塔里木库车新生代前陆盆地构造特征及形成演化

库车前陆盆地位于塔里木北部,北界为南天山南缘大断裂,南界则在不同时期不尽相同.新生代库车前陆盆地的形成与南天山造山带的发育密切相关,二者均是在早古生代洋盆及被动大陆边缘基础上发展起来的,经历了晚古生代南天山洋盆俯冲关闭及褶皱冲断、中生代天山夷平及泛湖发育、以及新生代陆内俯冲造山成盆的演化.就库车前陆盆地来说,可分为两个大的演化阶段：古生代板块构造演化阶段和中新生代陆内构造演化阶段.库车前陆盆地自北而南划分为南天山南缘逆冲断裂构造带、拜城-阳霞坳陷变形带、塔北前陆斜坡带和塔中前缘隆起带等四个构造单元.库车前陆盆地油气资源丰富,可以识别出三个油气系统,即中上三叠统湖相泥岩油气系统、上三叠统和中下侏罗统煤系泥岩油气系统、以及上三叠统和中下侏罗统煤岩油气系统.     

库车前陆盆地大地热流分布特征

采集45块岩心样品进行热导率测试，在分析库车前陆盆地的地热场的基础上，通过温度和孔隙度的校正，获得原地热导率和地层热导率柱。根据热传导定理和热阻法计算热流值，获得了库车前陆盆地的52个大地热流值数据及其分布特征。库车前陆盆地整体属于低热流冷盆，各构造单元的大地热流值为40～50mW／m^2，低于我国其他大、中型沉积盆地。山前带的热流值相对较高，如依奇克里克、大宛齐、克拉等构造分区的热流值均在45mW／m^2以上，是冷盆中的高热流带，也是天然气高产出带；中央坳陷部位的热流值较低（小于45mW／m^2）；前缘隆起部位热流值较高，如塔北的提尔根；南部的热流值东高西低，如牙啥等地区的热流值均高于45mW／m^2，而西部的羊塔克、英买地区的热流值低于40mW／m^2。。新生代，印度板块与欧亚板块碰撞的远距离效应使塔里木盆地和天山之间发生了强烈的盆一山耦合过程，盆地边缘岩石圈挠曲和快速沉降，决定了盆地现今大地热流的分布特征。图1表4参22     

库车前陆盆地三叠系层序地层研究

综合分析车前陆盆地三叠系地震，测井，钻井，露头资料，识别出13个层序边界，划分出12个层序和33个体系域，建立两种层序地层学框架模式：（1）早三叠世至晚三叠世黄山街组沉积末期，具有典型前陆盆地挤压深陷特征，层序地层呆模式与内部构成类似于Vail的被动大陆边缘型盆地；（2）晚三叠世塔里奇克组沉积期至白垩纪末期，具有宽缓，伸展的特点，层序地层框架模式及内部地层构成样式有其独特性，层序发育主要受构造运动，古气候及沉积物供给的影响。控制湖平面或基准面变化的主要因素是构造活动，造山运动强烈期是主要的湖进期，构造运动相对静止期是主要的湖退期，气候支序地层格架内的沉积相类型。图4表1参8（何宏摘）／     

库车前陆盆地下侏罗统成岩作用

下侏罗统阳霞组和阿合组为库车前陆区的主要储层之一，为了证明成岩作用是控制储层发育的主要因素，文章通过野外露头及普通薄片、铸体薄片、扫描电镜和阴极发光等微观特征的研究，分析认为对储层影响较大的成岩作用是压实作用、溶蚀作用、胶结作用和破裂作用，其中压实作用是原生粒间孔隙的主要破坏者，溶蚀作用是储集空间的主要生产者。该储层主要发育4类成岩相：破裂--溶蚀相、溶蚀相、压实--溶蚀相和压实相，其中破裂--溶蚀相区的储层最有利，主要分布于吐格尔明及明南地区；而压实相区为非储层区，主要分布于依奇克里克构造带的西侧和吐孜洛克构造带南部。     

库车前陆盆地烃源岩和烃类成熟度及其地质意义

通过分析库车前陆盆地的油气成熟度、烃源岩在主生烃期形成的烃类聚集和库车坳陷特殊的挤压地质条件,指出了库车坳陷陆相烃源岩的主要生油和主要生气的阶段,还指出了最主要的成烃期为康村期至库车期(RO为0.6%～2.0%)。对库车前陆盆地进行了原型恢复(原型盆地是现今的1.5倍,现今南北宽20～67km)和对有机质生烃潜力进行了恢复(恢复到好烃源岩程度)。认为该前陆盆地烃源岩性质与中亚一些盆地具有可比性,库车冲断带上的6个古构造圈闭与主生烃期相匹配,所捕获的油气是库车坳陷整体富气和区带富油的主要因素,库车盆地具有形成大中型油气田的地质条件。     

库车前陆盆地走滑断裂形成机理及其对油气的控制

在塔里木板块与准噶尔板块碰撞而形成的天山造山带中,产生了分别平行和垂直于天山的走滑断裂系。平行于天山的走滑断裂对盆地不同构造带的形成及改造具有重要的作用,而垂直于天山的走滑断裂则造成了库车前陆盆地的构造分段现象。走滑断裂可形成一系列与走滑相关圈闭,为油气提供聚集场所。主干走滑断裂分隔性较好,派生走滑断裂的连通性较好,因此库车前陆盆地的油气主要聚集在派生走滑断裂发育的地区,而主干走滑断裂则使油气性质东、西分段,南、北分带。     

库车前陆盆地东秋里塔格区带盐相关构造特征

库车前陆盆地的东秋里塔格构造带新近系中广泛分布着厚层膏盐,典型地震剖面解释发现,盐上地层、盐层和盐下地层分别具有不同的构造样式和变形机理.分别进行的地质模型研究表明,盐上层构造地质模型主要有逆冲断层和断层传播褶皱、顶板反向逆冲断层、逆冲推覆体、盐上向斜等构造;盐层构造地质模型主要有盐枕构造、鱼尾构造、盐推覆构造等;盐下层构造地质模型主要有断层转折褶皱、背冲断块构造、Ⅰ型三角带构造、逆冲断块构造、逆冲断裂带等.盐上层、盐层和盐下层共同组成的构造样式有Ⅱ型三角带,具有明显的三位一体的构造特征.盐相关构造形成各种各样的盐相关构造圈闭,这些盐相关构造圈闭与阳霞凹陷烃源岩生气期相匹配,在盐下构造圈闭中形成大量的天然气藏.     

库车前陆盆地含油气系统的地质特征

论述了库车含油气系统的地质特征:1具有一个生烃灶,发育有三叠系和侏罗系烃源岩,岩性为湖相泥岩、沼泽相煤系和高碳泥岩,干酪根为 ～ 1型;2具有低温度场、高压力场和强应力场,这种能量场导致了晚期运聚和事件成藏;3成藏组合包括三叠系-侏罗系烃源岩,侏罗系红色泥岩和下第三系-上第三系膏泥岩两套区域盖层和其它局部盖层,和三叠系-上第三系的砾岩、砂岩、粉砂岩和白云岩储层;4圈闭主要为坳陷区中新世以来形成的成排成带的断层相关褶皱和前缘隆起正断层下盘的断块;5由于强烈的构造运动,有早白垩世成油期和中新世末两个成气期,最重要的成藏期为中新世末(1.8Ma前);6有3种成藏模式,油藏、凝析气藏和气藏分布于三叠系-侏罗系的砂岩和砾岩储层、白垩系和下第三系的砂岩和粉砂岩以及白云岩储层。认为形成大油气田的关键因素有区域盖层、有效烃源岩的范围、疏导体系的连通性和圈闭的规模等。     

库车前陆盆地牙哈构造带油气成藏过程研究

利用流体包裹体岩相观察、定量颗粒荧光技术、全扫描荧光分析等实验方法,结合原油和天然气物理及地球化学特征,系统地探讨了牙哈构造带的油气成藏过程。研究表明,牙哈构造带经历了2期油气成藏过程:第一期发生在吉迪克组沉积期(23~12Ma),以三叠系黄山街组成熟的原油充注为主,该期原油充注量较少,原油从烃源岩排出并经过长距离侧向运移后,从牙哈构造带西侧注入,再向东部运移,在牙哈2地区古近系—白垩系储层中形成46m的古油层,吉迪克组储层内未见古油层;第二期发生在库车组沉积以后(5~0Ma),以中下侏罗统大量成熟—高成熟煤型气充注为主,天然气分别从构造带东西两侧注入,再向中部聚集,天然气首先在浮力作用下向圈闭顶部聚集,迫使古油水界面向下迁移,后由于天然气持续充注,原油遭受气洗,最终形成现今凝析气藏。     

库车前陆盆地深层致密砂岩储层构造成岩强度的定量评价方法

含油气盆地中储层的形成和演化受构造作用和成岩作用共同控制,构造成岩作用的定量评价对深入认识储层的形成演化过程及储层质量具有重要意义。通过分析构造成岩作用的内涵以及储层形成演化的主要影响因素,提出了利用构造成岩强度来定量表征构造作用和成岩作用对储层形成演化及储层质量的影响。构造成岩强度是指储层在形成演化过程中所受构造作用和成岩作用的影响程度,可以用构造成岩指数进行定量表征。构造成岩强度不仅能够反映储层在埋藏过程中所经历的时间、深度、温度和压力等成岩演化控制因素对储层的影响,同时还能够反映不同构造时期的构造变形强度及其演化对储层的影响。对库车前陆盆地深层白垩系致密砂岩储层开展的构造成岩强度定量评价表明,储层的形成演化与构造成岩强度密切相关,随着构造成岩强度增加,储层基质的孔隙体积减少,天然裂缝的发育程度增加。从库车前陆盆地山前构造带到前缘隆起带,构造成岩强度依次由大变小,储层的基质孔隙度逐渐增高,而天然裂缝发育程度则逐渐降低。构造成岩强度的定量评价方法可为深层致密砂岩储层的定量评价及预测提供新途径。     

埋藏压实作用对前陆盆地深部储层的作用过程与改造机制

针对中西部前陆盆地储层经历了早期长期浅埋、后期快速深埋的特有埋藏方式,开展地质过程约束下的成岩模拟实验,分析埋藏压实作用对库车前陆盆地深部储层的作用过程与改造效果。通过砂岩面孔率、视压实率、减孔率及孔径、喉径等储层物性参数的定量评价,表明埋藏压实作用直接影响储层视压实率、减孔率,同时也控制了不同粒级砂岩储层的孔径与喉径变化。在早期缓慢的浅埋藏阶段,压实作用使粗砂岩、中砂岩等粗碎屑颗粒存在较少的碎裂纹及颗粒位移和重排,细砂岩、粉砂岩等细颗粒呈较杂乱排列。在后期快速埋藏压实阶段,随着埋深增大,压实作用使骨架颗粒趋于定向排列;近源沉积的粗砂岩、中砂岩等碎屑颗粒大量发育裂纹和成岩缝,前渊沉积的粉砂岩不发育颗粒裂纹但存在成岩缝。快速深埋作用下形成的碎屑颗粒裂纹与成岩缝是深部储层发生溶蚀和提高渗透性的主要原因。     

库车前陆盆地深层致密砂岩储层构造成岩强度的定量评价方法

含油气盆地中储层的形成和演化受构造作用和成岩作用共同控制,构造成岩作用的定量评价对深入认识储层的形成演化过程及储层质量具有重要意义。通过分析构造成岩作用的内涵以及储层形成演化的主要影响因素,提出了利用构造成岩强度来定量表征构造作用和成岩作用对储层形成演化及储层质量的影响。构造成岩强度是指储层在形成演化过程中所受构造作用和成岩作用的影响程度,可以用构造成岩指数进行定量表征。构造成岩强度不仅能够反映储层在埋藏过程中所经历的时间、深度、温度和压力等成岩演化控制因素对储层的影响,同时还能够反映不同构造时期的构造变形强度及其演化对储层的影响。对库车前陆盆地深层白垩系致密砂岩储层开展的构造成岩强度定量评价表明,储层的形成演化与构造成岩强度密切相关,随着构造成岩强度增加,储层基质的孔隙体积减少,天然裂缝的发育程度增加。从库车前陆盆地山前构造带到前缘隆起带,构造成岩强度依次由大变小,储层的基质孔隙度逐渐增高,而天然裂缝发育程度则逐渐降低。构造成岩强度的定量评价方法可为深层致密砂岩储层的定量评价及预测提供新途径。     

库车前陆盆地玉东地区白垩系油气成藏过程

利用流体包裹体岩相学观察和显微测温、定量荧光分析和盆地模拟技术,研究了库车前陆盆地玉东地区白垩系储集层油气成藏过程。结果表明,玉东地区经历了晚期油、气充注和后期调整富集。其成藏过程：①来自库车坳陷中侏罗统的湖相原油在距今4 Ma时充注到玉东地区下白垩统储集层,充注量较少,形成的轻质油包裹体丰度较低,黄色荧光轻质油包裹体记录了该期原油充注;②来自库车坳陷中-下侏罗统的煤型天然气在距今3.5 Ma时充注进来,天然气对早期原油气洗,轻质组分溶解到天然气中形成次生凝析气,重质组分和沥青质富集残留,蓝白色荧光油包裹体和气烃包裹体记录了该期天然气充注;③随着天然气持续充注和库车组沉积晚期构造抬升,天然气与早期原油发生混合作用的同时,在浮力驱动下,向上运移,并在古近系膏泥岩盖层之下富集成藏,形成凝析气藏。现今气水界面位于深度为4 776 m处,该界面之下形成以凝析油、重质油和沥青质为主的残余油藏,残余油水界面位于深度4 798.5 m处,但残余油饱和度较低。     

库车前陆盆地中生界烃源岩有机质成熟度演化及影响因素

库车前陆盆地侏罗系烃源岩R_o值为0.55%～1.88%,均值为0.93%,主体处于生油高峰期;三叠系烃源岩R_o值的分布范围为0.60%～2.59%,均值为1.1%,主体处于生油晚期。现有钻井测温资料表明,库车前陆盆地2 000 m深度实测温度变化范围为40～60℃,4 000 m深度实测温度变化范围为60～90℃,6 000 m深度实测温度变化范围为100～150℃。经热史恢复,库车前陆盆地自三叠纪以来,始终处于较低热流状态,表现为中生代相对较热(50～55 mW/m²),新生代以来,地表热流处于持续缓慢降低过程,最终降至现今的40～50 mW/m²。三叠系、侏罗系烃源岩分别于160～170 Ma及100 Ma进入低成熟阶段,进入生气阶段的时间是145 Ma及75 Ma,最早进入低成熟阶段的区域在克拉苏地区,其次为秋里塔格构造带,最晚进入低成熟阶段的地区在拜城凹陷。自23 Ma后有机质成熟度开始显著增高,三叠系、侏罗系现今均处于生气阶段。烃源岩成熟度状态主要由盆地沉积埋藏史及热史所决定。逆冲推覆和含膏岩层对烃源岩的成熟度也有一定的影响,其影响幅度取决于逆冲的断距、含膏岩层的厚度及其侧向变化幅度。     

构造挤压背景下深层砂岩压实分异特征——以塔里木盆地库车前陆冲断带白垩系储层为例

压实作用作为影响储层质量演化及预测的重要因素,常被理解为中浅层砂岩所经历的成岩作用,深层的压实作用长期被忽视,然而,库车前陆冲断带白垩系深层砂岩储层存在显著的压实分异现象。利用薄片、阴极发光和粒度分析对白垩系砂岩压实作用进行了深入研究。深层砂岩压实分异受构造挤压作用、胶结作用和砂岩粒径控制。压实作用在不同构造出现规律性的变化以及在纵向上呈现反深度的变化,而且随胶结程度降低,不同构造砂岩压实分异的幅度增大;中砂岩与细砂岩随压实程度增高,压实作用分异减小。深层储层仍存在较强的压实分异意味着在进行深层砂岩储层预测时,应该重视压实作用对深层储层质量差异的影响。     

库车前陆盆地克深气田超深超高压气藏开发认识与技术对策

塔里木盆地北缘库车前陆盆地克深气田是罕见的超深超高压裂缝性致密砂岩气藏。在气田开发先导试验阶段,开发井成功率、产能到位率均低,气井产能递减快,开发效果不佳。为此,在深入认识气藏地质特征、产能控制因素、储层连通关系与渗流特征、气水关系与水侵规律的基础上,经过持续的开发试验和技术攻关,探索形成了"高部位集中布井、适度改造、早期排水"的开发对策和"超深复杂构造描述技术、裂缝性致密砂岩气藏井网优化技术、裂缝性致密砂岩储层缝网酸化压裂改造技术、超深超高压气井动态监测技术、高压气井井筒完整性管理与评价技术"等5大配套开发技术,在该气田开发过程中取得了良好的应用效果:(1)目的层钻井深度误差由125 m下降到30 m以内;(2)克深8区块扩大试验区产能到位率达100%;(3)单井平均天然气无阻流量提高5倍,由改造前的50×10~4 m~3/d提高到273×10~4 m~3/d;(4)克深气田实现了高温高压条件下的安全平稳生产。该气田的成功高效开发为国内外其他同类型气藏的开发提供了经验,其开发对策和配套技术具有重要的指导和借鉴意义。     

库车前陆盆地低孔裂缝性砂岩产能预测模型

基于对裂缝参数的描述及裂缝发育程度与产能的关系,讨论库车地区低孔裂缝性砂岩产能预测方法.对于取心井段,裂缝参数可由岩心直接描述;对于未取心井段,可利用成像测井资料统计裂缝参数,根据取心段岩心与成像测井统计参数经验差值校正后,可较准确定量描述裂缝参数.大北-克深地区气井测试段裂缝面缝率与产能有较好的相关性,据此得出裂缝产能系数计算公式,根据裂缝产能系数与米产气指数的回归公式即可预测气井产能.建立裂缝均匀分布与非均匀分布的理论模型,基于裂缝产能系数进行产能分析,结果表明:裂缝性砂岩地层中,裂缝总条数一定时,裂缝均匀分布产能小,裂缝集中分布于某一段时产能更大.图5表3参13     

库车前陆盆地喜马拉雅运动特征及其油气地质意义

根据构造变形解析和岩石记忆信息,库车前陆盆地的喜马拉雅运动可以划分为3期,它们对应的时间分别为渐新世末、上新世末和早更新世末,其构造挤压强度依次由弱变强,在喜马拉雅晚期达到高峰,是该区构造的主要变形期和定格期,也是该区异常高压形成和油气成藏的主要时期。中更新世以来为新构造运动阶段,主要表现为2～3次重要的抬升和相对较弱的褶皱逆冲变形,并对该区的油气藏主要起破坏作用。库车前陆盆地的构造变形从喜马拉雅早期开始发育,各构造带的发育时间从北往南依次由早变晚,它控制了该区断层相关褶皱、构造圈闭及其油气藏的带状分布规律。喜马拉雅晚期强烈的水平构造挤压是该区异常高压形成的主要因素,是该区油气形成分布的主要控制因素和驱动力,喜马拉雅运动对该区的油气藏有一定的破坏调整作用。