银额盆地查干凹陷下白垩统砂砾岩体成藏特征研究

王辰

(长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安 710064)

吕古贤

长安大学地球科学与资源学院，陕西西安710064 中国地质科学院地质力学研究所，北京100081

银额盆地查干凹陷下白垩统砂砾岩体成藏特征研究

王辰

(长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安 710064)

吕古贤

长安大学地球科学与资源学院，陕西西安710064 中国地质科学院地质力学研究所，北京100081

查干凹陷下白垩统发育多层系、多类型的砂砾岩油藏。从浅层的构造油藏、中深层的构造-岩性复合油藏到深层的岩性油藏，储层均是成藏重要的控制因素。研究区西南低东北高的构造格局确定了北东向为主要油气运移指向，油气运移方式以垂向运移为主，侧向运移为辅，垂向运移主要与断层有关，侧向运移与各类型砂体有关。油气从凹陷生烃中心向低势区运移，汇聚于生烃中心周边各类型砂砾岩圈闭中。综合分析认为，盆地结构变化、源岩烃、储层和输导体系等分别控制了研究区的油气运移指向、空间分布、油气富集程度及油藏类型等，总体表现出受到多种因素的联合控制的复杂成藏过程。

砂砾岩油藏；输导体系；油气运移；上白垩统；查干凹陷

图1 查干凹陷砂砾岩油藏平面分布图

查干凹陷构造上处于银额盆地查干德勒苏凹陷东部，是一个长轴呈NE向展布的箕状凹陷。东以狼山为界，西临西尼凸起，面积约2000km2，基底最大埋深为6400m[1,2]，可划分出乌力吉构造带、中央构造带、毛敦次凸、额很洼陷带及虎勒洼陷带共5个次级的构造带(图1)。研究区自下而上主要发育下白垩统巴音戈壁组(K1b)、苏红图组(K1s)、银根组(K1y)，上白垩统乌兰苏海组(K2w)和新生界，缺失三叠系和侏罗系[3～5]。凹陷内部砂砾岩发育，长期以来对该类砂岩的成藏特征及其制约因素认识不清，一直阻碍着研究区的勘探进展，也是前期勘探没有获得突破的主要原因之一。针对前期研究中的不足，笔者对凹陷内上白垩统砂砾岩成藏特征进行了深入分析，总结了砂砾岩成藏特点，期望能为该区的油气勘探提供理论指导。

1 砂砾岩发育特征

查干凹陷下白垩统砂砾岩储层类型较多，主要有水下扇、扇三角洲、滨浅湖滩砂及河流相砂砾岩储层，岩性以砂砾岩、砾状砂岩、砂质砾岩、不等粒砂岩为主，见少量细砂岩。其中，水下扇和扇三角洲砂砾岩储层主要发育在K1s和K1b，河流相砂砾岩储层多发育在K1y，少量发育在K1s[5，*史大海,陈清棠,李仁甫,等.查干凹陷石油地质特征及勘探目标优选.濮阳:中原油田分公司,2009:8～9.]。砂砾岩储层的岩石类型主要有不等粒长石岩屑砂岩和岩屑砂岩，部分为粗粒岩屑长石砂岩，颗粒以点-线接触为主，总体表现为分选性差，分洗性差，泥质含量高，结构成熟度和成分成熟度都较低的特征。

查干凹陷内砂砾岩储层厚度分布不均，其发育及分布与沉积相带有着密切的关系。从整个凹陷储层纵向发育及平面分布的特点看，具有“三多三小”的特征，即：沉积相带类型多、岩石类型多、杂基含量多；储层单层厚度小、储层占地层厚度比例小、中深层有利储层分布面积小等特点[6～15]。

2 油藏特征

查干凹陷下白垩统发育多种类型的砂砾岩油藏，从浅至深依次发育构造油藏、复合油藏及岩性油藏。

2.1 浅层K1y-苏红图组二段(K1s2)油藏

目前区内钻井主要集中在乌力吉构造带，所发现的浅层砂砾岩油藏也主要分布在该构造带。乌力吉构造带位于查干凹陷毛敦次凸的西北一侧，是一个受毛敦次凸和毛西断层双重控制的断鼻构造。

1) K1y油藏特征 乌力吉构造带浅层K1y油藏以毛6井、毛8井和毛12井相继在K1y钻遇油层，并试油获油流。该时期发育河流相砂砾岩储层，岩性相对较粗，且埋深较浅，分选性中等，结构较疏松，原生孔隙发育，储层物性较好。毛8井在710～915.5m井段K1y试获工业油流。位于毛8井构造低部位的毛12井相应层位油气显示也较为丰富，但含油气性比毛8井差。而离毛8井更远的构造低部位的毛1井K1y未见显示。毛6井K1y显示较差，电测解释以水层为主(图2)。总体上，K1y油藏整体表现为层状构造油藏的特征，油藏高点富集。

2)K1s2油藏特征 K1s2砂砾岩油藏以毛1井试油获得工业油流，毛6井、毛12井相继钻遇厚油层为代表，为受构造控制的岩性油藏。K1s2以扇三角洲分流河道砂为主，砂砾混杂，分选较差，表现出小旋回、多期次、快速沉积的特征，与K1y有明显不同。该段砂砾岩储层物性及含油气性受胶结物成分的影响明显，泥质胶结砂砾岩体的含油气性和物性较好，灰质胶结砂砾岩体物性最差，多不含油。毛6井K1s2油气显示丰富，位于毛6井构造高部位的毛12井在K1s2油气显示变差，储层物性和含油性向构造高部位有逐渐变差的趋势(图3)。毛6井K1s2原油密度为0.9342～0.9498g/cm3，与构造相对低部位的毛1井原油密度近似，饱和烃色谱特征也表明毛6井与毛1井为同一油藏，原油均发生一定程度生物降解。

图2 毛1井～毛8井K1y油藏剖面图 图3 毛5井～毛8井K1s2油藏剖面图

2.2 深层苏红图组一段(K1s1)-K1b油藏

查干凹陷内目前所发现的深层砂砾岩油藏主要位于乌力吉构造带和巴润断阶带。巴润断阶带位于额很洼陷带的东北方向，构造上受巴润断层及其配套断层控制，被次一级断层分割成多个小断块，向北东逐渐抬升，向南西倾没于虎勒次洼中。

1)K1s1油藏特征 K1s1油藏以早期的查参1井、毛3井在苏一段试获的低产油流为代表。K1s1沉积时期，盆地发生频繁的火山活动，火成岩发育，厚度较大，碎屑岩发育相对较差，厚度较薄。查参1井位于巴润正断层的下降盘，为断块油气藏(图4)。该井K1s1砂砾岩储层单层厚度很薄，一般为0.5～1.5m，最厚达4m，物性相对较差，油气显示段主要位于两套火山岩之间。岩性主要为长石岩屑砂岩、岩屑砂岩和岩屑长石砂岩，属滨浅湖相滩砂和湖泥间互沉积。总体上，K1s1油藏原油具有低密度、低粘度和低含蜡量的特点，为轻质原油。油源对比确认该原油来自巴音戈壁组二段(K1b2)湖相云质泥岩。原油中解析气甲烷含量相对较高，重烃组分也有一定比例，氮气含量少量，为溶解气的特点。钻井、试油及储层分析结果表明，查参1井油藏是一个在断块构造背景下夹持于火山岩之间的构造-岩性油藏。

2)巴音戈壁组二段(K1b2)油藏特征 K1b2油藏以毛1井前期试油获低产油流为代表。凹陷内部K1b2的岩性以灰色泥岩、灰色白云质泥岩夹灰色白云质粉砂岩、灰色细砂岩为主，是凹陷的主力烃源岩层。毛1井位于乌力吉构造高部位，东邻毛敦次凸，在K1b2发育近岸水下扇和扇三角洲沉积，岩性主要为杂色角砾岩、灰色砂砾岩、灰色含砾不等粒砂岩夹灰色泥岩和粉砂质泥岩等，砂岩厚度467.5m，砂地比为76.5%，物性总体较差。该油藏属于中深层、低渗透率、原油密度正常的常压油藏。从毛1井所在乌力吉构带沉积特征来看，其岩性横向变化大，有利相带较窄，转换较快。砂岩储层在构造和沉积的双重作用下，展布形态较复杂，厚度变大，向凹陷中心方向尖灭。该油藏类型整体应属于构造-岩性复合油气藏(图5)。

图4 过查参1井油藏剖面图 图5 过毛1井油藏剖面图

3)巴音戈壁组一段(K1b1)油藏特征 K1b1油藏以力1井在K1b1试获工业油流为代表。K1b1沉积时期，水下扇砂体发育，储层岩性以粗碎屑岩为主，夹在湖相暗色泥岩中，构成频繁韵律沉积。力1井在构造上位于毛1井的相对低部位，砂岩发育程度较低，以浅湖相沉积为主，岩性主要以薄层细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩和大套暗色泥岩为主。力1井K1b1灰质砾岩层为研究区首次钻遇，为经历过较短距离搬运后沉积的砾岩。砾石及胶结物成分主要以灰质为主，物源为来自于毛敦次凸的变质岩。该套地层下部暗色泥岩的镜质体反射率Ro在0.9%～0.96%之间，表现了正常沉积泥岩的有机质演化特征。该井钻遇的灰质砾岩段为水下扇砂砾岩体，局部发育一定程度裂缝，对于改善储层的储集性能起重要的作用，有利于油气成藏。油藏整体表现出岩性油藏的特点，裂缝发育部位油气富集程度高。

3 成藏的控制因素

3.1 盆地结构及生烃中心控制了油气的富集方向

查干凹陷构造演化经历了断陷-断坳-拗陷-反转4个阶段，形成了现今的西南断东北超、西南低东北高的构造格局，这种构造格局决定了油气主要向东北方向这一低势区运移。除构造背景对油气富集有影响外，中国东部多数小型断陷盆地的油气富集也受烃源岩分布的控制，查干凹陷也不例外。查干凹陷主力生烃洼陷为额很洼陷，其内部继承性的发育K1b1、K1b2和K1s1这3套烃源岩，是凹陷内的富生烃中心(图1)。该生烃中心的烃源岩有机质类型主要为腐泥-腐殖混合型，有机质丰度及热演化程度均较高，分布范围也比较广，具有较强的生烃能力。从已发现的油藏分布特点来看，主要分布在凹陷北部和东部，紧邻额很生烃中心上倾部位。由此可见，盆地结构及生烃中心共同控制了研究区油气富集方向。

3.2 储层发育程度控制油气的富集程度

查干凹陷发育多种类型砂砾岩储层，是区内主要的储集类型。该类型储层多具有结构成熟度、成分成熟度双低以及孔隙度、渗透率双低的特点，且不同层系储层发育控制因素略有不同。浅层K1y埋藏较浅，胶结疏松，原生孔隙相对发育，油气富集程度高；K1s2埋深略大，压实作用使储层原生孔隙减少，油气主要富集在砂砾岩扇体的扇中部位，扇根部位含油气性变差；K1s内部的碎屑岩储层，孔隙度一般在2%～12%之间，平均为8.6%。相比浅层正常沉积的碎屑岩物性，孔隙度明显偏小，油气富集程度明显变差；K1b的油气只富集在有利沉积微相类型及裂缝性储层中，富集范围相对局限。

3.3 输导体系控制油气的运移

研究区油气的垂向运移通道主要是断层，侧向运移通道主要是砂体。从油气运移特点来看，断层是研究区主要的垂向输导通道，断层的活动能对早期形成的油气藏起到破坏作用，同时也对新油气藏的形成起到油气再分配的作用，尤其是长期活动断层将K1b优质烃源岩生成的油气运移到浅层K1s和K1y聚集成藏。比如，K1y毛8块浅层油藏就是毛西断层长期活动的结果。砂体是研究区油气侧向输导的主要方式，多以短距运移为主，油气通过砂体侧向运聚，聚集到生烃中心周边有利区带。

4 成藏模式

查干凹陷断裂十分发育，类型复杂，分布范围广，断层对油层输导起了十分重要的作用。从研究区构造发育特征及纵向上多层系成藏的特点看，垂向运移和短距侧向运移是查干凹陷主要的油气运移方式。查参1井K1s1油气至少沿断裂垂向运移了400m以上；毛1井K1b和K1s烃源岩并不发育，但油气显示却较活跃。从油源对比结果来看，毛1井、毛3井K1s2原油主要来自额很洼陷的K1b烃源岩，原油从生烃中心向成藏区侧向运移了3～10km。

前期的钻井、试油及分析化验等资料证实，查干凹陷主要发育2套烃源岩(K1b、K1s1)，2种储集类型(碎屑岩、火山岩)，在纵向上形成了多套生储盖组合。K1b半深-深湖相云质暗色泥岩和页岩，K1s1暗色湖相泥岩为主要的生油岩，且研究区断层在油气生排烃期一直活动，倾角也相对较大，距生油洼陷近，因此洼陷中生成的油气主要通过通源的主干断层向洼陷高部位及浅层运移。在油气沿主干断层运移过程中，少量石油会聚集到主干断层附近的砂体中，但大多数会通过主干断层和其配套断层继续向上运移，并在这些配套断层附近的有利砂体中富集成藏，这样整个油气输导的网络就形成了近源垂向(侧向)排烃多层系成藏的油气成藏模式(图6)。

5 结论

1)查干凹陷下白垩统砂砾岩储层发育，形成了多层系、多类型的砂砾岩油藏。由浅至深，储层对油气富集的控制作用逐渐增强，从浅层的构造油藏、中深层的构造-岩性复合油藏到深层的岩性、裂缝性油藏，储层均是重要的控制因素。

2)研究区西南低东北高的构造格局确定了北东向的主要油气运移指向，油气运移方式以垂向运移为主，侧向运移为辅，垂向运移均与断层有关，侧向运移与各类型砂体有关。油气从凹陷生烃中心向低势区运移，汇聚于生烃中心周边各类型砂砾岩圈闭中。

3)盆地结构变化、源岩烃、储层和输导体系等分别控制了研究区的油气运移指向、空间分布、油气富集程度及油藏类型等，总体表现出受到多种因素的联合控制的复杂成藏过程。

图6 查干凹陷砂砾油藏成藏模式图

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[编辑] 宋换新

2016-04-11

王辰(1991-)，男，博士生，现主要从事矿产普查与勘探方面的学习与研究工作，734017417@qq.com。

TE122.3

A

1673-1409(2017)7-0015-05

[引著格式]王辰，吕古贤.银额盆地查干凹陷下白垩统砂砾岩体成藏特征研究[J].长江大学学报(自科版),2017,14(7):15～19.