准噶尔盆地玛湖凹陷高成熟油气成因与分布.pdf

第 3 6 卷第4 期 2 0 1 5 年 8 月 新疆石油地质 XI NJ I ANG P E TR0L EUM GE0L OG Y Vo l _ 3 6． No ． 4 Au g． 2 01 5 文章编号 1 0 0 1 3 8 7 3 2 0 1 5 0 4 0 3 7 9 0 6 D O I 1 0 ． 7 6 5 7 ／ X J P G 2 0 1 5 0 4 0 1 准噶尔盆地玛湖凹陷高成熟油气成因与分布 阿 布力 米提 ， 曹 剑2 7 陈 静 ， 杨海波1 ， 陈冈 0 强1 7 陶 柯宇 1 ． 中国石油 新疆油田分公司 勘探开发研究院， 新疆 克拉玛依 8 3 4 0 0 0 ； 2 ． 南京大学 地球科学与工程学院， 南京 2 1 0 0 2 3 摘要 致密储集层中的油气是否高熟轻质， 对于油气的富集与高产至关重要。对准噶尔盆地玛湖凹陷高熟轻质油 气的基本特征、 成因与分布规律的研究结果表明， 研究区高熟轻质油气具有原油密度较轻、 成熟度较高、 与天然气共 生等特征， 属于以下二叠统风城组优质烃源岩为主的多套烃源岩接近高成熟演化阶段的产物。在成藏过程中， 高熟 轻质油气藏的油气连续充注、 保存好， 未受降解破坏； 高成熟油气的分布具有“ 源控” 特征， 垂向上因断裂沟通可以跨 层运聚， 分布区域广， 是玛湖大油气区得以形成的重要条件。 关键词 准噶尔盆地； 玛湖凹陷； 百口泉组； 风城组； 优质烃源岩； 连续型油气藏； 高成熟油气； 轻质油 中图分 类号 T E l 1 2 ． 4 2 2 文献标识码 A Or i g i n a n d Oc c u r r e n c e o f Hi g h l y M a t u r e d Oi l a n d Ga s i n M a h u S a g ， J u n g g a r Ba s i n Ab u l i mi t i ， C AO J i a n ， C HE N J i n g 。 ， YANG Ha i b o ， C HEN Ga n g q i a n g ， T AO Ke y u 1 ． R e s e a r c h I n s t i t u t e o f E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p m e n t ， X i n j i a n g O i l fi e l d C o mp a n y ， P e t r o C h i n a ， K a r a m a y ， X i n j i a n g 8 3 4 0 0 0 ， C h i n a ； 2 ． S c h o o l o f E a r t h S c i e n c e s a n d E n g i n e e ri n g ， N a n j i n g U n i v e r s i t y ， N a n j i n g ， J i a n g s u 2 1 0 0 2 3 ， C h i n a Ab s t r a c t Wh e t h e r t h e o i l a n d g a s a r e h i g h l y ma t u r e d a n d l i g h t i s c ri t i c a l t o h y d r o c a r b o n e n r i c h me n t a n d h i g h y i e l d i n d e n s e r e s e r v o i r s ． T h i s p a p e r i n v e s t i g a t e s t h e b a s i c c h a r a c t e r i s t i c s ， o r i g i n a n d o c c u r r e n c e r u l e s o f h i g h l y ma t u r e d a n d l i g h t o i l a n d g a s i n Ma h u s a g ， n o rt h w e s t e r n J u n g g a r b a s i n ． R e s u hs s h o w t h a t t h e h i g h l y ma t u r e d a n d l i g h t o i l a n d g a s i n t h e s t u d y a r e a a r e c h a r a c t e r i z e d b y l o w d e n s i t y ， h i g h ma t u - r i t y a n d c o e x i s t e n c e wi t h n a t u r a l g a s ， wh i c h b e l o n g t o t h e p r o d u c t s o f mu l t i s e t s o u r c e r o c k s d o mi n a t e d b y t h e L o w e r P e r mi a n F e n g c h e n g h i g h q u a l i t y s o u r c e r o c k u n d e r n e a r l y h i g h ma t u r a t i o n s t a g e ． Du r i n g t h e h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n ， mi g r a t i o n a n d a c c u mu l a t i o n ， t h e h i g h l y ma t u r e d a n d l i g h t o i l a n d g a s r e s e r v o i r g o t c o n t i n u o u s o i l g a s c h a r g i n g a n d g o o d p r e s e r v a t i o n w i t h o u t o r wi t h l i t t l e b i o d e g r a d a t i o n ； t h e o c c u r -- r e n c e o f t h e m i s c h a r a c t e r i z e d b y s o u r c e c o n t r o l l i n g ， a n d t h e y c a n mi g r a t e a n d a c c u mu l a t e i n c r o s s z o n e a n d b r o a d a r e a s v e r t i c a l l y b y f a u l t s a n d f r a c t u r e s ， wh i c h mi g h t b e i mp o r t a n t c o n d i t i o n s f o r f o r mi n g Ma h u g i a n t p e t r o l e u m p r o v i n c e i n J u n g g a r b a s i n ． Ke y W o r d s J u n g g a r b a s i n ； Ma h u s a g ； Ba i k o u q u a n f o r ma t i o n ； F e n g c h e n g f o rm a t i o n ； h i g h - q u a l i t y s o u r c e r o c k ； c o n t i n u o u s l y c h a r g i n g r e s e r - v o i r ； h i g h l y ma t u r e d h y d r o c a r b o n ； l i g h t o i l 油气成藏与富集是油气流体与岩石固体格架相互 耦合作用 的结果 ， 因此 ， 若油气密度较轻 ， 甚至是 以气 态为主， 则对储集层的要求会有所降低n 叫 ， 对高成熟油 气成 因与分布的研究 ， 一直以来是油气地质地球化学 领域的一个重要内容 ， 具有重要基础理论与实践应用 研究意义 。非常规油气藏的储集层物性通常较差 ， 因此， 油气是否高熟轻质， 就成为能否在其中富集成藏 的关键 】 。 玛湖凹陷位于准噶尔盆地西北缘 ， 前期勘探硕果 累 累 ， 已形成 了沿 山前克 乌 断裂 带 分布 的 大油气 区 ， 在玛湖斜坡区也建成了玛北油田_1 ” ， 2 0 1 1 年以 来 ， 又在玛湖凹陷区下三叠统百 口泉组中发现了大 面积 的源 外“ 连续 型 ” 油 藏[ 1 1 - 1 2 1 图 1 。分析资料表 明 ， 这一带有相当一部分油气属于高熟轻质油气 ， 这 与沿断裂带分布的克乌油区广泛存在的低一中等成 熟度中质稠油形成了鲜明对 比 ， 其油气性质 比盆地 东南缘吉木萨尔地区致密储集层中的油气性质要 好n ， 与 国内外已发现的同类优质高效油气藏 中的油 气性质相似 ， 可见， 这是造成富集、 局部高产的一个 重要原因㈣。 前人认为 ， 此类高成熟油气来 自于下二叠统风城 组烃源岩 ， 存在同源不同期的烃类聚集， 斜坡区是这 类高成熟油气分布的有利 区域[ 1 6 - 1 7 。需要指 出的是 ， 前人的这些认识主要是针对下乌尔禾组展开 的分析 ， 收稿 日期 2 0 1 5 0 2 2 7 修订日期 2 0 1 5 0 4 1 4 基金项目 中石油科技重大专项 2 0 1 2 E 一 3 4 0 1 作者简介 阿布力米提 1 9 7 0 一 ， 男， 维吾尔族， 新疆莎车人 ， 高级工程师， 石油地质， T e 1 0 9 9 0 6 8 6 9 4 2 9 E m a i l A b l mt p e t r o c h i n a ． c o n． c n ． 新疆石油地质 棰 1 U 棰 旨 _ j c 。 s - ／ c ． 三环萜烷 C 三环萜烷／ c 三环萜烷 图5 玛湖凹陷原 油三环 萜烷分布类型 图例 同图2 烷、 C 。 三环萜烷和C ， 三环萜烷的峰形变化要较深层石 炭一二叠系简单许多， 并以上升型为主 图5 b 。换言 之， 风城组是研究区最为优质的烃源岩， 其所生油气可 以从二叠系到三叠系远距离 1 0 0 0 2 0 0 0 m 运聚成 藏。而且从原油的密度分布来看 ， 百 口泉组中轻质原 油的分布 比例也更高 图2 b ， 天然气也是成熟演化程 度高的干气更多出现在三叠系 图2 c ， 更进一步说明 了风城组优质烃源岩是高熟轻质油气形成的根本。 2 ． 2 成熟度较高的烃源岩 研究区高熟轻质油气的油源主要来 自 风城组 ， 风 城组烃源岩生排烃高峰主要有 2 个时期 ， 即三叠纪末 相对 低 成 熟 油气 和 白垩 纪 相 对 高成 熟 油 气 图 3 c 。研究 区高成熟油气对应的是风城组烃源岩 在 白垩纪所生烃类 ， 其成熟度接近于高成熟演化界限 镜质体反射率为1 ．3 ％ 。实际上， 从原油的油质、 油 气产量与风城组优质烃源岩的热演化分布关系上也 可 以看出这种特征 图4 。以百 口泉组油气藏为例 ， 越靠近凹陷区， 随风城组烃源岩的热演化程度逐渐加 大 图4 b ， 油质越轻 图4 a ， 高成熟油气 的主力分布 区 原油密度小于 0 ． 8 3 g ／ c m。 位于风城组镜质体反射 率为 1 ． 3 ％附近 ， 反映 了烃源岩热演化对高成熟油气 分布的控制。总之 ， 玛湖凹陷高成熟油气是以风城组 为主的优质烃源岩 ， 接近高成熟演化阶段的产物。 2 ． 3 两次连续性的油气充注 玛湖凹陷百口泉组连续充注型油藏中的油气， 其 主体属于白垩纪形成的高成熟轻质油气， 鉴于其圈闭 形成时间均早于晚三叠世 ， 必然也存在三叠纪末成熟 阶段所排油气 。这得到了实际分析结果 的支持 ， 在夏 盐2 井百口泉组储集层中， 显微镜下除了观测到亮黄 色荧光的烃类之外 ， 还发现了荧光色调相对较暗的一 期烃类 图 3 a ， 在储集层连续抽提物中 ， 发现早期成 熟油 颗粒吸附烃 的充注 ， 萜烷类生物标志物中的三 环萜烷丰度相对五环三萜烷丰度中等 ， 对应荧光色调 相对较暗的一期烃类 ； 而晚期 原油／ T L 隙游离烃 高 成熟油的充注则 以三环萜烷的高丰度为特征 ， 对应荧 光色调相对较强的一期烃类 图3 b 。对 比包裹体均 一 温度测试结果也发现， 对应早期三叠纪末和晚期白 垩纪 的油气 充注 为风城组 烃源岩 的两期 生烃高 峰 图3 c 。因此， 这些高成熟油气在充注上均具有两期 运聚的重要特征。 反观油气未能成藏的实例 ， 大多表现为一期 早 期成熟 原油的充注， 如玛湖2 井， 其百口泉组原油和 储集层岩心抽提物 的特征基本类似 ， 未表现出高成熟 原油充注的特征 图6 a ， 图6 b ， 显微镜下也未观测到 像夏盐2 井百口泉组储集层中的亮黄色荧光高成熟 烃类 图6 c ， 这是玛湖2 井百口泉组储集层未能成藏 的一个重要原因。 综上所述 ， 高熟轻质油藏中的油气实际上存在成 熟一 高成熟油气两期连续充注 ， 油气源基础好 ， 这是 这些油气能够大规模成藏的一个重要内在原因。 2 - 4 较为优 良的保存条件 这些高成熟油气除了以上 阐述的油质好 、 充注强 度足等基本特征外 ， 还有另一个重要特征 ， 即保存条 件好 ， 基本未受降解破坏， 因此能够高效规模成藏。 夏盐 2 井储集层显微镜下观测未发现褐色荧 光烃类 图3 a ， 反映油气未受降解破坏； 生物标志物中也未 发现2 5 一 降藿烷系列 图3 b ， 进一步说明油气成藏保 存条件好 。反观油气未能成藏的实例 ， 以玛湖 2 井为 例 ， 储集层原油普遍遭受降解 ， 原油和储集层抽提物 的正构烷烃有大鼓包 U C M 出现 ， 也有2 5 一 降藿烷系 列被检 出 图 6 a ， 图6 b ， 显微镜下岩石观测也发现 了 表征油气破坏的褐色荧光烃类 图6 c ， 均反映保存条 件不佳 ， 这可能是玛湖 2 井区百 口泉组未能成藏的一 个重要原因。 3 8 4 新疆石油地质 2 0 1 5 质油气普遍存在， 典型特征表现为原油密度较低， 成 熟度较高 ， 与天然气共生。 2 高熟轻质油气的油气源有多套， 并以下二叠 统风城组为主， 是烃源岩接近高成熟演化阶段的产 物， 成熟一高成熟油气连续充注， 油气源条件好。高 成熟油气保存好， 未受降解破坏， 成藏有利。 ． 3 高成熟油气分布具有“ 源控” 特征， 垂向上可 以跨层聚集 ， 勘探领域极为广 阔， 为玛湖大油气 区的 形成奠定了坚实基础 。 参考文献 l 1 J T i s s o t B P， We l t e D H． P e t r o l e u m f o r ma t i o n a n d o c c u r r e n c e l M] ． S p ring Ve r l a g ， Be r l i n He i d e l b e r g , Ne w Yo r k ， To k y o ， 1 9 8 4． [ 2 ] 石昕， 戴金星， 赵文智． 深层油气藏勘探前景分析[ J ] ． 中国石 油勘探 ， 2 0 0 5 ， 1 0 1 1 ～ 1 0 ． S h i Xi n ， Da i J i n x i n g ， Z ha o We n z h i ． An a l y s i s o f d e e p o i l a n d g a s r e s e r v o i r s e x p l o r a t i o n p r o s p e c t [ J ] ． C h i n a P e t r o l e u m E x p l o r a t io n ， 2 0 0 5 ， 1 o 1 1 - 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d e l t a g r o u p c h a r a c t e r i s t i c s a n d i t s d i s t r i b u t i o n o f t he T ria s s i c B a i k o u q u a n r e s e r v o i r s i n Ma h u s a g o f J u n g g a r b a s i n l J ] ． X i n j i a n g P e t r o l e u m Ge o l o gy， 2 0 1 4 ， 3 5 6 6 2 8 6 3 5 ． [ 1 3 ] 匡立春， 唐勇 ， 雷德文， 等． 准噶尔盆地二叠系咸化湖相云质 岩致密油形成条件与勘探潜力 [ J ] ． 石油勘探与开发， 2 0 1 2 ， 3 9 6 6 5 7 6 6 7 ． Ku a n g Li e hu n， Ta n g Yo n g ， L e i De w e n ， e t a 1 ． Fo r ma t i o n c o n d i t i o n s a n d e x p l o r a t i o n p o t e n t i a l o f t i g ht o i l i n t h e P e r mi a n s a l i n e l a c u s t ri n e d o l o m i t i c r o c k ， J u n g g a r b a s i n ， N W C h i n a[ J ] ． P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p m e n t ， 2 0 1 2 ， 3 9 6 6 5 7 6 6 7 ． [ 1 4 ] 赵政章， 杜金虎． 致密油气 [ M] ． 北京 石油工业出版社， 2 0 1 2 ． Z h a o Z h e n g z h a n g ， D u J i n h u ． T i g h t o i l a n d g a s[ n1 ． B e i j i n g P e t r o l e u m I n d u s t r y Pr e s s ， 2 0 1 2 [ 1 5 ] 雷德文 ， 阿布力米提 ， 唐勇， 等． 准噶尔盆地玛湖凹陷百口泉 组油气高产区控制因素与分布预测 [ J ] ． 新疆石油地质， 2 0 1 4 ， 3 5 5 4 9 5 4 9 9 ． L e i De we n ， Ab u l i mi t i ， Ta n g Yo n g ， e t a 1 ． Co n t r o l l i n g f a c t o r s a n d o e - c u r r e n c e p r e di c t i o n o f h i g h o i l g a s p r o d u c t i o n z o n e s i n L o we r T r i a s s i c B a i k o u q u a n f o rma t i o n o f M a h u s a g i n J u 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 gy， 2 0 1 4 ， 3 5 5 4 9 5 4 9 9 ． [ 1 6 ] 王屿涛， 惠荣跃． 准噶尔盆地西北缘油运移的地球化学研究 [ J ] ． 石油实验地质， 1 9 9 5 。 1 7 3 2 6 5 2 7 1 ． W a n g Yu t a o ， Hu i Ro n gyu e ． Ge o c he mi c a l s t u d y o f o i l／ g a s mi g r a t i o n o n t h e n o rt h w e s t e d g e o f J u n g g ar b a s i n[ J ] ． E x p e ri m e n t P e t r o l e u m G e o l o gy， 1 9 9 5 ， 1 7 3 2 6 5 - 2 7 1 ． [ 1 7 ] 王屿涛， 丁安娜． 玛北油田油气的分布规律及成藏分析[ J ] ． 天 然气地球科学， 1 9 9 7 ， 8 4 1 7 2 2 ． W a n g Yu t a o ， Di n g An n a ． Ana l y s i s o f d i s t r ／ b u t i o n r e g u l a r i t y a n d a c c u m u l a t i o n o f o i l a n d g a s i n Ma b e l p o o l [ J ] ． N a t u r a l G a s G e o s c i e n c e ， 1 9 9 7 ， 8 4 1 7 2 2 ． [ 1 8 j F e i Xi a o ， L u o L i u ， Z h i h u a n Z h a n g ， e t a 1 ． C o n f l i c t i n g s t e r a n e a n d 0 2 “一 o ma t i c ma t u r i t y p a r a me t e r s i n Ne o g e ne l i g ht o i l s ， e a s t e r n Ch e p a i z i h i g h ， J u n g g a r b a s i n ， NW C h i n a[ J ] ． O r g a n i c G e o c h e m i s t r y ， 2 0 1 4 ， 7 6 4 8 -6 1 ．