鮑金根地塹斷裂坡折帶油氣藏特征及有利勘探區(qū)

于浩業(yè)，趙衛(wèi)軍，歐亞平，姜　濤，郭　勇

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鮑金根地塹斷裂坡折帶油氣藏特征及有利勘探區(qū)

于浩業(yè)1，趙衛(wèi)軍2，歐亞平1，姜濤1，郭勇1

（1.中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院地球物理研究所，烏魯木齊830011；2.國投重慶頁巖氣開發(fā)利用有限公司，重慶400043）

以哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地鮑金根地塹斜坡為例，依據(jù)斷裂坡折帶儲(chǔ)集層、地層、構(gòu)造及所處位置，對(duì)其分類及其與油藏的關(guān)系進(jìn)行了綜合研究。高位坡折帶地層薄，儲(chǔ)集層相對(duì)不發(fā)育，主要發(fā)育深切谷，以斷塊油藏為主；中位坡折帶地層較全，儲(chǔ)集層發(fā)育，主要發(fā)育寬緩的溝谷，以斷塊油氣藏和構(gòu)造-巖性油氣藏為主；低位坡折帶位于烴源巖發(fā)育區(qū)，主要發(fā)育低位域扇體，儲(chǔ)集層不發(fā)育，以巖性圈閉的凝析氣藏為主。根據(jù)3類坡折帶各自特點(diǎn)，認(rèn)為中位坡折帶以及高位坡折帶內(nèi)的溝谷是油藏的有利勘探區(qū)，低位坡折帶是凝析氣藏的有利勘探區(qū)域。

哈薩克斯坦；南圖爾蓋盆地；鮑金根地塹；地震資料；油氣藏類型；有利勘探區(qū)

陸相斷陷盆地斜坡帶發(fā)育構(gòu)造、巖性、地層等油氣藏類型，其在油氣勘探領(lǐng)域的重要性，不亞于盆地的中央構(gòu)造帶［1］。隨著對(duì)斷陷湖盆層序地層學(xué)的深入研究，國內(nèi)學(xué)者提出了“斷坡控砂”理論［2］，為斷陷盆地斜坡帶的非構(gòu)造油氣勘探提供了理論基礎(chǔ)［3-6］，并得到了廣泛應(yīng)用［7-11］。

鮑金根地塹是哈薩克斯坦南圖爾蓋盆地中的一個(gè)含油氣凹陷。20世紀(jì)80年代以來，油氣勘探工作一直圍繞著鮑金根地塹周緣凸起進(jìn)行，相繼發(fā)現(xiàn)了多個(gè)背斜型構(gòu)造油氣藏。從2008年起，開始著手在鮑金根地塹斜坡區(qū)中深層侏羅系進(jìn)行油氣勘探，且發(fā)現(xiàn)了油氣藏，但由于缺乏對(duì)斜坡區(qū)的細(xì)致分析，致使優(yōu)先勘探投入方向不明確。在前人“斷坡控砂”理論的基礎(chǔ)上，筆者根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)特征，把鮑金根地塹斜坡區(qū)劃分為高、中、低3個(gè)坡折帶，總結(jié)了3者在地層、沉積、構(gòu)造、圈閉及油氣藏方面的特征，指出了有利勘探區(qū)，以期對(duì)研究區(qū)下步油氣勘探有所裨益。

1　研究區(qū)地質(zhì)概況

南圖爾蓋盆地位于哈薩克斯坦中部，是一個(gè)古生界基底之上的中生代裂谷盆地，具有典型的壘-塹相間結(jié)構(gòu)。鮑金根地塹位于南圖爾蓋盆地東南部，西鄰阿希塞凸起和塔巴克布拉克凸起，東為烏雷套隆起，研究區(qū)位于鮑金根地塹南部，并包含東西兩側(cè)相鄰的部分地區(qū)（圖1）。

地層自下而上發(fā)育古生界（基底），侏羅系薩濟(jì)姆拜組（J1cz）、埃巴林組（J1ab）、多尚組（J2ds）、卡拉甘塞組（J2kr）、庫姆科爾組（J3km）、阿薩布拉克組（J3ak），白堊系（K），古近系（E）和新近系（N）。主要含油層系為侏羅系和白堊系，白堊系油藏位于古背斜上，屬于早期的勘探發(fā)現(xiàn)。侏羅系現(xiàn)今構(gòu)造為東斷西超、北深南淺、斷裂發(fā)育的箕狀凹陷。下侏羅統(tǒng)煤系烴源巖生成的油氣沿?cái)嗔押筒徽厦嫦蛲蛊鸱较蜻\(yùn)移，在凸起、斜坡中聚集成藏，形成背斜、斷塊、巖性等油氣藏。

圖1　鮑金根地塹構(gòu)造位置

2　構(gòu)造坡折帶剖面特征

國內(nèi)學(xué)者根據(jù)構(gòu)造作用、沉積作用和侵蝕作用3種成因，提出了構(gòu)造坡折帶、沉積坡折帶和侵蝕坡折帶3大類型［3］。結(jié)合研究區(qū)的構(gòu)造特征及層序分析認(rèn)為，鮑金根地塹發(fā)育多級(jí)坡折帶，坡折帶類型與斷裂活動(dòng)密切相關(guān)，主要為斷裂坡折帶。根據(jù)鮑金根地塹斷裂坡折帶在斜坡所處的位置、地層特征、沉積相類型等，分為高位坡折帶、中位坡折帶和低位坡折帶（圖2，圖3）。

圖2　鮑金根地塹南部斷裂坡折帶平面分布

圖3　鮑金根地塹斷裂坡折帶剖面特征（剖面位置見圖2）

2.1高位坡折帶

在鮑金根地塹緩坡，高位坡折帶位于F1斷裂和F2斷裂之間，在鮑金根地塹陡坡，高位坡折帶位于中部凸起邊緣，F(xiàn)5斷裂和F6斷裂之間（圖2），高位坡折帶具有以下特征。

（1）構(gòu)造位置高，侏羅系薄，內(nèi)部尖滅線發(fā)育下侏羅統(tǒng)煤系長(zhǎng)期受到剝蝕，殘余地層較薄，地震剖面上削蝕特征明顯；中侏羅統(tǒng)較薄，甚至缺失，卡拉甘塞組油頁巖由盆內(nèi)10～30 m變薄到5 m左右（如W7井），部分地區(qū)此組油頁巖相變?yōu)楹? m左右的灰?guī)r。上侏羅統(tǒng)超覆沉積在中—下侏羅統(tǒng)之上（圖3）。

（2）侵蝕溝谷發(fā)育，下切下部地層的反射特征明顯在盆地構(gòu)造演化過程中，高位坡折帶長(zhǎng)期處于湖平面之上，地層遭受剝蝕，或者作為湖盆物源供給的過路之地，為侵蝕溝谷形成提供了條件［12-13］。這些侵蝕溝谷，主要發(fā)育在早—中侏羅世，控制著中侏羅世及晚侏羅世早期的水流和物源供給，也控制著儲(chǔ)集層的縱向分布。早侏羅世下切谷窄而深，向上逐漸變寬變淺，并且表現(xiàn)出側(cè)向遷移，地震剖面上易于識(shí)別（圖4）。

圖4　鮑金根地塹高位坡折帶溝谷特征（剖面位置見圖2）

（3）緊鄰?fù)蛊?，圈閉發(fā)育受凸起隆升不均衡性活動(dòng)以及控凹邊緣斷裂的影響，高位坡折帶內(nèi)斷裂發(fā)育，斷塊眾多，是構(gòu)造圈閉發(fā)育區(qū)。

（4）不整面為主要油氣運(yùn)移通道高位坡折帶遠(yuǎn)離凹陷，缺乏直接溝通烴源巖的斷裂，油氣主要依靠下侏羅統(tǒng)與中上侏羅統(tǒng)之間的不整合面運(yùn)移，其運(yùn)移效果受不整合面上下砂體的影響。

高位坡折帶地層薄，儲(chǔ)集層相對(duì)缺乏，僅在溝谷發(fā)育區(qū)域儲(chǔ)集層相對(duì)較好，是有利的勘探區(qū)。

2.2中位坡折帶

在鮑金根地塹緩坡，中位坡折帶主要位于F2斷裂與F3斷裂之間（內(nèi)有次級(jí)斷階）；陡坡中位坡折帶主要位于F5斷裂與F4斷裂之間的鮑東斷階帶上（圖2），中位坡折帶具有以下特征。

（1）受剝蝕影響小，地層全，儲(chǔ)集層發(fā)育下侏羅統(tǒng)明顯較高位坡折帶厚。中侏羅統(tǒng)超覆特征明顯，緩坡是三角洲和灘壩砂體的發(fā)育區(qū)，陡坡是扇三角洲和灘壩的發(fā)育區(qū)。上侏羅統(tǒng)庫姆科爾組下部主要發(fā)育三角洲前緣砂體。中侏羅統(tǒng)的兩套蓋層卡拉甘塞組的油頁巖及泥巖組合、多尚組上部泥巖以及上侏羅統(tǒng)庫姆科爾組上部的泥巖也非常發(fā)育，為油氣成藏提供了良好的蓋層條件。

（2）侵蝕溝發(fā)育，表現(xiàn)為寬而淺，地震資料不易識(shí)別溝谷特征與高位坡折帶有差異，溝谷特征演化為“U”形，相對(duì)較寬，內(nèi)部充填特征明顯，向谷壁兩側(cè)上超尖滅（圖5）。表明砂體在溝谷內(nèi)垂向上多期次沉積，谷內(nèi)砂地比可達(dá)到60%，儲(chǔ)集層發(fā)育，孔隙度可達(dá)20%～25%，如W9井處于溝谷中央，在中侏羅統(tǒng)發(fā)育巨厚的砂體，單砂體厚15～25 m.

圖5　鮑金根地塹中位坡折帶溝谷特征（剖面位置見圖2）

（3）構(gòu)造活動(dòng)劇烈，斷裂發(fā)育與控凹斷裂走向大致平行的次級(jí)斷裂發(fā)育，表現(xiàn)為多級(jí)次斷階；在鮑東斷階帶上，喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)期壓扭性構(gòu)造反轉(zhuǎn)形成的背斜，在上侏羅統(tǒng)、新近系特征明顯。

（4）油源斷裂-不整合面是主要的油氣輸導(dǎo)體系F3與F4斷裂深入凹陷烴源巖內(nèi)，是研究區(qū)內(nèi)主要的油源斷裂。中侏羅統(tǒng)底部以及上侏羅統(tǒng)底部的砂體為油氣側(cè)向運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)輸導(dǎo)體。

中位坡折帶斷裂發(fā)育，同時(shí)又是物源的主要卸載場(chǎng)所，各種沉積體發(fā)育，是構(gòu)造-巖性圈閉發(fā)育區(qū)，且臨近凹陷中心，是非常有利的含油氣帶，也是最有利的油氣勘探區(qū)域。

2.3低位坡折帶

在鮑金根地塹，低位坡折帶主要位于F3斷裂和F4斷裂的下降盤，沿?cái)嗔颜共?，分布很窄。低位坡折帶大致位于初始洪泛面之下，是低位體系域發(fā)育區(qū)，具有以下特征（圖2）。

（1）侏羅系較全，斷裂不發(fā)育處于凹陷中心，埋深大，下侏羅統(tǒng)未遭受侵蝕，厚度也較大；中侏羅統(tǒng)超覆特征明顯，厚度較大。遠(yuǎn)離主斷裂區(qū)，構(gòu)造活動(dòng)弱，斷裂少。

（2）濁積體、滑塌體、前三角洲沉積發(fā)育，溝谷已不發(fā)育受地形控制，陡坡發(fā)育低位域濁積扇，緩坡發(fā)育前三角洲濱外沉積的細(xì)砂巖或者濁積粉砂透鏡體。

低位坡折帶接近凹陷中心，泥巖發(fā)育，儲(chǔ)集層不發(fā)育，主要的儲(chǔ)集層位于中侏羅統(tǒng)下部低位域扇體中，是巖性圈閉的發(fā)育區(qū)，且處于凹陷中心，是非常有利的含油氣帶。如W2井在3 630～3 900 m段，發(fā)育多套富含油氣的濁流沉積體。

3　不同坡折帶油氣藏類型

鮑金根地塹的主力烴源巖為下侏羅統(tǒng)煤系，具有兩次排烴過程，分別為濕氣和干氣，在早白堊世末開始以生油為主，古近紀(jì)早期為干氣生成高峰期［14］。晚白堊世末形成的油氣藏是原生油氣藏，主要聚集在下侏羅統(tǒng)的烴源巖儲(chǔ)集層中。白堊紀(jì)晚期及之后的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，將油由下侏羅統(tǒng)向上覆層和高部位運(yùn)移，在凸起、斜坡區(qū)的白堊系、侏羅系形成一系列的油氣藏（圖6）。

圖6　鮑金根地塹坡折帶油藏模式

（1）高位坡折帶南北走向和南東—北西走向的兩組斷裂在高位坡折帶形成一系列的斷塊圈閉，深層油氣沿?cái)嗔?、不整合面運(yùn)移至此，從而形成斷塊油氣藏。如在陡坡沿F5斷裂上升盤發(fā)現(xiàn)的油氣藏均是下侏羅統(tǒng)的斷塊油氣藏。

（2）中位坡折帶近南北走向的斷裂形成一系列的南北狹長(zhǎng)的斷塊或斷鼻構(gòu)造，同時(shí)也是重要的物源卸載場(chǎng)所，儲(chǔ)集層發(fā)育，易于形成上傾方向受斷裂遮擋的巖性圈閉。斷裂可以溝通下侏羅統(tǒng)烴源巖，與不整合面同時(shí)為油氣側(cè)向運(yùn)移提供通道，致使油氣在有利儲(chǔ)集層聚集，形成斷塊、構(gòu)造-巖性油氣藏。如在陡坡鮑東斷階發(fā)現(xiàn)了多尚組扇三角洲砂體為儲(chǔ)集層的復(fù)雜斷塊油氣藏，卡拉甘塞組發(fā)現(xiàn)了灘壩為儲(chǔ)集層的構(gòu)造-巖性油氣藏（W10井區(qū)）；緩坡的W6井區(qū)，發(fā)現(xiàn)了卡拉甘塞組小型三角洲砂體為儲(chǔ)集層的構(gòu)造-巖性油氣藏，庫姆科爾組三角洲前緣砂體為儲(chǔ)集層的斷塊油氣藏。目前，中位坡折帶是斜坡勘探中取得成果最多的區(qū)域。

（3）低位坡折帶斷裂不發(fā)育，發(fā)育濁積砂體、滑塌砂體，是巖性圈閉的發(fā)育區(qū)，也是主要烴源巖分布區(qū)，因此可形成自生自儲(chǔ)的巖性油氣藏。受煤系兩次排烴的影響，初次形成的油氣藏，受二次干氣充注，油氣藏以凝析氣藏為主。如在F4斷裂下降盤W2井區(qū)，發(fā)現(xiàn)了以滑塌砂體為儲(chǔ)集層的巖性凝析氣藏。

4　油氣有利區(qū)預(yù)測(cè)

研究區(qū)斜坡帶侏羅系存在4套儲(chǔ)蓋組合：下侏羅統(tǒng)煤系中的“泥包砂”組合，中侏羅統(tǒng)多尚組底部的低位域砂體與其上泥巖組合，中侏羅統(tǒng)卡拉甘塞組底部灘壩、扇三角洲砂體與油頁巖、泥巖組合，上侏羅統(tǒng)庫姆科爾組三角洲前緣砂體與泥巖組合。目前在4套儲(chǔ)集層中均有油氣發(fā)現(xiàn)。

高位坡折帶雖斷裂發(fā)育，斷塊較多，但是地層較薄，儲(chǔ)集層不發(fā)育，儲(chǔ)集層主要分布在下侏羅統(tǒng)溝谷中。高位坡折帶離生烴凹陷相對(duì)較遠(yuǎn)，缺乏溝通烴源巖的斷裂，油氣運(yùn)移通道主要是下侏羅統(tǒng)頂部不整合面，其中溝谷體系是優(yōu)勢(shì)通道［15］，目前在地塹東坡溝谷上傾區(qū)已發(fā)現(xiàn)油藏。因此，高位坡折帶內(nèi)的溝谷發(fā)育區(qū)應(yīng)是油氣勘探的有利區(qū)域。

中位坡折帶斷裂、圈閉發(fā)育，地層較全，4套儲(chǔ)蓋組合均存在，儲(chǔ)集層最為發(fā)育，且部分?jǐn)嗔焉钊氚枷轃N源巖內(nèi)，與烴源巖溝通較好，目前多口井已有油氣發(fā)現(xiàn)，且具有一口井多套儲(chǔ)集層含油的特點(diǎn)。因此，整個(gè)中位坡折帶是目前最有潛力的勘探區(qū)域。

低位坡折帶地層全，斷裂不發(fā)育，巖性圈閉發(fā)育，存在2套儲(chǔ)蓋組合：下侏羅統(tǒng)煤系中的“泥包砂”組合，中侏羅統(tǒng)多尚組底部的低位域砂體與其上泥巖組合。2套儲(chǔ)集層埋深大，基本處于烴源巖內(nèi)。油藏以凝析氣藏為主，低位坡折帶是凝析氣勘探的有利區(qū)域。

綜上所述，中位坡折帶及高位坡折帶溝谷發(fā)育區(qū)是研究區(qū)石油勘探的有利區(qū)域，低位坡折帶是凝析氣勘探的有利區(qū)域。

5　結(jié)論

（1）不同的坡折帶對(duì)地層以及沉積體系有著明顯的控制作用。高位坡折帶主要發(fā)育溝谷砂體，中位坡折帶主要為中侏羅統(tǒng)（扇）三角洲沉積體系以及灘壩沉積，低位坡折帶主要為中侏羅統(tǒng)早期的低位域濁流沉積。

（2）不同坡折帶發(fā)育著不同類型的圈閉組合。高位坡折帶以斷塊、河道砂體為主，中位坡折帶以斷塊、背斜、構(gòu)造-巖性圈閉為主，低位坡折帶以巖性圈閉為主。

（3）不同坡折帶發(fā)育不同的油藏類型。高位坡折帶主要為斷塊油氣藏，中位坡折帶主要為斷塊油氣藏和構(gòu)造控制下的巖性油氣藏，低位坡折帶主要為巖性凝析氣藏。

（4）中位坡折帶是最有利的油氣勘探區(qū)域，是斜坡區(qū)中深層侏羅系油氣勘探的重點(diǎn)，其中陡坡以斷塊油氣藏勘探為主，緩坡以構(gòu)造-巖性油氣藏勘探為主。

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（編輯顧新元）

Petroleum Reservoir Characteristics and Favorable Exploration Areas in Faulted Slope-Break Zone of Bozingen Graben，Kazakhstan

YU Haoye1，ZHAO Weijun2，OU Yaping1，JIANG Tao1，GUO Yong1
（1.Geophysics Institute，Research Institute of Exploration and Development，Xinjiang Oilfield Company，PetroChina，Urumqi，Xinjiang 830011，China；2.SDIC Chongqing Shale Gas Development&Utilization Co.，Ltd，Chongqing 400043，China）

Taking Bozingen graben in the South Turgay basin of Kazakhstan as an example，a comprehensive study on its classification and the relationship between the graben and the oil reservoirs is conducted based on the reservoir rocks，strata，structures and their locations in faulted slope-break zone.The high-level slope break where incised valleys are mainly found is featured with thin layers，undeveloped reservoir rocks and dominated by faulted-block reservoirs.The medium-level slope break with relatively complete strata and developed reservoir rocks is dominated by faulted-block reservoirs and structural-lithological reservoirs，where broad and gentle gullies are mainly found.Located in the hydrocarbon source rock development area，the low-level slope break is dominated by condensate gas reservoirs in lithological traps，where lowstand fans are mainly found and the reservoir rocks are not developed.Based on the characteristics of these 3 slope breaks，it is considered that the gullies in the medium-level and high-level slope breaks are the favorable areas for oil reservoir exploration，and the low-level slope break is the favorable area for condensate gas reservoir exploration.

Kazakhstan；South Turgay basin；Bozingen graben；seismic data；reservoir type；favorable exploration area

TE111.1

A

1001-3873（2016）04-0494-05

10.7657/XJPG20160421

2016-01-17

2016-04-21

于浩業(yè)（1972-），男，山東蓬萊人，高級(jí)工程師，地球物理勘探，（Tel）13999132249（E-mail）yhy@petrochina.com.cn