塔里木盆地巴楚隆起寒武系油藏主控因素及成藏模式研究

郭 強，李 斌，鄭見超，梅文華

（1.西南石油大學地球科學與技術學院，四川成都 610550；2.西南石油大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室，四川成都 610500）

1 區域地質概況

巴楚隆起區位于塔里木盆地的西北部，是塔里木盆地十分重要的油氣接替區[1]。近些年隨著對塔里木盆地深層油氣藏的不斷勘探，寒武系的古油藏的勘探前景不斷被重視。隨著多口寒武系鉆井的發現，揭示了寒武系油氣資源具有良好的勘探前景[2]。但由于埋深大、后期改造作用強烈導致對巴楚地區寒武系成藏模式認識不清。

2 典型油氣藏解剖

舒探1井是塔里木盆地巴楚隆起東北部一間房構造帶勒牙依里背斜上舒探1號圈閉的一口直井型區域探井，東臨阿瓦提坳陷。該井鉆至震旦系，下寒武統未發現玉爾吐斯組烴源巖。該井寒武系優質儲層主要發育在肖爾布拉克組上部，少量位于沙依里克組中部。白云巖儲層蓋層主要為中寒武統阿瓦塔格組膏巖，其突破壓力達12.5MPa，滲透率為0.024mD，具備良好的封蓋性能。因此，構成中寒武統蒸發巖和下寒武統肖爾布拉克組白云巖的儲蓋組合。舒探1井在鉆遇的奧陶系鷹山組、蓬萊壩組、寒武系下丘里塔格組、沙依里克組及肖爾布拉克組均有氣測異常顯示，但顯示較差。其中肖爾布拉克組巖心見瀝青及熒光顯示，表明巴楚東北緣寒武系鹽下存在早期成藏，然而肖爾布拉克組測井解釋為水層，顯示油氣藏已經被破壞。因此高角度通天斷裂及蓋層埋深淺是本井失利的主要原因。

巴探5井位于巴楚隆起西北部的海米東構造帶西段的背斜構造。該井鉆至震旦系，缺失玉爾吐斯組地層。過巴探5井的地震剖面解釋認為主要的斷裂樣式為基底卷入逆沖推覆斷裂-深層滑脫逆沖斷裂，斷裂向下斷至基底，向上斷至新近系，是油氣垂向運移的有效通道，其中主要活動期為加里東晚期-海西晚期和喜山期。并且構造圈閉發育，圈閉形成于加里東晚期-海西早期。而鉆后地質評價認為：下寒武統肖爾布拉克組儲層質量較好，儲層厚度為31m，儲集空間溶蝕孔洞、晶間溶孔，裂縫等，其形成主要受到內幕巖溶作用的影響。中寒武統阿瓦塔格組作為區域性蓋層和直接蓋層，整體認為儲蓋組合匹配良好，但海米東1號構造圈閉寒武系頂部被多期斷裂活動切穿。斷裂活動強烈破壞古油藏，因此保存條件差是巴探5井未發現寒武系油氣藏的主要原因。

3 油氣成藏期確定

近年來，隨著一些礦床學新方法、新理論的引入，油氣成藏年代學得到了快速發展。特別是隨著流體包裹體分析與儲層成巖礦物測年技術的引入，對油氣成藏期次的研究實現了由傳統的定性研究向半定量或定量研究的重要轉變。目前應用最廣泛的是利用包裹體均一溫度-埋藏史“投影”法確定油氣充注的時期。因此本次研究在寒武系儲層烴類包裹體測試基礎上采用投影法，并結合單井熱演化的結果，確定巴楚地區寒武系油氣成藏期次。

位于巴楚東北部的夏河1 井在井深3 709.40m 的奧陶系良里塔格組烴類包裹體均一溫度：56.8～88.1℃，平均：67.0℃。夏河1 井良里塔格組油氣充注時間約為海西早期404～385Ma[圖1（a）]。推測寒武系儲層油氣充注時間更早。而位于巴楚西北部的巴探5井在井深4 807m 下丘里塔格群烴類包裹共有二幕：第一幕的均一溫度為85～95℃，平均90.2℃；第二幕均一溫度為100～115℃，平均107℃。因此認為巴探5井至少經歷了2期油氣充注[圖1（b）]，在海西晚（299～287Ma）和印支期（256～247Ma）。

圖1 油氣充注期次圖

流體包裹體顯示巴楚東油氣充注期次較西部早，巴楚東部液態烴在加里東晚期就開始充注，而喜山期主要表現為氣態烴的充注。巴楚西部液態烴主要是在海西期開始充注，氣態烴的充注主要是在喜山期開始，喜山期主要為油氣調整期。

4 油氣成藏主控因素及成藏模式

4.1 烴源巖條件

巴楚地區下寒武統烴源巖主要分布于麥蓋提斜坡、阿瓦提坳陷區以及推測在塘沽巴斯坳陷區，因此針對隆起帶而言具有鄰生側儲的特征，這是巴楚地區油氣成藏較為復雜的重要原因。從烴源巖測試分析結果來看，有機質豐度較高，生烴潛力較好，可以為區域油氣田形成提供物質基礎。巴楚地區下寒武統烴源巖具有“雙峰式”生烴特征，表現為早期生油，晚期生氣。由于不同區域烴源巖經歷埋藏的差異演化造成了不同區域生排烴過程有所不同，其中巴楚東部的阿瓦提坳陷區，玉爾吐斯組烴源巖在加里東晚期一海西早期大量生油，在喜山期進入生烴枯竭；麥蓋提斜坡烴源巖在海西期開始生油，現今仍處于生干氣階段，為巴楚西部提供了豐富的天然氣資源。

4.2 儲蓋組合

巴楚地區寒武系主要發育2套儲蓋組合，分別以肖爾布拉克白云巖為儲層、吾松格爾組膏巖為蓋層和沙依里克組鹽間灰巖為儲層、阿瓦塔格組膏巖為蓋層的2套儲蓋組合。其中，吾松格爾組蓋層相對阿瓦塔格組膏巖較薄，但分布相對較廣，而阿瓦塔格組膏巖蓋層在巴楚地區東部不發育；中下寒武統儲層厚度變化也較大，其中下寒武統肖爾布拉克儲層在巴楚東部較厚，向西逐漸減薄。因此整體認為巴楚地區儲蓋組合匹配良好。

4.3 輸導條件

巴楚地區發育斷裂、不整合面以及輸導層型組成的復合輸導體系。其中巴楚隆起經歷了加里東期、海西期、印支期、燕山期和喜山期等多期次構造運動、多種性質構造應力作用。其中加里東期、海西期和喜山期構造運動在巴楚地區最為強烈，加里東期和海西期是巴楚地區寒武系油氣聚集的有利時期，而喜山期對次生油氣藏的形成影響較大。總體認為加里東期和海西期斷裂為原生油氣藏的垂向運移通道，而喜山期斷裂為次生油氣藏的垂向運移通道。輸導層型主要發育在中寒武統沙依里克組以及下寒武統肖爾布拉克組中，具有一定的側向輸導條件。下寒武統底的不整合面以及巴楚地區東部的T81不整合面提供了側向遠源供烴的通道。

綜上所述，認為巴楚地區輸導體系主要為斷裂、不整合面以及輸導層型組成的復合輸導體系。斷裂提供垂向輸導和晚期調整的作用，溶蝕孔洞主要提供層內側向運移的通道，不整合面則提供遠距離運移通道。

4.4 油氣成藏要素匹配關系

巴楚地區圈閉類型主要為背斜和斷層圈閉為特征的構造型圈閉，由于圈閉形成時間受區域構造演化的控制，因此，主排烴前形成的圈閉對油氣聚集較為有利。受印支-喜山期構造反轉作用的影響，巴楚東部和西部圈閉與油氣排烴高峰期的匹配關系差異較大。其中巴楚東北部圈閉形成時間主要為加里東中-海西早期，此時正處于阿瓦提坳陷下寒武統液態烴的生烴高峰，匹配關系良好，是該區原生油藏形成期；而巴楚東南部圈閉形成時間為中新世，晚于區域排烴高峰期，因此為無效圈閉。巴楚東部斷裂活動期次分別為加里東中期、加里東晚-海西早期，與油氣大量生成的時期匹配較好；巴楚以西地區雖然麥蓋提斜坡烴源巖目前仍為有效烴源巖，但現有的圈閉大多是在喜山期才形成，成藏性較差。

4.5 油氣成藏主控因素

綜合成藏條件分析結果，認為巴楚地區寒武系油氣藏具有側生鄰儲、遠源充注、保存控藏的特征（圖2），成藏主控因素主要為烴源巖和保存條件。從烴源巖條件分析，巴楚隆起帶底部缺乏自生烴源巖，因此，油氣來源以側向遠源充注為主。并且，由于碳酸鹽巖疏導性較差，因此斷裂和不整合面構成油氣疏導的關鍵因素。從目前鉆井顯示來看，靠近烴源巖地區斷裂帶附近，油氣顯示較好，巴楚地區海相油氣具有“近源”成藏的特征，其中巴楚西部以靠近麥蓋提斜坡烴源巖圈閉為佳，巴楚東部靠近阿瓦提坳陷地區較好。

圖2 巴楚隆起過玉北8-瑪北1-阿東1井油藏剖面圖

從保存條件來看，巴楚地區整體蓋層條件較好，中寒武統膏巖層在區域分布較為廣泛。但是受到多期構造活動影響，尤其是海西期以后的斷裂活動，對寒武系油氣聚集具有明顯的破壞和調整。從斷裂發育的特征對比，巴楚東西段具有明顯差異，巴楚東段吐木休克斷裂帶斷層傾角大、斷距長，顯示喜山期的逆沖非常強烈，極大破壞了早期寒武系油氣藏的有效性，如舒探1井。而巴楚西段瑪扎塔格斷裂更多以調整為主，對次生油氣藏形成具有重要作用。整體認為，加里東期和海西期斷裂有利于原生油氣藏的富集，而喜山期斷裂主要是對原生油氣藏的調整作用。

5 結束語

1）巴楚東部液態烴充注在加里東晚期，而氣態烴充注在喜山期。巴楚西部液態烴充注在海西期，氣態烴充注為喜山期，喜山期為主要油氣調整期。

2）巴楚地區寒武系成藏主控因素為烴源巖條件和保存條件，其中阿瓦提坳陷東部和麥蓋提斜坡帶下寒武統烴源巖控制了加里東中期和海西期原生油氣來源。

3）巴楚地區寒武系油氣藏具有側生鄰儲、遠源充注、近源成藏的特征。