準(zhǔn)噶爾盆地西北緣油砂分布特征研究

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣油砂分布特征研究

1黑油山—準(zhǔn)噶爾盆地西北緣油砂分布新疆北部的準(zhǔn)噶爾盆地位于新疆北部。盆地被送到褶皺山脈（如天山、阿勒泰、扎吉爾-瑪麗和卡拉莫美），面積13萬公里2公頃。準(zhǔn)噶爾盆地油砂主要分布在盆地的邊緣，沿盆地或凹陷外緣富集和展布。盆地西北緣的烏爾禾—夏子街、白堿灘、黑油山、紅山嘴地區(qū)三疊—白堊系地層中（圖1），出露著眾多規(guī)模不等的油砂露頭，含油砂總面積為59km2。黑油山瀝青丘出露于克拉瑪依以東的黑油山構(gòu)造頂部，為稠油沿裂縫流出地表凝固形成瀝青堆。此外，在黑油山溝、平梁溝、花園溝、小石油溝中鼻狀隆起頂部也有油砂露頭。含油砂層位為三疊系克上組，克上組均超覆在古生界地層之上。黑油山—花園溝區(qū)塊主要發(fā)育3～5層油砂，含油砂巖厚度大，油砂厚度1.5～21.42m。黑砂13井油砂總厚度達(dá)58.9m。斷層上盤油砂埋藏淺，下盤油砂厚度增大（圖2）。油砂巖為礫巖、含礫粗砂巖，多呈巨大的河道砂巖透鏡體狀產(chǎn)出。橫向變化大，側(cè)向疊置出現(xiàn)，單個(gè)透鏡體側(cè)向延伸50～200m。油砂巖含油率一般為7%～13.9%，平均為10%。該區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層褶皺發(fā)育，油砂產(chǎn)狀變化大。黑油山地區(qū)油氣成藏期為印支末期，其后的燕山運(yùn)動(dòng)使油藏抬升，蓋層被剝蝕而遭到破壞，油藏出露地表形成油砂。黑油山周圍產(chǎn)低凝中質(zhì)油，輕質(zhì)油揮發(fā)后殘存的稠油、瀝青封堵了外溢通道，形成黑油山瀝青封堵油藏和油砂。1.2露頭油砂露頭沉積相特征烏爾禾油砂產(chǎn)自下白堊系吐谷魯組的中、下部地層中，油砂大面積出露地表（圖3），可見厚度較大油砂殘丘，平均厚度約12m，含油率較高，一般約8%。烏爾禾白堊系油砂主要分布在兩套地層中：上部含油砂巖為主要油砂層，單層厚度大，約3～15.4m，連續(xù)性較好，巖性為中-細(xì)粒砂巖和角礫巖，含油飽滿，含油砂面積約為3.73km2；下部為吐谷魯組底部的含油底礫巖，發(fā)育交錯(cuò)層理，含油率中等，約為4%，厚度為3～16m，含油砂面積為8km2。西北緣出露面積最大的油砂山位于烏爾禾風(fēng)城地區(qū)，其含油砂層為下白堊系吐谷魯組，出露地表的油砂露頭較厚。油砂層具交錯(cuò)層理，可見瀝青脈產(chǎn)于地層裂縫中，長(zhǎng)期的風(fēng)化作用使得該區(qū)油砂殘丘外貌奇特。含油砂巖多為粗砂巖，含油較飽滿，自北向南地表油砂厚度逐漸減薄，最厚處10m。烏爾禾鼻隆區(qū)位于夏紅北主斷裂附近，燕山早、中期劇烈的構(gòu)造活動(dòng)使得構(gòu)造頂部三疊系遭受強(qiáng)烈剝蝕，區(qū)域性蓋層白堿灘組缺失，并且地層深部斷裂上延至侏羅系地層中，產(chǎn)于二疊系的油氣沿著斷裂帶上移到地表，大量泄漏而成地面油砂。烏爾禾的瀝青脈為斷裂切割三疊系及其下部早期形成的油氣藏，油氣順斷層運(yùn)移，接近地面處被氧化形成瀝青，致使瀝青順斷層分布。1.3白堿灘地區(qū)油砂分布特征本區(qū)油砂存在于白堊系地層中，以白堊系吐谷魯組為主，其次為侏羅系齊古組，油砂露頭集中分布在山麓邊緣地帶區(qū)。油砂厚度5～23m，平均厚6.5m，白砂5井油砂礫巖厚度達(dá)20.1m。白堿灘油砂分別為底礫巖層和砂巖層，平均厚度約4m，含油率平均約6%，含油底礫巖地表含油率低。油砂風(fēng)化面呈灰白色，新鮮面為黑色，具有很濃的油味。白堿灘白堊系吐谷魯組油砂分布范圍較小，分布較分散，不連續(xù)。吐谷魯組油砂主要為含礫粗砂巖，單層厚度較薄。油砂含油率高，平均為7%，最高可達(dá)18%。侏羅系齊古組為重油產(chǎn)層，其含油范圍為中、下侏羅統(tǒng)尖滅帶的上傾方向與夏紅北斷裂以北地區(qū)。該組油層延伸到地表即為黑色瀝青砂巖，地表為干瀝青，分布廣泛。巖性為灰色細(xì)-粗砂巖夾泥巖，底部為薄層砂質(zhì)不等粒礫巖，該層距白堊系底礫巖約7～10m。1.4白堊系吐古魯組油砂地層紅山嘴地區(qū)油砂分布于白堊系吐谷魯組。自西向東，油砂露頭出現(xiàn)在紅山梁溝至蚊子溝的山麓邊緣帶，地表可見大量油泉。白堊系吐古魯組油砂層多，最多為8～14層，單層厚度小，一般為0.5～2.4m，總厚度0.82～26.15m。紅砂6井見油砂8層，其中富含油砂巖4層共24.7m，含油率較差的油砂巖4層共28m，最大單層厚度10.34m（圖4）。油砂巖含油率較高，但變化大，含油率范圍為3.1%～13.6%，平均7%。2油砂開采的意義烏爾禾—夏子街、白堿灘、黑油山、紅山嘴地區(qū)賦存巨厚的油砂巖，分布面積較大（表1）。利用瀝青百分含量法及有機(jī)碳法進(jìn)行初步估算，0～100m深度范圍內(nèi)的油砂儲(chǔ)量十分可觀，約1.32億t，具備一定的開采條件。目前中石油已在準(zhǔn)噶爾盆地進(jìn)行了初步的開發(fā)。黑油山地區(qū)可見零星留存的瀝青，溝底裸露大量油砂。地表為山前戈壁，有利于油砂開采，后山水庫(kù)—花園溝為有利開采區(qū)塊。白堿灘地區(qū)油砂露頭風(fēng)化嚴(yán)重，含油率中等。初步估算該區(qū)油砂儲(chǔ)量超過2×107t（根據(jù)體積法及有機(jī)碳法）。紅山嘴地區(qū)地表見大量油泉，油砂厚度較大，油砂露頭累積厚度超過26.15m，最大單層厚度10.34m。紅山嘴地區(qū)地面有低丘分布，大面積被戈壁、半沙漠所覆蓋，地勢(shì)較平坦，北部為有利開采區(qū)塊。烏爾禾地區(qū)油砂剝蝕嚴(yán)重，約80%已被剝蝕掉，殘留規(guī)模小。油砂已大面積出露地表，有利于露天開采。與油砂伴生的瀝青脈出露于地層裂縫中，瀝青基本已被挖空。區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦，平均地面海拔455m，交通運(yùn)輸、水電極為方便。隨著開發(fā)的深入，油砂礦被原地采掘出來之后，在開發(fā)過程中還將涉及提取、改質(zhì)等過程，每個(gè)環(huán)節(jié)都可能對(duì)水資源、森林資源、大氣、生態(tài)環(huán)境造成一定的破壞和污染；另外地震測(cè)線、公路、管線以及生產(chǎn)設(shè)施等布設(shè)過程中對(duì)土地的破壞和對(duì)生物棲息地的影響；還包括空氣排放物、地表水和地下水的利用及對(duì)水質(zhì)的影響。這些都使資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)不能協(xié)調(diào)發(fā)展。準(zhǔn)噶爾盆地西北緣水資源相對(duì)缺乏，土地沙漠化嚴(yán)重，植被一旦被破壞，很難恢復(fù)，油砂開發(fā)具有一定的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也存在一定的難度。油砂資源的開發(fā)除了有一定規(guī)模的地質(zhì)儲(chǔ)量，還要考慮可采資源量。可采性包括兩個(gè)方面：一是在現(xiàn)有工藝技術(shù)條件下可以被采出到地表；二是被采出的資源要具有商業(yè)價(jià)值。油砂是石油產(chǎn)品中開采成本最高的品種之一，油砂開采成本主要通過操作成本和供應(yīng)成本來衡量（2003年加拿大油砂的操作成本是4.5～12.2美元/桶，供應(yīng)成本是9.7～20.2美元/桶）。國(guó)內(nèi)油砂采掘、提煉、改質(zhì)、尾礦處理技術(shù)不成熟，開發(fā)成本較高。需要通過引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提高工藝水平，降低成本。另外，研究區(qū)油砂開發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施缺乏，準(zhǔn)噶爾地區(qū)需要建設(shè)道路、管道運(yùn)輸系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施，開發(fā)前期需投入大量資金，以加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。3油砂資源潛力分析(1）準(zhǔn)噶爾盆地西北緣中生代油砂分布范圍廣，油砂層多（3～14層），厚度較大（1.5～26.15m），主要分布在白堊系吐谷魯組、三疊系克拉瑪依組及侏羅系齊古組地層中。儲(chǔ)集層主要為碎屑巖，含油率較高（3%～18%），油質(zhì)稀，大部分油砂品質(zhì)較好。油砂層多近于地表，蓋層較薄，大部分已出露地表，目前可采用挖掘法進(jìn)行原地露天采掘，具有一定工業(yè)開采價(jià)值。(2）油砂資源量巨大，初步查明盆地內(nèi)西北緣各油砂礦區(qū)0～100m深度范圍內(nèi)的油砂儲(chǔ)量約1.32億t，紅山嘴、白堿灘、黑油山地區(qū)油砂資源潛力巨大，烏爾禾地區(qū)的油砂資源也具一定規(guī)模。目前所估算的油砂資源量將會(huì)隨著理論的發(fā)展、認(rèn)識(shí)程度的提高和技術(shù)方法的進(jìn)步而不斷增加，具備一定勘探潛力。(3）準(zhǔn)噶爾盆地西北緣生態(tài)系統(tǒng)脆弱，實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)并重難度較大。油砂開發(fā)的基礎(chǔ)設(shè)施缺乏，開發(fā)前期投入較多。油砂開采成本較高，國(guó)內(nèi)目前油砂開采技術(shù)不成熟，需要通過引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，提高工藝水平降低成本。油砂是指被又重又稠的稠油所浸潤(rùn)、包裹的砂?；驇r石。油砂是重要的石油、天然氣替代資源，在全球烴類能源中所占的比例不斷增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界油砂可采資源量約為103.51億km3，占世界石油可采總量的32%。隨著油氣資源的日漸短缺，石油價(jià)格的暴漲，未來能源的巨大缺口在很大程度上要依靠非常規(guī)能源來彌補(bǔ)。中國(guó)油氣資源供需形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，油砂資源對(duì)于增加油氣資源后備儲(chǔ)量，實(shí)現(xiàn)油氣資源可持續(xù)供給，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。對(duì)于油砂的開發(fā)利用，目前還僅限于加拿大、美國(guó)等幾個(gè)少數(shù)國(guó)家，中國(guó)尚處于研究階段。中國(guó)西部盆地油砂資源相當(dāng)豐富，但卻未開展過系統(tǒng)的資源評(píng)價(jià)工作。本文介紹了準(zhǔn)噶爾盆地西北緣中生界地層油砂的分布層位、品質(zhì)和厚度等特征，對(duì)油砂資源的開發(fā)前景進(jìn)行了