塔中低凸起東端沖斷構(gòu)造與寒武系內(nèi)幕白云巖油氣勘探

楊海軍，韓劍發(fā)，李本亮，羅春樹，李傳新

（1中國石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院)

（2中國石油勘探開發(fā)研究院；3中國石油天然氣集團公司盆地構(gòu)造與油氣成藏重點實驗室）

塔中低凸起東端沖斷構(gòu)造與寒武系內(nèi)幕白云巖油氣勘探

楊海軍1，韓劍發(fā)1，李本亮2，3，羅春樹1，李傳新2，3

（1中國石油塔里木油田分公司勘探開發(fā)研究院)

（2中國石油勘探開發(fā)研究院；3中國石油天然氣集團公司盆地構(gòu)造與油氣成藏重點實驗室）

塔里木南緣早古生代板塊構(gòu)造控制了塔南—塔中從伸展到擠壓的演化。寒武紀(jì)—早奧陶世板緣拉張控制了塔中北斜坡斷陷構(gòu)造。中奧陶世北昆侖洋盆關(guān)閉后塔中前緣隆起。晚奧陶世—晚泥盆世塔中前陸沖斷與走滑構(gòu)造變形。晚奧陶世—泥盆紀(jì)塔南前陸沖斷由東南向西北方向傳播，形成塘北—塔中南—5號斷裂等弧形斷裂體系和塔中低凸起中西段與Ⅰ號斷裂帶小角度斜交的走滑斷裂體系。塔中低凸起位于前陸沖斷帶的前鋒位置。前陸沖斷的傳播受控于兩個滑脫層，一是沿中寒武統(tǒng)內(nèi)部膏鹽巖的滑脫層，形成弧形沖斷構(gòu)造，終止于塔中南緣斷裂帶和塔中北緣斷裂帶的東端；沿該滑脫層形成大量的沖斷構(gòu)造將中寒武統(tǒng)以上的勘探目的層系抬升到淺層，成為目前主要鉆探的對象；二是沿中地殼韌性變形帶的滑脫層，形成塔中Ⅰ號斷裂帶北緣東端的弧形構(gòu)造帶，沿該滑脫層形成的基底卷入的沖斷構(gòu)造，將中寒武統(tǒng)膏鹽巖封蓋層以下的成藏組合抬升到淺層，一方面成為油氣長期運移聚集成藏的重要部位，同時又使得該部位成為可以鉆探到的潛在勘探領(lǐng)域。本文根據(jù)塔中寒武系內(nèi)幕白云巖的油氣成藏條件，提出了油氣勘探的建議。

塔中地區(qū)；寒武系；沖斷構(gòu)造；構(gòu)造特征；白云巖儲集層；油氣勘探

1 概 述

塔中低凸起位于塔里木盆地腹部的中央隆起帶中部，東與塔東低凸起、西與巴楚凸起相鄰，南接塘古孜巴斯坳陷，北臨阿瓦提—滿加爾坳陷。研究區(qū)東西長300km，南北寬80km，面積約2.2×104km2。塔中低凸起的油氣勘探始于1983年，二維測網(wǎng)密度已達(dá)1km×1km～2km×2km，三維地震逾 4500km2，目前已發(fā)現(xiàn)三級石油地質(zhì)儲量約3.5×108t，三級天然氣地質(zhì)儲量約2500×108m3。圍繞塔中低凸起構(gòu)造地質(zhì)特征，前人開展了一定的研究［1－7］，認(rèn)為塔中低凸起主要有以下構(gòu)造地質(zhì)特征：（1）塔中低凸起是穩(wěn)定發(fā)育的早、中古生代時期的古隆起；（2）塔中低凸起西低東高，西寬東窄（圖1）；（3）塔中低凸起可劃分為10個次級構(gòu)造帶（圖1）。近年來由于中國油氣資源戰(zhàn)略的需要，加速了塔中油氣勘探的步伐，上奧陶統(tǒng)礁灘體油氣藏獲得整體連片探明，下奧陶統(tǒng)巖溶儲集體與寒武系內(nèi)幕白云巖儲層中也獲得油氣發(fā)現(xiàn)，使得塔中低凸起成了中國海相碳酸鹽巖地層油氣勘探的前沿陣地。本文通過精細(xì)解釋跨越塔南車爾臣斷裂—塔中的區(qū)域地震剖面（剖面位置見圖1中A—A’，B—B’），用區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)分析、精細(xì)構(gòu)造地震解析及構(gòu)造變形幾何學(xué)恢復(fù)等方式來研究塔中低凸起的構(gòu)造成因與演化過程、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造變形特征等，結(jié)合塔中低凸起的油氣成藏條件和勘探潛力，提出了古沖斷構(gòu)造控制下塔中斷裂東端的油氣勘探新領(lǐng)域——寒武系內(nèi)幕白云巖儲集層。

2 塔中低凸起的構(gòu)造成因與演化

2.1 寒武紀(jì)—早奧陶世塔中北斜坡伸展構(gòu)造

震旦紀(jì)—早古生代在中昆侖和塔里木板塊之間存在一個拉開的北昆侖洋（又稱庫地洋）［8-9］。塔里木板塊南、北緣在寒武紀(jì)—早奧陶世為被動大陸邊緣，整個塔里木板塊及其周緣處于拉伸構(gòu)造環(huán)境［10］，特別是緊鄰庫滿拗拉槽的塔中地區(qū)，在最近的3維地震剖面上可以看到比較清楚的張性正斷層,塔中Ⅰ號斷裂帶北側(cè)廣泛分布切穿寒武系—下奧陶統(tǒng)的正斷層，表現(xiàn)為地震同相軸重復(fù)、錯斷，地層向北加厚（斷層上盤），但是由于后期（晚奧陶世）的構(gòu)造擠壓沖斷，早期的正斷層產(chǎn)狀變得陡立。在寒武紀(jì)—早奧陶世期間，塔中Ⅰ號構(gòu)造帶附近發(fā)育張性正斷裂，這些張性正斷裂成為克拉通盆地內(nèi)后期構(gòu)造變形的應(yīng)力集中部位，容易發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，形成沖斷褶皺。

圖1 塔中低凸起斷裂系統(tǒng)分布圖

2.2 中—晚奧陶世塔中前緣隆起

烏依塔格—庫地—阿其克庫勒湖—香日德縫合帶南側(cè)發(fā)育的早古生代中酸性花崗巖同位素年齡集中在449～494Ma，代表北昆侖洋向南俯沖和中昆侖地體與塔里木板塊之間在中、晚奧陶世的碰撞［8－12］。在中、晚奧陶世，俯沖作用達(dá)到高峰，造成塔里木盆地南緣大規(guī)模的火山活動和巖漿侵入［11］。據(jù)板塊構(gòu)造理論可以推測出，中、晚奧陶世塔里木板塊南緣從南向北依次為烏依塔格—庫地—阿其克庫勒湖—香日德南早古生代島弧火山深成巖帶、古板塊俯沖與縫合帶（蛇綠巖套）、塔南前陸褶皺沖斷帶、塔南周緣前陸的前淵凹陷和斜坡帶及前緣隆起（圖2）。

圖2 塔里木盆地中—晚奧陶世沉積相與構(gòu)造單元分布圖

中奧陶世北昆侖洋俯沖消亡，中昆侖地體與塔里木板塊碰撞，在塔南地區(qū)形成了周緣前陸褶皺沖斷帶和塔南周緣前陸盆地。中昆侖地體的擠壓撓曲使塔中成為塔南前陸盆地向塔里木克拉通盆地過渡的前緣隆起。由于構(gòu)造蠕變，前陸盆地下伏的克拉通板塊從剛性向粘彈性轉(zhuǎn)化，塔中前緣隆起向塔南遷移的同時，抬升幅度進(jìn)一步加大，露出海平面，出現(xiàn)沉積間斷或者遭受剝蝕（圖3a）。從阿爾金山前到塔中的區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)剖面顯示，從塘古孜巴斯凹陷向塔中，中、上奧陶統(tǒng)的厚度逐漸減薄，為一箕狀凹陷，上奧陶統(tǒng)良里塔格組（O3l）底塔中不整合面形成（圖3b）。O3l沉積期，塔東南前陸沖斷系統(tǒng)開始形成（圖3b，3c）。中奧陶世塔中前緣隆起部位構(gòu)造相對平緩，無明顯的構(gòu)造位移發(fā)生，這期構(gòu)造活動控制了塔中低凸起上的沉積間斷和地層剝蝕，發(fā)育了第一期廣泛分布的風(fēng)化殼型巖溶儲層，如中1井上奧陶統(tǒng)良里塔格組中、下部直接超覆于鷹山組下部,塔中的TZ162、TZ451、塔參1等井都鉆揭下奧陶統(tǒng)風(fēng)化殼，碳酸鹽巖間缺失中奧陶統(tǒng)大灣—廟坡—牯牛潭階牙形石，而南北兩側(cè)凹陷中的TZ29、塘參1井均發(fā)現(xiàn)了中奧陶統(tǒng)化石。從TZ451、TZ452、TZ35井與TZ162、TZ12等井的鉆探分析，可見西部地區(qū)上奧陶統(tǒng)西薄東厚，而且中央斷壘帶西部TZ2、TZ19等井的下奧陶統(tǒng)剝蝕量大于東部TZ1、TZ3、TZ5等井，表明塔中隆起西高東低，西部地區(qū)應(yīng)為尋找下奧陶統(tǒng)風(fēng)化殼型儲層油氣藏更加有利的領(lǐng)域。同時由于中昆侖地體與塔里木板塊碰撞隆升而提供大量的外來碎屑物源沉積，塘古孜巴斯凹陷接受阿爾金古陸的硅質(zhì)碎屑物源沉積，庫滿拗拉槽中也快速充填，沉積數(shù)千米厚的碎屑巖，巖性主要為濁積相的綠灰、深灰、黑灰色砂巖與泥巖韻律性互層。北昆侖洋的關(guān)閉致使大地構(gòu)造環(huán)境改變，來自于南部的外來碎屑物開始大量注入，改變了塔里木盆地內(nèi)（特別是塔中臺地）碳酸鹽巖、硅質(zhì)泥巖及泥巖沉積為主的環(huán)境（圖2）。

圖3 塔中—塔南區(qū)域構(gòu)造演化剖面（據(jù)地震剖面解釋，剖面位置見圖1中A-A’）

2.3 晚奧陶世—晚泥盆世塔中低凸起前陸沖斷抬升

晚奧陶世,盆地南緣北昆侖洋最終關(guān)閉,西昆侖—阿爾金古陸與塔里木板塊碰撞，盆地南緣處于持續(xù)收縮的擠壓構(gòu)造環(huán)境［12-13］，塔南—塔中地區(qū)在晚奧陶世末期發(fā)生強烈的沖斷擠壓。圖4所示的地震剖面顯示，地震測線右側(cè)中的Tg5-1(上奧陶統(tǒng)桑塔木組底界)與Tg3(下石炭統(tǒng)底部)之間的地層厚度發(fā)生明顯的變化，測線北部的滿加爾凹陷中的地層增厚，塔中低凸起及其斜坡部位的地層減薄，反映塔中沖斷構(gòu)造的抬升控制同期生長地層的沉積。上奧陶統(tǒng)內(nèi)部良里塔格組（O3l）與桑塔木組（O3s）之間的不整合反映一種快速充填沉積，盆地周緣強烈隆升并遭受剝蝕，向塔中及其周邊地區(qū)注入充足的物源；從桑塔木組/良里塔格組之間的上超關(guān)系可以判斷，這期不整合主要是沿寒武系內(nèi)部膏鹽巖層滑脫—沖斷導(dǎo)致的褶皺翼部旋轉(zhuǎn)控制的同沉積生長地層①苗繼軍.塔中低凸起構(gòu)造演化與奧陶系油氣成藏研究.石油大學(xué)(北京)博士后出站報告，2007.。塔中Ⅰ號斷裂帶中西部活動微弱，中央主壘帶構(gòu)造運動劇烈，塔中東部大幅度隆升，產(chǎn)生廣泛的剝蝕。地震剖面上，中、上奧陶統(tǒng)頂部波組削截現(xiàn)象明顯，奧陶系碎屑巖從南、北坳陷向隆起軸部尖滅減薄，造成Ⅰ號斷裂帶下盤奧陶系碎屑巖比上盤厚500～1500m（圖4）。晚奧陶世以來塔里木盆地南緣板塊碰撞使得山系隆升，南緣阿爾金山系提供了大量的陸源物質(zhì)注入盆地，形成典型的海陸過渡相碎屑巖與碳酸鹽巖互層沉積，阿爾金山(亞普恰薩依剖面)上奧陶統(tǒng)巖性為礫巖，礫狀粗砂巖，厚488 m。沉積特征變化基本反映了東南緣板塊拼貼和碰撞后帶來大量的外來碎屑巖沉積，砂礫巖沉積物的粒徑從東南向西北依次變細(xì)。

圖4 塔中東段地震剖面及其構(gòu)造解釋（剖面位置見圖1中B—B’）

志留紀(jì)—泥盆紀(jì)中昆侖早古生代島弧和中昆侖地體間的碰撞持續(xù)進(jìn)行，一方面使得前陸褶皺沖斷作用不斷加強而且往后陸方向發(fā)展，另一方面前陸褶皺沖斷帶不斷向克拉通盆地方向擴展，直到將先前發(fā)育的前陸盆地改造成大型的沖斷帶（圖3d），類似中生代早期的庫車前陸盆地在新近紀(jì)被改造成前陸沖斷帶［14］。早期的塔北前緣隆起之上疊加了新近紀(jì)發(fā)育的前陸沖斷帶構(gòu)造變形。這是這一時期的持續(xù)構(gòu)造擠壓導(dǎo)致前陸沖斷帶沿著中寒武統(tǒng)的膏鹽巖層滑脫，從南向北傳播擴展到塔中地區(qū)，從滑脫層傳播過來的構(gòu)造位移量在塔中低凸起的南緣（Ⅱ號斷裂帶，圖1中斷裂⑤、⑥、⑧、⑨）和北緣（Ⅰ號斷裂帶，圖1中斷裂②）的東南端發(fā)生沖斷，使中寒武統(tǒng)以上的構(gòu)造層抬升到當(dāng)時的地面。除了中寒武統(tǒng)膏鹽巖層滑脫外，還有一個沿著中地殼韌性剪切帶向北傳播沖斷構(gòu)造位移的滑脫層，構(gòu)造位移量傳播到塔中低凸起北緣（Ⅰ號斷裂帶）后向上沖斷，使中寒武統(tǒng)以下的構(gòu)造層大幅度抬升。

晚奧陶世以來，隨著前陸沖斷構(gòu)造位移由東南向西北（依現(xiàn)今地理位置為參照系）傳遞，主體構(gòu)造位移量消失在沖斷帶最前鋒的塘北—塔中南—塔中5號等弧形斷裂帶，在該弧形沖斷帶之內(nèi)，存在兩個層次滑脫的水平?jīng)_斷推覆構(gòu)造。其一，沿寒武系內(nèi)部膏鹽巖滑脫的沖斷構(gòu)造，該沖斷構(gòu)造控制了Tg3反射層（相當(dāng)于上泥盆統(tǒng)東河砂巖底界）以下一系列沖斷構(gòu)造活動。地震剖面上，代表中寒武統(tǒng)底界（Tg6-1）的地震反射為一套連續(xù)的、沒變形的強反射同相軸，這顯示其下為穩(wěn)定構(gòu)造層。在上寒武統(tǒng)和上泥盆統(tǒng)之間，可以看到明顯的沖斷構(gòu)造，主要表現(xiàn)在Tg5強反射軸明顯的沖斷重復(fù)，代表了加里東晚期的構(gòu)造變形從南向北連續(xù)的傳播，形成的一系列沖斷構(gòu)造在空間上互為聯(lián)系，呈弧形帶和掃帚狀展布，在時間上為晚奧陶世到晚泥盆世之間的同一期構(gòu)造活動的產(chǎn)物，顯示該時期為來自南部沖斷構(gòu)造的前鋒帶（圖1）。其二，根據(jù)地震解釋推測，在埋深15km左右的中地殼韌性變形層，沿該滑脫層形成的沖斷推覆構(gòu)造終止于塔中Ⅰ號斷裂帶東段的弧形帶。該斷裂切穿基底進(jìn)入沉積蓋層后一方面通過斷層傳播褶皺的方式向前傳播部分水平位移，這種斷層傳播褶皺控制了晚奧陶世良里塔格期礁灘體和桑塔木期同沉積地層的發(fā)育；另一方面，大部分水平位移量通過向南沖斷的楔形構(gòu)造傳播，由于沖斷抬升導(dǎo)致地層在Tg3沉積以前被剝蝕，所以楔形構(gòu)造南沖的位移終止方式難以確定（圖4）。從圖1的斷裂分布圖上可以看出，斷裂并非是簡單的成排分布的弧形沖斷帶，而是向東收斂的掃帚狀展布，這顯示構(gòu)造位移量向北終止于弧形帶的同時，伴生有向西北傳播的右旋走滑構(gòu)造位移量。

晚泥盆世開始進(jìn)入構(gòu)造夷平階段，石炭系不整合覆蓋在塔中古沖斷帶之上，晚古生代和中新生代地層平穩(wěn)沉積在塔中古構(gòu)造上，形成現(xiàn)今塔中低凸起。從地震剖面中反映出的地層削截角度來看，前石炭紀(jì)（Tg3）地層與其下地層之間為高角度不整合，反映出塔中地區(qū)局部構(gòu)造活動強烈（圖3e），而在塔里木盆地南緣的這一期古沖斷帶,在喜馬拉雅期沿車爾臣斷裂俯沖到阿爾金山之下。據(jù)地震層析成像顯示，塔里木板塊以30度角俯沖在阿爾金山下達(dá)到80km的水平距離［15］，所以在塔南地區(qū)的該期古沖斷帶大部分被俯沖掩埋（圖3）。

3 塔中低凸起內(nèi)部結(jié)構(gòu)與沖斷構(gòu)造地震解析

區(qū)域構(gòu)造地震剖面揭示出了塔中低凸起的構(gòu)造成因和演化過程，但是塔中低凸起內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu)和變形特征，需要通過更精確的地震資料來解剖。本文利用塔里木油田最新獲得的三維地震資料，開展斷裂幾何樣式、運動方式、變形強度和變形時序等研究，推斷塔中I號斷裂帶東段的沖斷推覆構(gòu)造變形特征。

塔中低凸起的構(gòu)造變形樣式在前人的研究中一直被視為克拉通內(nèi)部基底卷入的走滑構(gòu)造。由于受過去地震資料品質(zhì)的限制，只能大致描述出塔中古隆起的整體形態(tài)，不能刻畫內(nèi)部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，更沒有認(rèn)識到塔中低凸起前陸沖斷帶構(gòu)造變形的特征——板緣水平位移主導(dǎo)的擠壓沖斷構(gòu)造。本次研究采用先進(jìn)的斷層相關(guān)褶皺理論［16-17］來指導(dǎo)構(gòu)造解釋。首先從圖4所示的地震剖面上可以看出，中寒武統(tǒng)為一套區(qū)域性分布的膏鹽巖，在地震剖面上為一套易于識別的強反射同相軸（Tg6-2）。以TZ53井為界，北部為滿加爾坳陷，南部為塔中古隆起，Tg6-2存在約1000m/s的高程差，但是在塔中隆起內(nèi)部，這套強反射同相軸具有明顯的重復(fù)，重復(fù)的兩套波阻向右下方收斂，向左上方分散開，呈喇叭形。初步估計Ⅰ號坡折帶下端的寒武系膏鹽巖強反射層具有大約5km的重復(fù)，說明存在大位移量的水平收縮。通過精細(xì)的構(gòu)造幾何學(xué)分析，認(rèn)為來自南緣的沖斷位移量一方面通過斷層傳播褶皺［16］的形式被吸收，在Tg5-1反射層之下可以清楚看到斷層上方的褶皺，但是斷層傳播褶皺吸收的位移量大約1.2km，另一部分位移量（約 4.4 km）通過楔形構(gòu)造［18］向南反沖被吸收（圖5）。在反沖斷層切層沖斷的部位，可以明顯看到在斷層面上下之間的地震同相軸大角度相交。TZ78井（位于圖4中TZ53井對應(yīng)的構(gòu)造帶上）的傾角測井資料顯示，從北向南的楔形反沖斷層F22（圖5）上盤的地層傾角約40°～45°,而斷層下盤地層接近水平。在剖面南段——TZ1井以南的構(gòu)造帶，沿寒武系內(nèi)部的膏鹽巖層滑脫形成由南向北沖斷的推覆構(gòu)造，從地震反射同相軸Tg5和Tg5-1的影響可以看出沖斷層上盤的地層傾角約30°～40°，下盤地層傾角近于水平，根據(jù)上盤地層的膝折帶寬度大致可以確定該斷層沿寒武系膏鹽巖的位移距離約2.2km。在Ⅰ號構(gòu)造帶最下部，由于基底內(nèi)部發(fā)生剪切變形致使基底塑性增厚，形成一個單斜。F1斷裂向上切穿了奧陶系，志留系變形相對減弱，奧陶系與志留系之間大角度不整合接觸。其次，塔中I號斷裂帶以北的下斜坡區(qū)桑塔木組同沉積地層分析表明，構(gòu)造位移量以斷層傳播褶皺向北傳播的活動時間為桑塔木組沉積時期。另外通過Tg3與以下地層的接觸關(guān)系，大致推測志留紀(jì)—泥盆紀(jì)的構(gòu)造位移量通過楔形構(gòu)造翼的遷移變形機制向南傳播（圖4）。

圖5 塔中Ⅰ號斷裂帶東段構(gòu)造演化剖面（據(jù)圖4分析）

圖5是根據(jù)圖4的構(gòu)造地震解釋成果而編制的構(gòu)造平衡恢復(fù)剖面，從下向上依次為塔中東段構(gòu)造變形與演化的過程。在寒武紀(jì)—早奧陶世，Ⅰ號斷裂帶以北由張性正斷裂控制了北斜坡地層沉積的增厚。到中奧陶世，由于塔中成為當(dāng)時塔南前陸盆地的前緣隆起，塔中低凸起成為克拉通內(nèi)部撓曲隆升部位，塔中隆起的南、北兩翼有中奧陶統(tǒng)的地層沉積，而中央隆起部位沒有接受地層沉積；大致估計該條剖面上通過克拉通內(nèi)部撓曲的方式地殼整體縮短約1km。晚奧陶世，沿著中寒武統(tǒng)的滑脫沖斷開始形成中央斷壘帶，向北傳播的構(gòu)造位移量約1.8km,地層縮短和抬升剝蝕；沿中地殼的滑脫沖斷控制了塔中1號斷裂的形成，同時由于發(fā)育的斷層傳播褶皺使褶皺翼的南端旋轉(zhuǎn)抬升，控制了上奧陶統(tǒng)良里塔格組礁灘體和上奧陶統(tǒng)桑塔木組同生長地層的沉積，北部地層厚；以斷層傳播褶皺向北傳播的構(gòu)造位移量約1.2km。同時由于中地殼深層基底的滑脫沖斷，使得整個塔中地區(qū)地層旋轉(zhuǎn)抬升，塔中南緣抬升，沉積較北緣明顯減薄。這種古沖斷形成的不對稱前翼與后翼之間的構(gòu)造對沉積的控制作用明顯有別于早期的塔中前緣隆起對沉積的控制作用。志留紀(jì)—泥盆紀(jì)，來自東南方向的沖斷構(gòu)造進(jìn)一步加強，構(gòu)造后翼的中央斷壘帶水平位移量進(jìn)一步加大，向北傳播的構(gòu)造位移量約1.6km,造成更多地層抬升被剝蝕；Ⅰ號斷裂帶前翼的構(gòu)造水平位移量主要通過楔形構(gòu)造向南反向傳播，構(gòu)造位移量約4.4km，地層縮短隆升后被剝蝕。隨后，在整個石炭紀(jì)沉積前剝蝕夷平，上覆沒有構(gòu)造變形的沉積地層，形成現(xiàn)今結(jié)構(gòu)。在整個加里東期塔中Ⅰ號構(gòu)造帶東段的構(gòu)造縮短量累計約8.8km，其中中奧陶世撓曲縮短1km，晚奧陶世沖斷推覆縮短1.8km，志留紀(jì)—泥盆紀(jì)沖斷推覆縮短6km。

4 塔中寒武系內(nèi)幕白云巖油氣藏勘探

4.1 塔中寒武系內(nèi)幕白云巖油氣成藏條件

塔里木盆地寒武系為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r為主的碳酸鹽巖沉積，總體上為水退序列，氣候由溫暖潮濕向炎熱干旱轉(zhuǎn)化，這套地層具有重大的油氣資源勘探前景。巴楚凸起上的和4井5880～5031m井段的下寒武統(tǒng)中、上部及中寒武統(tǒng)的肖爾布拉克組、吾松格爾組以及和田河組，巖性主要為層狀、紋層狀黑灰色灰?guī)r、白云巖，向上為膏泥巖、膏巖、膏鹽巖、鹽巖夾白云巖，后者反映蒸發(fā)澙湖相沉積環(huán)境，在其中的5780～5515m井段存在約200m厚的烴源巖，殘余有機碳含量大于0.9%，這套烴源巖在塔中低凸起的Ro為1.4%～1.7%，為有效烴源巖。烴源巖與其上覆的白云巖儲層、膏鹽巖蓋層組成很好的生儲蓋組合，是塔里木盆地油氣勘探的重要潛在領(lǐng)域。

塔參1井是塔中地區(qū)唯一的鉆穿寒武系的探井，鹽下7 116～7124m段取心發(fā)現(xiàn)大量的溶洞，白云巖半充填或未充填，巖心出筒時明顯冒氣，表明具有較好的儲集條件。在6 800～7085m井段為泥質(zhì)白云巖、膏質(zhì)白云巖和膏巖，它在作為塔中地區(qū)重要的構(gòu)造滑脫層的同時，也是下伏白云巖儲層的關(guān)鍵區(qū)域性封蓋層。塔參1井在7108～7132m井段發(fā)現(xiàn)4層10m厚的氣測異常，最高全烴顯示達(dá)到22.25%，活躍的氣測顯示表明塔中寒武系鹽下內(nèi)幕白云巖具有較好的成藏條件。塔中1井寒武系白云巖直接與石炭系泥巖接觸，表現(xiàn)為斷背斜特征。塔中低凸起寒武系白云巖儲集層保存完整，內(nèi)部結(jié)構(gòu)清楚。TZ4、TZ5井區(qū)位于膏鹽巖滑脫層向上沖斷最集中的部位，構(gòu)造抬升最高，是深部油氣垂向、側(cè)向富集的有利地區(qū)。

4.2 塔中寒武系內(nèi)幕白云巖油氣勘探建議

白云巖是中國海相地層油氣勘探的主要儲集體類型之一，塔中寒武系內(nèi)幕白云巖主要指寒武系中統(tǒng)膏質(zhì)白云巖之上的丘里塔格組開闊臺地相粉—細(xì)晶白云巖，塔參1、TZ43和TZ408井等鉆遇該儲層。目前塔中地區(qū)在下奧陶統(tǒng)的風(fēng)化殼巖溶儲集體、上奧陶統(tǒng)的礁灘體和志留系—石炭系的碎屑巖儲層中均發(fā)現(xiàn)了工業(yè)油氣藏獲得突破,下一步對塔中寒武系白云巖儲層的勘探應(yīng)給予足夠的重視。

塔中地區(qū)寒武系沉積相在縱向演化上由下部的蒸發(fā)臺地相、局限臺地相、開闊臺地相組成，說明塔中地區(qū)并沒有利于烴源巖發(fā)育的盆地及斜坡相帶。通過對塔里木盆地古生界各層系流體礦化度、組分等研究認(rèn)為，地層流體垂向上具有較強的分隔性,古生界油氣以側(cè)向運移方式為主。塔中地區(qū)的油氣主要來自于相鄰滿加爾坳陷中的寒武系—下奧陶統(tǒng)的烴源巖［19］，作為緊鄰寒武系烴源巖的寒武系內(nèi)幕層狀分布的白云巖是油氣運移與聚集的良好場所，TZ162井發(fā)現(xiàn)的工業(yè)氣流和塔參1井、TZ43井活躍的氣測顯示證實了這一點。過去制約寒武系內(nèi)幕白云巖勘探的關(guān)鍵因素是埋藏深，難以鉆及，這主要是因為對塔中古隆起內(nèi)部結(jié)構(gòu)描述不準(zhǔn)?，F(xiàn)今對于塔中古沖斷弧形構(gòu)造帶的精細(xì)刻畫，認(rèn)識到寒武系膏質(zhì)白云巖是一套主要的滑脫層，滑脫層之上的白云巖段在如圖5所示的斷層F1與F22控制下沖斷到淺層，白云巖儲層與不整合面上的志留系—泥盆系泥巖段形成儲蓋組合，成為有利的地層油氣藏發(fā)育部位，同時也使得鉆探變得容易。對于塔中寒武系白云巖勘探，首先應(yīng)注重推覆斷層上盤或保留了中、上奧陶統(tǒng)蓋層的自生自儲原生古油藏的勘探。對于塔中古隆起的南帶及塘古孜巴斯坳陷內(nèi)部的弧形沖斷帶，由于臺緣礁灘體不發(fā)育，應(yīng)重點考慮寒武系白云巖的原生古油氣藏，在TZ3井和TZ52井分別見到良好的油氣顯示和油流，證明塘古孜巴斯坳陷具備油源條件，南斜坡曾經(jīng)有過油氣運移和聚集的過程。

塔中低凸起是中國海相碳酸鹽巖地層油氣勘探的主要陣地之一，通過塔中低凸起內(nèi)部構(gòu)造地質(zhì)演化、成因與結(jié)構(gòu)特征的研究，旨在為進(jìn)一步的海相地層油氣勘探提供科學(xué)理論支持。同時，對疊合盆地深層的古構(gòu)造演化與變形特征、構(gòu)造變形樣式與構(gòu)造地震解釋方案的深化認(rèn)識，可以促進(jìn)勘探向更多的潛在領(lǐng)域延伸。

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Characteristics of Thrust Nappe in the Eastern Segment of Tazhong Arch and Oil Prospecting of Cambrian Dolostone Reservoirs,Tarim Basin

Yang Haijun，Han Jianfa，Li Benliang，Luo Chunshu，Li Chuanxin

Based on analysis of the regional geology and the seismic interpretation,it is deemed that tectonic evolution from extension to compression in Tazhong Arch was controlled by activity of the south margin of the Tarim plate during early Paleozoic time.Extension and rifting occurred in the north margin of Tazhong Arch under the control of extension in passive continent margin during Cambrian to early Ordovician time.The thrust nappe and strike-slip deformation formed from late Ordovician to late Devonian.The foreland thrust deformation was propagated from southeast to northwest during late Ordovician time,which resulted in two detachment layers.One is the Cambrian evaporite layer and the other is the ductile layer in the middle crust.The thrusting uplifted the inner dolostone reservoirs in the detachment layers be shallow,which advanced the achievement of hydrocarbon accumulation and also becomes the potential reservoirs that is easy to drill now.it is suggested to pay an attention to oil exploration of the primary paleo-reservoirs that are located at the hanging wall of thrust faults or are capped by Middle-Upper Ordovician rocks.

Cambrian;Thrust;Structural deformation;Structural characteristics;Dolostone reservoir;Petroleum Exploration;Tazhong Arch;Tarim Basin

TE111.2

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2011.02.001

1672-9854(2011)-02-0001-08

2010-07-21

楊海軍：1970年生，高級工程師，現(xiàn)任塔里木油田勘探開發(fā)研究院院長。通訊地址：841000新疆庫爾勒

金順愛

Yang Haijun：male,Doctor,Senior Engineer.Add:Institute of Petroleum Exploration&Development，PetroChina Tarim Oilfield Company,Korle，Xinjiang,841000 China