鲁克沁构造带二叠系稠油油藏特征与主控因素

李思辰，刘俊田，卿 忠，梁 辉，贾国强，何燕清

(1.长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100；2.中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院)

鲁克沁构造带二叠系稠油油藏特征与主控因素

李思辰1，刘俊田2，卿 忠2，梁 辉2，贾国强2，何燕清2

(1.长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100；2.中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院)

鲁克沁构造带二叠系梧桐沟组稠油油藏的勘探突破，证实了该区为多层系油气富集带，勘探层系的重点由三叠系克拉玛依组向二叠系拓展，油气藏类型由构造型向岩性-地层油气藏转变。研究表明，梧桐沟组稠油油藏为斜坡背景上的岩性-地层油藏，局部受断块控制，主力含油层为Ⅰ砂层组和Ⅲ砂层组，油气成藏受控于低凸起和扇三角洲沉积体系，印支期古凸起控制着油气的运移方向，切割至深部烃源岩的深大断层为油气运移提供了良好的通道，扇三角洲沉积体系的分布范围控制了油藏的规模。围绕鲁西、库木低凸起寻找大型扇三角洲砂体，是下一步勘探的主要方向。

鲁克沁构造带；成藏特征；主控因素；岩性油气藏；二叠系

1 油藏概况

鲁克沁构造带稠油油藏位于吐哈盆地吐鲁番坳陷的中南部、火焰山构造带中段的南侧，勘探面积760 km2，资源量约5.2×108t。该油藏是在吐哈盆地发现的惟一稠油油藏, 也是在该盆地发现的前侏罗纪地层油气的最大规模聚集。早期的勘探主要以三叠系克拉玛依组稠油油藏为主，稠油三级储量近亿吨，油藏类型主要为断块控制的构造油藏[1-3]。随着勘探程度的深入和认识的不断提高，认为该构造带北部和东部在二叠系广泛发育岩性-地层油气藏，2012年吐玉克地区北部部署的玉北1井于梧桐沟组掺稀气举求产获得油43.12 m3/d，随后钻探的玉北101井、玉北6井相继取得成功，发现了玉北扇三角洲大型岩性-地层油气藏；2013年英也尔地区北部部署钻探英15井于梧桐沟组压裂后掺稀求产获得油11.2 m3/d，扭转了英也尔地区二叠系油气勘探停滞不前的局面，发现了英也尔扇三角洲大型岩性-地层油气藏。通过总结前人的认识和近几年的勘探实践成果[4-6]， 分析认为，鲁克沁地区二叠系梧桐沟组稠油油藏受古凸起和基底深大断层的控制，发育梧桐沟组(P3w)两个扇三角洲沉积体系，表现为断层控油源、古凸起控运移、扇体控规模的特点。

本文综合应用三维地震数据体、钻测井、录井及分析测试资料，在高分辨率层序地层分析的基础上，开展地层、沉积、储集层特征研究，预测梧桐沟组有效储集层的平面展布，探索该区油气成藏条件及主控因素,以期指导该区稠油油藏的勘探。

2 油气成藏特征

吐哈盆地吐鲁番坳陷前侏罗系有效勘探面积3.1×104km2，勘探程度低，资源潜力大，开展油气勘探以来，工业油气流区块主要集中分布在鲁克沁稠油富集带，发育3套含油层系(二叠系、三叠系、侏罗系)，其中三叠系克拉玛依组、二叠系梧桐沟组为主力含油层，侏罗系油层零星分布。鲁克沁构造带平面上可分为中西区、东区、北一区、北二区(图1)，其中中西区油气勘探主要以三叠系稠油油藏为主，是早期勘探的主要目的层系；东区英也尔区块以二叠系稠油油藏为主，受研究思路和试采工艺所限，勘探一直未取得重大突破。2012年通过系统开展地层、沉积特征研究，同时加强试采工艺攻关，发现了北一区、北二区二叠系梧桐沟组大型稠油油藏。该区油气藏类型多种多样，三叠系属于断块油气藏[7]，二叠系以岩性-地层油气藏为主，属于典型的复式油气聚集带。

2.1 断裂特征

二叠系地层沉积时期，鲁克沁构造带表现为断陷式湖盆[8]，西南部为鲁西低凸起，东南部为库木低凸起，受鲁西低凸起影响，鲁克沁洼陷西部地层表现为向洼陷缓慢加厚的沉积特点，东部则受控于北东-南西走向的基底张性断裂，地层表现为向洼陷快速加厚的沉积特点，平面上表现为西超东断的“V”字形古构造格局。

图1 鲁克沁地区梧桐沟组勘探成果

该区断层发育构造带主体部位断层纵横交错，主要发育NW和NE向两组，NW走向的断裂控制着构造带的走向，NE走向断层切割构造带，形成具有“网格”状的构造格架。NW走向断层断距较大，形成时间早于NE走向断层的形成时间。研究发现，北一区和中西区的分界断层断距150～280 m，延伸长度大于10 km，是该区二叠系主要的油源断层，断层以北发育梧一段油层，而断层以南的中西区则不发育该段油层。总之，NW向断层控制着油气的运移和储集层的发育与分布，二级断裂控制着构造局部构造格架。

2.2 层序地层特征

依据钻测井、录井资料，开展高分辨层序地层学研究划分[9-10]，认为该区二叠系梧桐沟组从上到下划分为三个砂层组，梧桐沟Ⅰ砂层组(W1段)、梧桐沟II砂层组(W2段)、梧桐沟Ⅲ砂层组(W3段)。Ⅰ砂层组顶部发育一套稳定的紫红色泥岩，中下部岩性为紫红色泥岩、砂砾岩互层；II砂层组岩性为灰色泥岩、灰色砂砾岩互层；Ⅲ砂层组顶部以灰色泥岩为主，中间夹褐色细砂岩、砂砾岩，底部为灰色细砂岩和大套砂砾岩层。平面上，Ⅰ砂层组分布范围小，北一区广泛分布，在英也尔区块，该砂层组因削蚀而范围相对较小。目前勘探的主要目的层主要集中在Ⅰ砂层组、Ⅲ砂层组。W1段顶部，岩性从棕色或者紫红色泥岩与上覆三叠系克拉玛依组杂色砂砾岩，测井曲线上表现为低电阻向中高电阻跳跃式变化，具有高自然伽马、高电阻率的特征；W2段顶部，发育一套湖泛沉积形成的低伽马泥岩，厚度2～6 m，分布稳定；W3段顶部以一套杂色砂砾岩与上覆灰色泥岩相接。

2.3 沉积地质特征

二叠系梧桐沟组沉积物源主要来自于东南部库木低凸起和西南部的鲁西低凸起，自下而上发育冲积扇、扇三角洲、水下扇及湖泊四种沉积相类型，纵向上表现为早期陡坡断陷湖盆沉积向后期缓坡坳陷沉积的演化(图2)。

W3段沉积早期，该区处于断陷湖盆沉降期，近物源快速沉积，岩性以厚层杂色砂砾岩为主，粒度粗，中间夹薄层灰色泥岩，表现为冲积扇、水下扇的沉积特点；W3段沉积后期，中西区和北一区由于早期水下扇沉积物的充填作用，使得湖水变浅、古地形坡度变缓，后期的沉积物有一定距离的搬运，形成了一套储集物性相对较好的砂砾岩；北二区则形成了一套扇三角洲前缘水下分流河道沉积的细砂岩，砂岩的成分成熟度和结构成熟度较高，储集物性好，是该区主力油层组。钻井揭示，W3段单井砂层累计厚度为2.0～36.0 m，一般为12 m左右。

图2 鲁克沁地区二叠系梧桐沟组W1、W3段沉积相平面分布

W2段沉积时期，古地形继续变缓，湖盆深度变小，在季节性洪水的作用下，该区形成了一套冲积扇沉积，岩性以中厚层灰色砂砾岩和紫红色泥岩、灰色泥岩互层，物性差，目前该段钻井普遍见到油气显示，但一直未取得突破。

W1段沉积时期，古地形进一步变缓、湖盆深度小，水深相对浅，湖水面积大，北一区和中西区和东区沉积了一套扇三角洲前缘水下分流河道砂，是该区主要油层组，而在北二区则以前扇三角洲沉积为主，砂体不发育。

2.4 储集层物性特征

统计10口井277个样品结果表明，该区梧桐沟组储集层岩性类型以砂砾岩、细砂岩为主，其中玉北区块W1段岩性主要为细砂岩、砂砾岩，孔隙度介于8.94%～11.47%，W3段岩性主要为砂砾岩，孔隙度介于8.72%～12.49%，渗透率普遍小于1×10-3μm2，属于低孔、特低渗储集层。英也尔区块W3段岩性相对较细，以细砂岩为主，孔隙度介于12.97%～29.97%，渗透率大多数大于100×10-3μm2，属于中高孔中高渗储集层(表1)，从平面上看，W3段储集层物性表现为英也尔区块优于南部玉北区块。

2.5 油藏特征

表1 鲁克沁地区梧桐沟组储集层物性统计

二叠系梧桐沟组油藏类型属于受鲁西低凸起和库木低凸起控制的岩性-地层油藏，西部主要受三个北西向断层的控制(火焰山北界断层、玉北断层、鲁克沁南界断层)，表现为斜坡或断鼻背景上的油气藏特征；而东部则受基底断裂的影响，表现为单斜背景上的油气藏特征。受英也尔断裂的影响，含油层系平面上具有分异性，中西区和北一区主力含油层段为W1、W3段，而北二区、东区含油层段主要为W3段，其中，北一区W1段油层厚度2～36 m，埋深3 597～3 916 m，原油密度为0.878～0.917 g/cm3，50℃下原油黏度为61.72～427.3 mPa·s；北一区W3段油层厚度为6～50 m，埋深为3 626～4 014 m，原油密度为0.878～0.917 g/cm3，50 ℃下原油黏度为94.73～9 705 mPa·s；北二区W3段油层厚度为5～15 m，埋深为3 295～3 698 m，原油密度为0.925～0.942 g/cm3，50 ℃下原油黏度为103～10 980 mPa·s。

3 油气成藏主控因素

勘探表明，鲁克沁构造带油气主要来源于台北凹陷二叠系桃东沟群，早燕山期处于低-中等成熟阶段的烃源岩生成的油气[11-12]沿着断层、构造脊线运移，在梧桐沟组形成了具有一定规模的油气藏。综合分析认为，该层系油气成藏受控于鲁西、库木低凸起和扇三角洲沉积体系，印支期古凸起控制着油气的运移方向，切割至深部烃源岩的深大断层为油气运移提供了良好的通道，扇三角洲沉积体系的分布范围控制了油藏的规模。

(1)印支期形成的古凸起是油气运移的优势路径，沿着古凸起脊部油气富集程度高，含油层系多，产量高。研究表明，吐哈盆地台北凹陷二叠系为断洼式构造格局，总体表现为北深南浅，向南为宽缓的缓坡区，发育多个鼻状凸起，其中位于库木鼻状凸起上的英也尔基底断裂控制形成了鲁克沁洼陷，受印支期构造运动的影响，鲁克沁洼陷完全回返形成库木低凸起的主体，且具有向北倾伏的鼻状构造形态，鲁克沁构造带属于受英也尔断裂控制的鼻状构造，源于台北凹陷的油气沿着鼻状凸起运移，在古凸起脊部众多的岩性圈闭中聚集成藏。鼻凸高部位含油层系多，储集层物性好，单井产量高，钻探的玉北1井、玉北6、英11、英15等井均获得工业油气流，而侧翼相对较低，钻探的玉北5、英17等井，均未见到油气显示而失利。

(2)围绕鲁西、库木低凸起两个物源区形成的扇三角洲前缘水下分流河道控制着储集层砂体的平面分布，也决定了玉北、英也尔区块不同的勘探潜力。研究表明，鲁克沁构造带二叠系梧桐沟组主要受鲁西、库木低凸起两大物源体系控制(图3)，玉北区块的物源来自于鲁西低凸起，由于在沉积时期，地形坡度平缓，主要发育扇三角洲沉积体系，近物源，水下分流河道砂体发育，储集层岩性以砂砾岩为主，储集层岩性的成分成熟度和结构成熟度较高，储集层物性相对较好。在北一区沿古凸起脊部钻探的玉北1、玉北6均获得工业油流；英也尔区块的物源来自于库木低凸起，沉积时期，受东北-西南走向基底断裂的影响，沿着深大断裂，发育了众多冲积扇及水下扇沉积，表现出单断快速沉积的特点，岩性相对较粗，储集层岩性成分成熟度和结构成熟度低，储集层物性相对较差。东区勘探因二叠系梧桐沟组储集层物性差而未取得大的突破，2013年北一区取得突破后，顺油路、找砂体，探索北二区，寻找有效储集层，已成为该区取得突破的关键。研究证实，在近源快速沉积的冲积扇、水下扇砂砾岩以后，由于湖盆坡度变缓，水体范围扩大，该区块扇三角洲前缘水下分流河道砂体发育，岩石的成分成熟度和结构成熟度较高，钻探英15、英1106等井均取得成功。

图3 鲁克沁地区白垩纪沉积前东西向地震剖面

(3)切割至深部烃源岩的基底深大断层为油气纵向运移提供了良好的通道，是主要的油源断层。鲁克沁构造带二叠系沉积时期，构造运动相对弱，断裂、断层较少，主要发育北西-南东走向英也尔基底深大断裂，以及伴生的三条走向相同的断层，印支期构造运动对该构造带的构造格局影响明显，使湖盆由断陷转化为坳陷型，同时形成了众多的北东走向的断层，它们共同构成了该构造带独特的断裂系统。在储集层物性较差的条件下，断层是油气运移的主要通道，垂向运移的贡献远大于油气侧向运移，不同类型和成因的断层对油气的疏导能力差异较大，其中基底深大断裂有效沟通了台北凹陷二叠系桃东沟群有效烃源岩，油气沿着断层向上运移后，再沿着鼻状凸起脊部持续运移[13-14]。

勘探证实，目前已发现的油气田及含油气构造均紧邻基底深大断裂、断层，如东区和北二区，紧邻英也尔断裂，油气显示活跃，钻探的英11、英12等井都获得成功；北一区紧邻火焰山北界断层、玉北断层，油气沿着断层向上运移后，侧向通过岩性的疏导，在构造或者岩性圈闭中聚集成藏。目前二叠系玉北和英也尔扇三角洲砂体取得突破。研究发现，围绕鲁西低凸起和库木低凸起，构造背景、油气运移聚集成藏特征均相似的多个扇三角洲砂体，包括玉北西部的扇三角洲砂体和英也尔北部的连23井区扇三角洲砂体是下一步区域扩展的主要方向(图4)。

图4 鲁克沁地区前侏罗系南北向油藏剖面

4 结论

(1)鲁克沁构造带二叠系油藏受库木鼻状凸起控制明显，基底断层有效地沟通了台北凹陷二叠系桃东沟群烃源岩，油气沿着凸起脊部向南、向东运移聚集，在梧桐沟组形成了具有一定规模的油气藏，油气藏类型以岩性-地层油气藏为主。

(2)储集层砂体受鲁西、库木低凸起物源区的影响，发育玉北和英也尔两大扇三角洲砂体，有效储集层主要为扇三角洲水下分流河道砂；古构造格局影响着储集层的发育，受西削东断的古构造格局的控制，玉北区块油层主要以W1、W3段为主，英也尔区块油层主要以W3段为主。

(3)围绕鲁西低凸起和库木低凸起，油气成藏条件优越，发育多个扇三角洲砂体，玉北西部的扇三角洲砂体和英也尔北部的连23井区扇三角洲砂体是下一步的有利勘探目标。

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编辑：吴官生

1673-8217(2015)04-0019-05

2015-03-09

李思辰，1990生，2013年毕业于长江大学，现为矿物学、岩石学、矿床学专业在读研究生，主要从事沉积储层方面的研究。

国家科技重大专项“岩性地层油气藏成藏规律、关键技术及目标评价”(2011ZX05001-002-004)，中国石油股份公司重大科技专项“中小型叠合盆地石油地质条件整体评价及勘探技术研究”(2012E-34-04)。

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