车排子地区春风油田稠油成藏模式

2013-10-25席伟军史翠娥王学忠乔明全

石油地质与工程 2013年1期

席伟军，史翠娥，王学忠，乔明全

（1.中国石化胜利油田分公司新春采油厂，山东东营 257001；2.中国石化胜利油田分公司东胜精攻石油开发集团股份有限公司）

车排子地区位于准噶尔盆地西北缘车排子凸起，油气资源丰富，前人研究车排子地区油藏具有多层位、多套油源、多期成藏的特征，成藏过程复杂［1－4］。研究区稠油具有密度高、粘度较大、含蜡量低、凝固点低的特点，前人研究认为稠油主要来源于二叠系烃源岩［5－6］，存在一定的侏罗系油气混源。本文主要从稠油的物性和地球化学特征、储层流体包裹体特征、烃源岩生排烃史及构造运动分析研究，推测稠油的成藏时间，然后结合成藏要素的匹配关系分析稠油的成藏过程，初步探讨稠油的成藏模式。

1 稠油成因分析

1.1 原油物性分析

车排子地区西缘区块稠油和车排子地区红车断裂带原油相比，西缘区块稠油具有密度更大、粘度更高、埋藏更浅、含蜡量相对低的特征，和前人研究的准噶尔盆地西北缘遭受生物降解的原油具有相似的特征。根据车排子地区西缘区块稠油的物性和酸值分析，春风油田排601区块原油的酸值都大于5 mg／g，都属于为特高酸值原油，前人研究认为研究区稠油为陆相原油生物降解的产物［7］。而位于其东部车排子断裂带来源于二叠系烃源岩的原油酸值很低，小于0.5 mg／g，说明排601地区原油的酸值高，不是由于烃源岩生成油气本身的缘故，为次生的生物降解型高酸值原油。

1.2 地层水分析

春风油田排6井和排601区块井油层的地层水总矿化度为30000～40000 mg／L，水型为CaCl2型，油层的封闭性较好，排1井和排7井区水型则为NaHCO3和Na2SO4型，水的矿化度较低，说明油层封闭性较差，地层水和外界水连有联系，偏氧化环境，原油容易遭受生物降解和氧化作用。另外研究区北部稠油油层埋深较浅，排601区块油层都低于600 m，排1和排7井区也都低于800 m，地层温度一般都小于50℃，处于微生物有利活动区域，结合原油的地化参数特征，可知春风油田的原油容易遭受生物降解，可能同时伴随着水洗作用和一定的氧化作用。

1.3 生物标志化合物分布特征分析

春风油田稠油的饱和烃总离子图上鼓包明显，低碳数正构烷烃损失严重，部分稠油中五环三萜已经遭到较严重的破坏，相对较难降解的三环萜烷丰度较高；部分样品孕甾烷和升孕甾烷相对含量也较高，三环萜烷的相对丰度较高，伽马蜡烷相对含量也较高，都含有较高的25－降藿烷（图1）。这些都是生物降解的特征，从这些特征上也可以判断原油是遭受生物降解的。

1.4 包裹体主成分分析

春风油田排601－平1井沙湾组储层包裹体主成分中（图2），三环萜烷含量不高，25－降藿烷也不不明显，但是储层游离烃的三环萜烷含量较高，存在较高含量的25－降藿烷，说明早期充注时的原油和后期之间存在一定的差异，原油应该是遭受后生生物作用形成的稠油。

图1 车排子西缘区块具不同降解程度的稠油部分生物标志物质量色谱

图2 春风油田排601－平1沙湾组储层游离烃和包裹体主成分生标特征

2 稠油成藏期次研究

2.1 盐水包裹体盐度分布特征

根据与烃类包裹体伴生的盐水包裹体分析表明，侏罗系和白垩系储层中盐水包裹体的盐度大于5%，而新近系沙湾组储层含烃盐水包裹体的盐度在5%以下，至于春风油田排601区块的排601－平1和排601－4沙湾组储层的含烃盐水包裹体的盐度一般在8%以上，表明稠油与轻质油的成藏时间存在差异，并非一期成藏；对于稠油储层而言，侏罗系、白垩系储层和排601区块排601－平1和排601－4沙湾组储层包裹体的盐度也存在一定的差异，排601区块明显偏高，说明二者也并非一期成藏，推测稠油至少存在两期充注（图3）。

2.2 均一化温度分布特征

从盐水包裹体均一化温度分布表明，沙湾组储层主要分布在60～100℃（图4），侏罗系和白垩系稠油储层主要分布在50～90℃，但是存在部分气液包裹体的均一化温度在160℃以上；推测存在深部高温油气流体注入现象，和车排子断裂带相似［8］。

图3 车排子西缘区块带盐水包裹体的盐度分布折线图

图4 车排子西缘区块储层盐水包裹体均一化温度分布直方图

排601区块的排601－平1和排601－平4沙湾组储层包裹体均一化温度主要分布在60～90℃，以液烃包裹体为主，不存在高均一化温度的气液包裹体，说明排601区块沙湾组和侏罗系及白垩系稠油充注时流体类型和环境存在一定的差别。由于地层埋深较浅，地层温度低，均一化温度高于可能的古地层温度，导致均一化温度无法确定成藏的确切时间，但是在一定程度上也能反映存在至少两期充注期次。

2.3 包裹体产状特征

排1井侏罗系、排103井和排602井白垩系储层包裹体中以气液烃和气烃包裹体为主，液烃包裹体含量较少，而排601区块的排601－平1、排601－平4井及南部的排203井新近系沙湾组储层包裹体多以液烃包裹体为主，气液烃和气烃包裹体相对较少，这说明侏罗系、白垩系和新近系沙湾组储层稠油包裹体形成时的流体类型和充注时间等存在一定的差异。

通过对稠油储层中包裹体的期次、包裹体和共生矿物的关系、包裹体类型及其光学特征的分析研究［9～13］，可以对包裹体形成时间进行推测。排19井和排21井存在两期次包裹体分布，更进一步证明研究区南部存在两期油气充注。通过包裹体和共生矿物的关系，侏罗系和白垩系稠油包裹体多数分布在石英、长石颗粒内，或是成群分布于早期方解石胶结物内，而新近系稠油包裹体多为切穿石英颗粒的微裂隙分布，结合矿物颗粒的生长序列综合判断，侏罗系和白垩系储层稠油包裹体多数形成时间要早于新近系沙湾组储层稠油包裹体，说明该区至少存在两期的包裹体形成时期。

2.4 烃源岩的生排烃史

昌吉凹陷二叠系烃源岩的生烃时间较早，根据永1井生烃强度分析表明［11］，二叠系烃源岩生排油时间主要在三叠纪末至侏罗纪时期，侏罗系烃源岩生排烃时间从白垩纪末开始到现今，而目前所发现的来源于二叠系的稠油分布在侏罗系及以上的地层，与生烃史是不匹配的，因此，稠油主要为原生油气藏后期调整运移至车排子凸起带的。春风油田南部的稠油由于受到后期侏罗系烃源岩生成的油气的影响，部分油藏存在后期充注现象。

综合以上可以看出，虽然不能准确地确定油气充注的确切时间，但是根据流体包裹体特征、烃源岩的生排烃史、圈闭形成时间和构造运动时间的匹配关系，可以确定稠油都为次生油气藏，且至少存在两期充注成藏，第一期为白垩纪到古近纪时期，第二期为新近纪以来的晚期成藏。至于具体的油气成藏的确切时间还有待进一步的研究。

3 油气运移通道

车排子地区运移通道主要包括断层、不整合面等，稠油的运移主要是通过阶梯型断层及不整合面实现的。阶梯型断层主要指的是春风油田东边的红车断裂带，车排子地区长期为西高东低的构造格局，因此车排子凸起为昌吉凹陷生成油气运移的有利指向区。昌吉凹陷二叠系生成的油气主要沿二叠系夏子街组与佳木河组以及佳木河组与乌尔禾组之间的不整合面运移至红车断裂带。红车断裂带中，贯穿二叠系与侏罗系的逆断层是油气垂向运移进入侏罗系及白垩系底部圈闭的最主要通道，车排子南段的沙门子鼻凸没有大的断裂连接二叠系与侏罗系，但在三叠系与侏罗系中发育几条正断裂，这为油气的垂向运移提供了良好的通道。由于部分断裂的开启性，油气可以运移至红车断裂的上盘，沿着白垩系和侏罗系、古近系和白垩系以及新近系的不整合面横向运移至车排子凸起的高部位聚集成藏。

4 稠油油藏成藏模式

通过对烃源岩的生排烃史、油气充注期次、油气运移通道、构造运动和成藏要素的综合研究分析，认为春风油田稠油的成藏模式为远源阶梯状输导次生油藏。

晚三叠世至早侏罗世，车拐断裂带东南侧昌吉凹陷中下二叠统烃源灶均逐步进入供油气高峰，供油强度较高，由二叠系生成的油气在车拐断裂带下盘聚集成藏（图5）。但由于印支期的构造作用，断裂活动较强，车拐断裂带油气保存条件不利，部分油气遭到破坏和改造。中晚侏罗世，中、下二叠统烃源灶的供烃强度变弱，燕山运动期的构造运动，导致印支期形成的油气藏进一步的调整，并向车排子凸起运移，可能在侏罗系储层聚集。

图5 春风油田稠油成藏模式示意

晚白垩世至古近纪时期，中、下二叠统烃源灶的供油强度已经很小，侏罗系八道湾组烃源灶开始供油，但是主要分布在昌吉凹陷东南以及靠近山前断裂带处，对于车拐断裂带的贡献不大。燕山运动过渡至喜山运动的早期，车排子凸起带沉积厚度较薄，车拐断裂带下盘的油气藏进一步的调整运移，此次构造活动较为强烈，部分油气遭受一定的次生改造，油气向上盘运移，在车拐断裂带的上盘以及石炭系潜山带形成了一定规模的次生油气藏，对于车拐断裂带成藏具有重要意义（图5）。另外，一部分油气沿侏罗系顶部的不整合面，运移至车排子凸起带侏罗系与白垩系储层。但由于车排子凸起带此时上覆沉积较薄，盖层不发育，油气在车拐断裂带的上盘运移过程中也可能稠化，油气普遍遭受比较严重的次生改造，发生严重的生物降解作用［11］。

新近纪以来，二叠系烃源灶的供烃已经基本终止，车排子凸起带沉积了厚度较大的沙湾组，沙湾组成岩作用弱，原生孔隙发育，孔渗较高，储层物性较好。在新近纪的末期，晚期构造运动发生，车拐断裂带部分油气藏又进一步的调整改造，首先通过新近纪以来形成的层间断层垂向运移，再沿新近系上部的不整合面运移至车排子凸起带，油气也在运移的过程之中发生降解，在有利圈闭聚集成藏。另外，侏罗系生成的原油会向车排子凸起运移［5，8，13］，导致春风油田部分井区稠油油藏存在一定量的侏罗系生成的轻质油的充注的影响。