供烴距離為65～140 km，四棵樹凹陷侏羅系烴源巖供烴距離為40～70 km，而目前在春光探區(qū)多個(gè)層系已發(fā)現(xiàn)多個(gè)油藏，所以一定有一套高效的油氣輸導(dǎo)體系將油氣運(yùn)移至春光探區(qū)聚集成藏。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

春光探區(qū)構(gòu)造上隸屬于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起車排子凸起，其西面和北面鄰近扎伊爾山，南面為四棵樹凹陷，向東以紅—車斷裂帶與昌吉凹陷以及中拐凸起相接。車排子地區(qū)經(jīng)歷了強(qiáng)烈隆升、緩慢沉降、快速沉降3次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后，形成了目前的地層展布特征：基底為石炭系，自下而上發(fā)育了侏羅系、白堊系、古近系、新近系及第四系，缺失了二疊系、三疊系，各時(shí)代地層厚度較薄，向西北尖滅；石炭系以上地層除侏羅系呈溝谷充填分布局限外，其他地層連片分布，并且每個(gè)層系地層都與下伏地層呈角度不整合接觸(圖1)。

圖1 春光探區(qū)主要地層接觸關(guān)系

春光探區(qū)油氣成藏具有多油源、多層系含油、多種油氣藏類型和多期成藏的特點(diǎn)[2-3]。目前已在新近系沙灣組、古近系、白堊系和侏羅系發(fā)現(xiàn)多個(gè)油氣藏。春光探區(qū)所在的車排子凸起構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，主要發(fā)育巖性地層油氣藏；巖性油藏和斷層巖性油藏主要發(fā)育在新近系沙灣組中；地層類油藏主要發(fā)育在古近系、白堊系和侏羅系。

2 油氣輸導(dǎo)體系特征

2.1 不整合輸導(dǎo)體系

不整合輸導(dǎo)體系是油氣大規(guī)模長(zhǎng)距離運(yùn)移的重要通道，尤其是斜坡區(qū)及隆起區(qū)的不整合疊置大大提高了油氣平面匯集的強(qiáng)度[4-8]。研究認(rèn)為，春光探區(qū)具有輸導(dǎo)作用的4個(gè)不整合為沙灣組底部不整合、古近系底部不整合、白堊系底部不整合和石炭系頂部不整合(圖1)。

沙灣組底部不整合起輸導(dǎo)作用的區(qū)域集中在厚砂層尖滅以后的西北區(qū)域。古近系底部不整合輸導(dǎo)作用較大，來(lái)自南部四棵樹凹陷侏羅系烴源巖的油氣可以通過(guò)該不整合運(yùn)移到春光探區(qū)。在春光探區(qū)內(nèi)白堊系被抬升剝蝕，分布范圍較局限，輸導(dǎo)能力不強(qiáng)。石炭系巖性雖然為較致密的凝灰?guī)r，但是由于其與各上覆地層的沉積間斷時(shí)間長(zhǎng)，頂部長(zhǎng)期遭受剝蝕風(fēng)化，使得其在大氣淡水的淋濾作用下發(fā)育風(fēng)化殼，物性得以明顯改善。露頭和鉆井取心觀察，石炭系頂部不整合上下油氣顯示豐富，并且在各層系與石炭系頂部不整合接觸區(qū)域都發(fā)現(xiàn)了油氣藏，所以可以確定石炭系頂部不整合是春光探區(qū)側(cè)向油氣輸導(dǎo)的優(yōu)勢(shì)通道。

2.2 厚砂層輸導(dǎo)體系

春光探區(qū)新近系沙灣組一段發(fā)育辮狀河沉積，巖性主要為砂礫巖和含礫中粗砂巖，厚度為10～100 m，單層厚度大而集中，中間泥巖隔層薄，分布范圍小，埋深淺、成巖差。根據(jù)鉆井取心分析，該層為一套特高孔高滲性儲(chǔ)集層，其向東與車排子地區(qū)最重要的油源斷裂——紅車斷裂相交，向南與艾卡斷裂相交，可以作為良好的油氣輸導(dǎo)道。顆粒包裹烴定量熒光分析(QGF)能很好地指示油氣，砂體中QGF值大于3.76，證明砂體起到了油氣輸導(dǎo)作用。沙一段厚砂體QGF值均大于3.76，并且在沙一段各砂組砂體尖滅帶均發(fā)現(xiàn)巖性油藏，所以沙一段厚砂體起到了油氣橫向運(yùn)移輸導(dǎo)作用。

石炭系基巖地層形成的下切谷內(nèi)廣泛分布著厚層侏羅系砂礫巖，砂體物性較好，橫向上具有連續(xù)性，下切谷之上發(fā)育一套厚層泥巖，構(gòu)成了很好的封蓋層，并且實(shí)鉆證明下切谷侏羅系砂體內(nèi)油氣顯示豐富，因此它是油氣的重要橫向輸導(dǎo)通道。

2.3 斷層輸導(dǎo)體系

斷層在油氣藏的形成與保存中具有雙重作用，既可以作為遮擋物阻止油氣運(yùn)移，使之聚集成藏，又可以作為油氣運(yùn)移的通道，使油氣散失或引起油氣在地下的再分配作用[9-10]。車排子凸起東部的紅車斷裂和南部的艾卡斷裂為二級(jí)控帶的油源斷裂，2個(gè)斷裂帶中的包裹體存在多種性質(zhì)、多種熒光類型的流體，反映2個(gè)斷裂帶是多期次流體(包括含油氣流體)運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)通道。春光探區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷層多位為三級(jí)—五級(jí)的正斷層，雖然級(jí)別低，但是斷層開啟期與2次主要的油氣運(yùn)移時(shí)期(白堊紀(jì)和新近紀(jì))相匹配，對(duì)油藏的形成和調(diào)整起到的了重要作用。

3 油氣輸導(dǎo)格架和輸導(dǎo)模式

結(jié)合昌吉凹陷和四棵樹凹陷烴源巖的生烴能力、生烴時(shí)期以及大量生油階段的綜合分析，確定春光探區(qū)油氣運(yùn)移時(shí)期主要有2個(gè)時(shí)期。來(lái)自昌吉凹陷二疊系烴源巖的油氣運(yùn)移主要發(fā)生在古近紀(jì)之前，此時(shí)春光探區(qū)主要發(fā)育有石炭系基底之上的侏羅系和白堊系地層，油氣運(yùn)移方向?yàn)樽詵|南向西北運(yùn)移。來(lái)自昌吉凹陷和四棵樹凹陷侏羅系烴源巖的油氣運(yùn)移時(shí)期主要發(fā)生在新近紀(jì)，此時(shí)的喜山運(yùn)動(dòng)造成古構(gòu)造的變化，形成了新的斷層，這都有利于2個(gè)凹陷侏羅系油氣的運(yùn)移，同時(shí)也會(huì)造成古油藏的破壞和再次運(yùn)移。通過(guò)綜合研究，建立了春光探區(qū)油氣輸導(dǎo)格架，并將輸導(dǎo)格架分為2部分，首先是油源區(qū)到春光探區(qū)的長(zhǎng)距離輸導(dǎo)格架，然后是春光探區(qū)內(nèi)部短距離輸導(dǎo)格架。

3.1 從生烴凹陷到春光探區(qū)的長(zhǎng)距離輸導(dǎo)格架

來(lái)自昌吉凹陷二疊系、侏羅系烴源巖的油氣通過(guò)紅車斷裂帶縱向運(yùn)移至車排子凸起，再通過(guò)石炭系頂不整合及侏羅系溝谷砂體長(zhǎng)距離運(yùn)移至春光探區(qū)。來(lái)自四棵樹凹陷侏羅系烴源巖的油氣也主要通過(guò)石炭系頂不整合與侏羅系溝谷砂體配置運(yùn)移，部分油氣通過(guò)艾卡斷裂帶縱向運(yùn)移至古近系，再通過(guò)古近系底不整合運(yùn)移至春光探區(qū)(圖2)。

3.2 春光探區(qū)內(nèi)部短距離輸導(dǎo)格架

短距離輸導(dǎo)格架可以劃分為3種類型：由不整合和砂體配置運(yùn)移的輸導(dǎo)體系、由斷層和砂體配置運(yùn)移的輸導(dǎo)體系和由砂體運(yùn)移的輸導(dǎo)體系(圖3)。侏羅系為砂體運(yùn)移的輸導(dǎo)體系；白堊系底部和頂部為不整合和砂體配置運(yùn)移的輸導(dǎo)體系，中部為斷層和砂體配置運(yùn)移的輸導(dǎo)體系；古近系主要為不整合和砂體配置運(yùn)移的輸導(dǎo)體系；新近系沙灣組在春光探區(qū)西北部以不整合和砂體配置運(yùn)移的輸導(dǎo)體系為主，其他區(qū)域?yàn)閿鄬雍蜕绑w配置運(yùn)移的輸導(dǎo)體系。

圖2 春光探區(qū)油氣長(zhǎng)距離輸導(dǎo)格架模式

3.3 春光探區(qū)油氣輸導(dǎo)模式

不整合、斷裂、沙灣組一段和侏羅系溝谷厚砂體經(jīng)過(guò)有效配置和組合，形成春光探區(qū)“網(wǎng)毯式”輸導(dǎo)體系[11-12]，共同支持遠(yuǎn)距離油氣高效輸導(dǎo)和快速成藏?？偟膩?lái)說(shuō)，春光探區(qū)輸導(dǎo)體系相對(duì)復(fù)雜，屬于側(cè)向復(fù)式輸導(dǎo)體系。綜合以上研究建立了春光探區(qū)3種油氣輸導(dǎo)模式：基于侏羅系烴源巖的沙灣組、古近系板砂橫向復(fù)式輸導(dǎo)體系，主要控制了新近系沙灣組和古近系的巖性油藏分布；基于二疊系和侏羅系烴源巖的白堊系—古近系—沙灣組底部的縱向復(fù)式輸導(dǎo)體系，主要控制了白堊系和古近系的地層油藏分布?；谫_系烴源巖的石炭系不整合橫向復(fù)式輸導(dǎo)體系主要控制了沙灣組一段溝谷油藏和部分古近系巖性油藏分布。

4 復(fù)式輸導(dǎo)體系對(duì)油氣成藏的控制作用

油氣通過(guò)長(zhǎng)距離輸導(dǎo)格架從生烴凹陷運(yùn)移至春光探區(qū)，在春光探區(qū)內(nèi)部的運(yùn)移主要通過(guò)3個(gè)短距離輸導(dǎo)格架完成。長(zhǎng)短距離輸導(dǎo)格架綜合配置形成的復(fù)式輸導(dǎo)體系控制著春光探區(qū)的油氣成藏。厚砂層輸導(dǎo)體系前文已經(jīng)詳細(xì)闡述，其控制著沙灣組、古近系巖性油藏和侏羅系地層巖性油藏的形成。油氣沿沙灣組一段厚砂層運(yùn)移至砂體尖滅帶附近聚集成藏，所以沙灣組各砂組尖滅帶是有利勘探區(qū)帶，目前已在沙灣組各砂組尖滅帶發(fā)現(xiàn)多個(gè)巖性和斷層巖性油藏，都平行于砂體尖滅線成排分布。侏羅系地層巖性油藏是油氣沿侏羅系厚砂層運(yùn)移，在侏羅系溝谷地層尖滅帶聚集成藏。

圖3 春光探區(qū)短距離輸導(dǎo)格架模式

不整合-砂體輸導(dǎo)體系控制著白堊系和古近系地層類油藏的形成。春光探區(qū)白堊系和古近系為辮狀河三角洲沉積，砂體不連片發(fā)育，油氣主要通過(guò)不整合和砂體配置進(jìn)行橫向運(yùn)移，在白堊系和古近系各砂組的地層超覆或剝蝕帶聚集成藏，形成地層不整合油藏，并且顯示出沿地層尖滅線成排成帶的分布規(guī)律。

斷層-砂體輸導(dǎo)體系是那些遠(yuǎn)離橫向優(yōu)勢(shì)輸導(dǎo)通道(厚砂層、不整合)的巖性地層圈閉成藏的主控因素。例如沙灣組二段和白堊系中部都發(fā)育灘壩砂體形成的巖性圈閉，是有利勘探區(qū)帶?？碧浇Y(jié)果表明，凡是有斷層縱向溝通橫向優(yōu)勢(shì)輸導(dǎo)通道的巖性圈閉均能成藏。油氣通過(guò)斷層-砂體短距離輸導(dǎo)格架從沙灣組一段厚砂層和白堊系底部不整合橫向優(yōu)勢(shì)輸導(dǎo)通道縱向運(yùn)移至上部的巖性圈閉聚集成藏(圖4)。

圖4 春光探區(qū)斷層控制油藏分布模式

復(fù)式輸導(dǎo)體系也使春光探區(qū)形成了多層系含油的立體成藏模式。以春10井區(qū)為例，白堊紀(jì)末期油氣通過(guò)石炭系頂部不整合運(yùn)移至春10井區(qū)白堊系地層超覆帶，形成白堊系地層油藏。在新近紀(jì)初期，該油藏被喜山期形成的眾多三級(jí)斷層破壞，油藏的輕質(zhì)組分被斷層運(yùn)移至古近系和新近系，并通過(guò)厚砂層橫向運(yùn)移在砂體尖滅帶聚集成藏，殘余組分遭受降解形成了白堊系次生稠油油藏。最終形成了春10井區(qū)白堊系、古近系、沙灣組立體成藏的格局。

5 結(jié) 論

(1) 油氣主要通過(guò)石炭系頂不整合和侏羅系溝谷砂體配置形成的長(zhǎng)距離輸導(dǎo)格架運(yùn)移至春光探區(qū)，在內(nèi)部的運(yùn)移主要通過(guò)不整合和砂體配置、斷層和砂體配置和砂體3個(gè)短距離輸導(dǎo)格架完成。

(2) 長(zhǎng)短距離輸導(dǎo)格架綜合配置形成了春光探區(qū)3種油氣輸導(dǎo)模式：基于侏羅系烴源巖的沙灣組、古近系板砂橫向復(fù)式輸導(dǎo)體系，基于二疊、侏羅系烴源巖的白堊系—古近系—沙灣組底部的縱向復(fù)式輸導(dǎo)體系，基于侏羅系烴源巖的石炭系不整合橫向復(fù)式輸導(dǎo)體系。

(3) 春光探區(qū)復(fù)式輸導(dǎo)體系控制著油氣成藏：厚砂層輸導(dǎo)體系控制著沙灣組巖性油藏的分布格局；不整合-砂體輸導(dǎo)體系控制著白堊系、古近系地層油藏的分布格局；斷層-砂體輸導(dǎo)體系是遠(yuǎn)離橫向優(yōu)勢(shì)輸導(dǎo)通道的巖性地層圈閉成藏的主控因素。復(fù)式輸導(dǎo)體系也使春光探區(qū)形成了多層系含油的立體成藏模式。

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編輯 張 雁

20141024；改回日期：20150203

中國(guó)石油化工股份有限公司重大科技攻關(guān)項(xiàng)目“春光區(qū)塊油氣成藏特征及目標(biāo)評(píng)價(jià)”(P12020)

王勇(1980-)，男，高級(jí)工程師，2002年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院勘察技術(shù)與工程專業(yè)，2008年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(北京)礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)從事石油地質(zhì)勘探工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.02.006

TE122.2

A

1006-6535(2015)02-0027-04