博樂盆地有利勘探區帶優選

2017-06-19 18:34:26穆玉慶韓立國

石油地質與工程 2017年3期

張美，許濤，穆玉慶，韓立國，繆灝

(中國石化勝利油田勘探開發研究院西部分院，山東東營，257000 )

博樂盆地有利勘探區帶優選

張美，許濤，穆玉慶，韓立國，繆灝

(中國石化勝利油田勘探開發研究院西部分院，山東東營，257000 )

博樂盆地油氣勘探尚未取得重大進展，急需對其含油氣遠景進行系統分析。采用野外踏勘、地化分析、地震資料相結合的方法，對博樂盆地石油地質條件進行評價：博樂盆地主要發育三套烴源巖，其中二疊系為主力烴源層系；盆地發育5套儲蓋組合，石炭系的海相碳酸鹽巖及碎屑巖和古近系河流相砂巖為有利儲層；構造圈閉主要受逆沖斷裂控制，精河坳陷西南部是有利的勘探區帶。

博樂盆地；烴源巖；圈閉；有利勘探區帶

博樂盆地位于新疆博爾塔拉蒙古自治州境內，西、南、北三面環山，中部是喇叭狀的谷地平原，西部狹窄，東部開闊，地貌特征大致由南北兩側山地、中部谷地和東部盆地三大單元組成。1992年孫立廣等在新近系地層發現了油氣顯示，認為博樂盆地可能是一個被推覆體掩蓋的油氣盆地[1]。目前對該區石油地質研究程度較低。本次研究對博樂盆地烴源巖進行了系統評價，確定主力烴源巖分布，結合儲蓋條件分析，優選出有利勘探區帶。

1 區域地質特征

1.1 地層展布

博樂盆地為上古生界、中-新生界的疊合盆地，泥盆系直接覆蓋在中元古界變質巖之上。根據野外露頭、地震和鉆井資料分析，盆地發育泥盆系、石炭系、二疊系、侏羅系、第三系和第四系地層；其中古生界地層發育厚度較大，中-新生界地層相對較薄；泥盆系、石炭系地層在本區廣泛分布，二疊系發育在博樂隆起的西部，三疊系整體缺失，侏羅系僅在溫泉西北部有分布，第三系及第四系全盆地分布[2]。

1.2 構造演化

博樂盆地是海西構造運動時期由于天山地槽的回返、山體隆升，在天山山系西段寒武系基底上形成的山間盆地，可能是一個被推覆體掩蓋的盆地[3-4]。盆地東西長約200 km，西窄東寬，介于20～50 km，面積約7 500 km2(圖1)。盆地由溫泉坳陷、博樂隆起、精河坳陷三個次級單元組成。海西初期，天山地槽開始回返，海退發生，阿拉套山、別珍套山雛形形成[3-4]，直到海西中期該區一直處于抬升階段，湖盆形成，伴隨山體隆升作用的影響，兩坳夾一隆的構造格局基本形成。海西晚期湖盆下降，普遍接受沉積，除博樂隆起外，形成二疊系上統深湖相和火山噴發相沉積。海西末期至印支期湖盆抬升，遭受風化剝蝕，盆地普遍缺失該時期的三疊系和下侏羅統的部分沉積，由于山體隆升擠壓作用，壓扭性逆斷裂發育，兩坳夾一隆的構造格局更加明顯。燕山中期盆地下降，局部接受沉積，形成了中、下侏羅統河流相和湖沼相交替沉積建造；燕山晚期盆地一直處于抬升階段，原沉降中心抬起褶皺，形成侏羅系巖層山前褶皺，普遍缺失晚侏羅統和白堊系沉積。喜山期造山運動強烈，盆地下降，沉積中心東移，溫泉坳陷普遍接受大面積厚層濱淺湖及河流相沉積；由于三面環山隆升的作用，褶皺構造及同生和伴生斷裂十分發育，形成現代的構造格局[5-6]。

圖1 博樂盆地構造單元

2 烴源層系確認

烴源巖是盆地油氣生成和聚集成藏的物質基礎，確定烴源巖發育層系及地球化學特征是進行油氣資源評價和有利勘探區帶優選的關鍵。結合前人研究[4，7-9]，在野外勘查的基礎之上，確定博樂盆地主要發育泥盆系、石炭系、二疊系三套烴源巖(表1)，其中，二疊系泥巖是最有利的一套烴源巖。

二疊系生油巖出露于博樂隆起西南部的南山煤礦，位于鐵木里克組中上部，為深湖-半深湖暗色泥巖以及沼澤相碳質泥巖，累計厚度為84.1 m，占上二疊統總地層厚度的16.1%。TOC含量為10.00%～22.95%，Tmax為434～446℃，平均Ro為0.83%，S1+S2為6.6～20.52 mg/g，S1為0.07～1.06 mg/g，S2為6.53～20.42 mg/g，氯仿瀝青A為2.3～8.4 mg/g，氫指數為49.8～188.2；據南山煤礦灰黑色泥巖樣品的干酪根鑒定結果：無定形含量40%左右，木質組分50%左右，木質降解、無定形含量10%左右，屬腐泥-腐殖型；有機顯微組分鑒定結果：類脂組分占45.5%，鏡質組分占32.6%，惰質組分占22%，其有機質類型屬腐泥-腐殖型，干酪根類型為Ⅱ1-Ⅲ型，屬于好生油巖[9]。上二疊統烴源巖達到成熟-高成熟階段，活化能較低且相對集中，較易生烴。綜上分析表明上二疊統烴源巖有機質豐度高，已成熟，生油潛力大。

表1 博樂盆地烴源巖樣品統計表

博參1井、精參1井實鉆證實該區二疊系地層分布較為復雜，上二疊統在溫泉坳陷內鉆遇較少，野外僅在博樂隆起西南角出露。在區域地質分析的基礎之上，利用鉆井、露頭資料，結合二維地震解釋結果，確定上二疊統殘余地層剝蝕位置；利用速度譜資料提取平均速度，進行時深轉換，確定上二疊統殘余地層厚度。上二疊統烴源巖樣品的暗地比(暗色泥巖占地層厚度比例)為0.3；主要分布在精河坳陷，沉積中心位于精河坳陷西南部，最大厚度為200～300 m(圖2)，在溫泉坳陷、博樂隆起內分布較為局限，主要分布在溫泉坳陷東部、博樂隆起西南部，最大厚度75～100 m。

圖2 博樂盆地上二疊統殘余暗色泥巖厚度

3 儲蓋組合分析

博樂盆地石炭系至古近系共發育5套儲蓋組合。第一套為古近系灰色泥巖夾多套巖屑砂巖，第二套為上二疊統砂巖上覆厚層古近系泥巖，第三套為上石炭統厚層砂巖上覆下二疊統火成巖，第四套為下石炭統生屑灰巖自生自儲型，第五套為下石炭統巖屑砂巖上覆上石炭統生物灰巖；其中石炭系、古近系為主要的勘探層系。

石炭系地層主要發育淺海碳酸鹽臺地、海相三角洲砂體沉積(圖3a1～b2)，主要分布在溫泉坳陷南部及精河坳陷西南部，孔隙較好，儲層累計厚度約為1 200 m。其中下石炭統以維憲階為主，發育灰巖、含礫砂巖儲層，上石炭統以巴什基爾階、莫斯科階為主，發育灰巖、粗砂巖儲層。下石炭統為重要的勘探層段，發育兩套儲蓋組合：一套為灰巖儲蓋組合，另一套為石炭系頂部的砂礫巖與上覆下二疊系火成巖形成的儲蓋組合。下石炭統灰巖多由泥晶方解石、生物碎屑及少量砂質碎屑組成，泥晶結構，生物碎屑大部被溶蝕，后由方解石充填、半充填，裂縫較發育，主要發育溶蝕孔隙和構造孔(縫)(圖3c1～d4)，孔隙度0.73%～11.2%，為中等儲層。下石炭統碎屑巖常見大型槽狀交錯層理(圖3b2)，中-細粒砂狀結構，碎屑成分為石英、長石、巖屑等，其中巖屑以酸性噴出巖、泥(頁)巖巖屑為主；分選中等，磨圓度較好，接觸式膠結、再生膠結，主要發育粒間孔及少量溶蝕孔(圖3c1～f4)，孔隙度2.87%～12.3%，為中等儲層。古近系地層主要發育沖積平原背景下的河流相砂巖儲層，分布廣泛，在全盆均可見到。巖性主要為泥質砂巖、礫巖、砂巖，單層厚度最小2 m，最大32 m，巖心孔隙度為0.93%～10.55%，為中等-較好的儲層。

圖3 精河坳陷大河沿子河地區C2d灰巖、碎屑巖野外照片及薄片特征

a1、a2.淺海碳酸鹽巖臺地灰巖，裂縫發育不完全充填； b1、b2.海相三角洲含礫粗砂巖巖理；c1～c4.含砂質碎屑鮞粒灰巖；d1～d4. 有孔蟲灰巖；e1～e4.粗砂巖；f1～f4.含礫粗砂巖

4 圈閉條件

博樂盆地逆沖斷裂體系比較發育，圈閉類型主要為構造圈閉。其中北緣為一系列北傾斷層組成的、由北向南推覆的構造帶，即阿拉套山前逆掩推覆帶[3，7]，東緣為北西向深大斷裂帶，南緣是控制盆地邊界的北西向逆斷裂(圖1)，與地表北西向斷裂相接。盆地內構造運動強烈，中生代以來網格式斷裂和裂隙發育, 從而有助于提高儲層含油氣能力。逆沖斷裂斷距較大，溝通泥盆系、石炭系、二疊系油源與石炭系、古近系儲層，為油氣提供有效運移通道。

5 有利勘探區帶

在確定博樂盆地烴源巖分布與有利儲層分布的基礎之上，結合斷裂分布特征確定了三個有利勘探區帶：Ⅰ——博樂隆起西北帶，Ⅱ——精河坳陷西南斷裂帶，Ⅲ——精河坳陷東北斷裂帶(圖4)。盆地主力烴源巖為上二疊統烴源巖，主要分布在精河坳陷的西南部，因此精河坳陷西南部具有最佳的供烴優勢；其次，精河坳陷西南部發育古近系的河流相砂巖、石炭系淺海碳酸鹽臺地、海相三角洲砂體等多套儲集層，與上覆泥頁巖有效配置可形成優質的儲蓋組合。此外，盆地整體西高東低，精河坳陷西南部發育北西向逆斷裂具有形成構造圈閉的背景，生儲蓋組合配置好，處于上二疊統生烴灶內，油源充足、斷裂發育。故精河坳陷西南斷裂帶是博樂盆地最有利的油氣勘探區帶，具有良好的勘探前景。