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鲍金根地堑断裂坡折带油气藏特征及有利勘探区

2016-08-31于浩业赵卫军欧亚平

新疆石油地质 2016年4期
关键词:侏罗断块储集层

于浩业,赵卫军,欧亚平,姜 涛,郭 勇



鲍金根地堑断裂坡折带油气藏特征及有利勘探区

于浩业1,赵卫军2,欧亚平1,姜涛1,郭勇1

(1.中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院地球物理研究所,乌鲁木齐830011;2.国投重庆页岩气开发利用有限公司,重庆400043)

以哈萨克斯坦南图尔盖盆地鲍金根地堑斜坡为例,依据断裂坡折带储集层、地层、构造及所处位置,对其分类及其与油藏的关系进行了综合研究。高位坡折带地层薄,储集层相对不发育,主要发育深切谷,以断块油藏为主;中位坡折带地层较全,储集层发育,主要发育宽缓的沟谷,以断块油气藏和构造-岩性油气藏为主;低位坡折带位于烃源岩发育区,主要发育低位域扇体,储集层不发育,以岩性圈闭的凝析气藏为主。根据3类坡折带各自特点,认为中位坡折带以及高位坡折带内的沟谷是油藏的有利勘探区,低位坡折带是凝析气藏的有利勘探区域。

哈萨克斯坦;南图尔盖盆地;鲍金根地堑;地震资料;油气藏类型;有利勘探区

陆相断陷盆地斜坡带发育构造、岩性、地层等油气藏类型,其在油气勘探领域的重要性,不亚于盆地的中央构造带[1]。随着对断陷湖盆层序地层学的深入研究,国内学者提出了“断坡控砂”理论[2],为断陷盆地斜坡带的非构造油气勘探提供了理论基础[3-6],并得到了广泛应用[7-11]。

鲍金根地堑是哈萨克斯坦南图尔盖盆地中的一个含油气凹陷。20世纪80年代以来,油气勘探工作一直围绕着鲍金根地堑周缘凸起进行,相继发现了多个背斜型构造油气藏。从2008年起,开始着手在鲍金根地堑斜坡区中深层侏罗系进行油气勘探,且发现了油气藏,但由于缺乏对斜坡区的细致分析,致使优先勘探投入方向不明确。在前人“断坡控砂”理论的基础上,笔者根据研究区地质特征,把鲍金根地堑斜坡区划分为高、中、低3个坡折带,总结了3者在地层、沉积、构造、圈闭及油气藏方面的特征,指出了有利勘探区,以期对研究区下步油气勘探有所裨益。

1 研究区地质概况

南图尔盖盆地位于哈萨克斯坦中部,是一个古生界基底之上的中生代裂谷盆地,具有典型的垒-堑相间结构。鲍金根地堑位于南图尔盖盆地东南部,西邻阿希塞凸起和塔巴克布拉克凸起,东为乌雷套隆起,研究区位于鲍金根地堑南部,并包含东西两侧相邻的部分地区(图1)。

地层自下而上发育古生界(基底),侏罗系萨济姆拜组(J1cz)、埃巴林组(J1ab)、多尚组(J2ds)、卡拉甘塞组(J2kr)、库姆科尔组(J3km)、阿萨布拉克组(J3ak),白垩系(K),古近系(E)和新近系(N)。主要含油层系为侏罗系和白垩系,白垩系油藏位于古背斜上,属于早期的勘探发现。侏罗系现今构造为东断西超、北深南浅、断裂发育的箕状凹陷。下侏罗统煤系烃源岩生成的油气沿断裂和不整合面向凸起方向运移,在凸起、斜坡中聚集成藏,形成背斜、断块、岩性等油气藏。

图1 鲍金根地堑构造位置

2 构造坡折带剖面特征

国内学者根据构造作用、沉积作用和侵蚀作用3种成因,提出了构造坡折带、沉积坡折带和侵蚀坡折带3大类型[3]。结合研究区的构造特征及层序分析认为,鲍金根地堑发育多级坡折带,坡折带类型与断裂活动密切相关,主要为断裂坡折带。根据鲍金根地堑断裂坡折带在斜坡所处的位置、地层特征、沉积相类型等,分为高位坡折带、中位坡折带和低位坡折带(图2,图3)。

图2 鲍金根地堑南部断裂坡折带平面分布

图3 鲍金根地堑断裂坡折带剖面特征(剖面位置见图2)

2.1高位坡折带

在鲍金根地堑缓坡,高位坡折带位于F1断裂和F2断裂之间,在鲍金根地堑陡坡,高位坡折带位于中部凸起边缘,F5断裂和F6断裂之间(图2),高位坡折带具有以下特征。

(1)构造位置高,侏罗系薄,内部尖灭线发育下侏罗统煤系长期受到剥蚀,残余地层较薄,地震剖面上削蚀特征明显;中侏罗统较薄,甚至缺失,卡拉甘塞组油页岩由盆内10~30 m变薄到5 m左右(如W7井),部分地区此组油页岩相变为厚5 m左右的灰岩。上侏罗统超覆沉积在中—下侏罗统之上(图3)。

(2)侵蚀沟谷发育,下切下部地层的反射特征明显在盆地构造演化过程中,高位坡折带长期处于湖平面之上,地层遭受剥蚀,或者作为湖盆物源供给的过路之地,为侵蚀沟谷形成提供了条件[12-13]。这些侵蚀沟谷,主要发育在早—中侏罗世,控制着中侏罗世及晚侏罗世早期的水流和物源供给,也控制着储集层的纵向分布。早侏罗世下切谷窄而深,向上逐渐变宽变浅,并且表现出侧向迁移,地震剖面上易于识别(图4)。

图4 鲍金根地堑高位坡折带沟谷特征(剖面位置见图2)

(3)紧邻凸起,圈闭发育受凸起隆升不均衡性活动以及控凹边缘断裂的影响,高位坡折带内断裂发育,断块众多,是构造圈闭发育区。

(4)不整面为主要油气运移通道高位坡折带远离凹陷,缺乏直接沟通烃源岩的断裂,油气主要依靠下侏罗统与中上侏罗统之间的不整合面运移,其运移效果受不整合面上下砂体的影响。

高位坡折带地层薄,储集层相对缺乏,仅在沟谷发育区域储集层相对较好,是有利的勘探区。

2.2中位坡折带

在鲍金根地堑缓坡,中位坡折带主要位于F2断裂与F3断裂之间(内有次级断阶);陡坡中位坡折带主要位于F5断裂与F4断裂之间的鲍东断阶带上(图2),中位坡折带具有以下特征。

(1)受剥蚀影响小,地层全,储集层发育下侏罗统明显较高位坡折带厚。中侏罗统超覆特征明显,缓坡是三角洲和滩坝砂体的发育区,陡坡是扇三角洲和滩坝的发育区。上侏罗统库姆科尔组下部主要发育三角洲前缘砂体。中侏罗统的两套盖层卡拉甘塞组的油页岩及泥岩组合、多尚组上部泥岩以及上侏罗统库姆科尔组上部的泥岩也非常发育,为油气成藏提供了良好的盖层条件。

(2)侵蚀沟发育,表现为宽而浅,地震资料不易识别沟谷特征与高位坡折带有差异,沟谷特征演化为“U”形,相对较宽,内部充填特征明显,向谷壁两侧上超尖灭(图5)。表明砂体在沟谷内垂向上多期次沉积,谷内砂地比可达到60%,储集层发育,孔隙度可达20%~25%,如W9井处于沟谷中央,在中侏罗统发育巨厚的砂体,单砂体厚15~25 m.

图5 鲍金根地堑中位坡折带沟谷特征(剖面位置见图2)

(3)构造活动剧烈,断裂发育与控凹断裂走向大致平行的次级断裂发育,表现为多级次断阶;在鲍东断阶带上,喜马拉雅运动期压扭性构造反转形成的背斜,在上侏罗统、新近系特征明显。

(4)油源断裂-不整合面是主要的油气输导体系F3与F4断裂深入凹陷烃源岩内,是研究区内主要的油源断裂。中侏罗统底部以及上侏罗统底部的砂体为油气侧向运移的优势输导体。

中位坡折带断裂发育,同时又是物源的主要卸载场所,各种沉积体发育,是构造-岩性圈闭发育区,且临近凹陷中心,是非常有利的含油气带,也是最有利的油气勘探区域。

2.3低位坡折带

在鲍金根地堑,低位坡折带主要位于F3断裂和F4断裂的下降盘,沿断裂展布,分布很窄。低位坡折带大致位于初始洪泛面之下,是低位体系域发育区,具有以下特征(图2)。

(1)侏罗系较全,断裂不发育处于凹陷中心,埋深大,下侏罗统未遭受侵蚀,厚度也较大;中侏罗统超覆特征明显,厚度较大。远离主断裂区,构造活动弱,断裂少。

(2)浊积体、滑塌体、前三角洲沉积发育,沟谷已不发育受地形控制,陡坡发育低位域浊积扇,缓坡发育前三角洲滨外沉积的细砂岩或者浊积粉砂透镜体。

低位坡折带接近凹陷中心,泥岩发育,储集层不发育,主要的储集层位于中侏罗统下部低位域扇体中,是岩性圈闭的发育区,且处于凹陷中心,是非常有利的含油气带。如W2井在3 630~3 900 m段,发育多套富含油气的浊流沉积体。

3 不同坡折带油气藏类型

鲍金根地堑的主力烃源岩为下侏罗统煤系,具有两次排烃过程,分别为湿气和干气,在早白垩世末开始以生油为主,古近纪早期为干气生成高峰期[14]。晚白垩世末形成的油气藏是原生油气藏,主要聚集在下侏罗统的烃源岩储集层中。白垩纪晚期及之后的构造运动,将油由下侏罗统向上覆层和高部位运移,在凸起、斜坡区的白垩系、侏罗系形成一系列的油气藏(图6)。

图6 鲍金根地堑坡折带油藏模式

(1)高位坡折带南北走向和南东—北西走向的两组断裂在高位坡折带形成一系列的断块圈闭,深层油气沿断裂、不整合面运移至此,从而形成断块油气藏。如在陡坡沿F5断裂上升盘发现的油气藏均是下侏罗统的断块油气藏。

(2)中位坡折带近南北走向的断裂形成一系列的南北狭长的断块或断鼻构造,同时也是重要的物源卸载场所,储集层发育,易于形成上倾方向受断裂遮挡的岩性圈闭。断裂可以沟通下侏罗统烃源岩,与不整合面同时为油气侧向运移提供通道,致使油气在有利储集层聚集,形成断块、构造-岩性油气藏。如在陡坡鲍东断阶发现了多尚组扇三角洲砂体为储集层的复杂断块油气藏,卡拉甘塞组发现了滩坝为储集层的构造-岩性油气藏(W10井区);缓坡的W6井区,发现了卡拉甘塞组小型三角洲砂体为储集层的构造-岩性油气藏,库姆科尔组三角洲前缘砂体为储集层的断块油气藏。目前,中位坡折带是斜坡勘探中取得成果最多的区域。

(3)低位坡折带断裂不发育,发育浊积砂体、滑塌砂体,是岩性圈闭的发育区,也是主要烃源岩分布区,因此可形成自生自储的岩性油气藏。受煤系两次排烃的影响,初次形成的油气藏,受二次干气充注,油气藏以凝析气藏为主。如在F4断裂下降盘W2井区,发现了以滑塌砂体为储集层的岩性凝析气藏。

4 油气有利区预测

研究区斜坡带侏罗系存在4套储盖组合:下侏罗统煤系中的“泥包砂”组合,中侏罗统多尚组底部的低位域砂体与其上泥岩组合,中侏罗统卡拉甘塞组底部滩坝、扇三角洲砂体与油页岩、泥岩组合,上侏罗统库姆科尔组三角洲前缘砂体与泥岩组合。目前在4套储集层中均有油气发现。

高位坡折带虽断裂发育,断块较多,但是地层较薄,储集层不发育,储集层主要分布在下侏罗统沟谷中。高位坡折带离生烃凹陷相对较远,缺乏沟通烃源岩的断裂,油气运移通道主要是下侏罗统顶部不整合面,其中沟谷体系是优势通道[15],目前在地堑东坡沟谷上倾区已发现油藏。因此,高位坡折带内的沟谷发育区应是油气勘探的有利区域。

中位坡折带断裂、圈闭发育,地层较全,4套储盖组合均存在,储集层最为发育,且部分断裂深入凹陷烃源岩内,与烃源岩沟通较好,目前多口井已有油气发现,且具有一口井多套储集层含油的特点。因此,整个中位坡折带是目前最有潜力的勘探区域。

低位坡折带地层全,断裂不发育,岩性圈闭发育,存在2套储盖组合:下侏罗统煤系中的“泥包砂”组合,中侏罗统多尚组底部的低位域砂体与其上泥岩组合。2套储集层埋深大,基本处于烃源岩内。油藏以凝析气藏为主,低位坡折带是凝析气勘探的有利区域。

综上所述,中位坡折带及高位坡折带沟谷发育区是研究区石油勘探的有利区域,低位坡折带是凝析气勘探的有利区域。

5 结论

(1)不同的坡折带对地层以及沉积体系有着明显的控制作用。高位坡折带主要发育沟谷砂体,中位坡折带主要为中侏罗统(扇)三角洲沉积体系以及滩坝沉积,低位坡折带主要为中侏罗统早期的低位域浊流沉积。

(2)不同坡折带发育着不同类型的圈闭组合。高位坡折带以断块、河道砂体为主,中位坡折带以断块、背斜、构造-岩性圈闭为主,低位坡折带以岩性圈闭为主。

(3)不同坡折带发育不同的油藏类型。高位坡折带主要为断块油气藏,中位坡折带主要为断块油气藏和构造控制下的岩性油气藏,低位坡折带主要为岩性凝析气藏。

(4)中位坡折带是最有利的油气勘探区域,是斜坡区中深层侏罗系油气勘探的重点,其中陡坡以断块油气藏勘探为主,缓坡以构造-岩性油气藏勘探为主。

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(编辑顾新元)

Petroleum Reservoir Characteristics and Favorable Exploration Areas in Faulted Slope-Break Zone of Bozingen Graben,Kazakhstan

YU Haoye1,ZHAO Weijun2,OU Yaping1,JIANG Tao1,GUO Yong1
(1.Geophysics Institute,Research Institute of Exploration and Development,Xinjiang Oilfield Company,PetroChina,Urumqi,Xinjiang 830011,China;2.SDIC Chongqing Shale Gas Development&Utilization Co.,Ltd,Chongqing 400043,China)

Taking Bozingen graben in the South Turgay basin of Kazakhstan as an example,a comprehensive study on its classification and the relationship between the graben and the oil reservoirs is conducted based on the reservoir rocks,strata,structures and their locations in faulted slope-break zone.The high-level slope break where incised valleys are mainly found is featured with thin layers,undeveloped reservoir rocks and dominated by faulted-block reservoirs.The medium-level slope break with relatively complete strata and developed reservoir rocks is dominated by faulted-block reservoirs and structural-lithological reservoirs,where broad and gentle gullies are mainly found.Located in the hydrocarbon source rock development area,the low-level slope break is dominated by condensate gas reservoirs in lithological traps,where lowstand fans are mainly found and the reservoir rocks are not developed.Based on the characteristics of these 3 slope breaks,it is considered that the gullies in the medium-level and high-level slope breaks are the favorable areas for oil reservoir exploration,and the low-level slope break is the favorable area for condensate gas reservoir exploration.

Kazakhstan;South Turgay basin;Bozingen graben;seismic data;reservoir type;favorable exploration area

TE111.1

A

1001-3873(2016)04-0494-05

10.7657/XJPG20160421

2016-01-17

2016-04-21

于浩业(1972-),男,山东蓬莱人,高级工程师,地球物理勘探,(Tel)13999132249(E-mail)yhy@petrochina.com.cn

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