准噶尔盆地南缘油气成藏组合特征及勘探方向

准噶尔盆地南缘油气成藏组合特征及勘探方向

1937年，自堪萨尼盆地南缘发现独山子油田以来，在60多年的调查中，只发现了几种小型气田，以及下一步勘探的目的层非常困难。本文从油气成藏组合划分及地质特点的角度提出一些认识,供勘探决策参考。1博尔通沟—油气地质背景准噶尔盆地南缘称为北天山山前坳陷(构造单元划分见表1),二叠系—第四系厚度可达15km。下二叠统为滨海相沉积,厚2km以上,上二叠统具有填平补齐特征,厚度大于2km;三叠纪初整体抬升剥蚀,三叠纪中晚期为统一的浅水湖盆,沉积厚度约0.6km;早、中侏罗世为最大成煤期,沉积厚度可达3.8km以上;白垩系厚逾3km,沉积中心位于山前玛纳斯河—呼图壁河之间;古近系厚1.5km以上,沉积中心位于山前博尔通沟—东湾之间;新近纪—第四纪北天山快速大幅度隆升,向准噶尔盆地冲断,形成山前新生代凹陷。准噶尔盆地南缘主要发育5套烃源岩:二叠系芦草沟组、红雁池组为低成熟—成熟的腐泥型—混合型的最好—较好烃源岩;上三叠统为成熟的腐植型较差烃源岩(目前尚未发现源于此层的油气);下侏罗统八道湾组、三工河组和中侏罗统西山窑组灰色、灰黑色泥岩、炭质泥岩及煤岩为南缘最主要的腐植型烃源岩;下白垩统吐谷鲁群烃源岩有机质丰度低但类型较好,多属腐泥型—混合型,因成熟烃源岩限于凹陷中心,潜力不大;渐新统安集海河组烃源岩处于未熟—低成熟阶段。南缘发育3排构造带,发现45个构造圈闭(背斜36个,断鼻7个,断块2个),面积大于100km2的8个,大于50km2的4个,大于10km2的15个。第一排为山前推举带,以侏罗系为构造主体,包括托斯台构造群、南安集海背斜、清水河鼻状构造和齐古、昌吉、喀拉扎、小渠子、煤系背斜,以侏罗系为主要勘探目的层;第二排为坳中背斜带,以古近系为构造主体,包括独南、独山子、霍尔果斯、玛纳斯、吐谷鲁等背斜,以断裂下盘的第三系为主要勘探目的层;第三排为坳边背斜带,以新近系为构造主体,包括西湖、安集海、呼图壁等背斜,以古近系—上白垩统为主要勘探目的层。2下白垩系内高压带内按照勘探目的层位和构造特征,南缘中、新生界可划分3个成藏组合(见图1)。上部成藏组合勘探目的层主要是第二、第三排构造带的新近系,主要烃源岩为安集海河组暗色泥岩、二叠系与侏罗系煤系,主要储集层位为独山子组、塔西河组,盖层为塔西河组的灰色、灰绿色泥岩,主要形成安集海河组区域盖层之上的次生油气藏,成藏与是否有沟通深部油源的断裂和局部高压关系密切。由于大多数保存条件差,至今仍多处于油气散失状态(如独山子沙湾组油藏),油气藏充满度低。中部成藏组合以古近系和白垩系东沟组为主要勘探目的层,主要烃源岩为二叠系与侏罗系煤系、安集海河组暗色泥岩,以安集海河组为区域盖层,主要储集层位是安集海河组和紫泥泉子组,多属晚期形成的构造油气藏,早期形成的深部断裂起运移通道作用,稍晚期形成的逆冲表皮断裂主要起封闭作用。安集海河组泥岩欠压实形成的异常高压封闭至关重要,油气主要聚集在异常高压带下伏砂层的异常高孔隙带,异常高压区内的低压区控制着油气聚集,如呼图壁紫泥泉子组气藏。下部成藏组合层位主要是下白垩统吐谷鲁群和第一排构造带下侏罗统的三工河组与八道湾组,主要烃源岩为二叠系与侏罗系煤系,油气主要储集层位为三叠系和侏罗系的八道湾组、三工河组、西山窑组、头屯河组,盖层是吐谷鲁群。构造圈闭主要在燕山末期形成,喜马拉雅期改造定型,晚期成藏,以喜马拉雅期形成的断裂下盘遮挡型气藏为主,主要发育在储集层物性被裂缝改善的部位,如齐古三工河组油气藏。样品分析证实,安集海河组、吐谷鲁群均为天然气有效封盖层,塔西河组为有效、有效—低效封盖层。3成藏组合资源量分布据3次资源评价,准噶尔盆地南缘石油总资源量为9.398×108t,天然气资源量为5371×108m3,3个油气成藏组合资源量分布见表2。在已知的含油气构造中,上部成藏组合的独山子构造原油主要来自侏罗系,混有第三系原油;中部成藏组合的呼图壁构造和卡因迪克构造原油为来自侏罗系与第三系的混源油;下部成藏组合的齐古背斜、卡因迪克构造原油为来自侏罗系与二叠系的混源油。3.1中部成藏组合储集层南缘主要储集层物性参数见表3。上部成藏组合储集层主要为辫状河、分流河道相砂体,砂层单层厚度较薄,砂体平面规模较小;物性在西湖、独山子、独南、安集海、卡东等背斜为中孔中渗及中孔低渗,分布无特殊规律。中部成藏组合储集层主要为辫状河道与滨浅湖相砂体,砂体平面规模中等;物性在西湖、独山子、独南、安集海、呼图壁、玛纳斯等背斜为中孔低渗、中孔中渗,由西向东逐渐变好。下部成藏组合储集层主要为辫状河道、滨浅湖与三角洲前缘砂体,砂层单层厚度中等,平面规模中等—较小、变化大;物性在四棵树凹陷、清水河鼻状突起、齐古背斜、古牧地背斜为低孔低渗、中孔低渗及中孔中渗,由西向东逐渐变好。3.2未固结油气藏构造地层第一排构造带共钻了40口井(喀拉扎构造4口,齐古构造26口,昌吉构造1口,清水河构造3口),主要目的层是侏罗系。齐古构造的井均见油气,发现了齐古油田,其它构造大多仅见油气显示。第二排构造带钻了15口井。霍尔果斯构造的11口井大部分是针对独山子组的浅井,最深的霍8a井深2660m,钻揭安集海河组仅26m,只在沙湾组获低产油流;独南构造1口井,井深4257m,钻揭安集海河组47m,无油气显示;玛纳斯构造1口井,井深4380m,钻揭白垩系东沟组,由于构造高点不落实、储集层条件差,未获油气流;吐谷鲁构造2口井,在安集海河组获商业油流(吐谷1井1840~1855m井段获9.45m3油流,吐谷2井1504~1570m井段获20~30m3油流)。第三排构造带的呼图壁构造钻了9口井,目的层为安集海河组和紫泥泉子组,紫泥泉子组发现商业气层;安集海构造钻了5口井,安1、安2、安3井深约2300m,钻揭层位为沙湾组或刚进入安集海河组,安4井工程报废,安6井4640m深度钻揭白垩系。由于高点不落实,均未获油气显示。上部成藏组合勘探程度较高,但大多数构造保存条件差,勘探价值较低。下部成藏组合只在山前第一排构造带钻遇,从齐古油田的特征分析,油源丰富,储盖条件配置好,只要构造落实,发现大油气田的可能性非常大。中部成藏组合目前勘探程度最低,只有14口井钻遇,其中11口获商业油气流,显示了良好的勘探前景。4安集海运组良好封盖作用是油气成藏油气的关键条件南缘构造纵向可分为两大构造体(见图2),上部为向斜体,下部为逆掩体,控制断裂属于层间断裂。上部向斜体属于山前薄皮构造,形成于喜马拉雅期,主要控制上部组合的变形,断裂角度平缓,接受的油气主要来自安集海河组差烃源岩,资源量非常有限。下部逆掩体主要控制中下部组合的变形,断裂大多向下断至侏罗系,沟通侏罗系油源,向上未断穿安集海河组,既利于油气运移,又利于油气保存,安集海河组良好的封盖作用是油气成藏的关键条件。准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩在白垩纪达到生烃高峰,第三纪开始生气。据对东湾、吐谷鲁、霍尔果斯、卡因迪克等构造的分析,下部逆掩体构造多在燕山期具雏形,喜马拉雅期定型,与油气大规模运移的时间配套,具有接受油气甚至形成大油气田的可能性。1955—1957年在卡因迪克背斜钻的5口探井几乎未钻揭中部和下部组合。该构造前人做过大量工作,认为含油性较差。卡6井钻于2000年,井深4430m(石炭系未穿),3252~3260m安集海河组试油,3.175mm油嘴日产油27.9m3,完井后在齐古组底砾岩试油,6mm油嘴日产油78m3。卡6井的钻探成功说明南缘中下部成藏组合是一个重要的勘探领域。1996年8月6日呼图壁背斜的呼2井在安集海河组以上层位未见任何显示,在紫泥泉子组3594~3597m、3608~3614m井段测试(射孔厚度9m,95.12mm孔板三相分离器试油),获天然气78.28×104m3/d、油14.78m3/d。综上所述,中、下部油气成藏组合的成藏条件优于上部油气成藏组合,应是南缘主要的勘探领域。5成藏组合对油气成藏潜力的解释准噶尔盆地南缘构造复杂,过去的钻探