车排子地区石炭系油气成藏模式.pdf

石油天然 气学报 江汉石 油学院学报 2 0 1 0 年 4 月第3 2 卷第 2 期 J o u r n a l o f Oi l a n d Ga s T e c h n o l o g y J ． J PI Ap r ． 2 0 1 0 Vo 1 ． 3 2 No ． 2 车排子地 区石炭 系油气成藏模 式 王 振 奇 ， 郑勇 主 景 。 江 大 学 支东 明 ，党玉芳 ，邢 成智 新疆油田分公司勘探开发研究院地球物 理研究所， 新疆乌鲁木齐8 3 0 0 1 1 [ 摘 要] 车排子地 区位于准噶尔盆地西北缘南段 ，紧邻 生烃 凹 陷，长 期处于 油气运移 的有利指 向 区，该 区 石炭 系火 山岩非常发育 。石炭 系烃 源岩 无生烃能力，其 油源 主要来 源于 二叠 系风城 组和 乌 尔禾组 ；储 层 多发育在物性较好 的火山角砾岩或 玄武岩 中，被致 密的火 山岩或 泥岩所 覆盖 ；车排子 石炭 系火 山岩 油气 藏主要受断裂、岩相和不整合面 的控制 ，表现 为受构 造控制的两期成藏 ，一期调整 。 [ 关键词]火成岩 ；成 藏模 式；石炭 系；车排 子地 区；准噶尔盆地 ， [ 中图分类号]T E 1 2 2 ． 1 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 0 J 0 2 0 0 2 1 0 5 1 石油地质概况 1 ． 1工 区 位 置 准噶尔 盆地 地处 新疆 维吾 尔 自治 区北部 ，南 临 天山 山脉 ，西北 接扎 伊 尔 山和哈拉 阿 拉特 山 ，东北 为 青格里 底 山和克拉 美 丽 山。东 西长 约 7 0 0 k m，南 北宽 约 3 2 0 k in，面积 约 1 3 x1 0 k m 。车排 子 凸起 位 于 准噶尔盆地西部隆起南部 ，是石炭纪一 侏罗纪形成的古 凸起 ，东接中央坳 陷，与玛 湖凹陷、沙湾凹陷、 四棵树凹陷相邻 。车排子凸起同时位于两个生烃凹陷油气运移的有利指向区，构造位置十分有利。 1 ． 2石油地 质条 件 1 ． 2 ． 1 烃 源岩 车排子地 区石炭系原油主要来源于相邻凹陷的二叠系风城组和下乌尔禾组烃源岩[ 1 ] 。 风城组烃源岩主要是海陆过渡环境的残留海一 泻湖相沉积 。残余有机碳含量平均为 1 ． 2 6 ，氯仿沥 青 “ A”含 量平 均为 0 ． 1 4 9 3 ，有机 质类 型多 为 工～ Ⅱ型 ，现今 R。 值 分 布 在 l _ 2 ～2 ． 4 之 问 ，处 于 高一 过成熟阶段 ，是一套较好一 好的生油岩 。在三叠纪末一 侏罗纪初达到生油高峰，开始排油 。 下乌 尔禾组 烃 源岩 是一套 浅 湖相一 半 深湖 相沉 积 ，分 布 范 围较 风 城 组 烃 源岩 广 。其 有 机 质 丰度 普 遍 较低 ，残余有机碳含量分布在 0 ． 7 ～1 ． 4 ％之间 ，氯仿沥青 “ A”含量平均为 0 ． 0 0 8 8 ％，有机质类型 为 Ⅲ型 ，个 别 为 Ⅱ 型和 Ⅱ 型 。总 的来 看 ，下 乌 尔禾 组 处 于成 熟 一 高 成 熟 阶段 ，是 一 套差 ～ 较 好 的烃 源 岩。在侏罗纪末一 自垩纪初的时候达到生油高峰期 ，侏罗纪末期是主要的排油期 。 1 ． 2 ． 2储 集层 钻测井 资料 显示 ，车排子 地 区石炭 系火 山岩 具 有 良好 的储 集性 能 。其 中岩 性 、岩相 对石 炭 系火 山岩 储 集性 能影 响较 大 。不 同岩性 的火 山岩储 层 物性 不 同[ 2 ] 。统 计发 现 ，火 山角 砾岩 储层 物性 最好 ，有 效 孔 隙度为 1 O ． 7 2 ，水 平渗 透 率为 3 4 ． 7 2 1 0 y m。 ；玄武 岩 其 次 ，安 山岩 储 层 物 性 较 玄 武 岩差 ，流 纹 岩 有效孔隙度为 0 ． 4 7 ，水平渗透率小于 0 ． 0 1 m ，储层物性最差 表 1 。 火山岩岩相在很大程度上影 响着石炭系储层 的物性 。从表 2中可以看 出，储层 物性最好 的是喷发 相 ，有效孔隙度的平均值为． 1 0 ． 5 2 ，水平渗透率为 1 1 ． 2 m 。其次是碎 屑沉积相 ，但在车排子地 区碎 屑 沉积相 的 分布有 限 ，火 山沉 积相 的储层 物性 最差 表 2 。 [ 收稿 日期]2 0 0 9一o 9一l 1 [ 基金项 目]国家自然科学基金项目 4 0 6 0 2 0 1 3 ，4 0 5 7 2 0 7 8 ；教育部博士点基金项目 2 0 0 6 0 4 8 9 0 0 2 。 [ 作者简介]王振奇 1 9 6 3一 ，男 ，1 9 8 2年大 学毕业 ，博士 ，教授 ，现主要从事 油气成藏 方面 的教学和研究 工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 2 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0年 4月 表 1 车排子地区石炭 系火山岩岩性与储 层物性关系 表 2车排子地区石炭系火山岩岩相与储层物性关 系 1 ． 2 ． 3储盖 组合 研 究 区石 炭 系 火 山岩 油 藏 盖 层 以 致 密 火 山 岩 为 主 ， 偶 见泥 岩 盖 层 ，主 要 有 以 下 4种类 型 致 密 火 山 沉 积 岩 、 泥 岩或 粉 砂 质 泥 岩 、顶 部 风 化 壳 、上 覆 地 层 ，形 成 了 石 炭 系火 山岩 油 气 藏 盖 层 时代 不一 的特 征 。 车排 子 石 炭 系 火 山岩 油 藏 储盖 组 合 比较 简 单 。一 般 是 喷发 相 、溢 流 相 火 山岩 作 为 储集 层 ，其 上 覆 致 密 火 山 沉 积岩 或 泥 岩 为 盖 层 ，每 一 ． 1 2 00 一 l 3O O 暑一 l 40 0 辎 嫩 一 l 5 0 O ．1 60 0 ．1 7 O O 期 火 山喷发旋 回形 成一 套储盖 组合 图 1 。 2 原油类型及分布 图 1 车 排 子 地 区 储 盖 组 合 示 意 图 2 ． 1 原 油特 征 车排 子地 区石 炭 系原油族 组成 总体 上具 有饱 和烃 、芳烃 含量 高 ，非 烃 十沥青质 含量 低 的特点 。饱 和 烃 含量 为 6 1 ． 5 1 ～8 6 ，芳烃 为 6 ～2 6 ，饱 和烃 芳烃 含量 都在 7 0 以上 ，非 烃 沥 青质 含 量一 般 很低 。原油 密度 分布在 0 ． 8 2 ～0 ． 9 6 g ／ c m。 之 问 ，含蜡 量分 布在 0 ～2 oA之 间 ，部分 井 进 入 高含 蜡 量范 畴 ，可高 达 1 6 。 生物 标 志物特 征反 映石炭 系原 油 普遍 为 成 熟油 。工 区 内原 油 的 C 。 藿烷 2 0 S ／ 2 0 S 十2 O R值 均大 于 0 ． 5 ，主要分 布在 0 ． 5 ～0 ． 7之间 ，C 。 甾烷 2 0 S ／ 2 0 R 2 0 S 主要 分布 在 0 ． 4 3 ～O ． 5 3之间 ，C 甾烷 a p B ／∑C 。 值 主要集 中在 0 ． 4 ～O ． 6之间 。说 明原油成 熟度 较高 。 2 ． 2原 油分 类 研 究 区 P r ／ P h 、三环萜 烷 中 C 。 ／ c 。 及 C 。 、C 、C 。 。 三环 萜烷 分 布等 地化 参 数 可作 为原 油分 类 对 比 的有效 指标 _ 2 ] 。车排 子石 炭 系 的原 油主 要可 以分为 3类 图 2 。 1 来 源 于二 叠 系风 城组 烃 源岩 的原 油 此类 原 油主 要分 布 在 图 2中 I类 区 ，具 有 密度 小 ，碳 同位 素值 较轻 ，P r ／ P h较低 ，B 一 胡 萝 b烷和伽 马 蜡 烷 丰度 较 高 ，具 有 比较完 整 的三 环二 萜 烷 和 五 环三 萜 烷 ， 并 且 以五环 三萜烷 为 主 ，三环 二萜 烷分 布 以上升 型分布 为 主 ，三 环萜烷 中 C z 。 ／ C 和 C 。 ／ C 。 的 比值 相对 较大；规则甾烷中 C 、C 和 C 。 甾烷为上升型分布。 2 来 源于二 叠 系乌 尔禾组 烃源岩 的原 油 此 类原 油 主要 分 布在 图 2中 Ⅱ类 区，一般 密度 较大 ，碳 同位 素值较 轻 ；P r ／ P h较高 ；J3 一 胡 萝 b 烷 丰度 较小 ，了 一 蜡 烷 丰度 中等 ；三 环 二萜 烷 和五 环 三萜 烷 比较完 整 ，并且 以 五环三 萜烷 为主 ，三环 二萜 烷分 布呈 山峰型 ，C 。 。 ／ C 。 和 C 。 。 ／ c 。 的值 相对 较 小 ； 甾烷 中含妊 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷第 2期 王振奇等 车排子地区石炭 系油气成藏模 式 烷和 高妊烷 ，规 则 甾烷 以 C 和 C 。 为 主 。 3 来源 于风 城 组 烃 源 岩 和乌 尔禾 组 烃 源 岩 的 混 源 原 油 此 类 原 油 主要 分 布 在 图 2中 Ⅲ 类 区 ，密 度 较 小 ，碳 同位素 值较 大 ；P r ／ P h较 小 ， 三环二 萜 烷 和 五 环 三 萜 烷 比 较 完整 ，并 且 以 五 环 三 萜 烷 为主 ； 甾烷 中 含 妊 烷 和 高 妊 烷 ，规则 甾烷 以 C 拍和 C 。 。 为 主 。 2 ． 3原 油类 型 平面展 布 车排 子 地 区 油 气 分 布 具 有 明显 的规 律 性 。火 山 岩 油 气藏 主 要 分 布 在 红 车 断 裂 带 上下 盘 ，油气性 质 复杂 多样 。 1 O 0 ％ P h ／ n C 1 8 P r ／ n C 1 7 O 源 自二叠 系风城 组烃 源 岩的原 油 ，密度 较稠 ，主要 分布 在车排 子地 区南 部 ；源 于二叠 系乌 尔禾 组烃 源 岩 的原 油 ，密 度 正 常 ，主 要 分 布 在 车 排 子 地 区 中 部 ；源于 风城 组 和 下 乌 尔 禾 组 烃 源 岩 的混 源 的 原 油 ，油质 较 轻 ，主 要 分 布 在 车 排 子 地 区 北 部 图 3 。这 种油气 分 布格局 与该 区的构造 演化 史 、热 演 化 史及 成藏史 有 密切关 系 。 3 构造演化特征 准 噶尔盆 地石 炭系一 二 叠 系为海 西构 造 运动 期 ， 以剧烈的挤压作用为主，表现为强烈 的逆 冲推覆 ， 红 车断裂 带 开始 形 成 ，在 中 拐地 区形 成 隆起 。早 、 中三叠世为印支构造运动期 ，使红车 断裂复杂化。 晚三 叠世一 白垩 纪 为 燕 山 构 造运 动 期 ，以弱 挤 压 构 造运 动和沉 降运 动为 主 。新 生 代为 喜马 拉雅 构造 运 动期 。此 时盆地 进 入 整 体沉 降一 抬 升 的振 荡 发 展 阶 段 。 车排 子 凸起是 一个 海西 晚期 形成 且 长期继 承 性 发 育 的古 凸起 ，构 造 简单 。受海 西期 构 造运 动 、印 支 期构造 运 动及 车莫古 隆起 影 响 。 白垩 纪 以前 ，呈 南 高北低 的古 构造格 局 ；白垩纪 末期 ，受 燕 山三 幕 构造运动的影响 ，研究 区发生掀斜运动，形成北高 南 低 的古构 造 格 局 图 4 ，从 而 影 响油 气 分 布 格 局 ；新生代 喜 马拉雅 构 造运 动 ，使地形 进 一步 发 生 图 2车排子石炭 系原油分类图 图 3车 排 子石 炭 系 火 山 岩 原 油 分 布 图 掀斜伸展 。虽然构造活动有所减弱 ，但依然对油气 的分布有一定 的影响。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 4 石油天然气学报 江 汉石 油学 院学报 2 O l 0年 4月 a 三叠 末 白 垩 初 南 高 北 低 的 构 造 特 征 三叠 系 顶 拉 平 b 侏 罗 末 白 垩 初 南 高 北 低 的构 造 特 征 侏 罗 系 顶 拉 平 I I 旋 回 I l■■l c 现 今 北 高 南 低 的 构 造 特 征 风城组原油 乌尔禾组原油混源原油 图 4车 排 子 石 炭 系 构 造 演 化 及 油 气 成 藏 模 式 图 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷第 2期 王振奇等 车排 子地区石炭 系油 气成藏模式 4 油气成藏模式 车排子地区石炭系油气成藏具有多期次性[ 4 。主妻表现为受构造 运动控制 的两期成藏，一期调 整特 征 。 海西期车排子凸起、中拐隆起形成 ，印支运动使车排子地 区断裂复杂化 ，为油气运移提供 了良好的 构造 通道 ，同时形成 系列 断层 岩 性 复合 圈闭 。 三叠 纪末 到侏 罗纪初 ，二 叠系 风城 组烃 源岩 进入 生排 烃高 峰 ；油气 经各 种 断裂 和不整 合 面运移 至石 炭系 的高部 位 圈闭 车排 子地 区南 部 系 列 圈 闭 聚 集 成 藏 ，形 成 南 部 风 城 组 油 源 油 气 藏 图 4 a 。 侏罗纪末到白垩纪初 ，下乌尔禾组烃源岩进入生排烃高峰 ，油气继续充注车排子地区南部石炭系火成岩 次高部 位 圈闭 ，形成 了 中部乌尔 禾组 油源 油气 藏 图 4 b 。 白垩 纪 末 期 ，受 燕 山三 幕 掀 斜构 造运 动 影 响 ，车排子 地 区北部 差异 抬升 ，构 造格 局 由南 高北低 逐渐 演 变为北 高 南低 。一 方 面乌尔 禾组烃 源 岩生 成的油气向车排子地区北部构造高部位运移、充注 ；另一方面 ，南部地区早期形成的油气藏 风城组油 源 发 生构造 调整 ，使 油藏 中的油气 沿 断 裂 向北 部 构造 高 部 位 发 生 调 整 运 移 ，而 形 成 北 部混 源 油 气 藏 图 4 c 。 5 结 论 1 车排子 地 区石炭 系火 山岩 喷发 具有 多期 次 性 ，每个 喷 发 期 次 内可 形 成 喷发 相 一 溢 流 相～ 火 山沉积 相一 沉 积相 的旋 回特征 ，每个 喷 发期 次构 成一 个储 盖 组 合 。储 层 主要 为 喷 发 相 、溢 流相 的火 山岩 ，盖层 主要 为上覆 致 密 的火 山沉 积岩 或泥 岩 、砂质 泥岩 。 2 车排子地 区石炭系油气主要来源于二叠系风城组和乌尔禾组烃源岩 ，具有两期成藏，一期调整 的特征 。三叠纪末一 侏罗纪初形成风城组油源的油气藏 ，主要分布在车排子地区南部 ；侏罗纪末一 白垩纪 初 形成 乌尔 禾组 油源 的油气 藏 ，主要 分 布在 车排 子地 区 中部 ；晚 白垩纪 末燕 山 三幕 的掀斜 运动 对 已形成 的油气 藏进行 调整 ，形 成后 期混 源油 气藏 ，主要分 布在 车排 子地 区北 部 。这 主要是 由于风 城组 和下 乌尔 禾 组烃 源岩生 排烃 时 间 的差 异 、不 同时期 区域 构造 运动 演化 的差 异所 共 同决定 的 。 [ 参考文献] [ 1 ]陈世加 ．红车地区油气成藏地球化学研究 [ J ]．西南石油学院学报 ，2 0 0 4 ，2 6 6 1 ～4 ． [ 2 ]胡宗全 ，朱筱敏 ．准 噶尔盆地西北缘侏罗系储集物性的主要控制因素 [ J ]．成都理工学院院报 ，2 0 0 2 ，2 9 2 1 5 2 ～1 5 6 ． [ 3 ]夏显 白 ．准噶尔盆地 西北缘车一 拐地区侏罗系构造地质特征与勘探潜力分析 口]．中国石油勘探 ，2 0 0 3 ，8 4 2 9 ～3 3 ． [ 4 ]崔炳富 ，王海东 ．准 噶尔盆地 车排子地 区石油运聚规律研究 [ J ]．新疆石油地质 ，2 0 0 5 ，2 6 1 3 6 ～3 8 ． [ 5 ]杨斌 ．准噶尔盆地油气生成与运移 [ M]．北京 石油工业 出版社 ，1 9 8 9 ． 4 8 4 ～5 0 1 ． [ 6 ]于宝利 ．准噶尔盆地 车排子地 区新近系油气成藏控制因素及富集规律 [ J ]．石油地球物理勘探 ，2 0 0 8 ，4 3 1 5 0 ～5 3 ． [ 7 ]宋传春 ．准噶尔盆地车排子凸起成藏 [ J ]．新疆石油地质 ，2 0 0 7 ，2 8 z 1 3 6 ～1 3 8 ． [ 8 ]陈建平 ，查 明，周瑶琪 ．准噶尔盆地克拉玛依油 田油气 运聚期 次及成 藏研究[ J ]．中国海上油气 地质 ，2 0 0 2 ， 1 1 9 2 2 [ 9 ]胡宗全 ．准噶尔盆地西北缘车排子地区油气成藏模 式 口]．断块油气 田，2 0 0 4 ，1 1 1 1 2 ～1 5 ． [ 1 0 ]谭 开俊 ．准 噶尔盆地西北缘断裂带油气分布特征及控制因素 [ J ]．断块油气 田，2 0 0 4 ，1 1 6 1 3 ～1 8 ． [ 编辑] 宋换新 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m