黃立良，王 然，鄒 陽，萬 敏，常秋生，錢永新

中國石油 新疆油田公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000

準噶爾盆地瑪湖凹陷是中國石油近年來的勘探明星地區(qū)，突破不斷[1]，如在瑪北、瑪西和瑪東斜坡區(qū)三疊系百口泉組發(fā)現(xiàn)10億噸油氣規(guī)模儲量，為瑪湖凹陷的勘探從斷裂帶走向斜坡區(qū)奠定了堅實基礎。據(jù)此思路，勘探家們開始對瑪南斜坡區(qū)進行探索，這是因為瑪南斜坡區(qū)上二疊統(tǒng)上烏爾禾組與瑪北、瑪西、瑪東斜坡區(qū)三疊系百口泉組具有相似的成藏背景[2]。具體而言，瑪南斜坡區(qū)處于迎烴面，且發(fā)育組合型深大斷裂，為油氣的運移和聚集提供了輸導基礎；上二疊統(tǒng)上烏爾禾組發(fā)育近2 000 km2扇三角洲前緣水下河道砂體，為油氣成藏提供了儲層條件。

隨著對瑪南凹陷勘探的不斷深入，前人開展了大量相關研究。如在構造特征方面：隋風貴[3]研究認為瑪湖凹陷二疊紀以來經(jīng)歷了造山伸展、擠壓逆沖、逆沖疊加、振蕩升降和陸內(nèi)前陸五大構造階段，瑪南斜坡區(qū)受構造擠壓、逆沖推覆和振蕩升降的影響較大；李攀等[4]揭示了二疊紀晚期到三疊紀早期是準噶爾盆地演化的重要轉(zhuǎn)化期，在下烏爾禾組與上烏爾禾組之間形成了主要不整合，上烏爾禾組與白堿灘組之間形成了次要不整合，瑪南斜坡區(qū)上烏爾禾組與上下地層也均為不整合接觸關系。沉積體系方面：支東明等[5]總結(jié)了瑪南斜坡區(qū)上烏爾禾組沉積期為大型斜坡構造背景，在不整合面之上分布了規(guī)模疊置連片的礫巖體；唐勇等[6]進一步研究認為，沉積體系為平緩斜坡背景下的大型淺水退覆式扇三角洲沉積；張昌民等[7]發(fā)現(xiàn)瑪南斜坡區(qū)沉積具有繼承性，從淺到深發(fā)育粗粒沉積扇、扇三角洲和辮狀河三角洲等沉積體系；譚開俊等[8]、孟祥超等[9]認為，斷裂帶對沉積具有控制作用，但該認識在后期勘探中并未證實，尚存爭議；譚開俊等[10]發(fā)現(xiàn)上烏爾禾組存在古溝槽沉積，該發(fā)現(xiàn)很好地詮釋了儲層質(zhì)量的影響因素，為后期儲層評價研究提供了依據(jù)。輸導體系方面：陳建平等[11]認為，瑪湖凹陷在上烏爾禾組上下不整合面之下的剝蝕帶為油氣運移提供通道。蓋層保存方面：楊帆等[12]認為，上烏爾禾組頂部泥巖廣泛發(fā)育，為下部油藏提供了區(qū)域性蓋層條件。前人對瑪南上烏爾禾組成藏特征研究提供了重要指導，但大多集中在構造、沉積、輸導體系和蓋層保存等單一要素上，沒有系統(tǒng)綜合的分析總結(jié)。

根據(jù)前人研究成果和進一步深入勘探研究發(fā)現(xiàn)，目前瑪南斜坡區(qū)上烏爾禾組油氣富集，油藏類型較多，仍存在成藏要素復雜、富集規(guī)律不清等問題。本文在這此基礎上，通過巖石薄片、壓汞及物性展開精細的儲層特征分析，從構造、沉積及古地貌特征等方面，解剖瑪南斜坡上烏爾禾組油藏特征，總結(jié)油藏類型的發(fā)育特征及成藏要素，以期為瑪湖凹陷油氣多層系立體勘探提供指導。

1 地質(zhì)背景

準噶爾盆地瑪南斜坡區(qū)位于盆地西部隆起和中央坳陷結(jié)合部，橫跨中拐凸起、克百斷裂帶和瑪湖凹陷3個二級構造單元，有利勘探面積約2 600 km2[13](圖1a，b)。瑪南斜坡區(qū)在二疊紀早期受造山運動的影響，為隆升前陸盆地階段，在中—晚二疊世受持續(xù)推覆擠壓的作用，處于前陸盆地—坳陷盆地轉(zhuǎn)化階段，之后盆地整體抬升遭受剝蝕，形成了二疊系上烏爾禾組和下烏爾禾組之間的大型不整合面[14]。三疊紀盆地持續(xù)下沉，從三疊紀至白堊紀廣泛超覆沉積，古近系沉積前全盆地開始進入擠壓收縮階段，盆地基底整體向南掀斜?，F(xiàn)今瑪南斜坡區(qū)構造表現(xiàn)為東南傾的單斜形態(tài)，局部發(fā)育低幅度鼻凸構造。

瑪南斜坡區(qū)自上而下地層發(fā)育比較齊全，局部缺失下烏爾禾組、夏子街組和風城組[15]。白堊系與侏羅系、侏羅系與三疊系、三疊系與二疊系、上二疊統(tǒng)與中下二疊統(tǒng)間均為角度不整合接觸。根據(jù)研究成果發(fā)現(xiàn)，上烏爾禾組為盆地“前陸—坳陷”轉(zhuǎn)換期填平補齊式的沉積，代表統(tǒng)一坳陷型湖盆沉積的開始，具備形成大規(guī)模地層、巖性圈閉的構造和沉積背景[16]。

上烏爾禾組根據(jù)沉積特征自下而上劃分3段：上烏爾禾組一段、上烏爾禾組二段和上烏爾禾組三段?？v向上沉積由下往上逐漸變細，由上烏爾禾組一段和二段的扇三角洲前緣水下分流河道沉積過渡為烏三段濱淺湖泥巖沉積；巖性由砂礫巖和礫巖逐漸過渡為含礫砂巖、粉細砂巖、粉砂巖和泥巖；砂體厚度也逐漸減薄(圖1c)。

圖1 準噶爾盆地瑪南斜坡區(qū)位置(a，b)及地層綜合柱狀圖(c)

2 油氣成藏要素

2.1 油藏基本參數(shù)特征

統(tǒng)計瑪南斜坡區(qū)上烏爾禾組50多口工業(yè)油流探井數(shù)據(jù)，結(jié)果如表1所示。上烏爾禾組油藏主要分布在克拉瑪依扇、中拐扇和白堿灘扇地區(qū)，埋藏不深，平均在3 800～4 400 m之間，有效厚度較大；在中拐扇和克拉瑪依扇有效厚度在18～35 m，平均為24m；白堿灘扇略薄，厚度在12～25m，平均為16.2 m。原油主要為常規(guī)原油，原油的密度和黏度在三個扇差異稍大，呈現(xiàn)南北分區(qū)特征：北部的克拉瑪依扇和白堿灘扇油質(zhì)較輕，密度平均分別為0.85 g/cm3和0.82 g/cm3，黏度平均分別為12.2 mPa·s和 7.1mPa·s；南部中拐扇油質(zhì)較重，密度平均為0.88 g/cm3，黏度平均為71.7 mPa·s。中拐扇發(fā)育的深大控圈斷裂對油氣有局部調(diào)整是油質(zhì)偏重的主要原因。白堿灘扇和克拉瑪依扇均為無底水油藏，中拐扇深部油藏部分存在底水，各油藏之間無統(tǒng)一油水界面，以CaCl2型水為主，礦化度分布在10 765～15 070 mg/L之間。

表1 準噶爾盆地瑪南斜坡區(qū)二疊系上烏爾禾組油藏參數(shù)統(tǒng)計

2.2 規(guī)模展布的優(yōu)質(zhì)烴源巖

風城組烴源巖是整個西北緣斷裂帶和瑪湖凹陷最重要的烴源巖[17]。風城組烴源巖形成于還原—強還原咸化湖相的沉積環(huán)境，主要為一套暗色泥巖與云質(zhì)巖互層沉積，分布在整個瑪湖凹陷，面積大，約8 000 km2，平均厚度在500 m以上；有機質(zhì)豐度高，總有機碳含量分布在0.41%～4.10%，均值1.38%，S1+S2分布在0.28～25.64 mg/g，均值4.96 mg/g，氯仿瀝青“A”含量分布在0.759‰～16.185‰，均值3.804‰；類型好，以混合型Ⅱ型有機質(zhì)為主，部分為腐殖型Ⅲ型；目前處于“油窗”階段，從凹陷邊緣向沉積中心，熱演化程度逐步增加，成熟度(Ro)分布在1.15%～1.56%，處于成熟—過成熟階段，是盆地最優(yōu)良的烴源巖之一。根據(jù)宋濤等[18]2019年的研究，準噶爾盆地從石炭紀到二疊紀逐漸由“熱盆”演變?yōu)楹笃诘摹袄渑琛保缙诘摹盁帷睘闊N源巖早期生烴提供了良好條件，后期的“冷”又延長了烴源巖壽命，生油窗拉長。二疊系烴源巖目前仍處于高成熟演化階段，持續(xù)生烴、排烴，為百口泉組、上烏爾禾組和下烏爾禾組以及淺層規(guī)模油氣藏提供了充足的油源[17]。

2.3 疊置連片的砂礫巖儲層

瑪南斜坡區(qū)二疊系上烏爾禾組在西、西北、北和東北方向上發(fā)育四大物源體系，西部和西北部的物源體系是瑪南斜坡區(qū)最主要的母質(zhì)來源，主要來自西北緣老山，東部物源的影響稍小(圖2a)。在物源體系的控制下依次形成了中拐、克拉瑪依、白堿灘和達巴松四大扇體，并以中拐扇規(guī)模最大。中拐扇、克拉瑪依扇和白堿灘扇由東西向南東延伸至凹陷中心，達巴松扇由北東向西南延伸至凹陷中心。四大扇體在古地貌和沉積的控制下覆蓋了瑪南斜坡區(qū)，形成了上烏爾禾組約1 800 km2的淺水退覆式扇三角洲沉積，具有坳陷背景下近物源粗碎屑沉積特征。具體而言，烏一段和烏二段砂礫巖儲層發(fā)育，儲層巖性以灰色、綠灰色、灰褐色砂礫巖為主(圖2b，c，d)。烏一段儲層呈厚層狀，單砂體厚度較大，在10～100 m之間；烏二段儲層呈互層狀，單層厚度4～50 m，兩段向瑪湖凹陷中心都有逐漸增厚趨勢。

砂礫巖儲層具有泥、砂和礫石混雜堆積特征，膠結(jié)疏松，結(jié)構成熟度和成分成熟度較低，物性較差；實測孔隙度范圍在3.1%～14.3%，平均6.77%；滲透率范圍在(0.02～959)×10-3μm2，平均2.66×10-3μm2，與上覆百口泉組砂礫巖儲層[19]和下伏下烏爾禾組砂礫巖儲層[20]特征相似，都屬于特低孔、低滲儲層(圖2e，f)。儲層微觀特征以原生粒間孔為主，有少量次生孔隙和界面縫，填隙物以泥質(zhì)雜基為主，膠結(jié)物含量極低，反映該區(qū)成巖作用以壓實作用為主，靠近不整合面附近壓溶作用稍強。儲層毛管壓力曲線主要為細歪度，排驅(qū)壓力較大，孔隙結(jié)構較差，分選性中等(圖2g)。

圖2 準噶爾盆地瑪南斜坡區(qū)二疊系上烏爾禾組儲層特征

2.4 多種類型的儲蓋組合

瑪南斜坡區(qū)二疊系上烏爾禾組沉積自下而上具有逐層超覆的特征，烏一段平面分布范圍最小，烏二段平面分布范圍居中，烏三段平面分布范圍最大，沉積以湖泛泥巖為主。因此，烏一段和烏二段砂礫巖儲層發(fā)育與烏三段泥巖形成退積型下砂上泥的沉積樣式，為大油區(qū)的形成創(chuàng)造了廣泛穩(wěn)定的區(qū)域儲蓋條件(圖3)。烏一段、烏二段頂部發(fā)育2期水進褐灰色泥巖，為下部儲層提供局部的蓋層條件，同時烏一、二段砂礫巖儲層不連續(xù)發(fā)育，橫向非均質(zhì)性強，河道間泥巖充填在砂體之間，為兩段儲層提供側(cè)向封堵?？v橫向的泥巖隔層與包裹的砂礫巖體構成了另一套有效的局部儲蓋組合。

圖3 準噶爾盆地瑪南斜坡區(qū)二疊系上烏爾禾組沉積特征

2.5 地層超覆尖滅背景下連續(xù)型巖性圈閉

晚海西期的多期構造運動，使得上烏爾禾組沿西北緣山前形成環(huán)帶狀超覆。海西運動晚期，受西部板塊擠壓造山作用影響，石炭系、二疊系向盆地大規(guī)模推覆，同時中拐凸起持續(xù)隆升，中、下二疊統(tǒng)遭受剝蝕[21]。二疊紀晚期，瑪南斜坡區(qū)開始沉降，導致大規(guī)模水進，使得上二疊統(tǒng)上烏爾禾組直接披覆在中、下二疊統(tǒng)及石炭系之上，并在中拐凸起及克百斷裂帶附近形成地層超覆帶。二疊系上烏爾禾組主要分布在沙灣凹陷、中拐凸起、瑪湖凹陷及盆1井西凹陷的局部地區(qū)，在沙灣凹陷以南、中拐凸起以北及瑪湖凹陷西北為地層超覆尖滅。上烏爾禾組整體表現(xiàn)為一個大型“地層超覆尖滅帶”背景。

巖性圈閉整體受扇體和古凹槽控制。海西期強烈的構造運動使瑪南地區(qū)在上烏爾禾組沉積時存在多期坡折帶，進而控制古凹凸的展布格局。古凹槽區(qū)砂體沉積厚度較大，凹槽內(nèi)水動力較強，砂巖淘洗干凈，物性好；古凸帶沉積砂體較薄，泥質(zhì)含量高，物性較差。扇三角洲水下分流河道沉積在古凹凸之上，上烏爾禾組一段為填平補齊沉積過程，受古地貌影響最大，多期河道垂向疊加，扇間泥巖側(cè)翼和上部遮擋，使砂礫巖體呈透鏡狀連片分布。上烏爾禾組二段沉積時期古地貌未發(fā)生較大變化，較好地繼承了一段的主河道走向與扇體規(guī)模，古凹凸特征變平緩，砂礫巖體較一段延伸遠，單砂體厚度稍薄。整體砂礫巖儲層表現(xiàn)為非均質(zhì)性強，扇間泥巖三面封堵，一砂一圈閉，單砂礫巖體獨立成藏特征。烏一、二段孤立的砂礫巖體疊置連片分布，構成大面積連續(xù)型巖性圈閉群。圈閉數(shù)量較多，單井鉆遇3～6個，平面展布約1 200 km2，在局部受地層和斷裂的封堵，巖性為主要控圈要素(圖4)。

圖4 準噶爾盆地瑪南斜坡區(qū)上烏爾禾組圈閉模式

2.6 不整合和斷裂組合的立體輸導體系

來自二疊系風城組的一部分油氣，通過不整合面輸導源儲直接接觸供烴成藏[17]。受擠壓造山和持續(xù)隆升構造運動的影響，下烏爾禾組與上烏爾禾組地層之間廣泛發(fā)育不整合面，幾乎覆蓋整個瑪湖凹陷。不整合面上覆地層傾角較小，下伏地層傾角不斷增大，使上、下地層以削截關系接觸。凹陷邊緣靠近造山帶構造高部位，上烏爾禾組直接覆于風城組烴源巖之上，這樣不整合面直接溝通油源，側(cè)向調(diào)整油氣聚集成藏。

另一部分油氣經(jīng)過走滑斷裂垂向調(diào)整、不整合面橫向輸導成藏。瑪南斜坡區(qū)二疊系發(fā)育3組2類斷裂(圖5)。第一組是海西早期，在東西向水平擠壓主應力造山推覆作用的影響下形成的大規(guī)模近北東—南西向的逆推斷裂，控制了斜坡帶—瑪湖凹陷的構造形態(tài)，形成時間早，斷距大，靠近造山帶，與構造線平行，具有很好的上傾遮擋作用，屬于控圈控沉積斷裂。第二組是海西晚期在逆推斷裂形成的同時伴生的規(guī)模較小的逆斷裂，未斷穿上烏爾禾組地層，部分斷裂具控圈作用，與斷層兩盤巖性相關。第三組是近東西向的走滑斷裂，主要形成于燕山早期，該組斷裂受達爾布特左旋走滑的影響，形成了與其近似垂直的多期分支反向壓扭走滑斷裂，形成時間相對較晚，從下到上依次斷穿二疊系風城組、下烏爾禾組、上烏爾禾組以及三疊系部分地層，其活動時間與風城組烴源巖生烴高峰匹配關系好，主要起溝通油源的作用，為油氣的運移提供垂向輸導，后經(jīng)不整合面?zhèn)认蜻\移成藏。

圖5 準噶爾盆地瑪南斜坡區(qū)二疊系上烏爾禾組斷裂系統(tǒng)

2.7 良好的油氣保存

對瑪湖凹陷油氣充注史的研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)油氣存在3期充注：第Ⅰ期油氣充注發(fā)生在晚三疊世之前[22]；第Ⅱ期油氣充注期為早侏羅世，以黃色熒光為代表的風城組成熟原油發(fā)生高強度、大規(guī)模充注，在瑪東、瑪北、瑪西和瑪南地區(qū)的儲層中聚集成藏；第Ⅲ期油氣充注期在早—中白堊世，以藍白色熒光為代表的風城組高熟原油廣泛充注。根據(jù)斜坡區(qū)多井巖石熒光薄片油氣以藍白色和黃色熒光為主，可見第Ⅱ期和第Ⅲ期油氣充注期對上烏爾禾組油藏形成具有重要影響(圖6a，b)，晚三疊世之前的油氣充注未得到有效保存。推測燕山期構造活動破壞了早期充注的油氣聚集成藏，使其沿斷裂帶運移至淺層[21]。巖石中保留的殘留瀝青可以證實，同時在該區(qū)淺層侏羅系八道灣組也確實發(fā)現(xiàn)部分油藏。這也間接證實上烏爾禾組油氣的充注時間在早侏羅世和早—中白堊世。從原油飽和烴色譜特征分析(圖6c)，輕質(zhì)組分含量較高，沒有散失跡象，說明后期充注油藏保存比較完好，燕山期以后構造運動對油藏的破壞性較小。

圖6 準噶爾盆地瑪南斜坡區(qū)二疊系上烏爾禾組原油特征

3 油藏模式

通過對瑪南斜坡區(qū)二疊系上烏爾禾組油藏的整體認識，可以認為二疊系上烏爾禾組是盆地西北部“前陸—坳陷”轉(zhuǎn)換期填平補齊的第一套沉積，近1 500 km2扇三角洲水下分流河道砂礫巖體超覆在中、下二疊統(tǒng)大型不整合面之上，在多期湖侵的沉積背景之下，形成了大型地層超覆尖滅帶，發(fā)育的多期坡折的古地貌特征使得砂礫巖體呈大面積疊置連片分布。早二疊世大規(guī)模湖侵背景下廣泛發(fā)育的湖泛泥巖，為烏爾禾組一、二段油氣的聚集提供了良好的蓋層條件。來自風城組成熟—高成熟的烴源巖，通過深大斷裂和不整合面運移，在上烏爾禾組有效圈閉內(nèi)聚集成藏，形成了大型地層背景下縱向疊置、橫向搭接連續(xù)型巖性油氣藏群。

總結(jié)四大扇體油藏的主要類型有地層型、巖性型、斷層—巖性型等(圖7)。具體而言，中拐扇靠近斷裂帶，控圈控沉積型大斷裂發(fā)育，油藏類型以巖性—斷層油氣藏和斷層油氣藏為主；克拉瑪依扇走滑斷裂發(fā)育，斷裂不具控圈作用，油藏類型以地層油氣藏、巖性油氣藏和斷層—巖性油氣藏為主；白堿灘扇派生斷裂發(fā)育，對部分油藏起控制作用，沉積靠近凹陷中心，埋藏較深，地層尖滅帶影響也較小，主要發(fā)育巖性型和斷層—巖性型油氣藏。達巴松扇尚在突破階段，分析其構造、沉積、儲層與含油性特征與白堿灘扇較相似，推測油藏類型以巖性油氣藏為主。

圖7 準噶爾盆地瑪南斜坡區(qū)二疊系上烏爾禾組油藏類型組合特征

根據(jù)目前的勘探進展，認為中拐扇和克拉瑪依扇勘探程度較高，已經(jīng)提交規(guī)模油氣儲量近10億噸，此外剩余出油氣井點多，如金龍50、克204等井，是儲量拓展的潛力區(qū)；相比而言，白堿灘扇和達巴松扇勘探程度較低，目前白堿灘扇瑪湖23井、瑪湖40井上烏爾禾組獲工業(yè)油流，達巴松扇瑪中12井上烏爾禾組獲良好油氣顯示，是甩開勘探的重點區(qū)帶。

4 結(jié)論

(1)瑪南斜坡風城組烴源巖厚度大，分布廣泛，處于成熟—過成熟階段，油源充足。二疊系上烏爾禾組發(fā)育中拐扇、克拉瑪依扇、白堿灘扇和達巴松扇四大退積型扇三角洲砂礫巖儲層，儲層物性較差，孔隙度平均為6.77%，滲透率平均為2.66×10-3μm2，孔隙類型以原生粒間孔為主，孔隙結(jié)構較差。上烏爾禾組三段湖泛泥巖與上烏爾禾組一、二段厚層砂礫巖形成穩(wěn)定區(qū)域儲蓋組合，扇間泥巖和泥巖夾層與砂礫巖透鏡體組成良好局部儲蓋組合。

(2)瑪南斜坡上烏爾禾組整體為一大型“地層尖滅帶”構造背景下發(fā)育的一砂一圈閉的巖性圈閉群。區(qū)域性不整合面和垂向深大走滑斷裂的組合為油氣運聚的立體輸導體系，在地層、構造和沉積多重因素的影響下，形成了地層型、巖性型、斷層—巖性型等大面積連續(xù)型油氣藏群。

(3)克拉瑪依扇以地層油氣藏、巖性油氣藏和斷層—巖性油氣藏為主，中拐扇以巖性—斷層油氣藏和斷層油氣藏為主，白堿灘扇以巖性油氣藏和斷層—巖性油氣藏為主?？死斠郎嚷裆钭顪\，中拐扇次之，白堿灘扇最深。在中拐扇和克拉瑪依扇有效厚度在18～35 m，平均為24 m，白堿灘扇略薄，尚未突破。白堿灘扇和達巴松扇勘探程度低，是甩開勘探的重點區(qū)帶。