1.1.1 二台阶理念的提出

2011年5月16日至2012年3月20日间, 中国石油天然气股份有限公司先后在乌鲁木齐和北京召开“ 塔里木、准噶尔盆地风险勘探领域与目标井位研讨会” , 围绕两个盆地重大勘探接替领域与目标广纳建议。

回到那个阶段, 针对准噶尔盆地玛湖凹陷下一步的勘探找油方向并不明朗。首先西北缘克— 乌断裂带勘探程度已经相当高, 围绕老区的深挖细找^[1], 虽还有潜力, 但大油气田的发现机会已经较少。当时有学者建议在克拉玛依冲断带之下找隐伏构造^[2], 但终因构造落实程度低, 成藏条件不明, 加之埋藏深度过大, 迟迟难下决心, 有“ 老虎吃天无法下口” 之感。针对玛湖凹陷岩性地层油气藏的勘探, 似乎方向也不够明确。总体认为玛湖斜坡区缺少好的储集相带^{[3, 4, 5]}, 且上倾方向与物源区连接, 遮挡条件不好, 加之油源断层不发育, 悲观评价是主流。所以当时风险勘探的主攻方向以寻找二叠系佳木河组致密砂岩气为关注点, 并部署了中佳1、中佳2和中佳3井。

在仔细分析二、三维连片地震资料, 特别是二叠系、三叠系各地层组超覆、尖灭、削截关系以及地层组内部反射结构变化等基础上, 作者在会间插语和会后总结阶段, 首次提出准噶尔盆地西北缘克— 乌断裂带之下、现今玛湖斜坡区存在一“ 早生早衰” 的古冲断带, 考虑到克— 乌断裂带的存在, 作者在前文所述研讨会上称为“ 二台阶” （见图1、图2）。由于古台阶的存在, 形成古高地背景和古地形坡折, 控制了二叠系、三叠系沉积相带发育与分布, 同时也控制了斜坡区岩性地层圈闭（群）的形成。并指出, 要围绕“ 二台阶” 加强沉积环境与沉积微相研究, 选择有利相带, 开展以“ 四线、三面” 为核心的岩性地层圈闭评价, 应是突破玛湖斜坡区岩性油气藏勘探困局的出路所在。其中, “ 四线” 指地层等厚线、岩性尖灭线、地层削截或超覆线和主力目的层顶面构造等值线, “ 三面” 指断层面、储集层顶底板面和大型沉积界面。

图1

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	图1 玛湖凹陷海西期断层、百口泉组（底）燕山期古构造及二台阶分布

图2

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	图2 玛湖凹陷二台阶地质结构模式剖面（剖面位置见图1） C— 石炭系; P1j— 下二叠统佳木河组; P1f— 下二叠统风城组; P2x— 上二叠统夏子街组; P2w— 上二叠统下乌尔禾组; T— 三叠系; J— 侏罗系; K— 白垩系

“ 二台阶” 的提出在玛湖西斜坡找油勘探上的启发有两点：一是“ 二台阶” 形成的古构造背景控制了斜坡区, 特别是斜坡中低部位沉积相的发育与展布, 揭示斜坡区应存在良好储集层; 二是由于陆相沉积的多变性, 受河道弯曲、分叉和废弃的变化控制, 易于产生岩性遮挡条件, 所以斜坡区不缺岩性圈闭。前文所述研讨会上, 明确要求新疆油田研究院要联合相关院所和高校, 加强沉积环境与沉积相研究, 在此基础上做好岩性圈闭工业评价。

1.1.2 二台阶地质特点

将克— 乌断裂带划为一台阶（断阶带）, 下倾方向识别出的新断裂带作为二台阶（见图2）。二台阶主要发育期在二叠纪风城组— 乌尔禾组沉积期, 并在进入休眠期之前, 于三叠纪有一个调整期, 虽然断距不大, 但对沉积环境与沉积相发育依然有控制作用。二台阶上发育多条大型盲冲逆断层, 从石炭系断至三叠系, 断距依次减小, 至侏罗系断层消失（死亡）^{[6, 7]}（见图2）。

1.1.2.1 具古构造背景

从断阶带到局限斜坡区的构造剖面看, 二台阶具有明显的早生早衰特征（见图2）。二台阶之上发育2~4条高角度逆断层, 形成构造型古高地, 是一个以二叠纪中后期为主发育期, 减量活动并可延至三叠纪的古冲断构造带, 自北部乌尔禾经克拉玛依段, 延伸至南部车排子, 强度和规模自北向南呈减弱之势^[7]。这一海西期古隆起控制了现今构造挠曲带的发育与分布, 并对地层分布具有明显控制作用。二叠系、三叠系向古隆起上有逐渐减薄趋势, 二叠系内部各地层还见削截、顶超与前积等现象（见图3）, 代表着二台阶的构造活跃性及对沉积发育的控制作用。

图3

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	图3 玛湖凹陷二台阶典型地震剖面反射结构特征（剖面位置见图1）

从古构造平面展布看, 二台阶主要发育阶段在玛湖斜坡区存在4大古鼻隆带, 自南而北分别称作玛南、玛西、玛北— 玛中、夏盐— 达巴松鼻状隆起, 对二台阶相关层系的油气成藏条件与分布有明显控制和影响（见图1）：一是控制卷入古隆起发育层系的沉积环境与相带分布; 二是控制大型岩性地层圈闭（群）的发育; 三是成为油气运聚的主要指向区。目前已发现油气藏主要分布在古鼻状隆起区。

1.1.2.2 控制地层发育与沉积环境

环玛湖斜坡区二叠系、三叠系向斜坡上倾方向频繁超覆/削截尖灭。玛北斜坡、夏盐— 达巴松斜坡缺失上乌尔禾组（P₃w）, 二叠系顶部地层遭受削蚀, 下乌尔禾组顶部地层（P₂w₄）向上倾方向逐层削截尖灭（见图3）。玛西、玛南斜坡区发育上乌尔禾组, 下乌尔禾组明显遭受削蚀, 顶部地层（P₂w₃、P₂w₄）向上倾方向逐层削截尖灭。同时, 二叠系、三叠系各级层序界面之上发育低位超覆沉积^{[8, 9]}, 玛南— 玛西、夏盐— 达巴松斜坡区夏子街组、下乌尔禾组、上乌尔禾组和百口泉组底部均发育一套低位扇三角洲沉积, 向斜坡上倾方向超覆, 多期地层沿层序界面向上倾方向多期次超覆尖灭, 形成大型地层超覆带（见图4b）。

图4

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	图4 玛湖凹陷百口泉组二段沉积相对比及二叠系、三叠系尖灭线分布（据文献[10, 11]修改）

二台阶发育多个古地貌坡折, 对沉积相带分布也具有明显控制作用（见图5）。二台阶坡折带由坡折区与平台区组成, 坡折区古坡度较大（坡度1.0° ~2.5° ）, 平台区古坡度较小（坡度0.15° ~1.00° ）, 古坡度差异导致相带分异^[12]。对于单一基准面旋回沉积期, 坡折区以重力流为主, 发育扇三角洲平原相带, 平台区以牵引流为主, 发育扇三角洲前缘相带。多期多级坡折控制二、三叠系扇三角洲长驱直入, 在斜坡区平台部位形成扇三角洲前缘有利相带。另外, 坡折区平原相砂砾岩分选差, 泥质含量高, 储集层物性总体较差, 易形成上倾遮挡与封堵; 平台区前缘相砂砾岩分选较好, 泥质含量较低, 储集层物性整体较好, 是有利储集层发育部位。多期多级坡折控制多个上倾封堵带与有利储集带配置, 平面上形成多个岩性地层圈闭带

（见图5）^{[13, 14, 15, 16]}。

图5

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	图5 玛湖斜坡二台阶多级坡折控砂控藏模式（剖面位置见图4b）

1.1.3 二台阶控藏意义

环玛湖两级台阶结构不仅控制地层沉积, 也控制油气聚集类型及分布（见图1、图5）。一台阶（断阶带）断裂众多, 发育系列断块、断鼻等构造圈闭以及侏罗系— 白垩系超覆尖灭带, 以构造油藏为主, 稠油封堵的地层油藏为辅, 已探明石油地质储量超14.0× 10⁸ t。二台阶整体为斜坡背景, 构造相对平缓, 除局部发育小型背斜或断鼻（如玛2井背斜）圈闭外, 主要发育大型岩性地层圈闭（群）, 是寻找大型岩性地层油气藏的重点领域与方向。

二台阶地质理念的提出, 明确了玛湖凹陷斜坡区寻找大型地层岩性油气藏的有利方向, 坚定了进入中下斜坡区开展找油勘探的信心, 有力指导并推动了斜坡区整体研究与认识深化以及整体评价的发展, 这成为玛湖凹陷二叠系、三叠系10× 10⁸ t级油区发现的理论基础, 对玛湖凹陷找油勘探由以往找构造油藏转向找大型岩性地层油藏的思路转变发挥了重要作用。

1.2.1 迎烃面的提出

2012年8月11日, 中国石油天然气股份有限公司在乌鲁木齐再次召开“ 新疆地区风险勘探目标” 论证审查会, 作者针对准噶尔盆地主力烃源岩在下、而主要储盖组合在上与油气运移整体呈自下而上与由南向北的成藏背景, 又适时提出了6大“ 迎烃面” 的理念, 指出勘探目标选择宜围绕6大“ 迎烃面” 做工作, 坚持把油气成藏条件研究做细, 有什么问题就坚持攻关解决什么问题, 不为一时一井的失利而分散注意力, 只要长期坚持必有重要突破和发现。

1.2.2 迎烃面的内涵

大量油源对比资料证实^{[17, 18, 19]}, 准噶尔盆地的主力烃源岩分布在石炭系、二叠系、侏罗系, 集中发育在玛湖、盆1井西、沙湾、阜康、东道海子和四棵树6大富烃凹陷之中, 优质储盖组合分布在上部二叠系、三叠系和侏罗系— 白垩系, 油气成藏以下生上储式次生为主, 自生自储式油气藏也有发现, 中浅层侏罗系和深层石炭系— 二叠系的勘探程度低, 有待深化勘探发现。白垩纪末以来的燕山Ⅳ 幕运动和喜马拉雅运动导致盆地发生南降北升的大掀斜, 导致油气运聚总趋势呈由南向北。因此, 6大富烃凹陷的（西、东）北部斜坡成为油气运移的主要指向区。如果在迎着油气运移的方向上发育好的圈闭, 形成油气藏的概率就很高, 应是勘探找油找气关注的重点靶区。

1.2.3 迎烃面理念的意义

基于油气运聚总趋势和“ 迎烃面” 理念, 优选6大富烃凹陷北（西、东）部斜坡区作为油气勘探的重点方向, 包括：①环玛湖凹陷西— 东北斜坡; ②沙湾凹陷西斜坡; ③四棵树凹陷北斜坡; ④沙湾— 盆1井西凹陷东北环带; ⑤东道海子— 五彩湾凹陷北斜坡; ⑥阜康凹陷北— 东北环带（见图6）。

图6

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	图6 准噶尔盆地构造单元、生油强度及“ 迎烃面” 分布

“ 迎烃面” 是油气长期运移汇聚的主要指向区, 该理念提出明确了6大富烃凹陷北（西、东）部斜坡区是油气成藏可能性最大、勘探发现机会最高的区域, 为高效勘探指明了方向。近期一些在迎烃面区部署的探井陆续获得好的情况, 说明该理念的价值所在。

2011年以来, 在中国石油天然气股份有限公司举办的多次会议上, 作者都曾提到, 准噶尔盆地是油气均富的盆地, 尽管现阶段找到的储量是油多气少, 气油比非常低, 仅为0.06︰1, 但并不代表盆地天然气资源匮乏。做出这样的判断主要基于以下认识：①烃源岩位于沉积盖层的最底层, 埋深大, 热成熟度已进入大规模成气阶段; ②石炭纪原盆在东部抬升较高, 埋深相对较浅, 已在火烧山— 陆梁地区勘探发现天然气田, 证明是以形成天然气资源为主的层系; 西部玛湖— 沙湾地区石炭纪原盆保存更好, 埋深更大, 成气潜力也应更好; ③目前勘探油多气少, 主要原因是发现的多为次生油气藏, 因盖层条件差, 部分资源散失。待深化成藏条件与规律认识后, 逼近源灶寻找自生自储式成藏组合, 发现天然气的概率会明显加大。

1.3.1 天然气潜力

判断准噶尔盆地天然气资源比较丰富的依据有3方面：一是石炭系、二叠系主力烃源岩埋深大（最大大于15 000 m）, 热成熟度高; 二是受石炭系、二叠系和侏罗系3套气源岩控制, 目前有限勘探成效已经揭示, 存在3大含气系统^[20], 天然气资源总量在3.0× 10¹² m³以上, 其中石炭系天然气资源量约1.0× 10¹² m³, 据中国石油新疆油田公司最新研究, 侏罗系天然气资源量约2.0× 10¹² m³; 三是从资源构成看, 气油比0.3︰1.0, 是目前已发现储量气油比的4~5倍。

1.3.2 天然气勘探地位

准噶尔盆地已发现的气藏分布具有两大特点：一是分布受主力气源灶控制, 近源聚集、环凹分布^[21]。如克拉美丽和五彩湾等石炭系天然气田（藏）, 受滴水泉和五彩湾主力气源灶控制, 分布于滴南凸起带; 莫索湾和莫北等二叠系为气源的中浅层次生气藏, 主要分布在与二叠系高熟气源灶配置较好的气源断裂附近; 呼图壁和玛河等侏罗系为气源的天然气田（藏）主要分布于南缘侏罗系气源灶之上。二是气藏规模总体偏小, 且原生性明显, 这主要是因为天然气的易散性, 盖层要求高, 次生气藏形成既需要好的输导条件, 又要求好的遮挡条件, 比较难以形成。上述特点说明只要逼近大型气源灶, 找到保存和储集条件相对适宜的有利区, 发现大气田的机会仍然存在。

2011年5月16日在乌鲁木齐召开的“ 塔里木、准噶尔盆地风险勘探领域研讨会” 上, 作者基于“ 二台阶” 理念安排部署了玛湖凹陷整体研究与评价工作, 主要包括3个方面：①统一二叠系分层方案, 刻画地层尖灭带及分布特征; ②开展二台阶构造分段性研究, 深化区带评价; ③加强不同扇体精细沉积储集层研究, 优选重点风险目标区。之后, 于2011年7月28日和9月15日两次组织会议检查研究进展。通过讨论, 优选出玛北— 玛中、玛西、玛南和玛东4大斜坡带作为风险勘探重点目标区, 并组织多轮次“ 风险勘探目标论证会” , 部署了玛湖1、玛西1、盐北1和金探1共4口风险探井。

玛湖1井部署在玛湖凹陷西斜坡克百斜坡南段, 靠近玛湖凹陷与中拐凸起的结合部位。设计井深4 680 m, 主要探索中二叠统夏子街组、乌尔禾组含油气性, 同时兼探三叠系百口泉组。该井于2012年5月21日开钻, 2012年9月26日完钻, 完钻井深4 486 m, 完钻层位下二叠统风城组。玛湖1井钻探过程中油气显示十分活跃。2012年7月, 在百口泉组钻揭高压油气层, 测井解释油层33.2 m/10层, 孔隙度达10%以上, 物性和含油性都较好。中国石油新疆油田公司建议提前完钻, 作者在与中国石油勘探开发研究院和中国石油勘探与生产分公司相关处室讨论后, 决定先对已揭露的三叠系百口泉组油层进行保护, 然后继续钻进以完成地质

目的。2013年4月12日, 针对百口泉组3 284.0~3 310.0 m井段试油, 未经压裂自喷获日产油39.4 t、日产气

2 500 m³的高产工业油气流。同时, 玛湖1井在二叠系上乌尔禾组也钻遇38.0 m油气层, 初期试油不理想, 但后期于2017年试获日产12.84 t工业油流, 促使上乌尔禾组获重大发现, 提交控制石油地质储量9 107× 10⁴ t。该井在三叠系百口泉组和二叠系上乌尔禾组两个层段均获得重大突破。

盐北1井部署在玛湖凹陷东斜坡陆梁隆起三个泉凸起。设计井深3 950 m, 主探二叠系乌尔禾组（P₂w）, 兼探三叠系百口泉组（T₁b）。该井于2012年9月30日开钻, 2012年12月27日完钻, 完钻井深4 100 m, 完钻地层为下乌尔禾组。盐北1井钻探过程中油气显示良好, 测井解释油层56.0 m/2层。2013年10月25日, 针对三叠系百口泉组3 784.0~3 797.0 m井段进行试油获日产油5.18 m³、日产气6.5 m³工业油气流, 首次实现了玛东斜坡三叠系百口泉组的突破。

玛湖1、盐北1井勘探推动了玛湖斜坡区的整体突破。玛湖1井三叠系百口泉组钻获厚油层, 虽未提前完钻, 但这一新苗头让地质家看到了百口泉组的巨大潜力, 某种程度也改变了对玛湖凹陷斜坡区储集层不够好的认识（见图4）。此后, 中国石油新疆油田公司加大了老井复查和预探井、评价井部署力度。先后对风南4、夏7202、金201、金202、夏盐2等一批老井百口泉组复查出油层, 恢复试油获得成功, 玛132、玛133等评价井钻探也获得良好效果。2013年5月, 基于玛湖1、玛西1 井钻探成果与地质认识, 向玛西1井下倾方向甩开部署的玛18井获得日产33.23 t的高产工业油流, 玛西斜坡百口泉组勘探获得突破^[22]。基于玛东斜坡高部位盐北1、盐北2钻探结果与认识, 2015年7月在斜坡下倾方向甩开部署达13井获日产15.06 t的工业油流, 实现了玛东斜坡实质性突破^[23]。2016年4月, 针对玛中平台部署玛中4井试获日产10.15 t的工业油流, 证实了玛中平台区含油潜力。到2017年底, 玛湖凹陷玛北、玛南、玛西、玛东斜坡及玛中平台区实现了全面突破, 形成“ 满凹含油” 的局面, 累计探明石油地质储量5.2× 10⁸ t, 新增三级储量12.4× 10⁸ t, 储量规模超10× 10⁸ t^[24]。

2012年在新疆地区风险勘探目标论证审查会上, 作者基于成藏条件发育与油气运聚成藏的总趋势, 提出聚焦“ 迎烃面” , 有针对性解决地质问题, 坚定信心搞发现的要求, 并在会上列出准噶尔盆地6大“ 迎烃面” , 要求地质家要进一步聚焦勘探靶区, 在“ 迎烃面” 上做目标评价工作, 阶段成果有效指导了环玛湖凹陷西— 东北斜坡“ 迎烃面” 上玛湖1、盐北1井部署并获得突破。后因工作调整, 作者于2013年8月之后不再分管公司风险勘探工作, 中国石油新疆油田公司的领导和技术人员依然在目标选择时坚持了这一理念, 一些探井的部署体现了“ 迎烃面” 的理念, 并获良好发现。

按照富油气凹陷斜坡区迎烃面大概率成藏的思路^{[25, 26]}, 围绕盆1井西、沙湾、阜康、东道海子和四棵树5大主力生烃凹陷迎烃面二叠— 三叠系、侏罗— 白垩系岩性地层油气成藏领域, 优选出5个风险勘探目标区, 即：①沙湾凹陷西斜坡; ②沙湾— 盆1井西凹陷东北环带; ③阜康凹陷北— 东北环带; ④东道海子— 五彩湾凹陷北斜坡; ⑤四棵树凹陷北斜坡（见图6）。近期有针对性部署了沙探1、盆东1和芳探1井（见图6）, 其中盆东1、沙探1井已完钻, 芳探1井已部署。已完钻的2口风险井中, 沙探1获重大突破, 在二叠系上乌尔禾组5 344~5 375 m井段试获日产30 m³的高产工业油流, 揭开了沙湾凹陷斜坡区大型岩性地层油气藏勘探序幕, 实现了新凹陷的战略突破。“ 迎烃面” 理念有效指导了富烃凹陷斜坡区大面积岩性地层油气藏风险勘探在玛湖、沙湾斜坡区获得重大突破, 在阜康、东道海子等富烃凹陷未来勘探中也必将会发挥重要作用。

基于天然气形成条件及资源潜力再认识, 中国石油新疆油田公司2017年在阜康凹陷东部斜坡区围绕石炭系主力气源灶, 部署阜26井和泉探1井。阜26井在3 440~3 450 m井段石炭系内幕试获工业油气流, 压裂后6 mm油嘴自喷日产油14.78 m³、日产气14.379× 10⁴m³。2018年钻探的泉探1井近期也见到良好气显示, 证实阜康凹陷及周缘斜坡天然气勘探潜力巨大。2019年1月, 围绕南缘四棵树凹陷侏罗系生烃凹陷, 在南缘第2排构造带部署的高探1井也获得重大突破, 在白垩系清水河组（K₁q）5 768~5 775 m井段试油, 获日产油1 213 m³、日产气32.17× 10⁴m³的高产油气流^[27]。特别是近期围绕二叠系高熟气源灶, 针对盆1井西凹陷东北环带部署的前哨2井钻至侏罗系三工河组二段（J₁s₂）3 971~3 989 m井段, 含气显示活跃, 测录井综合解释气层14.3 m/4层。2019年6月4日, 针对3 972~3 990 m层段试油获日产油39.0 m³, 日产气20.359× 10⁴m³的自喷高产工业气流, 取得令人振奋的成果。

总之, 围绕主力生烃灶, 以迎烃面为主要勘探靶区, 坚持“ 多目的层做工作, 有什么目标就评价什么目标” 的原则, 近期连续有多口探井获高产工业油气流, 证实准噶尔盆地具有较大天然气勘探潜力, 天然气勘探大发现的序幕正被加速打开。