准噶尔盆地乌夏断裂带复式油气成藏特征

2016-06-28王贵文刘荷冲

石油地质与工程 2016年2期

关键词：准噶尔盆地

倪　振，丁　超，王贵文，刘荷冲

(中国石油新疆油田分公司风城油田作业区，新疆克拉玛依 834000)

准噶尔盆地乌夏断裂带复式油气成藏特征

倪振，丁超，王贵文，刘荷冲

(中国石油新疆油田分公司风城油田作业区，新疆克拉玛依 834000)

摘要：通过综合地质研究，认为准噶尔盆地乌夏断裂带为典型复式油气聚集带，油气主要来源于二叠系佳木河组、风城组和下乌尔禾组烃源岩，三次油气充注形成了三期油气藏；油气藏类型复杂多样，具有多种储盖组合；断裂、不整合面及连通性砂体构筑了油气运移的立体输导体系；烃源岩和生排烃中心、构造和沉积相带、断裂和不整合以及有利储层是乌夏断裂带油气分布的主控因素。乌夏断裂带复式油气成藏特征及油气分布主控因素的研究成果，对本区油气勘探及滚动评价工作具有重要的指导意义。

关键词：准噶尔盆地；乌夏断裂带；复式油气藏；油气藏类型；油气分布主控因素

乌夏断裂带位于准噶尔盆地西北缘北东部，哈拉阿拉特山前，西起克百断裂带，东至陆梁隆起，南邻玛湖生油凹陷，是一个受多期构造叠加影响的断褶带，包括乌尔禾、风城、夏子街和红旗坝四个探区。晚石炭世以来经历了多期次不同构造体系的复合和叠加作用，构造上由北向南划分为山前冲断超覆带、乌夏断褶带、南部单斜带(图1)[1-2]。通过综合地质研究认为，乌夏断裂带具有油气藏类型多、储层类型多、储盖组合多以及多层组含油的“四多”特征，为典型的复式油气聚集带，是准噶尔盆地最为复杂和最具潜力的探区之一。

1区域地质特征

1.1构造特征

乌夏断裂带自石炭纪末期以来经历了晚海西运动、印支运动、燕山运动的继承发育，燕山末期最终覆盖定型[3]。海西运动形成了盆地大型隆起、坳陷及大型断裂带的基本轮廓；印支运动在继承了前一次构造运动的基础上，形成了一些鼻状构造、背斜及逆冲断层；燕山运动引起抬升、剥蚀，产生大量小型张性正断层。北部的山前冲断超覆带以冲断推覆变形为主；中部乌夏断褶带以继承性断褶变形为主；南部单斜带地层较为平缓，褶皱不发育。

该区主要发育北东向和北东东向两组断裂，北东向的断裂数量相对较少，主要分布在乌尔禾、风城地区，北东东向断裂则主要分布在夏子街和红旗坝地区(图1)。

1.2沉积及储层特征

乌夏断裂带自下而上钻遇的地层有二叠系佳木河组、风城组、夏子街组和下乌尔禾组，三叠系百口泉组、克拉玛依组和白碱滩组，侏罗系八道湾组、三工河组、西山窑组、头屯河组和齐古组，白垩系和古近系、新近系沉积。

图1　乌夏断裂带构造位置

二叠纪佳木河期以火山岩沉积为主，风城期滨浅湖相沉积占了主导地位，出现云质岩、凝灰岩和细粒碎屑岩[4]。夏子街期以扇三角洲相-湖泊相沉积为主，夏子街组发育砂砾岩、砂岩及云化砂岩等岩性。下乌尔禾期从盆地边缘向盆地内部形成冲积扇-扇三角洲-湖泊相的沉积模式，岩性主要为砂砾岩与泥岩互层。

三叠系主要发育冲积扇、扇三角洲、湖底扇和湖泊相沉积，从百口泉组到白碱滩组整体为湖侵过程。百口泉组发育大套冲积扇及冲积平原沉积的砂砾岩；克拉玛依组以扇三角洲和滨浅湖相沉积为主；白碱滩组以湖泊相沉积为主[5]。

侏罗纪八道湾期发育冲积扇-辫状河-三角洲-湖泊沉积体系。三工河期和西山窑期发生湖侵，发育三角洲-扇三角洲-湖泊相沉积体系。头屯河组和齐古组沉积时期开始逐渐湖退，以冲积扇、河流相及三角洲相沉积为主。

白垩系发育有冲积扇、辫状河三角洲及湖相沉积，底部沉积了清水河组底砾岩、不等粒砂岩互层，上部主要为泥岩、粉砂岩等。

乌夏断裂带目前已在9个层组发现了油气藏。储层类型有碎屑岩、云质岩及火山岩，其中以砂砾岩和砂岩为主。储层物性差异较大，整体表现为从老地层到新地层物性逐渐变好的趋势[6](表1)。

表1　乌夏断裂带含油层系储层岩性物性统计

2复式油气成藏特征

2.1烃源岩与油气充注

油源对比研究表明，玛湖凹陷二叠系佳木河组、风城组和下乌尔禾组是乌夏断裂带的主力烃源岩，此外乌夏断裂带下伏的二叠系风城组也具备生烃条件[7-10]。

结合前人研究结果，佳木河组烃源岩在中晚二叠世逐渐成熟，并开始向外排烃进入二叠系储层；三叠纪末，风城组的烃源岩成熟并大量生烃，运移至二叠系和三叠系有利部位聚集成藏；侏罗纪末-早白垩世，下乌尔禾组烃源岩开始生烃，同时佳木河组开始产生天然气，形成本区第三期油气藏[8-11]。

2.2储盖类型与组合

依据钻井及地震资料，乌夏断裂带发育白碱滩组及三工河组两大区域性泥岩盖层(局部地区有缺失)。侏罗系齐古组及八道湾组各段顶部发育泥岩或砂质泥岩层厚度较大且横向分布稳定的亦可作为局部区域的有利盖层，与其下部的碎屑岩形成有效储盖组合。中下三叠统砂砾岩间的泥岩隔层(厚度大于3 m)也对碎屑岩储层起封盖作用。二叠系内部发育的致密火山岩、云质岩、泥岩及砂质泥岩也可作为局部封盖层，对二叠系裂缝及孔洞发育的火山岩和云质岩以及孔隙发育的碎屑岩储层起封堵作用。

2.3油气输导体系

油气输导体系是指连接源岩与圈闭的运移通道所组成的输导网络[12]。油气运移是油气成藏的一个要素，输导体系在一定程度上控制着油气运移的方向、方式及运移结果。

断裂、不整合面及连通性砂体在油气的疏导过程中相互沟通配合，共同构筑了乌夏断裂带油气运、聚、散的立体输导体系(图2)。

本区在长期的构造演化中形成了多期断裂体系，使得深部二叠系油气能够沿着开启性的断裂进行大规模、远距离的垂向运移。由于断裂的活动期与二叠系烃源岩的生、排烃高峰期相匹配，断裂就成为油气从二叠系向三叠系垂向运移的重要通道[13]。

乌夏断裂带侏罗系、三叠系和二叠系内共发育了P1f/P1j、P2x/P1f、P2w/P2x、T1b/P2w、J1b/T3b、J2t/J2x六个区域不整合。不整合面内部的底砾岩及淋滤带往往是油气侧向运移的重要通道。通过区域构造研究，海西期及印支期形成的深大通源断裂基本上仅断至三叠系，无法将深部二叠系油气直接运移至侏罗系或白垩系成藏。因此，侏罗系与三叠系间的不整合是三叠系之上油气藏重要的运移通道。此外，不整合面对油气的侧向运移作用，使得油气横向分布范围大大扩展(图2)。

乌夏断裂带具有良好孔渗性能的砂体既是油气聚集场所，也是重要的运移通道。当油气进入渗透性砂体后，就会在其中从高势区向低势区运移和聚集。乌夏断裂带二叠系-侏罗系冲积扇、扇三角洲、水下扇、河流相等碎屑岩沉积广泛发育。其中二叠系内部砂体厚度及范围相对较小，且层间非均质性强，对油气的疏导能力较差。三叠系克拉玛依组和百口泉组及侏罗系八道湾组、齐古组的部分砂体平面连片性好，剖面上隔夹层较少，输导和储集性能较好。

2.4油气藏类型

根据乌夏断裂带已探明油气藏的主控因素，可划分为构造油气藏、地层油气藏、岩性油气藏、复合油气藏4种类型(图2)。

图2　乌夏断裂带油气成藏综合模式图

本区构造油气藏最多，占探明油气藏数量的55%，包括断块油气藏、断鼻油气藏、断背斜油气藏及背斜油气藏。其中由断裂遮挡形成的断块油气藏数量较多，如乌101井区百口泉组油藏；断鼻油气藏是断层切割鼻状构造形成的油气藏，如乌36井区百口泉组油气藏；断背斜油气藏受背斜和断层双重遮挡条件控制，如风3井区二叠系风城组油藏，油藏流体分布明显受断背斜的控制；目前探明的纯背斜油气藏只有夏72井区风城组层状背斜油藏。已探明的地层油气藏(如夏9井区三叠系油藏)和岩性油气藏(如乌5井区克拉玛依上亚组油藏)较少，仅占探明油气藏的9%。由两种以上因素控制的复合油气藏，约占已探明油气藏的36%，包括岩性-构造油气藏(如重1井区块齐古组油藏)、地层-岩性油气藏(如夏9井区八道湾组油藏)和地层-构造油气藏(如重43井区八道湾油藏)等类型。

3油气分布主控因素分析

3.1烃源岩和生排烃中心对油气分布的控制

烃源对于油气成藏必不可少，没有油气来源就不能形成油气藏，油气来源不足就不能形成优质的油气藏。乌夏断裂带红旗坝地区距离玛湖凹陷生烃中心较远，并且其原地烃源岩不发育[14]。从目前的勘探结果来看，乌尔禾地区、风城地区及夏子街地区油气聚集程度较高，而红旗坝地区至今仍无工业油气流井。由此可见，烃源岩和生排烃中心对油气分布具有重要控制作用。

3.2构造和沉积相带对油气分布的控制

构造和沉积相带控制着油气藏的位置和分布范围，有利构造与有利相带的有机组合成为乌夏断裂带油气富集的主要场所。

本区乌尔禾鼻凸区、夏子街鼻凸区及构造宽缓区是油气聚集的主体区。此外，构造演化对生储盖组合及沉积相带的展布也有一定程度的控制作用。逆掩断裂普遍具有同生活动性质，对各类扇体的形成有明显的控制作用[15-17]。

沉积相带控制着砂体的发育，进而控制着储集层的发育。本区发育的大量扇体及河流相沉积为油气的聚集提供了良好的空间。

3.3断裂和不整合对油气分布的控制作用

多断裂组合对油气垂向疏导起到积极的作用[18]，油气优先在通源断裂两侧有利区域聚集。此外，断裂也会对油气藏产生一定的破坏作用。如乌尔禾地区的沥青矿，就是三叠系及以下的原生油气藏受断裂切割破坏，轻质组分逸散而成。

不整合对油气的分布也有重要的控制作用。不整合不仅是油气区域性运移的良好通道，而且能形成与之相关的油气藏[19-20]。浅层断裂规模较小，控藏作用有限，但侏罗系底部不整合，对其邻近的油气藏具有重要的控制作用。

3.4有利储层对油气分布的控制作用

储层的岩性、物性及非均质性对油气的运移、分布、聚集及油气藏的产能均有较大影响。乌夏断裂带二叠系油气成藏部位与特殊岩性体(云质岩或火山岩)及孔缝发育储层区带密切相关。二叠系已探明油藏孔隙类型主要为晶间孔、溶蚀孔、微裂缝及气孔，岩性主要为云质岩或火山碎屑岩。可见，孔缝发育的特殊岩相带是二叠系油气分布的有利区。

4结论

(1)乌夏断裂带是典型的复式油气聚集带，具有油气藏类型多、储层类型多、储盖组合多以及多层组含油的“四多”特征，油气分布受烃源岩和生排烃中心、构造和沉积相带、断裂和不整合以及有利储层等多种因素的控制。

(2)针对乌夏断裂带复式油气成藏的特点，可采用立体勘探模式，纵向上兼顾多套储层，油藏上下找油藏；横向上兼顾多个井区，油藏之间找油藏，油藏外围找油藏。

(3)二叠系油气成藏与特殊岩性体及储层孔缝发育程度密切相关，因此，加强孔缝发育特殊岩性体的识别及刻画对于该区二叠系油气勘探尤为重要。

(4)乌夏断裂带虽历经50多年的勘探，但其复杂的沉积构造及油气聚集规律仍有待进一步探索，围绕烃源岩和生排烃中心，强化整体认识并建立宏观模式、深化沉积研究及构造解释、细化储层分层分类研究对于本区勘探工作至关重要。

参考文献

[1]蔚远江，何登发，雷振宇，等.准噶尔盆地西北缘前陆冲断带二叠纪逆冲断裂活动的沉积响应[J].地质学报，2004，78(5)：612-619.

[2]邱贻博，查明，李振华，等.准噶尔盆地乌夏断裂带构造活动特征[J].新疆石油地质，2007， 28(1)： 11-14.

[3]冯建伟，戴俊生，葛盛权，等.准噶尔盆地乌夏断裂带构造演化及油气聚集[J].中国石油大学学报(自然科学版)，2008，32(3)：23-29.

[4]宫博识，文华国，李丛林，等.准噶尔盆地乌尔禾地区风城组沉积环境分析[J].岩性油气藏，2014，26(2)：59-65.

[5]牛海青，陈世悦，鄢继华，等.准噶尔盆地乌夏断裂带三叠系沉积相研究[J].新疆石油地质，2007，28(4)：425-427.

[6]谭开俊，许多年，尹路，等. 准噶尔盆地乌夏地区三叠系成岩相定量研究[J].岩性油气藏，2011，23(6)：24-28.