博乐盆地有利勘探区带优选

2017-06-19穆玉庆韩立国

石油地质与工程 2017年3期

关键词：精河博乐区带

张美，许涛，穆玉庆，韩立国，繆灏

(中国石化胜利油田勘探开发研究院西部分院，山东东营，257000 )

博乐盆地有利勘探区带优选

张美，许涛，穆玉庆，韩立国，繆灏

(中国石化胜利油田勘探开发研究院西部分院，山东东营，257000 )

博乐盆地油气勘探尚未取得重大进展，急需对其含油气远景进行系统分析。采用野外踏勘、地化分析、地震资料相结合的方法，对博乐盆地石油地质条件进行评价：博乐盆地主要发育三套烃源岩，其中二叠系为主力烃源层系；盆地发育5套储盖组合，石炭系的海相碳酸盐岩及碎屑岩和古近系河流相砂岩为有利储层；构造圈闭主要受逆冲断裂控制，精河坳陷西南部是有利的勘探区带。

博乐盆地；烃源岩；圈闭；有利勘探区带

博乐盆地位于新疆博尔塔拉蒙古自治州境内，西、南、北三面环山，中部是喇叭状的谷地平原，西部狭窄，东部开阔，地貌特征大致由南北两侧山地、中部谷地和东部盆地三大单元组成。1992年孙立广等在新近系地层发现了油气显示，认为博乐盆地可能是一个被推覆体掩盖的油气盆地[1]。目前对该区石油地质研究程度较低。本次研究对博乐盆地烃源岩进行了系统评价，确定主力烃源岩分布，结合储盖条件分析，优选出有利勘探区带。

1 区域地质特征

1.1 地层展布

博乐盆地为上古生界、中-新生界的叠合盆地，泥盆系直接覆盖在中元古界变质岩之上。根据野外露头、地震和钻井资料分析，盆地发育泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系、第三系和第四系地层；其中古生界地层发育厚度较大，中-新生界地层相对较薄；泥盆系、石炭系地层在本区广泛分布，二叠系发育在博乐隆起的西部，三叠系整体缺失，侏罗系仅在温泉西北部有分布，第三系及第四系全盆地分布[2]。

1.2 构造演化

博乐盆地是海西构造运动时期由于天山地槽的回返、山体隆升，在天山山系西段寒武系基底上形成的山间盆地，可能是一个被推覆体掩盖的盆地[3-4]。盆地东西长约200 km，西窄东宽，介于20～50 km，面积约7 500 km2(图1)。盆地由温泉坳陷、博乐隆起、精河坳陷三个次级单元组成。海西初期，天山地槽开始回返，海退发生，阿拉套山、别珍套山雏形形成[3-4]，直到海西中期该区一直处于抬升阶段，湖盆形成，伴随山体隆升作用的影响，两坳夹一隆的构造格局基本形成。海西晚期湖盆下降，普遍接受沉积，除博乐隆起外，形成二叠系上统深湖相和火山喷发相沉积。海西末期至印支期湖盆抬升，遭受风化剥蚀，盆地普遍缺失该时期的三叠系和下侏罗统的部分沉积，由于山体隆升挤压作用，压扭性逆断裂发育，两坳夹一隆的构造格局更加明显。燕山中期盆地下降，局部接受沉积，形成了中、下侏罗统河流相和湖沼相交替沉积建造；燕山晚期盆地一直处于抬升阶段，原沉降中心抬起褶皱，形成侏罗系岩层山前褶皱，普遍缺失晚侏罗统和白垩系沉积。喜山期造山运动强烈，盆地下降，沉积中心东移，温泉坳陷普遍接受大面积厚层滨浅湖及河流相沉积；由于三面环山隆升的作用，褶皱构造及同生和伴生断裂十分发育，形成现代的构造格局[5-6]。

图1 博乐盆地构造单元

2 烃源层系确认

烃源岩是盆地油气生成和聚集成藏的物质基础，确定烃源岩发育层系及地球化学特征是进行油气资源评价和有利勘探区带优选的关键。结合前人研究[4，7-9]，在野外勘查的基础之上，确定博乐盆地主要发育泥盆系、石炭系、二叠系三套烃源岩(表1)，其中，二叠系泥岩是最有利的一套烃源岩。

二叠系生油岩出露于博乐隆起西南部的南山煤矿，位于铁木里克组中上部，为深湖-半深湖暗色泥岩以及沼泽相碳质泥岩，累计厚度为84.1 m，占上二叠统总地层厚度的16.1%。TOC含量为10.00%～22.95%，Tmax为434～446℃，平均Ro为0.83%，S1+S2为6.6～20.52 mg/g，S1为0.07～1.06 mg/g，S2为6.53～20.42 mg/g，氯仿沥青A为2.3～8.4 mg/g，氢指数为49.8～188.2；据南山煤矿灰黑色泥岩样品的干酪根鉴定结果：无定形含量40%左右，木质组分50%左右，木质降解、无定形含量10%左右，属腐泥-腐殖型；有机显微组分鉴定结果：类脂组分占45.5%，镜质组分占32.6%，惰质组分占22%，其有机质类型属腐泥-腐殖型，干酪根类型为Ⅱ1-Ⅲ型，属于好生油岩[9]。上二叠统烃源岩达到成熟-高成熟阶段，活化能较低且相对集中，较易生烃。综上分析表明上二叠统烃源岩有机质丰度高，已成熟，生油潜力大。

表1 博乐盆地烃源岩样品统计表

博参1井、精参1井实钻证实该区二叠系地层分布较为复杂，上二叠统在温泉坳陷内钻遇较少，野外仅在博乐隆起西南角出露。在区域地质分析的基础之上，利用钻井、露头资料，结合二维地震解释结果，确定上二叠统残余地层剥蚀位置；利用速度谱资料提取平均速度，进行时深转换，确定上二叠统残余地层厚度。上二叠统烃源岩样品的暗地比(暗色泥岩占地层厚度比例)为0.3；主要分布在精河坳陷，沉积中心位于精河坳陷西南部，最大厚度为200～300 m(图2)，在温泉坳陷、博乐隆起内分布较为局限，主要分布在温泉坳陷东部、博乐隆起西南部，最大厚度75～100 m。

图2 博乐盆地上二叠统残余暗色泥岩厚度

3 储盖组合分析

博乐盆地石炭系至古近系共发育5套储盖组合。第一套为古近系灰色泥岩夹多套岩屑砂岩，第二套为上二叠统砂岩上覆厚层古近系泥岩，第三套为上石炭统厚层砂岩上覆下二叠统火成岩，第四套为下石炭统生屑灰岩自生自储型，第五套为下石炭统岩屑砂岩上覆上石炭统生物灰岩；其中石炭系、古近系为主要的勘探层系。

石炭系地层主要发育浅海碳酸盐台地、海相三角洲砂体沉积(图3a1～b2)，主要分布在温泉坳陷南部及精河坳陷西南部，孔隙较好，储层累计厚度约为1 200 m。其中下石炭统以维宪阶为主，发育灰岩、含砾砂岩储层，上石炭统以巴什基尔阶、莫斯科阶为主，发育灰岩、粗砂岩储层。下石炭统为重要的勘探层段，发育两套储盖组合：一套为灰岩储盖组合，另一套为石炭系顶部的砂砾岩与上覆下二叠系火成岩形成的储盖组合。下石炭统灰岩多由泥晶方解石、生物碎屑及少量砂质碎屑组成，泥晶结构，生物碎屑大部被溶蚀，后由方解石充填、半充填，裂缝较发育，主要发育溶蚀孔隙和构造孔(缝)(图3c1～d4)，孔隙度0.73%～11.2%，为中等储层。下石炭统碎屑岩常见大型槽状交错层理(图3b2)，中-细粒砂状结构，碎屑成分为石英、长石、岩屑等，其中岩屑以酸性喷出岩、泥(页)岩岩屑为主；分选中等，磨圆度较好，接触式胶结、再生胶结，主要发育粒间孔及少量溶蚀孔(图3c1～f4)，孔隙度2.87%～12.3%，为中等储层。古近系地层主要发育冲积平原背景下的河流相砂岩储层，分布广泛，在全盆均可见到。岩性主要为泥质砂岩、砾岩、砂岩，单层厚度最小2 m，最大32 m，岩心孔隙度为0.93%～10.55%，为中等-较好的储层。

图3 精河坳陷大河沿子河地区C2d灰岩、碎屑岩野外照片及薄片特征

a1、a2.浅海碳酸盐岩台地灰岩，裂缝发育不完全充填； b1、b2.海相三角洲含砾粗砂岩岩理；c1～c4.含砂质碎屑鲕粒灰岩；d1～d4. 有孔虫灰岩；e1～e4.粗砂岩；f1～f4.含砾粗砂岩

4 圈闭条件

博乐盆地逆冲断裂体系比较发育，圈闭类型主要为构造圈闭。其中北缘为一系列北倾断层组成的、由北向南推覆的构造带，即阿拉套山前逆掩推覆带[3，7]，东缘为北西向深大断裂带，南缘是控制盆地边界的北西向逆断裂(图1)，与地表北西向断裂相接。盆地内构造运动强烈，中生代以来网格式断裂和裂隙发育, 从而有助于提高储层含油气能力。逆冲断裂断距较大，沟通泥盆系、石炭系、二叠系油源与石炭系、古近系储层，为油气提供有效运移通道。

5 有利勘探区带

在确定博乐盆地烃源岩分布与有利储层分布的基础之上，结合断裂分布特征确定了三个有利勘探区带：Ⅰ——博乐隆起西北带，Ⅱ——精河坳陷西南断裂带，Ⅲ——精河坳陷东北断裂带(图4)。盆地主力烃源岩为上二叠统烃源岩，主要分布在精河坳陷的西南部，因此精河坳陷西南部具有最佳的供烃优势；其次，精河坳陷西南部发育古近系的河流相砂岩、石炭系浅海碳酸盐台地、海相三角洲砂体等多套储集层，与上覆泥页岩有效配置可形成优质的储盖组合。此外，盆地整体西高东低，精河坳陷西南部发育北西向逆断裂具有形成构造圈闭的背景，生储盖组合配置好，处于上二叠统生烃灶内，油源充足、断裂发育。故精河坳陷西南断裂带是博乐盆地最有利的油气勘探区带，具有良好的勘探前景。