李国政 王梅玲 杨宏 马慧明
(西北石油局规划设计研究院 乌鲁木齐 830011)
摘要 雅克拉-轮台区块为塔里木盆地最重要的油气聚集带之一,目前已发现13个油气田, 6个含油气构造,共50个油气藏。通过系统研究区块内各油气田(藏)的成藏特点,归纳、总结了区块油气田(藏)展布、油气藏类型、成藏期、成藏模式,进一步完善了对该区油气分布规律及其主要控制因素的认识。
关键词 塔里木盆地 雅克拉-轮台区块 油气分布 主控因素
雅克拉-轮台区块(简称雅-轮区块)位于塔里木盆地北部沙雅隆起,范围包括雅克拉断凸、库车坳陷南缘、沙西及外围地区,为塔里木盆地最重要的油气聚集带之一,为“西气东输”主要气源区。该区块石油地质条件复杂,勘探程度相对较高,深入研究油气分布规律,对该区油气勘探尤其是天然气勘探具重要意义。
1 油气田(藏)展布
目前,雅-轮区块已发现13个油气田:雅克拉凝析气田、牙哈油气田、东河塘油气田、英买7号油气田、红旗油气田、英买1号油田、英买2号油田、羊塔克1号凝析气田、羊塔克5号油田、玉东2号油气田、提尔根凝析气田、轮台凝析气田和丘里凝析气田;6个含油气构造:群巴克(台2井N1s)、轮西1(轮西1井
累计探明地质储量:石油为5822.4×104t,溶解气为 65.88×108m3,天然气为930.69×108m3,凝析油为3894.78×104t,总油气当量为19742.68×104t。
控制地质储量:石油为3747×104t,溶解气为65.88×108m3,天然气为386.74× 108m3,凝析油为610.2×104t,总油气当量为8852.5×104t。
1.1 油气田(藏)平面分布
雅-轮区块工区范围内油气田藏主要分布于受大断裂控制的局部构造带,平面上集中分布于以下4个地区:雅克拉断凸西南沿(红旗,东河塘-雅克拉),库车坳陷南缘(牙哈-丘里-群巴克台2井),沙西凸起西北部(玉东-羊塔克-英买7),雅克拉断凸中部轮台一带(轮西1、轮台-提尔根)。
图1 雅克拉-轮台区块油气分布图 Fig.1 Distribution of oil-gas in Yakela-Luntai oil-gas bearing zone
1—登记区块;2—油藏;3—气藏;4—钻井;5—侵入岩体;6—断层;7—含油气系统
1.2 油气田(藏)纵向分布
雅-轮区块在前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、侏罗系及下白垩统卡普沙良群、上白恶统—老第三系、中新统苏维依组、上新统库车组等10个层位发现油气藏及工业油气流(表1、图2),纵向上断层和储盖组合控制了油气的分布。
表1 雅-轮区块各层位储量分布 Table1 Reserves distribution of different-horizon in Yakela-Luntai oil-gas bearing zone
图2 雅克拉—轮台各层位油气储量分布 Fig.2 Reserves distribution of different horizon in Yakela-Luntai oil-gas bearing zone
1.2.1 前中生界
油气主要分布于寒武系—奥陶系及下石炭统。寒武系—奥陶系以潜山油气藏为主,储层为碳酸盐岩,下石炭统以挤压背斜油气藏为主,储层为东河砂岩。油气资源类型以原油为主,凝析气次之。其他层位储量较小。前中生界各层位油气在本区块的横向分布如下:(1)前震旦系(AnZ):工业天然气流目前只发现于雅克拉断凸西端托乎拉地区。位于托乎拉1号构造的沙53井于1998年3月在前震旦系变质二长岩裂隙储层进行DST测试,获工业气流;天然气10870m3/d,油微量。按容积法计算托乎拉1号构造前震旦系天然气预测储量为5.29×108m3。
(2)震旦系(Z):工业油气流产自雅克拉沙4井,在5416.58~5428.19 m井段震旦系中统白云岩中裸眼中途测试日产油13.32 m3,气为12×104m3,水为71.04m3。该“气藏”可能为地层不整合底水块状气藏。
(3)寒武系(
(4)奥陶系(O):雅克拉下奥陶统凝析气藏,英买7号油气田下奥陶统油藏,英买1号、英买2号构造下奥陶统油藏及牙哈油气田牙哈5~7井区寒武系—奥陶系凝析气藏。
(5)石炭系(C):东河塘下石炭统油气田。
1.2.2 中、新生界
油气主要分布于下白垩统卡普沙良群、上白垩统—老第三系及中新统苏维依组。下白垩统卡普沙良群以挤压背斜油气藏为主,储层主要为下白垩统卡普沙良群底块砂岩;上白垩统—老第三系及中新统苏维依组以断背斜油气藏为主,储层主要为苏维依组、上白垩统—老第三系砂岩,物性好,厚度大。中、新生界油气藏形成期为喜马拉雅期。油气资源类型以凝析气为主,原油少量。中、新生界各层位油气在本区块的横向分布如下:
(1)侏罗系(J):雅克拉沙4井、沙7井下侏罗统气藏。
(2)下白垩统卡普沙良群(K1kp):雅克拉下白垩统凝析气藏、东河塘下白垩统油藏及轮西1号下白垩统油藏。
(3)上白垩统—老第三系(K2—E):提尔根、轮台、玉东2、羊塔1、羊塔2号上白垩统一老第三系凝析气藏;羊塔5、英买9号上白垩统—老第三系油藏。
(4)中新统苏维依组(N1s):牙哈、红旗、提尔根、英买7号、群巴克(台2井)凝析气藏。
(5)上新统库车组(N2k):牙哈2、3号构造YH303于1995年10月15~16日,在2731.2~2850.54 m井段试获工业油流,日产油9.5m3。
1.3 海、陆油气的分布及含油气系统划分
雅-轮区块由于存在南北海陆两个油源,故其油气按成因可分为两大类:一类是以腐泥型干酪根为生油母质的海相油气,另一类是以腐殖型干酪根为生油母质的陆相油气。海相油气主要分布于区块南部,沿轮台断裂—沙西南部一线分布,且油气主要分布于古生界(O1、C1)及中生界(K1kp),以挤压背斜油气藏(上古生界、中生界)及潜山油气藏为主(下奥陶统)。陆相油气主要分布于区块中北部,大致分布在英买7号—红旗—托乎拉—牙哈—轮台一线以北,油气主要分布于新生界(N1 s、K2—E),下古生界(O1)次之,以断裂背斜油气藏为主,潜山油气藏次之(O1)。
根据本区油气的分布特点及与源岩的关系,结合“九五”研究成果,可将本区块划分为两大含油气系统:北部陆相含油气系统和南部海相含油气系统。海相含油气系统分布于区块南沿,英买1、2—东河塘—雅克拉—轮西1一线,其北部均属陆相含油气系统范围,两系统结合部均存在一定程度的海陆两相来源油气的掺混,如英买7号下奥陶统,托平拉沙53井前震旦系,轮西1号下白垩统卡普沙良群的油气藏。海相油气主要产出于中生界及古生界,陆相油气产出于新生界及下古生界。两大含油气系统具以下基本特点:
1.3.1 南部海相含油气系统
烃源岩为寒武系—奥陶系海相碳酸盐岩、泥质岩,有机质丰度低,母质类型为腐泥型,海西期为主生油期,喜马拉雅期“二次”生油。储层为下古生界碳酸盐岩、下古炭统东河砂岩及下白垩统卡普沙良群底块砂岩;部分下古生界碳酸盐岩储层。盖层主要为奥陶系上部灰岩、灰质泥岩,下石炭统上部泥岩和下白垩统卡普沙良群中上部泥岩。圈闭类型为背斜圈闭和潜山圈闭。油气资源类型以原油为主,凝析气次之。油气主要沿
(1)轻烃组成以高正构烷烃、低环烷烃为特征,MCH<45%。
(2)饱和烃中环烷烃>链烷烃,具姥鲛烷、植烷均势,w(Pr)/w(Ph)分布于0.80~1.20之间。
(3)芳烃族组成富含高硫芳烃
(4)同位素分布富含轻碳同位素、重硫同位素,δ13C分布在-31‰~-34‰,硫同位素δ34S>15‰,族组分碳同位素芳烃δ13C>-30‰。
(5)生物标记化合物以富含长链三环萜烷为特征。
(6)原油微量金属元素绝对含量高,V可达n×10-5,Ni可达n×10-6(S13、S16、YM1奥陶系原油),w(V)/w(Ni)>1。
(7)原油成熟度以高成熟为主。
(8)西部沙西原油经历了较强的水洗氧化降解,其轻烃水洗指标 TOL<10;富含金属V、Ni。
1.3.2 北部陆相含油气系统
烃源岩为库车坳陷三叠系—侏罗系泥质岩及煤系地层,有机质丰度高,母质类型以腐殖型为主,喜马拉雅期为主生油期(老第三纪进入生烃期,新第三纪达到生烃高峰)。储层主要为苏维依组、上白垩统—老第三系砂岩,物性好,厚度大;部分下古生界碳酸岩盐储层、前震旦变质岩裂缝储层。盖层主要为吉迪克组泥岩、苏维依组中部泥岩及上白垩统—老第三系泥岩、下白垩统泥岩。圈闭类型以断背斜为主,形成期为喜马拉雅期。也有潜山圈闭。油气资源类型以凝析气为主,原油少量。油气主要沿区域盖层(N1j)之下的良好储层(疏导层)及古风化面从北向南运移,油气保存条件好。油气具以下基本特点:
(1)以凝析油为主,以高蜡(>10%)、高凝固点(>20℃)、低硫(<0.5%)为特点,密度一般小于0.9g/cm3。
(2)轻烃组成以低正构烷烃、高环烷烃为特征,MCH>45%。
(3)饱和烃中链烷烃>环烷烃,具明显的姥鲛烷优势,Pr/Ph>1.5。
(4)同位素分布富含重碳同位素、轻硫同位素,δ13C一般>-30‰,硫同位素δ34S一般<10%‰,族组分碳同位素芳烃δ13C<-30‰。
(5)生物标记化合物缺乏三环萜烷,可检测出γ-蜡烷和奥利烷。
(6)原油微量金属元素绝对含量较低,均低于0.1×10-6,贫钒富镍,w(V)/w(Ni)<1。
(7)成熟度较低。
(8)原油后生变化小,其轻烃水洗指标 TOL为30~50。
1.4 油气资源类型及分布
雅-轮区块油气资源类型为原油及凝析气。油气储量相当,气略多。
1.4.1 原油
主要分布于牙哈5号、7号寒武系—奥陶系,英买1号、英买2号、英买7号下奥陶统,英买9号上白垩统一老第三系,牙哈1号、红旗1号中新统苏维依组底砂、东河塘下石炭统、下白垩统卡普沙良群及轮西1号下白垩统卡普沙良群等15个油藏,此外,在英买7和羊塔克气田底部存在黑油环。地质储量:原油为9361.4×104t,溶解气为110.18×108m3,总油气当量为14000.74×104t。
1.4.2 凝析气
分布广泛,全区块已发现35个凝析气藏。地质储量:天然气为1317.43×108m3,凝析油为4504.98×104t,总油气当量为19131.38×104t。
2 油气藏类型
本区油气藏可分为构造油气藏、地层油气藏、岩性油气藏等三大类。
2.1 构造油气藏
为雅-轮区块主要的油气藏类型,进一步划分为两个亚类:背斜构造油气藏亚类和断层油气藏亚类。
2.1.1 背斜油气藏亚类
依据背斜的成因有可细分为挤压背斜、断裂背斜、滑脱背斜等三类。
挤压背斜油气藏:雅克拉凝析气田下白垩统气藏、东河塘油气田石炭系油藏、英买9号油气田上白垩统—老第三系油藏、玉东2号上白垩统—老第三系凝析气藏等。
断裂背斜油气藏:雅-轮区块背斜油气藏几乎均伴随有断裂发育,这些断裂对油气藏有不同程度的控制作用。断裂背斜油气藏系指断裂通过背斜轴部附近而形成的半背斜,或背斜一翼被断裂切割,断层为此类油气藏的主要控制因素之一。为本区块新生界主要油气藏类型,上白垩统—老第三系,中新统苏维依组顶、底砂油气藏几乎均属此类,为雅轮区块一大特征。具体有如下特点:油气藏均发育于NNE、EW走向的南倾正断层北盘(下盘),断层倾角较大,多在50°~70°之间。南盘(上盘)吉迪克组厚层泥岩、含膏泥岩,中新统苏维依组中部泥岩、含膏泥岩,上白垩统—老第三系中上部泥岩、岩盐、膏岩与对盘中新统苏维依组顶、底砂岩,上白垩统—老第三系砂岩对接造成封挡,形成断裂背斜圈闭。
滑脱背斜油气藏:英买2号油气田下奥陶统油气藏。
2.1.2 断层油气藏亚类
断鼻油气藏:鼻状构造上倾方向被断层切割形成,如轮西1号下白垩统卡普沙良群油藏等。
2.2 层油气藏
(1)单斜型潜山油气藏。雅克拉下奥陶统凝析气藏。
(2)削蚀不整合油气藏。雅克拉沙7井中寒武统气藏,英买7号下奥陶统油藏。
2.3 岩性油气藏
雅-轮区块有砂岩透镜体油气藏及裂缝体油气藏,后者因其储集体由储层储集性能变化决定,故将其划入此类。
(1)砂岩透镜体油藏。雅克拉凝析气田沙7井下侏罗统“气藏”。
(2)裂缝体油气藏。托乎拉1号构造(沙53井)前震旦系变质岩裂缝气藏。
3 成藏期
雅-轮区块油气主要有两大成藏期:海西晚期和喜马拉雅期,以喜马拉雅期最为重要,为区块主要成藏期。这是由塔北晚古生代和新生代两大生油期以及本区海西晚期和喜马拉雅期两大构造运动所决定的。
3.1 海西晚期成藏期
英买1号、2号下奥陶统油藏为该期代表,东河塘下石炭统油气田成藏期为海西晚期—印支期,均属海相油藏,圈闭主要为古生界内幕背斜构造。特点为古生界本身发育完整的储盖组合,加里东期—海西期褶皱形成圈闭,聚集同期寒武系—奥陶系烃源岩生成的油气成藏。平面上发育于雅-轮区块古生界剥蚀相对较少的西南部,沙西凸起南部、哈拉哈塘凹陷北部及雅克拉断凸西南部。
3.2 喜马拉雅期成藏期
雅-轮区块多数油气藏均属该期产物,油气产层广,有前震旦系、寒武系—奥陶系、下白垩统卡普沙良群、上白垩统—老第三系、中新统苏维依组、上新统库车组,资源结构以气为主,海陆两相来源油气均有发育。平面上新生界油气藏(包括上白垩统—老第三系)全区分布;中生界油气藏主要分布于轮台断裂西段,东河塘—雅克拉—轮西1号—带;前中生界油气藏分布于区块中西部沙西、雅克拉、牙哈及托乎拉等地。该成藏期特点为圈闭形成较晚,油气为喜马拉雅期产物,新生界以断背斜油气藏为主,中生界为挤压背斜油气藏。喜马拉雅期成藏期形成的前中生界油气藏多与
此外,英买7号下奥陶统削蚀不整合油藏形成于燕山晚期—喜马拉雅早期。
4 成藏模式
根据区块油气藏源岩、产层及成藏期,划分出雅-轮区块4种成藏模式:古生古储,后生古储,新生古储,新生新储。
4.1 古生古储
海相下古生界寒武系—奥陶系源岩古生代生油(古生),在古生界碎屑岩和碳酸盐岩储层储集(古储),古生代成藏。分布于南部海相含油气系统。自加里东晚期开始,寒武系—奥陶系烃源岩便开始生油,在海西早、中期达到生油高峰,海西期成藏,油气储集于古生界,其圈闭类型主要为古生界大型内幕背斜主要分布于沙西凸起中南部,如英买1号、英买2号下奥陶统油藏,玉东2号下奥陶统油藏。区域上柯吐尔胜利1井巨厚沥青砂岩(古油藏)也属此类。
4.2 后生古储
海相下古生界寒武系—奥陶系源岩后期(新生代)“二次”生油(后生),在古生界碎屑岩和碳酸盐岩储层、中生界碎屑岩储层内储集(古储),新生代成藏。分布于南部海相含油气系统。海西晚期后,由于区域大规模抬升剥蚀,至燕山期后,随中、新生界沉积,寒武系—奥陶系烃源岩再深埋进入生油门限而二次生油,油气储集于古生界,其圈闭类型主要为古生界潜山及内幕背斜。主要分布于雅克拉断凸南部,雅克拉下奥陶统、下白垩统卡普沙良群、东河塘下石炭统、下白垩统卡普沙良群油气藏、轮西1号油藏等属此类。
4.3 新生古储
库车坳陷陆相三叠系—侏罗系为烃源岩,喜马拉雅期生油(新生),油气储集于古生界及更老地层,油气主要沿
4.4 新生新储
库车坳陷陆相三叠系—侏罗系为烃源岩,喜马拉雅期生油(新生),油气储集于新生界碎屑岩储层,主要是中新统苏维依组、上白垩统—老第三系。分布于北部陆相含油气系统。雅-轮区块所有新生界油气藏均属此类。
5 油气分布的主要控制因素
5.1 南、北两大油气源区提供了丰富的油气资源,控制了油气的分布范围,油气供给充足。形成海、陆两大含油气系统
5.2 晚古生代—中生代长期的古隆起及新生代持续单斜上倾区域构造部位成为海陆相油气的长期运移指向
本区经历了多期构造运动。塔里木运动后塔北地区普遍接受了厚度不等的震旦系—寒武系地台型沉积。在加里东中期,该区褶皱隆起,形成受轮台断裂控制的雅克拉断凸,使寒武系—奥陶系遭受不同程度的剥蚀,东北部隆升幅度大,大部分地区缺失震旦系—奥陶系。在加里东晚期到海西早期,该区仍为继承性隆起。仅在西南部接受了志留系—泥盆系的沉积,并向隆起方向形成超覆。之后,又接受了石炭系—二叠系的超覆沉积。海西晚期构造运动导致整个塔北区域性抬升,地层普遍遭受剥蚀。印支期该区继续保持隆起状态,为海相下古生界寒武系—奥陶系早期油气运移指向区。到燕山期,本区开始下降接受沉积。喜马拉雅构造运动使该区南部地区抬升,北部库车坳陷剧烈下降,沉积了巨厚的新生界。形成中新生界向北倾的单斜。接受北部库车坳陷三叠系—侏罗系陆相油气及南部海相下古生界寒武系—奥陶系喜马拉雅期所生成油气成藏。
5.3 较晚的圈闭形成期及油气生成期决定了区块油气绝大部分为晚期成藏
5.4 储层及其横向变化是控制油气的产出地质层位及平面展布的重要决定因素
5.4.1 雅-轮主要储层为下奥陶统,下石炭统,下白垩统卡普沙良群,上白垩统—老第三系,中新统苏维依组,现已发现油气地质储量几乎全部集中在这些层位。
5.4.2 各时代储层的平面展布及沉积相决定了其中油气藏的分布。
(1)下古生界碳酸盐岩储层主要分布于雅克拉断凸两侧及沙西地区,因此寒武系—奥陶系在牙哈5~7,下奥陶统在雅克拉、英买7、英买1、英买2等处形成油气田(藏)。上古生界下石炭统分布于雅克拉断凸西南沿、哈拉哈塘凹陷北部、沙西凸起南部,在东河塘地区成藏。
(2)中生界下白垩统卡普沙良群底块砂岩在雅克拉—东河塘、轮台南一带为扇三角洲平原沉积,储集条件好,形成油气聚集。已发现雅克拉下白垩统卡普沙良群凝析气藏,东河1号下白垩统卡普沙良群油藏、东河23号油藏,轮西1号下白垩统卡普沙良群油藏。
(3)上白垩统—老第三系为雅-轮区块厚度最大、储集物性较好的储层,在区块中部雅克拉断凸西部(牙哈—东河塘及以西地区)为辫状三角洲前缘砂坪沉积,此处上白垩统—老第三系具有区块最好的储集性能,沙53井5437~5474 m井段取心分析,孔隙度为15.7%~23.5%,平均20.9%;渗透率为114×10-3~5245×10-3μm2,平均为1321.2× 10-3μm2,为中孔特高渗储层,但因上白垩统—老第三系与其上中新统苏维依组底砂岩之间无非渗透性隔层,二者互相连同构成同一储集体,且因中新统苏维依组底部圈闭幅度及油气柱高度多小于中新统苏维依组底砂岩厚度,所以此区上白垩统—老第三系并无油气田(藏)发现。东部为辫状三角洲平原沉积,顶部发育为15~30m的泥岩、粉砂质泥岩盖层,形成了该区的局部储盖组合,在构造条件配合下,形成提尔根,轮台2个凝析气田,并在提北构造提3井及轮台县城以北的提2井形成凝析气藏。西部沙西凸起西北部上白垩统—老第三系为盐湖与沙坪交互沉积,中上部发育大段含膏泥岩及盐岩,与其下砂岩储层构成良好储盖组合,在羊塔1、羊塔2、羊塔5及玉东2形成油气藏。
(4)中新统苏维依组底砂储层为雅-轮区块最主要油气产层,分布稳定、储集物性良好,基本继承了上白垩统—老第三系的沉积面貌。已发现油气藏最多,在牙哈、红旗、英买7、丘里、群巴克(台2井)等地共形成12个凝析气藏。
(5)中新统苏维依组顶砂储层为雅-轮区块另一最主要油气产层,分布较稳定、储集物性好,在区块中部雅克拉断凸主体部位为扇缘沙坪沉积,油气藏分布也明显受其控制。已发现油气藏主要分布于雅克拉断凸北侧牙哈—丘里—提尔根一线,在牙哈、红旗、丘里、群巴克(台2井)、提尔根等地共形成8个凝析气藏。
5.5 断裂主要控制新生界断背斜及牵引背斜圈闭的分布,进而控制了油气的分布,断裂是此类圈闭遮挡油气的主要因素
雅-轮油气的分布表明,几乎所有油气田藏在平面上均出现在大断裂附近,在纵向上油气田藏出现的最高层为这些断层断开的最高层位。有研究表明,断层在流体运移过程中的作用呈现出易变性和周期性,断层在静止状态下主要起封闭作用,在活动期及其后短时期内主要为开启作用(王平,1994;Hipper,1993;Hooper,1991)。因此,与油气运移同期活动的断层主要做油气运移通道,此时的断层对油气的遮挡作用无效。
库车坳陷(拜城凹陷、阳震凹陷)油气运移主要时间在距今5Ma以来,即库车组(N2k)沉积以来。
雅-轮区块新生界发育的断层断开的最新层位吉迪克组(N1j),表明其主要活动其在康村组沉积以前,因此,在库车坳陷油气主要运移期(库车组沉积以来)之前该区的断裂就停止了活动,对油气主要起封堵与遮挡作用。区块因此形成了众多的断背斜油气藏。断裂的圈闭机理主要为中新统吉迪克组、苏维依组厚层泥岩、含膏泥岩,上白垩统—老第三系厚层泥岩、盐岩与断层对盘砂岩储层对接封闭。
Distribution of oil-gas bearing and main controlling factor in Yakela-Luntai oil-gas bearing zone
Li Guozheng Wang Meiling Yang Hong Ma Huiming
(Academy of Designing & planning,Northwest Bureau of Petroleum Geology,Ürümqi 830011)
Abstract:Yakela-Luntai zone is one of the most important oil-gas abundance zone in Tarim basin.13 oil-gas fields,6 oil-bearing strctures and 50 hydrocarbon reservoirs has beenfound at present.By means of researching systematically characteristic of every reservoir's formation,we have summarized the distributions,typies,forming time and forming modes,of every oil-gas field and have a correct understanding of distribution and it's major controlling factor.
Key words:Tarim basin Yakela-luntai zone distribution of petroleum main controlling factor