辛加地塹古近紀稠油富集規律和成藏模式

高寧寧，單玄龍，馬 鋒，杜 商，劉祚東

(1.吉林大學，吉林 長春 130061;2.中國石油勘探開發研究院，北京 100083)

0 引言

隨著世界經濟的快速發展，對石油的需求不斷增加，而常規石油儲量日益減少，稠油資源的重要性得以凸現[1]。阿拉伯半島辛加地塹稠油資源潛力較大，但目前只進行了有限的勘探活動，對該地區稠油的富集規律和成藏機制的研究相對來說還比較薄弱。辛加地塹位于阿拉伯半島西北角，主要分布在敘利亞的東北地區，總面積約為22879 km2，稠油主要發育在古近系碳酸鹽巖儲層中。利用IHS數據庫資料，在系統總結該區常規油氣的研究成果及最新的稠油油田資料的基礎上，深入分析辛加地塹古近紀稠油的富集規律和成藏模式，以期為該地區稠油資源的進一步勘探和開發提供指導，并對研究同類型盆地中稠油的成藏模式和分布規律提供借鑒。

1 地質概況

辛加地塹為介于土耳其東南—敘利亞北部地臺和黑西亞地臺2個堅硬陸塊之間的海灣[2]，西與厄萊珀地臺接觸，向東進入托羅斯—扎格羅斯褶皺帶，處于構造高部位，以辛加隆起和阿卜杜勒·阿齊茲隆起2個地形和構造高點為主[3]。晚白堊世新特提斯洋閉合，阿拉伯板塊北部、東北部邊緣俯沖和蛇綠巖推覆構造向南俯沖的張力形成了辛加地區的東西向正斷層，并創造了阿卜杜勒·阿齊茲—辛加半地塹，該地塹中沉積了厚達1600 m的Shiranish組灰巖[3]。晚中新世的陸陸碰撞使辛加地區開始隆起，上新世晚期辛加隆起發生全面反轉[4]，激活了晚白堊世的東—西向正斷層，形成一系列逆沖斷層，在其之上形成大量的斷層傳播褶皺，造就了現今辛加地塹東—西向展布的構造格局[3]。這個后期的結構性活化是該地區新生代和中生代背斜油氣聚集的關鍵。

2 稠油成藏條件

2.1 烴源巖

晚白堊世坎藩期—馬斯特里赫特期為研究區海侵最大的時期，屬于遠離陸棚沉積環境，沉積了巨厚層的Shiranish組碳酸鹽巖地層，Shiranish組下段巖性主要為致密泥灰巖和鈣質頁巖(圖1)，為區內主要的烴源巖層，且在地塹中部地區最為發育。

這套烴源巖的總有機碳含量平均為3.0%，最大可達14.3%，干酪根以Ⅱ型為主。巨厚層的Shiranish組烴源巖為稠油形成提供了物質基礎，其在古近紀晚期進入生油窗，在上新世晚期達到最大埋深，并開始大量排烴(圖2)。

圖1 辛加地塹綜合地層柱狀圖

圖2 埋藏史曲線和含油氣系統圖

2.2 儲層

辛加地塹稠油儲層主要為漸新統Chilou組潮坪—潟湖亞相的碳酸鹽巖，厚度近400 m，埋深較淺，產出的主要為相對密度大于0.92的高硫(約4.65%)重質油;另外，在始新統Jaddala組也有少量稠油發現(表1)。

Chilou組中富含顆石藻、有孔蟲、骨針等浮游生物化石，結構成熟度高，成分成熟度較低，晶粒細小，以泥晶結構為主[5]。該組分為2段:下段為灰巖、含泥灰巖和泥質灰巖;上段為含泥灰巖、泥灰巖。下段主要為孔隙裂縫型、溶洞裂縫型和裂縫溶洞型儲層，橫向連通性好，具有較高的產量和儲量;上段主要為微裂縫孔隙型儲層，滲透率低，產能較低[5]。Chilou組裂縫主要是在新近紀的擠壓褶皺作用和斷層作用過程中形成的[6]，裂縫的形成使孔隙度增大。該儲層平均孔隙度為19%，最大可達27%;滲透率為1×10－3～100×10－3μm2。含水飽和度平均為41%，屬于高孔隙度、低裂縫滲透率稠油油藏。

Chilou組儲層埋深淺，孔隙度較高，儲層內部通過斷層相連通，部分斷層甚至切穿上覆的下中新統Dhiban組硬石膏區域蓋層，這是稠油形成的關鍵。

表1 新近紀稠油生儲蓋組合統計

2.3 構造圈閉

敘利亞東北部，晚中生代相對較小的擴展和晚新生代的水平擠壓對成藏組合起到至關重要的作用[7]，也為油氣的運移提供了動力。以晚白堊世為主的擴展作用形成一系列東西向的正斷層，上新世晚期辛加地區發生全面反轉，形成一系列近東西向展布的斷層傳播褶皺，并激活了晚白堊世的正斷層，使得辛加地塹內部被近東西向和北東向斷裂分隔成斷塊。辛加地塹發現的油藏大多與現今地形相關聯，主要圈閉機制是上新世晚期的斷層傳播褶皺，以長條形背斜圈閉和受背斜控制的斷塊圈閉為主[6，8]。

3 稠油的富集規律和成藏模式

3.1 油氣運移

活化的晚白堊世斷層擴展到新生界地層，甚至到達地表[9]，這些復活的晚白堊世斷層為油氣垂向運移提供了很好通道。同時，強烈構造作用產生的地應力，引起地層壓縮和變形，造成地層孔隙空間減小，使烴源巖內部壓力增加，促使異常高壓形成;另外，Shiranish組烴源巖在上新世晚期達到最大埋深，并進入了生油高峰期，產生大量油氣，油氣生成必然造成孔隙壓力增大，也促使異常高壓形成，油氣大量排出[10]，油氣通過斷裂垂向運移至古近系Chilou組和Jaddala組儲層并聚集成藏，垂向運移距離可達1～2 km。

3.2 稠油富集規律

由辛加地塹油田數據統計結果可知(表1):縱向上，稠油主要富集在埋藏較淺(110～1200 m)的古近系Chilou組和Jaddala組碳酸鹽巖儲層;而埋藏較深的侏羅世—白堊世儲層以常規油為主。整體上有儲層時代越新，埋藏深度越淺，原油的相對密度越大，稠化程度越高的趨勢(表1)，重質油與常規石油有共生關系，原油性質上劣下優，由淺部的高黏重質油變為深部的常規油[11]。在空間分布上，構造形態控制流體勢，進而控制油氣整體運移方向和主要分布區域，有效源巖范圍制約油氣分布范圍。稠油主要受背斜圈閉展布特征的控制[10－11]，辛加地塹中部地區發育2個較大規模東西向展布的背斜構造，也是Shiranish組烴源巖發育最好的地區。另外，該地區近東西向斷裂也很發育，也有利于油氣的疏導和運移，因此，辛加隆起和阿卜杜勒·阿齊茲之間的中部地區為研究區稠油最富集地區。

3.3 稠油的稠化機制和成藏模式

上新世晚期形成了一系列東西向展布的斷層傳播褶皺和大量斷層和斷塊，這些斷塊之間有著不同深度的油水界面，北東走向的幾條較大的同生斷裂，控制了優質儲層的形成及分布，是稠油油藏的主控斷裂[6－8]。結合研究區油氣運移和稠油富集規律，認為原油稠變主要發生在沿斷裂帶的垂向運移過程中，且運移距離越遠，稠變程度越高。

上新世晚期Shiranish組烴源巖進入了排烴的高峰期，部分復活斷層切割上部的斷層傳播褶皺，與不整合面及淺部儲層構成很好的連通系統。沿開放性斷裂運移的原油，在進入淺部儲層的過程中，由于埋藏淺、溫度和壓力較低等原因，系統處于開啟狀態，其中的氣體和輕質組分蒸發、逸散或被溶解于孔隙水中，從而使母體原油變稠、變重;另外，地表水沿斷裂滲入，導致水洗、氧化和生物降解等作用發生，使原油變稠、變重，并在近東西向展布的背斜及受其控制的斷塊圈閉中富集形成稠油油 藏，屬于斷裂輸導型重質油藏(圖3)。

圖3 辛加地塹稠油稠化與成藏模式示意圖

4 結論

(1)辛加地塹古近系稠油具備很好的生儲蓋配置關系:烴源巖主要為上白堊統Shiranish組泥灰巖和鈣質頁巖層，主要儲層為漸新統Chilou組淺海相灰巖和泥質灰巖，下中新統Dhiban組硬石膏為區域蓋層，主要圈閉機制是上新世晚期近東西向展布的斷層傳播褶皺。

(2)上新世晚期進入生烴高峰期，由于復活的白堊世斷層很發育，原油運移以沿斷層的垂向運移為主，且在運移過程中遭受各種稠化作用而形成稠油，并在背斜和斷塊圈閉中聚集形成稠油油藏，屬于斷裂輸導型重質油藏。

(3)稠油的形成和分布主要受復活的白堊世斷層和被斷層切割的淺埋深儲層的控制，縱向上稠油主要富集在埋藏較淺的漸新統Chilou組灰巖儲層，平面上稠油在辛加地塹中部地區最為富集。

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