柴达木盆地昆北油田成藏主控因素分析

2013-12-18 12:23:00

     1引言

     柴达木盆地昆北油田位于柴西南昆仑山前,东西长120km,宽10~30km。勘探面积2000km2,该区共发育七个泉组(Q1+2)-上干柴沟组(N1)、下干柴沟组上段(E32)、下干柴沟组下段(E31)、路乐河组(E1+2)及基岩等5套地层,沉积厚度800~2600m,发育多套储盖组合,勘探实践证实存在三套含油层系:E31中下部细砂岩、底砾岩(单油层厚度30~35m),E1+2中下部细砂岩、含砾砂岩(单油层厚度30~45m),及基岩风化壳。早期,由于昆北油田地震资料稀少,仅部署少量二维地震,圈闭落实程度较低,再加上对该区烃源岩的展布规律、沉积储层发育特征、构造演化及断裂的发育及分布认识还不到位,给成藏研究带来很大的困难。因此,结合勘探实践,总结昆北油田油气成藏的主控因素,对指导该区下步油气勘探具有重要的实际意义。本文在昆北地区成藏过程系统研究的基础上,总结出油气藏形成主要受以下6种因素控制。昆北油田位于柴达木盆地西部祁漫塔格山北缘,距花土沟石油基地约42km,行政区隶属青海省海西州茫崖镇。地面为沙丘和草地,地面平均海拔在3200m左右,主要为沼泽及盐碱地,属封闭内陆盆地的干旱荒漠区。包括切六区块E31、E1+2油藏,切16-切163区块E1+2油藏,切4区块基岩油藏,切十二区块E31油藏;昆北油田紧邻切克里克生烃凹陷,油源条件优越,深大断裂-不整合面沟通油源,在昆北油田上盘发育的优质储层中聚集成藏;根据目前成藏的认识,初步认为E1+2油藏为主要受有利砂体及储层物性控制的构造背景上的岩性油藏,E31则为岩性影响的构造油藏。

     2紧邻主力高丰度生烃凹陷提供了充足油源

     研究表明,位于昆北油田东侧的切克里克-扎哈泉凹陷E3和N1烃源岩面积超过2000km2(图1),由下干柴沟组下段(E32)有机碳和烃源岩厚度平面分布特征来看,扎哈泉-切克里克凹陷烃源岩厚度大,有机碳丰度高,有机碳含量主要分布在0.4%~1.4%,平均值为0.85%,有机质类型以Ⅰ-Ⅱ为主,RO介于0.5~1.1之间,处于生烃高峰期,应该是整个柴西南区最为重要的主力生烃凹陷之一,为昆北油田成藏提供了充足的油源。

     3持续古隆起的古构造背景造就了油气运聚的主要条件

     昆北断阶带基底为古生代变质岩和海西期花岗岩的复合基底,受基底结构的控制,发育系列基岩古隆起,其上直接沉积新生代,结合构造演化史,早第三系以来昆北断阶带长期处于古凸起带,整体表现为西高东低的古构造形态,发育切12号、切16号、切6号古凸起及局部古隆起区,有利于构造、构造-岩性圈闭的形成。同时在新生代早期,昆北上盘西段基岩上覆的路乐河(E1+2)地层及下干柴沟组下段(E31)底部地层自东向西逐层超覆在古斜坡区上;西部古隆起区(切十二号构造)缺失路乐河组(E1+2),为地层圈闭的形成提供有利条件。在古构造背景的控制下,昆北断阶带发育三大沉积物源体系,其平原和前缘相带储层条件优越,有利于古凸起区的斜坡带形成良好砂岩输导层,致使油气沿着斜坡带运移并在各种类型的圈闭中聚集成藏。

     4断裂加不整合构建良好的输导体系

     在油气藏形成的过程中,断裂有着极其重要的作用,主要表现可作为油气运移的良好通道。生油凹陷中生成的大量油气向圈闭中运移,主要靠三种类型的通道:靠连续分布的储集层做远距离的横向运移,靠区域不整合界面做横向和层间运移,靠断裂做垂向和斜向的层间运移。由此可见,断裂在油气运移和油气藏的形成中的重要作用。昆北油田与不整合面是密切相关的,基岩不整合面由于受到长期的风化剥蚀和淋滤作用,使孔隙的连通性增强;不整合面原来的地层通过物性再改造增大了地层孔隙的连通性,提高了孔隙度和渗透率,为油气运移和储集创造了条件。来自切克里克-扎哈泉生烃凹陷的油气通过昆北断裂运移到昆北上盘,然后沿不整合面充注到各种圈闭中。昆北断裂为控制柴达木盆地南部边界的一级断裂,也是控制昆北断阶带南部的边界断裂,在工区内的延伸长度60km,NWW走向,倾向SWW。在地震剖面上断层解释可靠。昆北断裂是一个长期活动的断层,断层自西向东活动逐渐加强,落差逐步增大,断层倾角由陡变缓,断层指数由低变高。断层的活动期为三期,一是E1+2沉积时期,二是N22沉积时期,三是N23沉积末,分别代表了喜山早期、中期和晚期。同时昆北断裂又控制上下盘地层的发育和分布,上盘控制着昆北断阶带构造及沉积储层的发育,下盘控制着切克里克-扎哈泉凹陷的形成,因此,昆北断裂是生烃凹陷油气运移至昆北断阶带圈闭中的有利输导体系,构成了良好的油气运移通道;深大断裂纵向沟通油源,不整合面横向输导,二者配置,为源外油气藏创造了优越条件。

     5广泛发育各类优质储层形成了高丰度油田

     昆北油田发育三个辩状三角洲沉积体系,即西部铁木里克、中部的祁曼塔格、东部的东柴山沉积体系,碎屑岩储层以辫状河三角洲沉积体系中的辫状河道砂体以及辫状河三角洲前缘的水下分流河道砂体,厚度大、物性好、连片分布,是优质储集层。下干柴沟组下段(E31)沉积时期主要处于辫状河三角洲平原与前缘沉积环境,砂体厚度大,储层岩性粒度较粗,主要为粒状中-粗砂岩、不等粒砂岩、砂砾岩、细砾岩。岩石类型分布相对稳定,成分成熟度中等-低,主要为岩屑长石砂岩,少量的长石砂岩。砂岩的结构成熟度以中等为主,整体上分选性中等-好;长石风化程度较深,磨圆度为次棱-次圆状,接触关系以线-点式接触为主,接触面通常分布泥质或泥晶。储层砂岩孔隙类型主要以剩余原生粒间孔为主,少量粒内溶孔、粒内微缝,极少量铸模孔、长石解理缝、成岩粒内缝和杂基内微孔等。储层物性自上而下由好变差,切六区油层平均孔隙度17%,平均渗透率27.5mD。切十二区油层平均孔隙度14%,平均渗透率4mD。路乐河组(E1+2)以辫状三角洲平原到前缘沉积环境(图5),储集砂体主要以分流河道为主,储层岩性以长石岩屑砂岩为主。岩石颗粒分选差,从极细砂到砾石均有,岩屑成分以变质岩、火成岩为主。石英表面干净,多具波状消光。长石具高岭土化、绢云母化特征,填隙物为粘土矿物及方解石。岩心样品分析孔隙度平均为13.6%;渗透率平均为3.85×10-3μm2。

     6储盖组合配置良好

     柴西地区下第三系湖进体系域造就了广泛发育的区域盖层,目前根据勘探证实昆北油田存在三套含油层系:下干柴沟组下段(E31)中下部细砂岩、底砾岩油藏,路乐河组(E1+2)中下部含砾砂岩油藏,基岩风化壳油藏。在其含油层系之上发育了E32、E31中上部、E1+2顶部三套盖层,特别是处于第三系湖泛期的E32巨厚区域性泥岩(500~700m)是昆北油藏保存的基础,这几套含油层系和其上部覆盖的区域盖层形成良好的储盖组合,有利于大规模成藏。

     7发育多种类型圈闭

     昆北断阶带位于山前挤压带,构造变形强烈,发育多期次断裂,在这些断裂的控制下,发育断块、断鼻、断背斜等与断裂息息相关的构造圈闭,同时受古凸起构造背景及近源三角洲的控制,容易形成储集体岩性、岩相、物性的纵横向变化或由于纵向沉积连续性中断而形成各类岩性圈闭。同时由于昆北断阶带为一个古隆起,造成第三系地层直接覆盖早古隆起之上,这样可以形成不整合表面上的超覆现象,这种超覆可以产生范围宽阔的储集和盖层沉积,下伏的不整合面的几何形态可以提供走向闭合,进而形成了地层圈闭,另外剥蚀地形起伏的超覆也是不整合之上可能的地层圈闭,这种类型的圈闭在埋藏的剥蚀地形周围形成边缘或晕环,并可能与被称为秃顶的隆起有关。总之,昆北断阶带具有各种类型圈闭共存、纵向上相互叠加分布的特征。

     8结论

     柴达木盆地油气成藏的主控因素可基本概括为:主力生烃中心控制油气总体分布格局;持续的古隆起所形成的古构造为地层圈闭的形成提供有利条件;断裂不整合为油气运移的良好通道;储集层质量影响油气藏发育;良好的储盖组合有利于大规模成藏;多种类型圈闭将为油气勘探的方式提供多种思路。

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