哈山地区东部侏罗系“断-毯”输导特征研究

韩同欣，张善文，林会喜，王圣柱，庄嘉翠

(1.中国石化胜利油田分公司，山东 东营 257001；2.中国石油大学(华东)，山东 青岛 266580；3.中国石化集团公司，北京 100083)



哈山地区东部侏罗系“断-毯”输导特征研究

韩同欣1，2，张善文2，3，林会喜1，王圣柱1，庄嘉翠1

(1.中国石化胜利油田分公司，山东 东营 257001；2.中国石油大学(华东)，山东 青岛 266580；3.中国石化集团公司，北京 100083)

准噶尔盆地北缘哈山东斜坡带侏罗系超覆、剥蚀关系复杂，致使油气输导格架配置及优势运移路径认识不清，勘探效果不佳。结合地质与地球化学方法，对研究区断层、砂体和不整合输导性及其配置关系进行剖析。研究表明：研究区具有“断-毯”输导运聚成藏的特点；八道湾组一段和西山窑组二段厚层砂体具有良好的储集物性和横向连通性，构成了油气长距离横向运移的毯状输导层；夏红北断层等大断层沟通了风城组烃源岩与侏罗系毯砂，具有幕式活动的特点，为油气垂向运移的重要通道，是研究区主要的油源断层；哈浅30井南等侏罗系层内断层控制了油气在毯砂中的横向运移遮挡成藏和毯砂之上砂体的垂向分配成藏，为油藏断层；“断-毯”高效输导格架是侏罗系源外供烃、长距离运聚成藏的关键。上述认识对研究区油气勘探具有重要的指导意义。

超剥带；砂体连通性；“断-毯”输导；哈山地区；准噶尔盆地

0 引 言

准噶尔盆地北缘哈拉阿拉特山(简称哈山)地区侏罗系超覆于哈山推覆体之上，表现为宽缓的构造斜坡。受燕山期构造运动的影响，地层发生明显掀斜，顶部遭受剥蚀，呈现“底超顶削”的特点，地层圈闭发育[1-4]。研究区南部邻近玛湖生烃凹陷，处于乌尔禾鼻凸和夏子街鼻凸的构造高部位，为油气运移的有利指向区，且已在哈山斜坡带西段侏罗系发现了春晖油田，进一步证实哈山斜坡带侏罗系具有巨大的勘探潜力，但在斜坡带东段钻探的北浅3、北浅1等井勘探效果不理想。研究认为，油气优势运移路径不清楚是前期探井失利的重要原因。因此，开展断层、砂体和不整合输导性及其配置关系研究，查明哈山地区东部斜坡带的油气运聚规律，对研究区的油气勘探具有重要的指导意义。

1 地质概况

哈山地区东部处于准西北缘西部隆起哈德构造带的东段，南邻乌夏断裂带、玛湖凹陷，北部以达尔布特断裂为界与和什托洛盖盆地相接，东部为石西凹陷，勘探面积为1 000 km2。研究区经历晚海西期和燕山期构造挤压后，哈山基本定型，深部石炭系—三叠系表现为一大型的逆冲推覆构造；侏罗纪、白垩纪构造活动强度明显减弱，浅部侏罗系、白垩系为宽缓斜坡构造。侏罗系超覆于哈山推覆体之上，自下而上发育了下侏罗统八道湾组、三工河组、中侏罗统西山窑组，上部地层遭受剥蚀缺失，与上覆的白垩系呈不整合接触。

2 油气输导特征

输导体系是油气从烃源岩运移至圈闭过程中所经历的所有路径，主要包括断层、砂体和不整合，输导体系对油气运聚成藏起着重要的控制作用[5]。

2.1 不整合输导评价

不整合是构造运动或海(湖)平面变动事件的产物，其上、下地层呈现不协调的接触关系，其作为油气运移的重要通道得到了学者的认可和勘探实践的证实[6]。研究区处于盆缘斜坡位置，侏罗系与下伏三叠系呈明显的角度不整合，致使下伏砂泥岩互层与不整合对接，同时，碎屑岩发育区不整合之下的风化淋滤作用较碳酸盐岩和火山岩区明显变弱，在一定程度上制约了八道湾组底部不整合面之下的淋滤层作为油气长距离横向运移的通道。另外，不整合面之上的底砾岩层能否作为油气的运移通道，与砂体沉积背景、分布范围及储集物性关系密切，并不是所有的底砾岩均可作为良好的运移通道[7-9]。研究认为，侏罗系沉积初期，受哈山逆冲推覆作用的影响，地形高差较大，八道湾组底部沉积了厚度为5～10 m的湿地扇扇中相(砂)砾岩[1]，该套砾岩分选、磨圆度差，富含泥质填隙物，且多为钙质(灰质)胶结，孔隙度仅为4.00%～14.74%，渗透率为2.50×10-3～18.71×10-3μm2，储层物性较差，含油性较差，甚至未见油气显示；而其上覆的砂质岩储层孔隙度为20.01%～39.80%，平均为27.89%，渗透率为45.30×10-3～4 983.70×10-3μm2，平均为507.40×10-3μm2。上述物性分析表明，八道湾组底部不整合之上的底砾岩层不能作为油气长距离横向运移的重要通道，仅可作为输导效率较差的“喉道型”运移通道。

2.2 断层输导评价

研究区发育深、浅2套断裂系统。夏红北、夏59等井的断层属于深部断裂系统，断层走向为北东向，近平行分布，平面延伸一般为15～30 km，断面北倾，呈叠瓦状组合样式，断距大，断裂穿越层位多，沟通了深部的风城组烃源岩，向上可断至侏罗系或白垩系；哈浅30南等断层为浅部断裂系统，断层走向以近东西向为主，平面延伸一般为3～10 km，断距较小，表现为中生界层内断层的特点。

研究区深部断层表现为生长断层特征。夏红北、夏9等井的断层具有幕式、持续活动的特点，主要活动期始于晚海西期，持续至燕山末期，其中，印支期活动性最强，生长指数为1.35～2.30，燕山期次之，生长指数为1.20～1.50。夏红北、夏10等井的断层泥岩削刮比为0.30～0.42，泥质充填系数为0.22～0.34，表明断层具有较好的输导性。相对而言，浅部断层活动期晚，活动期较短；西山窑组沉积期断层活动性最强，断层生长指数为1.24～1.30，泥岩削刮比为0.32～0.94，表明浅部断层具有较好的侧向封闭性；断层倾角为47～65 °，埋深较浅，断层面正压力小于泥岩的塑性变形强度，断层具有较好的垂向开启性。

综上所述，夏红北、夏59等井的深部断层的幕式活动与烃源岩生排烃期配置良好[10-11]，可为油气垂向运移提供通道，是研究区主要的油源断层。哈浅20北、哈浅30南等井的浅部断层可与八道湾组一段和西山窑组二段砂体配合形成阶梯状配置样式，造成横向遮挡，控制了毯砂之上的油气垂向分配成藏，为主要的油藏断层。

2.3 砂体输导特征

研究区侏罗系为一套暖湿气候背景下的湿地扇—辫状河—三角洲—滨浅湖相含煤沉积，八道湾组一段和西山窑组二段形成2套稳定分布的厚层砂体。八道湾组一段辫状河河道、辫状河三角洲水下分支河道砂体发育，以砂砾岩和含砾粗砂岩为主，由玛湖凹陷向盆缘呈逐渐减薄的趋势，单砂层厚度为8～32 m，平均为24 m，累计厚度为20～80 m。该套砂岩具有较好的储集物性，以原生粒间孔为主，孔隙度为13.90%～38.30%，平均为28.90%，渗透率为21.90×10-3～558.00×10-3μm2，平均为393.30×10-3μm2，属于高孔、中渗性储层。西山窑二段为辫状河河道砂体，以砂砾岩和含砾粗砂岩为主，砂体厚度大，平面叠合连片，西部哈浅20井区厚度为20～60 m，东部北浅1井区砂体厚度为20～40 m。该套砂体储集条件优越，以粒间孔为主，孔隙度为21.20%～37.30%，平均为30.30%，渗透率为22.28×10-3～375.93×10-3μm2，平均为202.40×10-3μm2，属特高孔、中渗储层。

为了精细厘定油气在毯砂中的优势运移路径，在上述分析的基础上，根据原油运移过程中的地质色层效应原理，运用含氮化合物、生物标志化合物参数、颗粒定量荧光等地球化学手段对油气运移路径进行了示踪。研究认为，侏罗系油气运移区域上受乌尔禾和夏子街鼻凸的控制，区内存在哈浅20、夏重8井2个油气充注点，油气沿毯砂运移受砂体顶面构造形态控制。八道湾组一段和西山窑组二段2套厚层砂体具有连通性好、叠置连片分布、储集物性好的特点，可作为研究区油气横向运移的重要输导毯层。

3 输导模式分析

研究区深、浅2套断裂系统与八道湾组一段、西山窑组二段2套毯砂层构成了斜坡带侏罗系特有的“断-毯”油气运聚成藏体系(图1)。长期活动的深大断裂起到了垂向沟通作用，构成了“油源通道网”；连续、稳定分布的厚层毯状砂体具有良好的储集物性，可作为油气运移的中转站和仓储层；毯砂上部的孤立式、对接式等砂体与沟通毯砂层的小断层形成了浅部的油气“调整聚集网”。油源断层、毯状砂岩和调整断层三者时空配置，形成了“油源断层垂向沟通、毯状砂体横向输导、调节断层纵向调整”的油气高效输导格架。

图1 哈山东部地区侏罗系输导能力指数

在断层和砂体单因素输导能力评价的基础上，综合考虑砂体顶面构造形态、砂体厚度、砂体物性、断层性质及输导能力，提出运用输导能力评价指数Ic进行油气输导能力的量化评价。Ic值越大，表明油气输导能力越强；反之则越差。根据Ic指数的平面变化，对油气的有利聚集区带进行预测，具体公式如下：

Ic=a1f1+a2f2+a3h+a4k+a5e

(1)

式中：Ic为输导能力指数；f1为油源断层网质量系数，表示单位储层面积内油源断层条数与单位储层面积之比；f2为油藏断层网质量系数，表示单位储层面积内油藏断层条数与单位储层面积之比；h为厚度系数，表示计算点的储层累计厚度与计算点的地层总厚度之比；k为孔渗系数，表示b1计算点的毯砂层孔隙度与计算点的地层平均孔隙度值加上b2计算点的毯砂层渗透率与计算点的地层平均渗透率值之比；e为环境系数，通常与距离生油凹陷的远近及与砂体的接触程度等因素有关，通常小于1；a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2为权系数。

根据各项因素对输导能力的贡献大小，该研究取a1=0.20、a2=0.05、a3=a4=a5=0.25、b1=0.50、b2=0.50(表1)。

表1 哈山东部地区侏罗系输导能力指数参数

根据研究区钻井、油藏解剖分析，认为Ic≥0.6时运移通道输导能力好；0.3

4 结 论

(1) 断层、砂体和不整合输导要素评价表明，不整合是研究区的有效输导通道，夏红北、夏21等井的断层为油气垂向运移的重要油源断层，八道湾组一段和西山窑组二段厚层砂体为油气横向运移的毯状输导层。

(2) 断层幕式活动与烃源岩生、排烃期形成良好配置，烃源岩、油源断层与八道湾组、西山窑组毯砂构成了侏罗系的“断-毯”高效输导格架。

(3) 油气输导能力综合评价认为，哈浅1、夏重8井区为八道湾一段的有利油气聚集区，哈浅20井区是西山窑二段的有利油气聚集区。

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编辑 黄华彪

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.05.014

20160326；改回日期：20160522

国家科技重大专项“碎屑岩层系大中型油气田富集规律与勘探关键技术”(2011ZX05002-002)；中国石油化工股份有限公司科技重大攻关课题“哈山构造带成藏主控因素研究”(P13020)

韩同欣(1992-)，女，2013年毕业于中国石油大学(华东)资源勘查工程专业，2016年毕业于该校地质资源与地质工程专业，获硕士学位，现主要从事石油地质与勘探研究工作。

TE121.1

A

1006-6535(2016)05-0062-04