准噶尔盆地深洼区油气成藏主控因素

准噶尔盆地深洼区油气成藏主控因素

摘要：准噶尔盆地深洼区总体处于盆地负向构造单元，构造特征为南倾的单斜带和洼陷带，无特征明显的正向构造圈闭，深大断裂和区域性展布断层不发育，目的层埋深大，勘探程度低。分析认为该区处于富油气系统之中，具“压、断、相、隆"四元联合控藏的特征，具备形成“富集高产"的地层岩性油气藏的地质条件，是寻找大型油气田的重要领域。勘探部署思路为：立足富洼陷、寻找古隆起，优选沉积相，解析断层区，预测高压带，勘探叠合区。部署探井多口，均取得了勘探突破。

关键词：准噶尔盆地 油气成藏 主控因素

准噶尔盆地勘探过程是理论不断创新、认识不断发展的过程。勘探之初，依据石油地质的基本理论“源控论”，提出“立足大坳陷、主攻大构造、寻找大油田”的勘探部署思路，加强综合研究评价，发现了石西等油田；之后，研究认为，洼陷区的油气运聚方式应表征为“油源断裂疏通、沿梁富集”，从而诞生了“梁聚论”新认识，按此部署了新一轮的勘探，发现了石南油气田和莫北油气田，证实了“梁聚论”的正确。

随着洼陷区油气勘探的深入，特征明显的构造圈闭越来越少，寻找各类隐蔽型圈闭就成为进一步勘探的主要任务。

进入21世纪，我国新的矿权登记法出台，中石化在准噶尔盆地登记探矿权区块16个，面积5.95×104km2，勘探程度普遍很低。洼陷区处于富油气系统之中，具“相、隆、断、压”联合控藏的特征，具备形成“富集高产"的地层岩性油气藏的地质条件，是寻找大型隐蔽油气田的重要领域。

1 富油气系统

富油气系统的形成必须以富生烃凹陷为基础，并且在凹陷及其相邻地带具有形成油气的良好功能单元及适当的时空匹配关系。 准噶尔盆地是多旋回的叠加复合型盆地，可划分为4个复合油气系统、16个油气系统（图1)。盆内已发现的油气田（藏）和良好的油气显示主要位于4个复合含油气系统之内，即玛湖-盆1井西复合含油气系统、昌吉复合含油气系统、东道海子-大井复合含油系统以及乌伦古含油气系统，并主要分布在玛湖-盆1井西复合含油气系统和昌吉复合含气系中。由于准噶尔盆地各油气系统生烃凹陷的不对称性、生烃中心的迁移性、生烃母质的差异性、热演化的不同步性、运移通道的不一致性，导致油气聚集环带内油气资源丰度不一、油气混源、分布复杂等特点。

目前已发现的油气田环绕富油气系统分布的特征明显（图1)。区域上，已探明大油气田均环绕二叠系复合含油气系统分布。从子系统看，三个主要的复合含油气系统（盆1井西-玛湖、昌吉凹陷、东道海子-大井）面积约8×104km2，占盆地

图1 准噶尔盆地已发现油气田环绕富油气系统分布图

C1d-石炭系油气系统；P1f-风成城组油气系统；P2w-乌尔禾组油气系统；

P2p-平地泉组油气系统；J1b-中下侏罗统油气系统；K1-下白垩统油气系统；

E1z-紫泥泉组油气系统 总面积的60％，但富集了盆地90％以上的油气资源量，发现的油气田和良好油气显示几乎全部分布在几个含油气系统之内。环盆1井西-玛湖复合含油气系统的构造单元中，三个泉凸起区、西北缘、中拐凸起和玛湖凹陷区均有油气发现；环昌吉复合含油气系统的正向构造单元中，南缘山前、莫北凸起、帐北断阶带也发现油气田。

因此，富含油气系统控制着盆地最有利的油气聚集区，同时也指明盆地油气勘探最有利区应在这几个富油气系统的控制区域内。中石化在盆地洼陷区登记四个区块，分别位于盆1井西、东道海子北和昌吉富油气系统中。资源基础丰厚，具备了优先捕捉油气的有利条件，应为当前的勘探重点。

2 异常压力

异常压力的定义是以地层的静水柱压力为标准，大于或小于地层静水柱压力的皆是异常压力。大于静水柱压力的称为超压(overpressure)，小于静水柱压力的称为低（负）压（un-derpressure)。一般述及的异常压力多是异常超压。超压是地下岩石中常见的现象，据不完全统计，世界上超压盆地有180多个，其中160多个是富含油气的盆地，超压油气田约占全球油气田的1/3左右。

准噶尔盆地异常压力十分发育，根据准噶尔盆地295口探井的实测地层压力、泥浆密度、AC、DC指数等资料编制的地层压力分布图，总体上可划分为腹部、南缘和准东三大压力系统和多个子系统，各压力系统连片分布。中石化洼陷区4个区块有董1、永1、成1等多口探井钻遇高压层。剖面上，均存在地震低速带或较高的剩余流体压力，充分说明异常压力在腹部地区具有普遍性，并且穿层分布（图2）。

图2 异常高压的穿层分布及油气运聚成藏示意图

洼陷区压力高、多层系、大面积分布，必定对区域内油气成藏产生深刻的影响。异常压力对油气成藏的控制作用主要表现在以下四个方面。

2.1 异常高压延缓有机质的成熟作用，有利于深部液态烃的保存

异常高压延缓了有机质向油气的转化，从而提高了液态窗的地温区间。盆参2井和盆4井高压段内的Ro值比正常压力段的明显偏低，如盆4井在深度4000～4514m的正常压力井段内，Ro随深度呈线性增加（正常趋势线），4484.5m处Ro值为0.66％～0.72％，而在4600m以下的高压段内Ro值明显偏低于正常趋势线，即4893～5256m井段的Ro为0.56～0.60％，比正常趋势偏低约30％。盆参2井Ro的变化与盆4井相似，在4600m以下的高压段内Ro值明显偏低，如4904～5015m井段的Ro值仅为0.50％～0.61％。

周中毅对乌鲁木齐的芦草沟油页岩做的模拟实验证实高压延缓有机质的成熟作用。

对于腹部深洼区由于上述机理导致有机质成熟，延后排烃期，可使生排烃高峰期与圈闭储层形成期匹配关系增加，成藏期的延后，也使油气比增加，勘探价值大大增加。

2.2 异常高压可保护和改善储层的孔渗性能 高压制约了流体的运动和能量交换，使得成岩作用减缓或受到抑制，其结果是储集层留了较高的孔隙空间。如盆参2井和盆4井的异常压力段比浅层的正常压力段的物性还要好，在4400～5200m的高压段内，孔隙度明显增大，最高可达10.6％～15.2％。异常压力还支撑了部分上覆岩体的负荷，减小了地层的有效应力和压实作用，使储集性能得以保存，如南缘安集海河组高压层的孔隙度高达30％以上。董1井也是如此，头屯河组高压油气层深度在4800m以下，储集物性良好，测井孔隙度15.5％，而周围的正常压力段物性相对较差。

当压力高到足以使封隔层和围岩破裂时，形成的微裂缝不仅增加了储集空间，更重要的是改善了储集层的连通性，使得储集层的渗透性能大大提高，如盆参2井、盆4井和莫2井高压层内微裂缝泥岩的孔隙度达18.1％～20.1％，且孔隙度与渗透率有较好的线性关系。

2.3 异常高压是腹部深洼陷带油气垂向运移的重要动力

异常高压封存箱形成后，箱内压力的不断增大，当超过岩石的破裂强度后，产生水力压裂缝，其内的高压流体在封盖薄弱的地区首先突破，再沿着层间断层等纵向通道向上运移，加之输导层的配合，最终在运移路径上的构造或地层岩性圈闭中聚集成藏（如董1井、庄1井、盆5井等油气藏和莫北、陆梁等油气田）。因此异常高压是腹部深洼陷带油气垂向运移的重要动力。异常高压作为动力源，（压）裂缝作为通道、幕式排烃、动态成藏是一种有效的地质活动方式。

因此，位于准噶尔盆地洼陷区的中石化中部区块，在无深大油气源断层的情况下，二叠系（或中下侏罗统）主力烃源岩所生成的油气可以通过这种异常压力向上突破的方式，完成在浅层侏罗-白垩系中聚集成藏。

异常压力穿层突破，使勘探层位变浅、目的层变新（图2）。从沙1、庄1、盆参2、董1等油气显示的层位看，从构造高部位到构造低部位，含油气层位逐渐变新，扩大了勘探领域。

3 断裂对油气的控制作用 准噶尔盆地腹部地区微断裂发育，其对油气的运聚具有明显的控制作用。具体体现在以下几个方面。

3.1 断裂作为油气运移的通道

断裂是准噶尔盆地油气运移主要通道之一，在油气运聚的过程中发挥了巨大的作用。沉积坳陷中心生成的油气在完成垂向初次运移后，大规模二次运移的通道主要是断裂或区域性不整合面，油气沿断裂垂向运移时遇到不整合面则发生侧向运移，从空间上构成“|”字形、“之”字形或成阶梯状，使油气实现从深层到浅层、源内到源外（主生烃区→主聚集区）的运移。最终形成平面上连片、垂向上叠置的复合油气藏。总体来看，断裂沟通盆地多层系含油气，形成混源油气聚集区，不整合面作为油气侧向运移的主要通道，从而使得在远离中心的隆起和斜坡上，油气聚集成为可能（图3）。

图3 准噶尔盆地腹部油气运聚示意图

3.2断裂对油气的分配作用

断裂的倾向、走向及断开的层位及性质等不仅决定着油气的运移方向，还对油气在空间上分配起着重要的作用，断裂断开的层位高，油气运移聚集的层位也就高。在准噶尔盆地，由断裂控制的复式油气聚集是典型的油藏聚集规律。

4 有利储集相带

有利储集相带从直接和间接两个方面控制油气成藏。 4.1 沉积体系和沉积相的时空展布，对烃源岩的发育和有利储集层的分布具有重要的控制作用

烃源岩分布于深-浅湖相，储集层多属河流、三角洲相、滨湖相等沉积。沉积物的成岩演化历史对烃源岩的形成、油气的运移和有利储集层的分布具有重要的影响。

4.2 控制油气的储集部位和油气藏规模

沉积相控制了储集体的发育程度和叠置样式，而储集体的发育程度与油气藏规模有密切关系，而叠置样式则决定了油气的储集部位。在陡坡相模式中成带的冲积扇、扇三角洲等沉积相及其叠置成为主要油气聚集体，而在缓坡相模式中，河湖相和三角洲相是良好的储集单元。洼陷区为缓坡相，油气在三角洲分支河道油气富集。中1区块三工河组、彩南油田头屯河组表现为单砂体控油（砂体叠合连片，单砂体独立成藏），中部4区块董1井头屯河组为岩性油气藏。

4.3 储集体也可成为油气侧向优势运移通道

大量的砂体插入生烃凹陷后，与烃源岩直接接融，起到了“泵吸"作用，使大量的油气沿着储集体向上运移聚集成藏，大大地提高了油气的运聚效率。如莫北油田、盆5井油气田、莫西庄、董1、永1井等油气成藏与扇体的发育存在着密切的关系。对于腹部地区侏罗系自生自储类型的油藏有积极意义。

5 古隆起

准噶尔盆地洼陷区发育有多个古隆起，如：陆梁隆起、马桥凸起、莫北凸起、巴达松凸起、白家海凸起及车-莫古隆起等。其中对于中石化区块油气成藏影响最大的应是车-莫古隆起，其对油气成藏的控制作用主要表现在以下几个方面。

5.1 背斜为油气提供良好的聚集场所

车-莫古隆起从中晚侏罗世形成以来，一直到晚第三纪沙湾组沉积末长期具有背斜形态，作为油气运移的重要指向区，为油气运聚提供了良好的构造圈闭，并完成了油气的首运移和聚集。 5.2 “右旋压扭”形成机制有利于发育断裂或微裂缝，改善了储层的物性

在车-莫古隆起的形成演化过程中，“右旋压扭"应力起着决定性作用，构造作用必会在古隆起的高点和翼部产生大量的断裂和裂缝，不但改善了储层的物性，并为油气的运移提供了良好的运移通道和储集空间。

5.3 背斜高点南北向的迁移，控制了油气的调整

从早第三纪开始，随着车-莫古隆起高点不断向北迁移，其构造的规模也逐渐地萎缩，古油气藏的油气也随之开始调整，油气不断地向北迁移和逸散。至晚第三纪塔西河组沉积末，由于古构造的消失，原来车-莫古隆起聚集的油气除少部分油气在其周围的地层和岩性圈闭中成藏外，大部分的油气向北运移，至莫北隆起及以北的圈闭中再次聚集成藏。莫北凸起的油气源对比表明，油气源是来源于盆1井西和昌吉两个生油凹陷，地化分析表明，油气主要从南向北运移，有车-莫古隆起古油气藏的贡献（图4）。