塔里木盆地寒武纪/前寒武纪构造——沉积转换及其勘探意义

寒武系盐下白云岩是塔里木盆地油气勘探的重要领域之一,下寒武统源储分布认识不清楚已成为制约该领域区带优选的重要因素。通过对寒武系/前寒武系不整合特征、南华系—震旦系与中下寒武统沉积盆地地震解释与成图研究,探讨寒武纪/前寒武纪柯坪运动前后沉积盆地转换,旨在解决生烃坳陷与下寒武统肖尔布拉克组白云岩分布问题,指导有利勘探区带的优选。研究结果认为,柯坪运动对塔里木盆地南部影响强于北部,由于盆地南部大面积隆升,形成了塔西台地区早中寒武世南高北低的古构造格局,下寒武统由北向南超覆尖灭;塔里木盆地北部表现为继承性沉降特点,中下寒武统地层序列完整。柯坪运动导致了塔里木盆地沉积体系由南华系—震旦系北东走向裂坳沉积体系转换为东西分异、南北分异的台盆沉积体系。提出满西地区是南华纪、震旦纪、早中寒武世继承性凹陷,可能发育多套烃源岩,是台盆区内生烃能力最强的地区;肖尔布拉克组白云岩储层主要沿环满西凹陷分布;建议将塔中地区、古城地区与轮南地区作为优先勘探区带。     

塔里木盆地南华纪古裂谷对寒武系沉积的控制及勘探意义

塔里木盆地前寒武系经历了南华纪断陷构造沉降和震旦纪坳陷热沉降2个阶段,发育众多不同走向、不同规模的古裂谷。根据古裂谷的走向、规模、性质及其对上覆沉积的控制作用可将其分为台间古裂谷和台内古裂谷2种类型。众多古裂谷形成的垒-堑相间的古构造对寒武纪岩相古地理具有明显的控制作用,即古裂谷控制了寒武系的生烃中心、优质储层和优质盖层的发育。在古裂谷之上继承性发育的古地貌低洼区是寒武系玉尔吐斯组优质烃源灶的发育区。在裂谷肩部形成的古地貌高隆区则往往沉积丘滩建造,为优质储层发育区。满加尔台间古裂谷的两侧肩部由于长期处于稳定发育的古地貌高部位,可形成沿该古地貌高呈SN向展布的镶边台地边缘丘滩建造,由此导致塔西地区、罗西地区在寒武纪吾松格尔组—阿瓦塔格组沉积期形成封闭的台地环境,并在轮台—古城一线以西沉积大面积的膏盐岩优质盖层。在台内古裂谷之上,玉尔吐斯组烃源岩相对较厚,成为有利生烃中心;在古裂谷间的相对古地貌高部位,肖尔布拉克组白云岩滩相储层更加发育。二者与上覆的中寒武统膏盐岩盖层构成优越的生-储-盖组合,是寒武系盐下油气最有利的成藏区,也是形成大气藏和实现勘探突破最有利的地区。     

塔里木盆地南华纪古裂谷对寒武系沉积的控制及勘探意义

塔里木盆地前寒武系经历了南华纪断陷构造沉降和震旦纪坳陷热沉降2个阶段,发育众多不同走向、不同规模的古裂谷。根据古裂谷的走向、规模、性质及其对上覆沉积的控制作用可将其分为台间古裂谷和台内古裂谷2种类型。众多古裂谷形成的垒-堑相间的古构造对寒武纪岩相古地理具有明显的控制作用,即古裂谷控制了寒武系的生烃中心、优质储层和优质盖层的发育。在古裂谷之上继承性发育的古地貌低洼区是寒武系玉尔吐斯组优质烃源灶的发育区。在裂谷肩部形成的古地貌高隆区则往往沉积丘滩建造,为优质储层发育区。满加尔台间古裂谷的两侧肩部由于长期处于稳定发育的古地貌高部位,可形成沿该古地貌高呈SN向展布的镶边台地边缘丘滩建造,由此导致塔西地区、罗西地区在寒武纪吾松格尔组—阿瓦塔格组沉积期形成封闭的台地环境,并在轮台—古城一线以西沉积大面积的膏盐岩优质盖层。在台内古裂谷之上,玉尔吐斯组烃源岩相对较厚,成为有利生烃中心;在古裂谷间的相对古地貌高部位,肖尔布拉克组白云岩滩相储层更加发育。二者与上覆的中寒武统膏盐岩盖层构成优越的生-储-盖组合,是寒武系盐下油气最有利的成藏区,也是形成大气藏和实现勘探突破最有利的地区。     

塔里木盆地寒武系盐下大气区“裂—隆—坳”格架控藏模式

塔里木盆地寒武系盐下具备形成复式大油气区的成藏条件,是勘探程度最低、勘探潜力最大的战略接替领域。但多年的勘探一直未取得重大突破,关键问题是由于生烃中心、规模性滩体储层控制因素及空间展布不清而导致有利勘探方向和区带不明。鉴于此,综合应用地震和钻井、测井、录井及地球化学等资料,开展寒武系盐下控源、控储、控盖和控藏研究,构建寒武系盐下领域控藏模式,明确有利区带和勘探突破方向。取得了以下几点认识：①古裂谷控制生烃中心。南华系—震旦系形成的断坳结构为下寒武统的发育提供了构造背景,控制了寒武系玉尔吐斯组的沉积,在裂谷控制的负向构造区玉尔吐斯组厚度大,形成生烃中心。②古隆起控制滩相白云岩储层。与南华纪古裂谷同时形成的古隆起控制了肖尔布拉克组高能滩的发育与分布,塔南古隆起南北两侧形成规模性白云岩滩相储层。③古坳陷控制膏盐岩盖层发育。在中晚寒武世由于轮台—古城近南北向镶边台缘的发育造成塔西台地封闭从而形成强烈的蒸发环境,在统一的台内坳陷沉积了广覆式膏盐岩盖层。④“裂—隆—坳”格架控制生储盖时空匹配及油气分布。构建了稳定型“裂—隆—坳”、活动型“裂—隆—坳”、过渡型“裂—隆—坳”3种控藏模式,指出稳定型和过渡型地区是寻找寒武系盐下大气藏的主要勘探方向,明确阿瓦提凹陷和满西凹陷之间的阿满低隆起是寒武系盐下大气田勘探的首选目标区。     

塔里木盆地震旦系—寒武系万米超深层天然气成藏条件与有利区带优选

塔里木盆地超深层碳酸盐岩具有良好的油气勘探潜力,明确震旦系-寒武系万米超深层碳酸盐岩油气成藏条件及有利勘探区带分布规律对于开展塔里木盆地超深层油气勘探具有重要指导意义。塔里木盆地南华系-寒武系烃源岩发育,分布面积广;储层以礁滩相白云岩为主,中寒武统大面积发育的膏盐湖-膏/泥（云）坪沉积有利于油气保存及聚集,空间上构成多种有利的油气成藏生-储-盖组合。综合烃源岩、储层、有利盖层的分布规律,优选塔中隆起北斜坡与温宿凸起周缘的寒武系盐下台内滩、轮南低凸起-满加尔凹陷西部盐下礁后滩、轮南低凸起-古城低凸起台缘带及塔北隆起-满加尔凹陷西部-塔中隆起中寒武统盐间滩相储层分布区是塔里木盆地寒武系超深层有利勘探区带,其中埋深小于10 km的有利勘探面积达9.7×10⁴km²;塔北隆起南斜坡与塔中隆起北斜坡的台内滩储层分布区为震旦系超深层有利勘探区带,其中埋深小于10 km的有利勘探面积达3.1×10⁴km²。研究认识对于开展塔里木盆地震旦系-寒武系超深层天然气勘探具有重要理论和现实意义。     

塔里木盆地巴楚—塔中地区寒武系层序地层特征

伴随塔里木盆地深层碳酸盐岩的油气勘探,寒武系地层已经成为研究的重点。该文主要通过对岩石地层、测井地层、生物地层、地震地层等资料的综合分析,将塔里木盆地巴楚—塔中地区寒武系地层划分为3个二级层序,SSQ1对应下寒武统,SSQ2对应中寒武统,SSQ3对应上寒武统。其中,巴楚地区3个二级层序发育完整,塔中地区塔参1井为基底隆起高部位,只发育SSQ2和SSQ3。二级层序的形成受控于构造演化的周期性,反映了寒武系3次大的海进—海退,在沉积演化上经历了3个阶段,即早寒武世的潮坪—局限台地—蒸发台地、中寒武世的开阔台地—蒸发台地、晚寒武世的局限台地的沉积序列。     

塔西南坳陷震旦纪末古构造格局及其油气意义

综合西昆仑露头资料、塔里木盆地内钻穿寒武系钻井信息和地震剖面特征,研究了盆地震旦系纪末的古构造格局,分析了震旦纪末古构造格局与下寒武统玉尔吐斯组烃源岩分布的关系,明确了塔西南坳陷玉尔吐斯组烃源岩分布特征。研究认为,震旦纪末巴楚—塔中地区存在近东西向展布的古隆起,隆起之上水体较浅,为一套潮坪相沉积,玉尔吐斯组没有沉积或相变,隆起南北两侧的坳陷内玉尔吐斯组有沉积。塔西南坳陷玉尔吐斯组分布在南华纪—震旦纪裂谷或加里东早期正断层形成的洼槽内,主要从昆仑山前中段北东向延伸至麦盖提斜坡区,规模较大。近期坳陷中段罗斯2井在奥陶系蓬莱坝组获得重大油气发现,间接证实了深层寒武系丰富的油气源条件。     

塔里木盆地新元古代构造演化及其油气地质意义

前人由于资料有限,一般认为塔里木盆地内部南华纪—寒武纪是继承性的伸展构造背景,南华—震旦系与寒武系连续沉积。但近期新的资料表明塔里木盆地周边广泛发育与罗迪尼亚(Rodinia)超大陆相关的裂解事件,揭示南华纪大型断陷发育,且寒武系/震旦系发育广泛的不整合。塔里木盆地大约在900 Ma盆地内部微地块进入拼合的主要时期,塔里木古大陆全面聚合;南华纪初期,Rodinia超大陆开始裂解,塔里木板块周缘也随之裂陷,发育巨厚大陆裂谷沉积;南华纪晚期库鲁克塔格裂谷范围向东西两侧扩展,西北部裂陷作用较弱,形成伸展型古隆起;震旦纪,塔里木板块构造格局逐渐由大陆边缘裂陷向陆内坳陷发展,海侵范围扩大;震旦纪末期,塔里木板块发生隆升,剥蚀强烈,呈现南高北低地貌。由此可见,新元古代发育完整的伸展-挤压构造旋回,经历大陆裂谷期-断陷期-坳陷期-挤压抬升期等四期构造演变。新元古代形成一套良好生、储、盖组合,具有良好的油气成藏条件,是塔里木盆地油气勘探的新领域。     

塔西南坳陷寒武系玉尔吐斯组烃源岩分布特征

塔西南坳陷寒武系玉尔吐斯组烃源岩分布及发育模式认识是油气成藏的关键因素。利用盆地大测线恢复震旦纪末盆地古地貌,结合盆地内钻穿寒武系的11口钻井揭示信息,对比塔西南坳陷与北部坳陷震旦系—寒武系地震相特征,认为震旦纪末巴楚—麦盖提斜坡地区抬升,沉积水体较浅,在基底之上沉积了一套潮坪沉积,以其作为碳酸盐岩枢纽带南北两侧的塔西南坳陷和北部坳陷均发育震旦系—寒武系;震旦系沉积之上往往有寒武系玉尔吐斯组沉积,玉尔吐斯组的沉积与基底古地貌有关,基底隆起高部位无沉积。研究认为塔西南坳陷原地有玉尔吐斯组烃源岩发育,在麦盖提斜坡分布局限,受控于早加里东期正断层形成的洼槽,坳陷中段裂陷槽内烃源岩最为发育;昆仑山前区发育盆地相寒武系烃源岩,分布于震旦系楔状体之上,可与满加尔凹陷烃源岩发育特征对比。     

塔里木盆地震旦纪沉积特征及岩相古地理

震旦系可能成为塔里木盆地油气勘探潜力层系,对塔里木盆地震旦系分布及岩相古地理特征的准确认识是进一步勘探的基础,也是建立盆地早期构造-沉积演化历史的关键。通过对塔里木盆地周缘震旦系野外露头资料、盆内钻井资料以及地震资料的综合分析,结合前人发表的相关研究成果,对塔里木盆地震旦系分布、构造背景、沉积体系、岩相古地理特征进行探讨。研究表明,塔里木盆地震旦系发育3种类型沉积体系：碎屑岩沉积体系、碎屑岩-碳酸盐岩混合沉积体系、碳酸盐岩沉积体系,纵向上具有从碎屑岩沉积-碳酸盐岩沉积的演化特征。3种类型沉积体系与震旦纪3次“海侵-海退”旋回相对应,早震旦世初期（ZSQI期）的海侵形成了下震旦统下段碎屑岩沉积体系,早震旦世晚期（ZSQⅡ期）的海侵形成了下震旦统上段碎屑岩-碳酸盐岩混合沉积体系;晚震旦世初期（ZSQⅢ期）的海侵形成了上震旦统碳酸盐岩沉积体系;3次海退过程形成下震旦统中部、顶部及上震旦统顶部3个不整合面。新元古代,伴随着Rodinia超大陆的解体,塔里木盆地进入大陆裂谷演化时期。震旦纪为克拉通内坳陷及被动大陆边缘演化阶段,具有“南隆北坳”的古地理特征。早震旦世,发育巴楚-塔中-塔东南隆起及塔北残余古陆,北部为滨海-陆棚环境,西南部为滨海-陆棚-半深海环境;晚震旦世,塔北古陆消失,北部为潮坪环境,西南地区为被动大陆边缘浅海环境。     

塔里木盆地寒武系盐下勘探领域的重大突破方向

塔里木盆地寒武系发育大面积膏盐岩盖层,盐下发育大面积优质烃源岩、大面积优质白云岩储层,丰富的油气资源和良好的成藏条件使其成为塔里木盆地天然气勘探的重大战略接替领域。塔里木盆地的寒武系盐下勘探领域在不同地区的生-储-盖空间配置关系、构造稳定性、断裂发育状况和保存条件存在很大不同,这不仅控制了寒武系盐下的成藏及演化,而且决定了气藏能否得以保存,最终决定着寒武系盐下大气藏的有利发育区带和勘探突破方向。塔里木盆地寒武系盐下的生-储-盖配置可划分为生-储-盖叠置、生-储叠置、储-盖叠置3种类型;保存条件可划分为盖层完整持续稳定、盖层完整中期稳定、盖层完整持续活动、缺乏区域盖层持续稳定4种类型;成藏区带可划分为原位持续成藏、原位调整成藏、稳定古隆起多期成藏、活动古隆起晚期成藏4种类型。在生-储-盖叠置、构造演化持续稳定、未受断层破坏的良好保存区,即原位持续成藏区是塔里木盆地寒武系盐下寻找大气区的有利勘探方向,在该有利区带内,肖尔布拉克组的大型孤立白云岩台内滩是大气藏勘探突破的最有利目标。     

塔里木盆地寒武系盐下勘探领域的重大突破方向

塔里木盆地寒武系发育大面积膏盐岩盖层,盐下发育大面积优质烃源岩、大面积优质白云岩储层,丰富的油气资源和良好的成藏条件使其成为塔里木盆地天然气勘探的重大战略接替领域。塔里木盆地的寒武系盐下勘探领域在不同地区的生-储-盖空间配置关系、构造稳定性、断裂发育状况和保存条件存在很大不同,这不仅控制了寒武系盐下的成藏及演化,而且决定了气藏能否得以保存,最终决定着寒武系盐下大气藏的有利发育区带和勘探突破方向。塔里木盆地寒武系盐下的生-储-盖配置可划分为生-储-盖叠置、生-储叠置、储-盖叠置3种类型;保存条件可划分为盖层完整持续稳定、盖层完整中期稳定、盖层完整持续活动、缺乏区域盖层持续稳定4种类型;成藏区带可划分为原位持续成藏、原位调整成藏、稳定古隆起多期成藏、活动古隆起晚期成藏4种类型。在生-储-盖叠置、构造演化持续稳定、未受断层破坏的良好保存区,即原位持续成藏区是塔里木盆地寒武系盐下寻找大气区的有利勘探方向,在该有利区带内,肖尔布拉克组的大型孤立白云岩台内滩是大气藏勘探突破的最有利目标。     

塔里木盆地奥陶纪岩相古地理特征及礁滩分布

奥陶纪是塔里木盆地及其周缘构造和沉积演化的关键时期。早-中奥陶世海平面开始缓慢上升,塔里木盆地基本继承了晚寒武世的沉积背景;晚奥陶世早期区域构造运动由拉张转为挤压,盆地周边(主要是南边)进一步隆升,台地内的地形分化进一步增大。塔里木盆地在奥陶纪发育了两种类型的台地边缘相,古气候环境适合生物礁体发育。陡坡型台地边缘带相对较窄,礁滩复合体厚度大,平行台缘连续性好,高能相带位于外缘,以塔中Ⅰ号坡折带最为典型;缓坡型台地边缘带相对较宽,礁滩复合体厚度相对较小,由系列的小礁体组成,主要分布在轮南、巴楚凸起边缘、和田河地区。台地边缘礁滩体和台内滩以及岩溶不整合是油气勘探的主攻领域。     

碳酸盐岩中稳定同位素对古气候的表征

碳酸盐岩中稳定同位素组成对古气候和古环境具有较为明显的表征意义。根据对广泛分布于塔里木盆地的下古生界碳酸盐岩的碳、氧稳定同位素分析,绘出了浅水台地相的柯坪剖面和深水盆地相的库鲁克塔格剖面寒武系底部至奥陶系顶部稳定同位素地层曲线。经过两地的对比并结合稳定碳、氧同位素组成特点,认为：在塔里木地区,晚震旦纪晚期至寒武纪早期有陆地冰川发育,海水温度较低,利于有机质的保存,应为烃源岩发育期,台地相碳酸盐岩与盆地相页岩均可成为良好的烃源岩;早寒武世晚期至早奥陶世,浅水台地区有机质埋藏率下降,但深水区有机质的埋藏率增加;中、晚奥陶世是又一个烃源岩广泛发育期。图３ 参７（王大锐摘）     

塔中地区深层寒武系盐下白云岩储层特征及主控因素

塔中地区东部深层寒武系盐下白云岩勘探取得重大发现,但针对该层系白云岩储层的研究尚属空白。利用钻井、岩心、薄片、扫描电镜、测井及三维地震资料,对塔中寒武系盐下白云岩产层的储层类型、特征、主控因素及展布规律开展探索性研究,认为塔中寒武系盐下白云岩主要发育颗粒滩相白云岩储层和潮坪相膏云岩储层。颗粒滩相白云岩储层主要发育在下寒武统肖尔布拉克组以及中寒武统沙依里克组上段,岩性以台内藻砂屑滩相颗粒白云岩、藻白云岩及粉细晶白云岩为主,明显受岩相控制,形成于准同生期,并受后期层间岩溶作用改造优化。潮坪相膏云岩储层主要发育在中寒武统阿瓦塔格组及沙依里克组下段,岩性以含膏云岩、泥粉晶云岩、膏云质角砾岩为主,明显受岩相及裂缝控制,形成于准同生期,并受后期有机酸溶蚀作用形成微孔型储层。目前而言,下寒武统肖尔布拉克组台内藻砂屑滩相颗粒白云岩储层是最现实的勘探领域。     

四川盆地东南部中、下寒武统膏岩盖层分布特征及封盖有效性

通过野外剖面、钻井剖面的精细对比,结合宽带约束的地震资料反演,对四川盆地东南地区中、下寒武统膏岩盖层的分布特征进行了研究,并在四川盆地及周缘构造演化的基础之上对中、下寒武统膏岩盖层的封盖有效性进行了探讨。四川盆地东南地区中、下寒武统膏岩连片分布,呈北东向展布,发育两个膏岩厚度中心,膏岩展布和圈闭分布完全匹配。在加里东期和印支期,四川盆地东南地区中、下寒武统膏岩层未遭受破坏,能够有效封盖震旦系古油(气)藏;在燕山期和喜马拉雅期,则膏岩层遭受破坏,失去了对丁山-林滩场地区古油(气)藏的封盖作用。同时指出,七跃山断裂以西地区膏岩层在后期构造运动中未被完全破坏,能够对盐下油气藏起到封盖作用,是川东南地区寒武系盐下的有利勘探区带。     

下刚果-刚果扇盆地油气成藏分析及有利区评价

下刚果-刚果扇盆地构造演化可划分为裂谷阶段、过渡阶段和被动大陆边缘阶段,发育盐下裂谷期陆相层序、过渡期盐岩层序和盐上被动大陆边缘阶段海相层序,形成盐下裂谷期成藏组合、盐下-盐上复合成藏组合和盐上第三系浊积水道成藏组合。盐下成藏组合主要受控于裂谷盆地的发育和基底隆起,有利区位于陆上盐下裂谷盆地发育区。盐下-盐上复合成藏组合主要受控于盐下烃源岩的规模和盐窗的发育,有利区位于浅海区。盐上第三系浊积水道成藏组合主要受控于第三系浊积砂岩储层的发育及盐上烃源岩的成熟度,有利区位于深水区。