巴音戈壁凹陷地质特征及勘探潜力分析

2014-06-27高庚李艳杰中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院黑龙江大庆163712

长江大学学报(自科版) 2014年16期

高庚,李艳杰 (中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆 163712)

巴音戈壁凹陷地质特征及勘探潜力分析

高庚,李艳杰 (中石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆 163712)

巴音戈壁凹陷位于塔木察格盆地巴音桑布尔坳陷,经历了多期的构造变形,地质条件复杂。利用地震和钻井资料对巴音戈壁凹陷石油地质条件(地层特征、沉积特征、构造特征、烃源岩评价、储盖组合)和勘探潜力进行分析。研究表明,该研究区的铜钵庙组和南屯组为2套成熟烃源岩,主要发育扇三角洲、扇三角洲前缘沉积相带,储层以砂岩、粉砂岩、含砾砂岩为主,物性较好,具有较好的储层条件;主要发育3种生储盖组合类型,即自生自储型成藏组合、下生上储型成藏组合、上生下储型成藏组合,其中自生自储型是主要的成藏组合;巴音戈壁凹陷的北次凹洼槽成藏潜力较大,南次凹洼槽成藏潜力较小。

巴音戈壁凹陷;地质特征;勘探潜力

塔木察格盆地位于蒙古国东部,向北延伸进入中国,与海拉尔盆地同属一个中生代沉积盆地[1-3]。巴音戈壁凹陷位于塔木察格盆地巴音桑布尔坳陷,勘探面积4800km2,基底最大埋深为4500m。目前,通过重力、钻井及地震资料解释,初步搞清了该凹陷的地质结构、构造单元分布、沉积盖层的厚度,但对主力生烃洼槽以及有利的油气分布区带认识不清,这严重制约了下一步的勘探工作。为此,笔者对巴音戈壁凹陷石油地质条件和勘探潜力进行分析,以便为该研究区的勘探开发提供科学依据。

1 石油地质条件

1.1 地层特征

通过对巴音戈壁凹陷地震和钻井资料进行分析,并与塔木察格盆地南贝尔凹陷东洼和西洼地层岩性、电性及地震反射特征进行对比,将巴音戈壁凹陷地层自下而上划分为基岩、铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组和伊敏组,上述结构在凹陷内均有发育且分布稳定(见图1)。

图1 巴音戈壁凹陷地质结构图

1.2 沉积特征

巴音戈壁凹陷的特点是东西向较窄陡,南北向相对狭长,其中主要发育2套物源体系,即缓坡物源和陡坡物源。铜钵庙组时期,水体较浅,湖盆较小,在缓坡带主要发育一些扇三角洲、扇三角洲前缘,陡坡带主要发育一些近岸水下扇。同时,由于断裂活动剧烈,铜钵庙组时期沉积总体上呈快速堆积的特点,沉积物颗粒较粗,分选较差。南屯组时期,随着断裂的继续发育,湖盆进一步扩大,在缓坡带,主要发育扇三角洲前缘、湖底扇、浅湖、深湖-半浅湖,在陡坡带,主要发育近岸水下扇、深湖-半深湖,局部发育一些湖底扇(见图2)。

图2 巴音戈壁凹陷沉积相图

图3 塔木察格盆地巴音戈壁凹陷构造单元划分图

1.3 构造特征

巴音戈壁凹陷在早白垩世地史发展时期,表现为强烈的不均衡构造运动,在早白垩世左旋剪切-拉张构造运动的控制下,形成了巴音戈壁凹陷独特的地质结构,其南部为西断东超的断槽式结构,北部为东断西超的断槽式结构,由于多期构造运动强烈,形成凹隆相间的构造格局[4]。由中部断裂隆起带分隔,形成南北2个次凹:北次凹为东断西超结构,划分为巴北斜坡带、巴北洼槽带、巴北陡带3个三级构造带;南次凹为西断东超结构,划分为巴南斜坡带、巴南洼槽带、巴南陡带3个三级构造带(见图3)。

巴音戈壁凹陷经历断陷-断坳转换和坳陷构造发育阶段,其中铜钵庙组-南屯组为断陷阶段,断陷期内部发生了多次断裂、挤压、褶皱和局部剥蚀,构造活动较强烈,尤其是南屯组沉积末期的构造运动,受拉张断裂的控制,凹陷内形成与之相伴生的众多断鼻、断块构造,这为油气聚集提供了圈闭条件。从大磨拐河组开始,沉积范围扩大并进入断坳转换阶段,构造活动明显减弱,在持续、稳定沉降的构造背景下,该凹陷沉积了厚度达1000m以上的地层。该时期沉积稳定、断裂活动减弱、地层厚度大,这样既为下伏烃源层提供了热演化条件,又为早期形成的油气藏创造了良好的保存条件。晚白垩纪为坳陷演化阶段,断裂活动进一步减弱,对白垩纪已形成的油气藏未起到改造和破坏作用。

从上述构造演化特征可以看出,该研究区在断坳演化阶段和坳陷演化阶段均表现出弱的断裂活动,这对油气藏的后期保存非常有利。

1.4 烃源岩评价

巴音戈壁凹陷目前的探井证实,巴音戈壁凹陷具有一定的生油能力,主要烃源岩发育在铜钵庙组和南屯组地层中。北次凹的T22-A井钻遇较发育的暗色泥岩,其中大磨拐河组见深灰、黑灰色泥岩282m,以黑灰色为主,总有机碳含量(TOC)平均2.07%;“A”(氯仿沥青“A”含量)平均1.65%,Ⅲ1型干酪根,镜质体反射率(Ro)0.53%～0.75%;南屯组见黑灰色、灰黑色泥岩186m,以黑灰色为主,部分灰黑色,TOC平均2.42%,“A”平均9.9%,Ⅰ2、Ⅱ型干酪根,Ro0.58%～0.78%,达到了成熟阶段;铜钵庙组见深灰、灰黑色泥岩夹层(累计厚143m),TOC平均2.159%,“A”平均0.1204%,Ro平均0.85%,为成熟的中等烃源岩。

1.5 储盖组合

1)储层条件钻井揭示巴音戈壁凹陷南屯组、铜钵庙组扇三角洲、湖底扇等沉积相带砂岩、砂砾岩发育,南屯组砂岩厚度一般20～90m,孔隙度8%～32%,铜钵庙组砂岩、凝灰质砂岩、砂砾岩厚度一般160～350m,孔隙度9%～21%,储层厚度大,物性较好,具备较好的储集条件。

2)盖层条件根据巴音戈壁凹陷实钻情况,认为大磨拐河组是断陷湖盆发育时期,发育深湖相的灰色、深灰色泥岩,厚度大、封盖性能好。南屯组处于湖盆发育中期,沉积中心区泥质岩类较发育,可以作为下伏铜钵庙组的局部盖层。结合塔南凹陷类比分析可知[8],铜钵庙组和南屯组是有利储层。

3)生储盖组合根据对巴音戈壁凹陷烃源岩、储层及盖层条件的初步分析,认为该研究区形成3种生储盖组合类型,即自生自储型成藏组合、下生上储型成藏组合、上生下储型成藏组合,其中自生自储型是主要的成藏组合。

2 勘探潜力分析

研究认为[5-6],继承性发育的主生烃洼槽控制油气分布,且主要生烃洼槽附近的构造带或局部构造是有利的油气聚集带。巴音戈壁凹陷结构总体上是一个内部发育多个垒-堑相间分布的二级构造带。由于巴音戈壁凹陷地质结构的特殊性,主要生烃洼槽在凹陷南、北部的分布位置不同。在北次凹,主要生烃洼槽分布在凹陷的东部;在南次凹,主要生烃洼槽分布在凹陷的西部。

北次凹具有东、西2侧物源体系,发育近岸水下扇和扇三角洲沉积体系,配合东断西超的地质结构,因而具备形成构造岩性油藏的地质条件。同时,北次凹完钻的T22-A井揭示铜钵庙组发育有黑灰色泥岩、深灰色泥岩且见到油气显示,说明北次凹洼槽勘探潜力较大。因此,应以资源评价为基础,分3个层次实施钻探:针对陡坡带,通过追踪物源方向来寻找有利储层;针对斜坡带,通过刻画斜坡物源体系来探索岩性-构造油藏;针对洼槽带,通过岩性油藏勘探以进行有效储层预测。

南次凹的T21-H井采用电磁热采工艺试油,在南屯组1625～1640m井段获得含水工业油流(日产油4.32m3、日产水3.12m3),塔21-E井在南屯组和铜钵庙组均钻遇烃源岩,但该井和高部位的T21-F井均未钻遇油层,说明南次凹洼槽成藏潜力较小。建议开展老井复查,对南次凹的勘探潜力作进一步评价。