李建忠，王小軍，楊帆，宋永，阿布力米提·依明，卞保力，劉海磊，王學勇，龔德瑜

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.中國石油新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000；3.中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000）

大型疊合盆地下組合是未來油氣勘探的重要戰(zhàn)略領(lǐng)域，隨著深埋優(yōu)質(zhì)儲層形成機理、深層油氣成烴和成藏等理論認識的不斷深化和工程技術(shù)水平的提高，深層-超深層油氣勘探發(fā)現(xiàn)的油氣藏數(shù)量明顯增多。近幾年在巴西［1］、美國墨西哥灣、澳大利亞西北陸架、墨西哥和委內(nèi)瑞拉等地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大油氣田［2-4］。中國在深層-超深層油氣勘探領(lǐng)域也陸續(xù)取得了一系列重要發(fā)現(xiàn)，準噶爾盆地南緣高探1井在深度5 700 m以深獲得日產(chǎn)原油1 213 m3、天然氣32.17×104m3的高產(chǎn)油氣流，創(chuàng)造了中國陸上碎屑巖地層最高原油日產(chǎn)記錄［5-6］；準噶爾盆地南緣呼探1井在深度7 367～7 382 m獲得百萬方高產(chǎn)油氣流，打破了準噶爾盆地最深井記錄；塔里木盆地博孜9井和輪探1井，不斷刷新勘探深度下限，在8 000 m以深獲得日產(chǎn)超過100 t的高產(chǎn)油流。四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)震旦系-寒武系、鄂爾多斯靖邊奧陶系、塔里木盆地庫車、松遼盆地等地區(qū)深層已經(jīng)成為中國主要的油氣產(chǎn)區(qū)［7-14］。

準噶爾盆地從石炭紀到第四紀經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動，疊加了克拉通、斷陷、前陸和坳陷等盆地類型，是典型的疊合盆地［15］。受區(qū)域性蓋層的分隔，準噶爾盆地縱向上分為下、中、上3個成藏組合，下組合為石炭系-中二疊統(tǒng)，中組合為上二疊統(tǒng)-三疊系，上組合為侏羅系及其以上地層，其中盆地的主力烴源巖集中在下組合。盆地下組合發(fā)育礫巖、泥質(zhì)白云巖及火山巖，過去認為下組合儲層埋深大、物性差；而源上的上組合發(fā)育砂巖，埋藏淺，分選好，物性優(yōu)。在“源深儲淺”的認識指導下，以往準噶爾盆地的油氣勘探主要集中在中、上組合，而地質(zhì)資源量占據(jù)全盆地40%的下組合油氣探明率僅18.9%。近幾年在緩坡型大型扇三角洲沉積模式和深層優(yōu)質(zhì)碎屑巖儲層形成機理的指導下，勘探不斷向瑪湖凹陷、沙灣凹陷等富烴凹陷斜坡區(qū)、凹陷區(qū)推進，在中組合上二疊統(tǒng)、下三疊統(tǒng)扇三角洲礫巖中取得了非常好的勘探成效，形成了15×108t級的儲量區(qū)［16-20］。隨著地質(zhì)認識和儲層改造技術(shù)進步，逐漸發(fā)現(xiàn)緊鄰源巖層系的下組合剩余資源豐富，是獲得規(guī)模儲量的主要戰(zhàn)略接替層系。

當前，中、上組合油氣勘探開發(fā)程度不斷提高，油氣發(fā)現(xiàn)難度日益加大。為了盡快開拓后備領(lǐng)域，本文通過對準噶爾盆地中央坳陷西部下組合油氣地質(zhì)條件的分析和研判，建立不同油氣成藏模式，提出下組合油氣勘探的有利方向和區(qū)帶，為盡快尋找新的儲量產(chǎn)量增長點，保障國家能源安全，提供最有力的支撐。

1 地質(zhì)背景

中央坳陷是準噶爾盆地的一級構(gòu)造單元，根據(jù)中國石油第四次油氣資源評價對準噶爾盆地構(gòu)造單元的劃分，中央坳陷進一步細分為瑪湖凹陷、盆1井西凹陷、沙灣凹陷、阜康凹陷、東道海子凹陷、達巴松凸起、莫北凸起、莫索灣凸起、莫南凸起和白家海凸起，“5凹5凸”共10個二級構(gòu)造單元［21］，總面積達3.8×104km2。

準噶爾盆地的一級構(gòu)造單元劃分主要是基于二疊紀構(gòu)造背景，中央坳陷是在石炭紀—二疊紀初期斷陷基礎(chǔ)上，疊加了中二疊世前陸、坳陷發(fā)展而成。晚泥盆世—早石炭世準噶爾古陸周緣發(fā)生弧-陸碰撞，不同地區(qū)縫合帶發(fā)生短暫的應力松弛，形成一系列碰撞后的斷陷盆地。二疊紀準噶爾盆地成盆初期，在區(qū)域性南北方向的碰撞擠壓下，形成了以北西、北西西向為主的大型隆起和坳陷，各個山前坳陷間隔排列，形成了盆地早期特有的坳隆間列的構(gòu)造格局。中央坳陷幾乎包含了準噶爾盆地所有的富烴凹陷，是資源量最大的構(gòu)造單元，多個繼承性的古凸起伸入生烴凹陷，凸起帶上發(fā)育眾多大型構(gòu)造圈閉，與烴源巖緊密接觸，平面上成藏要素配置關(guān)系好。

中央坳陷下組合包括石炭系、下二疊統(tǒng)佳木河組和風城組、中二疊統(tǒng)夏子街組和下烏爾禾組。石炭系為海-陸過渡環(huán)境的產(chǎn)物，由火山熔巖、火山碎屑巖、凝灰?guī)r和砂巖等組成，目前鉆遇厚度為35～1 800 m。佳木河組為沖積扇相，發(fā)育雜色砂礫巖、中-基性熔巖、凝灰質(zhì)砂巖和角礫巖，厚度600～2 600 m。風城組以咸化湖相沉積為主，發(fā)育深灰和灰黑色泥巖、云質(zhì)泥巖、灰色云質(zhì)細砂巖，夾有薄層白云巖，底部發(fā)育火山巖，厚度200～1 800 m，是瑪湖凹陷最重要烴源巖層系。夏子街組為沖積扇、扇三角洲沉積，發(fā)育雜色礫巖、砂礫巖，見薄層砂巖，厚度800～2 400 m。下烏爾禾組沉積時期經(jīng)歷一次大面積湖泛，發(fā)育扇三角洲、濱淺湖沉積，沉積了深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾褐灰色砂礫巖和砂巖，厚度300～1 700 m。

下組合發(fā)育兩套區(qū)域性有利儲-蓋組合：①以中二疊統(tǒng)下烏爾禾組泥巖為區(qū)域性蓋層，下烏爾禾組、夏子街組砂礫巖為儲層的儲-蓋組合；②以下二疊統(tǒng)風城組云質(zhì)泥巖為區(qū)域性蓋層，風城組礫巖、佳木河組-石炭系礫巖、火山巖為儲層的儲-蓋組合（圖1）。這兩套儲-蓋組合與石炭系、下二疊統(tǒng)風城組以及中二疊統(tǒng)下烏爾禾組烴源巖縱向上緊密接觸，成藏條件優(yōu)越。

2 成藏條件

2.1 多個繼承性古鼻凸和大型構(gòu)造圈閉

圍繞中央坳陷西部瑪湖凹陷、盆1井西凹陷和沙灣凹陷三大富烴凹陷及周緣發(fā)育瑪中構(gòu)造帶、瑪東斜坡鼻凸帶、達巴松鼻凸帶、盆1井西凹陷北鼻凸帶、莫北鼻凸帶、莫索灣凸起、沙灣凹陷西環(huán)帶鼻凸帶等構(gòu)造帶（圖1）。在瑪中構(gòu)造帶落實瑪北和瑪湖2個下組合背斜圈閉，在瑪東斜坡鼻凸帶落實達1井背斜、瑪東3斷鼻和鹽探1斷鼻等構(gòu)造圈閉，在盆1井西凹陷北鼻凸帶刻畫瑪南背斜、石西凸起、石莫1井西斷鼻及莫北斷鼻等多個構(gòu)造圈閉，在莫索灣凸起和沙灣凹陷西環(huán)帶鼻凸帶也初步刻畫多個背斜、斷鼻及斷塊圈閉。這些構(gòu)造圈閉單個面積一般在80～120 km2，勘探目的層多。

圖1 準噶爾盆地中央坳陷西部石炭系油氣藏分布、石炭系頂界構(gòu)造（a）及地層綜合柱狀圖（b）Fig.1 Map showing the distribution of the Carboniferous oil/gas pools and the Carboniferous top structural contour（a），and the composite stratigraphic column（b）in the western Central Depression in the Junggar Basin

這些鼻凸帶和構(gòu)造圈閉在早石炭世以前就已經(jīng)形成，在石炭紀—晚二疊世持續(xù)發(fā)育，三疊紀以后大多變?yōu)榈头日驑?gòu)造［22］。鼻凸帶控制了早、中二疊世沉積，在鼻凸帶兩側(cè)可見中、下二疊統(tǒng)逐層向鼻凸帶超覆尖滅的現(xiàn)象。鼻凸構(gòu)造伸入富烴凹陷中心，與二疊系烴源巖呈披覆關(guān)系或斷層側(cè)向?qū)雨P(guān)系，在成藏關(guān)鍵期處于油氣運移有利構(gòu)造部位，有極為優(yōu)越的成藏條件和勘探前景，具備形成大油氣田的有利條件。

2.2 三套烴源巖

中央坳陷西部地區(qū)自下而上發(fā)育石炭系、下二疊統(tǒng)佳木河組和風城組、中二疊統(tǒng)下烏爾禾組3套烴源巖［23］，生烴能力強、資源潛力大（圖2）。

石炭系-下二疊統(tǒng)佳木河組為腐殖型烴源巖，以生氣為主。過去對準噶爾盆地西部地區(qū)是否發(fā)育規(guī)模有效的石炭系-下二疊統(tǒng)佳木河組烴源巖存在疑問，特別是石炭系烴源巖，認為僅在盆地東部的克拉美麗山前發(fā)育。但通過車25井、車19井、紅65井、拐148井和581井等15口鉆井巖心分析，雖然對西部地區(qū)石炭系-下二疊統(tǒng)佳木河組烴源巖整體評價不高，總有機碳含量（TOC）平均1.12%、生烴潛量0.98 mg/g，但個別井段也出現(xiàn)高TOC和高熱解烴量，從已鉆井實測數(shù)據(jù)看，有效烴源巖分布主要集中在中拐地區(qū)［24-25］。另外，盆地西部地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了來自石炭系-下二疊統(tǒng)佳木河組烴源巖的天然氣，如夏鹽凸起上的石南3井侏羅系三工河組獲得天然氣，其甲烷碳同位素值（δ13C1）為-34.69‰、乙烷碳同位素值（δ13C2）為-26.30‰、丙烷碳同位素值為-25.57‰，經(jīng)過天然氣來源分析，認為侏羅系三工河組天然氣來自石炭系烴源巖。近幾年通過最新的二維、三維地震精細刻畫和非地震資料識別，在瑪湖凹陷和盆1井西凹陷等凹陷內(nèi)識別出一系列石炭系殘余凹陷（圖2a）。這些石炭系殘余凹陷與古鼻凸帶間互分布，剖面上石炭系生烴凹陷通過大斷距的斷裂與鼻凸帶側(cè)向?qū)?，?源配置關(guān)系好。

下二疊統(tǒng)風城組為堿湖環(huán)境沉積的烴源巖，以云質(zhì)泥巖、暗色泥巖為主，在瑪湖凹陷已有大量鉆井證實，厚度200～1 800 m（圖2b），其生烴能力是傳統(tǒng)淡水湖盆烴源巖的2～4倍［26-28］，也是下組合油氣成藏的主要供烴層系。風城組的TOC一般在1.00%～1.96%，鉆井揭示的樣品成熟度普遍較低，最高熱解峰溫（Tmax）普遍小于430℃，烴指數(shù)（S1/TOC）普遍超過100 mg/g，熱解S1值為0.01～9.35 mg/g，平均值約為1.27 mg/g。風城組烴源巖生成的原油Pr/Ph比值小于1.0，Pr/nC17和Ph/nC18值較高，C20，C21和C23三環(huán)萜分布多為上升型，β-胡蘿卜烷、伽馬蠟烷含量較高。風城組烴源巖在盆1井西、沙灣凹陷尚未有井鉆遇，但從過瑪湖凹陷到盆1井西凹陷、沙灣凹陷的地震剖面上，均可見到風城組連續(xù)性好的多套強反射，而且在盆1井西凹陷、沙灣凹陷周緣部署實施的盆東1井和車探1井等鉆井也證實獲得來自風城組烴源巖的油氣。

圖2 準格爾盆地中央坳陷石炭系-下二疊統(tǒng)佳木河組（a）、下二疊統(tǒng)風城組（b）及中二疊統(tǒng)下烏爾禾組（c）烴源巖分布Fig.2 Distribution of source rocks in the Carboniferous?Lower Permian Jiamuhe Formation（C-P1 j）（a），the Lower Permian Fengcheng Formation（P1 f）（b），and the Middle Permian Xiawuerhe Formation（P2w）（c）in the Central Depression，Junggar Basin

中二疊統(tǒng)下烏爾禾組為湖相泥質(zhì)烴源巖，既生油又生氣。該套烴源巖厚度大，分布廣（圖2c），也是下組合構(gòu)造圈閉的主力烴源巖之一?，敽枷菹聻鯛柡探M湖相泥巖TOC為1.0%～3.5%，氫指數(shù)（HI）多小于100 mg/g，干酪根碳同位素較重，δ13C分布在-20.74‰～-22.54‰，有機質(zhì)類型為Ⅲ型，以生氣為主。在中拐凸起的金探1井下烏爾禾組（深度4 656～4 660 m）發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)烴源巖，TOC為1.41%～4.15%，HI達到262～671 mg/g，干酪根碳同位素值為-26.5‰，母質(zhì)類型為Ⅱ1和Ⅱ2型，以生油為主。金探1井烴源巖抽提物Pr/Ph為1.21～1.55，Pr/nC17和Ph/nC18值較小，C20，C21和C23三環(huán)萜分布為山峰型，伽馬蠟烷含量略低，含少量β-胡蘿卜烷。這些特征與腹部目前發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)油藏地化特征相近，推測盆1井西凹陷和沙灣凹陷下烏爾禾組烴源巖是這類原油的主要來源，石西油田石炭系就存在下烏爾禾組烴源巖的貢獻［29］。

下二疊統(tǒng)風城組烴源巖在早-中三疊世開始生油，晚侏羅世進入生油高峰，晚白堊世進入生氣階段；中二疊統(tǒng)下烏爾禾組烴源巖在晚侏羅世進入生油窗，晚白堊世達到生油高峰，進入生氣窗。深入富烴凹陷的鼻凸帶為持續(xù)性古構(gòu)造帶，是油氣運聚的有利指向區(qū)。根據(jù)盆地數(shù)值模擬表明，目前瑪湖凹陷風城組處在生油高峰，凹陷最深處進入生凝析氣階段，下烏爾禾組還處于生油階段；盆1井西凹陷和沙灣凹陷埋深大，下二疊統(tǒng)風城組和中二疊統(tǒng)下烏爾禾烴源巖組均已進入生氣階段（圖3）。

圖3 瑪湖凹陷—盆1井西凹陷埋藏史二維數(shù)值模擬Fig.3 Numerical simulation of burial history crossing the Mahu and Penyijingxi sags

2.3 三類儲集巖

下組合發(fā)育火山巖、泥質(zhì)白云巖和碎屑巖3類儲層。火山巖主要發(fā)育在石炭系，下二疊統(tǒng)佳木河組和風城組局部發(fā)育火山巖，泥質(zhì)白云巖集中發(fā)育在風城組，碎屑巖各層段均有分布?；鹕綆r和泥質(zhì)白云巖由于抗壓作用強，在深埋條件下也可形成優(yōu)質(zhì)儲層，是下組合最重要的儲層類型。

準噶爾盆地在泥盆紀被古亞洲洋環(huán)繞，在經(jīng)歷了石炭紀多島洋、擠壓、拼貼和后期隆升等階段［30］，泥盆紀—早石炭世形成的島弧火山巖隆升，形成多個鼻凸帶。這些鼻凸帶在后期持續(xù)發(fā)育，一般缺失上石炭統(tǒng)和下二疊統(tǒng)，火山巖風化淋濾時間長，可形成規(guī)?；鹕綆r風化殼儲層，而且鼻凸帶往往是應力集中區(qū)，易形成構(gòu)造縫，有效地改善儲層物性?；鹕綆r具有較強磁性、較高電性和較大密度等地球物理特性，可以根據(jù)磁力異常來區(qū)分火山巖和碎屑巖［31-33］。根據(jù)準噶爾盆地西部地區(qū)1∶50 000高精度航磁資料向下延拓、求取剩余異常等高分辨率處理結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)下組合的5大鼻凸帶上的構(gòu)造圈閉主體處于中、強磁異常發(fā)育區(qū)（圖4），認為瑪湖凹陷與陸西—克拉美麗地區(qū)同處于一個中-酸性火山巖條帶上，巖性以中-酸性噴發(fā)巖為主，在這一火山巖發(fā)育帶上，已發(fā)現(xiàn)了克拉美麗、石西2和金龍10等火山巖油氣藏，火山巖儲層物性好［34-35］。比如近期在石西凸起東南部靠近盆1井西凹陷的斜坡部位鉆探的石西16井，石炭系鉆遇厚層火山角礫巖和安山巖，巖心肉眼可見氣孔、裂縫，實測孔隙度平均值15.0%，滲透率平均值0.11×10-3μm2。瑪北背斜、達1井背斜和夏鹽2井背斜處于紅色、黃色的中-強磁異常區(qū)，瑪湖背斜和瑪南背斜絕大部分處于綠色、淺藍色的弱磁異常區(qū)（圖4）。對比石西油田、陸東地區(qū)已鉆遇的火山巖，通過已鉆井的巖石物性（密度、磁性和電阻率）標定，認為中-強磁異常是中基性火山巖的響應特征，中-弱磁異常是中酸性火山巖的響應，而深藍色區(qū)域的負磁異常，代表沉積巖的響應。從這一點來看，瑪北背斜、達1井背斜、莫北鼻凸及莫索灣凸起西翼石炭系發(fā)育中基性火山巖，而瑪湖背斜、瑪南背斜及中拐鼻凸發(fā)育中酸性火山巖，局部區(qū)域可能有非火山巖。

圖4 準格爾盆地中央坳陷西部地區(qū)1∶50 000高精度航磁二次導數(shù)異常分布Fig.4 Map showing high?precision aeromagnetic second derivative anomaly distribution of 1∶50，000 in the west of Central Depression，Junggar Basin

下二疊統(tǒng)風城組主要為一套堿湖環(huán)境下的扇三角洲-淺湖-半深湖沉積體系，存在來自干旱炎熱環(huán)境的內(nèi)源化學沉積、前陸盆地發(fā)育過程中周緣火山活動提供的火山物質(zhì)沉積，以及西北緣沖斷帶剝蝕造成的扇三角洲近源快速堆積，沉積了咸化湖泊相準同生白云巖化和后生白云巖化的混積巖、粗碎屑和火山巖。風城組既是優(yōu)質(zhì)的生油層和蓋層，也是非常規(guī)儲層。風城組總厚度500～1 800 m，巖石類型主要包括陸源碎屑巖、白云巖、富有機質(zhì)泥頁巖、蒸發(fā)巖及火山巖。該組地層在瑪湖凹陷和盆1井西凹陷均有分布，盆緣為砂礫巖，鼻凸帶上以泥質(zhì)白云巖類和粉砂巖類形成的薄互層沉積為主。白云巖化作用增強了巖石脆性，在壓裂改造后可獲得高產(chǎn)油氣流［36-38］。實際勘探已證實，風城組的3類巖性均可形成規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲層，位于瑪西地區(qū)的百泉1井鉆遇厚層扇三角洲相礫巖，向凹陷區(qū)探索的瑪湖28井和瑪湖33井鉆遇厚層白云質(zhì)粉-細砂巖夾薄層泥頁巖，獲得高產(chǎn)工業(yè)油流；北部瑪頁1井、夏72井及夏87井下二疊統(tǒng)風城組一段（風一段）鉆遇優(yōu)質(zhì)火山巖儲集層，風二段、風三段白云質(zhì)細粒巖也是全井段均見油氣顯示；中部的風城1井和艾克1井等鉆遇風城組白云質(zhì)巖、泥巖等頻繁互層，油氣顯示活躍。

2.4 保存條件

下組合發(fā)育下二疊統(tǒng)風城組云質(zhì)泥巖和中二疊統(tǒng)下烏爾禾組泥巖兩套烴源巖，同時也是優(yōu)質(zhì)的區(qū)域性蓋層，與石炭系風化殼、風城組和夏子街組砂礫巖形成有利的生儲蓋組合，在瑪湖、盆1井西和沙灣凹陷廣泛分布。

準噶爾盆地經(jīng)歷多期構(gòu)造運動，對下組合構(gòu)造圈閉油氣的保存而言，即便有區(qū)域性蓋層的遮擋，后期斷裂的活動往往也會對深層油氣的保存條件提出更高的要求。例如達探1井石炭系向上直接與風城組砂巖、玄武巖對接，而該地區(qū)風城組并未發(fā)育如同瑪湖凹陷內(nèi)的云質(zhì)泥巖蓋層，造成達1井背斜石炭系缺少直接蓋層。另外，達1井背斜頂部可見明顯的高角度斷裂，海西期的逆斷裂與燕山期斷裂相互搭接，造成了深層油氣向淺層調(diào)整。這也就造成了達探1井油氣顯示從石炭系到侏羅系，縱向顯示跨度超過2 500 m。達探1井石炭系、風城組原油的地化指標表明，原油族組分中飽和烴質(zhì)量高，芳烴、非烴和瀝青質(zhì)質(zhì)量很低，正構(gòu)烷烴化合物豐富，Pr/Ph值為1.3，Pr/nC17值和Ph/nC18值分別在0.6和0.7左右，原油全油δ13C分別為-29.1‰和-28.1‰，表現(xiàn)為典型的瑪湖凹陷風城組來源特征。從風城組原油的密度、成熟度來看，達探1井風城組原油密度0.77～0.79 g/cm3，原油輕質(zhì)組分發(fā)育齊全，成熟度為1.4%～1.5%，為晚侏羅世—白堊紀成藏晚期的高成熟原油。然而風城組巖心包裹體分析表明，烴類包裹體的均一溫度為80～110℃。以達探1井地層發(fā)育情況和巖屑實測鏡質(zhì)體反射率（Ro）數(shù)據(jù)為約束，恢復達探1井埋藏史、熱史（圖5），結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些烴類包裹體是在中-晚三疊世成藏期被捕獲。而且含油氣包裹體豐度（GOI）非常高，在5%～40%，普遍大于30%，說明在中-晚三疊世成藏早期的成熟油生成階段，達探1井風城組已經(jīng)規(guī)模成藏。達探1井風城組儲層包裹體和原油成熟度之間的差異表明，達1井背斜深層的油氣在中-晚三疊世成藏后遭到了破壞，導致早期成藏的油氣未能保存，圈閉內(nèi)殘留的是晚期成藏的油氣，含油飽和度僅10%。

圖5 達巴松凸起達探1井埋藏史恢復Fig.5 Burial history restoration of Well Datan 1 in the Dabason salient

利用地震資料開展各構(gòu)造圈閉下組合斷裂識別及保存條件評價。瑪北背斜、瑪湖背斜處于瑪湖凹陷風城組白云質(zhì)泥巖沉積中心，白云質(zhì)泥巖厚度在1 000 m以上，由于白云質(zhì)泥巖地層比火山巖、碎屑巖地層更具塑性，這兩個背斜的石炭系斷裂都在風城組消亡，下組合保存條件更好。盆1井西凹陷和沙灣凹陷風城組厚度相對小，而且構(gòu)造圈閉三維資料深層成像品質(zhì)差，對斷裂識別精度不夠，構(gòu)造高部位是否發(fā)育破壞性斷裂暫無定論。

2.5 超壓普遍發(fā)育

中央坳陷西部地區(qū)下組合壓力系數(shù)一般在1.60～1.80，埋藏欠壓實和生烴增壓是該地區(qū)深層超壓形成的重要因素［33］。在凹陷內(nèi)6 000 m左右埋深下，地層壓力往往能夠達到120 MPa左右，壓力系數(shù)能夠達到1.70以上，為深層油氣高產(chǎn)提供了充足的動力。

另外，瑪湖凹陷風城組優(yōu)質(zhì)烴源巖的熱演化程度隨埋深增大而逐漸加大，凹陷內(nèi)烴源巖的Ro大于1.3%，已進入高成熟演化階段，目前在斜坡區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量密度為0.79～0.85 g/cm3的輕質(zhì)油和凝析油，而且深層氣油比逐漸增大。根據(jù)全球深層油氣相態(tài)統(tǒng)計，以美國深層盆地為例，6 000 m以深的井中，天然氣井占90%，并且隨著深度的加深，比例有升高的趨勢［3］。據(jù)此可以明確，深度越大，油質(zhì)越輕，天然氣質(zhì)量百分比越高。根據(jù)風城組烴源巖熱演化、準噶爾盆地油氣相態(tài)縱向分布等推算，在6 200 m深度下風城組烴源巖可大量生氣［22，39-40］。這些凹陷內(nèi)下組合的構(gòu)造圈閉，目的層埋深基本都超過6 500 m，因此在超壓、輕質(zhì)流體的條件下，可形成日產(chǎn)百方以上的高產(chǎn)油氣流。比如達探1井，石炭系試油層段5 840~5 864 m深處，壓力系數(shù)為1.83，地層壓力達到105 MPa，雖然含油率不高，但日產(chǎn)液量達到100×104m3以上。

3 成藏模式

利用二維和三維資料對中央凹陷西部下組合構(gòu)造圈閉進行識別，初步落實9個背斜圈閉和8個斷鼻和斷塊目標，圈層數(shù)量多，勘探潛力大。根據(jù)圈閉的儲層與烴源巖的接觸關(guān)系，將這些構(gòu)造圈閉劃分為3種成藏模式，分別為源邊披覆型、源邊側(cè)接型和源內(nèi)疊覆型。

3.1 源邊披覆型

該類成藏模式是風城組或下烏爾禾組烴源巖向目標圈閉高部位逐層超覆尖滅，二疊系烴源巖生成的油氣向下運移，或者沿著石炭系-下二疊統(tǒng)不整合面向構(gòu)造高部位運移，在石炭系火山巖中聚集成藏。這類圈閉主要分布在風城組和下烏爾禾組地層尖滅線周圍，成藏難度相對較大，難以發(fā)現(xiàn)規(guī)模油氣聚集。

難以規(guī)模成藏的主要原因在于，構(gòu)造圈閉處于二疊系烴源巖尖滅線周圍，烴源巖逐層向圈閉高部位超覆尖滅，這也意味著烴源層系為自然尖滅，尖滅線附近為烴源層系的邊緣相帶，并非主力烴源巖發(fā)育區(qū)，原地烴源巖品質(zhì)較差。以瑪東斜坡達1井背斜的達探1井為例，達1井背斜距離瑪湖凹陷二疊系風城組主生烴區(qū)45 km左右，瑪湖凹陷風城組披覆于達1井背斜石炭系之上（圖6）。對達探1井風城組烴源巖巖屑進行地化分析，TOC和生烴潛量較?。ū?），幾乎不具有生烴能力，只能依靠瑪湖凹陷西部主生烴區(qū)生成的油氣長距離運移成藏，因此造成達1井背斜石炭系油氣充注強度不夠。

表1 達巴松凸起達探1井風城組烴源巖（巖屑樣品）評價Table 1 Evaluation of the source rocks of Fengcheng Formation sampled from Well Datan 1 in the Dabasong salient

圖6 過瑪北背斜—達1井背斜北西-南東向地震剖面（a）及地質(zhì)剖面（b）（剖面位置見圖1）Fig.6 SE seismic（a）and geological（b）profiles across the Mabei and Dayijing anticlines（see Fig.1 for the profile location）

3.2 源邊側(cè)接型

該類成藏模式指主力烴源層系與目標圈閉通過大斷距斷層側(cè)向?qū)?，圈閉具有較大供烴窗口，油氣旁生側(cè)儲，運聚條件好，石炭系頂部風化殼及內(nèi)幕普遍成藏。這類圈閉一般緊鄰風城組、下烏爾禾組烴源巖邊界斷層分布，烴源巖邊界范圍內(nèi)為有效烴源巖發(fā)育區(qū)，烴源巖發(fā)育區(qū)之外為早石炭世鼻凸構(gòu)造。

例如石西油田，位于盆1井西凹陷東北環(huán)帶，石西凸起向凹陷內(nèi)傾伏，是盆1井西凹陷油氣向北運移的最有利指向區(qū)。石炭系、下二疊統(tǒng)風城組和中二疊統(tǒng)下烏爾禾組烴源巖與石西凸起西側(cè)的邊界斷裂側(cè)向?qū)?，凸起處二疊系的供烴窗可達1 200 m，盆1井西凹陷生成的油氣向凸起運移，通過斷裂進入石西凸起石炭系，形成縱向上規(guī)模油氣充注（圖7）。

3.3 源內(nèi)疊覆型

該類成藏模式位于生烴凹陷中心，為典型“凹中隆”，石炭系和二疊系多套烴源巖向目標圈閉供烴，其中石炭系生烴凹陷與構(gòu)造圈閉通過大型斷層側(cè)向?qū)?，風城組規(guī)模優(yōu)質(zhì)烴源巖直接覆蓋于圈閉之上，油氣直接源內(nèi)聚集成藏（圖8）。由于此類目標位于凹陷中心，埋深較大，目前尚未有井鉆揭。

圖8 過瑪湖凹陷—瑪北背斜—夏鹽2井鼻凸北西-南東向地震剖面（a）及地質(zhì)剖面（b）（剖面位置見圖1）Fig.8 NW-SE seismic（a）and geological（b）profiles across the Mahu Sag，Mabei anticline，and Xiayanerjing nose?like salient（see Fig.1 for the profile location）

4 勘探前景

準噶爾盆地下組合大型構(gòu)造圈閉領(lǐng)域勘探程度低，可供勘探的圈閉和層系多，是尋找大油氣田的重要接替領(lǐng)域。根據(jù)油氣地質(zhì)條件、成藏模式和成藏主控因素，提出盆1井西凹陷東北環(huán)帶、莫索灣凸起、瑪中構(gòu)造帶、沙灣凹陷西環(huán)帶和達巴松鼻凸帶為有利勘探區(qū)帶。

4.1 盆1井西凹陷東北環(huán)帶

盆1井西凹陷發(fā)育石炭系生烴凹陷和下二疊統(tǒng)風城組、中二疊統(tǒng)下烏爾禾組烴源巖，3套烴源巖的厚度中心均集中在盆1井西凹陷的東北邊界。東北方向的盆1井西凹陷北鼻凸帶和莫北鼻凸帶直接深入生烴中心，具有絕佳的源-儲配置關(guān)系，尤其是莫北鼻凸帶，風城組烴源巖在其西側(cè)斷層處斷缺，厚層烴源巖與凸起帶的石炭系火山巖直接對接，凸起高部位被湖泛泥巖披覆，形成良好的生-儲-蓋配置關(guān)系，成藏條件優(yōu)越。該地區(qū)火山巖非常發(fā)育，從磁異常分布圖可以看到，在盆1井西凹陷東北環(huán)帶，發(fā)育多個強磁異常條帶，在莫北鼻凸帶磁異常最強（圖4）。盆1井西凹陷北鼻凸帶高部位發(fā)現(xiàn)了石西油田，莫北鼻凸帶高部位近期鉆探的石西16井在石炭系兩個層位獲百方高產(chǎn)油氣流，都已經(jīng)證實了這種斷層源-儲側(cè)接模式的有效性以及該區(qū)帶的成藏潛力。此外，在兩個鼻凸帶下傾方向還識別出多個斷鼻圈閉，是未來勘探的重要目標區(qū)。

4.2 莫索灣凸起

莫索灣凸起為基底隆起，面積2 000 km2左右，在前石炭紀—石炭紀表現(xiàn)為島弧隆起帶，是盆地級別的“凹中隆”，四周被盆1井西凹陷、沙灣凹陷、阜康凹陷及東道海子凹陷環(huán)繞，具備優(yōu)越的油氣運聚條件。雖然磁異常分布圖表明，莫索灣凸起主體部位處于負磁異常區(qū)，莫深1井的鉆探也證實，在莫索灣凸起高部位石炭系鉆遇700 m厚的沉凝灰?guī)r和凝灰?guī)r，但在莫索灣凸起西北環(huán)帶發(fā)育高磁異常區(qū)，而且莫索灣西側(cè)發(fā)育多個大型斷鼻構(gòu)造，斷層切穿二疊系烴源層系，造成斷鼻構(gòu)造高部位石炭系與西部二疊系烴源巖直接對接，形成絕佳的源-儲對接關(guān)系。圍繞這些臨近凹陷的大型斷裂發(fā)育的一系列斷鼻構(gòu)造帶是未來探索的目標區(qū)。

4.3 瑪中構(gòu)造帶

瑪中構(gòu)造帶處于風城組生烴強度最大的區(qū)域，是瑪湖凹陷內(nèi)油氣資源最豐富的構(gòu)造帶之一。整個構(gòu)造帶面積1 050 km2，利用三維地震資料在瑪中構(gòu)造帶上落實5個背斜構(gòu)造，分別為夏76井背斜、夏9井背斜、夏72井背斜、瑪北背斜及瑪湖背斜，每個背斜的中、淺層都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)油氣藏，而且高部位的夏72井背斜以及鄰近的瑪頁1井在下組合的佳木河組、風城組都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)油氣流，證實了這一構(gòu)造帶下組合的成藏潛力。目前瑪北背斜和瑪湖背斜下組合尚未鉆探，兩個背斜的面積都在100 km2以上，規(guī)模大。背斜下組合源-儲配置關(guān)系好，瑪北背斜和瑪湖背斜下石炭統(tǒng)被厚度達500 m左右的下二疊統(tǒng)風城組優(yōu)質(zhì)烴源巖披覆；另外，在背斜東側(cè)發(fā)育大型斷裂，石炭系斷槽與瑪北背斜石炭系風化殼通過近1 000 m的大跨度斷距對接（圖7），可形成有效的供烴窗口。背斜頂部幾乎不發(fā)育大斷層，石炭系的斷裂多數(shù)延伸到下二疊統(tǒng)風城組的塑性地層后消亡，保存條件良好。風城組頁巖油也是重要的探索目的層，在瑪中構(gòu)造帶西側(cè)部署的瑪頁1井，已經(jīng)在風城組頁巖段獲得高產(chǎn)油氣流。

圖7 過石西凸起南西-北東向地震剖面（a）及地質(zhì)剖面（b）（剖面位置見圖1）Fig.7 SW-NE seismic（a）and geological（b）profiles across the Shixi salient（see Fig.1 for the profile location）

4.4 沙灣凹陷西環(huán)帶

沙灣凹陷西環(huán)帶發(fā)育中拐凸起、車排子凸起等多個深入沙灣凹陷的鼻凸帶，鼻凸帶上識別出多個構(gòu)造圈閉，且在磁異常分布圖上也發(fā)育多個與鼻凸構(gòu)造走向近乎一致的強磁異常條帶。與瑪中構(gòu)造帶的成藏條件類似，這些鼻凸構(gòu)造和構(gòu)造圈閉與沙灣凹陷烴源巖緊密接觸，特別是中拐凸起西側(cè)邊界斷裂，斷距大，凹陷區(qū)二疊系風城組烴源巖直接與中拐凸起石炭系對接，形成有利的源-儲組合。基于此種模式在中拐凸起高部位已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了金龍2井區(qū)石炭系火山巖規(guī)模油藏。

4.5 達巴松鼻凸帶

達巴松鼻凸帶為北東向凸起帶，分隔了瑪湖凹陷和盆1井西凹陷，是盆1井西凹陷生成的油氣向北運移最有利的運聚區(qū)，也是瑪湖凹陷生成的油氣向東南斜坡運移的有利方向，具有雙源供烴的有利條件。而且鼻凸帶東南翼的斷裂斷距大，石炭系凸起帶直接與盆1井西凹陷二疊系烴源巖對接，更有利于下組合規(guī)模成藏。達巴松鼻凸帶上發(fā)育瑪南背斜、夏鹽1斷鼻等多個大型構(gòu)造圈閉，勘探目標多。

5 結(jié)論

1）準噶爾盆地中央坳陷西部地區(qū)包括瑪湖凹陷、盆1井西凹陷和沙灣凹陷3大富烴凹陷，發(fā)育石炭系、下二疊統(tǒng)佳木河組和風城組、中二疊統(tǒng)下烏爾禾組3套烴源巖，在3大凹陷周緣以及凹陷內(nèi)發(fā)育5大伸入生烴凹陷的石炭系鼻凸構(gòu)造帶和一系列構(gòu)造圈閉；這些鼻凸帶發(fā)育石炭系火山巖風化殼、下二疊統(tǒng)風城組泥質(zhì)白云巖等優(yōu)質(zhì)儲層，與風城組厚層區(qū)域性蓋層形成有利儲-蓋組合，成藏條件優(yōu)越。在當前勘探不斷由構(gòu)造高部位向斜坡區(qū)、而且凹陷區(qū)拓展，勘探深度不斷下延，中央坳陷下組合構(gòu)造圈閉勢必成為準噶爾盆地重要的戰(zhàn)略勘探領(lǐng)域。

2）下組合構(gòu)造圈閉、勘探目的層多，勘探潛力大，根據(jù)圈源接觸關(guān)系，可分為源邊披覆型、源邊側(cè)接型和源內(nèi)疊覆型，其中源邊披覆型圈閉主要分布在風城組、下烏爾禾組地層尖滅線周圍，成藏難度相對較大，難以發(fā)現(xiàn)規(guī)模油氣聚集；源邊側(cè)接型和源內(nèi)疊覆型圈閉目的層與烴源巖之間存在大型供烴窗，成藏條件好，是最有利的成藏模式。

3）根據(jù)中央坳陷西部下組合油氣地質(zhì)條件、成藏模式和成藏主控因素評價，認為盆1井西凹陷東北環(huán)帶、莫索灣凸起、瑪中構(gòu)造帶、沙灣凹陷西環(huán)帶和達巴松鼻凸帶臨近石炭系、二疊系主力生烴凹陷，下組合構(gòu)造帶與烴源巖之間存在大型斷層側(cè)接供烴窗，具有良好的源-儲配置關(guān)系，發(fā)育火山巖風化殼儲層，是中央坳陷下組合有利勘探區(qū)帶。