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  地质通报  2018, Vol. 37 Issue (1): 70-82  
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刘洛夫, 罗群, 乔锦琪, 黄捍东, 牛亚卓, 姜亭, 魏建设, 胡青. 准噶尔盆地车排子地区新村油田石炭系构造特征与成藏条件[J]. 地质通报, 2018, 37(1): 70-82.
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Liu L F, Luo Q, Qiao J Q, Huang H D, Niu Y Z, Jiang T, Wei J S, Hu Q. A study of Carboniferous structure characteristics and reservoir-forming conditions in the Xincun Oilfield, Chepaizi area, Junggar Basin[J]. Geological Bulletin of China, 2018, 37(1): 70-82.
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基金项目

中国地质调查局项目《中国北方(天山-北山-阴山以北)石炭纪—二叠纪盆地演化研究与岩相古地理编图》(编号:121201011000150012-03)

作者简介

刘洛夫(1958-), 男, 博士, 教授, 博士生导师, 从事构造地质学和石油地质学研究。E-mail:liulf@cup.edu.cn

文章历史

收稿日期: 2017-06-23
修订日期: 2017-08-21
准噶尔盆地车排子地区新村油田石炭系构造特征与成藏条件
刘洛夫1,2 , 罗群1,3 , 乔锦琪1,2 , 黄捍东1,3 , 牛亚卓4 , 姜亭4 , 魏建设4 , 胡青1,2     
1. 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室, 北京 102249;
2. 中国石油大学(北京)盆地与油藏研究中心, 北京 102249;
3. 中国石油大学(北京)非常规天然气研究院, 北京 102249;
4. 中国地质调查局西安地质调查中心, 陕西 西安 710054
摘要: 通过对准噶尔盆地车排子地区新村油田石炭系构造特征、储层、油气分布特征、主要油藏类型及其成藏条件的研究,建立了该区成藏综合模式。结果表明,研究区总体上处于构造斜坡带,具有北高南低、西高东低、南北分块的构造特征,地层产状平缓;研究区在石炭纪处于区域拉张构造应力背景,并在拉张应力作用下形成以北东—南西向展布为主的拉张型断裂组合样式;研究区大部分地区地层等高线平直,不利于形成背斜构造圈闭,但各级断裂发育,为形成断层遮挡圈闭提供了有利条件,同时也可作为油气运移的通道。依据石炭系断裂分布、断裂模式及其组合,将研究区的断裂划分为复合地垒系统、复合地堑系统和零星断裂系统。控制研究区油气运聚成藏的主要地质因素是断裂、裂缝及岩性变化或物性封堵。
关键词: 构造样式    成藏条件    石炭系    车排子地区    准噶尔盆地    
A study of Carboniferous structure characteristics and reservoir-forming conditions in the Xincun Oilfield, Chepaizi area, Junggar Basin
LIU Luofu1,2, LUO Qun1,3, QIAO Jinqi1,2, HUANG Handong1,3, NIU Yazhuo4, JIANG Ting4, WEI Jianshe4, HU Qing1,2     
1. State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China;
2. Basin and Reservoir Research Center, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China;
3. Unconventional Gas Research Institute, China University of Petroleum (Beijing), Beijing 102249, China;
4. Xi'an Geological Survey Center, China Geological Survey Xi'an 710054, Shaanxi, China
Abstract: Through the analysis of Carboniferous structure characteristics, distribution characteristics of reservoir bed and hydrocarbon, major oil pool styles and reservoir-forming conditions in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin, a synthetic hydrocarbon accumulation model was established. The results show that the study area is located on a tectonic slope on the whole, which has the tectonic characteristics of higher in the north and lower in the south, higher in the west and lower in the east, and south-north partitioning with gentle stratigraphic attitude. The study area mainly developed tensional faults in Carboniferous, which are in NE-SW direction and were formed in a regional tensional tectonic stress background. In the study area, the strata contour lines are mainly flat-straight, suggesting that the strata could not provide favorable conditions for the formation of anticline traps, but the study area has well-developed multi-order faults, which could provide favorable conditions for the formation of faulted block traps and pathways for oil-gas migration. Carboniferous faults can be divided into composite horst system, composite graben system and sporadic fault system based on their distribution, patterns and assemblies. The major geological factors controlling oil-gas migration and accumulation in the Xincun oilfield are the faults, fractures and lithologic changes or physical sealing.
Key words: tectonic style    reservoir-forming conditions    Carboniferous    Chepaizi area    Junggar Basin    

准噶尔盆地西部石炭系具有较大的油气资源量[1-3]。车排子凸起位于该盆地西部,凸起北部的新村油田总勘探面积约120km2,油源丰富,发育各类断裂、裂缝及物性良好的凝灰岩,断裂和裂缝为油气运移提供了有利通道,而部分裂缝和凝灰岩储层是良好的油气储集空间。至今在新村油田已有各类钻井6口,其中排61、排66和排60井钻遇石炭系,且均见良好的油气显示,说明研究区具有很好的勘探开发潜力。前人研究认为[4-5],石炭系油气主要来源于东部昌吉凹陷二叠系、侏罗系生油岩,油气通过大断裂、石炭系顶部不整合面和石炭系内部裂缝性储层侧向运移聚集成藏(图 1)。然而,到目前为止,石炭系勘探和研究程度较二叠系及以上地层低,而且石炭系地震资料品质不好,地质构造复杂,地层破碎,岩性变化大,地震解释难度大,使研究区石炭系区域构造背景尚存争议(目前主要认为研究区在石炭纪处于挤压俯冲阶段[4-7]),同时对构造、地层、沉积及油气地质特征的认识比较浅显,尚未见到相关研究成果报道,严重影响了对研究区油气成藏条件与分布规律的认知,制约了研究区深层油气勘探。

图 1 准噶尔盆地车排子地区研究区位置图 Fig.1 Location of the Chepaizi area in the Junggar Basin

针对以上问题,本文通过新村油田石炭系构造特征与含油气性研究,基本明确了研究区石炭系区域构造的应力环境、形成机制、格局及样式,分析了主要的油藏类型及其成藏条件,建立了研究区成藏综合模式并对含油气性进行评价,为准噶尔盆地车排子地区石炭系油气勘探提供详实、可靠的地质依据。

1 地质概况

车排子凸起整体为倒三角形,幅度从紧邻扎伊尔山的西北部逐渐降低,直至隐伏消失于其南部的四棵树凹陷和东部的红车断裂和昌吉凹陷,呈北西—南东走向。四棵树和昌吉2个生烃凹陷的存在,使车排子凸起成为油气运移的有利指向区[8]图 1)。车排子凸起形成于海西运动晚期;印支期、燕山期为强烈隆升阶段,凸起自西北向东南俯冲[9],形成一系列低角度的大型逆冲断层,地层自凸起向凹陷剥蚀程度变小,在凸起上可剥至石炭系;喜山期趋于缓慢沉降。总体来说,车排子凸起是一个经历多期构造运动的长期继承性古隆起[10-11]。车排子地区白垩纪以前的强烈隆升作用使研究区石炭系以上的二叠系、三叠系遭受严重剥蚀,使石炭系与上覆侏罗系呈不整合接触[9]。石炭系构成整个准噶尔盆地的基底,在研究区广泛分布,录井资料显示,研究区石炭系主要为火成岩及沉积岩,其中火成岩主要发育凝灰岩、安山岩、玄武岩、火山角砾岩等,沉积岩主要为凝灰质泥岩、炭质泥岩。

石炭系顶界以下200m范围内是本次研究的主要目的层段,该段地层主要为凝灰岩,其中间或夹有角砾岩、砂岩、泥岩、安山岩,但厚度很小;在这套凝灰岩地层中既有为油气提供了很好储集空间的孔隙度约15%、渗透率在20×10-3~30×10-3μm2之间的Ⅰ类储层,也有可以成为封堵条件的孔隙度小于5%、渗透率小于1×10-3μm2的Ⅲ类储层,以及孔隙度和渗透率介于两者之间的Ⅱ类储层。Ⅰ、Ⅱ类储层和Ⅲ类储层的交错发育,为形成岩性油气藏提供了有利条件[12-13]。研究区各类断裂、裂缝十分发育,各类裂缝不仅能为油气运移提供通道,还是很好的油气储集空间,形成裂缝性油气藏[14-16]

2 构造特征 2.1 典型地震剖面构造解释

区域大地构造背景研究表明,包括准噶尔盆地在内的中国西北地区在中生界沉积以前总体处于拉张背景。前人研究成果认为,准噶尔盆地在晚石炭世发生过强烈的岩浆侵入和火山喷发[17-18],这是区域拉张应力环境的重要证据。

图 2-abc分别为过排61、排60和排66井的东西向地震解释剖面(黄线是石炭系顶界反射层,绿线是推测的石炭系底的反射界面,以下为基底,下同),在总体西高东低的斜坡背景下发育石炭系垒、堑相间的正断层组合,其中,中部、东部地堑中反射较清楚。石炭纪之后准噶尔盆地区域构造应力场发生转变,进行了调整[4, 19-21],西部边缘的断裂也进行了调整(图 2-abc),在原有正断层的基础上叠加挤压应力产生的构造,使其断裂特征不如中部、东部明显,在部分剖面甚至出现明显的反转特征(图 2-c)。

图 2 准噶尔盆地车排子地区新村油田典型剖面解释(各类线形含义见正文) Fig.2 The interpretation of typical sections in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin

图 2-def分别为过排61、排60和排66井的南北向地震解释剖面,侏罗系地震反射特征清楚,为一套强振幅、高连续的波组,其下的石炭系反射特征总体不清楚,局部地区相对明显,总体呈北高南低的斜坡背景。图 2-d表现为杂乱无反射的特征,从各组地震反射特征及断裂组合看,符合地堑断裂组合模式,因此解释为断堑式断裂组合样式。图 2-e显示,研究区石炭系发育由地垒、断阶、地堑组成的正断层组合,侏罗系向北变薄直至尖灭,超覆在石炭系之上,南部石炭系反射特征相对清楚,北部为空白反射,多数断裂只在石炭系内部发育,向上未断到石炭系顶。图 2-f显示,地堑型正断层组合发育在北部相对高部位的石炭系—侏罗系中,可辨认出明显的沉积反射,基本为杂乱反射,石炭系—侏罗系反射层中可见到有后期挤压运动产生的褶皱现象甚至小逆断层,反映石炭系沉积以后的挤压构造运动产生的挤压叠加在石炭系伸展构造之上。但是,由于前期的正断层断距较大,后期的挤压没有造成逆断层的地质现象。

图 2-g为过排60-排61-排66连井地震解释剖面(红线为石炭系顶界面),侏罗系地震反射特征清楚,表现为明显的地堑特征,石炭系顶面(即侏罗系底面)被正断层切割的特征显著。

为了更合理地进行断层的平面组合,除用地质观点和构造断裂模式进行指导外,还采用地震相干体切片分析断层的平面组合样式。图 3是研究区石炭系顶面沿岩层的相干切片图,图上的线性映像反映断层分布与展布,利用地震相干切片,结合断层展布模式可更合理地进行断层的平面组合和解释。图 4为研究区石炭系顶面构造图,其断裂展布与相干切片图有较好的对应关系。

图 3 准噶尔盆地车排子地区新村油田断层平面组合的相干切片分析 Fig.3 The analytical diagram of plane combination coherent slice of faults in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin

根据本次研究成果,研究区石炭系顶的深度构造图显示,石炭系顶总体具有北高南低、西高东低、南北分块、东西分带的构造特征(图 4),即以排60东断裂与排61北断层、排66西断层为界,分北部断块区和南部断块区。在分带方面,西部断坡带和东北断坡带断裂发育,地层破碎,东南斜坡带断裂不发育,以倾向东南的平缓斜坡为特征。

图 4 准噶尔盆地车排子地区新村油田石炭系顶面海拔深度构造图 Fig.4 The elevation depth structure diagram of the Carboniferous top in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin

西部断坡带位于排60东断层以西,总体为西北高、东南低的斜坡特征,发育近南北向和近东西向2组断裂,前者主要分布在中南部,以南倾为主,规模较大,构成斜坡背景下的地垒与断阶正断层组合;后者分布在北部,南倾,规模较小,形成由北向南的断阶组合。东北断坡带位于排60东断层与排61南断层之间,发育北西西向和北北东向2组断裂,前者分布于北部,规模较大,有3条,构成不对称地垒,后者分布在南部,规模较小,与排60东、排61南断裂构成东西向的复合地堑断裂系统。东南斜坡带位于排60东断层南段以东、排61南断层以南,以向东南倾斜的平缓斜坡、鼻状构造为特征,只发育3条北西西—北北东向断层。

2.2 断裂特征

研究区石炭系断裂发育,绝大多数为正断层。平面上断裂主要分布在研究区西部、中部和东北部,东南部断裂不发育。纵向上主要发育于石炭系和二叠系,部分仅发育于石炭系内部。西部地区断裂有2组,一组位于西部地区的中南部,以北北东—近南北向延伸为主,北部发育3条近东西向断裂。中部和东北部断裂(包括排60东、排61南2条断裂及其之间的断裂)有2组,第一组呈北北东—北东向展布,主要分布于研究区中部和中南部,包括排60东、排61南及其之间区域的南部小断裂,第二组位于东北部,以排60西1、排62西2、排63西3条北西—近东西向断裂为代表。

依据研究区断裂分布、断裂模式及其组合,本文首次将研究区石炭系划分为3个断裂系统,即排60东断裂以西的复合地垒断层系统、排60东断裂与排61南断裂之间的复合地堑系统和排61南断层以南的零星断裂系统(指同一应力作用下形成的相似断裂构造样式的有机组合)(图 4图 5)。

图 5 准噶尔盆地车排子地区新村油田过排66井联络测线TRACE5150剖面 Fig.5 Line through Well Pai 66 of TRACE5150 profile in the Xincun Oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin

复合地垒断裂系统发育于西部断坡带,由中南部的一组近南北向延伸的断裂和北部的一组近东西向断裂组成,东西向断裂限制近南北向断裂,多条近南北向断裂由西侧的西倾断裂组和东倾的一组断裂构成,两者组合构成复合地垒系统(图 5),发育于西高东低的东斜坡上。复合地堑断裂系统位于东北部斜坡带,由一组近南北—北北东延伸的断层和一组北西西—近东西向延伸的断层组合而成,前者被后者限制,无论是近南北向还是近东西向,各组断裂均构成复合地堑组合(图 2-a图 4图 5),总体反映出区域拉张应力作用下由两侧向中心节节下掉的断层组合样式。零星断裂系统分布于东南斜坡带,只在东南斜坡带北部发育3条零星分布的不同方向展布的小断层,无规律性,规模小,不影响东南斜坡的斜坡背景特征。

总体而言,研究区石炭系顶界由北西向南东倾斜,具有北高南低、西高东低的特征;断层发育,主要呈北东—南西向展布,也有部分近东西向和近南北向的派生断层。

2.3 圈闭特征

研究区石炭系总体为西北高、东南低的大斜坡,地层褶皱不强烈,与背斜相关构造圈闭不发育。由于发育不同展布方向的断裂,在不同地区形成的与断层相关的构造圈闭有很大的差异。

西部断坡区褶皱不明显,主要断裂走向与地层走向近于平行或小角度相交,断层之间也多不相交,构造圈闭不发育,只在局部地区断层相交处形成小的断块圈闭,如排60井位于一个断块圈闭内。东北断坡带褶皱不明显,但多组断裂发育且部分相交,可形成多个断块圈闭,是断块圈闭发育的地区,如排61井位于排60东、排61南和排66西1断层围成的一个地堑断块圈闭中,相互交叉的断裂形成了多个断块圈闭。东南斜坡带地层褶皱相对强烈,发育鼻状构造,但鼻状构造本身不能形成构造圈闭,只有当褶皱的地层与断裂匹配时可形成断鼻圈闭,如排66井是位于沿排60东和排61南断层所围断块上的一个断鼻构造圈闭。在无断裂发育区没有构造圈闭发育。总之,新村油田的大部分地区地层等高线平直,不利于形成背斜构造圈闭,而各级断裂发育,为形成断层遮挡圈闭提供了有利条件,也为油气运移提供了通道。

3 油气分布特征与成藏条件 3.1 储层分布预测与油气分布特征 3.1.1 储层分布预测

新村油田储层主要发育于凝灰岩地层中,储层类型复杂多样。通过该油田储层的精细反演,既能揭示石炭系储层的发育情况,又能区分各类储层及非储层,对研究区油气成藏研究和预测有利目标具有重要的意义。

(1)提取方法

以石炭系顶面为顶界面,在石炭系顶面之下约100ms以下区域为杂乱反射,以杂乱反射的包络面为底界面(图 6),由Ⅰ、Ⅱ两个界面将石炭系顶和包络面之间划分为3段(图 7),C1、C2、C3段。界面Ⅱ位于石炭系顶和包络面之间二分之一处,界面Ⅰ位于石炭系顶和界面Ⅱ之间二分之一处,界面Ⅲ为包络面以下200ms处的一个与包络面平行的界面,包络面与界面Ⅲ之间为C4段。本次储层及油层厚度提取,选取合适的速度区间,对石炭系顶和包络面之间的3个层段及包络面以下200ms范围内的C4段进行分段提取。

图 6 准噶尔盆地车排子地区新村油田石炭系目的层段顶底界面在地震剖面上的显示 Fig.6 The objective interface display on the seismic section in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin
图 7 准噶尔盆地车排子地区新村油田石炭系目的层段分段在反演剖面上的显示 Fig.7 The objective segmentation display on the seismic section in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin

(2)成果图件及解析

本次共进行了7次分段提取厚度,制作相应等厚图 7张,分别为C1、C2、C3、C4段储层厚度图(图 8)和C1+C2+C3储层总厚度图(图 9),以及C1+ C2+C3油层总厚度图(图 10-a)和C4段油层厚度图(图 10-b)。

图 8 准噶尔盆地车排子地区新村油田石炭系目的层段各分段储层厚度图 Fig.8 The characteristics of each reservoir's thickness in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin a—C1段储层厚度与石炭系顶面构造叠合图;b—C2段储层厚度与石炭系顶面构造叠合图;c—C3段储层厚度与石炭系顶面构造叠合图;d—C4段储层厚度与石炭系顶面构造叠合图
图 9 准噶尔盆地车排子地区新村油田石炭系目的层段C1+C2+C3段累计储层厚度与石炭系顶面构造叠合图(a)及C1+C2+C3段储层厚度趋势图(b) Fig.9 The total thickness of C1+C2+C3 reservoirs in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin
图 10 准噶尔盆地车排子地区新村油田石炭系目的层段油层厚度图 Fig.10 The thickness of oil layer in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin a—C1+C2+C3段油层总厚度图; b—C4段油层厚度图

图 8的各分段储层厚度图可以看出,研究区目的层段具有如下宏观特征。

① 就储层分布范围而言,C1段和C2段分布面积较广泛,呈现片状或块状特征,C3段和C4段分布面积较局限,主要集中在排60井以北地区,在排66井周围也有零星分布,主要呈透镜体状展布。

② 就储层展布方向而言,C1、C2、C3和C4段展布方向较一致,近北东—南西走向。

③ 就储层厚度而言,C1段储层厚度最大,平均厚度在20m左右,最大厚度达到50m,厚层带集中在排61井东南部地区;C2段储层厚度较C1段薄,平均厚度10m左右,最大厚度15m,厚层带集中在排60井以西的西部裂缝区和排61井区;C3段储层厚度最小,平均厚度7m左右,最大厚度11m,整体厚度较均匀;C4段储层厚度也较大,平均厚度20m左右,最大厚度达50m,厚层带分布面积很小,C4段厚度提取选取的层段范围较大,在400m左右,因此就储层纵向分布情况而言,C4段储层不能说很发育,但是在排60井及其以北地区的储层累计厚度较大。

图 9的C1+C2+C3段储层总厚度图可以看出,储层分布范围与C1段分布范围相似,展布形态也为近北东—南西走向,厚层带在研究区西部、东部和南部均有发育。西部厚层带平均厚度约为30m,最大达到35m;南部厚层带厚度最大,平均厚度约为45m,最厚达到60m;东部排66井区厚层带厚度居中,平均厚度约为35m,最厚达到50m,但是厚层带分布面积较小,主要局限在排66井附近。

图 9的油层厚度分布图可以看到,C1+C2+ C3油层分布带的范围与储层的厚层带分布一致,大致分布在西部裂缝发育区、排61井东南部裂缝发育区和排66—排661井区。西部油层带平均厚度约为10m,排61井东南部油层带平均厚度约为25m,分布范围最大,排66—排661井区油层带平均厚度约为20m。C4段油层不发育,只有零星分布,厚度基本在8m以下。试油情况与油层预测成果吻合。

3.1.2 油气分布特征

从现有勘探成果看,纵向上石炭系油气集中分布在石炭系顶界面以下200m范围内层段中,主要集中在顶部,单层厚度多在10m以下;平面上油气显示较好的井主要分布在研究区的东部和中部(图 11)。从获得油气流的排61、排66和排60井所处的构造圈闭类型看,只有排66井位于鼻状构造圈闭内,且圈闭面积很小,其他2口井都位于斜坡上,说明本区油藏主要为非构造类型。总体来说,油气分布东部好于西部,南部好于北部。

图 11 准噶尔盆地车排子地区新村油田石炭系可能的油气分布区 Fig.11 The possible distribution area of Carboniferous oil and gas in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin
3.2 油气藏类型及成藏条件 3.2.1 典型油气藏类型与分布

在研究区现有的6口井中,排61、排66、排60井分别在石炭系不同层段钻遇油层,不同井区的不同层段油气藏类型不同(表 1)。

表 1 准噶尔盆地车排子地区新村油田试油层段油藏类型 Table 1 Oil reservoir types of the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin

表 1可知,依据试油情况和测井解释成果及反演的储层预测判断,研究区已钻探的试油层段内的9个油气藏可分为5类,即裂缝性断层-岩性尖灭、岩性-断层、透镜体、岩性-物性封堵和岩性尖灭油气藏。裂缝性断层-岩性尖灭油气藏主要发育在排61井区,岩性-断层油气藏主要发育在排66井区,透镜体油气藏也发育在排66井区,岩性-物性封堵油气藏和岩性尖灭油气藏均发育在排60井区。在排66和排60井区的试油段也有裂缝发育,但认为不是成藏的主控因素,在这2个区域发育有较多孔渗性都很好的Ⅰ类储层,这些储层控制了油气藏的形成,因此没有定义为裂缝性油气藏。

3.2.2 典型井油气藏特征

(1)排66井区油气藏

排66井在961.5~965.2m(C1段1号层)、997.8~1000.8m(C1段3号层)、1028.5~1033m(C2段1号层)、1051~1059.7m(C2段2号层)、1059.7~1060.4m(C2段3号层)分别钻遇3.7m、3m、4.5m、8.7m和0.7m的油层,从储层厚度图和石炭系顶面叠合图(图 12)可以看到,排66井北部断层和构造等值线闭合,具有形成构造-断层圈闭的条件,但从目前的储层预测情况看,在排66井区形成的油气藏,岩性尖灭起主导作用,不十分依赖构造-断层圈闭,这些储层都位于正断层的下盘,断层可以对油气藏形成起遮挡作用,岩性尖灭十分丰富,因此,在排66井区形成的油气藏主要为岩性-断层油气藏、岩性尖灭油气藏或透镜体油气藏。

图 12 准噶尔盆地车排子地区新村油田过排66井联络测线T15150(南北)速度反演、构造解释与油藏预测剖面 Fig.12 Velocity inversion, structure interpretation and reservoir prediction section of Line T15150 through Well Pai 66 (north-south) in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin

(2)排61井区油气藏

排61井在892.5~904.3m(C2段1号层)、904.3~908.5m(C2段2号层)和924~931.4m(C2段3号层)分别钻遇11.8m、4.2m和7.4m厚的油层,从储层厚度图与石炭系顶面构造叠合图(图 13)可以看出,排61井的这3个层在上倾方向受排61西断层遮挡,但构造线接近水平,不能与断层闭合,不具备形成构造圈闭或构造-断层圈闭的条件,因此需要有岩性变化或物性封堵等其他条件共同形成圈闭。同时,该区段裂缝发育,有利于形成裂缝性油气藏。在过排61井的反演剖面上,1号层、2号层和3号层在储层上倾方向出现速度变化。一般来说,速度的变化反映岩性变化。从裂缝检测剖面可以看到,该区域裂缝发育,裂缝连通性较好,从小层解释平面图上可以看出,排61西断层可以为圈闭形成提供部分遮挡作用。综上所述,认为排61井在该段钻遇的油藏为裂缝性断层-岩性尖灭油气藏(图 13)。

图 13 准噶尔盆地车排子地区新村油田过排61井主测线LINE2230(南北)速度反演、构造解释与油藏预测剖面 Fig.13 Velocity inversion, structure interpretation and reservoir prediction section of Line 2230 through Well Pai 61 (north-south) in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin

(3)排60井区油气藏

排60井在600.5~608.5m(C1段1号层)和612.5~615.1m(C1段2号层)共钻遇11.6m(有效厚度)的油层,从储层厚度图和石炭系顶面构造叠合图上可以看出,在排60井区没有形成构造圈闭的条件,从反演剖面看,C1段1号层上倾方向存在速度变大、储层变薄的情况,在研究区速度变大说明储层物性变差,因此判断此油气藏为岩性-物性封堵油气藏,C1段2号层在地层上倾方向出现明显尖灭,判断为岩性尖灭油气藏。

3.3 成藏条件与成藏模式 3.3.1 成藏主控因素

(1)岩性及裂缝

岩性是控制本区油气运聚成藏的一个主控因素,从储层分布预测看,岩性非均质性强,变化频繁,物性变化较大,一方面储集油气必须要有物性良好的储层,另一方面,封闭、遮挡油气散失又需要有岩性尖灭或物性变致密而形成的封堵条件。研究区已发现的许多油藏,如排66井油藏和排60井油藏都与岩性有密切关系。同时,凝灰岩本身储集条件差,难以形成有利储层,只有当裂缝发育时,才能形成油气聚集,这也被研究区勘探实践所证实。排61、排66等石炭系油藏裂缝发育(图 14),均为裂缝性油藏,其次,裂缝带往往可形成沟通油源的运移通道,因此,裂缝是研究区重要的控制油气运聚成藏的地质因素之一。

图 14 准噶尔盆地车排子地区新村油田排60井岩心薄片微裂缝与溶蚀孔 Fig.14 Micro cracks and dissolution holes on core slice in Well Pai 60 in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin

(2)断裂

由于车排子地区的构造抬升作用,使研究区的目的层石炭系位于侏罗系和二叠系的成熟烃源岩之间,要在石炭系形成油气藏,需要有沟通烃源岩和储层(圈闭)的油源断裂存在。本区的各类断裂不仅可以提供油气运移通道,还可以提供圈闭的遮挡条件。从前面的分析可知,研究区存在断层、岩性(岩性-尖灭、物性封堵)圈闭,断层十分发育,有形成断层-岩性圈闭的良好条件。因此,断裂是本区除岩性及裂缝外控制油气运聚成藏的另一大主控因素。

另外,在新村油田地区的斜坡背景下,鼻状构造(脊梁区)是油气侧向运移的优势通道,只有位于优势运移通道上的圈闭才有可能聚集油气成藏。研究区东南斜坡带、向东南倾没的鼻状构造区是东南方向昌吉凹陷油气源向研究区运移的优势通道。

3.3.2 成藏条件与成藏模式

通过总结本区油气成藏特征,笔者认为,研究区石炭系要形成油气藏必须具备以下条件:①在下倾方向(即东南方向)要有油源断裂或裂缝发育带或有效输导层沟通油源层和储层(圈闭);②在上倾方向要有断层或岩性尖灭或物性封堵等遮挡,形成圈闭条件;③储层裂缝要发育;④要位于优势运移通道上(如构造脊)。

综上所述,新村油田的油气成藏模式可归纳为:下倾方向(东南方向)二叠系和侏罗系的油源沿构造脊(如鼻状构造部位)或裂缝发育带(或输导层发育带)或沟通源储的断裂,向新村油田方向运移,被断裂或岩性尖灭遮挡,聚集在裂缝发育的各类圈闭(如断块圈闭、断鼻圈闭、断层-岩性圈闭或岩性圈闭)中,形成各类裂缝性油气藏(图 15)。

图 15 准噶尔盆地车排子地区新村油田的油气运移聚集成藏模式 Fig.15 The oil-gas migration and accumulation model of target layers in the Xincun oilfield in Chepaizi area of Junggar Basin
4 结论

(1)新村油田的石炭纪地层产状平缓,未见到典型的挤压构造现象,断裂发育区可见类似中国东部断阶盆地中常见的拉张型组合样式。结合研究区石炭系区域构造背景、火山活动和岩浆侵入,以及地震地层表现出的构造样式,证实研究区在石炭纪处于区域拉张构造应力背景,并在拉张应力作用下形成正断层组合构造样式。

(2)新村油田总体处于构造斜坡带,具有北高南低、西高东低、南北分块的构造特征;断层发育,主要呈北东—南西向展布,也有部分近东西向和近南北向的派生断层;大部分地区地层等高线平直,不利于形成地层圈闭,各级断裂发育,为形成断层遮挡圈闭提供了有利条件,也为油气运移提供了通道。

(3)新村油田石炭系断裂主要分布在研究区西部、中部和东北部,纵向上主要发育在石炭系和二叠系中,部分在石炭系内部。依据研究区石炭系断裂分布、断裂模式及其组合,首次将其划分为3个断裂系统,即排60东断裂以西的复合地垒断层系统、排60东断裂与排61南断裂之间的复合地堑系统和排61南断层以南的零星断裂系统。

(4)新村油田油气成藏的地质条件是:在下倾方向要有油源断裂或裂缝发育带或有效输导层沟通油源层和储层,在上倾方向要有断层或岩性尖灭或物性封堵等形成圈闭条件,储层裂缝要发育,且圈闭要位于鼻状构造等优势运移通道上。

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