准噶尔盆地滴北1井区油气成藏分析.pdf
2 0 1 1 年 5月 第 2 6卷第 3期 西安石油大学学报 自然科学版 J o u rna l o f X i a n S h i y o u U n i v e r s i t y N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n Ma y 2 01 1 Vo 1 . 2 6 N o . 3 文章编号 1 6 7 3 -06 4 X 2 0 1 1 0 3 - 0 0 0 1 -0 5 准 噶尔盆 地滴北 1井 区油气 成藏分析 刘洪军 , 张枝焕 , 秦黎明 1 . 中国石油大学 北京资源与信息学院, 北京 1 0 2 2 4 9 ; 2 . 西安石油大学 油气资源学院, 陕西 西安 7 1 0 0 6 5 摘要 根据 油气成藏的基本要 素对准噶 尔盆地滴北 1井区油气成藏条件进行 了分析 , 并在此基础上 总结 出该井区的油气成藏模式. 研究结果表 明 滴北 1井区主要的烃源岩为石炭 系滴水泉组暗色泥 岩; 该井区储集层发育, 共有4套储盖组合; 主要为构造圈闭, 具有 良好的运移和保存条件. 该井区 共有 2期油气成藏过程 一是三叠纪末一 中侏 罗纪, 石炭 系烃源岩生成的低熟油气在上部的侏 罗系 和三叠 系地层 中聚集形成早期 油气藏 , 但 由于后期构造活动 , 早期形成的油气藏被破坏 , 油气散 失, 形成沥青残 留物 ; 二是白垩纪一现今 , 石炭 系烃源岩生成的大量成熟一高成熟油气在上部地层中聚 集形成现今的油气藏. 关键词 准噶 尔盆地 ; 滴北 1井区; 油气成藏条件 ; 油气成藏模 式 中图分类号 T E l 2 2 . 3 文献标识码 A 准噶尔盆地是在古老 的前寒武 系结 晶基底 之 上, 经历海西、 印支、 燕山、 喜山4 期构造运动而发展 起来的一个大型叠合盆地, 含有丰富的油气资源. 构 造 区划上由乌伦古坳陷 、 陆梁隆起带 、 中央坳陷区和 南部 山前断褶带等 四大一级构造 单元组成. 滴北 1 井 区构造上位于准噶尔盆地东部乌伦古坳陷南斜坡 滴北 1 号构造高部位, 处于乌伦古坳陷与陆梁隆起 带接合部 , 其北部为二级构造单元索索泉 凹陷, 南部为三个泉 凸起 , 整体为一断裂带 图 1 , 具有 良 好 的油气成藏条件. 在该井 区钻遇的地层从下到上 主要有石炭系 , 三叠 系黄 山街组 1 r 3 , 侏 罗系主要 发育 头 屯 河 组 J 、 西 山窑 组 J 、 三 工 河 组 J 。 、 八道湾组 J , 侏罗系缺失齐古组 J 。 及喀 拉扎组 J 3 , 下 白垩统吐谷鲁群 K . 近年来 , 中 国石化在该区勘探 已经取得了重要 突破 , 表 明该构 造带具有很好的油气勘探前 景. 对该井区的油气成 藏地质条件进行细致的分析 , 有利于指导该区下一 步油气勘探工作. 1 烃 源岩 前人研究 表明, 滴北 1井区总体上位于南部 凸起与北部凹陷的接合部, 其油气只能来源于北部 凹陷区. 其北部乌伦古坳陷侏罗系 八道湾组 、 三工 河组及西山窑组 , 三叠系黄山街组 T 。 和石炭系 滴水泉组 C 等地层中都不同程度地发育着泥质 烃源岩 , 但不同层位 由于地质条件的差异 , 存在很大 的不同. 1 . 1 侏 罗系烃源岩 滴北 1井侏罗系西山窑组和三工河组地层中的 泥岩厚度均较薄, 经现场钻井证实其厚度均不超过 6 m, 两者泥岩有机碳质量分数均小于 0 . 1 % 表 1 , 而生烃潜力均小 于 2 m g / g , 从 有机质丰度上讲 , 这 两组地层 中的泥岩为较差或非烃源岩.侏 罗系八道 收稿 日期 2 0 1 0 - 1 0 . 2 4 ’ 基金项目国家重点基础研究发展计划 9 7 3课题 编号 2 0 0 6 C B 2 0 2 3 0 3 与国家科技十一五重大专项专题之“ 中西部重点 碎屑岩领域油气富集规律与分布预测” 共同资助 作者简介 刘洪军 1 9 7 4 - , 男, 讲师, 博士研究生, 主要从事油气成藏和油气地球化学研究. E m a i l 1 0 2 2 0 0 4 y a h o o . t o m. c a . 一 2 ~ 西安石油大学学报 自然科学版 图 1 滴北1井区构造位置区划 Fi g . 1 Th e s t r u c t u r e p o s i t i o n o f Di b e i 1 we U b l o c k 表 1 滴北 1井区不同层位烃源岩参数 Ta b . 1 Th e p a r a me t e r s o f h y dr o c a r bo n s o ur c e r o c k i n d i ffe r e nt s t r a t a i n Di b e i 1 we l l b l o c k a~b / e a一最小值 b一 最大值 c一平均值 湾组地层 中泥岩 的有 机 碳质 量 分数 为 0 . 0 5 % 一 2 . 7 3 %, 平均 0 . 8 % , 生烃潜量为 0 . 1 1 7 . 9 4 m g / g , 平均 1 . 4 8 m g / g , 为较差一较好烃源岩丰度级别 , 但 该组泥岩样品经岩石热解实验, 其最高热解峰温 介于 4 2 0~4 3 7 o C之间, 按我国烃源岩评价标准 其应处于未熟一低熟阶段. 因此侏罗系 3个层组的 泥岩均不能作为滴北 1 井区的有效油气供给源. 1 . 2 三叠系黄 山街组烃源岩 三叠系黄山街组 暗色泥岩有机碳质量分数分布 在 0 . 5 3 % ~2 . 3 2 %之间 , 平均达 1 . 1 3 % 表 1 ; 氯 仿沥青“ A ” 质量分数为 1 4 9~4 8 9 1 0 一, 平均 3 7 5 X 1 0 ~; 总烃质量分数为 2 2 9~ 2 9 9 1 0 ~, 平 均2 6 41 0 一; 生烃潜量为 0 . 1 9~ 8 . 5 8 m g / g , 平均 为 1 . 4 5 m g / g , 从有机质丰度看 , 已经达到 了较好烃 源岩标准. 图 2是滴北 1 井该组泥岩与石炭 系滴水 泉组泥岩 的岩石最高热解峰温 与氢指数 , 相关图 , 可以看出, 三叠系黄山街组泥岩有机质类型 主要为 Ⅱ 一 Ⅲ型 , 其绝大部分样 品 在 4 4 0℃左 右, 因而该组泥岩处于低成熟阶段, 不是该井区主要 的油气供给来源. 图2 滴北 1井 与 C 。 泥岩 与 相关图 F i g . 2 Th e 1 H - z . m “rel a t i o n s h i p o f h a n d Gl d mu d s t o n e o f Di be i l we l l 刘洪军等 准噶尔盆地滴北 1 井区油气成藏分析 一3 1 . 3 石炭系滴水泉组烃源岩 滴水泉组泥岩共有 3 3块样品, 其有机碳质量分 数平均可达 1 . 2 % 表 1 , 氯仿沥青“ A ” 质量分数在 2 1 3 6 5 4 1 0。 。 。 , 平均为 4 0 01 0一, 生烃潜量平 均近2 m g / g , 高者可达近4 4 m g / g , 其有机质类型主 要为 Ⅱ 一 Ⅲ型 图 2 , 显然该组烃源岩不仅能生成 天然气, 也能生成石油. 其最高热解峰温平均为 4 5 4 ℃ , 前人研 究表 明其 镜质体反 射率 尺 。为 1 . O %左 右 , 这些数据均表明该组烃源岩已处于成熟阶段. 说 明该组烃源岩为滴北 1 井区油气的主要供给源. 2 储 集层 滴北 1 井区储集层较为发育 , 多为碎屑岩. 主要 包括 白垩系吐谷鲁群 , 侏罗系八道湾组 、 三工河组和 西山窑组 , 三叠系黄山街组等储集层 . 前人研究 表明, 白垩系吐谷鲁群储集层为辫 状河流相沉积下的产物. 其储集层碎 屑岩主要为长 石岩屑砂岩 , 石英和长石 占主体 , 次棱一次 圆状 , 颗 粒支撑, 孔隙型胶结, 多数分选中一好. 孑 L 隙度多数 大于 2 5 %, 渗透率一般大于 1 0 0 X 1 0 ~ m , 为高孔 中渗较好储集层 . 西 山窑组为辫状河流及 曲流河分流河道沉 积, 三工河组为曲流河三角洲前缘河口坝沉积, 前者岩 性主要为砂砾岩、 中砂岩、 细砂岩及粉砂岩, 后者岩 性主要为细砂岩及粉砂岩. 两种砂岩储集层 主要 为 长石岩屑砂岩及少量岩屑长石砂岩 , 次棱一次圆状 , 颗粒支撑 , 孔隙型胶结 , 多数分选 中等 , 少量砂 岩差 或好. 砂岩储集层孔隙度一般在 2 0 %以上, 渗透率 普遍在 1 0 1 0 ~ m 以上, 为中孔中低渗较好~中 等储集层. 八道湾组为辫状河及曲流河河道沉积 , 主要 由 砂砾岩 、 中砂岩 、 细砂岩及粉砂 岩组 成 , 累计厚度超 过 1 5 0 m. 岩性 主要为长石岩屑砂岩及岩屑 长石砂 岩 , 次棱一次圆状 , 颗粒支撑 , 颗粒 间线接触 , 孔隙型 胶结为主, 分选中等一好, 孔、 渗性较好. 三叠系黄山街组碎屑岩储集层 为曲流河三角洲 前缘河 口坝沉积 , 岩性主要为长石岩屑砂岩 , 岩屑成 分以火成岩岩屑为主 , 次为千枚岩 、 泥岩及 云母 , 次 棱一次圆状, 颗粒支撑, 颗粒间线接触 , 孔隙型胶结 为主, 分选好, 孔、 渗性能好, 为好储集层. 从野外钻井和试油实际情况并结合储集层物性 分析结果来看, 研究区侏罗系八道湾组和三叠系黄 山街组无论从地质演化史上还是从 区域生储盖层配 置上, 都是本区很好的储集层. 3 盖层及储 、 盖组合 滴北 1井区盖层主要岩性为泥质岩 , 其中 白垩 系中上部、 头屯河组中上部、 西山窑组中上部地层厚 度大, 泥质岩发育, 三工河组上、 下部也发育较好的 泥岩, 这些都是滴北 1 井区的优质盖层. 除此之外, 其每个小层内部也发育有厚度不等的泥岩, 可形成 侏罗系至三叠系内部的局部性盖层. 从储盖的空间配置情况分析, 主要存在以下几 套储盖组合 图 3 ① 白垩系吐谷鲁群及侏罗系头 屯河组和西山窑组等 中、 下部砂岩与上部泥岩储盖 组合; ②侏罗系三工河组中部砂岩与其上部的泥岩 储盖组合; ③侏罗系八道湾组砂岩与其上覆的三工 河组下部泥岩储盖组合; ④黄山街组底部砂岩与三 工河组下部泥质岩及八道湾组和黄山街组砂泥岩互 层 中泥岩储盖组合. 地 层 生、储、盖组合 系 组 群 位置 烃源岩 储集层 盖层 中、上部 白垩系 下部 ● , , , , , , ● 中上部 底部、下部 , , , , , , , ● 侏 中、上部 L 罗 下部 ‘ ,,,, . 系 上部 J t。 中部 一 下部 J lb 上、中、下部 ‘ ,,, 三叠系 T 底部 l I 1 - 石炭系 C l d I I l 图 3 滴北 1井 区生储盖 组合 Fi g . 3 Th e s o u r c e r e s e r v o i r - c a p r o c k a s s e mb l ag e s i nDi b e i1 we l l b l o c k 4 圉闭、 运移及保存条件 研究 证实滴北 1井区总体上是一个很好 的 构造圈闭 , 早期为一断鼻 , 稍后 侏罗系 形成 了一 断背斜 , 在各层系中其圈闭面积与构造幅度均较大 , 故该井区储集空间较大. 前述烃源岩分析表明, 该区 烃源岩主要为石炭系暗色泥岩, 其主要生排烃期从 侏罗纪直到现今. 该区构造在印支期开始形成雏形 , 燕山期持续发育, 至侏罗纪晚期最终定型, 喜马拉雅 期活动微弱. 在这一过程中形成的断层、 不整合面及 储集砂体不仅与石炭系烃源岩主生排烃期相匹配, 而且为石炭系烃源岩生成的油气提供了良好的运移 通道. 再者在侏罗系及三叠系各地层中泥岩在横向 . . . . 4.... 西安石油大学学报 自然科学版 上分布稳定 , 较为发育 , 部分泥岩中甚至含有较丰富 的可塑性黏土矿物, 是该构造圈闭很好 的封盖层 , 形 成了良好 的保存条件. 5 油气成藏过程分析 利用滴北 1 井地层埋藏史可以推断石炭系烃源 岩的成熟程度. 图 4是根据滴北 1井 的相关数据得 到的地层埋藏史图, 从该 图中可 以看出石炭地层在 三叠末期埋深约 2 0 0 0 m左右 , 而该 区地温梯度 约 为 4℃/ 1 0 0 m左右 , 假设地表温度为 2 5℃ , 则在三 叠纪末期其地温约为 1 0 0℃左右 , 该层系烃 源岩进 人低成熟 阶段早期生烃 , 从三叠纪末期 到中侏罗纪 , 该区地层 因构造隆升活动而 向上抬升, 中侏 罗纪之 后 , 地层又下降接受沉积, 在地层埋深进一步加大的 情况下 , 深部石炭系地层进入 到成熟至高成熟阶段 , 进行 了二次生烃. 图 4 滴北 1井地层埋藏 史 Fi g . 4 The s t r a t i g r a p hi c b ur i a l his t o r y i n Di b e i 1 we l l 在区域构造运动的控制下 , 晚三叠世早期直到 早侏罗世 , 北部的乌伦古坳陷开始下沉接受沉积 , 滴 北 1井区在湖相沉积的背景下发育三角洲和河流相 沉积 , 形成了黄山街组 、 八道湾组 、 三工河组粗碎屑 岩储集层 , 此时砂岩储集层成岩作用弱 , 具有较好 的 孔渗性 , 为油气聚集提供了储集空间. 控制该井区的断层在三叠纪末开始发育并持续 到八道湾组沉积 中期 , 由构造作用在滴北 1井 区形 成了三叠系断鼻和侏罗系八道湾组断背斜及其上的 背斜构造圈闭, 为油气提供了运移聚集场所. 乌伦古 坳陷深部石炭系烃源岩生成的相对低熟原油沿开启 断层面、 地层不整合面、 砂岩疏导层长距离运移到滴 北 1号构造聚集成藏 , 形成了早期构造圈闭油气藏. 侏罗纪晚期构造活动强烈 , 早期断层重新活 动且活动强度加大, 断层面重新开启. 受断层强烈活 动 的影响 , 滴北 l号构造幅度进一步变大 , 地层中形 成了一系列构造裂缝及正断层, 早期油气藏受到破 坏, 其油气沿断层面、 裂缝逐渐散失, 形成了现今的 沥青残留物. 白垩纪到第三纪时期 , 该井 区断层活动较弱 , 石 炭系及下侏罗统八道湾组中凝灰岩 、 砂岩相对发育 , 断层面具有一定的开启性, 在三工河组一头屯河组 泥质岩相对发育 , 断层面可能呈封闭状. 黄山街组顶 部 、 八道湾组砂岩储集层受成岩作用的影响 , 孔渗性 和储集性能下降, 但仍具有一定 的渗流和储集能力. 北部乌伦古坳 陷深部石炭系烃源岩达到成熟一高熟 阶段 , 生成 的成 熟油气沿开启 断层面 、 地层 不整合 面 、 砂岩疏导层运移到滴北 1 号构造黄山街组 、 八道 湾组聚集成藏, 形成了滴北 1 井区现今构造油气藏 图 5 . 早 中侏罗世 图 辱 及 - 沐 整 合 面 f 1断 层 例 Z 需兰 兰油 气 藏 [ 二 j沥 青 图5 滴北 1井区油气成藏模式 Fi g . 5 The h y d r o c a r b o n a c c u m u l a t i o n mo d e s i n Di b e i 1 we l l b l o c k 6 结 论 1 滴北 1 井区烃源岩主要为石炭系滴水泉组 暗色泥岩. 2 该井区存在多套有利的储盖组合, 圈闭类 型主要为构造圈闭, 圈闭幅度及储集空间均较大 , 为 油气聚集成藏提供了有利的场所. 3 本区具有很好的运移及保存条件, 运移通 道包括砂体、 断层以及不整合面等, 各层中发育的泥 岩成为很好的封盖层. 4 本区存在 2期油气成藏 , 三叠纪末至 中侏 罗纪 , 石炭系烃源岩生成的低熟油气在上部的侏 罗 系和三叠系地层中聚集形成早期油气藏. 侏罗纪末 0 l 2 3 4 舅 、 媾 剿 刘洪军等 准噶尔盆地滴北 1 井区油气成藏分析 一5一 期 , 由于构造活动, 早期形成的油气藏被破坏, 油气 散失 , 形成沥青残 留物. 白垩纪到现今 , 石炭系滴水 泉组烃源岩进入成熟到高成熟阶段 , 生成的大量油 气沿有利 的运移通道在上部地层 中聚集 , 形成现今 滴北 l 井区油气藏. 参 考 文 献 [ 1 ] 王绪龙. 准噶尔盆地石炭系的生油问题[ J ] . 新疆石油 地质, 1 9 9 6 , 1 7 3 2 3 0 - 2 3 3 . W ANG Xu - l o n g 。 D i s c u s s i o n o n s o u r c e r o c k o f c a r b o n i f e r - O U S i n J u n g g a r B a s i n[ J ] . X i n j i a n g P e t r o l e u m G e o l o g y , 1 9 9 6, 1 7 3 2 3 0 - 2 3 3 . [ 2 ] 徐兴友, 朱 日房, 王岫岩 , 等. 准噶尔盆地准东滴水泉 组烃源岩生烃物理模拟研究 [ J ] . 大庆石油地质与开 发 , 2 0 0 3 , 2 2 4 9 1 1 . XU Xi n g - y o u, Z HU Ri f a n g , W ANG Xi u y a h, e t a 1 . Hy - d r o c a r b o n g e n e r a t i o n s i mu l a t i o n o f h y d r o c a r b o n s o u r c e r o c k s i n d i s h u i q u a n f o r ma t i o n , e a s t J u n g g a r B a s i n [ J ] . P e t r o l e u m Ge o l o g y& Oi l f i e l d De v e l o p me n t i n Da q i n g, 2 0 0 3。 2 2 4 9 - 1 1 . [ 3 ] 徐兴友. 准噶尔盆地东部克拉美丽地区石炭系烃源岩 研究[ J ] . 油气地质与采收率, 2 0 0 5 , 1 2 1 3 8 - 4 1 . XU Xi n g - y o u . S t u d y o n t h e c a r bo n i f e r o u s s o u r c e r o c k s i n k e l a m e i l i a r e a , e a s t e r n J u n g g a r B as i n [ J ] . P e t r o l e u m G e o l - o gy a n d R e c o v e r y E ff i c i e n c y , 2 0 0 5 , 1 2 1 3 8 _ 4 1 . [ 4 ] 杨斌 , 李建新. 准噶尔盆地东部油区石炭系原油探讨 [ J ] . 新疆石油地质, 1 9 9 2 , 1 3 2 1 7 1 . 1 7 8 . YANG Bi n, L I J i a n x i n . An a p p roc h t o t h e c a r b o n i f e r o u s c r u d e o i l f r o m e ast e r n p e t r o l i f e r o u s a r e a i n J u n g g a r B a s i n [ J ] . X i n j i a n g P e tr o l e u m G e o l o gy, 1 9 9 2 , 1 3 2 1 7 1 1 7 8 . [ 5 ] 杨斌 , 严志民, 尤绮妹 , 等. 准东石炭系原油地球化学 特征[ J ] . 新疆石油地质, 2 0 0 2 , 2 3 6 4 7 8 -48 1 , 4 4 4 . Y A N G B i n , Y A N Z h i - mi n , Y O U Q i me i , e t a1. G e o c h e mi - c al c h a r a c t e ris t i c s o f c arb o n i f e r o u s c r u d e o i l i n J u n d o n g a l g a [ J ] . X i i a n g P e t r o l e u m G e o l o g y , 2 0 0 2 , 2 3 6 4 7 8 4 81, 44 4. [ 6 ] 张明洁, 杨品. 准噶尔盆地石炭系 油 气藏特征及成 藏条件分析[ J ] . 新疆石油学院学报 , 2 0 0 0 , 1 2 2 8 1 3. Z HA N G Mi n g i e , r A N G P i n . T h e c h ara c t e ri s t i c a n d a n a l y s i s o f Re s e r v o i r F o r mi n g c o n d i t i o n s o f t h e c arb o n i f e r o u s o i 1 a n d g a s p o o l s i n J u n g g ar B a s i n [ J ] . J o u rnal o f X i n j i a n g P e t r o l e u m I n s ti t u t e , 2 0 0 0 , 1 2 2 8 - 1 3 . [ 7 ] 徐希坤, 沈扬, 赵宏亮, 等. 准噶尔盆地油气成藏规律 与中石化区块勘探前景 [ c ] . 中国地球物理学会准噶 尔盆地油气勘探研讨会, 北京 地质出版社, 2 0 0 4 2 3 . 4 6. [ 8 ] 何登发 , 陈新发, 张义杰 , 等. 准噶尔盆地油气富集规 律[ J ] . 石油学报 , 2 0 0 4 , 2 5 3 1 1 0 . HE D e n g f a , C H E N X i n f a , Z H A N G Y i - j i e , e t a 1 . E n ri c h m e n t c h a r a c t e ri s t i c s o f o i l a n d g a s i n J u n g ar B a s i n [ J ] . A C T A P e t r o l e i S i n i c a P e t r o l e u m P r o c e s s i n g S e c t i o n , 2 0 0 4, 2 5 3 1 1 0 . [ 9 ] 邱楠生 , 查明, 王绪龙. 准噶尔盆地热演化历史模拟 [ J ] . 新疆石油地质 , 2 0 0 0, 2 1 I 3 8 -41 . Q I U N an- s h e n g , C H A Mi n g , WA N G X u l o n g . S i m u l a t i o n o f g e o t h e rmal e v o l u t i o n h i s t o r y i n J u n g g ar B as i n [ J ] . X i n j i a n g P e t r o l e u m G e o l o gy, 2 0 0 0, 2 1 1 3 8 41 . [ 1 0 ]邹华耀 , 郝芳, 张柏桥, 等. 准噶尔盆地流体输导格架及 其对油气成藏与分布的控制[ J ] . 地球科学 中国地质 大学学报 , 2 0 0 5 , 3 0 5 6 0 9 - 6 1 6 . Z OU Hu a y a o , HAO F a n g, Z HANG B a i q i a o, e t a 1 . F l u i d Co n d u i t f r a me wo r k a n d i t s c o n t r o l o n p e t rol e u m a c c u mu l a - t i o n i n t h e J u n g g ar B a s i n[ J ] . E a r t h S c i e n c e J o u rna l o f C h i n a U n i v e r s i t y o f G e o s c i e n c e s , 2 0 0 5 , 3 0 5 6 0 9 -61 6 . [ 1 1 ]周路, 汪长明, 雷德文 , 等. 准噶尔盆地不同期次石炭系 断裂特征及分布[ J ] . 西南石油大学学报 自然科学版, 2 0 0 9, 3 1 4 1 - 7 . Z HOU L u, W AN G C h an g - mi n g, L E I De - w e n, e t a1. F e a t u r e and d i s t il b u t i o n o f c a r b o n i f e r o u s s u r f a c e f a u l t i n d i ffe r e n t t e c t o n i c m o v e m e n t s i n J u n g g ar B a s i n [ J ] . J o u r n a l o f S o u t h - w e s t P e t r o l e u m Un i v e r s i t yNa t u r a l S c i e n c e s Ed i t i o n, 2 0 0 9 , 3 1 4 1 - 7 . 责任编辑 王辉