玛东2斜坡区二叠系不整合面与油气成藏关系探讨

2012-01-11夏近杰何君毅张吉辉

天然气勘探与开发 2012年3期

夏近杰何君毅马亮张吉辉

(1.中国石油新疆油田勘探开发研究院 2.中国石油新疆油田陆梁油田作业区)

0 引言

层序地层学的形成和发展为非构造圈闭的寻找提供了可能途径，而不整合面正是层序地层学最基本、也是最重要的界面之一。它不仅是构造运动的重要表现形式和记录，而且是重要的油气藏控制界面。区域性和局域性不整合对油气运移、聚集、再分配、储层配置、改造、地层圈闭形成、成藏具有重要意义。玛东2井区位于玛湖凹陷的东斜坡。为前陆盆地远端斜坡区，二叠系沉积期间，长期为一个西南倾的单斜，在此背景下受海西期构造运动影响，二叠系各组地层向隆起超覆尖灭，使二叠系各组之间均为不整合面，发育不整合圈闭、岩性圈闭。而该区紧邻生烃凹陷(玛湖)凹陷，且发育多条不整合面，呈源边—不整合—斜坡地质特征(图1)，易形成近源原生油藏，具备油气成藏的大背景。因此研究不整合面对该区油气成藏评价具有重要意义。

1 地层特征

1.1 地层层序

玛东2井区基底岩性为石炭系的火山岩，至下而上主要钻遇了石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系及新生界地层。二叠系为本次研究的目的层，该套地层与上覆和下伏地层均呈角度不整合接触，进一步分为佳木河组、风城组、夏子街组、乌尔禾组四套地层：佳木河组岩性以火山碎屑岩、沉火山碎屑岩夹碎屑岩为主，剥蚀严重，只在石炭系地层上残留薄薄一套地层；风城组在研究区已经全部剥蚀殆尽；夏子街组岩性主要以含砾砂岩、细砂岩为主，与乌尔禾组、佳木禾组呈不整合接触；乌尔禾组(P2w)地层厚度一般在100m～600m,构造高部位的剥蚀区殆尽，顶底界均为一个岩性、电性突变面，该套地层进一步分为二套地层：P2w1和P2w2。

图1 玛东2井区构造位置图

1.2 地层格架

在利用钻井、测井以及地震资料进行地层划分的基础上，以钻井资料为基础，以地震资料为控制条件，对研究区进行了联井地层对比，建立了等时地层格架。从对比结果上看(图2)：玛东2井区二叠系地层埋藏较深，厚度变化较大，整个二叠系地层尖灭线在玛201与玛东4之间，向玛湖凹陷方向地层变厚，在石炭系地层斜坡背景下呈楔状夹持在石炭与三叠系地层之间，P2w地层相对发育，其余组地层剥蚀严重。玛东2井地层较全，上自下而上发育P1j、P2x 和P2w1、 P2w2。玛201缺失了P2x地层，在P2w内部缺失了P2w1顶部的一套砂泥岩。

图2 过玛东2—玛201—玛东4井地层对比图

2 不整合面识别

由于不整合上下地层为不同时期的地层，地层的反射特征存在着差异，在地震反射终端特征上不整合面下的地层被剥蚀、上部的地层发生超覆是识别不整合面的最大标志之一。另外，不同期次的地层在产状、地震相上都存在差异，这也是地震剖面识别不整合面的重要标志。在岩性上，由与不整合面上下地层为不同时期的地层，中间存在沉积间断，岩石在岩性，结构、构造、旋回性上必然存在差异，因此，对岩石特征的变化进行研究也可以达到识别不整合面的目的。电性特征是对地层岩性、物性、含油性变换的一种综合反映，在不整合面上下，存在不同时期的地层，其在电性特征上必然存在着差异，因此，利用电性特征的变化也可以识别不整合面。通过以上识别方法，本次共在二叠系识别出5个不整合面(图3)，分别为二叠系顶底、P2w、P2x、P2j之间以及P2w内部1条不整合面，这些不整合面可划分为二种类型：P2w/P2x、P2x/P2j整一/削蚀型，其中：二叠系顶为整一/削蚀型，其余不整合面均为上超/削蚀型(图3)。

3 地层结构模式

以不整合面为框架，建立了研究区地震结构模式。通过精细合成记录标定，转化为研究区地层结构模式(图4)。从地层结构模式可以推断出：在石炭系顶界的侵蚀面之上，沉积了佳木河组地层，由于夏盐地区是当时的一个地形高地，且地形相对平缓，因而，佳木河组向夏盐凸起超覆，覆盖了夏盐凸起的大部分地区。佳木河组沉积末期的海西运动使整个地区隆升，凸起之上的佳木河组被剥蚀，而在斜坡区仍有残留。之后的海西运动的几次构造幕使风城组顶界、夏子街组顶界、乌尔禾组顶界均遭受不同程度的剥蚀。其中风城组在井区全部剥蚀。

图3 玛东2井区二叠系不整合面特征

图4 玛东2井区二叠系地层结构模式

4 不整合面与油气成藏的关系

4.1 已知油藏再认识

前人研究表明，玛东2油藏和玛201油藏为岩性油藏，在地层结构模式下，对已知油藏进行了精细层位标定，以查明已知油藏和不整合面的关系。通过标定已知油藏位于不整合面之上(图4)，上倾方向受控于地层尖灭，下倾方向油藏受控于构造线。根据其主控因素确定油藏类型为地层超覆油藏。推测其成藏模式为：在斜坡背景下，地层沿不整合面逐层超覆在不整合面上，由于水进，上覆地层变细，形成盖层，构成了地层超覆圈闭，遇二叠系烃源层的油气沿斜坡不整合面向上运移，在近源的玛东2井区遭遇非构造圈闭，形成原生油气藏。

4.2 不整合面对油气成藏的控制作用

(1)控制地层的发育特征

不整合面是构造运动的表现形式，也是层序转换的记录者，不整合面记录了层序的变化特征。通过不整合面识别建立了研究区的地震结构模式，该模式与地质分层相结合，建立了研究区的地层(层序)结构模式。通过地震反射特征追踪对比，建立的研究区的层序地层(三级层序)等时格架，在此格架下研究发现：研究区二叠系四套不同成因地层(层序)，其纵向接触叠置关系如地层结构模式图所示(图3)，平面上P2w2地层分布面积最广，厚度变化不大，尖灭区下伏地层为石炭系地层，P2w1地层尖灭线在玛201井附近，厚度变化大，呈楔状披覆在佳木河地层之上。夏子街组地层平面上分布范围最小，剖面上只残留小套地层，佳木河地层分布范围较大，地层倾角最大，厚度变化不大。由此可知，不整合面不仅控制了研究区的地层结构，还控制了接触关系、展布特征，并最终控制了地层的空间配置方式。

(2)控制圈闭的类型

由于沉积间断而形成的储集层上倾方向或上方直接与不整合面相切并被遮挡而形成的圈闭为不整合圈闭。在不整合面之上主要有超覆圈闭，在不整合面之下主要有潜伏剥蚀构造和潜伏剥蚀凸起圈闭。不整合面上的地层超覆圈闭是在水进时期，沉积层自下而上逐层沿不整合面向湖盆边缘斜坡带超覆，从而使水进砂体的顶板被上覆泥岩、致密砂盖层覆盖，水进砂体的底板被不整合面以下致密不渗透的火成岩、变质岩或泥岩遮挡。不整合面下的地层剥蚀油气藏与区域性的沉积间断和地层隆起、剥蚀作用有关。地层褶皱隆起遭受差异剥蚀或由于河流下切的侵蚀作用，在不整合面上形成古地貌凸起，而这一古地貌凸起遭受长期的风化淋滤，致使地层的层理基本被破坏，从而形成潜伏剥蚀凸起圈闭(古潜山圈闭)。研究区已发现油藏均为不整合面之上的地层超覆油藏。

(3)控制油气的运移

不整合面是油气横向运移的主要通道，高渗砂体—断裂—不整合面构成了油气运移的疏导体系，前人区域研究表明研究区位于生烃凹陷边缘，二叠系内部风城组、乌尔禾组地层均发育大套烃源岩，油源条件充足，具备发育原生油藏的条件。从实际的钻井资料上看，各期不整合面上油气显示活跃。而研究区为斜坡的地质背景，油气运移受地层结构和不整合面双重控制，在地层结构模式图上建立了油气运移模式图(图5)，从该模式图上可以看出，油气有利运移区为P2w1地层尖灭线附近。

图5 玛东2井区二叠系油气运移示意图

4)对油气富集规律的控制

不整合面控制了地层发育、接触关系、展布特征，进而控制了生、储、盖配置关系。两期不整合面之间存在一期相对海平面由浅到深再到浅的一个完整的沉积旋回，那么不整合面到最大海泛面之间就存在一期有利的储盖组合，而其上一期的水进地层为该套组合的有效烃源岩。从研究区来看，佳木禾地层、夏子街、P2w1地层剥蚀严重，缺失完整旋回的水进体系域和高位体系域地层，因此缺乏区域性盖层条件，在研究区斜坡背景下，很难形成有效的地层封堵，这也是以上地层见油气显示却没有成藏的最主要原因。P2w2地层为上升半旋回地层，具备有效的储盖组合，地层倾角较小，下部油气沿不整合面运移到该套地层容易被保存下来，因此具有成藏的最有利条件(图6)。