柴達(dá)木盆地昆北斷階帶古近系儲集層新認(rèn)識與勘探發(fā)現(xiàn)

馬達(dá)德，王艷清

（1.中國石油青海油田勘探開發(fā)研究院；2.中國石油杭州地質(zhì)研究院）

柴達(dá)木盆地昆北斷階帶古近系儲集層新認(rèn)識與勘探發(fā)現(xiàn)

馬達(dá)德1，王艷清2

（1.中國石油青海油田勘探開發(fā)研究院；2.中國石油杭州地質(zhì)研究院）

通過柴達(dá)木盆地西部地區(qū)昆北斷階帶古近系儲集層特征研究，結(jié)合測井與地震資料，分析古近系路樂河組和下干柴溝組下段沉積相展布、沉積儲集層特征及其主控因素。昆北斷階帶受古昆侖山物源控制，下干柴溝組下段發(fā)育辮狀河三角洲—湖泊相沉積體系，以辮狀河三角洲前緣沉積為主，砂體呈南西—北東向展布；路樂河組下段以辮狀河三角洲平原亞相為主，上段以辮狀河三角洲前緣亞相為主。下干柴溝組下段辮狀河三角洲前緣砂體儲集層物性較好，具有發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲集層的有利條件；路樂河組致密儲集層中存在甜點(diǎn)儲集層，油氣分布受泥質(zhì)雜基含量控制。昆北斷階帶沉積儲集層新認(rèn)識對該區(qū)油氣發(fā)現(xiàn)具有重要指導(dǎo)作用，切六號、切十二號和切十六號構(gòu)造油氣勘探獲得成功，提交探明石油地質(zhì)儲量近億噸。圖11參17

柴達(dá)木盆地；昆北斷階帶；古近系；沉積相；儲集層特征；新區(qū)勘探

0 引言

柴達(dá)木盆地位于青藏高原北部，以新生界為主的沉積巖面積為9.6×104km2，柴達(dá)木盆地西部（簡稱柴西地區(qū)）含油氣系統(tǒng)以新近系和古近系為主。自20世紀(jì)80年代末，柴達(dá)木盆地西部地區(qū)油氣勘探陷入困局，少量鉆井見油氣顯示（或低產(chǎn)工業(yè)油氣流），勘探缺少規(guī)模新發(fā)現(xiàn)。近幾年對柴西地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)條件進(jìn)行了深入研究，特別是在沉積儲集層方面獲得了一些新認(rèn)識[1-8]。不僅構(gòu)造圈閉勘探取得新突破，而且構(gòu)造-巖性、巖性圈閉勘探也取得新進(jìn)展，先后發(fā)現(xiàn)昆北斷階帶、英雄嶺構(gòu)造帶兩個(gè)“億噸級”油氣儲量區(qū)，表明柴達(dá)木盆地西部地區(qū)新生界具有的良好勘探前景。昆北斷階帶前期勘探部署了多口探井，其中切4井見油氣顯示，證實(shí)該區(qū)油氣勘探潛力較好。

本文通過研究昆北斷階帶古近系儲集層巖性、巖

相和物性特征，結(jié)合測井與地震資料，分析柴西地區(qū)古近系路樂河組和下干柴溝組沉積體系展布、優(yōu)質(zhì)儲集層分布規(guī)律和儲集層物性主控因素，闡述沉積儲集層研究在昆北斷階帶油氣發(fā)現(xiàn)中的重要作用。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

昆北斷階帶位于柴達(dá)木盆地西部南緣昆侖山前，屬于柴西隆起的次級構(gòu)造單元，是中新生代以來繼承發(fā)展而成的一個(gè)南傾北沖斜坡，位于昆北1號斷裂和昆北2號斷裂之間，勘探面積約8 000 km2（見圖1），整體構(gòu)造格局具有“南北分帶、東西分段、上下分層”的特征。昆北斷階帶基巖之上發(fā)育古近系及新近系，主要目的層為古近系路樂河組（E1+2）及下干柴溝組下段（E31）。

圖1 研究區(qū)位置圖

前人對柴西地區(qū)沉積相開展過多次研究，認(rèn)為昆北斷階帶下干柴溝組下段為泛濫平原、沖積扇和濱湖沉積，缺乏有效儲集層和儲蓋組合[9-12]。從油氣成藏規(guī)律分析，昆北斷階帶中西部向北深入切克里克—扎哈泉富烴凹陷，東部毗鄰茫崖凹陷，是油氣運(yùn)移、聚集的有利指向區(qū)。為了實(shí)現(xiàn)油氣勘探發(fā)現(xiàn)及儲量規(guī)模增長，急需在該區(qū)開展沉積儲集層深化認(rèn)識研究。

2 昆北斷階帶下干柴溝組下段沉積與儲集層特征

2.1 昆北斷階帶下干柴溝組下段沉積特征

通過分析巖心樣品的沉積結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造和沉積序列，研究昆北斷階帶下干柴溝組下段沉積相類型。結(jié)合鉆井和測井資料，分析其沉積特征和空間展布規(guī)律。切4井和東2井下干柴溝組下段巖心為灰白色、淺灰色細(xì)砂巖、粉砂巖和灰色泥巖，可見塊狀層理、水平層理、波狀交錯(cuò)層理、斷波狀層理、沖洗層理和生物潛穴等（見圖2）。波狀交錯(cuò)層理和沖洗層理代表水下沉積特征，多為湖浪與河流共同作用的結(jié)果；沉積物巖性偏細(xì)，灰色泥巖反映水下沉積環(huán)境。綜上判斷取心段沉積相為辮狀河三角洲前緣—濱淺湖亞相。

切4井下干柴溝組下段縱向?yàn)橐惶淄朔e型沉積序列（見圖3），由3期退積型和1期加積型沉積復(fù)合而成。3期退積型沉積均為辮狀河三角洲前緣亞相沉積，1期加積型沉積為濱淺湖亞相沉積，反映由辮狀河三角洲向?yàn)I淺湖轉(zhuǎn)變的沉積特征。沉積物粒度較細(xì)，褐色泥巖、砂質(zhì)泥巖與灰色粉砂巖、細(xì)砂巖互層，為一套“湖進(jìn)砂退”的沉積序列；泥巖呈褐色，表明沉積時(shí)為氧化環(huán)境。根據(jù)縱向退積-加積型沉積序列及巖性組合特征，認(rèn)為其為辮狀河三角洲前緣—濱淺湖亞相沉

積。東2井下干柴溝組下段縱向?yàn)橐惶淄朔e型沉積序列（見圖3），由1期退積型和1期加積型沉積復(fù)合而成。退積型沉積為辮狀河三角洲前緣亞相沉積，加積型沉積為濱淺湖亞相沉積，反映由辮狀河三角洲向?yàn)I淺湖轉(zhuǎn)變的沉積特征。沉積物粒度較細(xì)，灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖與灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、含礫砂巖互層，灰色泥質(zhì)巖表明沉積時(shí)為還原環(huán)境。根據(jù)縱向退積-加積型的沉積序列及巖性組合特征，認(rèn)為其為辮狀河三角洲前緣—濱淺湖亞相沉積。

圖2 昆北斷階帶下干柴溝組下段巖心照片

圖3 昆北斷階帶下干柴溝組下段單井柱狀圖

綜合分析柴西地區(qū)下干柴溝組下段沉積特征，在判定物源方向、沉積相類型和古水流方向等基礎(chǔ)上，利用區(qū)域地質(zhì)資料，以及鉆井、測井和地震資料，確定柴西地區(qū)下干柴溝組下段沉積相展布（見圖4）。下干柴溝組下段沉積受南部古昆侖山物源控制[13]，昆北斷階帶處于辮狀河三角洲前緣亞相，砂體展布方向呈南西—北東向，沉積物粒度細(xì)，分選性較好，辮狀河三角洲是該區(qū)油氣勘探的有利相帶。

2.2 昆北斷階帶下干柴溝組下段儲集層物性特征

根據(jù)烏南工區(qū)三維地震資料，2007年在昆北斷階帶發(fā)現(xiàn)切六號構(gòu)造圈閉，切6井在1 743.1～1 768.0 m層段試油，日產(chǎn)油32.24 m3，首次在昆北斷階帶獲得高產(chǎn)工業(yè)油流。

切6井下干柴溝組下段取心段巖性主要為含泥礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖與灰色、棕灰色、棕褐色泥巖，以正粒序?yàn)橹?，可見交錯(cuò)層理、塊狀層理、定向排列的泥礫及沖刷面，反映牽引流的搬運(yùn)機(jī)制；粒度概率累計(jì)曲線為跳躍組分和懸浮組分的二段式。根據(jù)巖性組合、沉積構(gòu)造和粒度特征綜合判斷，認(rèn)為處于三角洲前緣亞相。切6井鉆探進(jìn)一步證實(shí)了昆北斷階帶下干柴溝組下段辮狀河三角洲沉積是有利勘探目標(biāo)區(qū)（見圖5）。

圖4 柴西地區(qū)下干柴溝組下段沉積相展布

圖5 昆北地區(qū)切6井巖心特征

切6井細(xì)砂巖巖心薄片顯微分析發(fā)現(xiàn)，成分成熟度低—中等，巖性主要為巖屑長石砂巖，少量長石砂巖。砂巖結(jié)構(gòu)成熟度以中等為主，整體分選性中等—好，長石風(fēng)化程度較高，顆粒為次棱—次圓狀，接

觸關(guān)系以線-點(diǎn)式為主；巖石膠結(jié)類型以孔隙式為主。砂巖中雜基和膠結(jié)物含量總體較低。切6井儲集層物性整體較好，孔隙度多為10%～18%，滲透率多為（10～50）×10?3μm2；儲集空間類型以殘余原生粒間孔為主，發(fā)育少量長石內(nèi)溶孔、巖屑粒內(nèi)溶孔（見圖6）。

切6井區(qū)儲集層研究證實(shí)昆北斷階帶下干柴溝組下段辮狀河三角洲前緣砂體物性較好，具有發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲集層的有利條件。經(jīng)進(jìn)一步勘探及石油地質(zhì)條件綜合分析，確定昆北斷階帶切六號構(gòu)造下干柴溝組下段油藏類型為構(gòu)造油藏，落實(shí)石油地質(zhì)儲量566×104t。

圖6 昆北斷階帶切6井下干柴溝組下段儲集空間

3 昆北斷階帶路樂河組沉積與儲集層特征

3.1 切六號構(gòu)造路樂河組致密儲集層沉積特征

昆北斷階帶切六號構(gòu)造原油來自扎哈泉生烴坳陷，烴源巖生成的原油沿?cái)嗔押筒徽厦娴扔欣攲?dǎo)層運(yùn)移至下干柴溝組下段有利儲集體聚集成藏[14]，其下伏地層路樂河組在優(yōu)質(zhì)儲集層發(fā)育區(qū)也可能存在油層。切6井在路樂河組儲集層中見到熒光顯示（見圖7），巖性為棕灰色泥質(zhì)粉砂巖、含礫砂巖，砂巖分布穩(wěn)定，表明該層段具有一定的勘探前景。但前人研究認(rèn)為柴西地區(qū)路樂河組沉積期處于柴達(dá)木盆地填平補(bǔ)齊階段，以洪泛沉積粗碎屑為主，儲集層埋藏較深，巖性較粗且泥質(zhì)含量高，多為致密儲集層，不利于優(yōu)質(zhì)儲集層發(fā)育[15-16]。

圖7 昆北地區(qū)切6井路樂河組單井柱狀圖

隨著切6井在下干柴溝組下段獲得高產(chǎn)工業(yè)油流，2007年開始加強(qiáng)昆北斷階帶路樂河組沉積儲集層研究。切6井路樂河組可分為兩段：下段為棕紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖，底部為含礫砂巖，為正旋回特征，泥巖顏色表明為氧化環(huán)境沉積，GR測井曲線幅度差較小，反映砂、泥巖分異性差、泥質(zhì)含量相對較高；上段為棕紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖及含礫砂巖，為正旋回特征，泥巖顏色表明為氧化環(huán)境沉積，GR測井曲線幅度差較大，反映砂、泥巖分異性較好、泥質(zhì)含量相對較低。研究表明，昆北斷階帶路樂河組下段為辮狀河三角洲平原亞相，發(fā)育分流河道砂體；路樂河組上段為

辮狀河三角洲前緣亞相，發(fā)育水下分流河道砂體。

基于巖心樣品沉積特征研究，綜合鉆井、測井和地震等資料，明確昆北斷階帶及其鄰區(qū)路樂河組沉積相空間展布特征（見圖8）。綜合利用東柴山、尕斯—躍進(jìn)地區(qū)路樂河組探井資料，明確昆北斷階帶中段路樂河組沉積主要受中、長距離的古昆侖山物源控制[17]，發(fā)育辮狀河三角洲—湖泊沉積體系，沉積相帶較寬，儲集巖以中—粗砂巖為主。切六號構(gòu)造路樂河組處于辮狀河三角洲平原—前緣過渡帶，砂體厚度大、粒度粗、分選中等，是發(fā)育巖性圈閉的有利區(qū)帶，其中辮狀河三角洲前緣亞相具有發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲集層的條件。

根據(jù)切六號構(gòu)造路樂河組沉積儲集層研究，認(rèn)為致密儲集層中發(fā)育甜點(diǎn)儲集層，因此在切六號構(gòu)造部署切601井（完鉆井深2 100 m），鉆遇路樂河組厚度為194.2 m，解釋油層厚度33.48 m。在1 944～1 950 m層段試油，獲工業(yè)油流29.32 m3/d，為柴西地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的含油層系。

3.2 切六號構(gòu)造路樂河組致密儲集層物性

分析切六號構(gòu)造路樂河組取心段巖性薄片和物性資料，發(fā)現(xiàn)儲集巖為巖屑長石砂巖和長石砂巖，成分成熟度中等，結(jié)構(gòu)成熟度差—中等，以中等分選性為主，巖石磨圓程度以次棱—次圓狀為主，接觸方式以點(diǎn)-線、線-點(diǎn)式為主，膠結(jié)類型以孔隙式為主；填隙物含量較高，雜基主要包括云母綠泥石質(zhì)黏土（含鐵黏土）和灰云質(zhì)雜基，膠結(jié)物為白云石和硬石膏，石英次生特征明顯；儲集空間以殘余原生粒間孔為主，見有少量粒內(nèi)溶孔、粒內(nèi)縫，極少量鑄?？?、長石解理縫、成巖粒內(nèi)縫和雜基內(nèi)微孔等（見圖9）；儲集層物性明顯比下干柴溝組下段差，孔隙度大多小于10%，滲透率多小于5×10?3μm2，但致密儲集層中仍存在甜點(diǎn)儲集層。部署多口井均在路樂河組獲得工業(yè)油流，綜合評價(jià)切六號構(gòu)造路樂河組油藏為構(gòu)造-巖性油藏，探明石油地質(zhì)儲量3 200×104t。

圖8 昆北斷階帶及鄰區(qū)路樂河組沉積相展布

圖9 切六號構(gòu)造路樂河組儲集空間

4 昆北斷階帶古近系新區(qū)勘探與儲量

4.1 昆北斷階帶新區(qū)石油勘探

昆北斷階帶切六號構(gòu)造下干柴溝組下段、路樂河組勘探獲得成功，表明昆北斷階帶具有良好勘探前景。2009年在切六號構(gòu)造西部進(jìn)行切十二號構(gòu)造和切十六號構(gòu)造勘探，分別鉆探切12井、切16井。切12井在1 817.0～1 825.0 m層段（下干柴溝組下段）試油，日

產(chǎn)油33.46 m3。2009年切十二號構(gòu)造控制石油地質(zhì)儲量超過5 000×104t；切16井（路樂河組）取到良好的含油巖心，表明昆北斷階帶新區(qū)具有良好的勘探前景。

4.2 切十六號構(gòu)造儲集層特征與儲量

切十六號構(gòu)造路樂河組取心段巖性為棕褐色礫巖、砂礫巖、含礫砂巖和砂巖，呈多期正粒序疊加，累計(jì)厚度可超過50 m，缺少泥（質(zhì)）巖層，礫石具有定向性，為辮狀河三角洲平原亞相沉積。綜合分析巖心沉積結(jié)構(gòu)構(gòu)造、儲集層微觀特征和油氣顯示特征，發(fā)現(xiàn)儲集巖中雜基含量與儲集層物性密切相關(guān)：泥質(zhì)雜基含量高（大于8%）的層段，儲集層物性較差（孔隙度小于8%），巖心未見油氣顯示；泥質(zhì)雜基含量低（小于8%）的層段，儲集層物性較好（孔隙度大于8%），巖心常可見油跡、油斑和油浸顯示。

根據(jù)切十六號構(gòu)造取心井薄片資料鑒定的泥質(zhì)含量及鉆井油氣顯示、試油結(jié)果等，繪制泥質(zhì)雜基含量與油氣分布疊合平面圖（見圖10）?？梢姡@得工業(yè)油流的鉆井集中分布于泥質(zhì)雜基含量小于6%區(qū)域內(nèi)，泥質(zhì)雜基含量為6%～8%區(qū)域內(nèi)為低產(chǎn)油流井或見油氣顯示井，泥質(zhì)雜基含量大于8%區(qū)域的鉆井未見油氣顯示。由此可見昆北斷階帶切十六號巖性油藏面積受泥質(zhì)雜基含量控制，含油面積達(dá)36.5 km2，提交探明石油地質(zhì)儲量超過5 000×104t。

圖10 切十六號構(gòu)造路樂河組泥質(zhì)雜基含量與油氣分布疊合圖

綜合沉積儲集層、構(gòu)造和油藏特征以及試油結(jié)果等資料，確定昆北斷階帶油藏分布特征（見圖11）。切六號構(gòu)造下干柴溝組下段構(gòu)造油藏落實(shí)含油面積8 km2；切六號構(gòu)造路樂河組構(gòu)造-巖性油藏落實(shí)含油面積18 km2；切十二號構(gòu)造下干柴溝組下段構(gòu)造油藏落實(shí)含油面積12 km2；切十六號構(gòu)造路樂河組巖性油藏落實(shí)含油面積36.5 km2，3個(gè)構(gòu)造累計(jì)探明石油地質(zhì)儲量近億噸。

圖11 昆北斷階帶含油面積

5 結(jié)論

綜合分析昆北斷階帶巖心沉積特征認(rèn)為，昆北斷階帶古近系下干柴溝組下段為辮狀河三角洲—濱淺湖亞相沉積，2007年鉆探的切6井取心證實(shí)了這一認(rèn)識。切6井獲得工業(yè)油流，是昆北斷階帶勘探首次獲得重大發(fā)現(xiàn)。

切六號構(gòu)造路樂河組為辮狀河三角洲平原—前緣亞相沉積，發(fā)育有利儲集層，部署的切601井獲得工業(yè)油流，為柴西地區(qū)發(fā)現(xiàn)的新含油層系。切12井（下干柴溝組下段）獲得工業(yè)油流，切16井（路樂河組）取到良好的含油巖心，表明切十二號和切十六號構(gòu)造新區(qū)具有良好的勘探前景。

昆北斷階帶沉積儲集層新認(rèn)識對該區(qū)油氣發(fā)現(xiàn)具有重要指導(dǎo)作用，切六號、切十二號和切十六號構(gòu)造累計(jì)探明石油儲量近億噸，同時(shí)昆北斷階帶新發(fā)現(xiàn)含油層系對柴西地區(qū)深層勘探具有重要意義。

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（編輯 林敏捷）

New understandings and exploration discovery of Paleogene reservoirs of Kunbei fault terrace belt,Qaidam Basin,NW China

Ma Dade1,Wang Yanqing2
(1.Exploration and Development Institute of PetroChina Qinghai Oilfield Company,Dunhuang 736202,China; 2.Hangzhou Research Institute of Geology,PetroChina,Hangzhou 310023,China)

The sedimentary facies distribution,sedimentary reservoir characteristics and main control factors of Paleogene Lulehe Formation and Lower Xiaganchaigou Formation were examined by studying on the Paleogene reservoir properties of Kunbei fault terrace belt in western Qaidam Basin,combined with well logging and seismic data.Because of the source control by Kunlun Mountains,the Lower Xiaganchaigou Formation developed braided river delta?lake sedimentary systems,mainly braided river delta front sediments,and the sand bodies distribution is SW-NE; the Lower Lulehe Formation mainly developed braided river delta plain,and braided river delta front mainly developed in the Upper Lulehe Formation.The reservoir physical properties of the braided river delta front in Lower Xiaganchaigou Formation are better,with favorable conditions of high-quality reservoirs.Tight reservoirs in Lulehe Formation have sweet spots.The oil and gas distribution of Lulehe Formation in Kunbei fault terrace belt is controlled by the content of argillaceous matrix.The new understandings of sedimentary reservoirs in Kunbei fault terrace belt play an important guiding role in oil and gas exploration of the area.Oil and gas exploration in the Qie 6,Qie 12 and Qie 16 structures achieves success,with almost one hundred million tons of proven geological reserves.

Qaidam Basin; Kunbei fault terrace belt; Paleogene; sedimentary facies; reservoir characteristics; new area exploration

中國石油天然氣股份有限公司重大科技專項(xiàng)“柴達(dá)木盆地建設(shè)千萬噸油氣田綜合配套技術(shù)研究”（2011E-03）

TE122

A

1000-0747(2015)04-0529-09

10.11698/PED.2015.04.17

馬達(dá)德（1963-），男，青海西寧人，博士，青海油田勘探開發(fā)研究院教授級高級工程師，主要從事油氣勘探技術(shù)研究和管理工作。地址：甘肅省敦煌市七里鎮(zhèn)，中國石油青海油田勘探開發(fā)研究院，郵政編碼：736202。E-mail：maddqh@petrochina.com.cn

聯(lián)系作者：王艷清（1973-），男，吉林長春人，中國石油杭州地質(zhì)研究院高級工程師，主要從事層序地層和沉積儲集層等方面研究工作。地址：浙江省杭州市西溪路920號，中國石油杭州地質(zhì)研究院實(shí)驗(yàn)研究所，郵政編碼：310023。E-mail：wangyq_hz@petrpochina.com.cn

2014-04-28

2015-06-08