羌塘盆地隆鄂尼地区油砂矿地质特征及成藏模式

赵光通，李俊武，邓 翔，曹占元

(1.青海煤炭地质局，青海 西宁 810000；2.页岩气评价与开采四川省重点实验室，四川 成都 610091；3.甘肃省油气资源研究重点实验室/中国科学院油气资源研究重点实验室，甘肃 兰州 73000)

0 引 言

近年来，常规油气资源逐渐匮乏，中国油气资源缺口逐渐增大，寻找非常规油气替代资源尤为重要[1-2]。油砂资源作为一种十分重要的非常规油气资源，在中国各大含油气盆地均有分布[3]。前人在研究羌塘盆地过程中发现多个大型古油藏[4-7]，其中，隆鄂尼古油藏为重要的油藏之一，其位于南羌塘坳陷的隆鄂尼地区，在野外见多处油砂出露点，说明该地区具有大规模油砂矿存在的可能性。隆鄂尼地区位于勘探条件艰苦的青藏高原地区，其勘探程度相对较低，前人对该地区油砂矿的研究相对较少，因此，有必要开展隆鄂尼地区油砂的研究。该文重点对隆鄂尼地区油砂矿地质特征及成藏模式进行分析，为进一步勘探该地区油砂资源提供一定的理论依据。

1 地质背景

隆鄂尼地区位于南羌塘坳陷，构造上是一个以中侏罗统布曲组灰岩和白云岩为核部、以夏里组页岩为两翼、被断层复杂化的背斜构造。隆鄂尼背斜东西长为35～50 km，核部布曲组出露宽度为2～5 km，向东倾伏，终止于依桑日[8-10]。该背斜核部有很好的油苗显示，曾被称为隆鄂尼古油藏，由西北的孔日热跃至东南生都鄂仁地表可见到大面积油砂露头分布(图1)。研究区地层由老至新依次为上三叠统肖茶卡组(T3x)，侏罗系下统比隆组(J1q)，侏罗系中统雀莫错组(J2q)、布曲组(J2b)、夏里组(J2x)和侏罗系上统索瓦组(J3s)[11-15]。隆鄂尼背斜核部为中侏罗统布曲组，该组为油砂发育层，其岩性为“砂糖”状的含油白云岩，两翼为中侏罗统夏里组[16-20]。

图1 隆鄂尼地区地表油砂分布位置及油砂钻井位置

2 油砂矿地表地质特征

羌塘盆地隆鄂尼地区油砂矿自西向东呈带状分布，长约为6 km，宽约为900 m[21]。对隆鄂尼地区油砂野外出露点进行剖面测量，同时采集油砂样品进行普通薄片、铸体薄片和荧光薄片鉴定。共计实测2条剖面，油砂主要分布于隆鄂尼背斜的核部，其中，隆鄂尼Ⅰ号剖面累计厚度为382 m，共有4层油砂，油砂累计厚度为75.84 m；隆鄂尼Ⅱ号剖面累计厚度为218 m，共有4层油砂，油砂累计厚度为43.17 m。2条剖面岩性均为礁灰岩、生物碎屑(介壳)灰岩、泥晶灰岩和含油中—细晶白云岩(“砂糖”状白云岩)(图2a)，油砂层为含油中—细晶白云岩(图2b)，并且在含油白云岩层位的顶部见到泥晶灰岩、泥灰岩夹石膏等低孔渗的致密盖层，底部则为生物碎屑(介壳)灰岩与细晶白云岩韵律互层。荧光薄片鉴定显示，在解理缝、粒间隙、粒间孔及微细裂缝中见黄绿色中亮—亮光显示，局部见极亮光(图2c)。铸体薄片分析显示，孔隙主要为溶蚀孔、溶蚀缝、解理缝、粒间缝、铸模孔及裂缝等(图2d)。

图2 隆鄂尼地区油砂野外露头及薄片照片

3 油砂矿井下地质特征

3.1 钻井特征

隆鄂尼地区实施油砂钻井共5口(图1)，岩性主要以中—细晶灰质白云岩、灰质云岩为主，夹杂少量的生物碎屑灰岩及粉砂质泥岩。共有4口(LK-1、LK-3、LK-4、LK-5)钻井钻遇油砂层，油砂层均发育在中侏罗统布曲组(J2b)，岩性为灰色砂状白云岩和灰质云岩，其中，LK-1井钻遇油砂层1层，厚度为5.8 m；LK-3井钻遇油砂层6层，单层最大厚度为24.8 m，累计厚度为82.8 m；LK-4井钻遇油砂层7层，单层最大厚度为42.8 m，累计厚度为113.88 m；LK-5井钻遇油砂层3层，单层最大厚度为88 m，累计厚度为174.0 m。4口钻井中 LK-3、LK-4井油砂层具较浓的油气味，荧光显示较强；LK-5井油砂层最大，但荧光显示偏弱；LK-1钻井油砂层最薄，荧光显示最弱。根据连井剖面图，油砂层主要分布在中侏罗统布曲组(J2b)，油砂层倾角为10～30 °，其地下分布连续，厚度稳定。

3.2 储层特征

3.2.1 岩石学特征

对研究区的油砂层取样进行普通薄片、铸体薄片及荧光薄片观察和鉴定。薄片资料分析显示，油砂主要以中—细晶白云岩为主(图3a)，可见到灰质云岩(图3b)；白云石主要由亮晶白云石组成，颗粒间充填亮晶方解石。铸体薄片观察显示，岩石中的孔隙以白云石晶间孔及晶间溶孔为主(图3a、c)。荧光薄片显示，白云石晶间孔、晶间隙中见黄绿色中亮—亮光显示，局部见极亮光，显示连通性好(图3d)。

图3 隆鄂尼地区油砂岩性及孔隙类型薄片照片

3.2.2 物性特征

对研究区钻井油砂层岩心进行孔隙度和渗透率测试分析，其中，LK-1井油砂层孔隙度为1.47%～6.90%，平均孔隙度为2.91%，渗透率为0.01～0.15 mD，平均渗透率为0.05 mD，属于低孔超低渗储层；LK-3钻井油砂层孔隙度为0.90%～31.25%，平均孔隙度为7.09%，渗透率为0.06～46.20 mD，平均渗透率为4.72 mD，属低孔低渗储层；LK-4钻井油砂层孔隙度为4.00%～26.40%，平均孔隙度为16.86%，渗透率为42.30～120.00 mD，平均渗透率为59.60 mD，属中孔中渗储层；LK-5钻井油砂层孔隙度为0.72%～29.7%，平均孔隙度为14.89%，渗透率为5.60～42.70 mD，平均渗透率为36.20 mD，属低孔低渗储层。

3.3 含油性特征

按含油率差异，前人将青藏高原地区油砂矿品级划分为A、B、C 3个等级，其中，A级含油率为6.00%～9.00%，B级含油率为4.00%～6.00%，C级含油率为2.50%～4.00%[22]。对研究区4口油砂井，累计钻遇的376.48 m油砂层，取油砂样60块，分别进行含油率测试分析。结果显示：LK-1井取油砂样6块，平均含油率为3.31%；LK-3井取油砂样24块，平均含油率为4.80%；LK-4井取油砂样52块，平均含油率为5.10%；LK-5井取油砂样44块，平均含油率为4.70%。对各含油率统计分析(表1)，隆鄂尼地区油砂含油率较高，属于B级油砂矿。

表1 各含油率段样品数占总样品数比例

4 油砂矿成藏模式

羌塘盆地发育4套烃源岩，划分出5套较好的生储盖组合，即上三叠统肖茶卡组—下侏罗统曲色组组合、下侏罗统曲色组—中侏罗统雀莫错组组合、中侏罗统布曲组—中侏罗统夏里组组合、中侏罗统夏里组—上侏罗统索瓦组组合和上侏罗统索瓦组—雪山组组合[23-25]。

通过对古油藏的分布进行研究认为，隆鄂尼古油藏位置处于背斜构造顶部的白云岩储层中，但古油藏在白云岩所伴生的灰岩中未见到油气成藏显示，表明该古油藏圈闭类型为岩性圈闭，构造运动变形所形成的裂缝对油气运移到岩性圈闭中成藏具有很好的辅助作用[26-27]，由此认为，该古油藏是由构造运动和岩性封闭共同作用形成。隆鄂尼古油藏发育说明构造变形与岩性圈闭的搭配非常有利于油气成藏。

隆鄂尼古油藏以上侏罗统夏里组泥质灰岩、泥质云岩、粉砂质泥岩夹石膏为盖层，布曲组白云岩为储层，布曲组碳酸盐岩和泥质岩为烃源岩，该油藏属于自生自储型油藏(图4)[23]。布曲组烃源岩在中侏罗统末期开始生油，并于早白垩世达到生油的高峰期，此后一直处于生油低熟期，褶皱背斜构造形成于晚侏罗世末期—早白垩世早期的燕山运动，因此，构造圈闭的形成与首次生烃期近于同步[28]，早第三纪始新世末的喜山运动发生大规模构造运动，隆鄂尼古油藏被破坏抬升至地表或近地表而形成油砂矿，羌塘盆地隆鄂尼地区油砂矿的形成是基于该地区早期保存良好的隆鄂尼古油藏[29]。

图4 羌塘盆地隆鄂尼地区油砂成藏模式

5 结 论

(1) 隆鄂尼地区地表及地下油砂岩性均为中—细晶白云岩为主。

(2) 隆鄂尼地区油砂矿油砂总体厚度较大，但油砂层储层物性较差，属于低孔低渗储层，总体含油率较高，属于B 级油砂矿，具有一定开采价值。

(3) 隆鄂尼油藏圈闭类型为岩性圈闭，属于自生自储型油藏，后期遭受构造破坏形成油砂矿，为典型由岩性圈闭和构造抬升共同作用成矿模式。