玛东地区二叠系火山岩成藏特征及勘探潜力

连志刚，常智勇，李路路，赖继锋，彭 龙，刘 锐

(中国石油新疆油田分公司，新疆 克拉玛依 834000)

0 引 言

玛湖地区二叠系整体呈现“两凹隔三凸”地质格局，勘探程度较低，地质条件十分复杂，前期未系统开展二叠系各个目的层解释工作，加之钻遇井少且零星分布。钱海涛等[1]对玛东地区百口泉组地层油气勘探开展了研究，认为西北翼有多块连片探明油藏，玛东地区与其呈镜像勘探特征，紧邻玛湖凹陷，烃源供给充分，成藏条件十分有利。宋永等[2-4]对准噶尔盆地玛东地区百口泉组多物源砂体分布进行预测，但并未对玛湖地区二叠系地质特征开展精细研究。玛东地区二叠系佳木河组—夏子街组有利油气成藏地质条件复杂，纵观玛湖凹陷周缘勘探情况，研究潜力较大。为了取得勘探新领域的突破，有必要对玛湖地区二叠系开展地质综合研究，成藏特征及储层预测对于玛东地区深浅含油气领域突破至关重要[5-7]，建议加强玛东地区断裂体系研究。因此，利用已有的三维地震资料，自下而上开展断裂刻画及重点成藏期地质特征综合分析，以期能有效指导玛东地区有利区的评价优选，实现玛湖地区新层系新领域的重大突破。

1 区域地质概况

玛湖凹陷东斜坡(简称玛东斜坡带)位于准噶尔盆地陆梁隆起的夏盐凸起北部与三个泉凸起西部的结合部(图1)。主要目的层为二叠系佳木河组、风城组和夏子街组，以中下二叠统地层为主，研究区地表主要为干旱、半干旱的戈壁和沙漠，有稀疏植被覆盖，地势较平坦，地面平均海拔为300 m。年温差较为悬殊，夏季高温可达40 ℃，冬季低温可达-35 ℃。研究工区南北以DA10、MD1井为界，东西以XY11、MA19井为界，勘探面积为3 680 km2。

图1 玛湖凹陷东斜坡位置Fig.1 The location of east slope of Mahu Sag

2 构造特征

玛东地区经历了多期构造运动。始于石炭纪末，石炭纪古隆起的持续隆升造成隆起上部二叠系地层侵蚀中断，下部二叠系地层逐层沉积，叠加在石炭系地层上，在三叠系沉积前填埋。二叠纪末，整个隆起和斜坡区域基本上被湖水淹没。在海西构造活动结束时，沉积、地层分布较为稳定，在隆起上部形成了一系列小距离的正断层，直至白垩纪。由构造演化特征可知，在二叠纪和三叠纪时期，玛东地区在斜坡底部叠加沉积，具有形成地层和岩性圈闭的良好条件。由佳木河组底界构造可知(图2)，玛东地区二叠系构造上主要表现为向南西倾的单斜构造，区域上主要发育2个方向断裂体系：北东—南西向和北西—南东向逆断裂，2组主干断裂形成时期较早，直接控制了区域构造格局及地层厚薄沉积，玛东地区二叠系整体形成了“两凹隔三凸”构造格局。玛东地区位于井区的东部，受2条近东西向大断裂夹持存在地层尖灭，考虑到二叠系P2x、P1f地层超覆在P1j之上，二叠系地层由浅至深尖灭线逐步东移，对比夏子街组与风城组顶界构造可知，风城组地层先于夏子街组地层尖灭，符合该区地质背景。玛东地区西南部，井区周围发育多条南西—北东向大断裂，与一系列小段断裂夹持构成断鼻、断块构造，为有利的油气聚集圈闭[8-10]。而位于北部的MD1井区低凸带，其北部夏红南断裂及枯树林断裂作为北翼上倾封挡断裂，南部低凸区可作为有利的油气运移区。

图2 玛东地区二叠系佳木河组底界构造Fig.2 The bottom boundary structure of Permian Jiamuhe Formation, Madong Area

3 沉积特征

为深化目的层沉积特征研究，结合三维地震资料[11-12]，利用物探技术手段，对玛东地区进行了残余古地貌刻画，绘制玛东地区二叠系沉积模式图(图3)。色标中暖色调代表残余古地貌较高区域，冷色调代表残余古地貌较低区域，靠近尖灭线的黑色虚线为坡折线。结合沉积模式图可知，玛东地区夏子街组为扇三角洲沉积，受古地貌控制，坡折之上为平原相沉积，坡折之下为前缘相沉积、砂泥互层，坡下前缘相为该区有利储层分布区，XY2井位于沉积古凸上，地层相对较薄，主要为水下天然堤，MD1井西南部沉积地层相对较厚，为有利砂体沉积区。

图3 玛东地区二叠系沉积模式Fig.3 The Permian sedimentary pattern in Madong Area

4 成藏特征与储层预测

4.1 成藏分析

玛湖地区二叠系构造复杂，不同区带断裂特征变化大，不同区域已钻井沉积储层特征变化快、成藏特征认识不清是导致研究区油水关系复杂的重要原因[13-15]。二叠系佳木河组圈闭的有利条件：①近源优势成藏带，距离油源更近的一台阶更容易俘获油气而成藏的；②圈闭区存在良好的油气运移通道，是油气早期有利聚集带；③聚油背景较好，圈闭目标均位于早期有古隆起、现今有低凸背景区域，是油气的有利指向区。圈闭类型为火山岩体圈闭，从沉积上看来自北西物源体系。泥岩与火山岩阻抗差明显，为强震幅反射，由过MD1井剖面(图4)可以看出岩性边界清晰，圈闭顶部存在高伽马泥岩作为顶板层，底部存在泥岩或凝灰岩作为底板层，圈闭落实可靠。该圈闭群位于MD1井低凸带上，有利于油气俘获。二叠系夏子街组及佳木河组为重点目的层，夏子街组砂体连续性较好、顶部二叠系乌尔禾组泥岩稳定较发育，出油可能性有一定风险。针对二叠系佳木河组(图5)，该区油气主要为玛湖凹陷沿梁分布，储集层主要为二叠系佳木河组火山岩体，区域盖层为二叠系风城组底界泥岩、泥灰岩，底板层为二叠系佳木河组中部泥岩或凝灰岩，因此MD1井区为部署的有利区。

图4 过MD1井地震地质解释剖面Fig.4 The geological interpretation of seismic profile throughout Well MD1

4.2 储层预测

玛东1井区主要层系为风城组及佳木河组规模火山岩体，分析二叠系佳木河组在不同区带上油藏类型，目标区存在近源优势成藏，且存在区域不整合和多条断裂构建的良好油气运移通道[16-20]，大断裂将该区油藏分隔，构造上属于凸起构造，为典型受断裂切割形成的断块油藏，因此油气分布主要受构造控制。图6为油气分布模式图，由图6可知：玛东1井区位于凸起带上，油气通过断裂和不整合面进行侧向及垂向疏导;佳木河组储层类似发育溢流相火山岩异常体，易形成典型的火山岩体圈闭。玛东地区不同区域不同层系发育特定圈闭及油气藏，与区域地质背景及储层沉积特征密不可分。通过明确不同区域不同油气藏类型，深化区带地质认识，对后期区带评价、优选及目标识别，均起到明确指引作用。

5 圈闭目标评价及井位部署

通过对二叠系佳木河组进行系统研究，明确了玛东地区存在2个有利规模火山岩成藏领域：XY井区主要为鼻凸背景下的断块圈闭群;MD1井区为低凸背景下规模火山岩异常体反射结构。MD1井区圈闭目标落实，主要目的层二叠系佳木河组顶界面特征清晰，内幕火山岩体同相轴特征清晰，因此，选取了MD1井区低凸带进行了井位部署。

图5 MD1井单井综合柱状图Fig.5 The single-well comprehensive histogram of Well MD1

图6 过艾湖油田—玛2油田—玛东1井区油气分布模式Fig.6 The hydrocarbon distribution model throughout Aihu Oilfield, Ma2 Oilfield and Well Block Madong 1

5.1 圈闭描述

二叠系佳木河组目标类型主要为规模火山岩体分布下的断块圈闭或断鼻圈闭，MD1井区目标类型主要为低凸背景下的火山异常体。MD1井低凸带共计落实火山岩体目标6个(表1)，总面积为218.4 km2(图7)，圈闭面积为11.8～60.2 km2，闭合度为375.0～1 550.0 m。由于该区储层类似井区P1j溢流相火山岩，属于“泥包火”组合，导致火山岩体在地震上为强波谷反射，火山岩体在地震上存在侧向尖灭，叠置特征明显。

表1 玛11井区二叠系佳木河组圈闭要素Table 1 The trap elements of Permian Jiamuhe Formation in Well Block Ma11

5.2 井位部署

玛东地区二叠系佳木河组发育2个优势成藏领域——达巴松凸起和MD1井低凸带，相较达巴松凸起，MD1井低凸带佳木河组地层沉积厚度明显增加、发育多套储层组合，火山岩体在原始三维地震资料同相轴特征十分清晰，为玛湖凹陷油气向东部运移的东部高点，从而优选了MD1井低凸带开展MD103井井位部署设计。MD103井部署主要有以下地质依据。

(1) 沉积背景有利。部署区主要位于MD1井区低凸带。图8为低凸带剖面，该剖面是沿二叠系佳木河组顶界层拉平的地震地质解释剖面，可基本反映二叠系佳木河组沉积前古地形特征。由剖面可知，MD1井区地层较达巴松凸起与玛东2鼻凸更厚，火山岩体及泥岩盖层稳定发育，储层厚度及规模大，为有利储层发育区。

(2) 成藏条件有利、油藏类型明确。部署区整体位于受夏红南、枯树林以及陆南三大断裂夹持的“三角带”中，二叠系佳木河组整体现今构造为低凸，有利于油气聚集。由图8可知，部署区发育断裂带，有利于沟通油气疏导，且部署区MD1井已有油气显示，证明油气已运移至此，成藏条件优越。

(3) 圈闭落实可靠。前文已详细描述了MD1井区火山岩体圈闭特征，部署区二叠系佳木河组顶部发育较稳定的高伽马泥岩，为区域性盖层；部署区发育规模火山岩，火山通道控制火山岩体分布，火山岩体强反射界面特征清晰，圈闭条件优越。

(4) 评价风险小，目标立体式兼探，突破意义大。部署井MD103井主探二叠系佳木河组，兼探三叠系百口泉组及二叠系风城组。目前MD103井已经完成井位部署，图9为过MD1井—MD103井剖面，MD1井已在二叠系风城组及佳木河组出现油气显示，部署井MD103井位于佳木河组火山岩体中部，兼探层二叠系风城组，MD103井位于储层更高部位，也位于MD1井T1b断层-岩性圈闭内部，呈现立体式可兼探特点，评价风险相对较小，预计该井有望打开勘探新领域。

图7 玛11井区二叠系P1j圈闭平面分布Fig.7 The plane distribution of Permian P1j traps in Well Block Ma11

图8 过XY2井区—MD1井区沿P1j顶界层拉平地震地质解释剖面Fig.8 The geological interpretation of the seismic profile leveled along the P1j top boundary layer throughout Well Block XY2 and Well Block MD1

图9 过MD1—MD103井地震地质解释剖面Fig.9 The geological interpretation of the seismic profile throughout Well MD1 and Well MD103

6 结 论

(1) 玛东地区二叠系构造上主要表现为向南西倾的单斜构造，区域上主要发育北东—南西向和北西—南东向2个方向断裂体系，2组主干断裂形成时期较早，直接控制了区域构造格局及地层厚薄沉积，玛东地区二叠系整体形成了“两凹隔三凸”构造格局。

(2) 玛东地区二叠系佳木河组MD1井区为低凸背景下规模火山岩异常体反射结构，该圈闭群位于MD1井低凸带上，位于油气运移通道上，有利于油气俘获，是部署的有利区域。

(3) 结合构造、断裂体系、沉积、成藏综合认识，优选了MD1井区二叠系佳木河组火山岩体进行了评价井MD103井井位部署，该井火山体特征清晰、成藏条件有利，该井有望实现玛湖地区新层系新领域的重大突破。