中国西部沉积盆地特点与油气富集规律(简2)资料

中国西部沉积盆地特点与油气富集规律1.中国西部沉积盆地我国沉积岩分布总面积为669×104km2其中陆上沉积岩面积为522×104km2，近海大陆架147×104km2（李国玉等，1987）。在这辽阔的沉积岩分布区域里，以中、新生代陆相沉积盆地为主，其中面积大于200平方公里的沉积盆地有247个，大于10万平方公里的大型盆地有10个，现已发现蕴藏着油气田的沉积盆地有22个，石油年产量已达1亿3千多万吨，天然气产遺135亿立方米。而中国西部主要沉积盆地包括塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木等（图1）。面积广阔，盆地面积约为86×104km图1中国沉积盆地分布图西部地区由于受印度板块与欧亚板块南北方向：向挤压作用的影响，区域构造线呈近东内向或北西西向，山系与低地相间、多发育挤压性质的大型坳陷沉积盆地，如其北部（昆仑山以北，亦称西北地区）的准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、吐鲁番盆地和河西走廊一带(包括酒泉盆地，亦称走廊盆地)，合称四盆一走廊。另外还有走廊以北的阿拉善三角形地区(包括潮水、银根、巴音浩特、巴丹吉林等盆地)。南部包括西藏全部，并涉及青海省南缘和云南省西南缘（滇西）。这些沉积盆地多属山前或山间的大型坳陷盆地，形成时间旱，经历过分异、叠加等长期演化。此外，尚有少数山间断陷小盆地，由于这些盆地四周山地上升快、地势高，风化剥蚀快，产生大量粗碎屑风化产物，盆地沉降快但充填也快，常处于补偿或过补偿状态。另外，许多盆地形成时期节，沉积时间长，故沉积厚度大，粗碎屑物质多，河流相和洪积相很发育，湖泊面积也大，但变化快、湖水较浅，深湖区的比例小。另一特点是西部地区的地壳厚度大，一般40～50公里，最厚处达70公里，地温悌度低，2～2.60/1002.中国西部含油气盆地我国西部盆地受控于哈萨克斯坦板块和塔里木板块的离散、汇聚与拼接，同时受到西伯利亚板块和青藏高原的影响，其发展经历了多期、多阶段构造运动的叠加和改造。经历了古生代与中、新生代两种体制演化史，古生代为陆内裂谷、被动边缘——坳拉槽阶段，中、新生代主要为陆相断陷、坳陷型盆地。各种类型的中、新生代盆地是叠置在古生代盆地的基础上发育起来的，古生代的盆地发育特征对中、新生代各种类型的盆地具有一定的控制作用。海西运动关闭了各板块间的大洋海槽，由于碰撞剪切作用，导致板内裂谷发生，准噶尔和吐哈板块从哈萨克斯坦板块中分离出来。海西末期海水退出，在晚二叠世出现海陆交替相或陆相沉积，中、新生代时期，陆相沉积盆地的发育进入鼎盛时期。晚二叠世发育的陆内裂谷盆地与中、新生代前陆盆地的叠加，构成两期陆相成油气体系。到晚侏罗世和白垩纪，西部地区整体抬升，湖盆萎缩，盆地堆积了红色碎屑岩建造。至第三纪，南部印度板块的推挤碰撞，强烈的山系隆起和山前拗陷，构成了现今的构造格局。3.中国西部主要含油气盆地特点中国西部地区主要受印度洋板块和西伯利亚板块的相互作用。这里的盆地形成与造山带的基岩活动有关，因而多为压性盆地。主要的含油气盆地有塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈等。塔里木盆地是我同最大的含油盆地之一，它位天山、昆仑山及阿尔金山之间，位于北纬36°00′—42°00′，东经74°00′—91°00′范围内，面积约56万平方公里。塔里木盆地的次级构造单元包括三隆四坳，自北而南包括库车坳陷、塔北隆起、北部坳陷、塔中隆起、西南坳陷、塔南隆起和东南坳陷（图1-3）。柴达木盆地位于青海省两北部，东北为祁连山脉，南边为昆仑山脉，西北为阿尔金山脉与塔里木盆地分界。盆地总面积121000平方公里，中、新生代沉积岩分布面积96000平方公里，最大沉积厚度16000米，沉积岩总体积60柴达木盆地具有南北分带、东西分块的基本构造格局，可划分为北部块断带、盲崖坳陷、三湖坳陷、德令哈坳陷4个一级单元和21个二级单元。盆地中分别形成了三大含油气系统，分别为柴北缘含油气系统、柴西含油气系统及柴东三湖含气系统。吐哈盆地位于天山造山带（亦称为地槽褶皱带）之内，其北侧为博格达-巴里坤褶皱带，南侧为觉罗塔格褶皱带，是一个含油气并富煤的能源资源型盆地（图2）。天山地区在石炭纪末、二叠纪初发生了强烈的构造运动。早二叠世全区出现海陆相交替的建造，晚二叠世发育大套的磨拉石建造，这标志着天山海槽的演化已经结束而闭合。因此，传统地质学将吐哈盆地视为典型的山间盆地，按槽台理论，将其划分为北天山优地槽褶皱带内部的一个坳陷。近20多年来，许多学者从板块构造的角度出发，认为吐哈盆地属于哈萨克斯坦板块或准噶尔-吐鲁番古地块的一部分，或将其归为前陆盆地。图2吐哈盆地大地构造位置与内部构造单元划分综合中国西部主要的含油气盆地塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地和吐哈盆地。得出中国西部主要含油气盆地几点特征：（1）盆地的形成于造山带的挤压活动密切相关。盆地的形态多不对称，发育了明显的山前坳陷，期沉积幅度可达万米，最厚达15000m（准噶尔盆地南缘）。盆地无明显的岩浆活动，中央往往发育有古老地块。（2）盆地边界都受逆冲断层的控制。盆地的边缘常常发育数条你冲层，组成你冲断裂带，形成一种具有一定模式、规模较大的断裂带。例如准噶尔盆地克——乌断裂带（图），他主要由超覆尖灭带、前缘断块带和前缘单斜带3个部分组成。（3）盆地的局部构造类型多种多样。这些构造多呈线性或雁列状排列，局部构造线的方向受邻近的造山带走向所控制，常有数个平行的构造带分布在盆地的边缘。局部构造的形态，在平面上多呈长轴状、短轴状和鼻状，剖面上多为梳状、箱状等。（图3）图3中国西部挤压性盆地剖面结构示意图4.主要含油气盆地的油气分布特征4.1塔里木盆地塔里木盆地中、新生代有上三叠统—下侏罗统、中侏罗统—下白垩统及下白垩统一第三系三个生储盖组合。三叠—侏罗系组合主要分布于库车断陷，其次分布于满加尔地区、是重要勘探目的层。已发现奇克里克油田、轮台油田。上白垩统—第三纪组合仅分布于西部坳陷区，已发现柯兑亚油田。（1）塔里木盆地发育多套含盐膏层系，主要包括早、中寒武世含盐层系，分布在塔北隆起西部、柯坪隆起和巴楚隆起早石炭世含盐层系，主要分布在塔北隆起南斜坡，分布面积达“以上古近纪含盐层系，主要分布在库车前陆褶皱带中、西段和塔北隆起，其中库车前陆褶皱带分布面积达以上中新世含盐层系，主要分布在库车前陆褶皱带东段，面积达以上这些盐岩层系形成于构造相对平静的环境，而盐构造变形发生于构造强烈活动期。（2）尽管盐岩层系都表现出明显的塑性流动特征，但不同层系中盐构造变形样式却有着显著的差别，反映了盐构造变形机制的差异中、下寒武统盐岩层系滑脱层在塔北隆起西段形成古生界盐背斜，在柯坪隆起控制叠瓦冲断带的发育下石炭统盐岩层系流动聚集形成薄板状盐毯或盐席，在盐体边缘形成盐边凹陷古近系和中新统盐岩层系强烈变形，在盐上、盐间和盐下层系形成复杂多变的盐相关构造，其中以盐推覆构造和盐枕构造引人注目。（3）塔里木盆地不同时期形成的盐岩层系经历了多阶段演化过程，中、下寒武统和下石炭统盐岩层系主要变形阶段发生在晚古生代晚期，三叠纪末期和新近纪末期可能仍有活动古近纪盐岩层系变形期次经历了早期重力作用阶段一，和晚期挤压塑性流动和逆冲推覆阶段以来，形成大规模盐推覆构造、盐枕构造、冲断层、三角带构造和强制褶皱以及盐下叠瓦冲断带、双重构造及断层相关褶皱等中新世吉迪克期盐岩层系沉积结束后，即发生构造变动，形成断裂和褶皱，其上被盐上层系不整合覆盖。（4）对于塔北隆起及南斜坡而言，古生代克拉通盆地海相寒武一奥陶系主力烃源岩位于下石炭统盐岩层系及横向相变泥岩之下对于库车前陆褶皱带而言，前陆盆地陆相三叠一侏罗系煤系烃源岩位于古近系和中新统盐岩层系之下塔里木盆地多期盐岩层系及其盐相关构造对油气运移聚集形成大型油气藏起着不可或缺的制约作用，盐岩层系作为优质盖层构成最优越的油气遮挡条件，使得盐下成为最有利的油气聚集场所，塔里木盆地迄今找到的大型油气田藏大多与盐岩层和盐构造的分布密切相关塔里木盆地多期盐构造的深入分析，有助于进一步了解塔里木盆地构造变形特征和油气运聚成藏机理。4.2准噶尔盆地准噶尔盆地腹部地区石炭系含油气系统主要与下石炭统和上石炭统两套不同性质的烃源岩有关,而含油气层系主要有上石炭统火山岩、中三叠统砂岩、下侏罗统砂砾岩、中侏罗统西山窑组砂岩、下白垩统清水河组和呼图壁河组砂岩。C2b-C2b含油气系统以上石炭统巴塔玛依内山组自生自储为特征,覆盖了现今整个准噶尔盆地。盆地北部的天然气主要来自上石炭统巴塔玛依内山组,可以认为C2b-C2b天然气系统是可靠的。巴塔玛依内山组储集层以玄武岩、安山岩为主,局部还发育流纹岩,它们呈带状分布,盆地基底断裂带对火山岩展布有明显控制作用。储集体成带分布特征也制约了油气藏的分布,例如滴西5井、滴西17井、滴西14井、滴西18井、滴西10井等石炭系火山岩油气藏成串珠状展布,向东逐渐抬高,受控于滴南凸起的鼻状构造背景。C2b-C2b含油气系统以天然气聚集为特征,根据有效生烃区的分布,可以初步划分为6个次级含油气系统，西北缘含油气系统、乌伦古含油气系统、陆梁含油气系统、大井含油气系统、四棵树含油气系统、乌鲁木齐含油气系统、4.3柴达木盆地柴达木盆地面积12.1万平方公里，新生界分布面积9.6万平方公里。在第三纪湖泊发育过程中各层段湖泊面积占盆地沉积面积的6.3～44.67%，而稳定湖相区（较深湖及浅湖）范围仅占沉积面积的0.6～32.8%。勘探证明盆地发现的油田都分布在稳定湖区之内，如图3-1。而稳定湖区以外的地区没发现一个油气田，甚至未见可靠油气显示。稳定湖区的发育范围除平面上控制着油气田的分布外，在层位上也严格控制着油气层的分布。前已谈到第三纪湖盆的演化，自渐新世开始至上新世随着时间的推移古湖泊连续地自盆地西南向东北迁移，导致生油岩层位自盆地西南向东北相应不断抬高，其储油目的层也跟着向东北抬高。目前发现的油田几乎都分布在较深湖相区及其邻近。在较深湖相区有利生油岩分布范围之内，油气究竟在何处富集，除构造条件外，有利砂质岩储集体与生油岩的配置是决定因素。盆地第三系存在冲积扇等七种类型储集体，各类储集体都具备不同程度的储集性能。但在整个盆地内，曲流河道砂体虽然在东部很发育，可惜距西部有利生油区太远；三角洲前缘砂体与生油层配置良好，但其物性太差，储油不理想；而冲积扇砂体不仅层数多，累积厚度大，而且储油物性尚好，尤其是深湖区形成的有利生油岩垂向上夹于西部南区阿拉尔上、下冲积扇储集体之间，构成良好的生储配置关系。结果在冲积扇范围内发现了七个油田，储量占柴西总储量的70%以上，形成有利的油气富集区。5.中国西部含油气盆地富集规律5.1多种成因的油气成藏单元形成了有别于东部的复式油气聚集带成藏单元是油气系统内一个相对独立的自然的具有相似成藏条件与动力学机制的生排烃—运移—聚集次系统(单元)。它是由一个或者多个烃灶，经历一次连续或者不连续多次生排烃，沿多种输导体系在具有成因联系的圈闭系统中成藏，经历不同程度改造调整后保存下来的油气聚集区(带)。不同学者分别称之为成藏动力学系统、成藏流体动力学系统、运聚单元等，含义略有差异。根据烃灶的数量和聚集区带的复杂性，成藏单元大致可分为以下类型:单源简单型成藏单元，如哈得逊油田、克拉2气田；单源复杂型成藏单元，如准噶尔西缘；多源简单型成藏单元，如准东彩南油田；多源复杂型成藏单元，如阿克库勒凸起(塔河油田)、卡塔克北坡、陆梁隆起等聚集区。成藏单元分析主要强调对油气盆地内可明确划分的地质单元中油气运聚要素、过程与动力学的解析。在多旋回盆地及复式油气系统中，各种断裂、不整合、输导层、汇烃脊形成了复杂的油气输导网络，将多源、多期形成的油气运移至多套储盖组合及其不同类型的油气圈闭中。古河流水系、古岩溶水系、古海岸线、断裂破碎带及交汇处、构造脊等分别构成了油气运移的优势通道。古隆起、古鼻隆、古斜坡挠折带、古三角洲及滩坝、古岩溶区是有利油气聚集的部位。在多旋回盆地的复式油气系统中，由于油气的多次调整与再分配，使这些盆地的油气分布呈现出“马太效应”，“穷者更穷，富者更富”，富者中出现了类似于塔河—轮南的巨型复式油气聚集带。西部地区多源多期生成的多相态油气经多次成藏和调整，分别聚集于不同储集层系和不同圈闭类型中，形成叠合连片的复式油气聚集带（区），有别于东部断陷盆地“同一油源区内由不同储油层系和不同圈闭类型形成叠合连片的复式油气聚集(区)带”。初步总结有8大异同点(表1)。表4-1中国东西部复式油气聚集（区）带异同比较表指标东部西部源单源(同层同区)多源(多层、多区、多类型)生烃期一次生烃为主(一次连续)多次生烃(间断后再次生烃或在储层中演化)成藏一次集中成藏,调整少多次成藏或调整油气相态单相或双相(伴生气或凝析油)多相(沥青、稠油、正常油、凝析油、湿气、干气)储油层系多层系多层系圈闭多种圈闭多种圈闭空间组合上下叠置,成片成带上下叠置,成片成带富集程度不均匀,面积较小,丰度较高不均匀,面积较大,丰度较低勘探方式滚动勘探开发滚动勘探开发5.2盆地中主要发育挤压背斜型和逆冲断裂型两种油气聚集带。挤压型盆地形成的主要应力来自印度板块向北推挤的造山运动。在碰撞挤压构造带之间形成大型复合盆地、山前盆地或山间盆地。属于本类型的大型复合盆地有准噶尔、塔里木和柴达木等；山前盆地有乌苏、库车、叶城、酒泉和民乐；山间盆地有吐鲁番和伊犁。塔里木盆地是中国内陆最大的含油气盆地，其中，新生代盆地的面积为56×104km2，盆地中部为塔克拉玛士大沙漠，盆地四周被古生界逆掩褶皱带所环围。塔里木盆地又是我国勘探程度较低的地区，烃类的产状和聚集规律了解尚少。目前已发现的油气圈闭类型有以下7种:（1）第三系弯窿背斜圈闭(如坷可亚油气田)；（2）侏罗系挤压背斜(如依稀克里克油田)；（3）三叠系披复背斜(如轮南油田、桑塔木油气田和吉拉克油气田)；（4）石炭系背斜(如东河塘油田)；（5）奥陶系背斜(如英买力油田)；（6）下奥陶系古潜山油气圈闭(如雅克拉油田、轮南1井、8井奥陶系油藏等)；（7）古生界长垣背斜带(塔中1奥陶系油藏、塔中4、塔中10)挤压背斜型油气聚集带（图4-2）的特点是油藏严格受背斜控制，经长条型、线性油藏型式出现。如酒泉盆地的老君庙油田、塔里木盆地的柯克亚油田均属此类。逆冲断裂带型油气聚集带（图4）的特点是不同类型的油气藏按次序有规律地展布在逆冲断裂带上，形成一个复合体，具有多层系、多油藏叠加连片的特点。（a）（b）图4西部盆地挤压背斜油藏剖面示意图（a）酒泉西部油藏剖面；；（b）吐哈雁木西——神泉地区成藏模式6.中国西部油气富集主控因素综合中国西部各个盆地地质构造特点及油气聚集规律，可以总结出一下关于该区的油气富集主控因素。1.主力烃源岩分布控制了塔中地区奥陶系油气的主要分布范围据前人研究，塔里木盆地可能对塔中地区构成烃源的烃源岩主要包括几乎分布于全盆地的中、下寒武统烃源岩、主要分布于北部坳陷区(包含满加尔凹陷)的中、上奥陶统，相当于黑土凹组—萨尔干组的层位以及分布于塔中凸起区的上奥陶统良里塔格组。又如，塔中86—塔中45井区的油气主要分布于奥陶系碳酸盐岩岩溶储层中，该区存在风化壳岩溶、层间岩溶和埋藏岩溶等多种岩溶作用，本区优质碳酸盐岩储层的形成正是多种岩溶作用共同作用的结果。2.断裂对油气藏的控制作用例如，准噶尔盆地腹部地区微断裂发育，对油气的运聚具有明显的控制作用。一方面，断裂作为油气运移的通道断裂是准噶尔盆地油气运移主要通道之一，另一方面，断裂的倾向、走向及断开的层位及性质等不仅决定着油气的运移方向，还对油气在空间上的分配起着重要作用。3.有利储集相带对油气藏的控制作用一方面，沉积体系和沉积相的时空展布对烃源岩的发育和有利储集层分布的控制作用。另一方面，沉积相控制了储集体的发育程度和叠置样式，储集体的发育程度与油气藏的规模有密切关系，而叠置样式则决定了油气的储集部位。4.圈闭及其封盖—保存条件决定了油气藏的规模例如，对塔中4石炭系油田的研究表明，现今的CI油藏是其下伏CIII油藏中的原油经过断裂通道运移而形成的，其CIII油藏原始油气储量可能是现今储量的1倍。轻烃特征及油田水化学研究均表明，塔中地区特别是中央断垒带奥陶系储层与志留系、石炭系储层中的油气、地层水已经发生混合，说明在中央断垒带的奥陶系碳酸盐岩储层因其上缺乏良好的油气盖层而直接与其上的志留系甚至石炭系的碎屑岩储层接触，进而造成了油气水的混合。5.古隆起对油气藏的控制作用准噶尔盆地腹部发育有多个古隆起，如陆梁隆起、马桥凸起、莫北凸起、巴达松凸起、白家海凸起及车-莫古隆起等。其中对于腹部4个区块油气成藏影响最大的应是车-莫古隆起，它对油气成藏的控制作用主要表现在以下几个方面:(1)背斜为油气提供了良好的聚集场所。(2)“右旋压扭”形成机制有利于发育断裂或微裂缝，改善了储层的物性。(3)背斜高点南北向的迁移控制了油气的调整。【参考文献】[1]蒋有录，查明主编.石油天然气地质与勘探[M].北京市：石油工业出版社.2006.[2]戴俊生主编.构造地质学及大地构造[M].北京市：石油工业出版社.2006.[3]