中亞阿姆達(dá)林盆地油氣富集規(guī)律與有利區(qū)分析

余一欣，殷進(jìn)垠，鄭俊章，李　鋒，王　震，徐小龍，吳　航

(1.中國(guó)石油大學(xué) 油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　102249； 2.中國(guó)石油大學(xué) 盆地與油藏研究中心，北京　102249；

3.中國(guó)石化 石油勘探開發(fā)研究院,北京　100083； 4.中國(guó)石油 勘探開發(fā)研究院，北京　100083；

5.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 油氣資源調(diào)查中心，北京　100029)

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中亞阿姆達(dá)林盆地油氣富集規(guī)律與有利區(qū)分析

余一欣1,2，殷進(jìn)垠3，鄭俊章4，李鋒5，王震4，徐小龍1,2，吳航1,2

(1.中國(guó)石油大學(xué) 油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京102249； 2.中國(guó)石油大學(xué) 盆地與油藏研究中心，北京102249；

3.中國(guó)石化 石油勘探開發(fā)研究院,北京100083； 4.中國(guó)石油 勘探開發(fā)研究院，北京100083；

5.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 油氣資源調(diào)查中心，北京100029)

摘要：根據(jù)阿姆達(dá)林盆地主要地質(zhì)特征及已發(fā)現(xiàn)油氣田的分布特點(diǎn)，分析了油氣富集規(guī)律及其主控因素，并結(jié)合成藏要素分析，預(yù)測(cè)了有利區(qū)。阿姆達(dá)林盆地油氣田在平面上的分布主要受烴源巖、構(gòu)造和巖性等因素控制，并表現(xiàn)出油、氣差異聚集特點(diǎn)?？v向上，上侏羅統(tǒng)基末里—提塘階膏鹽巖將含油氣層系劃分為鹽下和鹽上2套體系。鹽下大型油氣田的分布主要受有利儲(chǔ)集相帶和局部構(gòu)造控制，而膏鹽巖區(qū)域蓋層的減薄以及走滑斷裂的活動(dòng)控制鹽上油氣田的分布。受儲(chǔ)層、蓋層和油氣來源等因素綜合影響，阿姆達(dá)林盆地最有利的勘探潛力區(qū)是位于南部木爾加布坳陷的鹽下上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖層系，尤其是具有構(gòu)造背景的生物礁建造。

關(guān)鍵詞：膏鹽巖；礁體；油氣成藏；主控因素；阿姆達(dá)林盆地

阿姆達(dá)林盆地又被稱為阿姆河盆地或卡拉庫(kù)姆盆地，是一個(gè)位于中亞構(gòu)造區(qū)中西部的大型含油氣盆地，面積約43×104km2，其中大部分位于土庫(kù)曼斯坦中東部和烏茲別克斯坦南部，還有一小部分位于阿富汗和伊郎境內(nèi)。截至2014年3月，阿姆達(dá)林盆地已發(fā)現(xiàn)油氣田344個(gè)，2P(探明和控制)儲(chǔ)量達(dá)193 221百萬(wàn)桶油當(dāng)量，其中天然氣占絕大部分。國(guó)內(nèi)學(xué)者已針對(duì)阿姆達(dá)林盆地的基礎(chǔ)地質(zhì)和油氣聚集特征等都開展過探討和分析[1-9]，但能反映最新勘探成果和認(rèn)識(shí)的文獻(xiàn)還相對(duì)較少。而且阿姆達(dá)林盆地是中亞地區(qū)油氣資源最豐富的盆地之一，已成為我國(guó)各大石油公司實(shí)施海外戰(zhàn)略的重要目標(biāo)區(qū)[10]。本文主要利用新資料，在了解阿姆達(dá)林盆地主要地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)油氣聚集成藏規(guī)律及其主控因素進(jìn)行分析，并預(yù)測(cè)有利的勘探潛力區(qū)，可為我國(guó)石油公司的海外戰(zhàn)略選區(qū)提供借鑒和參考。

1地質(zhì)特征

阿姆達(dá)林盆地是一個(gè)發(fā)育在海西期基底之上的大型疊合盆地，自中生代以來就與我國(guó)西北部的塔里木盆地具有相似的大地構(gòu)造背景，兩者同處于特提斯構(gòu)造域北緣[11-12]。阿姆達(dá)林盆地的形成演化主要經(jīng)歷了裂前基底發(fā)育、晚二疊世—三疊紀(jì)裂谷、侏羅紀(jì)—古近紀(jì)裂后坳陷和新近紀(jì)—第四紀(jì)前陸盆地等演化階段。其中在晚二疊世—三疊紀(jì)期間，圖蘭地臺(tái)南側(cè)古特提斯洋逐步關(guān)閉，伴隨著弧后拉張環(huán)境，圖蘭地臺(tái)基底發(fā)生了強(qiáng)烈的裂陷作用，導(dǎo)致阿姆達(dá)林盆地內(nèi)部發(fā)育多條大型正斷層，基本控制了盆地的構(gòu)造格局。

根據(jù)基底起伏和沉積蓋層構(gòu)造形態(tài)，可將阿姆達(dá)林盆地劃分為北阿姆達(dá)林坳陷、木爾加布坳陷、中央卡拉庫(kù)姆隆起、巴哈爾多克斜坡、科佩特山前坳陷等5個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元。盆地周緣主要發(fā)育斷階帶，如東北部有布哈拉和查爾朱階地，西部有別烏爾杰什克階地，南部有巴德赫茲—卡拉比里凸起帶等(圖1)。

阿姆達(dá)林盆地沉積蓋層主要由中、新生界組成。在晚侏羅世基末里—提塘期，盆地處于封閉海沉積環(huán)境，在強(qiáng)烈干旱氣候條件下沉積了一套膏鹽巖。該套膏鹽巖將沉積蓋層劃分為鹽下層系、含鹽層系和鹽上層系等3大構(gòu)造—地層層序(圖2)。

其中鹽下中—下侏羅統(tǒng)碎屑巖是主力烴源巖，其有機(jī)質(zhì)豐度較高，在大部分地區(qū)都處于生氣窗[13]。上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖和下白堊統(tǒng)沙特里克組砂巖則是主要儲(chǔ)集層，孔隙度和滲透率均較高，與上覆膏鹽巖和泥巖等區(qū)域蓋層構(gòu)成了良好的儲(chǔ)蓋組合。

上侏羅統(tǒng)基末里—提塘階膏鹽層厚度自西向東逐漸增大，一般厚500～1 000 m，最厚處位于盆地東部的烏恰德任凸起區(qū)(圖3)。該套膏鹽層自下而上可依次細(xì)分出下部硬石膏和鹽巖層、中部硬石膏層、上部鹽巖層和頂部硬石膏層等5個(gè)不同的巖性段，朝盆地邊緣方向，硬石膏含量增加，同時(shí)厚度減薄至20～50 m，最終完全尖滅(圖3)。除列別切克鹽底辟帶外，阿姆達(dá)林盆地鹽構(gòu)造變形整體較微弱，膏鹽巖基本以層狀展布為主，內(nèi)部發(fā)育一些小斷裂，整體具有蠕蟲狀、協(xié)調(diào)變形的特點(diǎn)(圖4)。

2油氣田分布規(guī)律

圖1　阿姆達(dá)林盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/p>

圖2　阿姆達(dá)林盆地地層綜合柱狀圖

從阿姆達(dá)林盆地目前已發(fā)現(xiàn)油氣田的平面分布來看，為數(shù)不多的油田僅局限分布在盆地北部的查爾朱階地和布哈拉階地內(nèi)，多為小型油藏或氣藏周圍的油環(huán)，而氣田則基本是在整個(gè)盆地內(nèi)都廣泛分布，油、氣的差異聚集特點(diǎn)明顯(圖5)。這種油氣田的分布特點(diǎn)可能與油、氣的自身屬性以及儲(chǔ)層地溫差異有關(guān)。各種烴類在從高壓區(qū)向低壓區(qū)運(yùn)移的過程中，天然氣會(huì)充滿首先遇到的圈閉，然后再會(huì)按照天然氣和原油供應(yīng)的多少，依次充滿后遇到的圈閉，從而組成一個(gè)從含氣到含油的逐漸變化的體系。如查爾朱階地從南往北就依次存在含天然氣帶、含凝析氣帶、含油的凝析氣帶和含油帶。另外，儲(chǔ)層的地溫條件對(duì)油氣分布也有一定影響。如侏羅系儲(chǔ)層根據(jù)地溫狀況可分為三類地區(qū)：盆地邊緣地區(qū)的地溫小于80 ℃，埋深0.7～1.8 km，主要發(fā)育含油的氣藏；當(dāng)儲(chǔ)層地溫達(dá)到105 ℃左右，埋深3.0 km時(shí)，以凝析油為主，有少數(shù)含油的凝析氣藏；當(dāng)儲(chǔ)層地溫達(dá)到108 ℃，埋深超過3 km時(shí)，已發(fā)現(xiàn)的都是凝析氣田[2]。

圖3　阿姆達(dá)林盆地上侏羅統(tǒng)膏鹽巖層厚度分布及巖相變化

圖4　阿姆達(dá)林盆地上侏羅統(tǒng)膏鹽巖變形特征

圖5　阿姆達(dá)林盆地主要油氣田分布

從構(gòu)造背景來看，油氣田都主要分布在大型斷裂帶附近、構(gòu)造階地內(nèi)部、高隆起和坳陷內(nèi)的低凸起等部位[2]。這些部位都有共同的特點(diǎn)，或是鄰近生烴中心，或是處于油氣運(yùn)移的方向上。如查爾朱階地就鄰近主要生烴區(qū)希文凹陷和扎翁古茲凹陷，天然氣供應(yīng)充足，并且在天然氣運(yùn)移路徑上存在儲(chǔ)集條件比較理想的圈閉，從而形成了坎德姆、登迪茲庫(kù)爾—哈烏扎克、薩曼特佩和烏爾塔布拉克等多個(gè)大氣田(圖5)。在盆地西部地區(qū)，來自科佩特山前坳陷和希文凹陷的油氣都向中央卡拉庫(kù)姆隆起區(qū)運(yùn)移，在隆起高部位形成了達(dá)爾瓦扎—澤格里等多個(gè)大氣田。

還有一個(gè)影響油氣分布的主要因素就是地層的巖性變化。巖性變化不僅可以形成巖性圈閉，而且還影響了天然氣的組分。如碳酸鹽巖儲(chǔ)層中的天然氣就比碎屑巖儲(chǔ)層中的天然氣含有更高的H2S，黏土質(zhì)較多的儲(chǔ)層也主要含有較輕的原油或是較重的天然氣。

3油氣聚集成藏主控因素

通過綜合分析阿姆達(dá)林盆地主要地質(zhì)及各成藏要素特征，認(rèn)為影響阿姆達(dá)林盆地油氣聚集成藏的主要因素包括：

3.1生儲(chǔ)蓋層的優(yōu)質(zhì)配置

阿姆達(dá)林盆地在中—下侏羅統(tǒng)、上侏羅統(tǒng)、下白堊統(tǒng)、上白堊統(tǒng)和古近系等地層中都發(fā)現(xiàn)了油氣儲(chǔ)量，但不同層系的富集程度相差很大。其中最主要的富集層位是上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖和下白堊統(tǒng)沙特里克組砂巖，兩者分別占到2P儲(chǔ)量的86%和13%，這主要與區(qū)域蓋層、儲(chǔ)層及主力烴源巖的配置關(guān)系密切相關(guān)。上侏羅統(tǒng)基末里—提塘階膏鹽巖厚度大，封堵能力強(qiáng)，與下伏的上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖一起組成了優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)蓋組合。另外，中—下侏羅統(tǒng)煤系地層是最主要的氣源巖，并在古近紀(jì)時(shí)進(jìn)入生氣窗，生成的大量天然氣不需要經(jīng)長(zhǎng)距離運(yùn)移就可在鹽下碳酸鹽巖儲(chǔ)層內(nèi)聚集成藏(圖6)。

在盆地中部列別切克斷裂附近以及盆地邊緣上侏羅統(tǒng)膏鹽層厚度明顯減薄或缺失的地區(qū)，下白堊統(tǒng)沙特里克組砂巖也是一個(gè)主要的儲(chǔ)集層，該層系的區(qū)域蓋層則是下白堊統(tǒng)阿爾布階100～130 m 厚的泥、頁(yè)巖層。

3.2有利儲(chǔ)集相帶和局部構(gòu)造

上侏羅統(tǒng)基末里—提塘階膏鹽巖的發(fā)育將阿姆達(dá)林盆地含油氣層系劃分為鹽下和鹽上2套體系，其中有利儲(chǔ)集相帶和局部構(gòu)造控制了鹽下油氣的分布。巖相古地理研究表明，阿姆達(dá)林盆地上侏羅統(tǒng)儲(chǔ)層以碳酸鹽巖沉積為主，尤其是沿馬里—查爾朱一線發(fā)育了一個(gè)生物礁帶，為油氣成藏提供了非常好的儲(chǔ)集條件。在此生物礁帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了多個(gè)大型氣田，如科克杜馬拉克氣田、亞什拉氣田、約洛坦—奧斯曼氣田等。

圖6　阿姆達(dá)林盆地油氣成藏模式

另外一個(gè)控制鹽下油氣分布的主要因素就是局部構(gòu)造的發(fā)育。對(duì)阿姆達(dá)林盆地主要鹽下油氣田的圈閉類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果表明，背斜、斷背斜、斷塊等構(gòu)造圈閉占有相當(dāng)大比例，另外在構(gòu)造—巖性復(fù)合圈閉中也發(fā)現(xiàn)了多個(gè)大氣田，近期還在查爾朱階地鹽下低幅構(gòu)造圈閉中獲得了較好的勘探發(fā)現(xiàn)[16]。這些鹽下局部構(gòu)造的發(fā)育都為油氣的聚集成藏提供了有利的圈閉條件。

3.3膏鹽巖區(qū)域蓋層減薄以及走滑斷裂活動(dòng)

膏鹽巖區(qū)域蓋層減薄以及走滑斷裂活動(dòng)控制鹽上油氣的分布。雖然由于上侏羅統(tǒng)基末里—提塘階膏鹽巖的存在，鹽下中—下侏羅統(tǒng)烴源巖生成的油氣較難運(yùn)移到鹽上層系中聚集成藏，但目前也已在盆地邊緣、盆地中部列別切克斷裂鄰近地區(qū)和盆地西部中央卡拉庫(kù)姆隆起區(qū)的鹽上白堊系和古近系儲(chǔ)層中發(fā)現(xiàn)了為數(shù)眾多的油氣田。在盆地邊緣地區(qū)，由于膏鹽巖厚度明顯減薄或缺失，而且?guī)r性也以硬石膏為主，導(dǎo)致膏鹽巖蓋層封閉性能明顯減弱，鹽下烴源巖生成的油氣可以向上運(yùn)移到鹽上儲(chǔ)層中聚集成藏(圖6)。而在盆地中部膏鹽巖較厚的地區(qū)，由于存在可能發(fā)生過走滑活動(dòng)的列別切克斷裂[12]，鹽下油氣可以沿此斷裂向上運(yùn)移穿過較厚的膏鹽巖，而進(jìn)入下白堊統(tǒng)沙特里克組砂巖儲(chǔ)層聚集成藏，形成大氣田，如馬雷氣田等(圖6)。

盆地西部中央卡拉庫(kù)姆隆起及鄰區(qū)的鹽上油氣本身就主要來自科佩特山前坳陷的下白堊統(tǒng)烴源巖，另外希文凹陷上侏羅統(tǒng)烴源巖也有一定貢獻(xiàn)。

4有利勘探領(lǐng)域

通過上述對(duì)成藏規(guī)律及主控因素的分析，并結(jié)合近期勘探發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為阿姆達(dá)林盆地未來最有利的勘探領(lǐng)域應(yīng)該是位于南部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(chǔ)層(圖7)。有利因素主要包括：(1)上侏羅統(tǒng)主要沉積碳酸鹽巖，尤其是礁體發(fā)育，儲(chǔ)層物性良好。(2)膏鹽巖厚度大，封蓋性能好。該地區(qū)基本是阿姆達(dá)林盆地內(nèi)基末里—提塘階膏鹽巖厚度最大的地區(qū)，最厚已超過1 000 m，可以對(duì)鹽下油氣藏產(chǎn)生良好的封蓋作用。(3)木爾加布坳陷周緣及內(nèi)部發(fā)育多個(gè)侏羅系生烴中心，油氣來源豐富。(4)與盆地北部查爾朱和布哈拉階地相比，木爾加布坳陷的勘探程度整體還較低，鉆井?dāng)?shù)量較少，但近期已獲得了重大突破，展示了良好的勘探前景。2004年在木爾加布坳陷內(nèi)發(fā)現(xiàn)了盆內(nèi)最大氣田——約洛坦—奧斯曼氣田，并證實(shí)了鹽下上侏羅統(tǒng)發(fā)育生物礁儲(chǔ)層。

圖7　阿姆達(dá)林盆地上侏羅統(tǒng)有利區(qū)預(yù)測(cè)

而且新的地震資料也顯示在亞什拉氣田和沙特里克氣田中間的地區(qū)，以及南部的木爾加布坳陷邊緣地區(qū)，都可能存在生物礁和碳酸鹽巖儲(chǔ)層，并且都有發(fā)育構(gòu)造圈閉和古地貌圈閉及其復(fù)合型圈閉的條件，勘探前景較好。

5結(jié)論

(1)阿姆達(dá)林盆地的形成演化經(jīng)歷了裂前基底形成、晚二疊世—三疊紀(jì)裂谷、侏羅紀(jì)—古近紀(jì)裂后坳陷和新近紀(jì)—第四紀(jì)前陸盆地等階段。晚侏羅世基末里—提塘期，沉積了一套膏鹽巖，將沉積蓋層劃分為鹽下層系、含鹽層系和鹽上層系等3大構(gòu)造—地層層序。

(2)阿姆達(dá)林盆地最主要的油氣富集層位是上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖和下白堊統(tǒng)沙特里克組砂巖。油氣田在平面上的分布主要受烴源巖、構(gòu)造和巖性等因素控制，并表現(xiàn)出油、氣差異聚集特點(diǎn)。

(3)上侏羅統(tǒng)基末里—提塘階膏鹽巖將含油氣層位劃分為鹽下和鹽上2套系統(tǒng)，其中鹽下大型油氣田的分布主要受有利儲(chǔ)集相帶和局部構(gòu)造控制，而膏鹽巖區(qū)域蓋層的減薄以及走滑斷裂的活動(dòng)有利于鹽上油氣田的形成。

(4)成藏要素綜合分析表明，位于南部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(chǔ)層可能是未來最有利的勘探潛力區(qū)，尤其是具有構(gòu)造背景的生物礁建造。

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(編輯黃娟)

Hydrocarbon accumulation and favorable objectives

in the Amu Darya Basin, central Asia

Yu Yixin1,2, Yin Jinyin3, Zheng Junzhang4, Li Feng5, Wang Zhen4, Xu Xiaolong1,2, Wu Hang1,2

(1.StateKeyLaboratoryofPetroleumResourcesandProspecting,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China;

2.BasinandReservoirResearchCenter,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China; 3.SINOPECPetroleum

ExplorationandProductionResearchInstitute,Beijing100083,China; 4.ResearchInstituteofPetroleumExploration

andDevelopment,PetroChina,Beijing100083,China; 5.Oil&GasSurvey,ChinaGeologicalSurvey,Beijing100029,China)

Abstract:This paper summarizes the rules of hydrocarbon accumulation and their controlling factors, and predicts some favorable exploration targets based on the integrated analysis of the basic geological features and distribution of discovered oil and gas fields in the Amu Darya Basin.In map view, the distribution of oil and gas fields is controlled mainly by source rocks, structures and lithology.The phenomenon of differential accumulation of oil and gas is also obvious.There are sub-salt and supra-salt petroleum-bearing layers, separated by the Kimmeridgian-Tithonian evaporites.Sub-salt hydrocarbon accumulation is present in favorable reservoir belts and local structures. In addition, thinning of evaporite seals and activity of strike-slip faults are beneficial to supra-salt fields.According to the analysis of reservoirs, seals and source rocks, it is proposed that the sub-salt carbonate reservoirs of the Upper Jurassic Callovian-Oxfordian formations in the Murgab Depression, especially the reefs with structural background, are favorable exploration objectives.

Key words:evaporite; reef; hydrocarbon accumulation; controlling factors; Amu Darya Basin

d oiWang Suhua,Qian Xianglin.Tectonic evolution anl-gas potential of basins in central Asia and northwestern China[J].Oil & Gas Geology,1999,20(4):321-325.

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué) “渤海郯廬走滑斷裂帶新生代差異變形及其油氣成藏效應(yīng)”(41472117)、國(guó)家油氣重大專項(xiàng)“中東中亞重點(diǎn)盆地油氣地質(zhì)特征與有利區(qū)優(yōu)選”(2011ZX05031-001)、“海外含鹽盆地油氣成藏規(guī)律及重點(diǎn)探區(qū)目標(biāo)優(yōu)選”(2011ZX05029-002)和“中西部重點(diǎn)碎屑巖領(lǐng)域油氣富集規(guī)律與分布預(yù)測(cè)”(2011ZX05002-006)聯(lián)合資助。

作者簡(jiǎn)介：余一欣(1977—)，男，副教授，從事盆地分析和構(gòu)造地質(zhì)研究。E-mail:yuxin0707@163.com。

收稿日期：2014-10-02；

修訂日期：2015-09-17。

中圖分類號(hào)：TE122.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-6112(2015)06-0758-06doi：10.11781/sysydz201506758