西北大学学报(自然科学版)2004年4月,第34卷第2期,Apr .,2004,V ol .34,No .2Journal of N orthwest U niversity (Na tural Science Edition ) 收稿日期:2002-08-06 基金项目:国家“九五”重点科技攻关资助项目(99-111-01-04-05);国家“十五”重点科技攻关资助项目(2001BA605A -02-01-06) 作者简介:赵靖舟(1962-),男,陕西临潼人,西安石油大学教授,博士,从事成藏地质学、天然气地质及地球化学研究。
塔里木盆地大中型油气田形成及分布规律赵靖舟1,李启明2,王清华2,庞 雯1,时保宏1,罗继红1(1.西安石油大学资源工程系,陕西西安 710065;2.塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆库尔勒 841000)摘要:目的 探讨塔里木盆地油气藏形成及分布规律,为油气田勘探部署提供依据。
方法 运用石油地质综合研究方法,探讨了区域构造背景,有效烃源岩分布及其成熟度、储盖组合、后期构造变动等对塔里木盆地大中型油气田形成及分布的控制作用。
结果 塔里木盆地油气分布十分复杂,油气藏形成及分布受多重因素控制;早期形成、长期继承发育的大型稳定古隆起及其斜坡以及前陆逆冲带第2,3排构造分别是大中型油气田形成的最有利地区;古隆起控油、斜坡富集以及隆起高部位油气易发生调整、斜坡部位有利于保存,是克拉通区油气藏形成和分布的重要特点;已发现的油气藏具有多期成藏、晚期调整的特点,早期形成的原生油气藏后期特别是晚喜山期普遍受到了调整改造,以克拉通区海相油气藏最为突出;保存条件对塔里木盆地油气藏形成与分布具有重要控制作用,特别是优质区域盖层的存在,是大中型油气田形成和保存的关键。
结论 继承性古隆起与隐伏前陆逆冲带是塔里木克拉通区与前陆区寻找大中型油气田的最有利地区。
关 键 词:大中型油气田;分布规律;控制因素;塔里木盆地中图分类号:TE122.1 文献标识码:A 文章编号:1000-274Ⅹ(2004)02-0212-06 塔里木盆地为中国最大的一个陆上含油气盆地,同时也是一个典型的叠合复合型盆地或改造型盆地,具有多种盆地类型、多期构造运动、多套烃源岩、多个含油气系统、多期成藏、多期调整再分配的石油地质特点,油气藏形成与分布十分复杂。
因此,有关塔里木盆地的油气分布规律问题,一直处于不断探索之中,许多学者曾对此进行了有益的探讨[1～10]。
近年来,随着塔里木盆地油气勘探工作的深入并不断取得重大突破,对其油气富集规律也有了进一步认识。
因此,深入研究和总结塔里木盆地大中型油气田的形成和分布规律,不仅对塔里木盆地油气勘探具有重要指导意义,而且对其他叠合盆地的油气勘探也具有重要借鉴意义。
同时,对于进一步认识叠合盆地或改造型盆地的特点,也具有重要的理论意义。
研究认为,塔里木盆地油气藏形成和分布受多种因素控制,区域构造背景、有效烃源岩分布及其成熟度、优质区域盖层和储盖组合、成藏期以及断裂和不整合面等,均是重要的控油气因素。
1 继承性古隆起与隐伏前陆逆冲带油气最为富集1.1 继承性古隆起及其斜坡是克拉通区油气最富集的地区 古隆起控油的重要性已为塔里木盆地克拉通区油气勘探证实,油气分布受古隆起控制也是世界古老克拉通盆地油气分布的普遍规律。
塔里木盆地海相油藏形成时间较早,现存古生界油藏主要形成于晚海西期,喜山期是早期油藏的重要调整时期与气藏的主要形成时期[11～19]。
因此,具有古隆起背景是克拉通区海相油气藏形成的一个重要条件,目前DOI :10.16152/j .cn ki .xd xbzr .2004.02.022发现的海相油气藏无不围绕着古隆起及其斜坡分布或者具有古隆起或古构造背景(见图1)。
进一步研究认为,塔里木盆地古隆起油气分布具有2个重要特点。
1.1.1 早期形成、长期继承发育的大型稳定古隆起及其斜坡是油气最富集的地区 塔里木盆地克拉通区已发现3类5个古隆起,即塔中稳定古隆起、塔北、塔东残余古隆起、巴楚及塔南活动古隆起[7,8]。
目前,有油气藏发现的有3个古隆起,即塔中、塔北、巴楚隆起。
另外,新近发现的哈得逊隆起也是一个油气较富集的古隆起构造,对满西地区油气藏的形成与分布具有十分重要的控制作用[20～25]。
图1 塔里木盆地油气分布示意图F ig .1 A map show ing petroleum distribution in the Tarim Basin 分析认为,影响克拉通古隆起油气藏形成与油气富集程度的因素,除了烃源岩和储盖条件等因素外,古隆起形成时间、后期构造稳定性以及古隆起的规模等均是十分重要的控油因素。
古隆起形成时间越早、发育时间越长、后期构造越稳定、规模越大,越有利于油气聚集和保存,油气富集程度也越高。
特别是晚加里东—早海西期形成的大型继承性古隆起,是克拉通区油气最富集的地区。
塔中、塔北隆起即为晚加里东期形成的两个大型继承性古隆起,因而油气富集程度较高。
继承性古隆起及其斜坡之所以富集油气,主要是这类古隆起一方面控制了油气运移的主流方向,另一方面也控制了优质储层的发育,是克拉通盆地优质储层的主要发育地区。
1.1.2 克拉通区油气分布具有古隆起控油、斜坡富集的特点 塔里木盆地克拉通区油气藏具有较普遍的后期调整现象[26]。
因此,同一古隆起不同部位的油气富集程度与分布规律也存在较大差异。
一般,古隆起高部位因后期构造变动比较强烈,油气藏往往易发生调整,油气分布比较分散,形成的油气藏既有原生油气藏又有次生油气藏,甚至主要为次生油气藏(如轮南三叠-侏罗系油藏)。
然而,隆起低部位,特别是斜坡部位因后期构造相对稳定,有利于油气藏的形成和保存,油气分布比较集中,是原生油气藏分布的主要部位(如塔河油田)。
因此,隆起中低部位与斜坡区是大中型油气田形成最有利的地区。
但是,不同的古隆起也有明显的差异。
轮南古隆起因后期构造活动强烈,原生和次生油气藏均占重要比例,而塔中、英买力、哈得逊等古隆起后期构造活动相对较弱,无论是斜坡地区还是隆起高部位均以形成原生油气藏为主,古油藏保存条件较好。
1.2 隐伏前陆逆冲带第2,3排构造是前陆区油气最富集的地区 隐伏前陆逆冲带主要发育于塔里木盆地几个前陆区的山前第2,3排构造带中,是塔里木盆地前陆区油气最富集的地区。
原因是,山前第2,3排构造—213—第2期 赵靖舟等:塔里木盆地大中型油气田形成及分布规律带油气保存条件较好,而紧邻山前的逆冲带构造保存条件一般较差,因而对油气聚集成藏不利。
例如:库车前陆盆地克-依构造带属山前第2排构造,是该前陆区油气成藏条件最好、油气最富集的一个区带(见图2);位于第3排的秋里塔格构造带等也是成藏条件十分有利的区带,新近发现的迪那2大气田即位于该构造带;塔西南前陆盆地的柯克亚凝析油气田亦发现于山前第2排构造。
图2 库车前陆逆冲带油气分布示意图Fig .2 A profile showing distribution of oil and natural gas fields in Kuche fo reland thrust belts2 有效烃源岩分布及其成熟度控制了油气的相态分布 塔里木古生界克拉通盆地海相油气主要源于寒武-奥陶系,特别是寒武系烃源岩。
该套烃源岩被认为是塔里木盆地海相油气的主要来源[27,28],不仅分布广,而且厚度大、成熟度范围宽,具有连续生烃、长期生烃的特点,因而所形成的海相油气藏在塔里木盆地分布十分广泛,且具有成藏期次多、相态类型多的特点。
已发现的海相油气即主要分布于有寒武-奥陶系优质烃源岩分布的满加尔凹陷及周缘,以及巴楚-麦盖提地区。
相反,塘古孜巴斯拗陷因未发现优质烃源岩分布,目前尚无商业油气聚集发现。
中新生界前陆盆地油气主要围绕库车、塔西南等几个中生界生烃拗陷分布,其中库车拗陷烃源条件最为优越,因而油气十分富集。
另一方面,有机质类型及其成熟度控制了油气资源结构与相态分布。
克拉通区寒武-奥陶系烃源岩由于成熟度东高西低,因而油气分布具有西油东气的分布特点。
就资源结构而言,尽管克拉通区主力烃源岩寒武系成熟度较高,普遍已达高—过成熟阶段,但因其有机质类型主要为I 型,且早期形成的油藏在塔里木盆地得以广泛保存,因而目前所发现的油气表现为以油为主、既富油又富气。
在克拉通区已探明的储量中,黑油比例高达66%,黑油与凝析油占72%,气层气仅占26%。
前陆区中生界烃源岩因其成熟度在拗陷中央高于边缘、西部高于东部,因而油气分布具有内气外油、天然气内干外湿、西干东湿的分布规律。
但是,中生界烃源岩的成熟度在塔里木盆地实际上差异较大,其中库车拗陷中生界烃源岩成熟度较高,已达高—过成熟阶段,而塔西南叶城地区侏罗系煤系烃源岩成熟度较低,尚处于中等成熟阶段。
尽管如此,由于前陆区中生界烃源岩主要为煤系源岩,有机质类型以腐植型为主,显微组成主要为镜质组,惰质组含量也较高,而壳质组含量较低,因而决定了前陆区以气为主的资源结构特点。
在前陆区油气探明储量中,气层气已占到75%,黑油与凝析油之和仅占22%,可见有机质类型是决定盆地富油或富气的根本因素,有机质成熟度对盆地油气资源结构也具重要影响。
另外,油气藏形成后的保存条件,也是影响塔里木盆地油气资源结构的一个重要因素。
3 多期成藏、晚期调整成藏史分析表明,塔里木盆地油气藏具有晚加里东-早海西期、晚海西期、燕山期及喜山期等多个成藏时期。
而且,早期形成的原生油气藏在后期特别是喜山期多发生过调整改造作用,从而形成晚期大量的次生油气藏,以克拉通区最为典型[11,12]。
克拉通区早期油藏后期调整改造和再成藏的现象已为岩心观察所证实。
岩心观察发现,塔中、轮南等一些油藏的古今油水界面不一致。
如据塔中4油田东河砂岩油藏的岩心观察,塔中402,422,401三个构造高点在地质历史时期曾具有统一的油水界面,古油水界面埋深为-2610m ,而现今油水界面在3个高点分别为-2511,-2521,-2577m ,油—214—西北大学学报(自然科学版) 第34卷水界面不统一,比古油藏的油水界面抬升了33～100m 。
轮南油田三叠系TII I 油藏现今油水界面(轮南2井4890m 处)以下存在40～50m 的油气显示,也说明在现今油藏形成以前曾经有古油藏存在,古油藏形成后曾发生了调整。
东河塘石炭系油藏也在后期发生过明显的调整作用,造成油水界面上迁,但古油藏的调整作用相对较弱。
成藏分析表明,克拉通区海相油气藏的调整再成藏作用主要发生在燕山期和喜山期,以喜山期最为普遍而强烈,是早期油藏发生调整、形成次生油藏的主要时期。
塔中、塔北、满西地区均有后期调整再形成的次生油气藏,前陆区油气藏同样存在后期调整现象。