准噶尔盆地车排子地区油气成藏分析 油气藏

发布时间:2019-11-24 07:57:39   来源:基本经济问题    点击:   
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 论文关键词:准噶尔盆地车排子凸起有藏特征成藏条件影响因素结论与建议

  论文摘要:中石化在车排子地区油气勘探取得了突破性进展,以排2井区、排8井区为代表,以进入了勘探、开发并进阶段。本文通过对实钻多口井资料进行统计分析,对该地区有藏特征进行了较详细描述,对有藏成因及影响因素进行了分析,建立了车排子凸起区“多源长距供油、网毯式运聚、多期动态成藏”的成藏模式;提出了沙湾组二段至少存在排2、排8两个北东东向岩性体油气富集带,在沙湾组三段、白垩系存在扇三角洲砂体北部边缘地层-岩性油气富集带的认识。提出了新近系沙湾组、白垩系及古近系、石炭系及侏罗系是车排子凸起区下步勘探的主要方向。

  一、勘探概况

  车排子凸起位于准噶尔盆地西缘,地跨新疆维吾尔自治区塔城地区、克拉玛依市和博尔塔拉蒙古自治州等三个市、地、州。属典型的内陆性气候,干旱少雨,夏季干燥炎热,冬季寒冷,年温差与日温差大,区内多为戈壁与荒漠地带。

  构造上车排子凸起属于准噶尔盆地西部隆起的次一级构造单元,其东面以红—车断裂带为界与昌吉凹陷及中拐凸起相接,南面为四棵树凹陷及伊林黑比尔根山,西面及西北面为扎伊尔山,北面与克—夏断褶带相接,面积约10800km2。中石化精河区块、西缘区块、西缘北区块主体探区位于该凸起上,有利勘探面积约1560km2。www.11665.cOm

  河南录井对车排子区块的勘探做出了较大贡献,两口突破井排2井、排8井均由河南录井承担,分别在沙湾组2砂组、3砂组发现重要油气显示,并获高产工业油流,从而开拓了以两个井区为突破点的勘探、开发新局面。

  中国石化对该区块的勘探主要分为两个阶段:

  第一阶段:区域预探阶段:该阶段利用新疆局老二维地震资料部署探井排1、排103、排2井。其中排2井为突破井,录井由河南录井9队承担,2005年1月9日开钻,2月19日完钻,完钻井深1515.30m,完钻层位石炭系。全井录井油气显示35.5m/5层,其中油斑1.2m/1层,油迹2.1m/1层,稠油油斑25.5m/1层,稠油油迹0.7m/1层,稠油荧光6.0m/1层。在新近系沙湾组测井解释油层3.9m/1层,2005年3月9日至4月6日对沙湾组3砂组井段1013.40-1017.30m进行完井测试,4mm油嘴放喷求产,油压2.3mpa,日产轻质油60.35m3,实现了中石化在车排子地区油气勘探的重大突破。

  第二阶段:重点评价、区域甩开阶段:该阶段利用二维、三维地震资料相继钻探了多口预探、评价井,其中河南录井1队承担了排8、排16、排18、排19、排208等井的录井任务,在排8井获得重大突破,该井于2005年10月23日开钻,2005年11月7日完钻,完钻井深1597.00m,完钻层位石炭系。全井录井油气显示7.9m/3层,其中油斑4.7m/1层,荧光3.2m/2层。测井解释油层4.7m/1层(新近系沙湾组),含油水层3.2m/2层。2005年11月24日至12月11日对该井新近系沙湾组2砂组井段1177.20-1181.90m进行完井测试,3mm油嘴放喷求产,油压2.0mpa,日产油40.7m3,从而发现了排8井区沙湾组油藏。

  二、钻探成果

  车排子区块油藏主要分布在沙湾组2砂组、3砂组两个层位,以排2井区、排8井区为代表。该油气藏位于车排子凸起的东部,红车断裂带的上盘,所钻圈闭是一个被北西向正断层切割的沙湾组二段砂岩岩性体圈闭。

  (1)地层发育情况

  地层分布自下而上分别为:石炭系,白垩系吐谷鲁群、古近系、新近系沙湾组、塔西河组、独山子组。主要目的层沙湾组岩性为一套扇三角洲前缘相的砂泥岩地层,可分为三个层段,其中沙一段地层以大套灰色厚层含砾细砂岩、细砂岩夹灰色泥岩沉积为主,沙二段及沙三段地层以棕红色泥岩为主,夹中薄层灰色细砂岩。

  (2)储层情况

  =1\*gb3①储层沉积特征

  排2区块、排8区块沙湾组砂岩储集层主要集中在中下部。沙湾组三段以大套灰色厚层含砾细砂岩、细砂岩夹灰绿色泥岩沉积为主,为一套扇三角洲前缘相沉积。沙湾组二段,向南砂岩趋于发育,呈厚层砂岩夹泥质岩,向北泥质岩增多,渐变为砂泥岩互层至泥质岩夹砂岩,并具有由下向上砂岩由发育趋于不发育,砂体沉积范围趋于变小的特点,属于扇三角洲前缘沉积形成。沙湾组一段岩性主要为红色泥质岩夹红色、褐灰色泥质粉砂岩、细砂岩及砂砾岩,砂泥混杂,属于冲积扇及冲积平原相沉积。

  沙湾组二段扇三角洲前缘的北部扇体边缘部位,砂体向北尖灭,地层-岩性、滩坝砂岩岩性体圈闭发育,是目前主要勘探目标。平面上,单个砂体一般呈不规则椭圆形。多个砂体相互叠置,呈北东向长条带状分布于扇三角洲前缘侧翼。据目前的钻井揭露和地震属性分析,自西北向东南分布有三个条带,与此对应,在纵向上可以划分为三个砂层组,自上而下命名为1、2、3砂层组。排8区块所钻遇的油层属于2砂层组,排2区块所钻遇的油层属于3砂层组,均为与三角洲伴生的、以湖浪改造形成的滩坝砂体。

  从钻井取心情况看,沙湾组油层砂体岩性以褐灰色、灰褐色、绿黄色油浸、油斑含砾油细砂岩为主,顶部灰色粉沙质泥岩,砂体岩性下部粗,上部细,呈正韵律沉积。概率累计曲线呈两段式,由跳跃总体和悬浮总体两部分组成,细截点一般在2ф左右,跳跃总体的倾斜一般为65-70度,不存在滚动部分,反映了较强水流作用下的沉积特征。c-m图表现为以pqrs段为主,缺少no段(图1)。直方图呈单峰,峰值尖锐(峰态平均1.3)。平均粒度中值0.17mm,平均标准偏差1.33,分选中等(图2)。成份成熟度、结构成熟度中等,反映了较稳定的水下环境特征,为三角洲砂体经过湖浪改造形成的滩坝砂沉积,伴生于三角洲砂体侧翼。

  =2\*gb3②储层岩石学特征

  据岩石铸体薄片鉴定:本区储层砂岩疏松,风化蚀变程度中等,磨圆度为次棱角状,支撑方式为颗粒式,接触关系以点-线式为主。胶结类型以孔隙—接触式、接触式为主,胶结物主要是方解石,杂基为泥质,含量7.4%。陆源碎屑成分含量:石英40.9%,长石32.2%,岩屑26.9%。岩屑成份以变质岩为主。成份成熟度、结构成熟度中等。

  =3\*gb3③储层物性及孔隙结构特征

  据岩心样品储层物性资料统计,平均孔隙度35.3%,渗透率3729.4×10-3um2,属特高孔、特高渗储层,碳酸盐含量5.1%,储层岩性为绿黄色饱含油细砂岩,物质均一,孔隙直径0.05-0.07mm,分布均匀,样品内部分有直径1mm左右连通大孔隙。偶见直径0.06mm高密度颗粒。据14块样品扫描电镜分析,粒间孔分布较均,微孔隙发育。填隙物主要为绿泥石、伊利石、伊蒙混层、石英。

  据压汞资料分析,本区储层排驱压力0.019mpa;饱和度中值毛管压力0.27mpa;最大连通孔喉半径75.1;孔喉中值最大值25.1,最小值0.32,一般6-13,平均值10.5;吼道平均值最大值30.6,最小值1.29,一般范围8.8-16.4,平均值12.8;均质系数最大值0.4,最小值1.29,一般范围0.13-0.26,平均值0.19;退汞效率最大值60.2最小值25.5,平均值36.4;毛管压力曲线中间的平缓段长。综合评价沙湾组油层砂体综合评价为一类储层。

  (3)油气藏类型

  区沙湾组油层砂体被一北西南东向正断层分为东西两部分,断层倾向南西,断开层位新近系——石炭系,浅层断距大,最大断距19m,断距一般小于5m,延伸5.76km。由于断层断距与砂体厚度相近,局部小于砂体厚度,结合地震属性分析,初步认为断层两侧具有统一的油水界面,因此该砂体圈闭虽被断层切割,但仍然是属于同一油水系统的完整油气藏,其油藏类型为岩性油藏。

  (4)油气藏流体性质

  =1\*gb3①原油性质

  根据地面原油分析结果,原油性质比较好,密度在0.7892-0.8279g/cm3,平均0.8059g/cm3;粘度1.39-2.39mpa.s,平均1.6564mpa.s;但是含蜡量较高,范围3.67-8.08%,平均6.7415%。原油性质平面上差别不大。

  =2\*gb3②天然气性质

  本区沙湾组(n1s)油藏的溶解气量很低,且溶解气中氮气含量较高,缺少甲烷、乙烷等轻烃组份。据排2、排206取样分析,天然气相对密度分别为1.0800、1.4832,氮气含量85.94%、44.1%。

  =3\*gb3③地层水性质

  目前排8井尚未见水,根据排2-6、排2-2井等井样品水样分析,水型应为cacl2型,总矿化度90866.9-126651.6mg/l,平均104330.36mg/l。

图1排2井区沙湾组油层砂体c-m图

图2排2井区沙湾组油层砂体直方图

表1车排子地区排2、排8井区沙湾组油气藏参数表

油气藏名称

油气藏类型

高点埋藏深度

含油气高度

中部

海拔

原始地层压力

压力系数

饱和压力

地层温度

地温梯度

m

m

m

mpa

mpa

℃/100m

排2

岩性

970.17

61

-700

10.21

1.024

3.58

42.0

2.66

排8

岩性

1188.9

42

-870

9.963~11.839

0.98~1.03

3.58

41.38~52.5

2.59~2.67

  三、油藏类型及成藏影响因素分析

  1、油藏类型分析

  根据中石化前期勘探情况分析,该区油气藏类型主要有以下3类:

  (1)沙湾组沙二段扇三角洲前缘侧翼砂体上倾尖灭油藏及滩坝砂体岩性油藏

  沙湾组二段沉积时期,由于南部持续下沉,每期扇体的主水道逐渐南移,造成沙湾组二段自北向南砂体增多,单砂体则逐层向北尖灭,形成扇体侧翼上倾尖灭圈闭,同时侧翼砂体受湖浪改造形成了滩坝砂岩岩性体,有利于形成地层-岩性、岩性体圈闭,形成油气藏。排2井区排2井、排2-15井、排2-30井、排2-40井砂体以及排8井区排8井、排8-30井、排8-40井油藏均为这类油藏。

  (2)沙湾组沙三段扇三角洲前缘砂体(仓储层)上倾尖灭油藏或超覆油藏

  沙湾组三段发育规模较大的扇三角洲前缘沉积,砂体厚度大,连通性好,东部与红车断裂相接,是重要的油气仓储层。

  另一方面,沙湾组下部厚层砂岩向北、向西北超覆或相变尖灭,有利于形成大型地层、岩性油气藏,目前已在排6、排602、排203井发现了良好油气显示并试获油流,预示了良好勘探前景。

  (3)白垩系地层岩性类油藏

  钻探结果显示,白垩系地层以泥岩为主,白垩系砂岩主要形成于滨浅湖席状砂、滩坝沉积微相,这类砂体圈闭捕获油气后即可形成砂岩岩性体油藏。排1、排204、排602、排7等井已在白垩系岩性圈闭中见到良好显示并试获低产油流。

  2、成藏影响因素分析

  (1)油性控制因素

  车排子凸起区目前已经发现的原油主要有稠油和轻质油两种类型,其纵横向分布上具有如下特点:横向上“南稀北稠”——轻质油目前均发现于排204井以南地区,排204井以北以稠油为主,未见轻质油;纵向上“上稀下稠”——目前仅在沙湾组试获轻质油,白垩系、侏罗系及石炭系均为稠油。

  从油气成藏角度看,该区至少存在早侏罗世(或更早)、早白垩世、新近纪-现今三个主要成藏期。前两次成藏属于早期成藏(印支—燕山期),油气主要来自昌吉凹陷及盆1井西凹陷二叠系;新近纪-现今成藏属于晚期成藏(喜山晚期),油气主要来自昌吉凹陷侏罗系。两期成藏与原油性质关系密切:①成藏期晚,遭到破坏的时间短,油性好;②埋藏深度浅,受到地下水和生物的影响越大,如排203井沙湾组油层浅于950m,有降解,排2井深于950m,为正常轻质油;③早期油和晚期油混合,油性会介于两者之间。

  (2)保存(封盖)条件对油藏的影响

  车排子凸起区地层埋藏浅,保存条件的好坏对油气能否成藏意义重大,研究表明,塔西河组及沙湾组泥岩的封盖作用对沙湾组岩性体油藏的成藏起到重要的保存作用。另外,泥岩封盖能力的好坏直接关系到油藏的性质:

  根据该区岩心泥质岩盖层分析资料,同是沙湾组上段的泥岩盖层,属于排2油藏的排206井990m泥质岩突破压力为3.0mpa(饱含煤油),渗透率0.017×10-3μm2,具备一定封油能力,封气能力一般;而在其北面的属于排6油藏的排602井520.8m泥质岩突破压力为0.5mpa(饱含煤油),渗透率0.812×10-3μm2,封油能力较弱,不具备封气能力。与此对应的前者油藏为轻质油,平均原油密度0.8059g/cm3,天然气微量,气中缺少甲烷、乙烷等轻烃组分,压力系数为1.024,水型为cacl2型,平均总矿化度104330.36mg/l;而后者油藏主要为稠油,原油密度为0.9807g/cm3,原油粘度214000pa.s。由此可见深度不同泥岩的封盖能力也不同,而保存条件的好坏对车排子凸起区的油气成藏十分关键,直接影响到油气含量和物性。

  气和油的物理化学特性存在差别,气较油而言,对储层要求较油低,而对盖层的要求又比油要高,当上覆盖层无法提供有效的封闭时,即使有大量的气注入也无济于事。虽然沙湾组油藏目前是轻质油藏,但从所处的构造位置看,盖层无法对油提供长期有效的封堵和保护,在经历一个较长的地质时间后,有可能散失和降解,变成和下面的稠油一样,只是由于充注晚、充注快,气大多散失了,而轻质油散失的速度较慢,并可能还在接受源源不断的充注,如同“有洞轮胎”的“边打气边慢撒气”,成藏可能是一个动态过程(一边泄漏一边补充)。因此,车排子地区出现轻质油藏有其特定的地质条件,即侏罗系烃源岩成熟期晚、高效输导和快速埋藏形成的一定保存条件等几个因素复合作用的结果。

  (3)运移条件对成藏的影响

  车排子凸起区在排12与排18井之间存在一个近南北向的“梁子”,该梁子虽然整体幅度不高,但是以石炭系基岩潜山为基础的披覆的鼻状隆起,对油气自东向西的运移有阻隔作用,可能导致油气难以运聚至梁子以西地区,另一方面,东侧运移过来的油气可能沿着该梁子向北部高部位运移,并在该梁子消失部位(排8—排2井区)聚集成藏。

  而对排16井及排20井沙湾组岩性体圈闭来说,圈闭落实程度高,储层物性好,砂体上下的泥岩封堵层也存在,但由于缺乏断开沙湾组下部厚层砂岩段这一油气主力输导层的断层,油气难以运移至圈闭中成藏,因而这两个圈闭的钻探相继落空。

  综上所述,是否具备良好的油气运移通道也是车排子凸起区油气能否成藏的关键因素之一。

  四油气运移输导体系分析

  车排子凸起地层缺失严重,地层埋藏浅,其本身的烃源岩不发育,不具备生烃能力。但该凸起周围与多个生烃凹陷相邻,且长期处于隆起状态,是油气运移的有利指向区,为周围深洼区生成的油气提供了有利“聚油背景”。油源对比已经证实,车排子地区已经发现的油气主要来自昌吉凹陷的二叠系及侏罗系烃源岩。另外,盆1井西凹陷的二叠系及四棵树凹陷的侏罗系生成的油气也可能对凸起北部及南部地区的成藏有一定的贡献。因此,车排子凸起区的油气成藏是典型的源外成藏。

  对于源外成藏,油气运移输导体系对成藏至关重要。对车排子凸起来说,昌吉凹陷二叠系和侏罗系烃源岩供烃距离65-140km,盆1井西凹陷二叠系供烃距离65-105km,四棵树凹陷侏罗系供烃距离40-70km。因此油气要想运移至车排子凸起区聚集成藏,不仅需要充足的运移动力,更需要良好的油气输导通道。盆地西部复杂的地质条件和众多的影响因素决定了油气输导格架不是单一的,而是通过多种输导要素的有效配置和组合,形成优势运移通道,支持远距离油气高效输导和快速成藏。综合油气源对比、烃源岩特征、盆地模拟(生排烃史)、古构造格局、油藏分布、流体性质、分析化验(古流体)资料,参考物理模拟试验成果等资料分析认为,断裂、不整合面、沙湾组下段厚砂层构成了复式的输导体系。

  1、断裂是车排子地区油气纵向运移的主要通道

  车排子地区的红车断裂是该区断开基底的深大断裂,其形成时间早,在地质历史上长期活动,不但控制了车排子凸起的形成以及断裂两侧的地层沉积,而且是深部流体纵向运移的通道,前人研究表明,昌吉凹陷生成的油气主要沿红车断裂及其伴生断裂向上运移至位于上盘的车排子凸起区。因此,红车断裂及其伴生断裂是车排子地区最重要的油源断裂,是该区油气纵向运移的主要通道。

  另外,在车排子凸起区发育众多的喜马拉雅期扭张性小型正断层,这些断层级别较低,断距和延伸都不大,难以成为区域性的油源断层,但其活动期其晚,开启性强,是油气与圈闭之间的垂向运移通道,对油气的最终成藏意义重大,是该区重要的油藏断层。

  2、不整合面、沙湾组下段厚砂层是车排子地区油气横向运移的主要通道

  车排子地区构造活动强烈,地层遭受严重剥蚀,不整合面众多,几乎所有大的地层界线皆为不整合面,而在凸起区更是存在石炭系顶面风化壳、c/j、c/k、j/k、k/e、e/n等多个大的不整合面,而白垩系内部各层组以及新近系沙湾组与塔西河组之间的界线也为不整合接触,这些不整合面可以成为该区重要的油气横向运移通道。

  除不整合面外,沙湾组下段厚砂层也是该区重要的油气横向运移通道。沙湾组下段岩性主要为扇三角洲前缘相砂砾岩、含砾中粗砂岩、细砂岩,广泛分布于准噶尔盆地西南缘,厚度为数10-100m,单层厚度大而集中,中间泥岩隔层薄,隔层分布范围小,埋深浅、成岩差。根据物性分析与测井解释的相关性分析,该层为一套特高-高孔渗性储集层,其向东与车排子地区最重要的油源断裂-红车断裂相交。

  3、“网毯式”输导体系

  断裂、不整合面、沙湾组下段厚砂层在车排子凸起区的油气运聚成藏过程中均起到极其重要的作用。而事实上这几种输导要素均不是单独起作用,它们经过有效配置和组合,形成车排子凸起区“网毯式”输导体系,共同支持远距离油气高效输导和快速成藏。所谓“网”包括为成藏体系提供油气的油源网和聚集油气的聚集网,前者由断裂和不整合组成,位于成藏体系的下部(j、p),后者由断裂和连通的砂岩体组成,位于成藏体系的上部(k、e、n);所谓“毯”是指在连接油源网和聚集网的稳定分布的形如“毯状”的运载层。车排子凸起区的“网”主要是红车断裂及其伴生断裂和不整合面组成的“油源网”以及沙湾组上段被喜山期小型正断裂沟通的滨浅湖相滩坝、三角洲前缘孤立砂体形成的油气“聚集网”;“毯”主要是新近系沙湾组下段的厚层砂为代表的毯状运移和仓储层(图3)。

  车排子凸起区轻质油成藏的运移路径:昌吉凹陷侏罗系烃源岩-不整合(连通砂体)-红车断裂-新近系沙湾组毯状输导层-小断裂-岩性地层砂体。

  而进一步的分析表明:车排子凸起区地层倾向的变化、红车断裂的“断裂堤坝”效应和毯状厚砂层的高效横向输导的共同作用使得油气在输导体系内运移方向是变化的,路径是曲折的。

  总的情况看来,车排子凸起区油气运移方向是由自东南向西北,再折向北方,并在多个向北尖灭的条带上聚集成藏。

图3车排子油气输导体系与运移方向示意图

  a-立体视图;b-俯视图

  1—运移指向;2—朝向观察者方向;3—新近系构造等值线;4—白垩系构造等值线;5—不整合面;6—井位

  五、结论与建议

  1、结论

  (1)车排子地区油藏主要分布在沙湾组,部分井区白垩系存在低产油气藏。

  (2)车排子地区油质以中轻质油为主,仅在下部白垩系见到少量稠油。

  (3)油气成藏模式主要为岩性油气藏、构造油气藏、岩性-地层油气藏三种。

  (4)油气运移方式有三种:=1\*gb3①沿断裂面运移,=2\*gb3②沿不整合面及沙湾组下段厚砂层运移,=3\*gb3③“网毯式”运移。

  2、建议

  (1)目前车排子地区地质情况比较复杂,岩性及构造圈闭落实情况较差,建议尽快在该地区落实三维地震。

  (2)车排子凸起区自排2井、排8井突破后,油气勘探取得了长足的进步。但总体看该区的勘探程度及研究程度还比较低,特别是前期勘探层系过于集中在沙湾组,纵向拓展不够,对该区主要目的层之一的古近系、白垩系缺乏具体的资料,难以开展较为深入的综合研究工作,因此建议在今后的井位部署中,探井钻入石炭系完钻,加强钻井取心和井壁取心工作,尽可能地获取各层系的系统资料。