淡偉寧

（長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北 武漢430100）

（中石油華北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河北 任丘062552）

李曉紅，鄧國(guó)華，隋麗敏 （中石油華北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河北 任丘062552）

阿爾凹陷位于二連盆地巴音寶力格隆起區(qū)東北部，南與巴音都蘭凹陷北洼槽相鄰，東與烏里雅斯太凹陷隔隆相望，是近幾年華北油田在二連盆地新區(qū)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)新凹陷，下白堊統(tǒng) （K1）沉積面積約1200km2。2008年，鉆探阿爾1井、阿爾2井、阿爾3井獲得工業(yè)油流，勘探獲得突破，經(jīng)過(guò)幾年勘探開(kāi)發(fā)，目前是二連油田重要的產(chǎn)油基地。

二連盆地是在海西地槽褶皺基底上發(fā)育起來(lái)的中生代斷陷湖盆，由多個(gè)分散的小斷陷組成，由于它們同處一個(gè)盆地，每個(gè)凹陷的基本石油地質(zhì)條件相似，所以它們的油氣成藏控制因素和成藏模式具有一定的相同點(diǎn)。但是，每一個(gè)凹陷又是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立個(gè)體，它們?cè)谂璧刂兴幍奈恢貌煌?，造成油氣成藏控制因素和成藏模式各具特色，研究凹陷的成藏控制因素和成藏模式，?duì)提高勘探成效有重要作用。

1 成藏控制因素

1.1 優(yōu)質(zhì)烴源巖控制油藏分布

1）烴源巖特征 阿爾凹陷發(fā)育騰一段、阿爾善組2套成熟烴源巖，與二連盆地大部分凹陷相似，它在裂陷初期的主要沉積作用是對(duì)古生界或侏羅系基底的填平補(bǔ)齊。但是，可能是遠(yuǎn)離盆地南側(cè)的造山帶而原始地形平坦，阿爾凹陷下白堊統(tǒng)巴彥花群的下部缺失了二連盆地大部分凹陷常見(jiàn)沖積扇－扇三角洲－辮狀河流粗碎屑沉積組合，與基底直接接觸的阿三段是一套扇三角洲前緣和辮狀河三角洲前緣砂體與湖泊相泥巖的中－細(xì)碎屑沉積組合。在凹陷的南部甚至缺失阿三段，直接覆蓋在基底之上的阿四段以一套湖泊－湖底扇為主，夾扇三角洲前緣和辮狀河三角洲前緣砂體的沉積組合。正是由于成湖期早，且湖泊發(fā)育的時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致阿爾凹陷出現(xiàn)了二連盆地真正意義上的騰一段和阿爾善組2套有效的烴源巖。

①騰一段。騰一段烴源巖厚度300～500m，占地層厚度70%以上。據(jù)阿爾1井、阿爾6井地化指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，騰一上亞段烴源巖TOC （總有機(jī)碳含量）平均3.17%，S1＋S2（生烴潛量）平均19.42mg／g，“A”（氯仿瀝青 “A”含量）平均0.1754%，總烴平均0.0659%，干酪根類型為Ⅱ1型，屬很好－好烴源巖。騰一下亞段烴源巖TOC平均1.64%，S1＋S2平均9.5mg／g，“A”平均0.156%，總烴平均0.0822%，干酪根類型為Ⅱ1型，屬于好烴源巖。

②阿爾善組。阿爾善組烴源巖厚度200～300m，占地層厚度50%以上。阿爾善組四段烴源巖TOC平均0.82%，S1＋S2平均1.96mg／g，“A”平均0.0899%，總烴平均0.0352%，干酪根類型為Ⅱ2型，屬中等烴源巖。阿爾善組三段烴源巖TOC平均1.12%，S1＋S2平均3.23mg／g，“A”平均0.1401%，總烴平均0.0352%，干酪根類型為Ⅱ2型，屬好烴源巖。

2）優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布 在二連盆地的富油凹陷中，往往存在一套優(yōu)質(zhì)烴源巖，它對(duì)油氣成藏起重要作用。縱向上烴源巖各項(xiàng)有機(jī)質(zhì)豐度指標(biāo)隨著沉積環(huán)境的變化而變化，但往往在某一層段里，烴源巖豐度指標(biāo)比鄰近層段要高出許多，達(dá)到一個(gè)峰值，而且縱向上有一定厚度，這就是優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育區(qū)。通過(guò)綜合多口單井地化指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，阿爾凹陷的優(yōu)質(zhì)烴源巖一般來(lái)說(shuō)TOC大于2.0%，S1＋S2大于20mg／g，“A”大于0.1%，IH （烴指數(shù)）大于450mg／g。層系上，優(yōu)質(zhì)烴源巖主要分布在騰一上亞段和騰一下亞段的上部，TOC平均3.77%，最大6.65%，“A”平均0.326%，最大0.72%，S1＋S2最大51.37mg／g，烴源巖分布面積較廣，主要分布在凹陷中部主洼槽區(qū)。

3）優(yōu)質(zhì)烴源巖對(duì)油藏的控制作用 騰一段優(yōu)質(zhì)烴源巖生油強(qiáng)度最高達(dá)到700×104t／km2，對(duì)凹陷資源量貢獻(xiàn)大，貢獻(xiàn)資源量占整個(gè)騰一段資源量70%。由于阿爾凹陷油氣距離近，優(yōu)質(zhì)烴源巖對(duì)油藏控制作用明顯。通過(guò)對(duì)已發(fā)現(xiàn)的油藏位置與優(yōu)質(zhì)烴源巖展布平面關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，騰一段油藏分布與騰一段優(yōu)質(zhì)烴源巖分布具有密切關(guān)系。油藏基本分布在優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度大于100m區(qū)域，在優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育的中心，形成阿爾凹陷最大的整裝油藏－阿爾3井油藏。從鉆探成效來(lái)看，失利的探井大多分布在優(yōu)質(zhì)烴源巖外或者較薄的區(qū)域?？v向上，雖然從阿爾善組到騰一段均有烴源巖分布，阿爾善組至騰一段也發(fā)現(xiàn)了油層，但是油層主要是分布在騰一段優(yōu)質(zhì)烴源巖內(nèi)的砂體或附近的砂體內(nèi)，已發(fā)現(xiàn)的油藏儲(chǔ)量有80%以上受優(yōu)質(zhì)烴源巖控制。

1.2 陡帶扇三角洲砂體是油藏的主要儲(chǔ)集體

1）陡帶砂體特征 二連盆地大多數(shù)凹陷陡帶一般發(fā)育小而多的扇三角洲或水下扇，這類沉積體系的砂體特點(diǎn)是橫向變化快，單個(gè)砂體規(guī)模一般較小。阿爾凹陷具有清晰的邊緣相和獨(dú)立的沉積體系，陡帶沉積體系遠(yuǎn)比緩坡帶發(fā)育，下白堊統(tǒng)在凹陷陡坡側(cè)以斷裂與邊緣凸起或隆起對(duì)接，凹陷的陡坡側(cè)，扇三角洲砂體沿長(zhǎng)軸方向成群分布，并且在橫向上沿著斷階錯(cuò)落分布，發(fā)育數(shù)個(gè)大型的扇三角洲，在緩坡側(cè)沿斜坡向上逐層超覆。由于斷階控制了沉積坡折和水體深度的變化，往往造成扇三角洲砂體在二級(jí)和三級(jí)斷階下被厚層泥巖所掩蓋，從而形成多個(gè)良好的儲(chǔ)蓋組合和側(cè)向封堵。例如在阿爾3井－阿爾4井區(qū)發(fā)育的騰一下段大型塑源侵蝕扇三角洲沉積，面積在80km2以上，由于扇體面積大，直接進(jìn)入主湖區(qū)，從而有利相帶面積廣，砂體平面延伸距離寬，儲(chǔ)層物性好。這類砂體儲(chǔ)層單層厚度均一，橫向連通性好，夾持在深灰色的烴源巖中，形成有利的生儲(chǔ)蓋組合。

2）陡帶砂體對(duì)成藏的控制作用 阿爾凹陷的主要油氣藏賦存于陡坡側(cè)或與陡坡側(cè)相關(guān)的騰一下亞段上部和 （或）騰一上亞段上部砂體中，包括扇三角洲前緣水下分流河道砂體、扇三角洲前次生滑積扇砂體和洼槽區(qū)東側(cè)湖底濁積扇砂體。這些砂體數(shù)量多、成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度中等，孔滲性能較好，多屬于好的和比較好的儲(chǔ)層。從地震剖面上可清楚地看出，這些砂體橫向連續(xù)且處于盆緣斷階下的反轉(zhuǎn)背斜高位上，并且有同沉積斷裂系統(tǒng)溝通下伏騰一下亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖，上覆蓋層則為騰一上亞段優(yōu)質(zhì)烴源巖和騰二段巨厚的湖相泥巖，油源和蓋層條件十分優(yōu)越。

1.3 不整合面對(duì)油氣運(yùn)移和富集的控制

油氣的運(yùn)移主要有3種途徑：砂體輸導(dǎo)、斷層垂向運(yùn)移和不整合面橫向運(yùn)移。油氣的大規(guī)模橫向運(yùn)移主要是靠不整合面，因此，不整面形成的油氣藏越來(lái)越受到石油地質(zhì)界的重視。在東北亞盆地系及二連盆地區(qū)域構(gòu)造大背景下，阿爾凹陷構(gòu)造演化與二連盆地其它凹陷一樣，大致經(jīng)歷了3個(gè)較為完整的裂陷－反轉(zhuǎn)旋回，形成了3個(gè)裂陷亞原型以及相應(yīng)的3個(gè)構(gòu)造不整合面，其中位于烴源巖中的不整合面對(duì)油氣的運(yùn)移和聚集成藏起到極為重要作用。

阿爾凹陷沉積特點(diǎn)和二連盆地大多數(shù)凹陷一樣，巖相變化快，砂體輸導(dǎo)油氣距離短，同時(shí)，斷層不是十分發(fā)育，斷層和砂體對(duì)油氣運(yùn)移作用不明顯，因此不整合面成為油氣運(yùn)移的重要通道，尤其是成熟生油層內(nèi)不整合面是最有利的 “聚油面”。騰一段內(nèi)部發(fā)育的區(qū)域性不整合面對(duì)油氣運(yùn)聚起主要控制作用。首先，騰一段是凹陷烴源巖質(zhì)量最好的層段，騰一段內(nèi)部不整合面具有油源優(yōu)勢(shì)，它直接接受上下相鄰烴源層排出的烴類，同時(shí)大量接受沿著砂礫巖輸導(dǎo)層側(cè)向運(yùn)移來(lái)的烴類，然后油氣沿著不整合面附近有利的圈閉中優(yōu)先成藏。其次，不整合面之上騰一上亞段沉積時(shí)，湖盆發(fā)育進(jìn)入了一個(gè)廣盆湖盆發(fā)育時(shí)期，發(fā)育了一套橫向分布穩(wěn)定、范圍廣、連續(xù)性好的區(qū)域性蓋層，進(jìn)入成藏期后，這套區(qū)域性蓋層對(duì)油藏起良好保存作用。同時(shí)，騰一上亞段也是一套良好生油巖，可以向不整合面供油。第三，區(qū)域性的不整合面往往是一個(gè)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)結(jié)束另一個(gè)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的開(kāi)始，因此許多斷層均終止于不整合面，進(jìn)而油氣垂向運(yùn)移也終止于不整合面。從賽漢塔拉期開(kāi)始，盆地發(fā)育由斷陷轉(zhuǎn)入坳陷發(fā)育階段以及回返抬升階段，阿爾凹陷斷裂活動(dòng)不明顯，穿透巨厚的蓋層能力降低，這也為油氣在騰一段下部聚集提供了保障。

從阿爾凹陷的勘探成果看，主要含油層系也是分布在成熟生油層內(nèi)不整合面上下，其中又以騰一段內(nèi)部不整合面以下的騰一下亞段最為富集，不整合面上下的油藏占已發(fā)現(xiàn)油藏80%以上。

2 油氣成藏模式

阿爾凹陷的油氣成藏模式有碎屑巖和潛山2大類 （見(jiàn)圖1），碎屑巖成藏模式占主導(dǎo)地位。

圖1 阿爾凹陷油氣成藏模式圖

2.1 碎屑巖油藏成藏模式

1）陡坡帶低位背斜－扇三角洲前緣成藏模式 在阿爾凹陷東側(cè)陡坡帶與洼槽區(qū)交界處，騰一下亞段扇三角洲前緣水下分流河道砂體向洼槽區(qū)不斷推進(jìn)，砂體大面積分布且物性較好，砂體靠近沉積中心且覆蓋厚暗色泥巖之上，又有上覆的騰一上亞段和騰二段的大套暗色泥巖封蓋，形成良好的生儲(chǔ)蓋組合。沉積物在差異壓實(shí)作用下逐漸形成正向構(gòu)造，騰一下亞段沉積末期的構(gòu)造擠壓反轉(zhuǎn)又加劇了構(gòu)造幅度，并且在構(gòu)造的頂部產(chǎn)生縱張正斷層系統(tǒng)，構(gòu)成良好的巖性－構(gòu)造圈閉的雛形。隨后，在騰一上亞段和騰二段沉積期的新一輪裂陷－反轉(zhuǎn)旋回的拉張應(yīng)力場(chǎng)中，背斜頂部的反向正斷層系進(jìn)一步發(fā)展成為地塹式縱張塌陷而形成背斜。由于砂體物性好、構(gòu)造背景與砂體配置關(guān)系佳、油源充足的特點(diǎn)，這種地方的成藏條件十分優(yōu)越，據(jù)此建立了陡坡帶低位背斜－扇三角洲前緣成藏模式。以該模式作為指導(dǎo)落實(shí)圈閉，鉆探了阿爾3井、阿爾4井、阿爾41井等，均在騰一下亞段獲得高產(chǎn)油流，發(fā)現(xiàn)了阿爾3大型構(gòu)造－巖性油藏。

2）陡坡帶反轉(zhuǎn)構(gòu)造翼部－扇三角洲前緣成藏模式 陡帶發(fā)育多個(gè)大型的扇三角洲沉積體，不同亞相的砂體儲(chǔ)層物性差異大，物性好的砂體有利于成藏。二連盆地各個(gè)凹陷邊緣的扇三角洲根部和扇面河道是粗碎屑快速堆積的地方，恰好也是反轉(zhuǎn)構(gòu)造發(fā)育的主體位置，砂體由于搬運(yùn)距離短，來(lái)不及磨圓和分選，造成了沉積物儲(chǔ)集物性差，含油性也差。相反，反轉(zhuǎn)構(gòu)造的西側(cè)翼部，大致處于扇三角洲中部與前緣過(guò)渡區(qū)，相當(dāng)于扇面河道與水下分流水道過(guò)渡區(qū)，由于經(jīng)過(guò)了一定的水流分選，砂體儲(chǔ)層物性較好，含油性變好。阿爾凹陷也不例外，在反轉(zhuǎn)構(gòu)造作用下，東側(cè)陡坡背斜構(gòu)造帶中的每個(gè)構(gòu)造主體大多數(shù)對(duì)應(yīng)著扇根部位，而構(gòu)造翼部大致對(duì)應(yīng)著扇三角洲中部與前緣過(guò)渡區(qū)，當(dāng)條件適宜時(shí)其砂體也可以向下延伸到洼槽區(qū)邊緣，因此規(guī)模較大，其側(cè)下方有巨厚的優(yōu)質(zhì)烴源巖，上面有巨厚的蓋層，也有較好的油氣成藏條件。結(jié)合構(gòu)造位置和沉積相帶構(gòu)建了陡坡帶反轉(zhuǎn)構(gòu)造翼部－扇三角洲前緣成藏模式。以這種模式作為指導(dǎo)，鉆探了沙麥背斜翼部的阿爾2井和阿爾22井，發(fā)現(xiàn)了沙麥油藏。

3）洼槽區(qū)－物性封閉成藏模式 洼槽區(qū)是湖底濁積扇發(fā)育的地方，多期次的濁積砂體互相疊加形成密集的砂泥互層，濁積砂體經(jīng)過(guò)2次水?dāng)y作用，物性條件較好，又包裹在巨厚的湖相泥巖之中，封閉成藏條件較好，由此構(gòu)建了洼槽區(qū)－物性封閉成藏模式。阿爾61井就屬于這種成藏模式，油層分布在阿爾善組四段烴源巖中，儲(chǔ)層是長(zhǎng)石石英砂巖，成分成熟度高，試油獲得了自噴高產(chǎn)油流。這類模式的油藏，由于湖底扇砂體規(guī)模不大，因此油藏規(guī)模也不大，但是它的砂體物性好，油源充足，往往是富集高產(chǎn)區(qū)塊。

4）緩坡帶坡折－辮狀河三角洲前緣成藏模式 在凹陷西側(cè)的斜坡帶，主要是辮狀河三角洲的沉積模式，辮狀河三角洲都具有長(zhǎng)期發(fā)育的特征。由于有較長(zhǎng)距離的搬運(yùn)磨圓和一定程度水?dāng)y分選作用，特別是在靠近洼槽區(qū)的辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂體，具有較高的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度，物性條件較好。由于斜坡坡度不大，地形較緩，所以這類砂體具有分布面積廣，單層厚度薄的特點(diǎn)。斜坡區(qū)多發(fā)育有沉積坡折，坡折帶是沉積環(huán)境和水動(dòng)力條件突然改變的轉(zhuǎn)折處，沿著坡折帶的走向，呈裙帶狀展布一系列扇三角洲或辮狀河三角洲沉積體。這些砂體往往伸入生油洼槽中，被優(yōu)質(zhì)烴源巖包圍，油源和封蓋條件非常好，容易形成富集的油藏。由此構(gòu)建了緩坡帶坡折－辮狀河三角洲前緣成藏模式，以這種模式在阿爾凹陷已發(fā)現(xiàn)了阿爾17井、阿爾23井、阿爾52井等多個(gè)油藏。

圖2 阿爾凹陷基底潛山 （火成巖、變質(zhì)巖）裂縫型儲(chǔ)層油氣成藏模式

2.2 潛山油藏成藏模式

阿爾凹陷的古生界基底和二連盆地一樣，在經(jīng)歷了印支期的大幅拱升，燕山期強(qiáng)烈的塊斷運(yùn)動(dòng)之后，造成了區(qū)內(nèi)古潛山的類型多種多樣，目前已知的主要類型有內(nèi)幕型、風(fēng)化殼型和斷棱式等，與之對(duì)應(yīng)有以下3種潛山成藏模式。

1）逆傾坡潛山內(nèi)幕成藏模式 凹陷周緣地質(zhì)露頭表明，古生界巖性較為復(fù)雜，尤其在斜坡地區(qū)。但也正是不同巖性之間物性 （剛性、塑性）差異造成裂縫發(fā)育程度的不同，剛性巖石裂縫發(fā)育成為儲(chǔ)層，上覆塑性巖石的裂縫不發(fā)育而成為蓋層，從而在潛山腹地形成儲(chǔ)蓋組合，由此構(gòu)建了逆傾坡潛山內(nèi)幕成藏模式 （圖2（a））。

2）斷塊潛山成藏模式 斷塊潛山是受斷層控制的基底斷塊，其成藏模式取決于油源、蓋層及基底頂部風(fēng)化殼的儲(chǔ)集條件 （圖2（b））。阿爾凹陷成湖期早，覆蓋在斷塊潛山之上的阿三段和阿四段生油巖厚度大、質(zhì)量好，尤其是在凹陷西側(cè)緩坡部位，上覆地層既是烴源層也是好蓋層。斷塊潛山成藏的關(guān)鍵在于基底頂部風(fēng)化殼及裂縫發(fā)育程度，也就是潛山的儲(chǔ)集條件。這種油藏在緩坡帶和陡坡帶都有發(fā)育。其圈閉在緩坡帶主要由基底次級(jí)地壘兩側(cè)反向正斷層挾持的斷塊構(gòu)成，在陡坡帶則由邊緣階梯狀斷層挾持的斷階構(gòu)成。

3）殘丘潛山成藏模式 在阿爾凹陷西側(cè)斜坡帶上發(fā)育有多個(gè)由古生界基底經(jīng)過(guò)褶皺變質(zhì)、風(fēng)化剝蝕形成的古生界殘丘潛山 （圖2（c））。殘丘山的儲(chǔ)集條件主要取決于風(fēng)化殼的發(fā)育程度。阿爾62井、阿爾26井等在鉆探古生界凝灰?guī)r殘丘潛山，見(jiàn)到薄層的氣測(cè)異常，有熒光和油跡顯示。雖然該成藏模式?jīng)]有見(jiàn)工業(yè)性油藏，應(yīng)該是阿爾凹陷下步勘探重點(diǎn)關(guān)注的方向。

3 結(jié) 語(yǔ)

阿爾凹陷具備二連盆地富油凹陷普遍的石油地質(zhì)特征，烴源巖發(fā)育、資源量大，具有良好的構(gòu)造背景和生儲(chǔ)蓋組合，除此之外，它還具有自身獨(dú)特的石油地質(zhì)特征，大規(guī)模反轉(zhuǎn)構(gòu)造背景和陡帶物源豐富形成大規(guī)模扇三洲砂體。阿爾凹陷從勘探獲得突破到實(shí)現(xiàn)快速高效勘探，正是把握好了這些獨(dú)特的石油地質(zhì)特征，構(gòu)建了合理成藏模式指導(dǎo)圈閉落實(shí)、優(yōu)選鉆探的結(jié)果。阿爾凹陷的發(fā)現(xiàn)，豐富了二連盆地油氣成藏的認(rèn)識(shí)。