阿姆河盆地成藏組合劃分與資源潛力評價

余一欣，殷進垠，鄭俊章，李鋒，陶崇智，徐小龍，吳航

（1.中國石油大學（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室；2.中國石油大學（北京）地球科學學院；3.中國石化勘探開發(fā)研究院；4.中國石油勘探開發(fā)研究院；5.中國地質調查局油氣資源調查中心）

阿姆河盆地成藏組合劃分與資源潛力評價

余一欣1,2，殷進垠3，鄭俊章4，李鋒5，陶崇智3，徐小龍1,2，吳航1,2

（1.中國石油大學（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室；2.中國石油大學（北京）地球科學學院；3.中國石化勘探開發(fā)研究院；4.中國石油勘探開發(fā)研究院；5.中國地質調查局油氣資源調查中心）

結合阿姆河盆地最新地質資料和勘探成果，通過成藏要素和油氣聚集規(guī)律分析，以儲集層為核心劃分成藏組合，針對各成藏組合進行資源潛力和地質風險評價，最后應用資源-地質風險概率雙因素法優(yōu)選有利成藏組合。在阿姆河盆地上白堊統(tǒng)賽諾曼—土倫階砂巖、下白堊統(tǒng)歐特里夫—阿爾布階砂巖、上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖和中下侏羅統(tǒng)砂巖等主力儲集層內劃分出10個成藏組合，采用蒙特卡洛模擬法計算得到阿姆河盆地待發(fā)現(xiàn)油氣資源量可達3.308×109t，其中天然氣占98%以上。參考對儲集層、圈閉、運移和保存等成藏要素的地質風險評價結果，應用資源-地質風險概率雙因素法進行有利成藏組合的評價和優(yōu)選。共劃分出2個Ⅰ類成藏組合，1個Ⅱa類成藏組合，2個Ⅱb類成藏組合，3個Ⅲ類成藏組合，1個Ⅳa類和1個Ⅳc類成藏組合。綜合分析認為阿姆河盆地最有利的勘探領域是位于木爾加布坳陷內的上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖儲集層。圖5表3參21

阿姆河盆地；成藏組合；資源評價；地質風險；勘探方向

0 引言

阿姆河盆地是一個大型含油氣盆地，主要位于中亞土庫曼斯坦和烏茲別克斯坦境內，2004年約洛坦—奧斯曼巨型氣田的發(fā)現(xiàn)，使其超越濱里海盆地成為中亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)油氣儲量最多的盆地，也是中國石油公司實施海外油氣合作的重要目標區(qū)之一[1-4]。截至目前，阿姆河盆地已發(fā)現(xiàn)油氣田344個，探明和控制油氣當量超過2.7×1010t，其中天然氣占絕大部分[5]。國內學者針對阿姆河盆地的主要地質和油氣聚集特征等都開展過一定程度的研究[6-12]，但能反映全盆最新勘探成果和地質認識的文獻還相對較少，對資源潛力的認識也

存在一定爭議。本文結合阿姆河盆地最新地質資料和勘探成果，在簡要介紹阿姆河盆地主要地質和油氣分布特征的基礎上，以儲集層為核心劃分成藏組合，并針對各成藏組合進行資源潛力和地質風險評價，最后應用資源-地質風險概率雙因素法優(yōu)選有利成藏組合。

1 地質與油氣分布特征

阿姆河盆地位于中亞構造區(qū)中西部，面積約43×104km2，是中亞地區(qū)面積最大、油氣資源最豐富的含油氣盆地（見圖1）。阿姆河盆地自中生代以來就處于特提斯構造域北緣，其形成演化主要經歷了前中生代基底發(fā)育階段、晚二疊世—三疊紀同裂谷階段、侏羅紀—古近紀裂后拗陷階段和新近紀—第四紀前陸盆地階段[13-15]（見圖2）。盆地基底由不同時代的變質巖和巖漿巖組成，上覆中、新生界[16]，其中晚侏羅世基末利—提塘期沉積了一套膏鹽巖（Gaurdak組），將沉積地層劃分為鹽下層系、含鹽層系和鹽上層系（見圖2）。鹽下中下侏羅統(tǒng)碎屑巖是主力烴源巖，有機質豐度較高，在大部分地區(qū)都處于生氣窗[17]。上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖和下白堊統(tǒng)Shatlyk組砂巖則是最主要的儲集層[16]，與上覆膏鹽巖、泥巖等區(qū)域蓋層構成了良好的儲蓋組合（見圖2）。

圖1 阿姆河盆地構造單元劃分與主要油氣田分布圖（據(jù)文獻[13-14]修改）

根據(jù)基底起伏和沉積地層構造形態(tài)，可將阿姆河盆地劃分為北阿姆達林坳陷、木爾加布坳陷、中央卡拉庫姆隆起、巴哈爾多克斜坡、科佩特山前坳陷等5個一級構造單元（見圖1）。從目前已發(fā)現(xiàn)油氣田的平面展布來看，氣田基本在整個盆地廣泛分布，而為數(shù)不多的油田僅局限在盆地北部的查爾朱階地和布哈拉階地內（見圖1）。縱向上，上侏羅統(tǒng)Gaurdak組膏鹽巖幾乎在全盆范圍內對下伏上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖儲集層中的天然氣形成有效封閉。在膏鹽巖厚度較薄或缺失地區(qū)，下白堊統(tǒng)阿爾布階下部的泥巖層也起到了重要的封蓋作用。

2 成藏組合劃分

依據(jù)以儲集層為核心的成藏組合劃分原則和流

程[18]，并利用IHS和Tellus數(shù)據(jù)庫資料[5,19]，首先確定出上白堊統(tǒng)賽諾曼—土倫階砂巖、下白堊統(tǒng)歐特里夫—阿爾布階砂巖、上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖和中下侏羅統(tǒng)砂巖等4個主力儲集層位。然后根據(jù)不同構造單元油氣聚集成藏特征的差異，從有利于區(qū)帶評價和優(yōu)選的角度出發(fā)，進一步在上述主力儲集層中劃分出10個成藏組合，其命名采用位置+地層+巖性的方式（見表1）。

圖2 阿姆河盆地地層綜合柱狀圖

阿姆河盆地上白堊統(tǒng)賽諾曼—土倫階砂巖中發(fā)現(xiàn)的油氣藏數(shù)量相對較少（見表1），而且主要分布在中央卡拉庫姆隆起和北阿姆達林坳陷的盆地邊緣地區(qū)，未來勘探潛力較有限。因此，為了資源量計算和評價方便，在全盆范圍內將其劃分為一個統(tǒng)一的成藏組合。該組合內的油氣主要來自中下侏羅統(tǒng)烴源巖，蓋層是賽諾曼—土倫階泥巖，圈閉類型以構造圈閉和地層-構造復合圈閉為主。

阿姆河盆地下白堊統(tǒng)主要發(fā)育兩套儲集層，包括凡蘭吟階下部的碳酸鹽巖儲集層和歐特里夫—阿爾布階砂巖儲集層。目前在凡蘭吟階碳酸鹽巖儲集層中發(fā)現(xiàn)的油氣藏很少，而且集中分布在巴哈爾多克斜坡內，故本次評價未將其納入。歐特里夫—阿爾布階砂巖儲集層中最好的儲集層段是Shatlyk組，孔隙度達12%～22%，滲透率常大于1 000×10?3μm2。根據(jù)不同構造單元內的油氣生成、運移和聚集特點，在下白堊統(tǒng)歐特

里夫—阿爾布階砂巖儲集層中共劃分出西部、北部和南部等3個成藏組合（見表1）。西部成藏組合位于盆地西部的科佩特山前坳陷、巴哈爾多克斜坡和中央卡拉庫姆隆起區(qū)，油氣來源具有混源特征，主要來自科佩特山前坳陷和北阿姆達林坳陷希文凹陷下白堊統(tǒng)和中下侏羅統(tǒng)烴源巖，蓋層為下白堊統(tǒng)阿爾布階泥頁巖層，以地層-構造復合型油氣藏為主，有些構造圈閉的幅度較高，具有一定勘探潛力。北部成藏組合位于北阿姆達林坳陷內，油氣田主要分布在查爾朱和布哈拉階地內。該地區(qū)Gaurdak組膏鹽巖明顯減薄，甚至部分地區(qū)已發(fā)生缺失，下白堊統(tǒng)阿爾布階的泥頁巖層充當了重要蓋層，希文凹陷、扎翁古茲凹陷和別斯肯特凹陷內中下侏羅統(tǒng)烴源巖生成的油氣經側向運移至階地內后，進入下白堊統(tǒng)歐特里夫—阿爾布階砂巖中的構造圈閉和構造-地層復合圈閉中聚集成藏。南部成藏組合位于木爾加布坳陷內，其烴源巖主要為北卡拉畢里凹陷和卡拉依莫爾凹陷侏羅系，蓋層主要為下白堊統(tǒng)阿爾布階泥頁巖層，在生烴凹陷周緣及凸起部位聚集了較多油氣。另外，在盆地中部北西西走向的列別切克斷裂帶鄰側也發(fā)生了油氣聚集，這主要是由于列別切克斷裂帶已斷穿了較厚的膏鹽層，其活動有利于鹽下烴源巖生成的油氣穿過膏鹽層向鹽上運移，進而在斷裂帶附近的下白堊統(tǒng)Shatlyk組聚集成藏。目前該組合內規(guī)模較大的構造圈閉都已基本進行了鉆探，只有一些小型、隱蔽的構造可能仍未被發(fā)現(xiàn)。

表1 阿姆河盆地成藏組合劃分及已發(fā)現(xiàn)油氣藏儲量概況（儲量數(shù)據(jù)來自文獻[5]）

圖3 阿姆河盆地上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖成藏組合分布圖（沉積相資料據(jù)文獻[19]修改）

上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖也是阿姆河盆地的主力儲集層，孔隙度為13%～17%，滲透率達（10～500）×10?3μm2。由于該套儲集層鄰近中下侏羅統(tǒng)烴源巖，油氣不需要經過Gaurdak組膏鹽層就可運移進入其中，而且上覆封蓋性能良好的Gaurdak組膏鹽層，成藏條件優(yōu)越，可進一步將其劃分為西部、北部和南部等3個成藏組合（見表1、圖3）。西部成藏組

合的油氣主要來自科佩特山前坳陷和希文凹陷中下侏羅統(tǒng)烴源巖，巴哈爾多克斜坡向北抬升，中央卡拉庫姆隆起自中生代以來始終處于油氣運移的有利指向區(qū)。該區(qū)內的構造圈閉大多已被鉆探，但在中央卡拉庫姆隆起斜坡部位具有發(fā)育地層圈閉的有利條件。北部成藏組合雖然已在查爾朱和布哈拉階地內發(fā)現(xiàn)了大量油氣田，但由于硬石膏層中常常含有碳酸鹽巖夾層，地震資料有時很難將碳酸鹽巖頂面與上覆硬石膏層區(qū)分開，從而增大了勘探難度。如科克杜馬拉克氣田就是1985年在查爾朱階地一個已經大量鉆探的區(qū)塊上發(fā)現(xiàn)的，從鉆探第1口探井到發(fā)現(xiàn)該氣田共經歷了約30 a的時間。尤其是在勘探程度相對較低的別斯肯特凹陷及鄰區(qū)，由于鄰近生烴中心，而且礁灰?guī)r儲集層發(fā)育，生物礁圈閉和復合型圈閉是有利的勘探目標。南部成藏組合的油氣主要來自木爾加布坳陷內的中下侏羅統(tǒng)烴源巖，已發(fā)現(xiàn)的氣田主要位于構造圈閉、生物礁圈閉和構造-地層復合型圈閉中。該地區(qū)礁灰?guī)r儲集層發(fā)育，勘探程度也相對較低，具有良好的勘探潛力。

中下侏羅統(tǒng)主要為碎屑巖儲集層，目前已發(fā)現(xiàn)的油氣田也相對較少（見表1），主要分布在北阿姆達林坳陷的北部以及木爾加布坳陷的東南部，盆地西部僅有少量分布，也可將其進一步劃分出西部、北部和南部等3個成藏組合，各組合的成藏特點與上侏羅統(tǒng)相似。

3 資源潛力評價

本文主要采用蒙特卡洛模擬法[20]計算阿姆河盆地各成藏組合的待發(fā)現(xiàn)油氣資源量。首先依據(jù)成藏組合劃分結果對IHS和Tellus數(shù)據(jù)庫中的儲量數(shù)據(jù)進行整理和分類[5]（見表1），并分析不同成藏組合的勘探歷程、油氣田數(shù)量及其儲量增長趨勢（見圖4）。在此基礎上，再結合各成藏組合的勘探程度，以確定各成藏組合未來待發(fā)現(xiàn)油氣藏個數(shù)和待發(fā)現(xiàn)油氣藏規(guī)模兩組參數(shù)。待發(fā)現(xiàn)油氣藏個數(shù)用最小值、眾值和最大值3個參數(shù)建立三角分布，待發(fā)現(xiàn)油氣藏規(guī)模也由最小值、中值和最大值3個參數(shù)限定，并服從對數(shù)正態(tài)分布（見表2）。然后在軟件中輸入相關參數(shù)，進行蒙特卡洛模擬，從而得到在不同概率條件下的待發(fā)現(xiàn)油氣資源量（見表2），最后取均值作為各成藏組合的最終待發(fā)現(xiàn)油氣資源量（見表3）。

圖4 阿姆河盆地北部上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖成藏組合年發(fā)現(xiàn)氣藏個數(shù)與年增天然氣儲量（數(shù)據(jù)來自文獻[5]）

表2 阿姆河盆地不同成藏組合模擬參數(shù)及待發(fā)現(xiàn)油氣資源量

從模擬計算結果可以看出，阿姆河盆地未來待發(fā)現(xiàn)的油氣資源量比較豐富，總量可達3.308×109t，其中天然氣占98%以上。在不同層系中，又以上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖儲集層的潛力最大，其中僅南部木爾加布坳陷上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖成藏組合的待發(fā)現(xiàn)資源量就占全盆所有待發(fā)現(xiàn)資源量的72%。與美國地質調查局（USGS）的最新評價結果[21]相比，本文評價結果要高一些，其原因主要有兩方面：①本文在評價過程中補充應用了最新的勘探成果資料，導致相關參數(shù)賦值有所不同；②對阿姆河盆地目前勘探程度的認識有所差別。USGS認為阿姆河盆地已進入高成熟勘探階段，而筆者認為其目前還處于中等成熟勘探階段，這與該盆地近年的勘探發(fā)現(xiàn)趨勢也吻合得較好[5]。

表3 阿姆河盆地成藏組合地質風險評價和優(yōu)選結果

4 有利區(qū)帶優(yōu)選

首先根據(jù)對地質條件的認識，對不同成藏組合中的儲集層、圈閉、運移和保存等成藏要素進行地質風險評價，并按一定標準進行風險概率賦值（見表3）。然后再結合油氣資源潛力評價結果，應用資源-地質風險概率雙因素法進行有利區(qū)的優(yōu)選。資源-地質風險概率雙因素法主要考慮待發(fā)現(xiàn)油氣資源量和地質風險概率兩個方面，并參考阿姆河盆地實際地質狀況及其相應的經濟評價標準，將區(qū)帶地質風險概率分為3個等級，即小于0.5為低風險，0.50～0.75為中等風險，大于0.75為高風險。同樣地，也將待發(fā)現(xiàn)油氣資源潛力劃分為3個等級，其中小于1.4×107t為低資源潛力，（1.4～14.0）×107t為中等資源潛力，大于14.0×107t為高資源潛力。綜合資源潛力與地質風險兩個因素，將成藏組合依次劃分為Ⅰ、Ⅱa、Ⅱb、Ⅲ、Ⅳa、Ⅳb和Ⅳc等7類（見圖5）。

根據(jù)上述思路和方法，對阿姆河盆地10個成藏組合進行了綜合優(yōu)選排隊，共劃分出Ⅰ類有利區(qū)2個，Ⅱa類有利區(qū)1個，Ⅱb類有利區(qū)2個，Ⅲ類有利區(qū)3個，Ⅳa類和Ⅳc類有利區(qū)各1個（見表3，圖5）。

綜合分析各成藏組合的成藏要素特征及其資源潛力，認為阿姆河盆地未來最有利的勘探領域應該是位于木爾加布坳陷內的南部上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖成藏組合，尤其是在烏恰德任凸起及其鄰區(qū)。在這些地區(qū)，礁灰?guī)r儲集層發(fā)育，物性良好，而且上覆較厚的膏鹽巖，可以為油氣聚集提供優(yōu)質的儲蓋組合（見圖3）。此外，該地區(qū)鄰近多個侏羅系生烴中心，油氣來源豐富。與北阿姆達林坳陷相比，木爾加布坳陷上侏羅統(tǒng)的勘探程度還相對較低，近期也獲得了重大突破，展示了良好的勘探前景。2004年在木爾加布坳陷內發(fā)現(xiàn)了迄今為止最大的氣田（約洛坦—奧斯曼氣田），并證實了該地區(qū)鹽下上侏羅統(tǒng)發(fā)育生物礁儲集層，同時具備了發(fā)育構造圈閉、生物礁圈閉及其復合型圈閉的條件，具有發(fā)現(xiàn)大氣田的巨大潛力。

圖5 阿姆河盆地成藏組合綜合優(yōu)選結果

5 結論

阿姆河盆地油氣資源豐富，氣田基本在全盆都有

分布，而為數(shù)不多的油田局限在盆地北部的階地內。良好的儲蓋組合使油氣主要聚集在上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖和下白堊統(tǒng)Shatlyk組砂巖中。以儲集層為核心，在上白堊統(tǒng)賽諾曼—土倫階砂巖、下白堊統(tǒng)歐特里夫—阿爾布階砂巖、上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖和中下侏羅統(tǒng)砂巖等主力儲集層內劃分出10個成藏組合。利用蒙特卡洛模擬法計算出不同成藏組合的待發(fā)現(xiàn)資源量為3.308×109t，其中位于木爾加布坳陷內的南部上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖成藏組合占主要地位。應用資源-地質風險概率雙因素法共劃分出2個Ⅰ類成藏組合，1個Ⅱa類成藏組合，2個Ⅱb類成藏組合，3個Ⅲ類成藏組合，1個Ⅳa類和1個Ⅳc類成藏組合，其中最有利的勘探領域是位于木爾加布坳陷的鹽下上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖儲集層。

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（編輯 黃昌武）

Division and resources evaluation of hydrocarbon plays in the Amu Darya Basin,Central Asia

Yu Yixin1,2,Yin Jinyin3,Zheng Junzhang4,Li Feng5,Tao Chongzhi3,Xu Xiaolong1,2,Wu Hang1,2
(1.State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;2.College of Geosciences,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;3.Sinopec Research Institute of Petroleum Exploration &Development,Beijing 100083,China;4.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration &Development,Beijing 100083,China;5.Oil &Gas Survey,China Geological Survey,Beijing 100029,China)

Based on the newest geological data and exploration achievements and the analysis of hydrocarbon accumulation elements and distribution rules of oil and gas,the hydrocarbon plays are divided according to the reservoirs in the Amu Darya basin,central Asia.The hydrocarbon plays are evaluated in terms of resources potential and geologic risk,and the favorable hydrocarbon plays are selected using the double factors method of resources-geological risks.Ten hydrocarbon plays have been divided into in the major reservoirs,including the Cenomanian to Turonian sandstones of the Upper Cretaceous,the Hauterivian to Albian sandstones of the Lower Cretaceous,the Callovian to Oxfordian carbonates of the Upper Jurassic,and the Middle-Lower Jurassic sandstones.The undiscovered petroleum resources of the plays,evaluated by the Monte Carlo method,are about 3 308 million tons,in which gas accounts for more than 98%.Considering the geological risks evaluation of the key hydrocarbon elements of reservoir,trap,migration and preservation,the favorable plays are evaluated and selected using the double factors method of resources-geological risks: two plays of class I,one play of class IIa,two plays of class IIb,three plays of class III,one play of class IVa,and one play of class IVc.The most favorable exploration objectives are the carbonate reservoirs of the Upper Jurassic Callovian-Oxfordian in the Murgab depression.

Amu Darya Basin;hydrocarbon play;resource evaluation;geological risk;exploration direction

國家自然科學基金項目（41472117；41125010）；國家科技重大專項（2011ZX05031-001；2011ZX05029-002；2011ZX05002-006）

TE122.2

A

1000-0747(2015)06-0750-07

10.11698/PED.2015.06.07

余一欣（1977-），男，江西婺源人，博士，中國石油大學（北京）副教授，主要從事盆地分析和構造地質研究工作。地址：北京市昌平區(qū)，中國石油大學（北京）盆地與油藏研究中心，郵政編碼：102249。E-mail：yuxin0707@163.com

2015-04-04

2015-07-11