塔里木盆地寒武系鹽下構(gòu)造-巖相古地理、規(guī)模源儲分布與勘探區(qū)帶評價

魏國齊，朱永進, ，鄭劍鋒 ，俞廣, ，倪新鋒 ，閆磊，田雷，黃理力,

（1. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；2. 中國石油杭州地質(zhì)研究院，杭州310023；3. 中國石油天然氣集團有限公司碳酸鹽巖儲層重點實驗室，杭州310023； 4. 中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，蘭州730020）

0 引言

寒武系鹽下（上震旦統(tǒng)—中寒武統(tǒng)）白云巖已成為塔里木盆地深層—超深層油氣勘探重要戰(zhàn)略接替領(lǐng)域。繼塔北震旦系橋古、雅克拉潛山型油氣藏發(fā)現(xiàn)以來[1]，塔中隆起[2]、塔北輪南低凸起[3]及柯坪斷隆[4]等多個構(gòu)造單元相繼獲得重大突破。與此同時，新和1、玉龍6等多口重點探井因構(gòu)造-巖相古地理認識不足，鉆前規(guī)模儲集層、烴源巖預測不準而失利，面臨有利區(qū)帶評價難的局面。

針對塔里木盆地寒武系鹽下白云巖構(gòu)造-巖相古地理已開展多輪次攻關(guān)。賈承造、馮增昭、趙宗舉等[5-7]開展了大地構(gòu)造解析、“單因素分析多因素綜合作圖”及層序巖相古地理等研究，提出寒武紀塔里木板塊具“兩臺夾一盆”東西分異格局、南高北低地形差異、緩坡-強鑲邊的建造序列等。鄔光輝、管樹巍、朱永進等[8-11]探索性開展了塔西臺地內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其對上覆碳酸鹽臺地沉積分異的控制，提出和初步落實前寒武紀發(fā)育阿瓦提—滿加爾裂谷、早寒武世具“三隆兩洼”格局等。上述觀點和認識為揭示塔西臺地深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)提供了重要指導，有力推動了構(gòu)造-巖相古地理及油氣勘探評價研究。隨著勘探進程的加快，仍面臨3個方面的不足或爭議：①塔西南地區(qū)是否存在前寒武系古裂陷及其對下寒武統(tǒng)烴源巖和儲集層的控制；②塔北地區(qū)早寒武世構(gòu)造古地理格局及有利儲集相的分布；③晚震旦世—中寒武世塔西臺地沉積分異與演化及現(xiàn)今盆內(nèi)古隆之上源-儲-蓋組合類型與分布。本文利用最新處理采集/拼接處理的50余條地震大測線、三維地震數(shù)據(jù)體、22口鉆井及周緣露頭剖面等資料，以塔西南地區(qū)深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵單元演化為切入點，開展以組為單元的構(gòu)造-巖相古地理重建及其演化等研究，預測與評價規(guī)模烴源巖和儲集層，結(jié)合現(xiàn)今盆內(nèi)古隆構(gòu)造演化特點，評價出有利區(qū)帶，以期為下一步油氣勘探部署提供理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

塔里木盆地是一個前寒武紀古克拉通背景下的大型疊合復合盆地，內(nèi)部發(fā)育多個構(gòu)造單元（見圖1a）。新元古界—下古生界碳酸鹽巖作為塔里木板塊結(jié)晶基底之上的第1套構(gòu)造層序[3]，沉積充填和演化與羅迪尼亞超大陸裂解密切相關(guān)[12-14]。周緣露頭群南華系—震旦系均記錄了與超大陸裂解相關(guān)的構(gòu)造熱事件，“雙峰式”火山巖、A型花崗巖、基性巖墻群、“下粗上細”快速堆積碎屑巖組合等是直接證據(jù)[14-16]。南華系下部和震旦系下部獲得兩組誤差范圍內(nèi)可對比的定年數(shù)據(jù)，分別為距今760 Ma和距今615 Ma，與超大陸初始裂解（距今740～820 Ma）和末期裂解（距今600～650 Ma）相對應[12]。結(jié)合周緣露頭區(qū)裂谷特征，利用重/磁/電/震等資料初步落實了板塊內(nèi)部古裂谷的展布，識別出阿瓦提—滿加爾裂谷體系和塔西南裂谷體系[17-18]。其中，關(guān)于盆地北部的阿瓦提—滿加爾古裂谷已基本形成共識，受伸展正斷裂控制，近東西走向，寬100～200 km，最大充填厚度超過2 000 m，占現(xiàn)今盆地面積的30%[17-19]。

圖1 塔里木盆地構(gòu)造分區(qū)簡圖（a）、南北向構(gòu)造-地層結(jié)構(gòu)剖面（b）及地層綜合柱狀圖（c）

塔里木板塊兩大前寒武系古裂谷的展布及縱向演化對上覆碳酸鹽巖構(gòu)造層序充填具明顯控制作用。平面上，塔里木板塊由南至北被分割為塔西南裂谷區(qū)、中央基底古隆、阿瓦提—滿加爾裂谷區(qū)及塔北基底古隆，構(gòu)成了“兩隆-兩坳”的古構(gòu)造格局，成為寒武系鹽下（上震旦統(tǒng)—中寒武統(tǒng)）古地理分異的背景基礎(chǔ)。盡管震旦紀末遭受柯坪運動抬升改造形成沉積間斷，但并未明顯改變隆-坳相間的宏觀構(gòu)造-古地理格局。至寒武紀，塔里木盆地進入緩坡-鑲邊碳酸鹽臺地建造新階段，“兩隆-兩坳”古地理格局逐漸向“東西分異”轉(zhuǎn)變。縱向上，南華系古裂谷具典型“裂-坳”二元結(jié)構(gòu)[16]，可識別出裂谷期、裂-拗轉(zhuǎn)換期和裂后沉降-克拉通建造期等階段，控制了縱向巖性充填序列（見圖1b、圖1c），即南華系—震旦系裂陷-坳陷碎屑巖、上震旦統(tǒng)—下寒武統(tǒng)碳酸鹽巖、中寒武統(tǒng)蒸發(fā)鹽巖，二者構(gòu)成典型蒸發(fā)鹽巖-碳酸鹽巖組合，為本文研究的目的層系。

2 晚震旦世—中寒武世構(gòu)造-巖相古地理

2.1 構(gòu)造-沉積古格局與演化階段

2.1.1 塔西南地區(qū)羅南—玉北古裂谷

關(guān)于塔西南地區(qū)前寒武系古裂谷的認識爭議頗多，存在著截然相反的兩種觀點[14,19]：①南華紀—早寒武世麥蓋提斜坡主體位于塔西南隆起；②麥蓋提斜坡早寒武世為斜坡—陸棚環(huán)境，以水下環(huán)境為主，這直接制約了該區(qū)下步油氣勘探潛力評價。從新藏公路剖面所揭示的南華系—震旦系巖相組合來看，發(fā)育典型的陸相→海相、斷陷→坳陷的構(gòu)造沉積序列，基性巖墻和雙峰式巖漿巖年齡為783～802 Ma，表明塔西南地區(qū)具有與羅迪尼亞（Rodinia）超大陸裂解相匹配的伸展構(gòu)造背景。第①種觀點正是基于這一宏觀構(gòu)造背景得出的推論，裂谷形成期產(chǎn)生的均衡效應使得塔西南地區(qū)整體處于隆起背景，相對第②種觀點更合理。然而，塔西南隆起之上是否也發(fā)育古裂谷成為進一步爭議的焦點。已有學者利用基底航磁異常、地震楔狀體等進行探索性刻畫，受二疊系基性巖墻、地震多次波影響，存在較多不確定性[14]。利用多次波壓制處理技術(shù)對關(guān)鍵地震剖面進行重新處理及二/三維地震聯(lián)合解釋，首次落實了塔西南地區(qū)南華系裂谷位置、幾何參數(shù)及縱向結(jié)構(gòu)[19]（見圖 2a、圖 2b）。塔西南裂谷位于瑪扎塔格斷裂帶以南，由北西—南東向山前裂谷和南西—北東向2個分支裂谷構(gòu)成（見圖2a）。依據(jù)所在位置將西部分支裂谷命名為羅南裂谷、東部分支裂谷命名為玉北裂谷，其中羅南裂谷在群古1、和田2井區(qū)發(fā)育 2個規(guī)模較小的次級分支裂谷，呈北西—南東向發(fā)育。塔西南裂谷區(qū)面積達5.37′104km2，羅南裂谷軸向長180 km、寬59～172 km、面積1.9′104km2；玉北裂谷軸向長152 km、寬21～39 km、面積0.9′104km2，山前裂谷區(qū)面積2.57′104km2。羅南—玉北裂谷邊界發(fā)育多期次正斷裂，內(nèi)部具塹-壘結(jié)構(gòu)，縱向上表現(xiàn)出典型的“裂-坳”二元結(jié)構(gòu)。晚震旦世之后具繼承性發(fā)育特點（見圖2c）。下寒武統(tǒng)厚度也進一步反映出“兩隆夾一凹”的特點，群古1井區(qū)、和田2—玉北1井區(qū)為厚度減薄區(qū)，位于其間的巴探5—羅斯2井區(qū)厚度逐漸增厚，最大厚度超過240 m。

圖2 塔西南地區(qū)羅南—玉北裂谷平面分布圖（a）、演化模型（b）與典型地震剖面（c）

2.1.2 構(gòu)造-沉積演化階段

以震旦紀末柯坪運動為界劃分出晚震旦世裂-坳轉(zhuǎn)換、震旦紀末抬升剝蝕、早—中寒武世裂后沉降-克拉通建造等3個構(gòu)造-沉積演化階段[18-21]。

至晚震旦世，塔里木盆地由裂谷階段（見圖 3a）進入古裂谷體系的裂-拗轉(zhuǎn)換階段（見圖 3b），除局部發(fā)育同沉積斷裂外，均以熱沉降為主，具“南隆北臺、南高北低”的分異特點。疊加早震旦世的填平補齊效應，羅南—玉北和阿瓦提—滿加爾兩大古裂谷區(qū)已演化為地形相對平緩、水體深度較大的臺內(nèi)坳陷，現(xiàn)今東南隆起以北至庫魯克塔格地區(qū)可見厚層暗色泥質(zhì)沉積。原塔北基底古隆整體位于水下，成為中高能微生物丘灘帶發(fā)育有利區(qū)，與中央基底古隆北斜坡丘灘帶共同構(gòu)成上震旦統(tǒng)奇格布拉克組高能相區(qū)。

震旦紀末，塔里木盆地受柯坪運動影響遭受整體抬升剝蝕，奇格布拉克組頂部發(fā)育區(qū)域大型不整合[21]（見圖3b）。柯坪運動對塔里木盆地構(gòu)造古地理格局產(chǎn)生兩個方面的影響：①原塔北基底古隆西側(cè)柯坪—溫宿地區(qū)隆升幅度大于輪南地區(qū)，奠定寒武系沉積期西高東低的古地形基礎(chǔ)；②中央基底古隆周緣遭受大面積剝蝕，進一步擴大了早寒武世古隆區(qū)的范圍。

圖3 塔里木盆地南華紀—中寒武世構(gòu)造沉積演化示意圖（剖面位置見圖1a）

早寒武世—中寒武世，塔里木盆地進入伸展背景的裂后沉降-克拉通建造階段（見圖3c），晚震旦世“南北分異、南高北低”的分異特征繼續(xù)保持，同時也表現(xiàn)出“西高東低”的新特點。早寒武世，玉爾吐斯組、肖爾布拉克組和吾松格爾組以填平補齊方式，依次由古裂谷分布區(qū)向鄰近古隆區(qū)超覆發(fā)育。肖爾布拉克組沉積期形成了“三隆兩洼”的新格局[10]，塔南隆起、烏恰隆起、溫宿低隆聯(lián)合控制內(nèi)—中緩坡高能丘灘帶的分布與規(guī)模。中寒武世，古氣候轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊笛谉?，強鑲邊臺緣發(fā)育，形成了大型蒸發(fā) 潟 湖，沉積了大面積厚層膏鹽巖。至中寒武世中晚期，臺地克拉通性質(zhì)更加明顯，原隆-坳格局對臺地控制逐漸減弱消失。

2.2 構(gòu)造-巖相古地理特征

2.2.1 上震旦統(tǒng)奇格布拉克組

奇格布拉克組沉積期塔里木板塊內(nèi)部進入相對穩(wěn)定的熱沉降期[20]，發(fā)育微生物巖占主導的緩坡型臺地，臺內(nèi)分異具“南北分異、南隆北臺”的特點（見圖4a）。中央基底古隆位于烏恰—巴楚—塔中地區(qū)，呈北西—南東向展布。由于柯坪運動造成的區(qū)域性剝蝕，推測沉積期隆起面積比殘余厚度圖反映出的規(guī)模略小，占盆地面積的 1/3。自隆起向北依次發(fā)育內(nèi)緩坡濱岸+潟湖→內(nèi)緩坡微生物丘灘帶→中—外緩坡→盆地。內(nèi)緩坡微生物丘灘帶分布于中央基底隆起北側(cè)和原塔北基底古隆區(qū)之上，寬15～80 km，東西延伸420 km，面積達4.26′104km2。柯坪地區(qū)肖西溝剖面和塔北地區(qū)鉆井取心表明，內(nèi)緩坡常見層狀凝塊石+泡沫綿層石、微波狀疊層石+鮞粒、藻屑及凝塊石等2類高頻巖相旋回[19]，單旋回厚2～11 m。受次級斷裂影響，灘帶內(nèi)部進一步分異，輪南地區(qū)最新識別出 5個小型溝槽，槽緣見弱丘狀地震相。原阿瓦提—滿加爾裂谷區(qū)為水體相對較深的外緩坡—盆地，以暗色泥質(zhì)白云巖、泥質(zhì)巖為主。塔西南地區(qū)羅南—玉北古裂谷區(qū)在晚震旦世持續(xù)沉降，局部具發(fā)育丘灘的古地形。由古陸向南依次發(fā)育古陸—內(nèi)緩坡濱岸+潟湖→內(nèi)緩坡丘灘，新藏公路剖面見混積顆粒巖。

2.2.2 下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組

目前已有星火1、輪探1、塔深5、旗探1、輪探3、新和1等6口探井和柯坪地區(qū)12個剖面點揭示出玉爾吐斯組沉積[22]，但全部分布在塔北地區(qū)；巴楚—塔中地區(qū)近20口探井均缺失該套地層；塔西南地區(qū)尚無鉆井揭示。綜合分析認為，下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組沉積期為受控于前寒武系裂-坳體系持續(xù)沉降區(qū)控制的富泥質(zhì)緩坡（見圖4b）。中央基底隆起北側(cè)以“南北分異”為主，依次發(fā)育 3個相區(qū)：①內(nèi)緩坡碎屑巖、混積潮坪等，以老磚廠剖面及方1、舒探1等井為代表；②中緩坡泥質(zhì)（瘤狀）灰?guī)r、中薄層灰黑色泥頁巖及泥質(zhì)白云巖組合，柯坪地區(qū)露頭群多屬于此相帶，除中央古隆北側(cè)，柯坪—溫宿地隆周緣和輪南地區(qū)亦有分布；③外緩坡—盆地相，黑色泥頁巖、硅質(zhì)巖及硅質(zhì)泥巖等組合為主，以塔東地區(qū)塔東1、英東1等井為代表?？缕郝额^群實測證實玉爾吐斯組垂向上可劃分3段，即富含硅質(zhì)巖的下烴源巖亞段、與薄層灰?guī)r/白云巖頻繁互層的上烴源巖亞段、頂部白云巖亞段，厚30～50 m，黑色泥頁巖累計厚10～15 m，反映出沉積期海平面頻繁震蕩和沉積中晚期整體下降的趨勢。

基于最新落實的羅南—玉北古裂谷分布范圍和沉積區(qū)內(nèi)普遍存在與北部星火1井相類似的地震同相軸，指出塔西南古裂谷沉降區(qū)發(fā)育玉爾吐斯組沉積，厚10～50 m，預測面積約6′104km2。

2.2.3 下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組

肖爾布拉克組沉積期發(fā)育一套碳酸鹽巖緩坡沉積（見圖4c），內(nèi)部分異受控于“三隆兩凹”古地理新格局，即烏恰、塔南、柯坪—溫宿 3大古隆與塔西南凹陷區(qū)、北部凹陷區(qū)。基于 3大臺內(nèi)古隆周緣沉積物的差異，識別出塔南隆起北緣顆粒灘為主坡坪式緩坡、柯坪—溫宿低隆丘灘復合體均斜型緩坡及烏恰古隆過渡型緩坡。塔南隆起北緣顆粒灘主坡坪式緩坡分布于塔中32—楚探1井區(qū)，古隆以北依次發(fā)育混積坪→內(nèi)緩坡顆粒灘帶→中—外緩坡云灰坪/灰泥坪→盆地。內(nèi)緩坡亞相以藻砂屑白云巖、鮞粒白云巖為主，陸源碎屑豐富，分布穩(wěn)定，灘帶寬49～75 km，厚25～71 m，可見典型超覆、丘狀和前積地震反射。烏恰古隆、柯坪—溫宿低隆相帶分布與塔南古隆北緣相類似，烏恰古隆起周緣內(nèi)緩坡以藻丘與顆粒灘互層為主要特點，柯坪—溫宿地區(qū)見“小丘大灘”結(jié)構(gòu)。塔南隆起與烏恰隆起之間地貌低緩，預測發(fā)育大面積內(nèi)緩坡丘灘帶，以丘灘共生過渡組合為主?？傊?，3大臺內(nèi)隆起控制了肖爾布拉克組內(nèi)緩坡丘灘帶的分布與規(guī)模，面積達10.6′104km2。塔北隆起新和—輪南地區(qū)以中—外緩坡低能相為主，中厚層灰黑色泥質(zhì)（晶）灰?guī)r、含顆粒泥晶灰?guī)r等巖性組合，已被新和 1、輪探 1等探井證實。

2.2.4 下寒武統(tǒng)吾松格爾組

早寒武世晚期，塔南、烏恰、柯坪—溫宿 3大臺內(nèi)隆起依然存在并控制著臺內(nèi)分異，但輪南水下低隆受海平面持續(xù)下降和北東向古洋流雙重影響開始發(fā)育中高能相（見圖 4d）。傳統(tǒng)觀點認為吾松格爾組為 1套富泥質(zhì)、富陸源碎屑的潮坪相沉積[4]，不具備發(fā)育中—高能相的背景。依據(jù)柯坪露頭、柯探1（京能）、輪探1、輪探3、中寒1等新鉆井、老井巖性復查及地震相等首次發(fā)現(xiàn)并刻畫出吾松格爾組臺緣，沉積期為弱鑲邊型碳酸鹽臺地。吾松格爾組臺緣為塔西臺地寒武系第1套臺緣建?。ㄒ妶D5），標志著塔里木盆地“東盆西臺”格局的正式形成。東部臺緣分布于輪南—塔中32井區(qū)，呈北西—南東向分布，寬15～30 km，長310 km，面積約7 080 km2；北部臺緣因受斷裂和地層剝蝕等影響，尚無法準確落實。但依據(jù)露頭區(qū)→新和1井→輪探1井巖相的變化推測其位于新和1井以南?？拷_緣帶發(fā)育多個面積不等的臺內(nèi)灘，面積約3 200 km2。臺地內(nèi)部整體富泥質(zhì)，陸源碎屑比較豐富，帳篷構(gòu)造、類竹葉狀角礫巖較為常見，具有典型近古陸混合沉積特征，靠近隆起區(qū)可見厚0.5～1.2 m薄層低能灘的發(fā)育，如夏特、見必真木塔格等剖面。

2.2.5 中寒武統(tǒng)

至中寒武世，臺內(nèi)隆-坳分異已基本消失，臺地邊緣進入快速建造階段，形成典型“桶狀結(jié)構(gòu)”，疊加干旱炎熱的古氣候，發(fā)育了蒸發(fā) 潟 湖占主導的強鑲邊型臺地（見圖4e、圖4f）。與吾松格爾組沉積期臺緣相比，中寒武統(tǒng)臺緣具分布范圍更大、多期疊置的特點。南端由塔中32井區(qū)延伸至羅西臺地[23]。以中部膏鹽湖為中心，向外依次發(fā)育膏云坪+臺內(nèi)灘→蒸發(fā)潮坪→泥云坪等亞（微）相。對比沙依里克組（見圖 4e）與阿瓦塔格組（見圖 4f）巖相古地理發(fā)現(xiàn)，中寒武世早期至晚期，膏鹽湖呈擴大趨勢，面積增大約1/3，至阿瓦塔格組沉積期已超過 14.2′104km2，膏鹽巖厚度 400～700 m，周緣的膏云坪面積也達到5.1′104km2，厚200～400 m。膏鹽湖主要分布于原阿瓦提—滿加爾古裂陷區(qū)，而塔南、烏恰、柯坪—溫宿、輪南等地區(qū)以發(fā)育膏云坪為主。

3 寒武系鹽下規(guī)模烴源巖和儲集層

3.1 規(guī)模烴源巖

3.1.1 玉爾吐斯組主力烴源巖

玉爾吐斯組的分布明顯受控于前寒武系隆-坳相間古構(gòu)造格局（見圖5、圖6a），中—外緩坡亞相是烴源巖主要賦存相帶。阿瓦提—滿加爾古裂谷持續(xù)沉降區(qū)和原塔北基底古隆區(qū)構(gòu)成玉爾吐斯組核心分布區(qū)，已被柯坪露頭群、輪探1井、星火1井所證實[22]，面積達 26′104km2。烴源巖的厚度受沉積期古地形控制明顯，自西向東厚度逐漸增大，局部因古地形高地減薄。露頭區(qū)黑色泥頁巖厚10～14 m，星火1井區(qū)增厚至30 m，至塔東地區(qū)厚達55～99 m，輪南地區(qū)因處于水下低隆區(qū)，減薄為22 m。烴源巖品質(zhì)也表現(xiàn)出類似的特點，塔西臺地區(qū)TOC值普遍大于 3%，最高可達16.5%，東部盆地TOC值則以 1%～3%為主，反映了沉積相帶對烴源巖品質(zhì)的控制。目前尚無鉆井或露頭直接揭示塔西南地區(qū)發(fā)育玉爾吐斯組烴源巖，但巴什托普、和田河、玉北等已發(fā)現(xiàn)油氣藏地球化學指標顯示油氣來自下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組[24]，結(jié)合古地理編圖成果預測現(xiàn)今麥蓋提斜坡瑪南—巴什托普地區(qū)發(fā)育烴源巖，預測面積6′104km2，厚10～50 m。

圖5 塔里木盆地下寒武統(tǒng)吾松格爾組臺地邊緣地震反射（剖面位置見圖1a）

圖6 塔里木盆地下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組（a）與震旦系（b）烴源巖厚度等值圖

3.1.2 震旦系潛在烴源巖

塔里木板塊前寒武系古裂谷的發(fā)育和間冰期適合低等生物繁盛的古海洋環(huán)境使得南華系—震旦系可能成為寒武系鹽下新的油氣來源。阿瓦提—滿加爾裂谷兩側(cè)，即西北緣柯坪地區(qū)和東北緣庫魯克塔格地區(qū)已初步揭示出震旦系暗色泥巖具有一定的生烴潛力（見圖6b）?？缕旱貐^(qū)什艾日克剖面震旦系暗色泥巖厚度為60 m，TOC值為0.3%～1.0%；鄰近的肖西溝剖面出露約50 m厚泥質(zhì)巖，已風化為土黃色，斷面為黑色，TOC值小于0.5%；塔東北的庫魯克塔格南區(qū)震旦系泥巖厚60～80 m，TOC值為0.5%～1.8%，淺鉆樣品TOC值可達1.8%～2.6%。以0.5%為有效烴源巖的標準，可認定塔東北庫魯克塔格南區(qū)發(fā)育震旦系烴源巖，品質(zhì)良好。根據(jù)阿瓦提—滿加爾古裂谷的分布位置大致預測其主要分布在東部滿加爾古裂谷區(qū)。

3.2 規(guī)模儲集層

3.2.1 上震旦統(tǒng)微生物丘灘相白云巖

中央基底古隆北側(cè)和原塔北基底古隆區(qū)規(guī)模發(fā)育了內(nèi)緩坡微生物丘灘相（見圖4a），構(gòu)成了上震旦統(tǒng)奇格布拉克組規(guī)模性微生物丘灘相白云巖儲集層重要載體。肖西溝剖面地質(zhì)建模證實，儲集巖巖性以藻粘結(jié)砂屑白云巖、泡沫綿層石白云巖、疊層石白云巖、鮞粒白云巖及凝塊石白云巖等為主，頂部表生巖溶改造段還可見角礫狀藻凝塊白云巖。微生物格架（溶）孔、粒間（內(nèi)）溶孔和溶蝕孔洞為主要的有效儲集空間，最大孔隙度達19.6%，平均孔隙度3.6%，Ⅰ+Ⅱ類儲集層累計厚度為 53.7 m，儲地比 30.9%。依據(jù)儲集巖巖相構(gòu)成和主控因素的差異性，縱向上劃分出 3個儲集層段：下段以中薄層丘狀疊層石為主，夾中薄層鮞粒/藻屑白云巖，陸緣碎屑沉積較發(fā)育，儲集層發(fā)育程度較差；中段以中厚層微波狀疊層石為主，與鮞粒/藻屑及凝塊石白云巖構(gòu)成若干高頻反旋回，儲集層較發(fā)育，以Ⅰ+Ⅱ類為主，原始沉積相帶和早期白云石化是控制儲集層發(fā)育兩大主控因素；上段以若干厚層層狀凝塊石和泡沫綿層石白云巖復合為主，儲集層較發(fā)育，表生巖溶改造是除具中段的兩大主控因素外另一個重要因素[25]。3個儲集層段在塔北地區(qū)均有不同程度的發(fā)育，中、上段可全區(qū)對比[26]（見圖7），具規(guī)模性。

圖7 塔里木盆地上震旦統(tǒng)奇格布拉克組露頭-鉆井儲集層對比剖面圖（據(jù)文獻[25]修改；RLLD—深側(cè)向電阻率；RLLS—淺側(cè)向電阻率）

3.2.2 下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組藻丘灘白云巖

塔中—巴東顆粒灘帶、麥蓋提斜坡—巴楚丘灘—藻屑灘帶、柯坪—溫宿丘灘復合體構(gòu)成了下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組藻丘灘白云巖儲集層發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，面積達10.6′104km2?？缕骸獪厮拗芫壜额^地質(zhì)建模證實儲集層分布、品質(zhì)和厚度與內(nèi)緩坡丘灘體特征密切相關(guān)，儲集層厚度隨丘灘體厚度的增大而增大，主要分布在肖爾布拉克組中上段[27]。依據(jù)丘和灘的差異可劃分出藻丘型和顆粒灘型兩類白云巖儲集層。儲集空間以藻格架孔、粒間孔、粒內(nèi)孔、晶間孔等孔隙-孔洞為主，139個樣品的孔隙度為1.11%～10.80%，Ⅰ+Ⅱ類儲集層厚16～65 m，儲地比12.2%～41.2%。肖爾布拉克組內(nèi)部與頂部均缺乏大型暴露不整合，微生物丘灘相和與高頻層序界面相關(guān)的準同生巖溶作用、早期白云石化是規(guī)模有效儲集層發(fā)育和保存保持的 3大主控因素，埋藏期以先存孔隙調(diào)整破壞為主，增孔效應不明顯，繼承性大于改造性。

3.2.3 下寒武統(tǒng)吾松格爾組臺緣丘灘

輪南—塔中32井臺緣帶與臺緣之后臺內(nèi)灘構(gòu)成吾松格爾組儲集層發(fā)育主要物質(zhì)基礎(chǔ)，3大古隆周緣發(fā)育的潮坪相中低能灘亦有所貢獻，臺緣帶面積約7 080 km2，西部臺內(nèi)灘面積約3 200 km2。鉆井初步揭示輪南地區(qū)吾松格爾組臺緣丘灘與儲集層之間的關(guān)系。塔深 1井鉆遇吾松格爾組臺緣，發(fā)育Ⅱ類儲集層14 m/1層，Ⅲ類儲集層76.7 m/4層；輪探1井鉆揭臺緣礁后砂屑灘相，測井解釋Ⅱ類儲集層11 m/2層，儲集巖巖性以殘余顆粒白云巖為主，孔隙度為 3.1%～3.5%，為裂縫-孔洞型儲集層。輪南地區(qū)吾松格爾組儲集層的發(fā)現(xiàn)拓展了寒武系鹽下勘探新層系，改變了吾松格爾組不能作為儲集層的傳統(tǒng)觀點。至于吾松格爾組內(nèi)部是否也具備發(fā)育規(guī)模性的丘灘相白云巖儲集層的潛力尚不清楚，對其評價是下一步工作的重點。

4 寒武系鹽下有利勘探區(qū)帶

兩套規(guī)模烴源巖、3套規(guī)模有效儲集層和中寒武統(tǒng)膏鹽巖蓋層構(gòu)成了寒武系鹽下包括上、下兩套油氣成藏組合。下組合為震旦系潛在烴源巖-上震旦統(tǒng)微生物丘灘相白云巖儲集層-下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組泥質(zhì)巖蓋層，上組合為下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖-下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組及吾松格爾組儲集層-中寒武統(tǒng)膏鹽巖蓋層。兩套成藏組合均已獲油氣發(fā)現(xiàn)。依據(jù)現(xiàn)今盆內(nèi)隆起的構(gòu)造穩(wěn)定性及源-儲新認識，評價出寒武系鹽下存在塔中北斜坡、塔北南斜坡、柯坪—溫宿周緣、麥蓋提上斜坡4個有利勘探區(qū)帶（見圖8）。

圖8 塔里木盆地寒武系鹽下白云巖有利區(qū)帶疊合圖

4.1 繼承型穩(wěn)定古隆——塔中北斜坡

塔中北斜坡位于震旦系潛在烴源巖和下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組主力烴源巖疊合區(qū)南緣，具中央基底古隆和繼承性古隆的雙重背景，上、下兩套油氣成藏組合均有發(fā)育且長期處于油氣聚集的有利指向區(qū)（見表 1）。兩套成藏組合的分布具分帶性，下組合主要分布于塔中北斜坡西段；上組合在全區(qū)均有發(fā)育，但東段發(fā)育不完整，缺失玉爾吐斯組，僅發(fā)育肖爾布拉克組顆粒灘相白云巖儲集層和中寒武統(tǒng)膏云巖蓋層，向中西段逐漸完整?，F(xiàn)今埋深小于8 500 m的有利區(qū)面積為10 069 km2，其中，下組合為2 764 km2，上組合為7 305 km2。塔中地區(qū)油氣圈閉形成于早加里東期，定型于海西期，與油氣主成藏期匹配良好[28]，截至2019年塔中北斜坡已完鉆探井4口，中深1C井在下寒武統(tǒng)測試獲得15.8′104m3工業(yè)氣流，中深 5井在中寒武統(tǒng)獲低產(chǎn)油氣流。基于中寒 1井失利原因分析，下一步勘探部署應優(yōu)先在兩套成藏組合更加落實和中晚加里東期—早海西期走滑斷裂破壞弱的中西段，目前中寒2井已上鉆。

表1 塔里木盆地寒武系鹽下白云巖有利區(qū)帶綜合分析表

4.2 殘余型古隆——塔北南斜坡

塔北南斜坡直接位于下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組主力烴源灶之上和震旦系潛在烴源巖發(fā)育區(qū)的北側(cè)，奧陶系已發(fā)現(xiàn)哈拉哈塘、塔河、順北等超大型油氣田，充分證實了源灶的有效性和規(guī)模性（見表 1）。塔北南斜坡受塔北基底古隆和塔北殘余型古隆雙重控制，上、下兩套油氣成藏組合均有發(fā)育。下組合在整個塔北地區(qū)普遍發(fā)育，廣覆的玉爾吐斯組泥頁巖覆蓋在奇格布拉克組規(guī)模微生物丘灘相白云巖之上，側(cè)向與震旦系潛在烴源巖對接。上組合僅分布在輪南地區(qū)，中寒武統(tǒng)膏云巖覆蓋在吾松格爾組臺緣和礁后灘白云巖之上?，F(xiàn)今埋深小于8 500 m的有利區(qū)面積為12 112 km2，其中下組合為11 511 km2，上組合為601 km2。塔北南斜坡經(jīng)歷了加里東期和海西期主成藏期，燕山期和喜馬拉雅期遭受較強構(gòu)造運動影響，斷裂相對發(fā)育，且鹽上奧陶系近期發(fā)現(xiàn)油氣多與溝通下寒武統(tǒng)烴源灶的大型走滑斷裂有關(guān)，尋找近源、斷裂破壞弱和規(guī)模儲蓋組合發(fā)育區(qū)是下步評價關(guān)鍵。

4.3 殘余型古隆——柯坪—溫宿周緣

柯坪—溫宿周緣位于下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組主力烴源巖和震旦系潛在烴源巖疊合區(qū)之上，油氣原地垂向運移優(yōu)勢顯著（見表1）。早寒武世位于溫宿低隆起環(huán)境，同時具備與主成藏期匹配的晚海西期古隆背景[28]，控制上下兩套油氣成藏組合的發(fā)育和油氣聚集成藏。下組合主要分布于溫宿低隆周緣，向柯坪地區(qū)剝蝕尖滅，奇格布拉克組微生物丘灘相白云巖儲集層厚度大、品質(zhì)優(yōu)。上組合在全區(qū)均有發(fā)育，靠近柯坪和溫宿低隆核心區(qū)因缺乏玉爾吐斯組烴源巖而不完整?，F(xiàn)今埋深小于8 500 m的有利區(qū)面積27 262 km2，其中下組合682 km2，上組合26 580 km2?？缕骸獪厮拗芫壱螂p重古隆背景使其油氣勘探潛力得到整體提升，但喜馬拉雅期遭受強烈的構(gòu)造改造，寒武系鹽下油氣發(fā)生調(diào)整和重新聚集，2019年京能集團柯探1井在上組合吾松格爾組獲28′104m3高產(chǎn)工業(yè)氣流印證了這一認識。尋找構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)成為突破的關(guān)鍵。

4.4 遷移型古隆——麥蓋提上斜坡

基于首次落實的羅南—玉北古裂谷的裂-坳結(jié)構(gòu)、被動大陸邊緣演化模型及地震相類比等確立了塔西南坳陷麥蓋提斜坡發(fā)育下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖，夯實了油氣勘探的資源基礎(chǔ)（見表 1）。麥蓋提斜坡上傾方向位于塔西南古隆遷移和反轉(zhuǎn)的樞紐區(qū)，構(gòu)造相對穩(wěn)定，是探索寒武系鹽下原生油氣藏的有利區(qū)帶?，F(xiàn)今埋深小于8 500 m的有利區(qū)面積為32 820 km2，均為上組合，下組合不發(fā)育。麥蓋提斜坡發(fā)育早加里東期、晚加里東期—早海西期和晚海西期—喜馬拉雅期 3期斷裂[24]，其中未斷穿中寒武統(tǒng)膏鹽巖蓋層的晚海西期—喜馬拉雅期走滑斷裂控制寒武系鹽下圈閉發(fā)育和油氣聚集，已初步落實11個圈閉，面積437.8 km2，有望成為塔西南地區(qū)寒武系鹽下獲得油氣發(fā)現(xiàn)的突破口。

5 結(jié)論

南華紀初形成的“兩隆-兩坳”古構(gòu)造格局在晚震旦世—中寒武世持續(xù)調(diào)整，經(jīng)歷了晚震旦世裂-拗轉(zhuǎn)換、震旦紀末抬升剝蝕、早—中寒武世裂后沉降-克拉通建造 3個演化階段，控制了塔里木盆地南北分異向東盆西臺轉(zhuǎn)換、緩坡至強鑲邊臺地的演化及臺內(nèi)有利相帶的分布與規(guī)模，發(fā)育了晚震旦世碳酸鹽巖緩坡、早寒武世玉爾吐斯組沉積期富泥質(zhì)緩坡、肖爾布拉克組沉積期碳酸鹽巖緩坡、吾松格爾組沉積期弱鑲邊臺地及中寒武世強鑲邊蒸發(fā)臺地。

落實了塔西南羅南—玉北古裂谷平面展布與裂坳結(jié)構(gòu)，基于被動陸緣模型和地震相類比研究預測裂谷沉降區(qū)發(fā)育下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖，新增有效烴源巖面積近6′104km2。與北部坳陷共同構(gòu)成寒武系鹽下主力烴源巖分布區(qū)，面積達32′104km2。

上震旦統(tǒng)奇格布拉克組微生物丘灘相白云巖、下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組藻丘和藻屑灘相白云巖、吾松格爾組輪南—古城臺緣丘灘白云巖構(gòu)成寒武系鹽下 3套規(guī)模性儲集層，主要分布于晚震旦世—早寒武世臺內(nèi)古隆周緣或之上，原始相帶、早期白云石化和不同級次暴露不整合面控制儲集層的分布與品質(zhì)，晚期埋藏期繼承性大于改造性。

依據(jù)現(xiàn)今盆內(nèi)古隆的構(gòu)造穩(wěn)定性及巖相古地理編圖成果，評價出塔中北斜坡、塔北南斜坡、柯坪—溫宿周緣、麥蓋提上斜坡 4個有利區(qū)帶。塔中北斜坡是寒武系鹽下近期取得突破的最現(xiàn)實領(lǐng)域，塔北南斜坡是探索上震旦統(tǒng)風化殼白云巖的有利區(qū)帶，柯坪—溫宿周緣和麥蓋提上斜坡勘探潛力明顯得到提升，值得加快探索。