柴西南地区古近系有利储层和油气成藏分析

2014-09-14艾军肖传桃油气资源与勘探技术教育部重点实验室长江大学长江大学地球科学学院湖北武汉430100

长江大学学报(自科版) 2014年16期

艾军，肖传桃（油气资源与勘探技术教育部重点实验室（长江大学）长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100）

柴西南地区有利勘探面积约为4000km2，石油资源量达到2.5×107t，可采天然气资源量达到280×107m3。总体构造呈现北西向展布同时受到大型走滑断层控制，由于分布范围较广造成构造呈现南北分带的特征［1］。在盆地演化中柴达木盆地所处位置为欧亚板块南侧，受中生代特提斯洋的俯冲构造活动影响较大，该区构造圈闭以断块为主，由于经历了多期次构造活动，在三叠纪以前柴达木地块处于稳定隆起状态，而三叠纪之后由于印支运动的影响，加快了柴达木地块及其周边区域由海相向陆相的转变，中生代末期燕山运动结束之后盆地接受古近系沉积，隆起剥蚀期基本涵盖了整个中生代，直到新生代的喜马拉雅运动对该区块进一步改造，其断裂构造发育广泛而隆升作用则较前2次构造运动缓和，叠合构造和多期断裂对断层的封堵性能形成较大差异，不同构造对油气充注的控制作用差异成为长期以来对该区断鼻、断块油田的勘探未能取得实质性突破的重要原因之一［1］。表明该区关于断层对油气藏富集的控制作用比较复杂。根据大量的钻井、测井资料和相关古生物化石的统计分析表明，研究区主要发育辫状河三角洲、湖泊相和湖底扇沉积体，其中分别以辫状河三角洲前缘、浅湖亚相和浊积岩沉积体系为主要特征❶长江大学科研发展基金（0709001）。。

1 储层物性分析

柴西南储集层主要分布在古近系上部。有利储集体是东柴山和切克里克凹陷西南地区的三角洲前缘砂体、滨浅湖滩坝砂体和远离岸线的较深水区的河道浊积砂体［2］。其中主要以碎屑岩为主，另外古新统分布有海相的藻灰岩储层，是地层经抬升风化剥蚀之后残留的部分，其储层性质由碳酸盐岩中的油气储集特性决定并作为评价标准。碎屑岩储集层孔隙度为2%～20%，渗透率为0.1～500mD，而藻灰岩储集层孔隙度为1%～40%，渗透率约为0.02～2500mD。由于该区断裂和褶皱构造十分发育，油气藏类型以构造油气藏为主而对碎屑岩储层的物性研究较深入［3］。根据岩心观察和薄片鉴定，藻灰岩的溶蚀孔和裂缝较为发育，早期裂缝以张性裂缝为主而晚期以剪切作用为主，由于裂缝普遍填充可溶性暗色矿物造成风化剥蚀期形成了大量溶孔和缝隙，宽度较大者达到1mm，窄缝缝隙为0.02～0.05mm。由于盆地西部北区为碳酸盐岩储层和非常规储层的重点勘探区，对储集空间的研究较多［4］。另外基岩潜山带和构造裂缝带也分布有一定规模的油气储集层，但物性较差，构造裂缝带平均孔隙度约为4%，平均渗透率为1.8mD。该区暂时没有基岩潜山带的物性资料。

2 烃源岩和油气成藏特征

柴西南地区紧临富油气凹陷即英雄岭凹陷，其次是切克里克凹陷，该区在不同湖盆演化阶段发育了不同类型的扇三角洲沉积体系［5］。从供油强度来看，北部、东部强于西部和南部，比如跃东构造带要优于同一构造带中的跃西构造带。

柴西南地区发育有基岩和多套成藏组合，油气聚集单元主要分布在渐新统、中新统和上新统。由于区内地层受到多期构造运动的影响，断裂系统中的断裂控制了各区带油气藏的形成［6］。油气系统受改造的情况较为普遍，而次生油气藏成为研究的热点问题，同时进一步确定其存在多种油气藏成藏模式，最终形成了复式油气聚集带。

柴西南地区广泛发育湖侵体系域，而在该区湖侵体系域中包含物性较好的砂岩储层，其中以东柴山地区和切克里克地区的三角洲砂体为主，以滨浅湖沉积砂体和深湖－半深湖的沟道砂体沉积为辅。在构造演化方面经历了同生冲断期、褶皱发育期和平静期及二次活动期等阶段［7］。由于勘探程度有限，在目标区对滨浅湖沉积砂体的研究不足，但其亚相中的湖滩砂体可作为良好的储层发育，有可能在该区发育与湖滩砂体有关的隐蔽油气藏。

3 柴西南地区古近系有利储层评价

资料表明昆北－柴西南地区砂体物性较好的主要是湖侵体系域的碎屑岩储层，砂体类型多样。该区主要储层以复杂隐蔽断块为特征，是富油气凹陷中隐蔽储层的主要勘探方向［8］。储集体包括三角洲砂体、河道砂体、滨浅湖砂体和深湖－半深湖浊积岩砂体。

3.1 下干柴沟组（Ex）湖侵体系域和高位体系域

湖侵体系域储集层有利层位主要分布在东柴山的三角洲砂体和切克里克凹陷砂体，其中切克里克凹陷砂体包括三角洲砂体和湖相砂体，而湖相砂体又包括滨浅湖沉积区的湖滩砂体和深湖－半深湖的沟道浊积岩砂体。目标区储集体以河道、泛滥平原和三角洲相最好［9］。

高位体系域中有利储层主要是东柴山地区和切克里克凹陷的三角洲砂体，该三角洲砂体以三角洲前缘砂体为主要特征，包括水下分流河道砂体和三角洲前缘席状砂。

3.2 路乐河组（El）沉积体系

有利储层主要分布在切克里克地区的三角洲前缘砂体，少部分物性较好的储集层出现于东柴山地区的沟道浊积岩砂体中。在路乐河组沉积时期，辫状河沉积体系比较发育，因此处于东柴山地区和切克里克地区之间的河道砂体可作有利储层。而研究区资料研究显示部分层位出现湖退体系域中的三角洲平原沉积，湖退体系域中的裂缝型隐蔽圈闭在晚期生烃中保证其成藏［10］。笔者认为三角洲平原亚相沉积很有可能发育与辫状河道沉积互层的三角洲水上分流河道沉积砂体，共同成为该研究区发育的有利储层。

4 主要成藏模式

4.1 裂缝性储层油气藏成藏模式

1）研究区烃源岩目的层主要位于新生界在新生代之前由于构造活动的影响，目的层经历抬升隆起形成了有利于油气聚集的构造高位，而在喜山运动中地层进一步发生褶皱变形而出现断裂区块，这都是形成构造－岩性油气藏的良好条件，在构造中形成的不整和面是油气运移的良好通道，油气在远距离运移过程中部分随断层移入构造高位，而另外的主要分流到风化壳储层中成藏（见图1）。

2）研究区古近系断块油藏形成过程中受到其他因素的影响对于裂缝性油气藏，碳酸盐岩储层属于常规油气藏，但地层中若是碎屑岩烃源岩且附近没有大量砂岩储层分布，则形成的油气藏属于自生自储的非常规油气藏。柴西南地区下干柴沟组（Ex）包含该类生储盖组合形式而发育自生自储的非常规油气藏。该区普遍发育的断层和裂缝广泛存在于背斜轴部，而逆冲断裂带和其中的张性裂缝是油气垂向上运移的主要通道，但褶皱内部剪切带以及其中的压性裂缝是油气横向运移的主要通道，研究区目的层地层隆起变形形成不同类型的裂缝（见图2）。

4.2 古近系岩性油气藏成藏模式

1）远源沉积体系斜坡坡折带对该区岩性油气藏的控制柴西南岩性油气藏在远源沉积体系控制下的坡折带上十分发育，柴西南地区从陆地向湖推进，坡折带分3个部分，包括凸起坡折带、斜坡坡折带与凹陷坡折带。特别是凸起坡折带与斜坡区坡折带形成的油气藏已经得到验证。在油气藏形成阶段，研究区3个坡折带分区分别对应于与盆地构造演化密切关联的古地貌，从陆地向湖盆推进依次为古凸起、古斜坡和古凹陷。其中古凸起为古斜坡提供物质基础，主要演化为良好的储集层。而古凹陷视为古斜坡在向湖盆方向上的延伸，陆相湖盆斜坡带是低位体系域发育地带，也是隐蔽油气藏的发育部位［11－12］。成为隐蔽油气藏勘探的目标选区。岩性油气藏成藏特点在层序上具有一定的对应关系，其关系为低位体系域有利于岩性油气藏的形成，高位体系域次之，而在海侵体系域储层中并不发育此类型油气藏。在目的层沉积演化过程中以中期旋回的Ш级层序为研究重点，而工区Ш级层序包含4次相对完整的海平面升降过程，Sq标定为一次海平面变化所构成的层序，研究区岩性油气藏主要受古斜坡坡折带控制，构造高点存在部分岩性构造复合油气藏（见图3）。

图1 柴西南地区断层油气藏成藏机制

图2 柴西南切克里克凹陷附近油藏目的层褶皱伴生裂缝

图3 柴西南地区典型古斜坡岩性油气藏成藏剖面

2）研究区古近系岩性圈闭进一步向湖盆方向延伸提供成藏条件在深湖－半深湖沉积区凹陷坡折带，当湖平面下降或者物源向湖盆中心推进时，在坡折带形成沟道浊积岩，并与早期湖盆中心深水区沉积的藻灰岩共生，后期湖平面上升而浊积岩沉积作用减缓，同时细粒沉积物沉积而与浊积岩共同发育成为良好的生储盖组合而富集油气，该油气藏由于处于沉积中心且浊积岩特定的沉积条件较难被发现而视为隐蔽油气藏。