成藏“功能要素”聯(lián)合組合控藏研究

黃一鵬

摘 ? 要：隨著塔里木盆地庫車坳陷的油氣勘探工作進一步加深，克拉蘇構造帶已成為庫車坳陷內(nèi)成藏特征研究工作的重點。但是，目前對于克拉蘇構造帶的成藏研究仍以傳統(tǒng)石油地質(zhì)綜合研究方法為主，已不能適應現(xiàn)階段難度更高的勘探工作。為探明克拉蘇構造帶的控藏因素，以油氣分布門限控藏理論與石油地質(zhì)學理論為指導，結(jié)合工區(qū)內(nèi)烴源巖特征、儲層特征、蓋層特征及古隆起分布特征等資料，建立了克拉蘇構造帶成藏功能要素聯(lián)合控藏模型。研究發(fā)現(xiàn)，庫車坳陷克拉蘇構造帶內(nèi)控藏功能要素“C，D，M，S”在橫向上的疊加與在縱向上的有序組合以及烴源灶的生排烴高峰時期共同控制區(qū)域內(nèi)構造氣藏的發(fā)育，同時根據(jù)成藏要素綜合疊加得出了克拉蘇構造帶構造氣藏成藏有利區(qū)域。

關鍵詞：庫車坳陷;油氣勘探;成藏功能要素

隨著庫車坳陷克拉蘇構造帶內(nèi)多個油氣田的發(fā)現(xiàn)，預示著該區(qū)勘探工作取得了較大進展。但是經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，前人在該區(qū)成藏研究工作中多使用以傳統(tǒng)油氣地質(zhì)綜合研究理論為指導的定性研究方法[1-11]。雖然前人使用這種傳統(tǒng)的研究方法已對該區(qū)石油地質(zhì)特征進行了較全面的研究，但使用“生、儲、蓋、圈、運、?！钡膫鹘y(tǒng)六大地質(zhì)因素對該區(qū)成藏特征進行評價往往具有較強的主觀性缺點。比如“圈”與“儲”之間;“?！迸c“蓋”之間就存在較大的概念重合。因此，本次使用近年來更為科學的油氣門限控藏理論中的“功能要素”建立克拉蘇構造帶成藏功能要素聯(lián)合控藏模型。相對于傳統(tǒng)地質(zhì)要素，功能要素具相互獨立性，既可進行單一功能要素控藏特征分析，亦可進行功能要素組合控藏特征研究。本次利用成藏研究新理論解決了傳統(tǒng)石油地質(zhì)研究中存在的問題，對于該區(qū)油氣勘探工作具重要意義。

1 ?地質(zhì)概況

克拉蘇構造帶位于塔里木盆地庫車坳陷北部依奇克里克構造帶西側(cè)，北鄰北郡單斜帶，南鄰拜城凹陷，總體成帶狀呈近EW向分布。克拉蘇構造帶位于庫車坳陷南天山前構造第二排構造，地質(zhì)情況較復雜，多期構造演化導致構造帶內(nèi)發(fā)育大量逆沖推覆背斜，并伴隨較多深大斷裂。前人對該區(qū)所做的成藏研究較多，反映出該區(qū)具十分巨大的勘探潛力。目前雖已發(fā)現(xiàn)大宛齊油田與大北1、克拉2、克拉3等多個氣田，但該區(qū)總體勘探程度仍然不高。

2 ?油氣地質(zhì)特征

2.1 ?烴源灶特征

烴源特征研究作為成藏研究的基礎環(huán)節(jié)，是判斷該地區(qū)是否存在工業(yè)價值油氣藏的先決條件。庫車坳陷發(fā)育侏羅系與白堊系兩套烴源巖，發(fā)育條件較好，為油氣成藏提供了良好的源巖條件[12]。

2.1.1 ?烴源灶平面分布廣泛、縱向厚度大，有機質(zhì)類 ? ? ? ? ? 型以Ⅲ型干酪根為主

庫車坳陷三疊、侏羅系暗色泥巖及煤系地層分布廣泛，TOC值較高，暗色泥巖及煤系地層厚度較大。三疊系烴源巖與侏羅系烴源均具湖相烴源巖特點，有機質(zhì)類型均以腐殖型干酪根（Ⅲ型）為主。

2.1.2 ?烴源灶具較高的TOC值

通過對坳陷內(nèi)三疊系與侏羅系兩套烴源巖的泥巖性質(zhì)研究，根據(jù)其有機質(zhì)含量和生烴潛力、氯仿瀝青”A”、氫指數(shù)、烴指數(shù)等烴源巖評價參數(shù)之間的關系，把該區(qū)TOC下限值定為0.5%。根據(jù)此下限值對泥巖進行烴源層篩選，得出中侏羅統(tǒng)恰克馬克組、中侏羅統(tǒng)克孜勒努爾組、下侏羅統(tǒng)楊霞組、上三疊統(tǒng)塔里奇克組與中三疊統(tǒng)黃山組5套烴源層。

2.1.3 ?烴源灶有機質(zhì)成熟度較高

庫車坳陷內(nèi)發(fā)育的三疊系與侏羅系烴源巖有機質(zhì)成熟度普遍較高，在坳陷內(nèi)除北郡單斜帶及裸露地表的地層外均達到高成熟、過成熟的產(chǎn)凝析氣階段，Ro值達1.25%～1.75%，部分地區(qū)可達2%以上，到達產(chǎn)干氣階段（圖1）。同時結(jié)合烴源巖有機質(zhì)類型為Ⅲ型（腐殖型干酪根）為主的特點，可得出該區(qū)以產(chǎn)氣為主。此外，三疊系兩套烴源巖的生烴高峰期位于古近紀末期;侏羅系三套烴源巖的生烴高峰期位于新近紀。

2.1.4 ?烴源灶生烴強度較高

坳陷內(nèi)三疊系與侏羅系烴源巖有機質(zhì)類型以腐殖型干酪根為主，根據(jù)鏡質(zhì)體反射率測量得出，烴源巖熱演化程度已進入高成熟至過成熟階段[12]。兩套烴源巖生氣強度較高，達到了800×108 m3/km2的面積高達10 000 km2。

2.2 ?儲層特征

克拉蘇構造帶主要發(fā)育下白堊統(tǒng)巴西蓋組砂巖儲層、下白堊統(tǒng)巴什基奇克組砂巖儲層以及古近系底砂巖儲層，其中以巴西蓋組與巴什基奇克組儲層為主要儲層[13-17]。總體上具有儲集性較好，平面分布廣、厚度較大的特點，儲集能力較強（圖2）。

2.2.1 ?下白堊統(tǒng)巴西蓋組儲層

研究區(qū)內(nèi)巴西蓋組下段儲層巖性以粉砂巖-細砂巖為主，砂巖厚度可達80～100 m，砂地比較高，介于0.6～0.8。砂體分布差異較小，總體上為向SW方向減薄的趨勢。巴西蓋組上段沉積相以濱湖相與淺湖相為主，儲集能力較差。

2.2.2 ?下白堊統(tǒng)巴什基奇克組儲層

克拉蘇構造帶內(nèi)巴什基奇克組下段儲層厚度達50～70 m，砂地比約為0.8。在露頭剖面中測得厚度可達65～85 m。砂體分布差異不大，總體上具向南減薄的特點，砂體厚度高點位于克拉2井區(qū)附近。

2.3 ?區(qū)域蓋層特征

庫車坳陷發(fā)育古近系與新近系廣泛分布為厚度較大的區(qū)域蓋層，巖性以膏鹽、鹽巖及泥巖為主。其分布延伸至北郡單斜帶南部，覆蓋了整個克拉蘇構造帶。區(qū)域蓋層較致密，封堵性強，具異常高壓特征。在克拉蘇構造帶，蓋層以古近系膏泥巖層與新近系吉迪克組膏泥巖層為主，厚達1 000 m及以上，突破壓力高達60 MPa以上，封蓋性能好。

2.4 ?古隆起特征

庫車前陸盆地克拉蘇構造帶內(nèi)發(fā)育大量鹽構造，總體上具隆起高度較高與構造樣式多等特點，對構造帶內(nèi)油氣聚集成藏起關鍵的控制作用[18-19]。

2.4.1 ?鹽脊

由于受構造擠壓，克拉蘇構造帶內(nèi)鹽巖形成了鹽脊構造，鹽巖最厚達千米以上并向某方向減薄直至尖滅，具不對稱特征（圖3-A）。

2.4.2 ?鹽楔

與上述鹽脊構造類似但并未出現(xiàn)鹽巖尖滅。多出現(xiàn)于構造帶北部地區(qū)，在上覆沉積負載作用增大的條件下會發(fā)生鹽巖尖滅現(xiàn)象，同時轉(zhuǎn)化為鹽脊 （圖3-B）。

2.4.3 ?鹽席

鹽席是沿著逆沖推覆斷層發(fā)育的薄層推覆鹽巖。此類推覆體來自于古近系巖鹽，受到構造擠壓后沿著斷層發(fā)生推覆。鹽席構造最厚可高達百米，多分布于克拉蘇構造帶北部區(qū)（圖3-C）。

2.5 ?烴源巖演化特征

庫車坳陷烴源灶于古近紀達成熟早期階段，鏡質(zhì)體反射率為0.05%～0.78%。生油高峰期為新近紀，中上三疊統(tǒng)烴源巖生油峰在早中新世（10～ ? ? ? 15 Ma），中上侏羅統(tǒng)烴源巖生油峰在中新世晚期 ? ? 5 Ma，之后進入高成熟生氣階段，鏡質(zhì)體反射率Ro值達1.3%以上。有機質(zhì)成熟度平面特征呈東西部高，中部低的特點。庫車坳陷南北兩端成熟度偏低，平均鏡質(zhì)體反射率值小于拜城凹陷與陽霞凹陷。侏羅系烴源巖從庫車坳陷中部至北部成熟度逐漸降低。三疊系與侏羅系烴源巖過成熟區(qū)主要位于陽霞凹陷與拜城凹陷中部沉積中心，是克拉蘇構造帶克拉2等氣田的供烴源巖。

2.6 ?油氣分布特征

庫車坳陷克拉蘇構造帶內(nèi)以干氣藏為主。圈閉形成于中新世晚期與上新世。由于庫車組沉積后拜城凹陷的快速沉降作用，使克拉蘇構造帶三疊系烴源巖與侏羅系烴源巖進入高成熟生干氣階段。同時，由于克拉蘇構造帶鹽構造中發(fā)育深大斷裂，為油氣運移提供了良好通道，使油氣得以運聚成藏。在克拉蘇構造帶西部發(fā)育中侏羅統(tǒng)恰克馬克組烴源巖，形成一些凝析氣藏與濕氣藏。

3 ?成藏功能要素組合控藏特征

3.1 ?控藏功能要素

在對塔里木盆地等地質(zhì)環(huán)境較復雜地區(qū)進行勘探時，為降低勘探風險必須建立合理的成藏概率模式，實現(xiàn)定量化成藏綜合評價，從而得出較可靠的有利勘探區(qū)域，為鉆探工作提供指導[20-21]。

前人通過對大量典型油氣藏解剖分析，明確含油氣盆地已探明油氣藏的類型特征、油氣平面分布特征與縱向分布特征。確定盆地內(nèi)不同油氣藏的成藏模式與油氣形成與分布的主控因素。發(fā)現(xiàn)成藏控制因素可歸結(jié)為4大類：區(qū)域蓋層（C）、優(yōu)相儲層（D）、低勢區(qū)域（P）、烴源灶（S）。每一個成藏功能要素都可進行單因素控藏特征研究，也可進行多功能要素組合控藏特征研究。成藏“功能要素”的研究是建立在傳統(tǒng)油氣地質(zhì)綜合研究基礎上的。

3.2 ?克拉蘇構造帶功能要素組合控藏模式

前人對克拉蘇構造帶的典型油氣藏（如克拉2氣藏、克拉3氣藏）進行了詳細的解剖工作，明確了區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)油氣藏以構造油氣藏為主，結(jié)合上述對克拉蘇構造帶烴源灶特征、儲層特征、區(qū)域蓋層特征、古隆起特征以及油氣藏分布特征的分析，確定區(qū)域內(nèi)主要控藏功能要素分別為區(qū)域蓋層（C）、優(yōu)相儲層（D）、古隆起（M）、烴源灶（S）。通過對每個“功能要素”平面疊加特征與縱向組合特征的分析，建立對應的CDMS組合控制構造類油氣藏的形成與分布模式。

3.2.1 ?CDMS縱向依次組合控制氣藏發(fā)育層位

CDMS四個功能要素按一定順序在縱向上的依次疊加組合控制了克拉蘇構造帶內(nèi)油氣藏發(fā)育的層位。根據(jù)失利井與非商業(yè)油氣井分析結(jié)果可得出，4個功能要素按其他縱向排列順序出現(xiàn)時往往不利于油氣成藏。例如D/M/C/S的組合，烴源灶排出的油氣無法通過古隆起進入儲層，導致油氣無法順利聚集成藏，而D/S/C/M的組合，烴源巖排烴后儲層因上覆無蓋層而無法有效聚集油氣。通過典型油氣藏解剖與失利井分析發(fā)現(xiàn)，當4個成藏功能要素按照自上而下C/D/M/S排列順序出現(xiàn)的情況時往往最有利于油氣運聚成藏（圖4）。

3.2.2 ?CDMS平面上疊加控制氣藏分布范圍

CDMS四個功能要素的平面疊加可控制油氣的成藏范圍，通過對克拉蘇構造帶油氣藏分布特征的分析發(fā)現(xiàn)，目前已發(fā)現(xiàn)的油氣田均在烴源灶、有利儲層、古隆起、區(qū)域蓋層4個功能要素的平面疊加復合范圍內(nèi)，并且結(jié)合失利井分析得出成藏功能要素疊加越多的地區(qū)發(fā)現(xiàn)的油氣藏越多，隨著部分功能要素的缺失，成藏概率急劇降低（圖5）。

4 ?結(jié)論及建議

（1） 利用油氣分布門限控藏理論建立相應的成藏功能要素控藏模型是實現(xiàn)油氣成藏定量評價的基礎，為油氣勘探工作定量化發(fā)展提供可靠保障。

（2） 庫車坳陷克拉蘇構造帶成藏功能要素組合控藏特征明顯，功能要素CDMS在橫向上的疊加與在縱向上的有序組合和烴源灶生排烴高峰時期統(tǒng)共同控制區(qū)域內(nèi)構造氣藏發(fā)育。

（3） 利用控藏功能要素對庫車坳陷克拉蘇構造帶進行勘探時，不能只局限在CDMS 4個功能要素的控藏研究上，應結(jié)合不同控藏功能要素及其組合對其他類型油氣藏進行成藏研究。

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Study on "Functional Elements" Joint Combination and Control of Tibet： A Case Study of Kelasu Tectonic Belt in Kuqa Depression

Huang Yi Peng

（Yangtze University，Wuhan，Hubei，430100，China）

Abstract：With the further deepening of hydrocarbon exploration in the Kuqa Depression，the Kelasu structural belt has become the focus of the study on the characteristics of accumulation in the Kuqa Depression.In order to explore the reservoir control factors of Kelasu structural belt，this paper established the model of joint reservoir control by the functional elements of Kelasu structural belt based on the Hydrocarbon Distribution Threshold Theory and Petroleum Geology Theory，combining the data of source rock characteristics，reservoir characteristics，cap characteristics and Paleo-uplift distribution characteristics in the working area.It is found that the horizontal superposition of the functional elements of "C，D， M，S" and the vertical combination and the peak time of hydrocarbon generation and expulsion of source rocks together control the development of structural gas reservoirs in the Kelasu structural belt of the Kuqa Depression.According to the comprehensive superposition of Accumulation functional elements，the tectonic gas reservoir accumulation area in Kelasu tectonic belt is obtained.

Key words：Kuqa depression;Hydrocarbon exploration;Accumulation ?functional elements