新疆塔里木盆地温宿凸起石油地质条件新认识

2019-08-30杨有星高永进张君峰周新桂张金虎苗苗青

中国地质调查 2019年4期

杨有星，高永进，张君峰，周新桂，张金虎，苗苗青

(中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100083)

0 引言

温宿凸起位于新疆塔里木盆地西北部，三面紧邻生烃凹陷，北部是乌什凹陷，南部为阿瓦提凹陷，东北部为拜城凹陷，一直是石油地质学家关注的焦点区域。但是截至2017年，温宿凸起一直未取得重要突破。1965年钻探的阿1井钻后结果显示，温宿凸起与塔北隆起有显著不同，下古生界残留地层的厚度不及塔北，地层分布及变形复杂，圈闭落实难度较大。2005年，温参1井未钻遇古生界石炭系、奥陶系及寒武系，设计层位与实钻偏差较大，后在温宿凸起构造高部位钻探的温宿1井和阿苏2井也均未获得突破。前人主要侧重于对该地区下古生界碳酸盐岩油气藏的研究[1-3]，认为该地区有可能形成碳酸盐岩油气藏[4-6]，忽视了对浅层碎屑岩的研究，认为浅层保存条件差，构造圈闭不发育[7-8]。

2017年，中国地质调查局油气资源调查中心科研团队转换思路，创新认识，以制约该区油气成藏的关键地质问题为导向，开展了野外剖面实测、二维地震资料目标处理与精细解释、沉积与成藏史分析等综合研究。在此基础上部署实施的新温地1井和新温地2井均获得高产工业油流。新温地1井在新近系吉迪克组812～890 m深度的砂岩储层中，综合解释含油层21.3 m/13层，试油日产油39.05 t。新温地2井在新近系吉迪克组842～859 m深度的砂岩储层中，综合解释含油层9.7 m/12层，试油日产油20.26 t。两口井均获得高产工业油流，实现了新区新层系油气调查重大突破，并取得了一些新认识，为类似地区的油气资源调查工作提供借鉴。

1 研究区地质概况

温宿凸起位于塔里木盆地西北部的天山山前，处于多个构造单元交汇处，被乌什凹陷、拜城凹陷、阿瓦提凹陷所围，呈NE向展布。东部为喀拉玉尔滚断裂，北部为古木别兹断裂，南部为沙井子断裂[9](图1)。

温宿凸起自下而上地层依次为中元古界阿克苏群(Pt2ak)、震旦系(Z)、新近系中新统吉迪克组(N1j)、上—中新统康村组(N1-2k)、上新统库车组(N2k)和第四系(Q)(图2)。中元古界阿克苏群主要为灰绿色绿泥片岩。震旦系上部为厚—中厚层状浅灰色泥质云岩、含灰云岩，下部为薄—中厚层状紫红色灰质泥岩和砂岩。吉迪克组以灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩与棕褐色、灰绿色泥岩、粉砂质泥岩不等厚互层为主。康村组上部为棕红色粗砂岩、中砂岩与棕黄色泥岩、砂质泥岩不等厚互层夹薄层杂色砂砾岩，下部为灰色细砂岩与灰绿色泥岩、砂质泥岩不等厚互层。库车组为巨厚—厚层状杂色砂砾岩、棕红色含砾中砂岩与棕黄色、褐黄色泥岩不等厚互层，为一套氧化环境下的冲积扇沉积。第四系为一套巨厚层杂色砾岩和砂砾岩，地层成岩性差，泥质胶结疏松，为一套氧化环境下的近源洪积扇沉积。

图1 温宿凸起构造位置图

Fig.1 Structure location of Wensu bulge

图2 温宿凸起地层综合柱状图(据温参1井)

Fig.2 Comprehensive stratum histogram of Wensu bulge

2 取得的新认识

2.1 温宿凸起为一个继承性发育的古隆起

综合利用钻井资料、地震资料和野外露头剖面资料，结合前人研究成果[10-12]，开展了井震联合标定，对基底、新近系吉迪克组等主要构造层进行了追踪解释，建立了该区地质结构剖面。温宿凸起为夹持在乌什凹陷和阿瓦提凹陷中间的一个古隆起，为西高东低的鼻状构造(图3)。

图3 研究区东西向地质结构剖面特征Fig.3 Characteristics of the EW geological structure profile in the study area

基底以上地层整体西高东低。西段中元古界变质岩阿克苏群出露地表，缺失古生界、中生界和古近系，新生界由东向西逐层剥蚀尖灭，新近系与下伏中元古界阿克苏群绿泥石片岩呈角度不整合接触。东段新近系与下伏震旦系碳酸盐岩呈角度不整合接触。温宿凸起是一个继承性发育的古隆起，构造演化主要经历了前震旦纪基底形成阶段、震旦纪—泥盆纪古凸起开始形成阶段、石炭纪—古近纪凸起发育阶段及新近纪—第四纪整体快速沉降4个发展阶段[12-14]。其中，新生界内幕又主要经历了4个构造演化阶段：新近系吉迪克组沉积前，温宿凸起持续隆升，地层遭受剥蚀或未接受沉积阶段；新近系吉迪克组沉积时期凸起停止隆升活动，接受沉积阶段；库车组沉积时期温宿凸起西部局部抬升向东遭受剥蚀阶段；现今第四系稳定沉积阶段。

2.2 油气藏类型以构造-岩性油气藏为主

在构造演化与沉积体系分析的基础上，结合钻后评价，明确了该地区发育的主要油气藏类型。研究区吉迪克组的主要沉积相为浅水三角洲相和湖泊相，其中湖泊相主要发育滨浅湖和滩坝亚相。中新统吉迪克组沉积期，温宿凸起具有差异沉降、低幅隆升的构造特征，控制形成了温宿地区低幅宽缓的古地貌，形成了新近系浅水三角洲与滨浅湖、滩坝同生共存、互为消长的沉积体系[15-16]。滨浅湖、滩坝砂体规模大、叠合连片，受后期构造抬升影响，形成了大规模分布的构造-岩性圈闭，为油气藏的形成奠定了重要基础(图4)。

图4 新温地1井沉积相分析与纵向油气藏分布特点Fig.4 Sedimentary facies and distribution characteristics of longitudinal reservoirs of well XWD-1

2.3 油气藏具有晚期复式成藏特点

温宿凸起大规模分布的基岩风化壳与持续活动的断裂共同构成了高效的油气输导体系，沟通了北部拜城—乌什凹陷侏罗系烃源岩灶，中生界恰克马克组烃源岩生成的油气自北东向西南大范围、远距离输导，沿古木别兹断裂东段向上垂向运移，进入温宿凸起后沿中元古界阿克苏群顶部的基岩风化壳向上部横向运移，在内部遇到小断裂以后发生向上的调整，在浅层构造-岩性圈闭中聚集成藏。与以往温宿凸起区油源条件不利的传统认识不同，温宿凸起发育高效的油气输导体系，是温宿凸起油气获得突破的关键因素(图5)。

拜城凹陷恰克马克组烃源岩有机质类型较好，主要的生排烃时间5～2 Ma，在新近纪达到生油、生气高峰[17-19]，排油期与温宿凸起圈闭形成时间耦合性较好，因此能够在温宿地区聚集成藏[20-22]。油气藏属于晚期成藏，具有空间上分布有序、平面上叠合连片的特点。油气的生成、运移、聚集主要发生在新近纪—第四纪[23-24]，喜山期是油气藏的主要形成期。

(a) 黑褐色饱含油细砂岩(新温地1井，833.70 m)(b) 黑褐色富含油细砂岩(新温地1井，831.67 m)

图5 新温地1井饱含油、富含油细砂岩及新温地1井、2井试油照片

Fig.5 Photos of full and rich oil sandstones and tests of well XWD-1 and well XWD-2

2.4 优越的盖层条件是温宿油气藏形成的重要因素

油气藏盖层封盖性的强弱直接影响到储层中油气的聚集和保存。根据岩性的不同可以将盖层分为泥岩盖层(图6)、蒸发岩(盐岩、膏岩)盖层和碳酸盐岩盖层。温宿油气藏的盖层主要为泥岩盖层。温宿地区原油埋藏浅，最浅的油气显示仅仅为820 m，盖层的封堵能力至关重要。同时，泥岩在油层段中，也起到了隔夹层的作用。

盖层综合评价中，突破压力作为衡量毛细管封闭能力的尺度。新温地1井潜在盖层样品突破压力最大为0.95 MPa，最小为0.05 MPa，平均为0.16 MPa。根据样品分布，距离油层较远的盖层突破压力较大，因此在研究区内存在着一套相对具有保存条件的区域性盖层泥岩。温宿地区新近系盖层厚度呈现以研究区为中心“中间薄、两侧厚”、构造低点厚度大于构造高点厚度的特点。通过盖层封闭性评价指数计算，编制了温宿地区新近系盖层评价示意图(图7)，盖层封闭性评价指数0～1为差，1～2为中等，大于2为好。如图7所示：靠近南部阿瓦提凹陷内吉迪克组盖层封闭性能较好，但由于阿瓦提凹陷油气储层主要在三叠系，吉迪克组并未发现油气显示；北部乌什凹陷吉迪克组虽然盖层厚度较大，但是受到沉积相等因素的影响，泥岩层段不连续，最大盖层单层厚度较小，因此盖层封闭性能较差，也未发现油气；在温宿凸起西部新温地1井、新温地2井地区，盖层封闭性能最好，是油气聚集成藏的主要区域。综上，优越的盖层条件是温宿吉迪克组油气藏形成的重要控制因素。