石油勘探论文：石油地质特点及勘查潜力浅析

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本文作者：法贵方袁圣强王作乾吴义平蔡德超作者单位：中油勘探开发研究院

成藏条件分析

1烃源岩

盆地内烃源岩层系众多，主要为前陆盆地成盆前的沉积［5－7］。主要的烃源岩为弗拉斯阶—杜内阶多马尼克型沥青质灰岩、泥质碳酸盐岩和硅质岩及弗拉斯阶—法门阶碳酸盐岩，富含有机质且分布广泛。尤其是前者，总有机碳含量平均为4%～6%，最大可达20%，Ⅱ型干酪根，镜质体反射率为0.65%～1.15%，该套优质烃源岩主要分布在卡马—基涅利地堑系统，最大厚度可达400～500m，二叠纪乌拉尔山隆起，盆地埋深迅速增加，达到生烃高峰，其生成的油气足以供给整个伏尔加—乌拉尔盆地［8］。

2储层

伏尔加—乌拉尔盆地前寒武纪—早二叠世发育多套储层(图2)，其中中泥盆统—上泥盆统下弗拉斯阶碎屑岩、上泥盆统中弗拉斯阶—下石炭统杜内阶礁相碳酸盐岩、下石炭统下—中韦宪阶碎屑岩、中石炭统巴什基尔阶—莫斯科阶碳酸盐岩以及下二叠统碳酸盐岩储层含有盆地大部分油气储量。(1)中泥盆统—上泥盆统下弗拉斯阶碎屑岩储层。包含艾菲尔阶、吉维特阶以及下弗拉斯阶Pashiy组和Kynov组，岩性以砂岩和粉砂岩为主，含灰岩及页岩夹层。其中，Pashiy组和Kynov组为该套储层乃至整个盆地最重要的储层，为许多油田(如罗马什金油田)主要的产油层［9］。该套储层探明的石油储量占整个盆地总储量的43%。(2)上泥盆统中弗拉斯阶—下石炭统杜内阶礁相碳酸盐岩储层。该套储层为一套裂缝、溶洞和孔隙型储层，由生物礁、藻类和生物碎屑灰岩及白云岩组成，浅海及深海陆棚环境沉积，孔隙度一般为6%～27%，平均为15%;渗透率一般为10×10－3～470×10－3μm2，平均为76×10－3μm2。该套储层为鞑靼隆起南部、巴什基尔隆起、日古列夫—普加乔夫隆起以及乌拉尔山前坳陷的主要含油层系，其探明的石油储量占整个盆地总储量的8%。(3)下石炭统下—中韦宪阶碎屑岩储层。主要为Malinovka－Yasnopolyana群，由砂岩和粉砂岩组成，河流相、湖相和滨岸过渡相沉积。Malinovka群(包含Kosvinskiy组、Radayevskiy组和Yelk-hovskiy组)砂岩净厚度变化大，北薄南厚;孔隙度为10.8%～27.6%，平均为18.4%;渗透率一般为17×10－3～473×10－3μm2，平均为159×10－3μm2。Yasnopolyana群(包含Bobrikov组和Tula组)砂岩净厚度为1.8～23.7m，平均为6.3m;孔隙度为9.5%～26.3%，平均为18.6%;渗透率一般为18×10－3～722×10－3μm2，平均为228×10－3μm2。该套储层探明的石油储量占整个盆地总储量的30%。(4)中石炭统巴什基尔阶—莫斯科阶碳酸盐岩储层。包含巴什基尔阶(Prekama组、Cherems-han组和Melekess组)和莫斯科阶(Verey组、Kash-ira组、Podolsk组和Myachkovo组)，岩性以灰岩为主，含少量白云岩薄夹层，沉积环境从沿海冲积平原相到三角洲及浅海相。受淋溶、多孔、裂隙和岩溶作用，储层非均质性较强。在盆地西部和卡马—基涅利地堑系统储层厚度最大，其他地区厚度减薄。该套储层探明的石油储量占整个盆地总储量的13%。(5)下二叠统碳酸盐岩储层。该套储层在盆地的南部尤为重要，赋存盆地内探明的天然气总储量70%以上(奥伦堡气田)，产层主要为亚丁斯克阶，由灰岩和白云岩组成，净厚度为10～20m，孔隙度为10%～20%，渗透率为1×10－3～100×10－3μm2。

3盖层

伏尔加—乌拉尔盆地含多套区域性、层内以及局部盖层，主要的盖层为下弗拉斯阶、韦宪阶、巴什基尔阶—下莫斯科阶及上石炭统页岩和致密的碳酸盐岩，以及二叠系蒸发岩。其中，中泥盆统—下弗拉斯阶储层内含有层内盖层，与此同时韦宪阶Malinovka组页岩层作为该套储层的区域性盖层;上杜内阶Kizelovskiy组和下韦宪阶Kosvinskiy组致密的碳酸盐岩作为弗拉斯阶—杜内阶储层的区域性盖层，并且弗拉斯阶—杜内阶内也含有区域性或局部盖层;中韦宪阶Tula组上部的页岩和致密的碳酸盐岩层可作为下—中韦宪阶储层的区域性盖层;上巴什基利亚阶和下莫斯科阶Verey组下部的泥质碳酸盐岩可作为上韦宪阶—巴什基利亚阶储层的区域性盖层;二叠系空谷尔阶蒸发岩作为下二叠统储层的优质区域性盖层。

4含油气系统

伏尔加—乌拉尔盆地已证实的含油气系统有3个:多马尼克—下弗拉斯阶、多马尼克—韦宪阶以及滨里海—下二叠系含油气系统。其中，前2个含油气系统分布于整个盆地，由Domanik组超压层分隔开;后1个含油气系统仅展布于盆地南部。(1)多马尼克—下弗拉斯阶含油气系统。该含油气系统地层沉积时期从早泥盆世埃姆斯期至全新世;主要的烃源岩为中弗拉斯阶—杜内阶多马尼克型烃源岩，分布在卡马—基涅利地堑系统以及盆地西南部和东部的坳陷中;储层主要为艾菲尔阶—下弗拉斯阶碎屑岩，包括Pashiy组和Kynov组，前者为该含油气系统含烃最丰富的储层;最好的盖层为超压状态下多马尼克组本身，其次为下—中弗拉斯阶Kynov组和Sargayevo组页岩及致密的碳酸盐岩。晚石炭世，多马尼克型烃源岩开始生成油气并运移，晚二叠世达到生烃高峰，油气向下进行垂向运移至储层中。早二叠世末期—晚二叠世初期，中弗拉斯阶—杜内阶烃源岩开始生成油气并运移到油灶附近的下石炭统以及中石炭统—二叠系储层中。(2)多马尼克—韦宪阶含油气系统。该含油气系统地层沉积时期从晚泥盆世中弗拉斯期至全新世;主要的烃源岩为中弗拉斯阶—杜内阶多马尼克型泥质碳酸盐岩;储层为中弗拉斯阶—杜内阶碳酸盐岩、韦宪阶Malinovka－Yasnopolyana群碎屑岩、谢尔普霍夫阶、巴什基利亚阶、莫斯科阶和二叠系碳酸盐岩，其中Yasnopolyana群储层赋存的油气最为丰富;区域盖层包含上弗拉斯阶页岩和沥青质片岩;上法门阶泥灰岩;Kosvinskiy组、Tula组底部、Oka群和Verey组页岩以及上石炭统泥质白云岩。主要的泥盆系生油灶位于卡马—基涅利地堑系统、上卡马坳陷和乌拉尔前缘坳陷，喀山—卡日姆地堑为次要油灶，因盆地演化过程的差异，这些地区烃源岩进入生油窗的时期亦不同。其中，卡马—基涅利地区的烃源岩在中—晚石炭世开始生成油气并运移，其他地区烃源岩在早二叠世末期/晚二叠世初期进入生油窗，晚二叠世达到生油高峰，油气主要沿着斜坡带向毗邻的隆起区(诸如南北鞑靼隆起、比尔斯克鞍部等)进行横向运移。(3)滨里海—下二叠含油气系统。该含油气系统地层沉积时期从晚石炭世至全新世，其油气并非来自盆地内部，而是来自毗邻的滨里海盆地。主要的烃源岩为滨里海盆地中石炭统页岩［10］，次要的烃源岩为盆地内下二叠统碎屑岩;储层主要为二叠系盐上、盐下和盐内碳酸盐岩;盖层为二叠系空谷阶岩盐层。晚石炭世，烃源岩成熟开始生成油气一直持续到现今，运移至盆地南部下二叠统储层中，晚二叠世达到生烃高峰。

勘探潜力分析

在西西伯利亚盆地形成之前，伏尔加—乌拉尔盆地是俄罗斯20世纪50～60年代最大的产油区，油气资源探明程度已达63%以上，油气探明储量采出程度达62%以上，而且目前的基本轮廓于20世纪60年代就已形成，但因盆地内还有相当大的地区可进行油气勘探，其潜在的油气资源仍然丰富。通过对盆地油气地质综合研究，分析含油气远景地带及其远景层位:①盆地东部Bymsk—昆古尔坳陷、维西姆坳陷、巴什基尔隆起和彼尔姆隆起，前寒武系与生物礁相关的地层圈闭(里菲系Kaltasin-skiy组障壁礁、环礁及塔礁，已见到许多的油气显示)及与泥盆系三角洲沉积相关的地层圈闭;②卡马—基涅利地堑系统和梅列克斯坳陷，上泥盆统—下石炭统杜内阶与生物建造相关的地层圈闭和生物建造之上的披覆构造圈闭以及下石炭统韦宪阶的侵蚀河谷具有一定潜力;③南鞑靼隆起和比尔斯克鞍部，与杜内阶侵蚀河谷及韦宪阶碎屑岩相关的隐蔽地层圈闭;④东奥伦堡隆起和索利—伊列茨克隆起，前寒武系、下泥盆统埃姆斯阶—下石炭统杜内阶与边界断层(深部地垒—地堑)有关的构造圈闭、侵蚀作用形成的地层不整合圈闭以及生物建隆之上的披覆构造圈闭;⑤伏尔加—萨拉托夫褶皱带，中泥盆统—下石炭统杜内阶礁相地层圈闭及下二叠统生物建隆;⑥乌拉尔前缘坳陷，奥陶系碎屑岩、边缘逆掩断层带的中石炭统和下二叠统具有一定潜力。