准东地区异常压力与油气运移分析

准噎尔盆地东部地区异常压力

与油气运移分析

新疆石油管理局准东勘探开发公司

石油大学（北京）

一九九九年十二月

准嚼尔盆地东部地区异常压力

与油气运移分析

项目负责人：韩军刘震

项目研制人：刘震李培俊贺维英金博王震

报告编写人：刘震金博

报告审核人：韩军朱伯生

项目完成单位:石油大学（北京）

新疆油田公司准东采油厂研究所

起止时间：1999年1月―1999年12月

摘要

采用地温一地压系统分析方法、流体势分析方法和综合成藏动力学

分析方法，将井下试油、测井资料、地震资料与实际地质条件紧密结合，

对准东地区油气水性质分布特征、地温一地压系统纵向及平面分布特

征、异常压力成因、流体势场演化与油气藏分部关系以及油气运聚的主

控因素进行了较深入的研究。

在研究过程中，将工区分为南部断褶带(北三台南部斜坡一阜康断

裂带)、中部地区(白家海凸起一阜东斜坡一帐北断褶带南段)、北部地

区(东道海子北一五彩湾凹陷一帐北断褶带北段)三个区带。

主要取得以下儿个方面的成果和认识：

1确定了本地区异常压力的成因类型

本地区异常压力的发育具有显著的分区特点，不同区带异常压力成

因不同。南部断褶带的超压主要由附加地应力产生；中部地区表现为微

弱高压一静压，超压幅度低，异常压力主要由欠压实作用产生；北部地

区表现为静水压力一弱负压异常，负压异常主要由石炭一二叠系窄条状

洼槽引起后期上覆负荷不均匀分布所致。

2发现本地区存在三种类型的的复式地温一地压系统

南部断褶带为高压型复式温一压系统，由一个浅层的静压型温一压

系统和一个深层的超压温一压系统构成；中部地区为单一温一压系统；

北部地区为低压型复式温一压系统，由一个浅层的静压型温一压系统和

一个深层的负压型温一压系统构成。

3发现油气分布与温一压系统类型有关

不同地区的油气分布与相应地区的温一压系统垂向运移类型有关，

即垂向运移受温压系统类型控制：

(1)南部高压型复式温一压系统

垂向运移强烈；油气聚集在上部层系：构造油气藏；深部油气藏可

能以岩性油气藏为主。

(2)中部地区单一•型温一压系统

垂向运移动力较弱；油气聚集在产烧层位的圈闭中。

(3)北部地区低压型复式温一压系统

垂向运移动力极弱；油气聚集在下部层系；深部油气分布与温一

压系统平面分布有…定联系。

4油气主要分布在相对能量较低的部位：

（1）南部断褶带：油气分布在低温高压区。

（2）中部斜坡带：油气分布在常温常压区或常温低压区。

（3）北部地区：油气分布在高温低压区或高温常压区。

5完成主要目的层今流体势场分析

发现今势场对油气藏分布有一定控制作用，油气藏趋向于发育在相

对低势区或流体势过渡带上。

6完成主要层位的古流体势反演

建立了受地层埋深和地质时代双重控制的地层孔隙度的函数形式。

在恢复剥蚀厚度的基础上恢复了古地层压力和古流体势分布，发现

成藏期油藏趋向于分布的相对低势区，也存在个别油藏位于高势区的关

系。

7建立四类油气成藏动力学模式

（1）火烧山型单期成藏模式

（2）彩南型两期分离成藏模式

（3）沙南型单期成藏模式

（4）南部多期复合成藏模式

8预测6个有利的勘探方向

（1）沙南断裂下盘二叠系

（2）帐北断褶带北部石炭一二叠系深部气藏

（3）白家海凸起彩16井西南下倾带侏罗系

（4）阜东斜坡南段侏罗系

（5）阜康断裂带西部侏罗系油气藏

（6）阜康断裂带下第三系次生油气藏

主题词准东地区地温一地压系统异常压力流体势古流体

势

成藏动力学

、r.\»

前5

项目任务

本项目任务由新疆石油局准东勘探项目经理部于1999年2月下达,

为期一年。主要地质任务包括：

（1）开展异常地层压力形成机理研究，探讨异常压力形成的主要

原因；

（2）进行重点区带深层异常压力分布规律与预测研究；

（3）进行重点区带地温场分布规律研究；

（4）开展地层水分布及变化与异常压力、水动力系统关系分析；

（5）开展异常压力、地温场与流体运移、流体势、古构造分析；

（6）进行异常压力与油气聚集成藏分析；

（7）探讨异常压力、地温场特征与成烽、油气运聚、水动力系统、

油气注入丰度、成藏效率、油气再次运移方向、油气保存条件等关系，

从而实现利用流体运移效应动态恢复油气成藏的地质过程。

研究现状分析

准东地区在多旋回构造运动作用下，区域与局部构造应力方向多

变，内部构造分割性强，构造样式复杂。经过近十年的勘探，工区内已

探明火烧山、北三台、三台、沙南、彩南等油田和五彩湾、马庄气田。

但总体上讲，准东地区这个油气富集区作为一个整体，在理论上和实践

上进行总结和提高的还不够。特别是进入九十年代以来，在油气生成、

运移、聚集、成藏等方面，国内外兴起许多新理论和新方法，而且在指

导油气勘探运聚成藏规律的整体解剖，从而推动勘探方向和钻探目标的

选择，指导油田生产。

（1）勘探程度

五彩湾地区于50年代就开展地质调查工作，当时发现了一些油气

苗。1982年重上准东后开展了大规模数字化地震普查与相应的钻探工

作。至1998年底，共完成二维地震6600km,三维地震2100km,钻井300

余口，发现了火烧山、北三台、三台、彩南、沙南油田和五彩湾、马庄

气田。

准东地区作为目前盆地勘探的重点区带，具备了有利的石油地质条

件；二叠系、三叠系和侏罗系生煌凹陷发育良好，具有多油气源；具备

多套沉积一构造旋回，发育多套生储盖组合；形成多套复式含油气系统,

油气勘探前景良好，是管理局增效降成的重点勘探区带。

（2）存在的主要问题

到目前为止，准东地区已开展过多项及多次研究，取得了一系列的

研究成果，基本上明确了主要燃源岩层位和油气运移总体方向，基本把

握了油气运聚成藏的规律，确定了二叠系和侏罗系为主要勘探目的层。

但是，近十年来未开展全区的油气运移和聚集研究，研究工作以区

块为单元，缺乏系统性的认识，表现为：①对本地区各区带的石油地

质条件的评价缺乏系统性的研究；②对各区带油气运聚条件和成藏模

式的差异性缺乏整体认识。

（3）国内外调研情况

继Hunt（1990）提出“异常压力流体封存箱”概念之后，国内外对

异常压力与油气运聚成藏的关系和保存机制进行了大量的研究。郝石生

（1993）研究了国内重点盆地的流体封存箱，提出了“箱内成藏”和“箱

外成藏”两种模式；张义刚（1992）提出“天然气运聚动平衡”概念；

刘震、张万选等（1995）提出“含油气盆地地温一地压系统”概念，把

地温和地压作为地下统一的流体能量系统中的两个主要参数，确定了地

温一地压系统的标志（分类标志）（刘震、张万选，1996,地质学报），

认为地温一地压系统可以用来进行流体运移分析。

目前最新的运移理论认为，地下油气的运移路径不是通常所讲的

“面状”运移，而是沿着高渗透带的“线状”（Hindle,1997）运移，

并且油气聚集最富集的地区是成熟烧源岩的边界处，而不是烽源岩内

部，更不是烧源岩的外部。另外，实验室条件下的模拟认为，油气运移

主要是“突发式”的，超低速渗流也存在，但不是主要的成藏方式。

但是，无论是何种运移模式，都离不开地下流体运移的动力即热动

力（地温）、水动力（地层压力场）、地应力（构造应力场）的联合作用。

没有适当和充足的流体动力，生成再多的油气也不能聚集成藏，只能是

分散的油气显示。

技术路线

（1）从现今地温一地压系统特征出发，查明油气藏分布与现今能量状

态的对应关系，然后在分析古流体势与油气藏分布的关系，分解不同油

气藏的形成过程。

（2）系统分析超压的形成原因，分解各种因素对超压的贡献，确定现

今超压的控制因素，分析今超压与油气分布的关系。

（3）利用实际资料，结合理论模型，建立本地区地层孔隙度随埋深和

地质时间变化的函数，并以孔隙度演化函数为基础恢复地层古厚度、古

埋深、古上覆负荷，古地层压力和古流体势。

（4）室内研究、井下试油、测井资料、地震资料与地质条件紧密结合,

定性分析与定量评价结合。

（5）油气运聚成藏模式建立在地层沉积演化、成岩作用过程、构造演

化历史、烧源岩演化、流体复合动力场演化、圈闭演化等石油地质条件

基础研究之上，并能指导本地区油气勘探部署。

具体研究流程见下页研究流程简图。

应力场分析古地层压力其它成因的

反演超压补偿

构

t

造

地温一地压系统分析

特古流体势力

征反演

流

今

压

L温一压流体势场构造演化

势

体

统

、系统平演化过程

面

析

J分史分析

面分区

油气垂向

运移分析油气横向运移分析一油气水性质分析

研究流程简图

目录

1区域地质背景•⑴

1.1地层发育特征•(1)

1.2构造发育特征•(2)

1.3区域地质演化过程(4)

1.4生储盖发育特征(11)

2油气水性质分布特征••(14)

2.1原油性质•(14)

2.2天然气性质(15)

2.3地层水性质(16)

3地温地压系统分布特征•(17)

3.1基本理论(17)

3.2地温场特征(20)

3.3压力场特征(22)

3.4地温一地压系统纵向特征•(23)

3.5地温一地压系统平面分布特征•(23)

4异常压力成因分析(25)

4.1异常压力的类型(25)

4.2南部断褶带的超压形成机制(27)

4.3中部地区超压形成机制♦(31)

4.4北部地区负压形成机制•(31)

4.5欠压实作用横向变化规律•(31)

5流体势场演化与油气藏分布关系(32)

5.1流体势基本概念(32)

5.2古流体势恢复原理和方法•(33)

5.3今流体势场特征(43)

5.4古流体势场特征(44)

5.5流体势场演化与油气藏分布关系••(44)

6油气运聚的主控因素(46)

6.1油气成藏的基本特征•(46)

6.2地温一地压系统与油气藏分布关系(47)

6.3流体势场与油气藏分布关系•(50)

6.4断裂对油气运聚的作用•(51)

7油气成藏动力学模式及有利勘探方向分析•(52)

7.1成藏动力学分析(52)

7.2有利勘探方向分析(53)

结论和建议•(55)

1、区域石油地质背景

工区以陆南凸起和克拉美丽山为北界，南界为博格达山前的阜康断

裂，东界石树沟凹陷一吉木萨尔凹陷，西边向昌吉坳陷和东道海子凹陷

自然延伸。东西长约160公里，南北宽约150公里，面积约2.4万平方

公里。

1.1地层发育特征

准东地区地层发育情况比较复杂，发育了下至石炭系，上至第四系

各个时期的沉积地层。但由于区域构造活动的差异性，不同时代的地层

在空间分布上表现出一定的差异性，见表1-1。

1.1.1石炭系

石炭系地层主要分布在北部的克拉美丽山前坳陷及南部的博格达

山前凹陷带附近，具有较明显的分带特征。钻井揭示的石炭系主要发育

中上统的巴塔玛依内山组（C2b）和下统的滴水泉组（3d）。

北部钻遇的石炭系中发现了上石炭统。为一套深灰色、棕褐色中基

性火山熔岩（玄武岩、安山岩）夹少量凝灰质火山碎屑岩、杏仁状安山

玄武岩、沸石化玄武质凝灰质角砾岩、杏仁状玄武粉岩。中上石炭统的

巴塔玛依内山组上部为绿灰色中基性火山熔岩、玄武岩，下部为深灰色

玄武岩夹凝灰岩。下石炭统滴水泉组为深灰色泥岩、炭质泥岩不规则互

层夹煤层、煤线。地表剖面在克拉美丽山滴水泉处出露一套暗色及黑色

泥岩、粉砂岩，含较多植物化石的陆相地层。在南部台8、台28、北22、

北7等井中发现石炭系巴塔玛依内山组为一套中基性为主的安山岩、辉

绿岩夹沉积岩。

1.1.2二叠系

下二叠统只发育在北部坳陷区，中二叠统的将军庙组P2j分布于北

部坳陷区及南部山前凹陷。平地泉组则分布于除白家海凸起以外的地

区。平地泉期开始了水进体系域的发育，水体不断加深，形成了三个原

型沉积盆地，五彩湾一大井盆地、昌吉盆地和博山盆地。五彩湾一大井

盆地下部沉积了稳定的半深湖相黑色泥页岩（P2P3），中部为湖相白云岩、

白云质泥岩、砂岩（P2P2），顶部是一套泥岩（P2pl）。昌吉盆地的平地泉

组还未钻遇，地震上为断续平行反射。南部博山盆地为半封闭滞流环境,

其相应的地层为芦草沟组（H）。

上二叠统在北部地区称下苍房沟群（P3ch），在中南部地区称梧桐沟

组<P3wt）o

1.1.3三叠系

下三叠统在白家海凸起、五彩湾一火烧山地区称为上苍房沟群

（Tlch）,在中南部则分别称为上部的烧房沟组（TQ和下部的韭菜园组

（Tu）o中上三叠统在北部地区为残留的小泉沟群，在中南部从上而下

为郝家沟组（T3h）、黄山街组（T3hs）和克拉玛依组（T2k），保留较全。

1.1.4侏罗系

侏罗系分为中下统和中上统两部分。中下侏罗统全区广泛分布，八

道湾组（J|b）为一套含煤陆相沉积，三工河组（Jls）及西山窑组（J2X）

分布也较广。中上侏罗统在中北部地区地区剥蚀较明显，地层为石树沟

群（J2-3sh），在南部博格达山前凹陷附近细分为头屯河组和齐古组

（13q）°

]]5白垩系__第四系

白垩系£发育下&垩统的吐谷鲁群，具有东薄西厚、北薄南厚的特

点。上白垩统缺失。第三系主要发育在中南部地区，向北变薄。第四系

亦呈南厚北薄的特点。

1.2构造特征

1.2.1构造单元特征

本地区构造单元可以分为陆南凸起、东道海子北一五彩湾凹陷、白

家海凸起、阜康凹陷、帐北断褶带和阜康断裂带六大二级构造带（附图

l-l）o

陆南凸起为近东西向隆起带，为本工区的西北边缘带。东道海子北

-五彩湾凹陷为一近北东向负向单元。二叠系构造简单，向西倾斜。白

家海凸起位于中央隆起东段的潜伏隆起。石炭系凸起比周边高，为长期

发育的古凸起，包含北部平台构造带和南部潜山斜坡带两部分。阜康凹

陷为昌吉拗陷中的一部分，呈北东向展布，具东高西低、北高南低的特

征，包括阜东斜坡带、阜北斜坡带和西南深凹带。帐北断褶带为i近南

北向的正向构造单元。呈四隆（沙丘河背斜带、火烧山一沙南背斜带、

火南1井一火南6井一沙丘4井北背斜带、帐篷沟背斜带）三凹（沙东

一火西向斜带、火东一沙南东向斜带、火南东一沙丘8井东向斜带）和

五断（沙西断裂带、沙东断裂带、火东断裂带、西大沟一帐西断裂带、

帐东断裂带）的构造格局。阜康断裂带以阜康断裂为主体，由一系列南

斜逆短层组成，近东西走向成北凸弧形沿博格达山北缘展布。

1.2.2断裂特征

工区内发育三个大型断裂带：北部的滴水泉断裂带、沙西断裂带、

和南部的阜康断裂带。断裂的走向大致分为四组，第一组是近东西断裂,

如滴水泉断裂带、阜康断裂带。第二组是近北东向断裂，如东道海子北

断裂、沙西断裂带、西大沟一帐西断裂带、沙丘北断裂带。第三组是近

南北向。如火东断裂带。第四组是北西西一北北西向，如五梁山断裂、

北三台断裂、西地断裂。

表1-1准东地区地层对比划分方案表

\地

白家海地区五彩湾一火烧山地区阜康一火烧山地区北三台及其南部地区

第四

Q

系

第三N

系E

上

白

统

垩

下

系吐谷鲁群K吐

统

中齐古组JM

上石树沟群J2-3》

侏

统头屯河组J2.

罗

中

系

西山窑组J2'

下

统三工河组JI'

八道湾组Jib

中1111

郝家沟组T3h

上

黄山街组T3

统1K

小泉沟群T”xq

克拉玛依组T2k

系下烧房沟组T1,

统韭菜园组Tn

上梧桐沟组P"

叠统11111111111111111111111

匚口

平地泉组一段型

统P

平地泉组二段P羡

平地泉组三段Pr

将军庙组p

2jp2i

下

中巴塔玛依内山组C2b

上

统

卜滴水泉组Gd

Gd

统

1.3区域地质演化过程

根据前人的研究成果，可以将准东地区盆地演化过程划分为四个

发育阶段，即（1）泥盆纪一中石炭世海西早期褶皱“基底”形成阶段。

（2）晚石炭一晚二叠世复合盆地发展阶段。（3）晚二叠世晚期一白垩

纪统一的陆内坳陷发展阶段。（4）第三纪以来北天山山前坳陷（前陆盆

地）发展阶段。

1.3.1泥盆纪一中石炭世海西早期褶皱“基底”形成阶段

该阶段也可称为准喝尔板块坳陷东北陆缘岛弧一弧后盆地、东南缘

裂陷盆地发展阶段（图1—1）。准东北缘岛弧及弧后盆地北部的克拉美

丽蛇绿岩带是一个板块碰撞带。蛇绿岩带南侧陆梁为晚古生带准喝尔板

块北缘陆缘岛弧。弧后盆地发育于中央坳陷中、东段以及白家海凸起、

东部隆起北部、克拉美丽山蛇绿岩带以南，广泛发育D3—C1海相及过

渡相沉积。

阜康陆内坳陷盆地相当于今阜康坳陷位置，南界为阜康断裂带。坳

陷内尚无钻井揭示，从地震反射上看，似正常碎屑岩沉积，属陆壳内部

稳定区，其基底岩系可能较D—C2更为古老。

东南缘博格达裂陷盆地包括博格达山及其北坡山前断裂带。近东西

向的博格达山主体部分由石炭系组成。泥盆纪一中石炭世为博格达山裂

缝槽（陆间裂谷）发育主要时期（尤绮妹等，1992）,发育了裂谷型双

峰火山岩系、滨浅海及半深海火山碎屑夹碳酸盐沉积。

海西早期运动表现为构造背景由拉深转向挤压，挤压应力自北而南

减弱。在准东北缘、陆梁的克拉美丽地区隆起成山，泥盆系一中石炭统

因受挤压而断褶变形，构成褶皱基底，岛弧内及弧后盆地转变为后期的

山间磨拉石盆地。阜康陆内坳陷盆地内受影响较小，中石炭统与上覆地

层仅表现为假整合关系。博格达裂槽在博格达山主体局部出现构造反

转，北坡上石炭统很薄。石炭纪末，构造反转增强，下二叠统发育于山

前带，在北倾转陡斜坡深水背下，堆积一套粗粒火山碎屑浊积岩，属近

源海底扇沉积（李育慈等，1992）。

1.3.2晚石炭一二叠世复合盆地发展阶段

该阶段总体特征是隆、坳分隔，凸凹相间，多种类型盆地并存。海

西早期运动以来，在北持续挤压，南部拉张裂陷背景下，前一阶段三类

盆地继续发育，但东北缘盆地原型由岛弧及弧后拉分、断陷转变为褶皱

造山带向陆地一侧的前陆盆地（图1—2）。

(1)准东北缘前陆盆地

晚石炭世一早二叠世，该地区为前陆盆地发育早期，发育以粗火山

碎屑为主低水位扇沉积和中基性火山熔岩与火山碎屑岩、凝灰岩间互

层，夹泥岩、泥灰岩等残留海低能海岸沉积和正常浅海相生物灰岩。

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推测认为，早二叠世海水逐渐向东退却。

晚二叠世早期，为前陆盆地发育晚期，沉积将军庙组和平地泉组，

属山前坳陷水下扇一半深湖相沉积体系。地层向南往沙奇凸起、白家海

凸起基底隆起方向上超尖灭（图1-3）。

（2）阜康陆内坳陷盆地

其范围可能扩至北三台、吉木萨尔地区。湖水与东北缘连通。沉积

相相对稳定。

（3）博格达裂陷盆地

海西早期运动经历一次回返后，并未完全僵化，晚石炭世一二叠纪

继续拉张裂陷，但主要是在山前地带，由西向东发展。火山活动已明显

减弱。晚石炭世发育的海相碳酸岩和粉沙质泥岩、砂岩等海侵沉

积只到乌鲁木齐附近。下二叠统下部为陡斜坡重力流沉积，块状砂粒岩,

偶见少量碳酸盐岩和海相化石，上部为复理石建造。早二叠世末，有短

暂上升暴露，海水退出。晚二叠世末在山前带发育狭窄、局限的裂陷湖

槽，沉积芦草沟组可燃有机岩建造：黑色沥青质页岩与油页岩，夹白云

岩及少量砂岩。晚二叠世沉积呈南厚北薄、东厚西薄特点。

晚二叠世晚期的海西末期运动使博格达裂陷槽受到挤压、隆升而反

转，结束其发育历史，成为统一的准喝尔中新生代大盆地的一部分。

1.3.3晚二叠世晚期一白垩纪统一的陆内坳陷发展阶段

海西晚期运动使准东周缘活动带块断隆升，过渡带趋于稳定。克拉

美丽山早海西期造山带沿火北断裂以北持续上升，成为主要物源区，克

拉美丽山南邻的准东北部晚古生代前陆盆地，在充填P2ch底部磨拉石建

造后，前陆盆地发育终止，转变为稳定的统一陆内坳陷盆地边缘斜坡；

准东南缘博格达裂陷槽最终反转隆升，山前带归并入陆内坳陷。晚海西

运动结束了前期多种盆地原型并存、隆坳分割、多个沉积中心并立盆

地格局，形成了沉降与沉积中心统一到盆地腹部，区域构造背景由以挤

压为主转变为以扭动拉张为主、长期持续稳定的统一大湖盆格局（图

1~4）o

印支、燕山运动均属陆内的构造变动。印支运动的挤压和扭动构造

应力场，在准东产生北东向构造，改造并与北西向的海西期构造相叠加,

形成近南北向的东部隆起区，沙丘河、帐篷沟、北三台等南北向高大断

裂丛生，奠定了今构造格局。燕山运动进一步强化定型。准东在燕山早

期运动前，挤压北强南弱，东北缘的克拉美丽山为本区主要物源区；燕

山早期运动以来，南缘受挤压加强，博格达山隆升前向山前区逐次冲断、

推复，成为主要物源区（图l-5）o

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一骊麴需T+阜貌内酰--------*■4旁收*神触—H克两山I骗9

（据准东勘探项目经理部，1995）

-准购触东部除内雕

山前雕瓦藁;家海战I金薪••克拉耨+乌伦古雌

起

SH准东地区晚二部幼刖岖剂及相凝困

（据准东勘探项目经理部，1995）

图1巧准东地区侏罗纪沉积盆地区划及相模式图

（据准东勘探项目经理部，1995）

1.3.4第四纪以来北天山山前坳陷（前陆盆地）发展阶段

第三纪（喜山起期）以来，区域构造应力场由其前的以扭动拉为

主转化为以挤压为主，北天山造山带急剧块断隆升，向北逆冲推复，前

陆受压变为沉陷，沉积中心处于山前，湖盆萎缩，迁移至工区西南

安集海一独山子及其更西部，堆积了巨厚的第三系一更新世红色沉积

构造。更新世末的喜山运动主幕，使博格达山前燕山期褶皱再度改造和

抬升。

1.4生储盖发育特征

1.4.1燃源岩发育特征

准东地区已经发现的燃源岩主要有四套，即石炭系滴水泉组、中二

叠统平地泉组、中上三叠统小泉沟群和中下侏罗统。

（1）石炭系滴水泉组

滴水泉组为一套灰黑色泥岩、砂质泥岩、凝灰质泥岩、泥灰岩夹

灰色泥质砂岩，见少量植物碎片。滴水泉剖面及彩参1井中平均有机碳

为1.8%,氯仿沥青“A”平均为849Ppm，总慌平均为527ppm,生煌潜

力（S1+S2）平均为2.67mg/g。有机质类型为H2~HI型，镜质体反射率平

均为1.87%,为高成熟的好生油岩。

（2）二叠系平地泉组

平地泉组为灰色、深灰色、灰黑色泥岩、白云质泥岩、泥质白云岩

夹灰色砂岩，含瓣腮类和植物化石。前人研究发现沙帐地区该组平均有

机碳为3.12%,氯仿沥青“A”平均为1898ppm,总夕至平均为lOlOppm,

生烽潜力（S1+S2）平均为19Q5mg/g。有机质类型为I~IL型，镜质体反

射率为097%,OEP为1.43,Tmax平均为443℃,有机质已经成熟。

五彩湾凹陷平地泉组有机碳含量偏低，约2.13%,氯仿沥青“A”

为470ppm,生煌潜力平均为3.64mg/g,干酪根为H1~III型，镜质体反

射率大于0.69%,Tmax为443℃,是成熟的最好煌源岩。

阜康断裂以南地区，中二叠统相应的地层称为芦草沟组。在中心地

带沉积厚度达千米以上，为交替停滞的半咸一微咸水泻湖相环境的油页

岩系，埋深超过2000m。干酪根以％型为主，是成熟的良好生油岩。

（3）三叠系小泉沟群

小泉沟群中上部为灰色、深灰色、灰黑色泥岩，夹薄层砂岩。据前

人分析，五彩湾一阜康凹陷该生油岩的有机碳平均为2.52%,氯仿沥青

“A”平均为640Ppm，总煌平均为332ppm,生A潜力（Si+S2）平均为

6.96mg/g,有机质类型为IL~III型，镜质体反射率为0.75%,OEP为1.17,

Tmax达440℃,为成熟的最好生油岩。

（4）中下侏罗统煌源岩

中下侏罗统煤系蜂源岩主要发育在阜康凹陷内。该煤系地层有机质

多处于成熟一低熟阶段，还未进入生油高峰。但由于西部下倾方向地层

埋深加大，且分布范围广，可能是更好的生煌部位。

中下侏罗统煌源岩分暗色泥质岩和煤岩、灰色泥岩两大类。暗色泥

质岩主要分布在八道湾组下段（Jib）的上部和三工河组（Jls）上部的湖

泊相沉积中。煤岩及炭质泥岩主要分布在八道湾组上段下部及西LlI窑组

（J2x）下部沼泽相沉积中。两类燃源岩全区均有分布。

泥岩有机质含量为0.5%~7.7%,个别达16.5%（彩18井Jib），其

中Jib为0.5%~16.5%,Jis为。13%~7.7%,%为。48%~1.44%。由九

-Ls-L,有机质丰度逐渐降低。泥质煌源岩干酪根类型在Jib、Jis中以

n型为主，III型次之。暗色泥岩镜质体反射率为：J2X在。.55%~0.61%；

Jib为0.66%~0.79%；Jis为0.6%左右，表现为处于低成熟特征。估计在

阜康凹陷R。可达1.8%,处于高成熟阶段。

煤及炭质泥岩有机质含量更高（8.89%~79.6%）,但总烽含量相对

较低，烧转化率低，并高含沥青质。煤和炭质泥岩主要是HI型干酪根。

总体上讲，工区内西山窑组为低成熟的HI型燃源岩；三工河组为低

成熟的II型（主）~in型煌源岩；八道湾组为低成熟的n~III型蜂源岩。

1.4.2储层发育总体特征

本地区从石炭系到侏罗系各层系均发现储集层。

（1）东道海子北一五彩湾凹陷

综合评价表明，石炭系~下二叠统储层在五彩湾鼻状构造带、滴

南断块属差一中等储层，其余地区则为差储层。中二叠统平地泉组储层

在五彩湾鼻状构造带和滴南断块上仍为差一中等，其余地区则比较差。

石炭系一中二叠统平地泉组中储层的好坏主要取决于构造裂缝发育的

程度。

（2）白家海凸起一阜康凹陷

该地区已证实的储层主要发育在二叠系下仓房沟群（P2ch）、下三叠

统上仓房沟群（Tich）和中上三叠统小泉沟群（T2-3xq）、侏罗系（J）。

侏罗系储层总体比较好。三工河组储层在白家海凸起彩参2井平台

及白家海鼻状隆起上为较好~好，阜北斜坡和阜东斜坡变为中~较好。八

道湾组储层在彩参2井平台、白家海鼻状隆起和阜东斜坡为中等，阜北

斜坡为中等~较好。西山窑组储层在彩参2井平台的西北部为中等，彩

参2井平台的南部、白家海鼻状隆起和阜东斜坡为差储层，阜北斜坡则

为差~中等。

中二叠统仓房沟群储层在白家海凸起北部为差~极差，南部为中等~

O

三叠系各储层在阜东斜坡均为中等级，阜北斜坡据岩相对比可能与

此类似。

1.4.3盖层发育特征

工区内盖层广泛发育。据前人研究成果，区域性盖层有六套，分别

是：（1）中上侏罗统石树沟群；（2）西山窑组中上段；（3）三工河组中

ab

上段；（4）八道湾组下段（Jlb）泥岩；（5）八道湾组上段（Jlb）泥岩;

（6）中二叠统仓房沟群。

地区性盖层有八套，分别是：（1）白垩系吐谷鲁群（跖电）中上部

盖层（全区分布）；（2）中上三叠统小泉沟群（T”xq）盖层（分布较广）;

（3）下三叠统烧房沟组（TQ中上部盖层（分布较广）；（4）下三叠统

韭菜园组（Tij）盖层（分布较广）；（5）中二叠统平地泉组三段（P2P③）

盖层（分布在东道海子北一五彩湾凹陷、白家海凸起东部）；（6）中二

叠统平地泉组二段（P2P2）盖层（分布较广）；（7）中二叠统平地泉组一

段（P2p））盖层（分布在五彩湾凹陷）；（8）下二叠统下芨芨槽群（Pljj）

盖层（分布于东道海子北一五彩湾凹陷、白家海凸起东部）。

2、油气水性质分布特征

21;由♦性

研究中分析的原油性质主要包括原油密度、原油粘度和原油含蜡量

三个参数。

2.1.1二叠系

二叠系原油密度总体比较小，一般在OSg/cn?以下。总体上看，该

层原油密度呈东高西低的分布特征，尤其在中部斜坡区更为明显，密度

最低区位于阜康凹陷，可低于0.84g/cm3,密度高值区位于北部火烧山油

田以北和东南部吉木萨尔凹陷的东部地区（附图2-1）。

二叠系原油粘度表现为北低南高的特征（附图2-2）。中北部的五彩

湾凹陷、白家海凸起阜东斜坡和帐北断褶带总体上粘度均很低，而北三

台凸起以南粘度急剧升高，三台油田地区原油最稠。

二叠系原油含蜡量呈“三高两低”平面分布特征（附图2-3）。“三

高”是指沙西一沙东地区、火南油田以南和北三台凸起南斜坡三个地区

出现了高含蜡量带；“两低”是指在阜康凹陷和吉木萨尔凹陷以南两个

地区原油含蜡量是明显偏低。

2.1.2三叠系

三叠系原油密度虽然总体上也呈东高西低的趋势，但中南部地区密

度分布比较复杂（附图2-4）。较特别的是在阜东斜坡南部阜5—北9井

一带出现相对低密度原油，在北6—北10井区出现相对高密度原油。相

比之下，南部断褶带原油密度较高。

三叠系原油粘度呈现东高西低、南部局部特别高粘度发育的总体特

征（附图2-5）。中北部大部分地区粘度极低，到了中南部粘度开始增加,

特别是在北10井周围，原油粘度急剧升高。东南部台4井方向原油粘

度也很高。

三叠系原油含蜡量表现为北部东南低和西南高的特点（附图2-6）。

中北部地区含蜡量是总体比较低，北三台和三台地区含蜡量明显降低。

阜康凹陷内含蜡量有升高的趋势。另外，沙丘地区含蜡量相对也比较高

一些。全区似乎存在北东东向的高含蜡带。

2.1.3中下侏罗统

原油密度呈现出西低东高的总趋势（附图2-7）。低密度区集中在阜

4井附近，呈“牛角”状插向东部。往阜东斜坡和阜北斜坡方向密度逐

渐升高

原油粘度变化较为简单：总体上呈西低东高、西北低东南高的趋势

（附图2-8）。东南部三台地区原油最稠。

中下侏罗统原油含蜡量总体呈西北高东南低的趋势（附图2-9）。

2.1.4中上侏罗统

在南部断褶带，该层段原油密度高低带相间排列，西部台54井区

为高带，北47一台44井一带又为高密度带；北27—北40—台38井一

带为北西向低密度带，北60—台31井一带又为一低密度区（附图2-10）o

南部断褶带原油粘度普遍比较高，尤其以三台油田区为最高，另外

在台54—台28井一带，年度也比较高。往北部方向年度总体上呈降低

的趋势（附图2-11）。

南部断褶带原油含蜡量表现为南北低、中部高的特点（附图2-12）,

中部有一一近东西向的高含蜡带。

2.2天然气性质

研究中分析了天然气密度、甲烷含量和气体干燥系数三种性质的分

布特征。

2.2.1二叠系

二叠系天然气密度分布很有规律，中北部高密度天然气分布在帐东

—火南一沙丘这个北东向的条带上，西北和东南两侧密度逐渐降低；中

南部地区的北三台地区密度为低值区，北三台以南密度又逐渐升高（附

图2-13）o

该层气体甲烷含量与密度分布呈现相似的总体特征（附图2-14）0

该层气体干燥系数亦与密度分布呈现相似的总体特征（附图2-15）。

2.2.2三叠系

三叠系气体密度与二叠系气体密度分布完全不同。该层气体密度高

值区呈北东向展布，集中在沙丘一阜康凹陷一带；密度低值区主要集中

在北部和东南部的北三台一三台地区（附图2-16）。

该层气体甲烷含量（附图2-17）和气体干燥系数（附图2-18）均表

现出与气体密度相似的分布特征。

2.2.3中下侏罗统

本工区中下侏罗统气体密度呈东西向拉长的椭圆状分布，中心阜5

井地区密度最高，向东西南北四周降低（附图2-19）。

气体甲烷含量亦呈东西向扁椭圆分布特征，中心含量低，四周含量

升高（附图2-20）。

气体干燥系数也呈东西向扁椭圆状分布，中心区干燥系数小，向四

周干燥系数增大（附图2-21）。

2.2.4中上侏罗统

中上侏罗统只分析南部地区。该地区气体密度分布呈北东向展布，

气体密度具有东南稍低、西北稍高的趋势（附图2-22）。

甲烷含量表现为西北、东南低和中部稍高且各带北东向展布的特点

（附图2-23）0

气体干燥系数呈现西北、东南较低、中部较高且各带为北东向展布

的特点（附图2-24）。

2.3地层水性质

本研究分析了工区内各层地层水密度、矿化度及水型的分布特征。

2.3.1二叠系

二叠系地层水密度呈西高东低的特征（附图2-25）o地层水矿化度

总体上也有西高东低的趋势，但西部斜坡带上存在分异；有南、北两块

高和中部相对较低的特征（附图2-26）。北部地层水以NaHC（）3型水为主,

个别井中有CaCLz型水；中南部地区都是CaCb型水。

2.3.2三叠系

三叠系地层水密度表现为东南低、西北高的总体变化趋势（附图

2-27）o该层地层水矿化度也表现为东南低和西北高的趋势（附图2-28）o

该层中北部全属CaCL2型水，中南部以CaCLz型水为主,有少量NaHCC）3

型水。

2.3.3中下侏罗统

中下侏罗统地层水密度表现为南、北两区高和中区低的面貌（附图

2-29）0该层地层水矿化度高值区集中在阜康凹陷内，总体上呈西高东低

的特点（附图2-30）。该层地层水水型分布具有全区以NaHCOs型水为主,

兼有CaCLz型水。

2.3.4中上侏罗统

南部断褶带地层水密度呈北高南低的特征（附图2-31）0地层水矿

化度和是北高南低特征。南部水型以NaHCCh型和CaCLz型为主，兼有

少量MgCL2型水（附图2-32）o

总体上讲，工区内各层地层水密度变化范围相差不大,基本在1.000~

1.016附近（附图2-33）。各层的地层水矿化度分布范围有较明显的差别:

二叠系和中上侏罗统较低，下侏罗统和三叠系较高（附图2-34）。

综上所述，各层段油、气、水性质在平面上存在明显的差异性，这与

油气运移的差异性有关。

3、地温一地压系统分布特征

沉积盆地地下地层压力和地温是地质环境中两个最基本的物理参

数，油气藏就是有机质在这两个物理场中形成和演化的最终结果。贝巴

克夫(Baybakov,1969)用220个油气藏的蜂类状态与地层温度和压力

的关系，说明温度是控制烽类性质的主要因素；刘易斯(LewisandRose,

1970)分析了高压(高孔隙带)和低压(低孔隙带)的地温特征，指出

隔热层具有高温高压特征而导热层则具有低温低压特征。普赛(Pusey,

1973)用地温指标建立了“液态窗”概念，指出世界上绝大多数液态烧

出现在65.6~147c的范围之内；巴克尔(Barker,1972)提出“水热增

压效应”概念，即当地温梯度高于15℃/km时，随着地温升高，分隔体

内压力增大的速度比围岩流体压力的增长要快，从而形成异常高压。

莫夫拉(Muffler,1978)根据地质环境和热量传递方式划分了两大

类四小类地热系统。

地下压力系统是油气勘探和开发的常用概念。在80年代提出的“含

油气系统”概念中，马克思等(Magoon,1988)认为运移圈闭子系统主

要受包括压力和温度合成关系在内的物理作用控制。90年代的“流体封

存箱”理论(Hunt,1990)将地下地层单元按地层压力划分为不同的水

动力系统，不同的水动力系统之间靠密封层隔开，彼此间的流体压力不

能相互连通。

虽然，过去在分析盆地地温和地压特征时，通常是把地温场和地压

场分开单独分析，或进行地热系统研究，或进行压力系统研究，而没有

把地下地温场和地压场作为一个整体来考虑。实际上，沉积盆地地下地

温与地压是一对彼此联系密切无法分隔的物理量。

3.1基本理论

如果把地下地温与地层压力作为一个系统，那么含油气盆地的地温

一地层压力系统基本上属于一种封闭系统。在这个系统内，地温与孔隙

流体压力是具有独特的关系，相邻系统之间的地温一地压关系应有明显

的差别。

刘震等(1996)年推导出地下一个地温一地压系统内地温与地层压

力的数学关系为

T=K•Pr+L

其中Pf为地层压力，T为地层温度，K和L为常数。显然，地下地温与

地层压力在一个系统内呈直线关系。

实际上，沉积盆地一般具有两个或两个以上的温一压系统，通常包

括一个浅层温一压系统和至少一个深层温一压系统。在每一个温一压系

统中，地温与地压保持直线关系，但在不同的温一压系统中，地温一地

层压力直线的斜率不同。实际地下地温一地压关系表现为不同斜率的直

线构成的折线模式。

据初步统计，发现沉积盆地一般存在两类地温一地压折线模式（图

3-1）o一类是高压型地温一地压模式，其浅层的地层压力为静水压力，

深层地层压力为异常高压；另一类是低压型地温一地压模式，其浅层的

地层压力为静水压力，深层地层压力出现异常低压（即负压）。前者对

应的两个温一压系统构成高压型复式温一压系统，后者对应的两个温一

压系统构成低压型复式温一压系统。

不同类型的复式温一压系统具有不同的流体垂向运移特征。

3.1.1高压型复式温一压系统

高压型复式温一压系统表明深部温一压系统具有较高的能量，深部

流体具有向浅部层位运移的趋势。在深部温一压系统内，油气会沿着断

层和（或）裂隙从深部层系垂向运移到该温一压系统内浅部层系中的圈

闭中聚集，或油气沿断层和（或）裂隙从深部层系垂向运移到该温一压

系统之上的浅层温一压系统里的圈闭中聚集。

因此，高压型复式温一压系统具有四个特点：①流体垂向运移动力

强；②深部高压型温一压系统内与断裂有关的油气藏集中在该系统内的

上部层系，而该系统内下部层系中仍可发育孤立的岩性类油气藏；③浅

部静压型温一压系统内可以发育与深断裂有关的深源油气藏；④纵向油

气储量集中在中浅部层系内。

3.1.2低压型复式温一压系统

低压型复式温一压系统表明深部温一压系统具有的能量很低，深部

流体无法想浅部层位运移。深部油气只能在深部层位中的圈闭里聚集，

不会沿断裂向上运移到浅部层系中。

因此，低压型复式温一压系统具有以下四个特点：①流体垂向运移

动力极弱，垂向运移极不明显；②深部负压型温一压系统内的油气藏以

自生自储型为主，发育深盆气或深盆油；③浅层静压型温一压系统内不

发育与深断裂有关的深源油气藏；④纵向油气储量集中在深部层系。

3.1.3单一型温一压系统

剖面上地温与地层压力保持一条直线关系，不存在折转或错开，表

现为一个统•的静压型温一压系统。该类温一压系统具有的能量较低，

深部流体上窜的动力较小，仅靠浮力，油气难以从深部向浅部运移。

因此，该类型温一压系统具有四个特点：①流体垂向运移的动力较弱，

垂向运移不太明显；②深部生成的油气在同层系的圈闭中聚集成藏，油

气藏以生自储型原生油气藏为主；③浅层有可能发育小型的与深断裂有

关的深源油气藏；④纵向油气储量取决于各层系本身的资源量。

他层戢,层靛