中国中西部前陆冲断褶皱带油气地质条件及勘探建议

中国中西部前陆冲断褶皱带地处欧亚大陆腹地,随欧亚大陆的增生而经历了元古代以来的多次构造旋回及多幕次的构造运动,其中喜马拉雅期的陆内造山作用使天山两侧、昆仑山北侧等中西部前陆冲断褶皱带最终定型。独特的构造背景和演化历史决定了中国中西部前陆冲断褶皱带主要发育以三叠系、侏罗系煤系和泥质岩为主的陆相烃源岩;长期的生排烃历史和晚期定型的构造圈闭决定了其多期成藏、晚期为主的成藏特征;而后期保存条件好、优质盖层发育的区带为油气成藏的有利地区。中国中西部前陆冲断褶皱带的特殊性决定了其在勘探上既要借鉴国外相似领域的勘探经验,更应加强中国前陆冲断褶皱带油气成藏条件、成藏特征的理论探索和相应的配套技术攻关。     

中国中西部前陆冲断带运动学分类、模型与勘探领域

根据冲断系统内断层位移传递和消减的方式,将中国中西部前陆冲断带划分为4类:①Ⅰ型前陆冲断带,断层位移沿滑脱面全部传递至盆地内部,根据冲断构造规模和结构,又可分为库车型、川西南型和酒泉型3个亚类;②Ⅱ型前陆冲断带,以准噶尔盆地南缘为代表,冲断带内既存在向盆地方向传递的位移,也存在向造山带方向消减的位移;③Ⅲ型前陆冲断带,以塔西南甫沙冲断带为代表,断层位移全部沿着深部构造楔顶部的反冲断面向造山带方向消减;④复杂边界制约下的前陆冲断带,主要发育在柴西南和柴北缘,冲断系统内断层位移的传递受柴达木盆地形态和周缘边界限制,以至没有形成稳定的前陆区和前陆盆地特有的楔形沉积结构。通过中西部前陆冲断带运动学分类和复杂构造建模,提出并论证了准噶尔盆地南缘深层叠加构造楔形体、川西北寒武系倒转推覆体下的晚古生代被动陆缘层序、库车中段—东段的煤下构造以及准噶尔盆地西北缘下盘掩伏构造4个勘探新领域。     

中国中西部前陆冲断带构造特征

中国中西部前陆冲断带是剖析中西部地区盆-山耦合关系、盆地成因及造山带演化的关键地段,又是中国油气工业的摇篮,并将在"西气东输"工程及西部大开发战略中起重要作用.对控制盆地形成及制约油气形成与分布的前陆冲断带的构造特征进行了讨论.中西部前陆冲断带往往经历2～3个形成时期,晚期改造强烈.在形成过程中发生了多期次多层次冲断推覆,前陆基底卷入型构造和叠加构造样式较为普遍,以叠瓦冲断带和构造楔为基础,形成了10种独特的地质结构类型.中西部前陆冲断带的油气成藏条件较为优越,具有较大的勘探潜力,将是我国陆上深化勘探的重要领域.     

中国中西部前陆盆地油气分布与勘探方向

中国中西部前陆盆地具有多旋回复合特征：①以中生代（部分包括晚古生代晚期）前陆盆地为主体，发育陆相沉积层序；②普遍缺乏典型前陆盆地的被动大陆边缘层序“基础”，“基础”主要为晚古生代或更早形成的褶皱基底或前陆盆地；③普遍叠置新生代再生前陆盆地。受中生代前陆盆地早期阶段坳陷或断陷发育及温暖潮湿气候控制，主要烃源岩是三叠系－株罗系（部分包括石炭－二叠系）烃源岩。这些烃源岩厚度大，有机质丰度高，以Ⅲ型干格酪根为主，受第三纪再生前陆盆地叠置的控制，具生高峰期晚、成藏期晚的特征。叠置沉积物厚的地区普遍进入高－过成熟阶段，以聚集天然气为主；叠置沉积物较薄的地区以聚油为主。前陆盆地的油气分布明显受盆地结构控制，不同构造单元的成藏组合类型不同：前陆褶皱－冲断带油气以近源垂向运移为主，往往形成与冲断层有关的油气藏；前陆斜坡带油气以侧向运移为主，形成地层、岩性和与断块有关的油气藏。中西部前陆盆地油气富受盆地原型及其叠加、改造的控制。发育早、演化长、继承型或叠合型前陆盆地含油气前景最好，残余型前陆盆地次之。通过对中西部前陆盆地油源条件、冲断带演化、构造样式、油源断层、封盖层特征、晚期断裂活动强度等分析，提出库车、准噶尔南缘、塔里木西南缘、祁连山北缘、柴西南缘、川西、柴北缘等是进一步勘探的有利领域。     

准南前陆冲断带中段油气分布规律及成藏模式

准南前陆冲断带中段是 目前准噶尔盆地勘探的重点目标区,通过对准南前陆盆地石油地质综合研究,明确了该地区油气具有“近源”“近断裂”分布及晚期成藏等特点,指出该地区油气成藏的主控因素为烃源断裂和储集层,并总结出了“源上一背斜一断裂和相控”及“近源一断背斜一断控”两种油气成藏模式。通过对中段三排构造对比及综合研究,指出了第二、第三排构造带中部成藏组合为今后勘探的有利目标,对指导南缘的油气勘探具有重要指导意义。     

中国中西部前陆冲断带构造特征与天然气富集规律

中国中西部地区的15个前陆冲断带是中国重要的天然气富集区。中国中西部前陆冲断带有统一的大地构造背景；①中生代发球特提斯北缘盆地群，统一的大地构造位置与古气候带控制下发育的沉积的盆地形成区域性的中、新生界富气生储盖组合；属于“中亚煤成气聚集域”的东段，地质条件对形成大型天然气田非常有利。②新生代属于巨型的环青藏高原盆山体系，由于印-欧碰撞，青藏高原隆升并持续向北推挤，形成巨型的环青藏高原盆山体系，中国中西部前陆冲断带就形成于盆山结合部，冲断活动主要受近代于喜马拉雅运动期印度板块与青藏高原的活动，冲断活动则控制了前陆冲断带结构圈闭的形成与天然气成藏过程。图7表1参28[编者按]     

中国中西部前陆盆地的油气勘探

典型前陆盆地具有双层结构，即前陆盆地发育前的被动陆缘沉积和前陆盆地本身的沉积建造。中国的前陆盆地独具特色，在分类上大多应归于类有前陆盆地。按照发育的时代，中国中西部的前陆盆地可划分为３个世代，中生代产陆盆地的油气是最为现实折勘探目标。     

中国中西部前陆冲断带构造变形与油气成藏模式

为了明确中国中西部前陆冲断带的构造变形特征和油气成藏模式,在中、新生代区域构造背景分析的基础上,根据空间构造格局的叠加和变异以及时间上构造发展的连续和叠加特征,将中西部前陆冲断带的构造变形分为叠加型、改造型和原型3类.构造变形制约着油气成藏环境的演变和油气的聚集与分布,通过对库车、四川盆地西缘和柴达木盆地北缘等前陆冲断带的典型油气藏成藏过程分析,认为中西部前陆冲断带具有3种成藏模式,即叠加型冲断带的多期成藏以晚期为主模式、改造型冲断带的早期成藏和晚期调整模式、原型冲断带的晚期原生聚集及改造次生成藏模式.     

天山南北前陆冲断带油气地质条件对比及有利勘探领域分析

天山造山带南北两侧分布着库车和准噶尔南缘两个中、新生代前陆冲断带。天山造山带的形成与演化对于其两侧盆地的展布、基底性质、沉积盖层的规模、盆地整体结构特征、后期破坏等具有重要的影响和控制作用。在同一区域构造应力场的作用下,库车前陆冲断带和准噶尔盆地南缘地区构造演化和石油地质条件均表现出许多相似的特征,两者皆发育多套成熟烃源岩,叠置了多套优质储盖组合,发育多种类型的圈闭,生储盖条件配套良好,具备形成大型油气田的物质基础。     

前陆冲断带油气资源潜力、勘探领域分析与有利区带优选

"十二五"以来前陆冲断带勘探取得了一些重大成果,推动了前陆盆地大油气区勘探进程,进一步夯实了西气东输的资源基础。近期勘探进展趋于缓慢,既显示出较大增储潜力,也面临较大挑战共存的局面,未来总体勘探前景仍然较大。通过文献调研、勘探和研究进展跟踪,基于第四次油气资源评价结果和近期勘探认识,剖析了塔里木库车、柴西南、川西北、准南缘、塔西南前陆冲断带等近期勘探重点领域和潜力区带的成藏地质条件。结合烃源岩、储层、盖层、成藏要素匹配、圈闭、保存六大成藏条件分析,从勘探层系、有利面积、资源储量规模、构造+圈闭类型与目标储备、有利因素、地质风险六方面开展区带综合评价和有利勘探区带优选,按3个层次优选出前陆冲断带勘探增储的7个现实区带、6个接替区带、9个准备区带,预计未来5年可新增天然气地质储量6500×108m3、石油地质储量3.5×108t。分析了前陆冲断带地质研究上存在的复杂构造三维精细模型构建、有利相带和优质储层预测、油气成藏差异性与要素匹配性、构造圈闭有效性评价四大关键地质问题,勘探技术上面临的复杂构造精准成像、低信噪比、(剩余)静校正、安全高效钻井四大配套技术挑战。以库车前陆北部构造带、塔西南前陆冲断带、川西北前陆冲断带为例,针对前陆冲断带不同类型领域、重点区带勘探面临的关键问题,提出了相应的勘探研究对策和部署建议。     

中国西北含油气盆地前陆冲断带的构造特征

我国西部的诸多中新生代含油气盆地周缘广泛发育前陆冲断带。在综合研究了大量地质和地球物理资料的基础上，指出这些冲断带可以划分出两大类和四个亚类，它们分别为基底卷入的单凹陷型和多凹陷型；盖层滑脱的多层次滑脱型和简单滑脱型。基底卷入型的构造变形表现为冲面陡倾，断裂长期活动，形成浅层被动构造，变形带狭窄；盖层滑脱型的构造变形则表现为断层倾角缓，冲断前锋类型复杂，活动时间短和变形带宽等特点。对不同类型的冲断     

库车前陆冲断带深层盐下大气田的勘探和发现

克拉2气田发现之后,库车前陆冲断带油气勘探一度陷入低谷,油气勘探陷入两难:中浅层除克拉2气藏外,没有新的可钻探圈闭发现,失去方向;构想进攻深层,又面临勘探遭遇复杂、地质认识不清、圈闭落实困难、技术储备不足等困境。针对上述难题,一是重新认识库车含盐前陆冲断带,坚定勘探信心,锁定克拉苏构造带盐下深层勘探主攻领域;二是开展宽线大组合、三维采集处理、盐相关构造建模、相控速度建场等地震、地质一体化技术攻关,发现克深—大北区带,新发现、落实一大批可钻探圈闭;三是强化钻井技术攻关,成功实现盐下超深高压高温气藏高效快速钻进。十年来,克拉苏构造带勘探深度从4000m拓深至8000m,发现了克深2、博孜1等多个大型气田,克深区带万亿立方米天然气资源逐渐明朗。克拉苏深层盐下大气田勘探突破得益于地质认识的创新、勘探技术的进步和锲而不舍的勘探实践。     

海南福山凹陷火成岩分布特征及对油气勘探的影响

根据钻井和地震资料,分析了海南福山凹陷火成岩的分布特征,认为该地区火成岩有3种类型,即:分布于地表的喷发岩、次火山相火成岩、深层侵入岩。上第三系火成岩分布在灯楼角组,下第三系火成岩分布有多个层系,第四系火成岩在福山凹陷呈环带状分布。边界大断层(如美玉断层)是火成岩侵入喷发的主要通道。火成岩活动主要集中在晚第三纪和第四纪。火成岩的存在破坏了断层两侧的波组关系及下伏地层的反射特征,影响了地震资料的解释精度。     

松辽盆地晚侏罗世火山岩分布与油气

通过对火山岩岩石特征及岩石化学组成的分析,研究了松辽盆地晚侏罗世火山岩的构造环境,结合大地构造研究的成果,提出了火石岭期火山岩盆地为大陆岛弧火山岩台地上的以火山为边界的弧内盆地。这些火山岩在横剖面上基本上由中央相、火山裙相及远端相组成,在此基础上建立了松辽盆地火山岩的相模式,并进行了含油性评价。     

准南前陆盆地油气成藏条件及有利勘探区

准南前陆盆地沉积厚度大,圈闭多,油气资源十分丰富,但目前发现的资源仅占预测资源量的6%左右,油气勘探潜力还很大.同时准南又是一个油气地质条件非常复杂、勘探风险较大的地区.针对准南油气勘探的难点和中心问题,从含油气系统、油气成藏机制、资源潜力和有利区带4个方面,对准南油气成藏条件及勘探前景进行了较系统的研究,认为准南具备形成大中型气田的地质条件.油气富集规律为①含油气系统控制了油气区域分布;②各期生烃凹陷周围的圈闭是油气聚集的主要场所;③断层控制了次生油气藏的发育;④山前断褶带是油气的主要聚集带.含油气有利区带为四带一凹陷,即一、二、三排背斜带、隐伏背斜带和四棵树凹陷,在含油气有利区带和圈闭评价的基础上,优选出红石沟、昌吉、东湾和吐谷鲁背斜4个有利的勘探目标.     

干涉背斜:冲断带内一种新的油气圈闭--以外帕米尔阿克脱拉尔背斜为例

干涉背斜（ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎａｎｔｉｃｌｉｎｅ）是冲断带内形成的一种特殊的断层相关褶皱,它发育于冲断层下盘侧断坡或斜断坡向前缘断坡过渡的构造转换带上,是由于冲断活动导致上盘地层产生向四周的膝折倾伏而形成的。这类构造平面上表现为短轴背斜形态,剖面上为不对称的断层相关褶皱构造。以外帕米尔冲断系中阿克脱拉尔背斜为实例对干涉背斜进行了研究,指出干涉背斜作为前陆冲断带中的一类特殊成因的构造在油气勘探和构造解释上都应引起地质学家的重视     

中国中西部前陆盆地油气成藏条件及有利勘探方向

我国中西部前陆盆地油气资源丰富,但是资源探明率仅为9.3%,有必要开展油气成藏条件的系统分析,以指导勘探。在综合分析和对比库车、准南、柴北缘和川西等具有代表性的前陆盆地的油气成藏条件的基础上指出,中西部前陆盆地具有以煤系为主的多套源岩,发育非均质储集层,多套多封闭性的盖层,以背斜为主要圈闭;断裂、不整合和高渗透砂体组成良好输导体系,保存条件较差等特点。依据理论分析及勘探实践,优选出4个有利的勘探区带,它们是:①库车前陆冲断带古近系、新近系膏盐岩、膏泥岩之下的完整背斜圈闭;②准南前陆冲断带第二、第三排构造带;③川西北部及南部燕山运动期古隆起、川中平缓褶皱构造带以及深坳陷内部的非常规天然气;④柴北缘冷湖-南八仙构造带。     

吐哈盆地前陆冲断带地质特征及勘探成果

吐哈气盆地株罗纪以来属于类前陆盆地，中侏罗世以后，台北凹陷成为北部类前陆坳陷的主体部位，并在燕山运动期和喜马拉雅运动期形成了一系列前陆冲断带，包括北部山前推覆带，中部的中央断褶背斜带以及南缘的火焰山－七克台前锋带，目前，中央背斜带已发现大量的油气，南缘前锋带和北缘推覆带油气发现较少，勘探潜力还很大，但地质地形等情况复杂，需要配套的相关技术攻关，目前已积累了一定的经验和措施。