石油勘探論文：石油地質特點及勘查潛力淺析

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本文作者：法貴方袁圣強王作乾吳義平蔡德超作者單位：中油勘探開發研究院

成藏條件分析

1烴源巖

盆地內烴源巖層系眾多，主要為前陸盆地成盆前的沉積［5－7］。主要的烴源巖為弗拉斯階—杜內階多馬尼克型瀝青質灰巖、泥質碳酸鹽巖和硅質巖及弗拉斯階—法門階碳酸鹽巖，富含有機質且分布廣泛。尤其是前者，總有機碳含量平均為4%～6%，最大可達20%，Ⅱ型干酪根，鏡質體反射率為0.65%～1.15%，該套優質烴源巖主要分布在卡馬—基涅利地塹系統，最大厚度可達400～500m，二疊紀烏拉爾山隆起，盆地埋深迅速增加，達到生烴高峰，其生成的油氣足以供給整個伏爾加—烏拉爾盆地［8］。

2儲層

伏爾加—烏拉爾盆地前寒武紀—早二疊世發育多套儲層(圖2)，其中中泥盆統—上泥盆統下弗拉斯階碎屑巖、上泥盆統中弗拉斯階—下石炭統杜內階礁相碳酸鹽巖、下石炭統下—中韋憲階碎屑巖、中石炭統巴什基爾階—莫斯科階碳酸鹽巖以及下二疊統碳酸鹽巖儲層含有盆地大部分油氣儲量。(1)中泥盆統—上泥盆統下弗拉斯階碎屑巖儲層。包含艾菲爾階、吉維特階以及下弗拉斯階Pashiy組和Kynov組，巖性以砂巖和粉砂巖為主，含灰巖及頁巖夾層。其中，Pashiy組和Kynov組為該套儲層乃至整個盆地最重要的儲層，為許多油田(如羅馬什金油田)主要的產油層［9］。該套儲層探明的石油儲量占整個盆地總儲量的43%。(2)上泥盆統中弗拉斯階—下石炭統杜內階礁相碳酸鹽巖儲層。該套儲層為一套裂縫、溶洞和孔隙型儲層，由生物礁、藻類和生物碎屑灰巖及白云巖組成，淺海及深海陸棚環境沉積，孔隙度一般為6%～27%，平均為15%;滲透率一般為10×10－3～470×10－3μm2，平均為76×10－3μm2。該套儲層為韃靼隆起南部、巴什基爾隆起、日古列夫—普加喬夫隆起以及烏拉爾山前坳陷的主要含油層系，其探明的石油儲量占整個盆地總儲量的8%。(3)下石炭統下—中韋憲階碎屑巖儲層。主要為Malinovka－Yasnopolyana群，由砂巖和粉砂巖組成，河流相、湖相和濱岸過渡相沉積。Malinovka群(包含Kosvinskiy組、Radayevskiy組和Yelk-hovskiy組)砂巖凈厚度變化大，北薄南厚;孔隙度為10.8%～27.6%，平均為18.4%;滲透率一般為17×10－3～473×10－3μm2，平均為159×10－3μm2。Yasnopolyana群(包含Bobrikov組和Tula組)砂巖凈厚度為1.8～23.7m，平均為6.3m;孔隙度為9.5%～26.3%，平均為18.6%;滲透率一般為18×10－3～722×10－3μm2，平均為228×10－3μm2。該套儲層探明的石油儲量占整個盆地總儲量的30%。(4)中石炭統巴什基爾階—莫斯科階碳酸鹽巖儲層。包含巴什基爾階(Prekama組、Cherems-han組和Melekess組)和莫斯科階(Verey組、Kash-ira組、Podolsk組和Myachkovo組)，巖性以灰巖為主，含少量白云巖薄夾層，沉積環境從沿海沖積平原相到三角洲及淺海相。受淋溶、多孔、裂隙和巖溶作用，儲層非均質性較強。在盆地西部和卡馬—基涅利地塹系統儲層厚度最大，其他地區厚度減薄。該套儲層探明的石油儲量占整個盆地總儲量的13%。(5)下二疊統碳酸鹽巖儲層。該套儲層在盆地的南部尤為重要，賦存盆地內探明的天然氣總儲量70%以上(奧倫堡氣田)，產層主要為亞丁斯克階，由灰巖和白云巖組成，凈厚度為10～20m，孔隙度為10%～20%，滲透率為1×10－3～100×10－3μm2。

3蓋層

伏爾加—烏拉爾盆地含多套區域性、層內以及局部蓋層，主要的蓋層為下弗拉斯階、韋憲階、巴什基爾階—下莫斯科階及上石炭統頁巖和致密的碳酸鹽巖，以及二疊系蒸發巖。其中，中泥盆統—下弗拉斯階儲層內含有層內蓋層，與此同時韋憲階Malinovka組頁巖層作為該套儲層的區域性蓋層;上杜內階Kizelovskiy組和下韋憲階Kosvinskiy組致密的碳酸鹽巖作為弗拉斯階—杜內階儲層的區域性蓋層，并且弗拉斯階—杜內階內也含有區域性或局部蓋層;中韋憲階Tula組上部的頁巖和致密的碳酸鹽巖層可作為下—中韋憲階儲層的區域性蓋層;上巴什基利亞階和下莫斯科階Verey組下部的泥質碳酸鹽巖可作為上韋憲階—巴什基利亞階儲層的區域性蓋層;二疊系空谷爾階蒸發巖作為下二疊統儲層的優質區域性蓋層。

4含油氣系統

伏爾加—烏拉爾盆地已證實的含油氣系統有3個:多馬尼克—下弗拉斯階、多馬尼克—韋憲階以及濱里海—下二疊系含油氣系統。其中，前2個含油氣系統分布于整個盆地，由Domanik組超壓層分隔開;后1個含油氣系統僅展布于盆地南部。(1)多馬尼克—下弗拉斯階含油氣系統。該含油氣系統地層沉積時期從早泥盆世埃姆斯期至全新世;主要的烴源巖為中弗拉斯階—杜內階多馬尼克型烴源巖，分布在卡馬—基涅利地塹系統以及盆地西南部和東部的坳陷中;儲層主要為艾菲爾階—下弗拉斯階碎屑巖，包括Pashiy組和Kynov組，前者為該含油氣系統含烴最豐富的儲層;最好的蓋層為超壓狀態下多馬尼克組本身，其次為下—中弗拉斯階Kynov組和Sargayevo組頁巖及致密的碳酸鹽巖。晚石炭世，多馬尼克型烴源巖開始生成油氣并運移，晚二疊世達到生烴高峰，油氣向下進行垂向運移至儲層中。早二疊世末期—晚二疊世初期，中弗拉斯階—杜內階烴源巖開始生成油氣并運移到油灶附近的下石炭統以及中石炭統—二疊系儲層中。(2)多馬尼克—韋憲階含油氣系統。該含油氣系統地層沉積時期從晚泥盆世中弗拉斯期至全新世;主要的烴源巖為中弗拉斯階—杜內階多馬尼克型泥質碳酸鹽巖;儲層為中弗拉斯階—杜內階碳酸鹽巖、韋憲階Malinovka－Yasnopolyana群碎屑巖、謝爾普霍夫階、巴什基利亞階、莫斯科階和二疊系碳酸鹽巖，其中Yasnopolyana群儲層賦存的油氣最為豐富;區域蓋層包含上弗拉斯階頁巖和瀝青質片巖;上法門階泥灰巖;Kosvinskiy組、Tula組底部、Oka群和Verey組頁巖以及上石炭統泥質白云巖。主要的泥盆系生油灶位于卡馬—基涅利地塹系統、上卡馬坳陷和烏拉爾前緣坳陷，喀山—卡日姆地塹為次要油灶，因盆地演化過程的差異，這些地區烴源巖進入生油窗的時期亦不同。其中，卡馬—基涅利地區的烴源巖在中—晚石炭世開始生成油氣并運移，其他地區烴源巖在早二疊世末期/晚二疊世初期進入生油窗，晚二疊世達到生油高峰，油氣主要沿著斜坡帶向毗鄰的隆起區(諸如南北韃靼隆起、比爾斯克鞍部等)進行橫向運移。(3)濱里海—下二疊含油氣系統。該含油氣系統地層沉積時期從晚石炭世至全新世，其油氣并非來自盆地內部，而是來自毗鄰的濱里海盆地。主要的烴源巖為濱里海盆地中石炭統頁巖［10］，次要的烴源巖為盆地內下二疊統碎屑巖;儲層主要為二疊系鹽上、鹽下和鹽內碳酸鹽巖;蓋層為二疊系空谷階巖鹽層。晚石炭世，烴源巖成熟開始生成油氣一直持續到現今，運移至盆地南部下二疊統儲層中，晚二疊世達到生烴高峰。

勘探潛力分析

在西西伯利亞盆地形成之前，伏爾加—烏拉爾盆地是俄羅斯20世紀50～60年代最大的產油區，油氣資源探明程度已達63%以上，油氣探明儲量采出程度達62%以上，而且目前的基本輪廓于20世紀60年代就已形成，但因盆地內還有相當大的地區可進行油氣勘探，其潛在的油氣資源仍然豐富。通過對盆地油氣地質綜合研究，分析含油氣遠景地帶及其遠景層位:①盆地東部Bymsk—昆古爾坳陷、維西姆坳陷、巴什基爾隆起和彼爾姆隆起，前寒武系與生物礁相關的地層圈閉(里菲系Kaltasin-skiy組障壁礁、環礁及塔礁，已見到許多的油氣顯示)及與泥盆系三角洲沉積相關的地層圈閉;②卡馬—基涅利地塹系統和梅列克斯坳陷，上泥盆統—下石炭統杜內階與生物建造相關的地層圈閉和生物建造之上的披覆構造圈閉以及下石炭統韋憲階的侵蝕河谷具有一定潛力;③南韃靼隆起和比爾斯克鞍部，與杜內階侵蝕河谷及韋憲階碎屑巖相關的隱蔽地層圈閉;④東奧倫堡隆起和索利—伊列茨克隆起，前寒武系、下泥盆統埃姆斯階—下石炭統杜內階與邊界斷層(深部地壘—地塹)有關的構造圈閉、侵蝕作用形成的地層不整合圈閉以及生物建隆之上的披覆構造圈閉;⑤伏爾加—薩拉托夫褶皺帶，中泥盆統—下石炭統杜內階礁相地層圈閉及下二疊統生物建隆;⑥烏拉爾前緣坳陷，奧陶系碎屑巖、邊緣逆掩斷層帶的中石炭統和下二疊統具有一定潛力。