玛湖凹陷风城组碱湖烃源岩发育的构造背景和形成环境

玛湖凹陷是准噶尔盆地重要的生烃凹陷,凹陷中下二叠统风城组的湖相优质烃源岩被认为是中国至今发现的最古老的碱湖沉积,是准噶尔盆地西北缘百里油区形成的重要基础。通过区域构造、沉积学以及岩石矿物学方面的综合研究表明,风城组沉积于西准噶尔地区古生界基底上所发育的二叠纪造山后伸展断陷中,整体上是一套扇三角洲—湖相沉积体系,其中碱湖沉积集中于玛湖凹陷的中心地带。风城组发育大量的特征性碱类矿物,包括硅硼钠石、氯碳酸钠镁石、碳酸钠钙石、水硅硼钠石、碳镁钠石、碳氢钠石和苏打石等,表征了碱湖沉积特点,碱化程度高,区别于常见的盐湖沉积。碳酸钠钙石、碳氢钠石、硅硼钠石和水硅硼钠石等碱类矿物的发育,证实玛湖凹陷风城组碱湖烃源岩形成于受深部热液作用影响的高盐度闭塞性湖泊环境,而不是蒸发成因,这也和伸展断陷背景下活跃的火山活动密切相关。

玛湖凹陷风城组页岩油富集机制与甜点段优选

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为碱湖沉积,自下而上划分为风一段、风二段和风三段,岩性纵向上变化快,矿物成分复杂,富有机质,发育源储一体页岩油藏。油藏整体含油,但甜点分散,单层试油效果不理想,提产潜力不明确。根据岩心薄片及地球化学分析,玛湖凹陷风城组以纹层状粉砂质泥页岩夹白云岩为主,矿物组成以陆源碎屑矿物及碳酸盐矿物为主,随埋深孔隙体积变化和孔表面积变化一致,孔隙体积主要由宏孔(孔隙直径大于50 nm)贡献;烃源岩有机质类型以Ⅱ型为主,镜质体反射率为0.85%~1.40%,处于生油高峰期;风二段发育中—高角度剪切裂缝,风三段发育中—高角度剪切裂缝和低角度构造裂缝,其形成与发育程度受岩性、矿物组分、岩石力学性质等的控制。综合岩性组合及储集层物性、含油性等特征,划分出4个相对集中的甜点段。应在直井多段试油试采的同时,选择含油性好、裂缝较发育的甜点段,开展地质基础研究与地质工程一体化技术攻关,实施水平井提产试验,以实现研究区风城组页岩油勘探开发的全面突破。

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组烃源岩沉积古环境

准噶尔盆地下二叠统风城组发育一套重要的烃源岩。基于岩心和薄片资料,利用电感耦合等离子质谱计(ICP-MS)和X射线衍射荧光光谱仪(XRF)测试了玛湖凹陷玛页1井风城组25件烃源岩样品的主、微量元素含量。结合前人研究成果,综合研究玛湖凹陷风城组烃源岩沉积古环境。结果表明,玛湖凹陷风城组主要以碎屑岩为主,包括泥岩、灰质泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩以及泥质细砂岩等,风城组的沉积演化可分为5个阶段:第一和第二阶段(风一段沉积期)以蒸发咸化为主;第三和第四阶段(风二段沉积期)在热液作用影响下以钙镁碳酸盐沉积、钠碳酸盐沉积的咸化、碱化为主;第五阶段(风三段沉积期)在火山作用、湿冷气候条件下沉积凝灰质泥岩、陆源碎屑岩,以淡化为主。相应地,玛湖凹陷所发育的湖盆水深呈周期性变化,总体为逐渐变浅,对应的湖水古盐度演化特征为淡—半咸—咸—半咸—淡。古气候演化特征为半干旱—潮湿—半干旱—干旱—半干旱,整体以半干旱—干旱气候为主。风城组碎屑岩的粒度及沉积构造变化可以作为很好的环境指标,沉积作用受火山活动和古气候的控制,热液作用提供了大量营养物质,促进碱湖的形成。