克拉玛依油田K82井区上乌尔禾组油气成藏特征研究.pdf
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1、引文格式:张新远,李永军,刘凯,等.克拉玛依油田 K82 井区上乌尔禾组油气成藏特征研究J.西北地质,2024,57(2):1423.DOI:10.12401/j.nwg.2024004Citation:ZHANG Xinyuan,LI Yongjun,LIU Kai,et al.Hydrocarbon Accumulation Characteristics of Upper Wuerhe For-mation in Well Block K82,Karamay OilfieldJ.Northwestern Geology,2024,57(2):1423.DOI:10.12401/j.nwg
2、.2024004克拉玛依油田 K82 井区上乌尔禾组油气成藏特征研究张新远1,李永军1,*,刘凯2,王锋1,彭南赫1,付浩1(1.长安大学地球科学与资源学院,陕西 西安710054;2.中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院,新疆 克拉玛依834000)摘要:中拐凸起二叠系上乌尔禾组是继三叠系百口泉组之后发现的一个大型连续型砂砾岩油气藏群,但其北部区域油气成藏特征研究较少且成藏模式认识不清。笔者通过岩心观察、铸体薄片、测井和录井分析等资料,结合区域构造背景与沉积环境,对中拐凸起北部 K82 井区油气成藏特征进行综合分析,得出以下结论:K82 井区主要发育扇三角洲平原和滨浅湖沉积亚相,大面积的分流
3、河道砂砾岩、河道间及滨浅湖细砾沉积物构成良好的储盖组合,物性显示研究区上乌尔禾组为中-低孔低渗砂砾岩储层;以二叠系风城组为主的多套烃源岩为上乌尔禾组油气藏提供充足的油源供给;形成于华力西燕山期的断裂和上下地层不整合面成为研究区上乌尔禾组油气疏导体系,油藏为下生上储断层-岩性型成藏模式。该结论为克拉玛依油田上乌尔禾组油气进一步勘探开发提供科学依据。关键词:成藏特征;储集层;上乌尔禾组;K82 井区;准噶尔盆地中图分类号:P618.13;TE122文献标志码:A文章编号:1009-6248(2024)02-0014-10Hydrocarbon Accumulation Characteristic
4、s of Upper Wuerhe Formation inWell Block K82,Karamay OilfieldZHANG Xinyuan1,LI Yongjun1,*,LIU Kai2,WANG Feng1,PENG Nanhe1,FU Hao1(1.School of Earth Science and Resources,Changan University,Xian 710054,Shaanxi,China;2.Exploration and Development Institute,Xinjiang Oilfield Company,Petro China,Karamay
5、 834000,Xinjiang,China)Abstract:The permian system upper Wuerhe formation of Zhongguai bulge is a large continuous conglomer-ate oil and gas reservoir group found after the triassic system Baikouquan formation.,there are few studies onhydrocarbon accumulation characteristics in the northern part of
6、the region,and the understanding of hydrocar-bon accumulation patterns is unclear.Based on the data of core observation,cast thin section,well logging andlog analysis,combined with the regional structural background and sedimentary environment,the characteristicsof hydrocarbon accumulation in well b
7、lock K82 north of Zhongguai bulge are comprehensively analyzed.Thosestudies have drawn the following conclusions:The well block K82 mainly develops fan-delta plain and shallowlakeside sedimentary subphase,with large area of divergent river channel sand and conglomerate,inter-channel 收稿日期:2023-07-04;
8、修回日期:2023-09-05;责任编辑:曹佰迪基金项目:新疆油田公司 20222023 年油气勘探科技外协项目“玛南上乌尔禾组储层岩矿特征研究”(20221020)。作者简介:张新远(1996),男,硕士研究生,地质学专业。E-mail:。*通讯作者:李永军(1961),男,教授,博士生导师,主要从事区域地质、构造地质学调查研究与教学工作。E-mail:。第 57 卷 第 2 期西 北 地 质Vol.57No.22024 年(总 234 期)NORTHWESTERN GEOLOGY2024(Sum234)and shallow lakeside fine gravel sediments f
9、orming a good reservoir-cover combination,the physical propertiesshown that the upper Wuerhe formation in the study area is a medium-low-hole and low-permeability conglom-erate reservoir;Multiple sets of hydrocarbon source rocks,mainly from the permian Fengcheng formation,pro-vide sufficient oil sup
10、ply for the upper Wuerhe formation reservoir;Fractures and upper and lower stratigraphicunconformities formed in the Hercynian-Yanshanian period have become the oil and gas transportation systemof the upper Wuerhe formation in the study area,and the oil reservoir is the source rock below,reservoir a
11、boveand fault-lithology-type reservoir formation patterns.The conclusion provides scientific basis for further explo-ration and development of oil and gas in the upper Wuerhe formation of the Karamay oilfield.Keywords:hydrocarbon accumulation characteristics;reservoir;upper Wuerhe formation;K82 well
12、 block;Junggar basin准噶尔盆地是中国西北地区大型复合叠加盆地,具有丰富的油气资源(Cao et al.,2005;陈磊等,2020;余琪祥等,2022)。位于盆地西北缘的克拉玛依油田在玛湖凹陷中拐凸起地区二叠系上乌尔禾组和三叠系百口泉组已发现 10 亿 t 级砾岩油田,展现出该地区良好的油气勘探潜力(雷德文等,2017;唐勇等,2021;刘凯等,2023;贾春明等,2023)。区内研究程度高,如通过分析中拐地区岩相及砂砾岩成因机理,认为上乌尔禾组为一套典型的扇三角洲沉积并划分 9 种微相,明确岩相与沉积微相的关系(汪孝敬等,2017);通过综合分析中拐地区上乌尔禾组的岩矿、
13、地化、沉积环境等特征,探究该区富火山碎屑砂砾岩储层的成因机理(丁超等,2020);利用钻探与地球物理勘探资料分析二叠系三叠系沉积构造背景认为断裂构造形成油气搬运优势通道(何登发等,2004)。上述研究主要集中于玛湖凹陷及中拐凸起 K79、JL2 井区等热点地区,对靠近凹陷和扇根区域的 K82 等井区油气成藏特征研究较少。笔者选取中拐凸起北部 K82 井区为研究对象,结合岩心编录、测井解释等资料,分析其沉积相、储层物性、砂体连通性,总结 K82 井区油气成藏特征,深化对该区油气地质认识。1区域地质概况K82 井区位于准噶尔盆地西北缘中拐凸起东斜坡带之上(图 1),东邻玛湖生烃凹陷、南接沙湾生烃凹
14、陷,整体为一向东南倾的单斜,位处斜坡构造带的上倾方向。深层逆断裂与不整合面为油气运移提供通道,使该地区成为主要油气汇集区(黄立良等,2022)。K82 井区钻遇地层为二叠系白垩系,笔者研究的目的层二叠系上乌尔禾组,与上覆百口泉组呈平行不整合接触,与下伏佳木河组呈角度不整合接触(李兵等,2011)。K82 井区北西的 K75 井区、南部的K79 井区和 JL2 井区均已探明为二叠系乌尔禾组油藏。2油气成藏特征 2.1沉积相特征中拐凸起上乌尔禾组以扇三角洲沉积为主,陆源碎屑供给充足,属于近源沉积(鲁新川等,2012;汪孝敬等,2017)(图 2)。K79、K82、JL2 井区同属于北部、西部物源体
15、系的不同分支水道沉积(张昌民等,2020),主要发育扇三角洲平原、前缘砂体,砂体叠置连片。根据岩性组合,测井曲线特征可将上乌尔禾组(P3w)自下而上划分为 P3w1、P3w2及 P3w3 3 个岩性段。K82井区二叠系上乌尔禾组发育一套下粗上细的正旋回沉积,P3w1主要以扇三角洲前缘水下碎屑流沉积、水下分流河道为主,岩性主要以分选和磨圆较差的砂砾岩和砾岩为主,砂泥岩次之,均为砂砾岩储层,可进一步划分为 P3w1-1、P3w1-2 两个砂层组;P3w2水体短暂的下降,主要发育扇三角洲平原河道砂,岩性主要以含砾砂岩、砂岩为主,均为砂砾岩储层,可进一步划分为 P3w2-1、P3w2-2 两个砂层组;
16、P3w3底部发育扇三角洲前缘沉积,岩性以砂砾岩、砂岩为主体,后水体逐渐变深,区域上被厚层的滨浅湖泥岩所覆盖(图 3)。2.2储层特征K82 井区主要含油层系为 P3w1和 P3w2,根据岩心观察及岩石薄片统计,P3w1储层岩性主要为灰色、灰黑色、灰绿色砂砾岩(图 4a图 4c),粒径为 0.120 mm,磨圆主要呈次棱角状-次圆状,分选差;岩屑成分主要为凝灰岩,占比为 61.6%,其次为安山岩、中酸性喷出岩;杂基以泥质为主,占比为 2.5%;胶结物主要为方解石、浊沸石,胶结类型以孔隙式、压嵌式和接第 2 期张新远等:克拉玛依油田 K82 井区上乌尔禾组油气成藏特征研究15 触式为主,主要为线接
17、触及点-线接触;P3w2储层岩性主要为灰色、灰绿色砂岩、砂砾岩(图 4d图 4f)。岩屑成分以凝灰岩为主,占比为 63.5%;杂基主要为泥质,占比为 2.5%;胶结物主要为方解石、浊沸石,胶结中等致密,主要为孔隙式压嵌式、接触式胶结。孔隙类型主要为粒间溶孔、剩余粒间孔、微裂隙等(图 4g 克百带裂断车排子凸起红 车 断 裂 带玛 湖 凹 陷沙 湾 凹 陷盆1井西凹陷达巴松凸起中拐凸起小拐油田车排子油田克拉玛依油田扎依尔山二级构造边界一级构造边界05 km井区位置北石油储量天然气储量研究区克拉玛依市小拐乡K75井区K82井区K79井区JL2井区图1K82 井区构造位置图(据刘念周,2022 修改
18、)Fig.1Structural location of K82 well block 扇三角洲前缘河口坝水下分流河道扇间水 下 分 流 河 道扇三角洲前缘扇三角洲平原01 2 km北20302040202515101525151020155K83K82K304K007JL2K103K79K302K027J206金204J215J218K78扇三角洲平原扇三角洲平原J214K009井位砂体厚度等值线尖灭线连井剖面位置沉积相边界沉积亚相边界水流方向油藏剖面位置图2中拐凸起上乌尔禾组砂体及沉积相展布特征图(据邹妞妞等,2021 修改)Fig.2Distribution characteristic
19、s of sand bodies and sedimentary facies of upper Wuerhe formation in Zhongguai uplift16西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2024 年 岩心柱深度(m)08050SP/MV0150GR/API45151501500RXO(M)1500RT(M)1500RI(M)150C(sm1)3DEN(gcm3)25CAL/inCNL(%)4 2204地层系统系组段二叠系上乌尔组沉积相储盖组合相亚相微相湖 泊滨浅湖滨浅湖泥扇三角洲分流河道分流河道分流河道扇三角洲平原分流河道分流河道扇三角洲前缘水下分流河道储层
20、 盖层支流间湾支流间湾支流间湾支流间湾支流间湾P3w1-2P3w1P3w2P3w3P3w1-1P3w2-2P3w2-1.含砾砂岩.砂砾岩.砂岩.泥岩.3 4203 4403 4603 4803 5003 5203 5403 5603 5803 6003 6203 6403 660图3K82 井 3 4023 662 m 井段岩心综合地层柱状图Fig.3Comprehensive stratigraphic histogram of 3 4023 662 m well section core of K82 well第 2 期张新远等:克拉玛依油田 K82 井区上乌尔禾组油气成藏特征研究17 图
21、 4i)。P3w1段 31 块油层样品分析统计,油层孔隙度为 6.0%9.3%,平均为 7.4%;渗透率为 0.3620.6 mD,平均为 2.23 mD;P3w2段 92 块油层样品油层孔隙度为6.0%13.6%,平均为 8.4%;渗透率为 0.4794.8 mD,平均为 4.64 mD(图 5)。这两段砂砾岩储层总体属于中-低孔低渗储层,具备一定的油气储集能力。P3w1-2 油层稳定连续,局部发育泥岩夹层,油层平均厚度约为 18.5 m;P3w1-1 油层连通性较好,局部发育泥岩夹层,油层平均厚度约为 15.3 m;P3w2-2 油层在K82 井附近厚度较大,油层平均厚度约为 12.9 m
22、,油层连通性较好,局部发育泥岩夹层,平均厚度为 1 m。垂向上从P3w1到P3w3,砂砾岩储层的厚度逐步减小(图6)。2.3盖层特征K82 井区上乌尔禾组中盖层发育较稳定,岩性单一,主要为泥岩。自下而上主要发育 3 套区域性盖层,分别位于 P3w1、P3w2和 P3w3顶部。其中 P3w1、P3w2顶部盖层主要为扇三角洲平原支流间湾的泥岩,平均厚度分别为 2.2 m 和 4.9 m。其次 P3w3顶部沉积厚层的滨浅湖相泥岩,是该地区最为重要的区域性盖层(图 6)。前人在其南部 K79 井区测得泥岩盖层的平均孔隙度仅为 5.94%,渗透率为 3.1103 m2(邹妞妞等,2021),因而对油气的
23、运移起极好的阻挡作用。从P3w1到 P3w3砂砾岩储层的厚度逐步减小,而泥岩盖层的厚度和规模逐渐变大,构成极好的下储上盖组合,为该地区油气储藏提供了很好的保障。2.4烃源岩条件卢红刚等(2021)研究认为,中拐凸起在纵向上共发育石炭系、二叠系佳木河组、风城组和下乌尔禾组4 套烃源岩。其中,风城组是最优质、最高效的烃源岩,主要分布于玛湖凹陷至沙湾凹陷之中,近断裂带区域沉积厚度大于 150 m 且分布范围广泛,形成于还原强还原咸化湖相的沉积环境(Cao et al.,2020;何海清等,2022),有机质丰度高,总有机碳(TOC)含量为0.41%4.10%,平均为1.38%,S1+S2值平均为5.
24、73 mg/g,主要为混合型型烃源岩,Ro 值为 0.85%1.56%(李际,2015;黄立良等,2022)。随着准噶尔盆地在石炭(a)(b)(c)(g)(h)(i)(d)(e)(f)微裂缝200 m500 m500 ma.K82 井,3 650.28 m,浅灰色中砾岩;b.K304 井,3 675.64 m,灰黑色含中砾小砾岩;c.K303 井,3 785.53 m,灰褐色含粗砾中砾岩;d.K82 井,3 507.85 m,灰色小砾岩;e.K303 井,3 676.31 m,灰色含中砾小砾岩;f.K304 井,3 601.32 m,灰色粗砂岩水平层理;g.K304 井,3 666.38 m,
25、剩余粒间孔,原生粒间孔,砂砾岩,铸体;h.K303 井,3 757.83 m,剩余粒间孔,砂砾岩,铸体;i.K82 井,3 507.75 m,微裂缝,砂砾岩,铸体图4K82 井区上乌尔禾组主要储集岩特征和储集空间类型图Fig.4Reservoir characteristics and reservoir interspace types of upper Wuerhe Formation in K82 Well block18西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2024 年 302623191511840234567891011121314100887563503825130样品
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