吐哈盆地三堡凹陷石炭系火山岩油气地质特征.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0 年 l 2 月第 3 2 卷第 6 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J p I D e c ． 2 0 1 0 V o 1 ． 3 2 N o ． 6 3 7 吐哈盆地三堡 凹陷石炭 系火 山岩 油气 地质特征 王 炯 李光云 党录瑞 胡金全 王万鹏 重庆科技学 院石 油与 天然气工程学院 ，重庆 4 0 1 3 3 1 中石油吐哈油 田分公 司勘探开发研究院 ，新 疆 哈密 8 3 9 0 0 9 西南油气 田公 司重庆 气矿 ，重庆 4 0 1 3 3 1 重庆科技学院石油与 天然 气工程学院 ，重庆 4 0 1 3 3 1 中石油吐哈油 田分公 司勘探开发研究院 ，新疆 哈密 8 3 9 0 0 9 [ 摘要]为 了探 索吐哈盆地三堡 凹陷石炭 系火山岩油气，在消化 、吸收三堡 凹 陷已有野外露 头、重磁 电资 料及 近年新施工 的地震 、钻 井等 资料 的基 础上 ，通 过对 三堡 凹 陷石炭 系火 山岩 油气地 质条 件初 步分 析 ， 认为三堡凹陷石炭系具备基本 的油气成藏地 质条 件，具 有较好 的油 气勘探前 景。指 出黄芦 岗构造 带是 三 堡凹陷石炭系油气勘探 的有利 区带，其 上的黄芦 岗 1号 圈闭是近期 石炭系油气勘探 的首选 目标 。 [ 关键词] 三堡 凹陷；石炭 系；火 山岩 ；地 质特征 ；有利地 区 [ 中图分类号]T E l 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 0 6 0 0 4 5 0 4 1 勘探概况 随着 吐 哈盆地 勘探 程度 的提高 ，勘 探对 象也 越来 越 复杂 ，其 东部 哈密 坳 陷三 堡 凹陷火 山岩 油气 勘探 就是 典型 的实 例 。三堡 凹陷位 于哈 密弧 后盆 地 的 北部 ， 凹陷 面积 6 1 0 0 k m。 ，主 要 发 育石 炭 系 、二 叠 系 、 三叠 系及侏 罗 系等 4套 勘探 层 系 。中生界 勘探 程 度相 对较 高 ，共完 成 二维 地 震 测线 6 6 0 0 k m／ 1 3 5条 ，测 网密 度 1 k m2 k in。 目前钻 井 7口，其 中 ，5口井 见 油气显 示 ，2口井获 低产 油气 流 ，发 现 了四道 沟构 造下侏罗 统 、上 三叠 统 两 套 致 密 砂 岩 气 藏 图 1 。 目前 三 堡 凹 陷 石 炭 系 还 没 有 探 井 揭 示 。近几年 ，相 邻 的 三 塘湖盆 地 、准 噶尔 盆地 滴水泉 地区先后 在 石炭 系火 山岩 中取得 油气 勘 探 突 破 。 ] ，吐 哈 盆 地 三堡 凹陷和准 噶尔盆 地 同处于 哈萨克斯 坦板 块 准一 吐微 地 块 中 ，区 域 构造 背景较 为相 似 ，表 明三堡 凹陷石 炭 系可 能 有 较 好 的 油 气 勘 探 潜力l_ 3 ] 。 图 l 三堡凹陷构造位置图 [ 收稿 日期 ]2 0 1 00 50 2 [ 基金 项目]中国石 油天然气股份有 限公 司项 目 Y J Y2 0 0 9 1 3 。 [ 作者 简介] 王炯 1 9 6 8一 ，女 ，1 9 9 0年大学毕业 ，博士 ，副教授 ，现主要从事油气 田勘探开发方面的教学与科研工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 8 石 油天然气学报 江汉石 油学院学报 2 0 1 0 年 1 2月 2 油气地质特征 2 ． 1地层 格 架 三堡 凹 陷周 缘石 炭 系广泛 出露 ，新 实施 的贯 穿 中生 界建 场 测深 剖 面 T E MO 7 5 3 0对其 进行 了进 一 步 的证 实 ，三堡 凹陷上 石 炭统及 下 二叠 统 的地 层 厚度 大 ，是下 石 炭 统 的主 要沉 降 区 。上石 炭统 厚 度 可 达 2 3 0 0 m以上 ，从上至下分为上部奥尔吐组 C 。 a o 为 “ 杂”色火 山岩与碎屑岩互层 ；中部祁家沟组 C 。 q 为泥 岩 、凝灰 质泥 岩夹 火 山岩 、灰岩 ，其 中 泥岩 是重 要 的生 油 岩 ；下 部柳 树 沟 组 C 1 以大 段 火 山岩 为主 。下石 炭统 雅满 苏组 C y 主要 岩性 为 凝灰 质 碎 屑岩 、泥 岩 、灰 岩 互 层 ，上部 以泥 岩 、灰 岩 为主 ，是 主要 的烃源 岩 。总体 来讲 ，下 石炭统 向东 南厚 度增 大 ，东南 部 厚 度最 大 ，可 达 2 5 0 0 m 以上 ； 上石 炭统 向东北厚 度增 大 ，最 大可达 3 0 0 0 m 以上 。 2 ． 2构 造及 圈 闭特 征 构造 演化 史研 究表 明 ，三堡 凹 陷在 海 西运动 期 为陆 内裂谷 ，海 陆交 互 相沉 积 ；印支 一 燕 山运动 期 持 续沉 降 ，晚 印支运 动使 哈密坳 陷沉 降中心 由南 向北迁 移 ；晚燕 山运 动使 北部 强烈 抬升 ，喜 山期 运动使 北 部 山前带 强 烈逆 冲推覆 。 断 裂呈 北北东 或 东西走 向 ，具 多期 活动 的特征 。印支 运 动控制 了北 东走 向的断层 ，其 规模 大 、延伸 远 、形 成期 早 、活动期 长 ，控 制 了二 级构 造带 的展 布 ；燕 山运动 时期 发育 了北 西和东 西 走 向的断层 ，其 规 模小 、延 伸和 活动 期短 ，影 响局部 构造 的类 型 和走 向 。 三 堡 凹陷石 炭 系发育 了 四道沟 、哈北 和黄 芦 岗 3个 构造 带 图 1 。 1 四道 沟构造 带 呈 北北 东一 南 西 向展 布 ，区带 面 积 5 3 8 k m 。 四道 沟构 造 带 长 期继 承 性 活 动 ，晚 石 炭世 发育 的 同沉积 断层 可能 作为 岩浆 喷发 的通 道 ，海 西 一 燕 山期 古 隆起 的 区域 背 景有 利 于 储层 改 造 和 油 气汇 聚 ，三叠 纪末 以来 一直 处于 隆起 剥蚀 区 ，有 利于 风化 壳储 层 的形成 ，中下侏 罗统 不整合 于 上石炭 统 和下 二叠 统之 上 ，该带 为三 堡 凹陷 “ 凹 中隆” 。主要 发 育 四道 沟 圈 闭 ，为挤 压 背 斜 或 断背 斜 ，位 于该 带北部 ，主体为穹隆型。上石炭统上段底部圈闭面积 7 6 ． 1 k m。 ，闭合幅度 3 0 0 m。目前，四道沟构造正 钻 以探 索石 炭 系含油 气性 和成 藏条 件为 目的的堡 参 1 井 。 2 哈 北 构造 带 构 造带 为北 东 走 向，与 三 道 岭断 裂 走 向近 平 行 。哈 北 构 造 带南 北 长 4 7 k m，东 西 宽 2 2 k m，区带 面积 7 2 6 ． 8 k m。 。该 带位 于 哈密北 部石 炭系沉 降区 内 ，油 源条件 较好 。 3 黄 芦 岗构 造 带 处 于 三 堡 凹陷 上 石 炭 统 沉 降 区 南 东方 向 ，南 、北 双 向油 源 条 件 好 。 区带 面 积 1 9 0 0 k m ，初步发 现 黄芦 岗 1号 、2号 圈 闭 ，圈 闭 总面 积 1 9 6 k m 。缺 失 二 叠 系 、三 叠 系 ，石炭 系埋 藏 浅 ，是 自生 自储油 气藏 的有 利地 区 。黄芦 岗 1 号 构 造为完 整 的背斜 ，圈闭 面积 3 2 k m。 ，构 造形 成 于海西 运 动期 ，印支 运 动期加 强定 型 ，是扩 展勘 探 的有利 目标 。 2 ． 3生储盖 特征 1 烃源岩特征石炭系发育 2 套烃源岩 ，岩性以暗色泥岩 、炭质页岩、凝灰质泥岩为主。下石炭 统 生油 岩东南 部 厚 度 大 ，一 般 2 0 0 ～ 6 0 0 m。雅 满 苏 西 大 沟 剖 面 下 石 炭 统 泥 岩 有 机 碳 含 量 TO C为 0 ． 7 2 ～3 ． 2 3 平均 1 ． 6 7 ，生烃潜量 S S 为 0 ． 0 1 ～0 ． 0 6 mg ／ g 平均 0 ． 0 2 mg ／ g ；上石炭 统 生油 岩厚 度 向北增 大 ，一般 2 0 0 ～ 5 0 0 m，最大 可超 过 6 0 0 m。西 山白杨 沟上石 炭统 泥岩 T OC为 0 ． 3 ～ 1 ． 1 6 o, 4 平 均 0 ． 9 5 o, 4 ，S S 为 0 ． 0 1 ～ 0 ． 0 4 mg ／ g 表 1 。综 合 评 价 为 较 好 一 好 生 油 岩 。哈 2井 2 7 5 5 ． 0 0 2 7 7 8 ． 0 0 m外天然气甲烷碳同位素值为 一3 9 ． 4 ‰ ，乙烷碳同位素值为一3 0 ． 0 ％ o ，生烃母质不 是三叠系的Ⅲ型有机质 ，按油型气镜质体反射率约为 1 ． 5 ，应当来 自石炭系。三堡 凹陷石炭系资源量 较大 ，上 石炭 统石 油资 源量 为 0 ． 3 6 ～0 ． 8 8 1 0 t ，天然 气资 源量 为 4 8 5 ～ 1 2 1 3 1 0 r n 。 ；下石 炭 统石 油 资源量 为 0 ． 8 2 ～2 ． 0 4 1 0 t ，天然 气 资源 量 为 6 0 6 ～l 5 1 6 1 0 m ，有较 大 的油气 勘 探 潜 力 。 o苟红光 ．吐哈探区石炭系油气地质综合评价及勘探部署研究 ．吐哈油田内部资料 ，2 0 0 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷第 6 期 王炯 等 吐哈盆地三堡凹陷石炭 系火 山岩 油气 地质特征 表 1 三堡 凹陷周缘石炭 系烃 源岩 丰度 注 括 号 内 数 字 为 样 品 数 。 3 储层 特征早 石炭 世三 堡 凹 陷东 南 部 的雅 满 苏 西 大 沟 剖 面发 育 中基 性 火 山碎 屑 岩 、沉 凝 灰 岩 、 碳 酸盐岩 和凝 灰质 砂岩 、凝 灰质 泥 岩 ，厚 5 0 0 ～1 3 0 0 m．该期 岩 相古 地理 环境 主体 为 岛弧环 境 中的浅海一 半深 海火 山岩一 火 山碎屑 岩一 碳 酸盐 岩相 沉积 建造 ，相 序 上表 现 为水体 由浅变深 的演变 过程 ，代 表 了南 天 山和 中天 山地 区石 炭系 最 为广泛 的一 次海 侵 ；晚石 炭 世 研究 区位 于 觉 罗塔 格 浅 海一 半深 海 相 区 ，主 要 发 育海相 碎 屑岩 、火 山岩 和灰 岩沉 积建 造 。石炭 系储 层 岩性 主要 为 中基性 火 山熔岩 、火 山碎 屑 岩 。火 山熔 岩气孔 、杏 仁发 育 ，具有 改造 形成 有 效储层 的先天 条件 。哈北 1 井 下二 叠统 已钻 遇深 灰 色玄武 岩 、安 山 岩 。堡 参 1井 区磁异 常强 度 与 已钻 遇 火 山岩 的哈北 l 井 相 当 ，预测 石炭 系火 山岩 较发 育 表 2 。 表 2 三堡凹陷周缘石炭 系火 山岩储层 物性统计 注 表 中物性数据为地 面露头火 山岩石标本测试 。 3 盖层 条件 石炭 系局部 盖层 较发 育 ，多 为盖 层 与生 油 层 同层 、 主要 为灰 色泥 岩 、粉砂 质 泥岩 、凝灰 质泥 岩及 灰 白色 、绿 色凝 灰岩 等 。 4 生 、储 、盖 层组 合特 征上石 炭统 上 部多 为 泥岩 、砂 岩 互 层 ， 泥 岩互 层 ，组 成多套 自生 白储 式 的生储 盖 组合 图 2 。 3 勘探方 向及有 利区带 预测 封 闭 性好 、多 隔层 的特 点 ，岩 性 中下 部 多 为火 山岩 、生 屑 灰 岩 与 三堡 凹 陷是 东疆石 炭 系具有 油气 勘探 潜 力 的众 多 中小 凹陷 之一 ，油 气 当量 在 1 ～ 4 l O t 左 右 ， 具备 一定 的勘 探潜 力 表 3 。j 塘湖 盆地 已在 石炭 系发 现储 量规 模 大小 不 等 的火 山岩 岩性 、地 层 油 藏 。 而三 堡 凹陷 、 巴里 坤盆 地 、吐 哈盆地 台南 仅处 于 油气 初步探 索 阶段 ，随着勘 探 _T作 的不 断推 进 ，三堡 凹 陷等 一批 中小 凹陷 的油 气勘探 潜 力定 会 现 来 。 表 3东 疆 石 炭 系 主 要 凹 陷勘 探 潜 力评 价 注 括号 内数字为平均值 。 火 山岩 油气 分 布首 先受 烃源 岩发 育程 度控 制 。三 堡 凹陷石 炭系 油气 主要 受上 石炭 统 烃源 岩发 育程 度 控制 ，近源聚集，以垂向和短距离侧向 向南运移为主 ，同时也受烃源岩成熟度、油气运移条件 、保 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石 油学 院学报 2 0 1 0年 1 2月 存 条件 等 方 面 的影 响 。综 合 分 析认 为 ，三 堡 凹 陷 中 部 及 南 缘 比北 缘 有 利 。火 山岩 油 气分布还受优质储层发育 区 控 制 。虽 然 四 道 沟 、哈 北 和 黄 芦 岗等 3个 构 造 带 离 生烃 中心都较 近，为 凹中隆或凹 边 隆 ，都 有 利 于 油 气 汇 聚 成 藏 ，但黄 芦 岗构 造 带 位 于 凹 陷南 边 缘 ，隆 起 时 间 长 ，埋 深不 大 断 裂 发 育 ，更 有 利 于优 质 火 山岩 储 层 形 成 。因 此 ，三堡 凹陷 南 缘 为 油 气 勘 探首 选 区带 。 印支运动期以来，黄芦岗 构造 继 承性 抬 升 ，埋 藏 较 浅 ， 是探索石炭系成藏及 含油气 性 的有利区带 。黄芦 岗构造带 上 的黄芦岗 1 号圈 闭三叠纪末 以 来一直处于 隆起 剥蚀 区 ，断裂 发育 ，火 山岩异 常体 以及 火 山 喷发 间断面有利 于火 山岩 风化 壳 或 火 山岩 内 幕 储 层 的 形 成 ] ，且处于油气运聚的有利 部位 ，可 能形 成 构造 一 火 山 岩 复合油气 藏。 4结 论 1 三 堡 凹 陷 石 炭 系 发 育 ，经 历 多 期 构 造 运 动 。 印 地层 系统 生储 盖组合 深度 系 统 组 r m1 地层 岩性 简述 生 储 盖 一 l 灰 色 、 深 灰 色 细 砾 岩 与 棕 奥尔吐组 0 0 0 黄色泥岩互层，底部为灰 l 2 0 0 0 0 0 o 绿色细砾岩 。 祁家沟组 CN C2 a o 0 O 0 O 上 6 9 9 m 1 6 0 0 一 川 顶部为灰色凝灰岩、灰黑 色炭质泥 岩，中 下部为凝 ’ 广 广 灰岩 、凝灰质砂岩 、玄武 ● - - ， 、 l 岩 2 0 0 0 j 。 r 广 灰黑色碳质泥岩 ，灰色、 - I ／ 、I 。 广 广 灰绿 色凝灰砂岩 、凝灰砾 石 岩 、凝 灰质砂岩 、凝灰岩 柳树 沟组 。 广 广 与 玄武岩 、安 山岩互层 。 2 40 0 。 C ，1 J一 炭 1 5 6 8 m 统 - l 凝灰岩、灰黑色泥岩，灰 6 6 色砂岩 、粉砂岩 、细砂岩 。 l 2 8 0 0 - I _ I 及砾 岩与玄武岩 、安 山岩 系 -l 互层 。 一 l - 1 ‘ 3 2 0 0 ● ●，、 l ， 、 1 下 雅满 苏组 C ．y 3 6 0 0 岩互层，上部为灰色灰岩 _ ， _ 统 8 9 4 m 一 I 泥 岩 互 层 。 衄 4 0 0 0 图 2三堡 凹 陷 石 炭 系 生 储 盖 综 合 图 支运 动期 构造 运 动控制 二 级构造 带 展布 ，发育 四道 沟 、哈北 及 黄芦 岗 3 个 构造 带 。 2 三堡凹陷石炭系发育 2套烃源岩，资源潜力大。泥岩、砂岩及火 山岩互层 ，组成多套 自生 自储 式储 盖 组合 。 3 黄芦 岗构 造带 是 三堡 凹陷 石炭 系油气 勘探 的有 利 区带 ，其 上 的黄 芦 岗 1号 圈 闭 是近 期 石 炭 系油 气勘 探 的首选 目标 。 [ 参考文献] [ 1 ]赖世新 ，韩晓黎 ，曲伟 ，等 ．准噶尔盘地三南一 滴水泉 凹陷及其周缘石炭系勘探前景 _ J ]．新疆石油地质 ，2 0 0 9 ， 3 0 3 2 9 7 ． E 2 ] 匡立春 ，薛新克 ，邹才能 ，等 ．火山岩岩性地层油藏成藏条 件与富集规律 以准噶尔盆地 克一 百断裂带上盘石 炭系为例 [ J ]．石 油勘探与开发 ，2 0 0 7 ， 3 4 3 2 8 5 ～2 9 0 ． [ 3 ]李锦轶 ，王克卓 ，孙桂华 ，等 ．东天山吐哈盆地南缘 古生代 活动陆缘残 片中亚地 区古亚洲洋 板块俯 冲的地质 记录 [ J ]．岩石学 报 ，2 0 0 2 ， 2 2 5 1 0 8 7 ～1 1 0 2 ． [ 4 ]李森明 ，陈凤来 ，漆万珍 ，等 ．马朗凹陷东部 下二叠统 风化壳特 征与油气 成藏关 系 [ J ]．新 疆石 油地质 ，2 0 0 7 ，2 8 5 5 5 4 ～ 5 5 6 ． [ 编辑] 宋换新 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m