羌塘盆地昂達(dá)爾錯(cuò)白云巖古油藏地質(zhì)特征及成藏條件

彭清華，杜佰偉，謝尚克，鄭 博

羌塘盆地昂達(dá)爾錯(cuò)白云巖古油藏地質(zhì)特征及成藏條件

彭清華1，2，杜佰偉1，2，謝尚克1，2，鄭 博1，2

（1中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心；2國土資源部沉積盆地與油氣資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

昂達(dá)爾錯(cuò)白云巖古油藏位于羌塘盆地南羌塘坳陷，是羌塘盆地規(guī)模最大的古油藏帶，對該區(qū)油氣勘探具有重要意義。依據(jù)鑄體薄片、儲(chǔ)層物性、瀝青族組分分析，剖析了白云巖古油藏地質(zhì)特征。分析結(jié)果表明，昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏的儲(chǔ)集體可歸類為低孔—低滲型到中孔—中滲型儲(chǔ)層，為較好儲(chǔ)層類型；其石油族組分呈現(xiàn)飽和烴含量低、非烴+瀝青質(zhì)含量高的特征，為芳香瀝青型、芳香環(huán)烷型石油。劃分出兩套生儲(chǔ)蓋組合，其中的下侏羅統(tǒng)曲色組—中侏羅統(tǒng)布曲組組合為較好的生儲(chǔ)蓋組合類型，具有較好的勘探遠(yuǎn)景。認(rèn)為古油藏在晚侏羅世成藏，在喜馬拉雅期遭受逆沖破壞。

羌塘盆地；侏羅紀(jì)；古油藏；石油地質(zhì)特征；油氣成藏；生儲(chǔ)蓋組合

DOI：10.3969/j.issn.1672-9854.2016.03.006

羌塘盆地是中國陸上油氣勘探程度最低的盆地，隨著油氣勘探研究的不斷深入，它現(xiàn)被認(rèn)為是油氣資源潛力最大和最有希望取得勘探突破的盆地之一［1-5］。目前，在羌塘盆地已發(fā)現(xiàn)的油氣顯示點(diǎn)達(dá)210余處，其中液態(tài)油苗點(diǎn)5處，但僅見于安多114道班、隆鄂尼—昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏帶以及西長梁等三地［6］。前人對羌塘盆地昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏進(jìn)行了有益的探討［7-13］，研究工作主要集中于白云巖成因機(jī)制、油源對比、油氣資源評價(jià)等方面，認(rèn)為該區(qū)含油白云巖屬于混合水交代成因，油源為混源且油氣資源潛力巨大，但對古油藏缺乏系統(tǒng)的研究。本文在詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查和樣品測試分析的基礎(chǔ)上，以油氣有機(jī)地球化學(xué)及儲(chǔ)層分析為手段，重點(diǎn)剖析昂達(dá)爾錯(cuò)白云巖古油藏的露頭特征、瀝青有機(jī)地化特征和儲(chǔ)層物性特征，并進(jìn)一步探討古油藏的成藏和破壞機(jī)制，旨在為該區(qū)白云巖古油藏研究提供依據(jù)。

1　地質(zhì)概況

羌塘盆地位于西藏北部，盆地南北寬約300km，東西長近640km，面積約18.5×104km2［9］，是青藏高原面積最大的一個(gè)中生代海相沉積盆地［14-16］。盆地南界為班公湖—怒江縫合帶，與岡底斯—念青唐古拉板塊相接；北界為羌塘北緣褶沖帶，與可可西里—巴顏喀拉板塊相接。盆地內(nèi)構(gòu)造較為復(fù)雜，總體上具有“兩坳一隆”（北羌塘坳陷、南羌塘坳陷和中央隆起帶）的構(gòu)造格局（圖1）［17-18］。

圖1　羌塘盆地構(gòu)造分區(qū)圖（據(jù)文獻(xiàn)［18］修改）

昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏，位于西藏那曲地區(qū)雙湖縣東南部，昂達(dá)爾錯(cuò)以北（圖1），研究范圍約200 km2，構(gòu)造上處于羌塘盆地南羌塘坳陷北緣。研究區(qū)內(nèi)主要出露海相侏羅紀(jì)地層，自下而上依次為：下統(tǒng)曲色組（J1q），中統(tǒng)色哇組（J2s）、莎巧木組（J2sq）、布曲組（J2b）、夏里組（J2x），上統(tǒng)索瓦組（J3s）（圖2）。曲色組為一套碎屑巖組合，以黑色、灰黑色頁巖為主，夾少量粉砂巖、細(xì)砂巖、泥灰?guī)r、薄層狀石灰?guī)r及粉砂質(zhì)頁巖；色哇組上部以灰色粉砂質(zhì)頁巖、泥巖為主，夾少量泥灰?guī)r，下部主要為深灰色薄層狀頁巖；莎巧木組主要為一套灰色細(xì)粒石英砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖巖石組合；布曲組主要為一套灰色泥灰?guī)r、石灰?guī)r、白云巖夾少量泥巖巖石組合；夏里組為一套雜色粉砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖、頁巖；索瓦組為一套石灰?guī)r、泥灰?guī)r，夾少量粉砂質(zhì)泥巖、鮞?；?guī)r巖石組合。

南羌塘坳陷昂達(dá)爾錯(cuò)地區(qū)侏羅系自下而上可劃分出三個(gè)生儲(chǔ)蓋組合：下統(tǒng)曲色組—中統(tǒng)布曲組組合、中統(tǒng)布曲組—夏里組組合、上統(tǒng)索瓦組自生自儲(chǔ)式生儲(chǔ)蓋組合［18-19］。綜合前人的研究認(rèn)為，昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏屬于曲色組—布曲組生儲(chǔ)蓋組合（圖2）。

圖2　南羌塘坳陷昂達(dá)爾錯(cuò)地區(qū)侏羅系綜合柱狀圖（據(jù)文獻(xiàn)［20］修改）

2　古油藏地質(zhì)特征

2.1露頭特征

昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏為一古油藏帶，東西長約35km，南北寬約1 km［7］，呈近東西向斷續(xù)分布于東部的日尕爾保、中部的巴格底加日和西部的曉嘎曉那三地（圖1），其中以東部的日尕爾保山頂出露情況最好。野外地質(zhì)調(diào)查揭示，日尕爾保古油藏主要見三個(gè)含油白云巖層位，與疊層石藻丘礁和介殼灘共生，厚度分別為27.72 m、10.13 m和12.99 m （圖3）。中部巴格底加日古油藏主要發(fā)育兩套含油層，厚度分別為25.44 m和33.22 m，巖性為藻紋層狀白云巖（圖4a）、砂糖狀白云巖（圖4b）。含油白云巖中，紋層（主要為藻紋層和晶粒狀白云巖紋層）厚0.05～10 mm，一般薄于5 mm，且分布不均勻；藻紋層狀白云巖厚約2 m，地表延伸穩(wěn)定。西部的曉嘎曉那古油藏主要為灰色—深灰色含油白云巖，上、下為白云質(zhì)灰?guī)r和石灰?guī)r所夾，南側(cè)含油白云巖視厚度約144 m，單層厚度0.5～1.3 m，產(chǎn)狀較陡，傾角可達(dá)66°。

圖3　昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏帶日尕爾保剖面布曲組白云巖古油藏示意圖

圖4　昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏帶巴格底加日剖面中白云巖巖性特征

2.2巖石學(xué)特征

昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏帶的巖性主要為含油白云巖，礦物成分主要為方解石和白云石。

方解石含量在5%～15%，鏡下可明顯分為兩種類型：一種為白云石化殘余方解石，在染色薄片中，方解石呈星點(diǎn)狀分布于白云石顆粒之間或表面；另一種為后期脈狀充填方解石，鏡下觀察，表面明亮干凈，多呈連晶狀，充填于裂縫、晶間孔和溶蝕孔內(nèi)，其成因與后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)。

白云石含量在85%～95%，鏡下觀察，白云石顆粒大小不一，粒徑0.01～1mm不等，不規(guī)則排列，多呈棱角狀—次棱角狀，常具霧心亮邊和環(huán)帶結(jié)構(gòu)。

巖石組構(gòu)主要包括成巖組構(gòu)和原生組構(gòu)。對古油藏帶含油白云巖顯微組構(gòu)特征的研究可深化對該區(qū)古油藏特征的認(rèn)識(shí)，揭示其成因機(jī)制。伊海生等［21］識(shí)別出8個(gè)亞類的成巖組構(gòu)類型：（1）霧心亮邊結(jié)構(gòu)；（2）亮心霧邊結(jié)構(gòu)；（3）環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)；（4）異形結(jié)構(gòu)；（5）藻粒結(jié)構(gòu)；（6）骨粒結(jié)構(gòu)；（7）斑晶結(jié)構(gòu)；（8）鑲嵌結(jié)構(gòu)。劉建清等［10］識(shí)別出了交代殘余鮞粒結(jié)構(gòu)，為該區(qū)白云巖系交代成因提供了有力的證據(jù)。

本次研究工作在對野外白云巖古油藏帶露頭詳細(xì)地質(zhì)調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，還對含油白云巖薄片進(jìn)行了系統(tǒng)的鑒定，識(shí)別出了霧心亮邊結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu)、環(huán)邊膠結(jié)結(jié)構(gòu)、藻紋層構(gòu)造（圖4a）等重要的巖石組構(gòu)。霧心亮邊結(jié)構(gòu)在鏡下表現(xiàn)為中間有暗色不規(guī)則多邊形陰影，四周明亮，白云石以自形—半自形為主；成巖孔隙流體與淡水作用被認(rèn)為是形成霧心亮邊結(jié)構(gòu)的主要因素［22］，即較高M(jìn)g/Ca的孔隙流體快速結(jié)晶形成了中心暗色陰影，而Mg/Ca和鹽度下降，則生成白云石四周明亮的環(huán)邊。

本區(qū)的藻紋層白云巖可分為藻丘礁和潮坪藻席兩種。藻丘礁的基座為泥晶—亮晶核形石灰?guī)r，礁核相由藍(lán)綠藻疊層石構(gòu)成［21］；潮坪藻席的主要特征為灰黑色藻紋層與層面平行，油氣味明顯，紋層寬約1.5m，延伸穩(wěn)定，藻類種屬為藍(lán)綠藻。

2.3儲(chǔ)層物性特征

昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏儲(chǔ)層的巖性主要為布曲組白云巖，其次為石灰?guī)r。野外剖面實(shí)測顯示，日尕爾保古油藏剖面的白云巖層累計(jì)厚度達(dá)55.5m，占該組地層總厚度的79.5%；巴格底加日古油藏剖面的白云巖層累計(jì)厚度達(dá)58.66m，占該組地層總厚度的52%。白云巖儲(chǔ)層風(fēng)化嚴(yán)重，較為松散，巖石類型主要為深灰色中—厚層介殼灰質(zhì)白云巖、微晶白云巖以及中晶白云巖，呈砂糖狀（圖4b），大部分含油。

昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏白云巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間類型主要可分為孔隙和裂縫兩種；孔隙主要有晶間孔（圖5a）、晶間溶孔、晶內(nèi)溶孔三種類型，裂縫主要有構(gòu)造縫、壓溶縫、溶蝕縫（圖5b）三種類型。

圖5　昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏白云巖空間類型特征

前人研究［11］表明，昂達(dá)爾錯(cuò)地區(qū)白云巖的排驅(qū)壓力較小且變化不大，最大排驅(qū)壓力僅為0.0739MPa，說明大孔喉較多，孔隙結(jié)構(gòu)較好。為了解昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏儲(chǔ)層的孔滲性，本次研究在昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏帶共測試了14塊儲(chǔ)層樣品 （巖樣的巖性均為白云巖和藻紋層狀白云巖）（表1）。測試結(jié)果顯示，該地區(qū)樣品孔隙度為4.95%～16.24%（僅有1塊樣品孔隙度小于6%，4塊樣品的孔隙度大于12%，9塊樣品的孔隙度介于6%～12%），平均值為10.85%；滲透率為（5.089 3～115.616 9）×10-3μm2，平均值為41.5011×10-3μm2，總體呈現(xiàn)Ⅱ類和Ⅰ類儲(chǔ)層特征，屬于低孔—低滲到中孔—中滲儲(chǔ)層類型，為較好儲(chǔ)層。

2.4族組分特征

對昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏含油白云巖抽提物的分析表明，日尕爾保、巴格底加日、曉嘎曉那三個(gè)剖面的含油白云巖樣品抽提物中，石油族組成差異較明顯，且飽和烴、芳香烴、非烴+瀝青質(zhì)的百分含量區(qū)間跨度也較大（表2）。但石油族組分總體呈現(xiàn)飽和烴含量低、非烴+瀝青質(zhì)含量高的特征（圖6），在大部分樣品中，飽和烴含量不足20%，而非烴+瀝青質(zhì)含量達(dá)40%以上。根據(jù)Tissot和Welte的石油分類法，可將昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏中的石油歸類為芳香瀝青型和芳香環(huán)烷型，即為經(jīng)歷過微生物改造等次生轉(zhuǎn)化的石油。這類石油，具有明顯的高非烴和瀝青質(zhì)特點(diǎn)，與西加拿大遭受降解的焦油砂、委內(nèi)瑞拉和法國南阿奎坦盆地的重質(zhì)瀝青屬于同一類石油［23］。

表1　昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏布曲組儲(chǔ)層孔隙度和滲透率測試數(shù)據(jù)表

表2　昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏含油白云巖樣品抽提物中石油族組成與含量

圖6　昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏石油族組分特征

3　古油藏成藏探討

3.1生儲(chǔ)蓋組合特征

關(guān)于昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏中油的來源問題，近些年來一直存在爭議，主要存在四種油源觀點(diǎn)：（1）下侏羅統(tǒng)曲色組烴源巖；（2）中侏羅統(tǒng)夏里組烴源巖；（3）中侏羅統(tǒng)布曲組烴源巖；（4）多組烴源混合來源［6，9，12-13，24］。綜合分析前人研究成果認(rèn)為，昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏油源為下侏羅統(tǒng)曲色組和中侏羅統(tǒng)布曲組烴源巖的可能性較大。據(jù)此，按油源的不同，該古油藏可劃分出兩套不同類型的生儲(chǔ)蓋組合（圖2）。

曲色組—布曲組生儲(chǔ)蓋組合以下侏羅統(tǒng)曲色組油頁巖為烴源巖，以中侏羅統(tǒng)布曲組砂屑灰?guī)r、細(xì)—中晶白云巖和藻紋層狀白云巖為儲(chǔ)集層，以布曲組泥晶灰?guī)r為蓋層。王劍等［25］的研究表明：該組合中，烴源巖的累積厚度達(dá)171.89m，白云巖儲(chǔ)層的累積厚度大于50.84m，蓋層的厚度大于100m；曲色組烴源巖的生油條件較好，油頁巖的TOC平均值為8.34%，S1+S2達(dá)29.929mg/g。綜合分析認(rèn)為：該組合的烴源巖厚度大，有機(jī)碳含量高，儲(chǔ)層的物性好，空間配置合理，為該地區(qū)較好的生儲(chǔ)蓋組合類型。

布曲組—夏里組生儲(chǔ)蓋組合以中侏羅統(tǒng)布曲組泥灰?guī)r、含泥灰?guī)r為烴源巖，以布曲組砂屑灰?guī)r、細(xì)—中晶白云巖、藻紋層狀白云巖為儲(chǔ)集層，以夏里組泥巖為蓋層。王劍等［25］的研究表明：該組合中烴源巖的累計(jì)厚度275m，儲(chǔ)集層的累積厚度平均大于200m，蓋層的厚度大于400m；烴源巖的有機(jī)質(zhì)類型較好，以Ⅱ1型為主，少量為Ⅱ2型，TOC值在0.117% ～0.68%范圍，屬于中等烴源巖；儲(chǔ)層的物性較好，孔隙度平均值達(dá)8.76%，最大值達(dá)16.24%；蓋層封蓋性強(qiáng)?？傮w而言，該組合的烴源巖厚度大，儲(chǔ)層物性好，蓋層封蓋性強(qiáng)，但碳酸鹽巖烴源巖生油能力一般，為中等生儲(chǔ)蓋組合類型。

3.2古油藏形成及破壞

昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏在構(gòu)造上是一個(gè)以下侏羅統(tǒng)曲色組、中侏羅統(tǒng)色哇組和莎巧木組為核部，以中侏羅統(tǒng)布曲組為兩翼，被斷層錯(cuò)斷的背斜構(gòu)造（圖7）。在背斜南翼發(fā)育的壓扭性逆沖斷層控制了昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏的南部邊界，該斷層的東北盤為上升盤，由于斷層活動(dòng)，背斜核部的布曲組含油白云巖逆沖到地表被剝蝕掉，下部莎巧木組出露地表，殘留的背斜南翼含油白云巖帶即為昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏。

前人研究表明，該地區(qū)烴源巖存在兩次生烴過程，第一次生烴發(fā)生在150 Ma～140 Ma的晚侏羅世，第二次生烴是從新近紀(jì)早期（約在20 Ma時(shí)）至今，而古油藏中的油可能是第一次生烴的產(chǎn)物［9，13］。羌塘盆地中生代地層的褶皺構(gòu)造形成于晚侏羅世末—早白堊世早期的燕山運(yùn)動(dòng)，昂達(dá)爾錯(cuò)背斜構(gòu)造即為其中之一。昂達(dá)爾錯(cuò)背斜構(gòu)造與烴源巖構(gòu)成了良好的生、儲(chǔ)、蓋組合。而且，構(gòu)造圈閉的形成時(shí)間略晚于第一次大規(guī)模生烴期，圈閉形成期與生烴期時(shí)間的合理配置，使烴源巖進(jìn)入第一次生烴期后，生成的烴即向上運(yùn)移至昂達(dá)爾錯(cuò)背斜聚集，形成昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏的雛形。喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對昂達(dá)爾錯(cuò)油藏進(jìn)行了改造和破壞，南北向的擠壓使昂達(dá)爾錯(cuò)背斜的逆沖斷層頂部被剝蝕，僅殘留南翼的含油白云巖帶，構(gòu)成了現(xiàn)今昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏的構(gòu)造形態(tài)。

圖7　羌塘盆地巴格底加日白云巖古油藏構(gòu)造橫剖面圖

4　結(jié)論與探討

（1）羌塘盆地昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏的巖性主要為含油白云巖。白云巖儲(chǔ)層的孔隙和裂縫發(fā)育，儲(chǔ)集空間類型多樣；儲(chǔ)層的孔滲性較好，總體呈現(xiàn)Ⅱ類和Ⅰ類儲(chǔ)層特征，屬于低孔—低滲到中孔—中滲儲(chǔ)層類型，為較好儲(chǔ)層。

（2）昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏的石油族組成存在較明顯的差異，總體上呈飽和烴含量低、非烴+瀝青質(zhì)含量高的特征，應(yīng)是經(jīng)歷過微生物改造等次生轉(zhuǎn)化的芳香瀝青型、芳香環(huán)烷型石油。

（3）昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏存在兩套生儲(chǔ)蓋組合：曲色組—布曲組組合為較好的生儲(chǔ)蓋組合類型，具備工業(yè)性油氣藏的地質(zhì)條件，油氣勘探前景較好；布曲組—夏里組組合為中等生儲(chǔ)蓋組合類型。

（4）昂達(dá)爾錯(cuò)古油藏圈閉為一個(gè)在喜馬拉雅期遭受逆沖抬升和剝蝕且被逆沖斷層錯(cuò)斷的背斜構(gòu)造，背斜南翼的逆沖斷層控制了古油藏的南部邊界。油氣運(yùn)移聚集成藏的時(shí)間為晚侏羅世，略晚于昂達(dá)爾錯(cuò)背斜圈閉形成的時(shí)間。

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編輯：趙國憲

Peng Qinghua：Geology Engineer.Add：Chengdu Center of China Geological Survey，2 Beisan Duan，Yihuan Rd.，Chengdu，Sichuan，610081，China

Geological Characteristics and Hydrocarbon Accumulation of Angdarco Jurassic Dolostone Paleo-reservoirs in Qiangtang Basin，Tibet

Peng Qinghua，Du Baiwei，Xie Shangke，Zheng Bo

Angdarco Jurassic dolostone paleo-reservoirs located at Angdarco in Southern Qiangtang Depression are the largest oil reservoir belt in Qiangtang Basin，which is significant in Tibet′s petroleum exploration.It is shown that the Angdarco paleo-reservoirs can be classified as the ones with low porosity and low permeability to medium porosity and medium permeability，which belong to good reservoirs.The group components in oil are characterized by low content of saturated hydrocarbon but high content of nonhydrocarbon and asphaltene，which is inclined to aromatic-asphaltic oil and aromatic-naphthenic oil.Two source-reservoir-cap assemblages are divided into.One of them，the J1-2Buqu-Quse assemblage，is regarded as being of good potential.It is concluded that the paleo-reservoir belt is the residual anticline in which hydrocarbon had been accumulated during late Jurassic period and was damaged during Himalayan orogeny by thrusting.

Jurassic；Paleo-reservoir；Petroleum geological characteristics；Hydrocarbon accumulation；Sourcereservoir-cap assemblage；Qiangtang Basin

TE122.3

A

1672-9854（2016）-03-0048-07

2015-05-12；改回日期：2015-07-10
本文受國家油氣重大專項(xiàng)“青藏地區(qū)海相碳酸鹽巖成藏條件與有利勘探區(qū)帶評價(jià)”（項(xiàng)目編號：2011ZX05004）和“青藏高原非常規(guī)油氣調(diào)查”（項(xiàng)目編號：1212011221106）資助
彭清華：1984年生，碩士，工程師。主要從事青藏地區(qū)非常規(guī)油氣研究工作。通訊地址：610081四川省成都市一環(huán)路北三段2號；E-mail：pqh1984yes@126.com