柴西南地區(qū)古近系有利儲層和油氣成藏分析

艾軍，肖傳桃 （油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室（長江大學(xué)）長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100）

柴西南地區(qū)有利勘探面積約為4000km2，石油資源量達(dá)到2.5×107t，可采天然氣資源量達(dá)到280×107m3。總體構(gòu)造呈現(xiàn)北西向展布同時受到大型走滑斷層控制，由于分布范圍較廣造成構(gòu)造呈現(xiàn)南北分帶的特征［1］。在盆地演化中柴達(dá)木盆地所處位置為歐亞板塊南側(cè)，受中生代特提斯洋的俯沖構(gòu)造活動影響較大，該區(qū)構(gòu)造圈閉以斷塊為主，由于經(jīng)歷了多期次構(gòu)造活動，在三疊紀(jì)以前柴達(dá)木地塊處于穩(wěn)定隆起狀態(tài)，而三疊紀(jì)之后由于印支運動的影響，加快了柴達(dá)木地塊及其周邊區(qū)域由海相向陸相的轉(zhuǎn)變，中生代末期燕山運動結(jié)束之后盆地接受古近系沉積，隆起剝蝕期基本涵蓋了整個中生代，直到新生代的喜馬拉雅運動對該區(qū)塊進(jìn)一步改造，其斷裂構(gòu)造發(fā)育廣泛而隆升作用則較前2次構(gòu)造運動緩和，疊合構(gòu)造和多期斷裂對斷層的封堵性能形成較大差異，不同構(gòu)造對油氣充注的控制作用差異成為長期以來對該區(qū)斷鼻、斷塊油田的勘探未能取得實質(zhì)性突破的重要原因之一［1］。表明該區(qū)關(guān)于斷層對油氣藏富集的控制作用比較復(fù)雜。根據(jù)大量的鉆井、測井資料和相關(guān)古生物化石的統(tǒng)計分析表明，研究區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲、湖泊相和湖底扇沉積體，其中分別以辮狀河三角洲前緣、淺湖亞相和濁積巖沉積體系為主要特征?長江大學(xué)科研發(fā)展基金 （0709001）。。

1 儲層物性分析

柴西南儲集層主要分布在古近系上部。有利儲集體是東柴山和切克里克凹陷西南地區(qū)的三角洲前緣砂體、濱淺湖灘壩砂體和遠(yuǎn)離岸線的較深水區(qū)的河道濁積砂體［2］。其中主要以碎屑巖為主，另外古新統(tǒng)分布有海相的藻灰?guī)r儲層，是地層經(jīng)抬升風(fēng)化剝蝕之后殘留的部分，其儲層性質(zhì)由碳酸鹽巖中的油氣儲集特性決定并作為評價標(biāo)準(zhǔn)。碎屑巖儲集層孔隙度為2%～20%，滲透率為0.1～500mD，而藻灰?guī)r儲集層孔隙度為1%～40%，滲透率約為0.02～2500mD。由于該區(qū)斷裂和褶皺構(gòu)造十分發(fā)育，油氣藏類型以構(gòu)造油氣藏為主而對碎屑巖儲層的物性研究較深入［3］。根據(jù)巖心觀察和薄片鑒定，藻灰?guī)r的溶蝕孔和裂縫較為發(fā)育，早期裂縫以張性裂縫為主而晚期以剪切作用為主，由于裂縫普遍填充可溶性暗色礦物造成風(fēng)化剝蝕期形成了大量溶孔和縫隙，寬度較大者達(dá)到1mm，窄縫縫隙為0.02～0.05mm。由于盆地西部北區(qū)為碳酸鹽巖儲層和非常規(guī)儲層的重點勘探區(qū)，對儲集空間的研究較多［4］。另外基巖潛山帶和構(gòu)造裂縫帶也分布有一定規(guī)模的油氣儲集層，但物性較差，構(gòu)造裂縫帶平均孔隙度約為4%，平均滲透率為1.8mD。該區(qū)暫時沒有基巖潛山帶的物性資料。

2 烴源巖和油氣成藏特征

柴西南地區(qū)緊臨富油氣凹陷即英雄嶺凹陷，其次是切克里克凹陷，該區(qū)在不同湖盆演化階段發(fā)育了不同類型的扇三角洲沉積體系［5］。從供油強(qiáng)度來看，北部、東部強(qiáng)于西部和南部，比如躍東構(gòu)造帶要優(yōu)于同一構(gòu)造帶中的躍西構(gòu)造帶。

柴西南地區(qū)發(fā)育有基巖和多套成藏組合，油氣聚集單元主要分布在漸新統(tǒng)、中新統(tǒng)和上新統(tǒng)。由于區(qū)內(nèi)地層受到多期構(gòu)造運動的影響，斷裂系統(tǒng)中的斷裂控制了各區(qū)帶油氣藏的形成［6］。油氣系統(tǒng)受改造的情況較為普遍，而次生油氣藏成為研究的熱點問題，同時進(jìn)一步確定其存在多種油氣藏成藏模式，最終形成了復(fù)式油氣聚集帶。

柴西南地區(qū)廣泛發(fā)育湖侵體系域，而在該區(qū)湖侵體系域中包含物性較好的砂巖儲層，其中以東柴山地區(qū)和切克里克地區(qū)的三角洲砂體為主，以濱淺湖沉積砂體和深湖－半深湖的溝道砂體沉積為輔。在構(gòu)造演化方面經(jīng)歷了同生沖斷期、褶皺發(fā)育期和平靜期及二次活動期等階段［7］。由于勘探程度有限，在目標(biāo)區(qū)對濱淺湖沉積砂體的研究不足，但其亞相中的湖灘砂體可作為良好的儲層發(fā)育，有可能在該區(qū)發(fā)育與湖灘砂體有關(guān)的隱蔽油氣藏。

3 柴西南地區(qū)古近系有利儲層評價

資料表明昆北－柴西南地區(qū)砂體物性較好的主要是湖侵體系域的碎屑巖儲層，砂體類型多樣。該區(qū)主要儲層以復(fù)雜隱蔽斷塊為特征，是富油氣凹陷中隱蔽儲層的主要勘探方向［8］。儲集體包括三角洲砂體、河道砂體、濱淺湖砂體和深湖－半深湖濁積巖砂體。

3.1 下干柴溝組 （Ex）湖侵體系域和高位體系域

湖侵體系域儲集層有利層位主要分布在東柴山的三角洲砂體和切克里克凹陷砂體，其中切克里克凹陷砂體包括三角洲砂體和湖相砂體，而湖相砂體又包括濱淺湖沉積區(qū)的湖灘砂體和深湖－半深湖的溝道濁積巖砂體。目標(biāo)區(qū)儲集體以河道、泛濫平原和三角洲相最好［9］。

高位體系域中有利儲層主要是東柴山地區(qū)和切克里克凹陷的三角洲砂體，該三角洲砂體以三角洲前緣砂體為主要特征，包括水下分流河道砂體和三角洲前緣席狀砂。

3.2 路樂河組 （El）沉積體系

有利儲層主要分布在切克里克地區(qū)的三角洲前緣砂體，少部分物性較好的儲集層出現(xiàn)于東柴山地區(qū)的溝道濁積巖砂體中。在路樂河組沉積時期，辮狀河沉積體系比較發(fā)育，因此處于東柴山地區(qū)和切克里克地區(qū)之間的河道砂體可作有利儲層。而研究區(qū)資料研究顯示部分層位出現(xiàn)湖退體系域中的三角洲平原沉積，湖退體系域中的裂縫型隱蔽圈閉在晚期生烴中保證其成藏［10］。筆者認(rèn)為三角洲平原亞相沉積很有可能發(fā)育與辮狀河道沉積互層的三角洲水上分流河道沉積砂體，共同成為該研究區(qū)發(fā)育的有利儲層。

4 主要成藏模式

4.1 裂縫性儲層油氣藏成藏模式

1）研究區(qū)烴源巖目的層主要位于新生界 在新生代之前由于構(gòu)造活動的影響，目的層經(jīng)歷抬升隆起形成了有利于油氣聚集的構(gòu)造高位，而在喜山運動中地層進(jìn)一步發(fā)生褶皺變形而出現(xiàn)斷裂區(qū)塊，這都是形成構(gòu)造－巖性油氣藏的良好條件，在構(gòu)造中形成的不整和面是油氣運移的良好通道，油氣在遠(yuǎn)距離運移過程中部分隨斷層移入構(gòu)造高位，而另外的主要分流到風(fēng)化殼儲層中成藏 （見圖1）。

2）研究區(qū)古近系斷塊油藏形成過程中受到其他因素的影響 對于裂縫性油氣藏，碳酸鹽巖儲層屬于常規(guī)油氣藏，但地層中若是碎屑巖烴源巖且附近沒有大量砂巖儲層分布，則形成的油氣藏屬于自生自儲的非常規(guī)油氣藏。柴西南地區(qū)下干柴溝組 （Ex）包含該類生儲蓋組合形式而發(fā)育自生自儲的非常規(guī)油氣藏。該區(qū)普遍發(fā)育的斷層和裂縫廣泛存在于背斜軸部，而逆沖斷裂帶和其中的張性裂縫是油氣垂向上運移的主要通道，但褶皺內(nèi)部剪切帶以及其中的壓性裂縫是油氣橫向運移的主要通道，研究區(qū)目的層地層隆起變形形成不同類型的裂縫 （見圖2）。

4.2 古近系巖性油氣藏成藏模式

1）遠(yuǎn)源沉積體系斜坡坡折帶對該區(qū)巖性油氣藏的控制 柴西南巖性油氣藏在遠(yuǎn)源沉積體系控制下的坡折帶上十分發(fā)育，柴西南地區(qū)從陸地向湖推進(jìn)，坡折帶分3個部分，包括凸起坡折帶、斜坡坡折帶與凹陷坡折帶。特別是凸起坡折帶與斜坡區(qū)坡折帶形成的油氣藏已經(jīng)得到驗證。在油氣藏形成階段，研究區(qū)3個坡折帶分區(qū)分別對應(yīng)于與盆地構(gòu)造演化密切關(guān)聯(lián)的古地貌，從陸地向湖盆推進(jìn)依次為古凸起、古斜坡和古凹陷。其中古凸起為古斜坡提供物質(zhì)基礎(chǔ)，主要演化為良好的儲集層。而古凹陷視為古斜坡在向湖盆方向上的延伸，陸相湖盆斜坡帶是低位體系域發(fā)育地帶，也是隱蔽油氣藏的發(fā)育部位［11－12］。成為隱蔽油氣藏勘探的目標(biāo)選區(qū)。巖性油氣藏成藏特點在層序上具有一定的對應(yīng)關(guān)系，其關(guān)系為低位體系域有利于巖性油氣藏的形成，高位體系域次之，而在海侵體系域儲層中并不發(fā)育此類型油氣藏。在目的層沉積演化過程中以中期旋回的Ш級層序為研究重點，而工區(qū)Ш級層序包含4次相對完整的海平面升降過程，Sq標(biāo)定為一次海平面變化所構(gòu)成的層序，研究區(qū)巖性油氣藏主要受古斜坡坡折帶控制，構(gòu)造高點存在部分巖性構(gòu)造復(fù)合油氣藏 （見圖3）。

圖1 柴西南地區(qū)斷層油氣藏成藏機(jī)制

圖2 柴西南切克里克凹陷附近油藏目的層褶皺伴生裂縫

圖3 柴西南地區(qū)典型古斜坡巖性油氣藏成藏剖面

2）研究區(qū)古近系巖性圈閉進(jìn)一步向湖盆方向延伸提供成藏條件 在深湖－半深湖沉積區(qū)凹陷坡折帶，當(dāng)湖平面下降或者物源向湖盆中心推進(jìn)時，在坡折帶形成溝道濁積巖，并與早期湖盆中心深水區(qū)沉積的藻灰?guī)r共生，后期湖平面上升而濁積巖沉積作用減緩，同時細(xì)粒沉積物沉積而與濁積巖共同發(fā)育成為良好的生儲蓋組合而富集油氣，該油氣藏由于處于沉積中心且濁積巖特定的沉積條件較難被發(fā)現(xiàn)而視為隱蔽油氣藏。

5 結(jié)論

1）柴西南地區(qū)古近系地層受盆地演化的影響，受到中生代以來特提斯洋俯沖到歐亞板塊南部之下而促使研究區(qū)發(fā)生隆起和剝蝕作用，新生代的喜山運動對目標(biāo)區(qū)斷層發(fā)育占主導(dǎo)地位。柴西南古近系碎屑巖儲層以三角洲前緣砂體和濱淺湖灘、壩砂體為主，其中三角洲前緣砂體具備優(yōu)先成藏條件。

2）研究區(qū)古近系巖性油氣藏主要受斜坡坡折帶控制，而坡折帶由陸地向湖盆方向具有3分性，分別是凸起坡折帶、遠(yuǎn)源斜坡坡折帶和凹陷坡折帶。其中凸起坡折帶屬斷層油氣藏優(yōu)選區(qū)，遠(yuǎn)源斜坡坡折帶為該區(qū)巖性油藏優(yōu)勢區(qū)帶，凹陷坡折帶在隱蔽油氣藏的勘探中具備一定前景。

3）研究區(qū)隱蔽油氣藏主要與裂縫油氣藏和巖性油氣藏有關(guān)，地層古潛山油氣藏次之。未來該區(qū)隱蔽油氣藏有利區(qū)帶據(jù)已發(fā)現(xiàn)的隱蔽油藏推測，筆者認(rèn)為多位于毗鄰沉降中心的古凹陷坡折帶。

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