吐哈盆地鲁克沁构造带稠油成藏机理

吐哈盆地鲁克沁构造带稠油成藏机理 吐哈盆地鲁克沁构造带稠油成藏机理 第33卷第4期 2006年7月 浙江大学(理学版) JournalofZhejiangUniversity(ScienceEdition) 3No.4 Ju1.2006 吐哈盆地鲁克沁构造带稠油成藏机理 金爱民,楼章华,朱蓉,焦立新.,李华明. (1.浙江大学水利与海洋工程学系,浙江杭州310028;2.吐哈油田勘探开发研究院,新疆哈密839009) 摘要:鲁克沁构造带稠油藏属于吐哈盆地前侏罗系稠油分布区.研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,其油源为台北凹陷二叠系,中高孔,渗 的中上三叠统为其提供了良好的储层条件.鲁克沁构造带三叠系油藏烃类注入至少有两期,早期为晚三叠世一早侏 罗世,晚期是晚白垩世,并以早期注入为主.稠油成藏则由多因素综合作用造成,由于早期源岩成熟度较低,原油本 身较稠,而油气运移过程中轻质组分散失,生物降解和盆地抬升剥蚀阶段大气水下渗所导致的水洗氧化等作用则 使其进一步稠化. 关键词:吐哈盆地;稠油;成藏机理;水动力 中图分类号:P318.13文献标识码:A文章编号:l0089197(2006)04—464—05 JINAi—rain,LOUZhang—hua,ZHURong.JIA()lixin.1IHLlaruing(1.DepartmentofWaterConservancy andOceanEngineering,ZhejiangUniversity.H…,~]loII31oo28.(',ina:2.InstitutefJ_,Expl oration&Develop— ment,Turpan-HamiOilfieldCompany.(TNI(,.ftomi839O09.('hiua) FormationmechanismofheavyoilreservoirsinLukeqinstructurebelt.theTurpan— Hamibasin.JournalofZhejiang University(ScienceEdition),2006,33(4):464,468 Abstract:TheheavyoilreservoirsofLukeqinslrtlclurebehart,indistributionareasofpre— Jurassicheavyoilreser— voirswhichiSdiscoveredintheTurpan— Hamilmsin.Researchesshowtheoi1sourceiSPermiansystemoftheTur— pan— Hamibasin,thehigherporeandhigherpermeabilitystratumofmidandupperTriassicprovideitwiththenicer reservoirs.TheformationofLukeqinstructurebeltsoi1reservoirshavetWOperiodsat1east:thefirstisLateTrias— sictOLiaswhichisimportantperiodforpetroleummigrationandaccumulation,andthelatterisLateCretaceouspe— riod.Thethickeningmaybesyntheticallyarousedbymanyfactors,becauseofthelowermaturationofsourcerock atforepart,therocktaristhicker,andthenmanyotherfactorsimpelit.whichincludethehydrocarbondissipation attheprocessofoilandgasmigration,biodegradationandbathing— oxidationinducedbygravity—inducedcentripetal flowrechargedbymeteoricwateratthebasinupliftperiodandetc. Keywords:theTurpan—Hamibasin;heavyoil;formationmechanism:hydrodynamics 鲁克沁构造带位于吐哈盆地台南凹陷的西北 部,整体呈NW向展布,面积约150km.,自西北往 东南可以划分为吐玉克,玉东和鲁克沁3个构造,并 向东南方向依次抬升(见图1).油气勘探实践 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 , 鲁克沁构造带是吐哈盆地主要的稠油聚集分布区, 也是惟一已发现的前侏罗系稠油分布带,石油地质 储量近亿吨].目前虽因技术及经济效益所限,未 能大量投入开发,但稠油作为一种潜在的油气资源, 其形成机制的研究对指导盆地下一步油气勘探,尤 其是前侏罗系稀油勘探,无疑具有重要的意义. 1原油物性特征 鲁克沁构造带原油具有密度大(0.9509, 0.9696g?cm),黏度大(50~C为12000,36520 mPa?S,90%为916.1,6744mPa?S),凝固点高 (2O,48oC),非烃与沥青质量分数高(16.4, 48.3),蜡质量分数低(0.9%,7.8),即表现出 收稿日期:2005—05—09. 基金项目:国家"973"重点基础研究发展 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 项目(2005CB422l07). 作者简介:金爱民(1973一),男,博士后,主要从事油气地质和水文水资源等方面的 研究 第4期金爱民,等:吐哈盆地鲁克沁构造带稠油成藏机理465 , ,r,,,喵:z. \\二二, / \,:南\鲁南\. 图1鲁克沁构造带位置 Fig.1LocationofLukeqinstructurebelt "四高一低"的典型重质油特征,属芳香型稠油. 而各油藏的原油稠变程度亦不均一,偏西侧的 吐玉克地区原油物性略好,由西北向东南随着埋藏 深度变浅,保存条件逐渐变差,生物降解作用增强, 如玉1井区原油的正构烷烃质量分数相对较高,饱 和烃质量分数为43.7,而艾参l井区原油很少有 正构烷烃,饱和烃质量分数仅为21.7,原油物性 则相应变差. 2储层沉积及孔隙演化 2.1储层物性特征 沉积环境与相的分布规律决定了鲁克沁构造带 储层具有良好的物性.鲁克沁构造带的扇三角洲前 缘水下分流河道砂体分布广,骨架颗粒分选好,物性 好.油气集中分布的三叠系储集层可分为中三叠统 克拉玛依上油组(T.k.工)和下油组(T.k.lI).上油 组分布不稳定,砂体发育东好西差,南部又优于北 部,相变较快.下油组覆盖整个构造带,分布稳定,总 体上东厚西薄,北厚南薄,下油组除玉东201井外均 见稠油显示,是该带主力储油层段. 储层物性下油组比上油组好,上油组中孔中渗, 平均孔隙度21.8,平均渗透率184×10_.1TI.;下 油组中高孔中渗,平均孔隙度20,28,平均渗 透率268×10,294×10_.m..平面上自东向西 随埋深增加孔渗性变差,以下油组为例:艾参1井 (2120,2300m)的平均孔隙度31.8,平均渗透 率为395×10_.m.;玉东2井(2791,2850m)的 平均孔隙度为20,平均渗透率248×10_."1TI;玉 1井(3330,3410m)的平均孔隙度为18.2,平 均渗透率184×10_.1TI.;从南向北,玉东201井 (2691,2750m)的平均孔隙度为26.8,平均渗 透率313×10_.m.;玉东101井(2836,2880m) 的平均孔隙度为24.5,平均渗透率418×10 1TI.;最低的玉101井(3466,3579m)平均孔隙度 仅为13.4,平均渗透率为4.88×10_.m..因此, 研究区储层物性东好西差,南部优于北部,下油组较 上油组好. 2.2中高孔,渗储集层形成 鲁克沁构造带储层物性很好主要体现在砂岩孔 隙发育和保存良好.受正常埋藏成岩作用控制,鲁克 沁构造带原生孔隙发育,且以粒问孔隙为主,而不论 构造位置高低,含油与否,溶蚀作用都十分强烈,因 此次生孔隙普遍存在.其高孔,高渗的形成与保存由 以下几个方面控制. 2.2.1砂体发育 该地区中上三叠统储层属于扇三角洲前缘和平 原中的分流河道砂岩,以含砾(或砂砾)粗中砂岩为 主,砂岩的杂基含量低,分选,磨圆良好,原始孔隙度 较高,利于孔隙的保存. 另外,该区砂质岩厚度大,最大单层厚度达24 , 63cm.因此,砂岩的孔隙总空间大,在埋藏成岩过 程中,受泥质岩压实排人物质的影响较小.砂岩厚度 是保存孔隙度的一个因素,有效储层基本上都为厚 度较大的砂岩层.砂岩厚度小,单位截面积内与泥岩 压实水流接触的总面积大,由邻层泥质岩带入的物 质就多.砂岩透镜体周缘的汇流线最密集,因此容易 引起较强的胶结作用,透镜体越小,其胶结作用越 强.厚层泥质岩中的小型砂岩透镜体往往为致密储 层即是例子.在我国东部油气田中,亦常常见到这种 现象:厚砂层出现顶底钙质层,到薄砂层则全为致密 钙质层. 2.2.2中一低地温场 地温场是控制砂岩孔隙度发育和保存的重要因 素.与我国东部地区含油气盆地中一高地温场比较, 由于储层埋藏浅,吐哈盆地属于中一低地温场.该区 储层成岩温度一般不超过100?,吐玉克地区不大 于120?,这种中偏低地温场减弱了砂岩的成岩压 实强度以及相应的孔隙度损失. 2.2.3埋藏史对储层的孔隙保存有利 印支运动期间,鲁克沁构造带有过较长时期的 抬升,抬升期的暴露,大气水的下渗形成向心流,使 得孔隙水的离子浓度降低,导致不稳定矿物的溶解, 另一方面,自生矿物沉积的数量减少,有利于原生孔 隙的保存,并形成了较多的次生孔隙. 466浙江大学(理学版)第33卷 2.2.4胶结作用弱 缺乏钙源岩是该区中上三叠统形成优质储层的 又一原因.与储层相邻的泥岩层是储层中发生化学 成岩作用的重要物质供给来源,其中钙质是最重要 的化学胶结物来源.岩石测试和薄片观察均表明,该 区泥岩层中的钙质质量分数很低,即使是泥岩段中 的粉沙岩夹层的钙质质量分数也很低,如鲁1井和 艾参1井等. 2.2.5油气注入抑制了自生矿物的沉淀 晚三叠世,油气开始通过离心流向鲁克沁构造 带运移,聚集,储层的埋深只有300,900m.在油气 运移进入储层后,油气的存在抑制了自生矿物的沉 淀,从而有利于原生孑L隙的保存. 3稠油油藏形成 3.1油源 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 通过马1井,玉东1井和艾参1井二叠系的地 层对比分析,马1井桃东沟群缺失艾参1井玄武岩 (3207,3250m)以上3054,3207m井段153m 的地层,同样玉东1井下仓房沟群以下直接缺失桃 东沟群,表明下桃东沟群沉积以前或沉积早期,桃东 沟群已遭受过削蚀;再据艾参1井与鲁南1井,玉2 井前侏罗系地层对比关系看,鲁南1井小泉沟群直 接盖在桃东沟群之上,而玉2井小泉沟群以下直接 进入石炭系,说明仓房沟群沉积后期或同期,桃东沟 群又遭受削蚀.因此,整体而言,作为烃原岩的台南 地区桃东沟群在鲁克沁构造带主要储集层尚未沉积 时已遭两次大规模剥蚀,呈残余状分布,范围极其有 限.根据鲁南1井桃东沟群孢粉色变指数(<2.5)和 泥岩声波时差(380/1S?m)来看,直到现今尚未进 入有效生油门限,同样在马1井桃东沟群也表现为 未熟,所以直到目前台南桃东沟群有效烃源岩局限 于玉东1井以东,马1井以西,鲁南1井与艾参1井 之中点以北地区,面积仅10km,按250m厚度, 2.586mg?g_1的生烃潜量(1l4×2.16×1.05) 计算,总生烃量也仅有l_487x10t,按1O的排聚 系数,总资源量只有1487×10t,尚只有鲁2区块 控制储量之75.另外,从鲁克沁构造带东北部火 焰山构造带北侧的上二叠统源岩的生排烃史研究表 明,上二叠统源岩在晚三叠世开始大量生排油气,因 此,该地区主要生排烃期是晚三叠世一早侏罗世,而 鲁克沁构造带自TkI以来一直东南高西北低,这 为鲁克沁构造带相邻的北部凹陷带二叠系烃源岩生 成的油气向南东运移创造了条件,同时玉东一吐玉克 一 带又无法接受玉东1井以东的油源.因此,从资源 量角度分析,鲁克沁构造带油源主要来自火焰山断 裂以北的台北凹陷. 目前钻探成果也证明了油气从北往南的运移. 吐玉克地区含油北富南贫,玉东地区含油北富南贫 更加突出:玉东4一玉东2O2一玉东2一玉东1井这 一 条块I,?油组均有良好稠油显示,玉东201X 块,玉东3块只有?油组含油,玉东201块则全井段 无显示,因此油源应为构造带北面的台北凹陷. 3.2油气运聚成藏时间 断褶构造运动及同期的差异埋藏是促成油气运 移的一大因素.鲁克沁构造带有效源岩分布区内有 意义的断褶构造运动有三期:一是晚三叠世晚期,这 期运动在盆地范围内不仅存在,而且有相当大的规 模,断层活动的断距至少有800m;二是八道湾组沉 积早期的同沉积断褶构造,有一定的幅度,但差异埋 藏不明显,鲁克沁构造带以南及连木沁地区下侏罗 统厚度均在300m内;三是西山窑组沉积后期,这 次活动比较显着,鲁克沁南界断层断距由西向东增 加,至艾参1井南达到300m,马1井与马2井之间 的马场南1号断层断距至少600m,同时差异埋藏 也是十分显着的,鲁克沁构造带与连木沁地区相比, 西山窑组沉积末期,桃东沟群埋深相差1200余米, 因此,构造运动使得研究区从晚三叠世开始一直有 利于油气的运移和聚集. 古流体史分析可以进一步分析油气运聚期次. 吐哈盆地南部三叠系储层流体包裹体主要分布在石 英颗粒边沿,石英次生加大边,石英裂纹,石英裂隙 及胶结物中,根据储层成岩序列,流体包裹体分布特 征,冰点(流体介质条件)的不同,可将流体包裹体分 为两期](见图2),第一期均一温度多在4O,6O ?,盐水溶液包裹体与纯液态烃相包裹体,气态烃 (30)+液态烃(70)相包裹体共生,并见液态烃 +盐水溶液两相包裹体;第二期均一温度主要分布 在70,9O?,盐水溶液包裹体与纯液态包裹体和气 态(20)+液态(80)相包裹体共生.因此,结合盆 地埋藏史可以推测研究区三叠系油藏烃类注入至少 有两期,早期烃类注入是在晚三叠世一早侏罗世,晚 期烃类注入是在晚白垩世,并以早期烃类注入为主. 3.3稠油成藏过程 鲁克沁构造带从东部的鲁2井到玉东2井,再 往西到玉1井,都表现出含油饱和度与储层物性的 正相关性,说明油藏聚集以前已相当黏稠,这主要是 因为由长链状和多环状大分子构成的油滴,黏性变 大,因而更易优先进入与大喉道相连的大孔隙,使孔 第4期金爱民,等:吐哈盆地鲁克沁构造带稠油成藏机理467 蠢 \\\\ 图2玉东构造三叠系流体包裹体均一温度分布图 Fig.2Homogenizationtemperaturedistributingoffluid enflodinTriassicofYudongstructure 隙性能好的储层部分含油饱和度增高.反之,液态油 滴难以通过窄喉道进入小孔隙或相对大的孔隙,使储 集性差的部分含油饱和度低.我国已有重质油藏的解 剖分析也可以说明这一点:如果原油在砂层以后被稠 化,一般渗透性较差的部分含油饱和度高,而储层渗 透性能好的部分更易破坏,含油饱和度较差. 母质类型的差异,低成熟阶段的原油和早期生 烃及降解共同造成从烃源岩中排出的原油一开始就 具有较高的密度和黏度.目前鲁克沁构造带所发现 的原油成熟度参数值均较低,C..aaa—S/(S+R)值 为0.352,0.426,甲基菲指数I为0.397,0.465, 对应视镜质体反射率一般小于0.8,为源岩低,中 成熟阶段所生成.流体包裹体特征也证实了这一点: 鲁克沁构造带储层中所发现的有机包裹体主要是液 态烃包裹体及分不出气,液相的纯液态烃包裹体,较 强一强的黄色及黄褐色荧光显示,烃类组分中含有重 烃气,甲烷质量分数较低,并有丁烷存在,说明运移 液体中的烃类成熟度较低,具有一定的稠油性质.而 在离心流作用下油气向低势能区高的构造部位运移 过程中轻烃组分的散失使得原油进一步稠化. 晚三叠世时期,台南凹陷二叠系源岩演化程度 低,难以形成大规模油气运移供给,而北部凹陷带二 叠系源岩即可生排烃,并通过断裂和克拉玛依组砂 层在离心流的作用下向鲁克沁构造带运移.该阶段 虽然上覆地层较薄,油气保存条件一般,但由于源岩 成熟度较低原油较稠而使得油气仍可聚集成藏.三 叠纪末,由于印支运动导致该区隆升剥蚀,引起大气 水的强烈下渗形成向心流,使油气在运移过程中遭 受生物降解及水洗作用,同时原油中的轻组分散失, 原油稠化(见图3). 早侏罗世,鲁克沁构造带的北部进一步深埋和 接受沉积,台北凹陷二叠系源岩处于生排烃高峰,因 此,油气在离心流作用下开始不断向南部的鲁克沁 构造带运移并聚集,而南部鲁克沁构造带仍大部分 处于隆起和剥蚀状态,聚集的油气遭受进一步降解 和稠化,因此,早侏罗世时期鲁克沁构造带油藏处于 破坏和降解状态,艾参1井油藏上部盖层几乎被剥 蚀,原先聚集的油气几乎被破坏,玉东构造油藏也被 降解和严重破坏,吐玉克构造早侏罗世后期接受粗 碎屑沉积,仍处于浅水氧化环境,只是在程度上比玉 东构造和艾参1井稍轻一些. 西山窑组沉积时期,鲁克沁构造带逐渐接受沉 积,西山窑组沉积末的早燕山运动,由于库木塔克凸 起的进一步隆升,导致鲁克沁构造带发生东南抬升, 西北下倾的翘倾运动,使得鲁克沁构造带的油气藏 进一步遭到调整和破坏.晚白垩世时期鲁克沁构造 带上二叠统也可生成和排出一定的油气,并通过断 裂垂向运移至三叠系稠油藏中,使原先的稠油有所 稀释,目前西部吐玉克油藏原油中存在一定量的饱 和烃就可能来自该期的油气注入.另外,该期由于生 排烃速率较小,因此,油气注入较少,此时水介质盐 度高,油藏处于滞流环境(见图3),保存条件变好, 并一直保持到现今,使油藏得以保存. 滞留状态 水 图3鲁克沁构造带油藏形成与稠化过程模式图 Fig.3Theformationandthickeningprocessofheavy oilreservoirsinLukeqinstructurebelt 468浙江大学(理学版)第33卷 4结论 鲁克沁构造带稠油油藏的发现为吐哈盆地油气 勘探提供了潜在的油气资源,同时也肯定了前侏罗 系油气资源的存在.源岩低,中演化阶段生烃,以及 成藏后期持续的浅埋藏所造成的原油轻质组分散 失,生物降解和盆地抬升剥蚀阶段大气水下渗所导 致的水洗氧化等作用是本区原油稠变的主要原因, 而早侏罗世可能是其主要成藏及稠变时期. 参考文献(References): Eli [2] [3] [4] [5] 李华明,粱浩.吐哈盆地鲁克沁构造带油藏特征及成藏 条件分析[J].西北油气勘探,1997,9(2):1-7. 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