紅臺地區低飽和度油氣藏成藏主控因素分析

劉俊田，李 斌，鄭玉萍，宋海波，杲先進

(中國石油吐哈油田分公司，新疆 哈密 839009)

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紅臺地區低飽和度油氣藏成藏主控因素分析

劉俊田，李 斌，鄭玉萍，宋海波，杲先進

(中國石油吐哈油田分公司，新疆 哈密 839009)

紅臺地區中侏羅統油氣藏類型多，成藏條件優越。綜合運用鉆井、地震和測試化驗等資料，分析了西山窯組四段油氣藏類型和成藏主控因素，以指導該區低飽和度油氣藏勘探。結果表明：該油氣藏屬于低飽和度油氣藏，油氣富集受控于儲集層物性，緊鄰生烴中心的水下分流河道砂體是有利的儲集砂體；油氣以縱向運移為主，中晚燕山期形成的逆沖斷層是油氣運移的主要通道；古構造控制了油氣聚集，低幅度構造背景、后期構造運動相對穩定的區域是該油氣藏大面積形成和保存的基礎。下一步應圍繞疙北鼻隆區和紅臺2、3號主體構造尋找斷塊、斷鼻型低飽和度油氣藏，擴展疙瘩臺—紅臺斜坡帶具有古構造背景、受巖性控制的構造-巖性油氣藏，以擴大該區低飽和度油氣藏的勘探規模。

油氣藏類型；主控因素；勘探潛力；低飽和度油氣藏；紅臺地區

0 引 言

紅臺地區位于吐哈盆地小草湖洼陷，該洼陷油氣資源豐富，侏羅系是其油氣勘探的主力層系。研究認為，該地區中下侏羅統水西溝群煤系源巖發育，烴源巖演化程度高，生烴潛力大，早期的油氣勘探主要集中在侏羅系七克臺組、三間房組，并發現了紅臺2號氣田。該氣田油氣藏類型多樣，以構造油氣藏、巖性油氣藏以及構造-巖性油氣藏為主，屬于典型的復式油氣聚集帶[1-2]。隨著勘探程度和認識的不斷提高，尋找新的勘探層系及接替領域已成為該地區的研究重點，2011年部署的紅臺21井于西山窯組四段壓裂，日產油為11.79 m3/d，隨后鉆探紅臺23、紅臺2301等井相繼獲得工業油流。借鑒非常規油氣勘探思路[3]，采用“水平井+體積壓裂”技術，紅臺302H井獲得日產油96.00 m3/d，中侏羅統西山窯組獲得重大突破，通過系統地開展紅臺構造帶老井復查，紅臺2-6、紅臺17、紅臺202等井在西山窯組試油均取得成功，展現了良好的勘探前景。分析認為該油氣藏屬于低飽和度油氣藏，利用近幾年該地區油氣藏勘探實踐成果，通過對油氣性質、分布特征及已鉆井等進行分析，系統開展油氣藏特征、油氣成藏主控因素研究，為該區下一步勘探區帶優選提供研究思路，同時也對整個吐哈盆地低飽和度油氣藏的勘探開發起到指導和促進作用。

1 地質概況

目前，紅臺地區低飽和度油氣藏勘探主要集中在紅臺2、3號構造帶，屬于改造調整的構造-巖性油氣藏[4-7]，具有含油飽和度低、油氣水三相共存、共存水(束縛水+自由水)含量高的特點，含油飽和度為41%～52%。

1.1 構造特征

吐哈盆地經歷了不同的板塊構造運動，在晚古生代—中新生代時期屬于疊合改造型沉積盆地。侏羅紀末期的中燕山運動對盆地影響很大，造成盆地明顯萎縮，早喜馬拉雅運動以來，盆地受博格達山隆升影響而加速沉降，并且不均勻地沉積了巨厚的第三系粗碎屑沉積，晚喜馬拉雅運動對盆地構造變形起到了關鍵作用，中央隆起帶基底抬升，改造或加劇了中、新生界的褶皺，周邊山系不斷隆升并向盆地逆掩推覆，形成了現今的山間盆地[8]，其中紅臺地區表現為東南高、西北低，整體呈北東走向的構造格局。

研究區斷層的展布受北部山前帶大型擠壓斷層的影響，表現為分期性、分段性和平面上分組性的特點，主要發育中晚燕山期和喜山期，喜山期斷層切割中晚燕山期斷層，呈北東東向和南北向展布，具有“成排成帶”分布的特征。其中北東東向斷層為研究區主要斷層，主要分布在研究區的南部和北部，垂直斷距大、平面延伸距離長，多為基底卷入型和蓋層滑脫型逆斷層，控制著構造帶的展布；南北向斷層以平移斷層為主，斷層傾角大、延伸長、切割(層位)深，有效地溝通了水西溝群煤系烴源巖，形成了油氣縱向、橫向運移的通道，是該區主要的油氣源斷層，控制著油氣藏的分布范圍[9]。

1.2 儲集層特征

通過開展高分辨率層序地層學研究，認為西山窯組沉積時期該區以辮狀河三角洲及湖相沉積為主，其中一、二段為辮狀河三角洲平原沉積，以分流河道砂體為主；三、四段為辮狀河三角洲前緣及濱淺湖相沉積，以水下分流河道、河口壩、遠砂壩砂體為主。該時期沉積體系受控于南、北2套物源，小草湖洼陷主體表現為以南部物源為主的辮狀河三角洲沉積體系，目的層西山窯組四段巖性以中細砂巖為主，具有低成分成熟度和結構成熟度的特點，測井曲線上具有高自然伽馬、高電阻率的特征，表現為辮狀河三角洲前緣的沉積特點[10-11]，儲集空間類型以粒間孔和粒內溶蝕孔為主(圖1)，壓實作用強烈。

2 油氣成藏主控因素

紅臺地區西山窯組四段低飽和度油氣藏平面上受控于相帶，縱向上受控于儲集層物性和構造條件，切割至深部烴源巖的斷層為油氣運移提供了良好的通道。綜合分析認為，油氣藏類型屬于構造-巖性油氣藏，構造、巖性、斷層三重因素相互制約，共同決定了油氣藏的分布范圍。

圖1 紅臺—大步構造帶西山窯組四段巖性鏡下照片

2.1 巖性和物性是影響儲集層含油飽和度的主要因素

該區西山窯組四段巖石類型以長石巖屑砂巖為主，其次為巖屑砂巖，油層段巖性主要為粗砂巖—細砂巖，統計分析紅臺2301、紅臺304井238塊巖性樣品，巖性主要以砂礫巖和粗砂巖為主，成分、結構成熟度較低，即石英、長石含量較低，顆粒以棱角狀或次棱角狀，線接觸或鑲嵌式接觸為主；儲集層物性具有低孔、特低滲特點，孔隙度為7.73%～10.50%，滲透率普遍小于0.5×10-3μm2。縱向上，巖性粒級越小，儲集層物性越差，含油飽和度越低，且儲集層物性對砂體的含油性有明顯的控制作用，孔隙度越大、滲透性越好，含油飽和度越高(表1)。

表1 紅臺304、2301井西山窯組四段巖心分析

其次，通過對已鉆井的油層、水層及干層段巖性的壓汞資料分析統計，其孔喉結構形態具有“小孔、細喉”的特征，以微細孔喉為主。油層的孔喉半徑以0.01～0.05 μm為主，占64.3%，孔喉半徑大于0.10 μm的占30.5%，具有雙峰特征，以微細孔喉為主，儲集層物性相對較好；而油水同層和干層的孔喉半徑普遍小于0.10 μm，儲集層物性相對較差；水層的孔喉半徑從小到大均有分布，儲集層物性差(表2)。大量微細孔喉的發育造成束縛水飽和度偏高，自由水飽和度偏低[12-14]。

表2 紅臺地區西山窯組四段孔喉半徑與試油結論對比

2.2 油氣以縱向運移為主，斷層控制運移，古構造背景控制運聚方向

該地區斷層性質為擠壓—壓扭環境下形成的逆斷層，具有分期性、分段性和平面展布方向上的分組性，主要發育中晚燕山期和喜山期，喜山期斷層切割中晚燕山期斷層，有效溝通了西山窯組煤系源巖，導致油氣自北向南、自下而上沿著垂向及側向運移并聚集成藏，該期斷層是油氣運移的主要通道。同時，喜山期構造運動使博格達山向南逆沖推覆，南部七克臺斷層帶向北擠壓，該區形成了一系列的左旋走滑斷層，對油氣藏的形成起到調整、破壞作用[15]。其次，西山窯組沉積晚期，該區古構造開始發育，形成東南高、西北低，整體呈北東走向的古構造格局，古構造走向以北東、北東東為主。中晚燕山期廣泛發育近南北走向展布的鼻隆構造，與來自東南物源的辮狀河三角洲分流河道砂體側向斜交形成側向封堵，控制了早期油氣的聚集，共同形成構造-巖性氣藏。

2.3 水下分流河道砂體控制油氣的富集，儲集相帶控制油氣高產井的分布

勘探結果表明，油氣高產井分布區主要位于緊鄰生烴中心的辮狀河三角洲前緣的水下分流河道砂體中，而席狀砂勘探成效較差。該區西山窯組沉積時期發育東南物源辮狀河三角洲前緣亞相沉積，水下分流河道砂體發育，在沉積相研究的基礎上，部署鉆探紅臺302H井，通過壓裂工藝改造，取得了良好的效果，最高日產油為96.00 m3/d，鉆探紅臺304井，實施大規模體積壓裂，日產油為11.86 m3/d。分析認為，緊鄰生烴中心的水下分流河道砂體控制著該區油氣的富集(圖2)。

3 勘探潛力

在油氣藏成藏主控因素分析的基礎上，認為西山窯組四段油氣主要集中在靠近斷層、具有良好古構造背景且辮狀河前緣水下分流河道砂體發育的地區。下步應圍繞主體構造，尋找斷塊、斷鼻型低飽和度油氣藏，擴展疙瘩臺—紅臺斜坡帶具有古構造背景、受巖性控制的低飽和度油氣藏(圖3)。

圖2 紅臺地區西山窯組四段沉積微相

圖3 紅臺地區西山窯組四段有利區帶分布

3.1 疙北鼻隆區和紅臺2、3號主體構造斷塊、斷鼻型油氣藏

疙北鼻隆區和紅臺2、3號主體構造皆緊鄰生油次凹，是成熟烴源巖生成油氣運移的有利指向區。切割至深部烴源巖的斷層為油氣運移提供了良好的通道，晚燕山期成熟烴源巖生成的油氣沿疙北鼻隆向疙瘩臺構造運移，形成疙瘩臺和疙北古油氣藏；油氣沿紅臺西斜坡向紅臺2、3號構造運聚，使得疙瘩臺鼻隆和紅臺西斜坡的含油氣規模不斷擴大。古構造研究認為，燕山末期形成的古構造與小草湖洼陷排烴期匹配良好，油氣在聚集與調整過程中，古構造高點及其相對平緩部位，受到中晚燕山期形成的斷層的側向封堵，該區域斷塊、斷鼻型圈閉眾多，均利于油氣聚集成藏，其次，后期構造活動的地區裂縫發育，有效地改善了儲集層物性。

3.2 疙瘩臺—紅臺斜坡帶巖性油氣藏

西山窯組沉積時期，儲集砂體的展布主要受南物源控制，辮狀河三角洲水下分流河道砂體多呈南北向展布，而疙瘩臺—紅臺構造形態整體呈北東向展布，構造背景與水下分流河道砂體斜交疊置，為油氣的充注創造了良好條件。研究認為，巖性遮擋是該區油氣成藏的主要因素，斜坡區的油氣富集主要取決于巖性側向封堵，已發現落實的構造多為北東、北東東走向展布，與古河道方向斜交，形成巖性側向封堵。已鉆探并獲得成功的紅臺2301、紅臺302H、紅臺304、紅臺21、紅臺23等井，均證實了這一點。因此，圍繞疙瘩臺—紅臺斜坡區，尋找具有良好構造背景的巖性油氣藏是目前該區低飽和度油氣藏擴展勘探的現實領域。

4 結 論

(1) 紅臺地區西山窯組四段油氣藏特征表現為含油飽和度低、油氣水三相共存、共存水(束縛水+自由水)含量高，具有“油輕氣重含水”的特點，屬于低飽和度油氣藏。

(2) 油氣富集受控于儲集層物性，緊鄰生烴中心的水下分流河道砂體是有利的儲集砂體，油氣以縱向運移為主，中晚燕山期形成的逆沖斷層是油氣運移的主要通道，古構造控制了油氣聚集，低幅度構造背景、后期構造運動相對穩定的區域是該油氣藏大面積形成和保存的基礎。

(3) 疙北鼻隆區和紅臺2、3號主體構造是尋找斷塊、斷鼻型低飽和度油氣藏的有利勘探方向，同時，疙瘩臺—紅臺斜坡區儲集砂體與古構造匹配較好，是擴展構造-巖性油氣藏的現實勘探領域。

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編輯 張 雁

20160307；改回日期：20160513

國家油氣科技重大專項“巖性地層油氣藏區帶、圈閉有效性評價預測技術”(2016ZX05001003-006)

劉俊田(1970-)，男，高級工程師，1993年畢業于石油大學(華東)石油地質勘查專業，現從事石油地質綜合研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.04.008

TE122.1

A

1006-6535(2016)04-0037-05