春光探区白垩系油气成藏条件及主控因素

2016-06-25陈丽丽

石油地质与工程 2016年1期

关键词：稠油

陈丽丽

(中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南郑州 450046)

春光探区白垩系油气成藏条件及主控因素

陈丽丽

(中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南郑州 450046)

摘要：春光探区为源外成藏区，油源为东部昌吉凹陷和南部四棵树凹陷的二叠系和侏罗系,白垩系油藏主要为地层不整合油藏，包括重质稠油和中质油油藏。通过油源条件研究，确定了白垩系油藏的油源特征；通过输导体系研究，确定了不整合和断层组成的白垩系输导格架；通过沉积储层特征研究，确定了三角洲水下分流河道和滩坝砂体为有利储集相带；通过成藏期次研究，确定了白垩系油藏两期成藏，后期被断层破坏稠化的成藏期次。综合研究认为，高效的输导体系、各砂组地层尖灭线展布范围和优质储层是白垩系地层油气藏成藏的主控因素。

关键词：春光探区；稠油；成藏条件；成藏模式；主控因素

1区域地质概况

春光探区构造上隶属于准噶尔盆地西部隆起车排子凸起，其西面和北面邻近扎伊尔山，南面为四棵树凹陷，向东以红-车断裂带与昌吉凹陷以及中拐凸起相接[1]。春光探区总体表现为东南倾的单斜，基底为石炭系，自下而上发育了侏罗系、白垩系、古近系、新近系及第四系，缺失了二叠系、三叠系；各时代地层厚度较薄，层层向西北超覆。

白垩纪时期，春光探区开始缓慢沉降，东南部先开始沉积沉降，所以工区整体表现为西高东低，倾角达到15～20°[2-3]。通过层序地层对比，将白垩系分为5个砂组， k1、k2砂组沉积时期湖盆开始扩张，k3砂组沉积时期湖盆范围最大，k4和k5砂组沉积时期湖盆萎缩，所以白垩纪经历了一次完整的湖进到湖退的沉积旋回。1、2、3砂组层层超覆在下伏地层之上， 4、5砂组地层部分被剥蚀，4砂组地层展布范围最大。

2白垩系油气成藏条件

2.1油源条件

春光探区是源外成藏区，东部昌吉凹陷和西南部四棵树凹陷是2个供烃凹陷[4]。二叠系和侏罗系烃源岩是春光探区的主要供烃层系，其中二叠系烃源岩仅发育于昌吉凹陷[3-5]。侏罗系烃源岩生标物显著特征为C19-C21三环萜分布呈下降型，姥植比较高，多大于2，伽马蜡烷指数多小于0.2， C29规则甾烷丰度较高，C27-C29规则甾烷分布呈“V”型或反“L”型；而二叠系烃源岩生标物显著特征为C19-C21三环萜分布呈上升型，姥植比较低，多小于1，伽马蜡烷指数多大于0.2，C27-C29规则甾烷分布呈“厂”型。

春光探区东部白垩系油藏为重质稠油油藏，以春17油藏为代表；南部白垩系油藏为中质油油藏，以春55油藏为代表。从春17白垩系油藏中的春2-5井原油生物标志物特征(图1)可以看出，原油存在25-降藿烷系列，而萜烷、甾烷都已经遭受破坏，说明遭受了较严重的生物降解；但从m/z=85上可以看到有少量正构烷烃规则分布，反映稠化后又有一定数量的轻质油混入。从较高的姥植比来看，其与侏罗系源岩特征较为相似，表明未降解油主要来自侏罗系烃源岩；而三环萜丰度较高，且C19-C21三环萜分布呈上升型，均与二叠系源岩特征相似，表明降解的油来自昌吉凹陷二叠系源岩。春55中质油油藏油源特征与春17重质稠油油藏油源特征相似，区别在于春55中质油油藏以来源于侏罗系源岩的未降解油为主，来源于二叠系源岩的严重降解油含量较少。

2.2白垩系沉积特征

通过对取心井的岩心观察以及大量地震、测井和分析化验资料的详细分析，认为春光探区白垩系主要发育扇三角洲/辫状河三角洲-湖泊(滩坝)沉积体系。扇三角洲主要发育在靠岸陡坡带，规模较小。白垩纪时，车排子乃至准西缘地区地层都较陡，从野外露头可以看出，沿岸发育多个小型扇三角洲扇体。岩心剖面中多见冲刷面，砾岩多呈棱角状，排列方向性较差，为典型扇三角洲沉积[5-6]。辫状河三角洲主要发育在研究区东部，区内主要为辫状河三角洲前缘末端沉积，碎屑物供给方向为东北，岩性多为细砂岩、粉砂岩和粉砂质泥岩。研究认为白垩系滩坝的成因类型有2个：①扇三角洲前缘和辫状河三角洲前缘水下分流河道末端受湖浪改造形成滩坝；②侏罗纪车排子凸起处于快速隆起阶段，导致白垩纪湖泊中古隆起发育，在古隆起顶部易发育滩坝。

图1　春光探区白垩系原油生物标志特征

2.3白垩系储层特征

以东部春17-春20井区白垩系4砂组储层为研究对象，扇三角洲前缘水下分流河道储层平均孔隙度为30.6%，渗透率为1 156.5×10-3μm2，属于特高孔高渗型储层；滩坝和辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体平均孔隙度为25%，渗透率为656.5×10-3μm2，属于高孔高渗型储层。根据该井区白垩系压汞样品分析资料，储层排驱压力0.02 MPa；饱和度中值毛管压力0.16 MPa；最大连通孔喉半径43.7 μm；平均毛管半径15.1 μm；均质系数平均值0.25，毛管压力曲线中间平缓段长。实验结果反映扇/辫状河三角洲前缘水下分流河道和滩坝砂体储层具有较好的孔隙微观结构特征，是有利储集相带。

2.4油气输导特征

二叠系烃源岩和侏罗系烃源岩的油气通过通源断层(东部红车断裂带和西南部的艾卡断裂带)调整到石炭系顶部，由石炭系顶不整合和侏罗系沟谷砂体配置运移至春光探区。研究认为石炭系顶不整合三层结构(底砾岩、风化黏土层、半风化岩石)发育，为油气双运移通道[7-8]，是白垩系主要的油气横向运移通道。油气沿石炭系顶不整合运移至白垩系各砂组地层尖灭带的扇三角洲前缘水下分流河道砂体中聚集成藏。在横向运移过程中，油气还可以沿燕山期发育的4-5级断层向上运移至各砂组滩坝砂体中聚集成藏。

3白垩系油气成藏模式

3.1油气藏类型

白垩系油藏主要为地层不整合油藏(图2)，1、2、3砂组易形成地层超覆油藏，或与断层配置形成断层-地层超覆油藏，4、5砂组易形成地层剥蚀油藏，或与断层配置形成断层-地层剥蚀油藏。白垩系地层类油藏横向运移通道主要为石炭系顶和白垩系顶不整合[9-10]，其中石炭系顶不整合是最重要的横向运移通道，断层是主要的纵向运移通道。

3.2油气成藏期次

从东部白垩系稠油样品包裹体均一温度图(图3a)可以看出均一温度呈双峰分布。石英颗粒内可见两期不同产状的烃类包裹体(图3b)：第一期分布在石英颗粒的内裂纹中，呈线性分布；第二期分布在切穿石英颗粒的裂缝中，第二期的包裹体切穿第一期。由此可知，白垩系稠油油藏为两期成藏，第一期为古近纪末，二叠系来源油充注并稠化；第二期为新近纪，昌吉凹陷侏罗系来源油充注；另外，新近纪末的断裂活动会导致油藏进一步稠化。

3.3油气成藏模式

图2　春光探区春2-200-春52-春56-春51井白垩系油藏剖面

图3　春光探区白垩系样品包裹体特征

综合以上研究认识，白垩系油气藏明显受控于不整合，油层主要分布在石炭系顶和白垩系顶的不整合面附近。油气通过石炭顶不整合横向输导，断层纵向沟通，多层系立体聚集(图4)。

图4　春光探区白垩系油气成藏模式

4白垩系油气成藏主控因素

白垩系砂体分布范围较小，有利储层较少，所以优质储层是白垩系油气成藏的主控因素之一。沿湖岸线分布的扇三角洲前缘水下分流河道砂体和滩坝砂体储层物性和孔隙结构好，为有利储集相带。但是滩坝滩坝砂体形成的岩性圈闭需要断层沟通油源才能成藏，成藏难度较大。所以沿岸发育的扇三角洲前缘水下分流河道是形成白垩系地层油藏的有利区带。

白垩系油藏类型主要为地层不整合油藏，良好的输导体系是白垩系油气成藏的主控因素之一。综合分析认为石炭顶部不整合是最主要的横向运移通道，目前所发现的白垩系地层油藏都发育在与石炭系顶部不整合接触的区域。白垩系地层油藏包括地层超覆不整合油藏和地层削蚀不整合油藏，地层超覆不整合油藏主要分布在白垩系1、2、3砂组，地层削蚀不整合油藏主要分布在白垩系4、5砂组，各砂组地层尖灭线展布控制着白垩系地层油藏的形成，各砂组地层油藏都围绕着各砂组地层尖灭线成排成带的分布(图5)。