中亞曼格什拉克盆地含油氣系統(tǒng)分析

＊柴文舉 尹秀珍 李陳 荊彥清 楊龍華 劉喚宇

（西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院 陜西 710065）

自1972年，國內(nèi)外學(xué)者紛紛就含油氣系統(tǒng)概念、研究方法與應(yīng)用等方面開展研究，總結(jié)了許多具有重要參考價(jià)值的結(jié)論，而這些結(jié)論也成為了現(xiàn)今油氣勘探領(lǐng)域進(jìn)行含油氣系統(tǒng)分析的重要依據(jù)。

曼格什拉克盆地自20世紀(jì)50年代開始勘探，但其里海海上部分勘探程度仍舊較低。本文主要應(yīng)用含油氣系統(tǒng)的理論和研究方法對(duì)含油氣系統(tǒng)進(jìn)行劃分，研究其靜態(tài)地質(zhì)要素與動(dòng)態(tài)地質(zhì)作用，并分析其勘探前景。

1.曼格什拉克盆地概況

在前蘇聯(lián)和俄羅斯的區(qū)域構(gòu)造概念中，曼格什拉克盆地是一個(gè)圖蘭年輕地臺(tái)上的中新生代盆地。據(jù)Volozh等研究，圖蘭地臺(tái)在早中生代發(fā)生了裂谷作用，因此，一般將曼格什拉克盆地劃歸疊加在裂谷地塹上的克拉通盆地。

該盆地包括曼格什拉克－中烏斯秋爾特隆起帶、南曼格什拉克和土庫曼臺(tái)背斜等三個(gè)次盆（圖1）。南曼格什拉克次盆與曼格什拉克－中烏斯秋爾特隆起帶相鄰，南部邊界為土庫曼臺(tái)背斜。土庫曼臺(tái)背斜次盆位于里海海域，其構(gòu)造單元的資料有限，最近幾年才進(jìn)行了少量地震勘探。

圖1 曼格什拉克盆地構(gòu)造綱要圖（據(jù)IHS，2006修改）

(1)盆地構(gòu)造演化史

晚二疊世裂谷作用形成了一條大型的北西西向地塹。而三疊紀(jì)末強(qiáng)烈擠壓使地塹反轉(zhuǎn)、褶皺、侵蝕。隨后進(jìn)入熱沉降階段，至侏羅紀(jì)末形成了淺海相石灰?guī)r沉積。早白堊世，經(jīng)歷了一次短暫抬升之后，又再次發(fā)生熱沉降。晚始新世以來，由于受到阿拉伯板塊與印度板塊和歐亞大陸的碰撞，盆地內(nèi)產(chǎn)生了多期變形、抬升和侵蝕。

(2)沉積地層特征

曼格什拉克盆地是在三疊紀(jì)裂谷基礎(chǔ)上發(fā)育起來的克拉通凹陷盆地，從下而上，盆地內(nèi)主要發(fā)育了三疊系、侏羅系、白堊系和第三系地層。

下-中三疊統(tǒng)主要形成于瀉湖、瀉湖—淺海、淺海沉積環(huán)境中，上三疊統(tǒng)地層除淺海相外，有湖泊相及沖積扇相。下侏羅統(tǒng)為有河流相、湖泊相和泛濫平原相的陸相碎屑巖沉積；中侏羅統(tǒng)除河流相外，還發(fā)育有三角洲相和濱海相砂巖和粉砂巖；上侏羅統(tǒng)則主要為淺海相沉積。下白堊統(tǒng)早期為陸相沉積，到阿普特期為淺海相砂巖、粉砂巖和頁巖；上白堊統(tǒng)除海相沉積外，還有階段性的陸相沉積。

2.曼格什拉克盆地含油氣系統(tǒng)

(1)烴源巖特征

曼格什拉克盆地以三疊系烴源巖最為重要。在還原環(huán)境中沉積的下中三疊統(tǒng)頁巖和鈣質(zhì)頁巖含有混合型的腐泥型和腐殖型干酪根。平均有機(jī)質(zhì)含量（OM）為2%～3%，局部增加到9.8%。總有機(jī)碳含量（TOC）在0.08%～1.24%之間。下侏羅統(tǒng)的陸相沉積中有機(jī)質(zhì)全部為腐殖型，到中侏羅統(tǒng)則變?yōu)楦常嘈秃透嘈陀袡C(jī)質(zhì)。TOC通常在0.61%～6%。

盆地內(nèi)的大部分石油中等密度，石蠟含量高達(dá)33%，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高達(dá)20%，含硫量低。侏羅系和三疊系石油都是高成熟石油，具有相似的正構(gòu)烷烴分布，可能是同一套烴源巖的產(chǎn)物。

(2)儲(chǔ)蓋組合特征

該含油氣系統(tǒng)主要有三套儲(chǔ)蓋組合。分別為中三疊統(tǒng)碳酸鹽巖與上三疊統(tǒng)火山巖和頁巖、中侏羅統(tǒng)砂巖與上侏羅統(tǒng)海相頁巖和碳酸鹽巖、下白堊統(tǒng)砂巖和粉砂質(zhì)砂巖與上白堊統(tǒng)石灰?guī)r和泥灰?guī)r。

中三疊統(tǒng)儲(chǔ)層為三疊系剖面中最重要的儲(chǔ)層。包括阿克塔斯組和田格組的瀉湖－淺海相沉積的碳酸鹽巖。阿克塔斯組的下部的儲(chǔ)集性能在該地區(qū)內(nèi)是最高的。上覆的田格組儲(chǔ)層中30～180m厚的淋濾的鮞粒石灰?guī)r為最好的儲(chǔ)層而其中的砂巖為次要儲(chǔ)層。

中侏羅統(tǒng)砂巖是盆地內(nèi)最重要的儲(chǔ)層。這些儲(chǔ)層在側(cè)向上和垂向上都具有明顯的非均質(zhì)性，砂巖為復(fù)成分細(xì)－中砂巖，粘土含量一般來說較高。

盆地內(nèi)最重要的區(qū)域性蓋層為上侏羅統(tǒng)（卡洛階－牛津階）海侵海相頁巖和碳酸鹽巖層。碳酸鹽巖在盆地南部發(fā)育更普遍，構(gòu)成了蓋層的主體。上白堊統(tǒng)石灰?guī)r和泥灰?guī)r也為下伏的白堊系儲(chǔ)層提供了區(qū)域性蓋層。

(3)圈閉特征與油氣運(yùn)移

曼格什拉克盆地內(nèi)主要是與構(gòu)造相關(guān)的圈閉。在南曼格什拉克盆地中，油氣垂向運(yùn)移占主導(dǎo)地位。扎茲古爾里凹陷的侏羅系地層生成的烴類向上傾方向的熱特巴伊－烏津臺(tái)階作側(cè)向運(yùn)移。熱特巴伊－烏津臺(tái)階上油氣有可能從三疊系向侏羅系儲(chǔ)層中進(jìn)行垂向運(yùn)移。侏羅系層序中圈閉于半滲透性的層內(nèi)蓋層和斷層之下的溶解氣從石油中分離出來并沿垂向上穿過蓋層向上運(yùn)移。另外，在曼格什拉克－中烏斯秋爾特隆起帶上沿著大型斷層發(fā)生了強(qiáng)烈的垂向運(yùn)移。

(4)含油氣系統(tǒng)劃分及其特征

曼格什拉克盆地內(nèi)發(fā)育一個(gè)三疊系－侏羅系含油氣系統(tǒng)，最重要的烴源巖為三疊系烴源巖，儲(chǔ)層以中侏羅統(tǒng)碎屑巖最為重要，區(qū)域性蓋層為上侏羅統(tǒng)頁巖。

含油氣系統(tǒng)的主要烴源巖為上奧列尼奧克階（卡拉扎特克組）－中三疊統(tǒng)的碳酸鹽巖，其主要發(fā)育于熱特巴伊臺(tái)階的南部、別克巴什庫杜克背斜和卡拉奧丹裂谷。中三疊統(tǒng)油氣生成可能始于晚侏羅世。

該系統(tǒng)的油氣主要集中于熱特巴伊－烏津臺(tái)階的中侏羅統(tǒng)碎屑巖儲(chǔ)層中。最好的層段分布于辮狀河沉積的河道砂巖中，發(fā)育于多套儲(chǔ)層，其中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)特大型油氣田及一系列中小型油氣田。

在中生界剖面內(nèi)部缺失區(qū)域性蓋層，油氣側(cè)向運(yùn)移到熱特巴伊－烏津臺(tái)階之后，油氣普遍垂向運(yùn)移。盡管侏羅系頂部的區(qū)域性蓋層是半封閉的，但在局部還是有天然氣穿過并進(jìn)入上覆白堊系儲(chǔ)層。上侏羅統(tǒng)（上卡洛階－基莫里階）發(fā)育了一套由海侵頁巖和碳酸鹽巖構(gòu)成的優(yōu)質(zhì)蓋層。三疊系中不發(fā)育區(qū)域性蓋層，該套地層中的油氣顯然是被不發(fā)育次生孔隙和滲透性的致密碳酸鹽巖和凝灰?guī)r封閉的。

下中侏羅統(tǒng)中所有油氣藏都是構(gòu)造圈閉。由于中新世的抬升，盆地內(nèi)的油氣圈閉很可能形成于早中新世后。油氣的初次運(yùn)移開始于超壓狀態(tài)的成熟烴源巖和上覆巖層的斷裂作用和裂縫作用，斷裂和裂縫為油氣運(yùn)移提供了通道。

3.勘探前景

盆地位于里海海上的部分最具有勘探潛力，尤其是曼格什拉克－中烏斯秋爾特隆起帶向西在里海海上的延伸部分的潛力最高。

較有勘探潛力的為夏內(nèi)角隆起的整個(gè)中生界剖面、薩利亞喀帶的三疊系、侏羅系和白堊系儲(chǔ)層以及哈薩克坳陷。另外，在卡拉博加茲隆起的中生界地層的區(qū)域性上傾尖滅帶中，由于侏羅系沖積相和濱海沉積儲(chǔ)層的強(qiáng)烈的側(cè)向不連續(xù)性，發(fā)現(xiàn)地層型圈閉的潛力可能較高。

熱特巴伊－烏津臺(tái)階本身的勘探已經(jīng)成熟，在三疊系構(gòu)造圈閉和侏羅系地層圈閉中發(fā)現(xiàn)小型油氣田的潛力。在南曼格什拉克次盆的中軸帶未發(fā)現(xiàn)任何油氣田，預(yù)期只有較深的小型油氣藏。

4.結(jié)論

（1）盆地在裂谷作用后發(fā)生了兩次熱沉降與一次短暫抬升，后在板塊碰撞的作用下產(chǎn)生了多期變形、抬升和侵蝕。（2）盆地內(nèi)存在一個(gè)含油氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)三疊系頁巖和鈣質(zhì)頁巖為主要烴源巖，中侏羅統(tǒng)砂巖和中三疊統(tǒng)碳酸鹽巖為重要儲(chǔ)層，區(qū)域性蓋層為上侏羅統(tǒng)海相頁巖與碳酸鹽巖。（3）盆地最有勘探潛力的區(qū)域?yàn)槁袷怖耍袨跛骨餇柼芈∑饚鞑坷锖：Ｓ虿糠?，而哈薩克坳陷等地區(qū)也較有勘探潛力。