滨里海盆地S区块盐上层系构造及油气成藏特征

2013-06-07单中强

地质学刊 2013年1期

王馨，单中强，王蕴

(中石化华东分公司石油勘探开发研究院，江苏南京 210011)

0 引言

滨里海盆地是世界上油气资源最丰富的地区之一，预测远景可采储量为130×108t，面积为50×104km2，地跨哈萨克斯坦和俄罗斯联邦2个国家，主要分布在哈萨克斯坦西部，约占盆地总面积的4/5，其余部分则属俄罗斯联邦的南部地区(钱桂华，2005)。目前已发现200多个油气田，为哈萨克斯坦主要产油气区，也是俄罗斯的重要产油气区之一。S区块位于滨里海盆地南部阿斯特拉罕—阿克纠宾斯克隆起带和中央坳陷带东部(图1)，早二叠世晚期(孔谷期)，滨里海盆地沉积了一套巨厚的盐岩地层。早二叠世孔谷期末，滨里海盆地开始整体沉降，来自周缘山系、地台上的碎屑物质堆积形成巨厚的中生代、新生代碎屑岩沉积。快速沉积产生的重力作用，引起早二叠世孔谷期盐岩的塑性流动变形上拱，形成了许多与盐有关的背斜、断鼻、断块等盐构造。至中生代，伴随盐丘的上拱，产生了若干具同沉积性质的盐间盆地(图2)。期间，盆地整体又发生多次升降活动，经历剥蚀和沉积缺失，存在多个不整合面，第三纪时盆地整体下降，第三系基本覆盖整个盆地。因此，分析总结其盐上层系构造及油气成藏特征具有极其重要的意义，可为今后的勘探提供地质依据。

1 盐上层系的构造特征

1.1 盐上层系的断裂特征

从S区块构造演化史和不同层系现今断裂分布的分析可知，区块盐上地层普遍发育拉张性正断层，分布零星且局限，呈北东向，断裂延伸3～8 km。对油气的运移与聚集起到一定的控制作用。

晚三叠世时盐体发生了首次大规模上拱作用，从而导致早侏罗世底界面上断裂发育广泛，多形成具拉张性质的正断层，断层发育，呈放射状伸展(徐传会等，2007)，受控于盐丘，断裂延伸2～6 km，且此时发育的断裂也多处于活动期，若有油气通过，断层可对油气起到较好的垂向运移作用。早侏罗世发育的断裂也为油气进入中侏罗世储层，进而聚集成藏创造了有利的通道条件。

晚侏罗世时盐体发生第二次大规模上拱作用，导致部分早侏罗世就已开始发育的断裂，在早白垩世继续处于活动期，而部分断裂进入静止期和裂缝闭合后期(多形成中侏罗世的油气聚集)，该时期的断裂对油气运聚起到输导和封闭两种不同的作用。

几次大规模的盐构造活动中，侏罗纪及其之前所发育的大量断层对盐上形成含油层系具有一定贡献，此后发育的断层多为通天断层，对油气的聚集和成藏起破坏性作用。断裂为S区块盐上层系地层油气运移通道之一。

图1 滨里海盆地构造单元划分示意图及研究区位置图

图2 滨里海盆地地质剖面图

1.2 盐上层系的构造类型

资料表明:孔谷阶盐在三叠纪期间活动性增大，并在周边的历次碰撞事件中反复发生活动。盐丘构造在盆地的整个中—新生代期间持续生长。根据其变形机制，盐构造可划分为4类:与垂向挤压(刺穿)有关的披覆构造，与侧向挤压(靠近碰撞带的地区)有关的背斜构造，由于不均衡的重力负荷形成的盐流动构造，在与沉降相关的侧向伸展作用条件下形成的底辟构造(盐丘)(伊万等，2007)。由于盐的构造活动始终伴随着盐上层系的沉积过程，在盐上层系中形成了形形色色与盐丘构造相关的圈闭。按照构造所处的盐岩位置，将S区块盐上层系构造分为3个大类:(1)盐丘上部构造;(2)盐檐构造;(3)盐间构造。

(1)盐丘上部构造(图3)。位于盐丘顶面之上，主要地层为白垩系、侏罗系和上三叠统等地层。断层发育，构造类型主要为断鼻和断块。由于构造对沉积的控制作用，在局部地区，盐丘顶面构造也发育有侧向相变砂岩透镜体型和不整合面遮挡型地层圈闭。通过对S区块已发现油藏和油气构造分析，盐丘上部构造以断鼻构造形成的圈闭成藏为主，而构造破碎的断块成藏较差。

(2)盐檐构造(图3)。位于盐顶面和盐丘斜坡转折部位，沿盐窗边部发育，仅见中三叠统地层。断层不发育，构造轴向多呈背斜，侧翼为地层遮挡。构造类型主要为背斜、断背斜、断鼻和断块。S区块盐檐构造除不整合构造不能成藏外，其他类型的盐檐圈闭均能成藏。

(3)盐间构造(图3)。丘间盆地之内，四周被盐侧翼遮挡。主要地层为上二叠统—下三叠统地层，构造类型为盐边遮挡型断鼻构造，地层超覆构造。目前，S区块揭示的盐间成藏圈闭仅见盐边遮挡型圈闭及地层超覆构造，油藏规模较小，物性普遍较差。

图3 S区块盐上层系构造图

2 油气成藏特征

2.1 充足的油源

S区块已发现油藏或含油气构造的油气主要来自盐下层系晚古生代烃源岩(刘洛夫等，2002，2007;王连岱等，2004)。盐上层系的烃源岩对盐上层系的油藏贡献很小或者没有贡献(王萍等，2010)。中—上泥盆统，中—下石炭统及下二叠统发育滨岸－海相页岩和碳酸盐岩是潜力巨大的优质烃源岩。但各层位有机质含量值变化范围较大，石炭系碳酸盐岩的有机质含量要比下二叠统泥岩高。烃源岩开始生油期为中、晚三叠世，生油高峰期为早、中侏罗世，开始生气期为晚侏罗世和早白垩世，终止生烃时间在渐新世。

2.2 有利的储盖组合

盐上层系发育5套储盖组合，自上而下分别为下白垩统、中—下侏罗统、上、中三叠统和下三叠统—上二叠统等5套储盖组合(图4)。

(1)下白垩统储盖组合。储层岩性为砂泥岩互层。泥岩灰色，团块状，不含钙质;砂为微黄色，细粒，中等磨圆，分选差，富含炭质黏土条带。盖层下为白垩统上部发育的泥岩。

(2)中—下侏罗统储盖组合。储层岩性特征以泥岩为主，夹细砂岩、粉砂岩及煤。共发育10层砂层，单层厚度1～21 m，孔隙较为发育，平均孔隙度为24.2%;发育泥岩11层，单层厚度为1～43 m。盖层主要是中侏罗统上部大段的厚层泥岩，是区域性盖层。下侏罗统储层主要为大段砂岩夹泥岩，并含有少量黑色致密煤层，底部为大段砾石层。泥岩为灰色、浅灰色，质软到中等硬度，黏性较好，无钙质，偶有砂掺杂其中;砂岩为浅黄色，石英颗粒以细粒为主，较少中粒，次棱角—次磨圆状，胶结物为钙质、黏土质，胶结差，分选一般，储层上部粒间孔隙发育，下部粒间孔隙欠发育。

(3)上三叠统储盖组合。上三叠统储层主要以中细砂岩、粉砂岩为主，主要分布在盐顶。据Kag-5井取芯岩芯描述，储层上部粒间孔隙中等—好，下部粒间孔隙中等—差。测井解释孔隙度范围在26.1% ～31.7%之间，平均为29%。上覆泥岩为盖层。

(4)中三叠统储盖组合。储层主要发育在中三叠统中下部，岩性主要为石英砂岩、石英粉砂岩和砂砾岩，少量长石砂岩和岩屑砂岩，其沉积环境是半干旱条件下的冲积平原。储集岩厚度在2～38 m之间，总体沉积特征表现为结构成熟度和成分成熟度不高、成岩作用弱、原生粒间孔隙发育的特点，孔隙度范围值16.5% ～34.65%，主要分布区间18% ～26%，是良好的储集层。盖层主要为中三叠统上部的泥岩。

图4 S区块盐上储盖组合图

(5)下三叠统—上二叠统储盖组合。储层主要发育在上二叠统中下部，岩性主要为石英砂岩、石英粉砂岩和砂砾岩，少量长石砂岩和岩屑砂岩，其沉积环境是半干旱条件下的冲积平原。储集岩厚度在12～38 m之间，是良好的储集层。盖层主要为上二叠统上部的泥岩。

2.3 油气运移模式多样

通过对S区块油气藏综合分析，发现有效盐窗是盐上层聚集成藏的关键，只有具备有效盐窗，盐下生油岩生成的油气才能向上运聚，油气运移通道往往不是单一的断层、高渗砂层或不整合面，通常是其中2种或多种通道组合而成的。根据S区块具体的构造及油气成藏特征，将S区块盐上地层和盐间地层的运移途径分为以下3种主要类型(图5):(1)盐窗+盐边;(2)盐窗+盐边+输导层;(3)盐窗+断裂(张建球等，2010)。针对不同构造，此3种体系类型仍可能相互组合而构成更为复杂的油气运移方式。

图5 S区油气运移模式图

2.4 盐上层系油气藏的分布及特征

通过对S区块已发现的油气藏分析，认为该区块盐上层系从上到下发育，盐丘上部发育中侏罗、下白垩统断鼻断块和上三叠统—下侏罗统地层岩性等油藏;盐丘盐斜坡转折部盐檐构造背斜、断鼻和断块油气藏;上二叠统—下三叠统盐间盆地内及其盆地边缘的地层超覆油气藏和盐边遮挡油气藏等5种油藏(图4)。在区域上受孔谷阶盐活动控制，平面展布分带性强(张建球等，2010)，主要沿盐丘顶及盐丘边缘分布(图4、图6)。