三塘湖盆地牛圈湖油田地质特征与成藏过程

的持续性。芦草沟组油藏的油气聚集开始于三叠纪末， 侏罗纪末－ 白垩纪是成藏的主要时期。侏罗系油藏主要形成于
白垩纪晚期。喜马拉雅运ຫໍສະໝຸດ 期是不同层位油藏的重要保存期。关键词： 三塘湖盆地； 生储盖组合； 烃源岩； 成藏期
中图分类号： ＴＥ１１２
文献标识码： Ａ
三塘湖盆地马朗凹陷 沉积厚度较大、埋深较深， 二叠系芦草沟组烃源岩发 育， 目前发现了牛圈湖、马 中等油田。通过已有油气田 沉积与成藏特征的研究， 将 有助于凹陷范围内及其附 近 新 油 气 田 的 发 现［１］。 而 在 油气成藏特征研究中， 成 藏期是重要的内容之一， 已 有 多 种 较 为 成 熟 的 研 究 方 法［２－ ４］。 牛圈湖油田位于马朗凹陷北部， 为一背斜构造 带， 由二叠系和侏罗系两个油藏组成。其中中侏罗统 西山窑组油藏为构造控制的边水层状孔隙型油藏， 油藏温度 ４８℃、压力系数 ０．７６、无水。二叠系芦草沟 组在牛圈湖地区为一套碳酸盐岩系， 整体上自南而 北变薄， 并在构造东北部尖灭， 为一由东北向西南倾 伏的低缓鼻状隆起（ 图 １） 。芦草沟组油藏为构造、岩 性、裂缝控制的块状油藏。牛圈湖油田断层较发育 ， 由于挤压构造应力作用， 均为逆断层。规模较大的断 层走向主要为东西向， 倾向主要向南， 少数向北， 延 伸长度一般在 ４ ｋｍ 以上。各断层断距普遍大于单层 储集层的厚度， 再加上以压性为主的特征， 有较好的 封闭性。
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Ｄ（ 埋藏深度） ， ｍ Ｄ（ 埋藏深度） ， ｍ
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第第２２７７卷卷 第第５５期期 ２００６ 年 １０ 月
高 岗， 等： 三塘新湖盆疆地牛石圈湖油油田地地质质特征与成藏过程 ＸＩＮＪＩＡＮＧ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＧＥＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ． ２７， Ｎｏ． ５ Ｏｃｔ． ２００６
文章编号： １００１－ ３８７３（ ２００６） ０５－ ０５３５－ ０４
三塘湖盆地牛圈湖油田地质特征与成藏过程
μｍ， 含烃类均小于 ２ μｍ， 气态包裹体多为 １～５ μｍ， 液 态从小于 １￣８ μｍ 均有， 形态呈长条形、短柱形、三角 形、近圆形、菱形、不规则形， 以不规则形和长条形为 主。依据含烃和均一温度可分为三期， 烃类出现在第Ⅱ 期， 不含烃包裹体的第Ⅲ期多分布在不含油区域。三期 均有可测盐水包裹体， Ⅰ期均一温度为５４．５～７２℃， Ⅱ 期均一温度为 ６６～７８℃， Ⅲ期均一温度为 ８１～８９℃。综 合牛 １０１ 井芦草沟组盐水均一温度测试结果， 与地层 沉积埋藏史、地温史相结合， 芦草沟组油气成藏的主 要时期为燕山运动中晚期（ 图 ４） 。
２．３ 油气成熟度与成藏期分析 原油成熟度的确定是研究原油性质、原油成因、
油气运移的重要部分［７］。通过油气成熟度的分析， 对恢 复 油 气 的 成 藏 过 程 有 重 要 指 示 意 义［８］。 根 据 生 物 标 志 物成熟度参数综合计算， 牛圈湖油田原油母质镜质体 反射率（ Ｒｏ） 主要为 ０．５９％～０．７３％， 少数为 ０．７５％～０．９％， 主要处于低成熟阶段， 少数显示成熟阶段。其中成熟 度高的样品主要为马 １ 井芦草沟组和下二叠统喀拉 岗组， 芦草沟组的样品比较多， 埋藏深度相差不大。通 过分析发现， 下二叠统可能与埋藏深的芦草沟组烃源 岩有关。原油以低成熟为主， 少量为成熟特征。马 １ 井 芦草沟组原油成熟度较低， 其烃源岩演化程度也比较 低， 应为晚期成藏， 成藏期应对应于晚白垩世； 喀拉岗 组沥青成熟度明显高于其他样品， 推测为埋藏更深的 芦草沟组烃源岩所生， 成藏期应比较晚， 为晚期成藏。 芦草沟组原油成熟度总体高于侏罗系， 而西山窑组、 条湖组与芦草沟组烃源岩成熟度接近， 从近源运移的 观点来看， 应是晚期成藏。马 ５ 井西山窑组两个样品为 低成熟， 与马 １ 井芦草沟组和侏罗系接近。牛 １０１ 井侏
收稿日期： ２００５－ １２－ １４
修订日期： ２００６－ ０４－ １７
作者简介： 高 岗（ １９６６－ ） ， 男， 陕西高陵人， 副教授， 石油地质，（ Ｔｅｌ） ０１０－ ８９７３４１６２（ Ｅ－ ｍａｉｌ） ｇａｏｇａｎｇ２８１９＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ．
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新疆石油地质
２００６ 年
浅湖－ 半深湖相、火山喷发相和河流相， 在深湖到半深 湖环境下还发育有浊积水（ 河） 道相和浊积扇相。储集 层储集空间包括孔、缝、洞， 但以孔、缝为主， 洞很少见； 孔以晶间微孔为主； 缝以高角度斜交缝、层间缝为主， 储集层类型为裂缝－ 孔隙型。
５０
０
ｔ（ 时间） ， １０６ ａ
图 ３ 马 １ 井地层埋藏史—流体包裹体均一温度
牛 １０１ 井 ２ ０００—２ ０７６．２ ｍ 芦 草 沟 组 泥 岩 方 解 石脉透光部分为充填裂缝的碳酸盐矿物 （ 方解石） — 中晶方解石， 充填物存在愈合缝， 裂缝含油—不均匀 充填发亮黄色荧光的油质沥青。方解石矿物（ 充填物） 晶体在解理缝、双晶缝中充填（ 不均匀分布） 液态与气 态包裹体， 丰度中等至低， 也含极少量含烃类包裹体 （ 在荧光下不发光或发光不明显） 。液态包裹体绝大部 分为原生包裹体， 多为无机包裹体、ＣＯ２ 及 Ｈ２Ｏ 两相 及多相包裹体； 含烃包裹体不均匀分布， 并且总量小； 包裹体以无色为主， 纯液态或者气液比小于 ５ ％者居 多 ； 大 小 不 等 ， 大 者 可 达 １２ μｍ（ 纯 液 态） ， 通 常 ２～７
第 ２７ 卷 第 ５ 期
高 岗， 等： 三塘湖盆地牛圈湖油田地质特征与成藏过程
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罗系显示成熟到低成熟， 芦草沟组和石炭系均显示低 成熟， 也应是晚期成藏； 牛 １０１ 井石炭系沥青与附近相 对较深部位的芦草沟组烃源岩有关， 是烃源岩侧向运 移进入石炭系的结果。从与马 ５ 井和牛 １０１ 井相比成 熟总体偏低的情况来看， 其油气应主要来自牛圈湖油 田东南部附近的成熟度不是很高的烃源岩。 ２．４ 流体包裹体特征与成藏期分析
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Ｄ（ 埋藏深度） ， ｋｍ
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未 成 熟 Ｒｏ＜０．５％
低 成 熟 ０．５％＞Ｒｏ＜０．７％
成 熟 前 期 ０．７％＞Ｒｏ＜１％
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成 熟 后 期 Ｒｏ＞１％
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图 ２ 牛圈湖油田以南凹陷内烃源岩成熟演化史
高 岗 １， 李华明 ２， 李 川 １， 王志勇 ２， 江青春 １
（ １．中国石油大学， 北京 １０２２４９； ２．中国石油 吐哈油田分公司 勘探开发研究院， 新疆 哈密 ８３９００９）
摘 要： 以油气藏基本特征为基础， 通过沉积与储盖组合特征和成藏期次分析， 对牛圈湖油田的油气成藏过程进行了
动态恢复。牛圈湖油田沉积与储盖组合良好。原油主要来自于上二叠统芦草沟组湖相烃源岩， 以低成熟油为主。下侏
对牛圈湖油田马 １ 井和牛 １０１ 井西山窑组、芦草 沟组储集层包裹体进行了包裹体分析。马 １ 井和牛 １０１ 井西山窑组岩屑砂岩样品孔隙中含油， 岩屑含量较高。 包裹体主要宿生在石英加大边中， 小于 １０ μｍ， 形态为 粒状、近圆状、不规则状。可分为两期成岩包裹体： Ⅰ期 贴近石英粘土膜生长的微小包裹体以无机盐水、ＣＯ２ 等 群体包裹体为主； Ⅱ期在加大边和裂缝中产出， 气液 相， 以无色为主， 伴生有机气液烃类包裹体， 其在荧光 下呈亮黄色、黄色、中等强度发光， １～６ μｍ， 其多分布在 石英破裂愈合缝和加大边中。Ⅱ期盐水包裹体均一温 度为 ６３～７８℃．综合马 １ 井西山窑组盐水均一温度测试 结果， 与地层沉积埋藏史、地温史相结合， 西山窑组油 气成藏的主要时期为燕山运动中晚期（ 图 ３） 。
１ 沉积与储盖组合特征
本区自上而下钻遇的地层有第四系、新近系、古
Ｈ（ 海拔） ， ｍ
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断层 油藏
图 １ 牛圈湖油田油藏剖面分布
近 系 、下 白 垩 统 吐 谷 鲁 群 、侏 罗 系 、三 叠 系 和 二 叠 系 ， 三叠系－ 第四系主要为碎屑岩沉积； 二叠系主要为湖 相、河流相碎屑岩、碳酸盐岩与火成岩； 侏罗系和二叠 系为主要勘探目的层。
西山窑组主要为扇三角洲相、河流相和湖沼相沉 积， 岩性为砂岩、砂砾岩等， 颗粒接触方式主要为线接 触和点－ 线接触； 胶结类型主要为压嵌－ 孔隙式， 支撑 方式以颗粒支撑为主， 分选磨圆中－ 差， 主要为次棱角－ 次圆状； 颗粒以岩屑为主， 其次为石英、长石， 胶结物主 要为方解石， 含量一般低于 １５％； 砂岩储集空间主要为 粒间原生孔隙和粒间溶孔。芦草沟组沉积相主要为滨
罗统西山窑组主要为扇三角洲相、河流相和湖沼相沉积， 岩性为砂岩、砂砾岩等， 砂 岩 储 集 空 间 为 粒 间 原 生 孔 隙 和 粒
间溶孔， 为低孔低渗的孔隙型储集层。芦草沟组沉积相主要为滨浅湖－ 半深湖相、火山喷发相和河流相沉积。储集层储
集空间包括孔、缝、洞， 但以孔、缝为主， 为裂缝－ 孔隙型储集层， 其原油属于自生自储。油气成藏既有阶段性， 也有较好
油气藏的形成是油气生成、运移、聚集的结果。因 此， 源岩中油气生成与排出的主要时期应是油气藏形 成时间的上限［６］。生烃期分析的准确性取决于源岩层位、
古地温梯度和埋藏史的准确确定。根据油源对比结果， 马朗凹陷二叠系以上的原油（ 沥青） 均来自上二叠统 芦草沟组烃源岩， 快速堆积的强还原－ 弱氧化环境、水 体半咸化－ 咸化、富含腐泥无定形有机质是其主要生 烃组分。由牛圈湖油田以南凹陷内烃源岩的成熟演化 史（ 图 ２） 可见， 芦草沟组烃源岩底部与顶部分别在二 叠纪末期和侏罗纪末期进入生油门限， 早白垩世时底 部烃源岩进入成熟阶段， 但到早白垩世晚期仍处于生 油高峰前期， 晚白垩世开始， 生烃基本停滞。这一演化 过程显示了在侏罗系内可早期成藏， 但规模有限， 燕 山运动晚期才是成藏的关键时期。凹陷内芦草沟组成 藏时期应该更早， 至少在三叠纪－ 侏罗纪时就有油气 运移过程， 并聚集成藏。
２ 成藏期次分析
２．１ 构造演化与成藏期分析 油气藏是烃类流体在圈闭中聚集的结果， 所以，
成藏期只能与圈闭的形成期相当或晚于圈闭的形成 期。而断裂活动可以促使圈闭形成， 也可以破坏已形 成的圈闭， 进而影响油气藏的形成时间［５］。因而， 构造 演化史对油气的成藏和破坏起关键作用。
根据构造演化研究， 芦草沟组在沉积时期基底就 显示北高南低， 牛圈湖油田就处于斜坡部位， 为鼻状 构造（ 图 １） ； 条 湖 组 沉 积 末 期 ， 由 于 北 部 构 造 掀 斜 作 用， 地层抬升， 条湖组遭受部分剥蚀， 越向北部剥蚀越 明显。三叠纪开始， 研究区整体沉降接受三叠系沉积， 上二叠统乃至下二叠统北高南低的构造格局基本没 有变化， 这一过程一直持续到侏罗纪末期。此过程中， 南部的挤压作用仍在继续， 但强度不是很大。白垩纪 也继承了这一特征， 但白垩纪晚期， 南部挤压作用和 北部掀斜作用增强， 凹陷南部与北部边缘遭受一定程 度的剥蚀， 形成局部白垩系与上覆古近系－ 第四系的 不整合接触。此时， 中生界侏罗系等层位的圈闭基本 形成， 同时该期断裂比较活动， 应该是油气成藏的重 要时期。整个喜马拉雅运动期， 南部挤压作用继续， 凹 陷沉降幅度总体不大， 沉积了较薄的古近系－ 第四系， 相对较厚的部位在牛圈湖油田以南的凹陷内， 侏罗系 圈闭的基本形态没有变化。 ２．２ 烃源岩演化与成藏期分析
作为油层的盖层主要是各种泥岩和其他致密的 岩层。根据统计结果， 齐古组泥岩累计厚度为 ３８．０￣ ９２．５ ｍ， 砂质泥岩和泥质粉砂岩厚度为 １４．０～５７．０ ｍ． 头屯河组泥岩厚度为 ２１～１２５．５ ｍ； 西山窑组泥岩厚度 为 １０．５０～４６．０ ｍ， 煤层厚度 １．５～８．０ ｍ， 另外还有 ４．０～ ２５．０ ｍ 的碳质泥岩厚度。三叠系克拉玛依组泥岩厚度 为 ４３．５～５７．０ ｍ， 可见， 三叠系泥质岩是重要的区域性 盖层。条湖组泥岩厚度为 １７３．５～２４１．５ ｍ， 碳质泥岩厚度 为 ４．５～５．５ ｍ， 该组岩性普遍致密， 在没有裂缝时， 砂岩 类、火成岩类也具有封闭性， 可以成为盖层。芦草沟组泥 岩厚度为 ２１．５～３６５．５ ｍ， 泥灰岩厚度为 １６．５ ～１１７．５ ｍ． 可 见， 牛圈湖油田不缺乏好的盖层。