车排子地区石炭系油气成藏模式

[收稿日期]2009-09-11 [基金项目]国家自然科学基金项目(40602013,40572078);教育部博士点基金项目(20060489002)。 [作者简介]王振奇(1963-),男,1982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。

车排子地区石炭系油气成藏模式 王振奇,郑 勇 油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)长江大学地球科学学院,湖北荆州434023 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830011)

[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]TE12211[文献标识码]A [文章编号]1000-9752(2010)02-0021-05

1 石油地质概况111 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700km,南北宽约320km,面积约13@104km2。车排子凸起位于准噶尔盆地西部隆起南部,是石炭纪-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。112 石油地质条件11211 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-泻湖相沉积。残余有机碳含量平均为1126%,氯仿沥青/A0含量平均为011493%,有机质类型多为Ñ~Ò型,现今Ro值分布在112%~214%之间,处于高-过成熟阶段,是一套较好-好的生油岩。在三叠纪末-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-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017%~114%之间,氯仿沥青/A0含量平均为010088%,有机质类型为Ó型,个别为Ò2型和Ò1型。总的来看,下乌尔禾组处于成熟-高成熟阶段,是一套差-较好的烃源岩。在侏罗纪末-白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。11212 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10172%,水平渗透率为34172@10-3Lm2;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0147%,水平渗透率小于0101Lm2,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10152%,水平渗透率为1112Lm2。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)。

#21#石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2010年4月 第32卷 第2期JournalofOilandGasTechnology(J1JPI) Apr12010 Vol132 No12表1 车排子地区石炭系火山岩岩性与储层物性关系岩性有效孔隙度/%水平渗透率/Lm2火山角砾岩1017234172安山岩5129<0101流纹岩0147<0101玄武岩61386143凝灰岩41600172表2 车排子地区石炭系火山岩岩相与储层物性关系岩性有效孔隙度/%水平渗透率/Lm2

喷发相1015211123碎屑沉积相141517144溢流相81932183火山沉积相41720198

图1 车排子地区储盖组合示意图11213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211 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+沥青质含量低的特点。饱和烃含量为61151%~86%,芳烃为6%~26%,饱和烃+芳烃含量都在70%以上,非烃+沥青质含量一般很低。原油密度分布在0182~0196g/cm3之间,含蜡量分布在0~2%之间,部分井进入高含蜡量范畴,可高达16%。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C31藿烷20S/(20S+20R)值均大于015,主要分布在015~017之间,C29甾烷20S/(20R+20S)主要分布在0143~0153之间,C29甾烷ABB/EC29值主要集中在014~016之间。说明原油成熟度较高。212 原油分类研究区Pr/Ph、三环萜烷中C23/C19及C19、C21、C23三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Ñ类区,具有密度小,碳同位素值较轻,Pr/Ph较低,B-胡萝卜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C23/C21和C23/C19的比值相对较大;规则甾烷中C27、C28和C29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Ò类区,一般密度较大,碳同位素值较轻;Pr/Ph较高;B-胡萝卜烷丰度较小,C-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,C23/C21和C23/C19的值相对较小;甾烷中含妊

#22# 石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年4月图2 车排子石炭系原油分类图烷和高妊烷,规则甾烷以C28

和C29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Ó类区,密度较小,碳同位素值较大;Pr/Ph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C28和C29为主。213 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。

图3 车排子石炭系火山岩原油分布图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-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-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-抬升的振荡发展阶段[3]。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。

#23#第32卷第2期王振奇等:车排子地区石炭系油气成藏模式 图4 车排子石炭系构造演化及油气成藏模式图#24#

石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年4月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[4~10]。主要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-溢流相-火山沉积相-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-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-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。

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