阿富汗—塔吉克盆地油氣地質(zhì)特征及勘探方向

尹繼全，賈承造，王春生，李奇燕，周天偉

（1 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院；2 中國石油勘探開發(fā)研究院；3中國石油天然氣股份有限公司）

1 概 況

阿富汗—塔吉克盆地位于中亞的特提斯構(gòu)造域富油氣區(qū)帶，地跨阿富汗、塔吉克斯坦、烏茲別克斯坦、土庫曼斯坦等四個(gè)國家（圖1），總面積12.5×104km2，屬于中新生代形成的疊合前陸盆地［1-2］。盆地北部邊界為海拔5000m的吉薩爾山，東部邊界為海拔6000～7000m的帕米爾高原，東南邊界為海拔4000～7000m的興都庫什山脈，西部邊界以吉薩爾山的西南分支（西南吉薩爾隆起）與阿姆河盆地（又稱卡拉庫姆盆地）［3］相連（圖1）。

盆地的油氣勘探和發(fā)現(xiàn)集中在二十世紀(jì)九十年代以前，尤其是在1934—1991年的蘇聯(lián)時(shí)期，1991年后受技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，這里的勘探活動基本停滯。前期的勘探對象為山間坳陷的平原、斜坡及隆起區(qū)埋藏較淺的構(gòu)造圈閉，而對深層則探索不足。截至目前，共發(fā)現(xiàn)油氣田35個(gè)，累計(jì)探明天然氣可采資源量2 480×108m3，石油可采資源量2 500×104t①IHS Energy.Afghan-Tajik Basin［DB］.2009，油氣主要分布于盆地中部和北部的塔吉克斯坦、烏茲別克斯坦境內(nèi)（圖1），且尚未發(fā)現(xiàn)千億方規(guī)模的大氣田。隨著中亞油氣合作勘探的推進(jìn)，以及復(fù)雜山地和超深層的油氣勘探技術(shù)的進(jìn)步，阿富汗—塔吉克盆地的油氣勘探預(yù)計(jì)將進(jìn)入到一個(gè)新階段。

圖1 阿富汗—塔吉克盆地位置及構(gòu)造單元

前人的研究主要側(cè)重于盆地及鄰區(qū)的構(gòu)造演化［1-2，4-5］和油氣地質(zhì)條件介紹②Klett T R,Ulmishek G F,Wandrey C J,et al.Assessment of Undiscovered Technically Recoverable Conventional Petroleum Resources of Northern Afghanistan［R］.USGS Open-File Report 1253,2006: 1-244.［6］，對油氣成藏組合方面的研究則還不夠深入。本文以IHS數(shù)據(jù)庫、中亞合作勘探區(qū)塊資料包以及其他資源評價(jià)資料為基礎(chǔ)，對阿富汗—塔吉克盆地的油氣地質(zhì)特征、成藏組合和勘探方向進(jìn)行了探討，以期能為盆地區(qū)帶評價(jià)和勘探目標(biāo)優(yōu)選提供借鑒。

2 盆地石油地質(zhì)條件

阿富汗—塔吉克盆地形成于晚古生代褶皺基底之上，中生代以來經(jīng)歷了伸展裂陷到強(qiáng)烈擠壓的演化過程（圖2），沉積蓋層由三套巨層序組成①②Klett T R,Ulmishek G F,Wandrey C J,et al.Assessment of Undiscovered Technically Recoverable Conventional Petroleum Resources of Northern Afghanistan［R］.USGS Open-File Report 1253,2006: 1-244.［4-5］。

（1）弧后裂陷階段，二疊系—三疊系主要由陸相中—酸性火山巖和陸源紅色碎屑巖組成(局部海相）（圖2），盆地南部最厚約3000m，向北逐漸變薄至100m左右。

（2）坳陷階段，中下侏羅統(tǒng)海陸交互相含煤碎屑巖遍布整個(gè)盆地；中侏羅世晚期—晚侏羅世早期海侵規(guī)模擴(kuò)大，在盆地邊緣沉積了大量的淺海相生物礁和生物碎屑灰?guī)r；晚侏羅世晚期，暫時(shí)的海退在盆地中沉積了厚度較大的蒸發(fā)巖層系（圖2）；白堊紀(jì)開始，海侵規(guī)模擴(kuò)大，白堊系—古近系發(fā)育海相碳酸鹽巖和碎屑巖沉積（圖2）。

（3）漸新世以來，阿拉伯板塊與歐亞板塊碰撞，海水向西南方向退出，在強(qiáng)烈的差異運(yùn)動條件下，山前坳陷發(fā)育巨厚的陸相磨拉石沉積（圖2）。

2.1 地層結(jié)構(gòu)與構(gòu)造樣式

在現(xiàn)今的東西向區(qū)域地質(zhì)剖面（圖3）上，以上侏羅統(tǒng)蒸發(fā)巖（高爾達(dá)克組膏鹽巖）為滑脫層，鹽上、鹽下兩套層系具有不同的構(gòu)造特征：鹽上層系構(gòu)造復(fù)雜，以逆沖構(gòu)造為主，構(gòu)造類型為線狀不對稱斷背斜；鹽下層系構(gòu)造平緩，埋深大，受古構(gòu)造背景控制，發(fā)育大型寬緩背斜或斷背斜。

新近紀(jì)以來，受帕米爾構(gòu)造楔擠壓與西南吉薩爾隆起阻擋作用的影響，盆地東西兩翼發(fā)生大規(guī)模逆沖變形，沖斷方向在盆地的西部為南東向，在盆地的東部為北西向，以盆地中部的瓦赫什坳陷為界，盆地東部和西部的沖斷帶在幾何形態(tài)上構(gòu)成了對沖（圖3），形成目前的山間盆地格局［4，6］。盆地由多個(gè)近南北走向、隆坳相間的構(gòu)造單元組成，從東到西依次為庫利亞布坳陷、奧比加爾姆隆起、瓦赫什坳陷、卡菲爾尼甘隆起、蘇爾漢坳陷和西南吉薩爾隆起（圖3，圖1）。平面上，各構(gòu)造單元由北向南呈帚狀撒開（圖1），北部狹窄，擠壓變形劇烈，南部寬緩，擠壓變形較弱②Klett T R,Ulmishek G F,Wandrey C J,et al.Assessment of Undiscovered Technically Recoverable Conventional Petroleum Resources of Northern Afghanistan［R］.USGS Open-File Report 1253,2006: 1-244.。

圖2 阿富汗—塔吉克盆地地層綜合柱狀圖（據(jù)文獻(xiàn)①改編）

杜尚別坳陷位于盆地西北緣，呈東西走向，它以大型走滑斷裂與南部諸構(gòu)造單元相分隔（圖1，圖4）。由于該區(qū)上侏羅統(tǒng)發(fā)育泥巖夾硬石膏層，鹽巖不發(fā)育，且新近紀(jì)以來沒有遭受強(qiáng)烈的構(gòu)造反轉(zhuǎn)，故構(gòu)造形態(tài)受基底地貌的控制明顯（圖4）。

圖3 阿富汗—塔吉克盆地東西向區(qū)域地質(zhì)剖面

圖4 阿富汗—塔吉克盆地地質(zhì)剖面

2.2 生儲蓋條件

阿富汗—塔吉克盆地發(fā)育三套烴源巖②（表1），其中，僅中下侏羅統(tǒng)含煤巖系處于成熟階段，以生氣為主，西南吉薩爾隆起、杜尚別坳陷的上侏羅統(tǒng)碳酸鹽巖儲層中的天然氣均來自于這一含煤層系①③Blackbourn Geoconsulting.Petroleum Geology of Central and Eastern Kazakhstan and Other Basins of Southeast Central Asia［R］.2008.［7-9］。根據(jù)有限的油源對比資料④中國石油勘探開發(fā)研究院中亞俄羅斯研究所.阿富汗—塔吉克盆地原油的地球化學(xué)特征［R］.2014.，盆地中古近系的油氣主要來自于始新統(tǒng)和上白堊統(tǒng)烴源巖。

表1 阿富汗—塔吉克盆地主要烴源巖特征①②

從目前的油氣產(chǎn)層看，侏羅系—白堊系主要是產(chǎn)氣層，古近系主要是產(chǎn)油層①［10-11］（圖2，表2）。

3 油氣成藏組合及有利區(qū)帶

根據(jù)生儲蓋條件，盆地可用上侏羅統(tǒng)蒸發(fā)巖（區(qū)域蓋層）分隔為鹽上、鹽下兩大成藏體系，進(jìn)一步按主要油氣儲層可劃分為古近系、白堊系和侏羅系三套成藏組合［9-11］。

3.1 古近系成藏組合

已發(fā)現(xiàn)的古近系油田，平面上主要分布在蘇爾漢坳陷、瓦赫什坳陷、庫利亞布坳陷、卡菲爾尼甘隆起和杜尚別坳陷（圖1），油源來自始新統(tǒng)和上白堊統(tǒng)的海相泥巖，而古新統(tǒng)的布哈拉組海相石灰?guī)r和白云巖（圖2，表2）是主要的儲集層，圈閉類型則為山間坳陷區(qū)與隆起區(qū)的背斜和斷背斜。

表2 阿富汗—塔吉克盆地儲集層特征①

庫里亞布坳陷的BST 油田（位置見圖1）為古近系油氣藏的一個(gè)典型（圖5），其原油可采儲量達(dá)19.46 MMboe①（約合273×104t）。由圖5可見，該油藏圈閉為南北向線狀斷背斜構(gòu)造，高部位被逆斷層復(fù)雜化，西陡東緩，構(gòu)造西翼發(fā)育一條沿構(gòu)造長軸方向的逆沖斷層，構(gòu)造面積約3 km2。該油藏頂部具有氣頂，布哈拉組碳酸鹽巖儲層孔隙度約5%，裂縫較發(fā)育，蓋層為蘇扎克組泥巖，厚度60～80 m。構(gòu)造邊界斷裂及裂縫是油氣運(yùn)移的主要通道。

圖5 庫里亞布坳陷BST油田古近系頂面構(gòu)造圖（a）及油藏剖面圖（b）（據(jù)文獻(xiàn)①）

3.2 侏羅系—白堊系成藏組合

目前已發(fā)現(xiàn)的油氣儲量中，80%以上蘊(yùn)藏在侏羅系成藏組合中，上侏羅統(tǒng)碳酸鹽巖是主要的含氣層系，白堊系成藏組合目前發(fā)現(xiàn)的油氣藏較少，而且主要與侏羅系氣藏伴生，故本文將侏羅系、白堊系成藏組合作統(tǒng)一論述。

侏羅系—白堊系成藏組合以天然氣藏、凝析氣藏為主，已發(fā)現(xiàn)的凝析氣田主要分布在西南吉薩爾隆起，天然氣田主要分布在西南吉薩爾隆起、蘇爾漢坳陷和杜尚別坳陷（圖1）。根據(jù)上侏羅統(tǒng)蒸發(fā)巖蓋層的分布，成藏組合平面上包括三種類型：一是杜尚別坳陷的膏鹽層缺失區(qū)，侏羅系碳酸鹽巖氣藏和白堊系砂巖氣藏并存（后文圖6）；二是蘇爾漢坳陷的西斜坡和西南吉薩爾隆起帶，侏羅系碳酸鹽巖（主要是生物灰?guī)r）氣藏埋藏較淺，膏鹽巖為蓋層（后文圖7）；三是盆地中南部南北向構(gòu)造單元的鹽下深層，古地貌圈閉或古構(gòu)造圈閉發(fā)育且埋深大，是未來風(fēng)險(xiǎn)勘探的重點(diǎn)。

杜尚別坳陷的Kom氣藏（圖6），圈閉類型為北東—南西走向的背斜，沿走向發(fā)育兩條逆沖斷層（圖6a），下白堊統(tǒng)面積約4 km2，上侏羅統(tǒng)面積約5.3 km2。Kom氣藏的烴源巖為中下侏羅統(tǒng)含煤層系。氣藏縱向上發(fā)育多套儲層：下白堊統(tǒng)砂巖有效厚度120～145 m，孔隙度17%～20%；中上侏羅統(tǒng)庫基塘組中的碳酸鹽巖儲層厚度較薄，平均有效厚度14 m，平均孔隙度7.7%。蓋層為下白堊統(tǒng)泥巖及上侏羅統(tǒng)庫基塘組中的泥灰?guī)r。由于上侏羅統(tǒng)高爾達(dá)克組膏鹽巖蓋層的缺失，油氣藏發(fā)生調(diào)整，油氣沿?cái)鄬酉蛏侠^續(xù)運(yùn)移，在中下白堊統(tǒng)圈閉中聚集成藏（圖6b），斷層在白堊系成藏過程中起到了關(guān)鍵作用。該氣田天然氣可采儲量為11.5 MMboe①（約合21.1×108m3）。

圖6 杜尚別坳陷Kom氣藏頂面構(gòu)造圖（a）及氣藏剖面圖（b）（據(jù)文獻(xiàn)①）

在蘇爾漢坳陷的西斜坡和西南吉薩爾隆起，地層埋藏較淺，逆沖構(gòu)造發(fā)育，中下侏羅統(tǒng)的含煤層系、中上侏羅統(tǒng)的生物礁灰?guī)r和上覆的膏鹽巖蓋層構(gòu)成了優(yōu)質(zhì)的生儲蓋組合。以蘇爾漢坳陷Gajak氣田（圖7）為代表，中下侏羅統(tǒng)含煤層系生成的天然氣在逆沖斷層上盤的擠壓背斜中聚集，圈閉面積約79 km2，頂面高點(diǎn)埋深為2 990 m，鉆井揭示的碳酸鹽巖地層厚度350～470 m（未鉆穿），發(fā)育裂縫-孔隙型儲層，儲層平均孔隙度約為12%，滲透率50×10-3μm2，蓋層為上侏羅統(tǒng)高爾達(dá)克組膏鹽巖，斷層下盤的膏鹽巖起到側(cè)向封堵作用。該氣田天然氣可采儲量266.67 MMboe①（約合452.8×108m3）。

圖7 蘇爾漢坳陷Gajak氣藏頂面構(gòu)造圖（a）及氣藏剖面圖（b）（據(jù)文獻(xiàn)①）

3.3 有利區(qū)帶和油氣勘探方向

基于前述油氣成藏分析，侏羅系的含煤層系—碳酸鹽巖—膏鹽巖這一生儲蓋組合，是阿富汗—塔吉克盆地油氣勘探最有利的對象。受勘探技術(shù)限制，盆地鹽下層系的油氣勘探程度很低，目前已發(fā)現(xiàn)的鹽下油氣藏（圖7）主要位于西南吉薩爾隆起和蘇爾漢坳陷，其他構(gòu)造單元尚處于地震資料采集和地質(zhì)研究階段。

從蘇爾漢坳陷Gajak氣藏的成藏條件看，鹽下油氣藏的有利勘探區(qū)帶主要位于盆地隆起區(qū)以及坳陷的西部斜坡和北部斜坡。隆起區(qū)鹽下油氣成藏的有利因素為：（1）受鹽層滑脫影響，隆起區(qū)的鹽下層系可能存在隱伏的大型背斜，有利于形成具有勘探價(jià)值的規(guī)模氣藏；（2）受擠壓應(yīng)力作用，隆起區(qū)的中上侏羅統(tǒng)碳酸鹽巖儲層埋深相對較淺、裂縫發(fā)育，可以有效改善儲層滲流性能；（3）受構(gòu)造擠壓和重力作用影響，膏鹽層向隆起區(qū)流動，易形成較厚的膏鹽巖蓋層，油氣保存條件優(yōu)越。綜合分析認(rèn)為，西南吉薩爾隆起、卡菲爾尼甘隆起、奧比加爾姆隆起是鹽下層系油氣勘探的有利區(qū)帶，可作為下一步勘探的重點(diǎn)。

對于鹽上層系的白堊系、古近系成藏組合，前期在隆起區(qū)、坳陷區(qū)（埋藏較淺的背斜帶）中的勘探程度較高，但在隆起區(qū)與坳陷區(qū)之間的斜坡帶的勘探程度則還很低，因此這里的中深層的構(gòu)造-地層圈閉仍值得進(jìn)一步探索。

4 結(jié) 論

（1）阿富汗—塔吉克盆地總體為南北走向、隆坳相間的山間盆地，平面上北窄南寬，北部埋深較淺，擠壓變形強(qiáng)烈。縱向上，以上侏羅統(tǒng)膏鹽巖為滑脫層，鹽上層系逆沖構(gòu)造發(fā)育，線狀擠壓背斜和斷背斜也比較發(fā)育，鹽下層系則構(gòu)造平緩。

（2）盆地經(jīng)歷了裂陷、坳陷和碰撞擠壓三個(gè)演化階段，發(fā)育了三套烴源巖和多套儲蓋組合。中下侏羅統(tǒng)含煤碎屑巖、白堊系泥巖和碳酸鹽巖、始新統(tǒng)海相泥巖是三套主力烴源巖；中上侏羅統(tǒng)碳酸鹽巖、古新統(tǒng)生物灰?guī)r、白堊系和古近系的砂巖是良好的儲集層；上侏羅統(tǒng)膏鹽巖是鹽下層系的區(qū)域性蓋層，白堊系和新生界發(fā)育多套泥巖、泥灰?guī)r蓋層。

（3）鹽下層系中的生儲蓋組合發(fā)育，圈閉以構(gòu)造圈閉和構(gòu)造-巖性圈閉為主，規(guī)模較大，具有形成大型油氣藏的地質(zhì)條件。西南吉薩爾隆起、卡菲爾尼甘隆起、奧比加爾姆隆起是鹽下油氣勘探的有利區(qū)帶，可作為下一步勘探的重點(diǎn)。

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