中国中西部4种组合类型前陆盆地成藏研究:I.油气成藏地质条件分析

前陆盆地是中国重要的油气勘探领域。中国中西部前陆盆地从盆地结构和演化特征可以分为早衰型、改造型、新生型和叠加型等4种组合类型。分别以准西北缘前陆盆地(早衰型)、川西前陆盆地(改造型)、柴北缘冲断带(新生型)和准南前陆盆地(叠加型)为例，探讨了不同类型前陆盆地生储盖等成藏地质条件的差异，并分析了不同组合类型前陆盆地主要烃源岩的热演化过程，其中喜山晚期前陆发育对新生型和叠加型前陆盆地烃源岩演化具有明显的控制作用。     

中国中西部前陆盆地成藏过程

根据盆地充填和构造变形特征,可将中国中西部前陆盆地划分为早衰型、改造型和叠加型。早衰型、改造型和叠加型前陆盆地的结构特征决定了前陆盆地烃源岩、储盖组合等成藏条件的差异性,而晚期前陆发育对西部改造型和叠加型前陆盆地烃源岩的演化具有明显的控制作用。正是由于中国中西部不同类型前陆盆地成藏地质条件的差异,决定了其具有不同的成藏过程。燕山晚期是早衰型前陆盆地(如川西前陆盆地)最主要的成藏期,喜山晚期主要表现为天然气藏的调整、定型;喜山晚期是改造型前陆盆地(如柴北缘前陆冲断带)最主要的油气成藏期;而叠加型前陆盆地(如准南前陆盆地)具有多期成藏的特征,但喜山晚期的油气成藏最为重要。     

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.     

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。     

中国中西部前陆盆地成藏特征的初步分析

通过讨论川西(四川盆地西部)、柴北缘(柴达木盆地北缘)和准南缘(准噶尔盆地南缘)前陆盆地的成藏过程,指出我国中西部前陆盆地具有多期聚集、晚期聚气的成藏特征,认为我国中西部前陆盆地具有最重要的两大成藏期,一是燕山期及其之前的油气成藏期,主要是中部周缘前陆盆地和西部再生前陆盆地二叠系烃源岩和三叠系烃源岩的油气聚集期;二是喜山晚期,主要是受新构造运动影响,西部再生前陆盆地中、新生界烃源岩的油气成藏和中部周缘前陆盆地的油气调整期,其中中生界煤系烃源岩是中西部前陆盆地主要的烃源岩,而喜山晚期冲断作用形成的断层相关褶皱圈闭与前陆发育时巨厚沉积造成的中生界煤系烃源岩排烃过程相匹配。此外还讨论了前陆盆地中的古构造(背景)在油气聚集中的重要作用和早期前陆盆地成藏体系、再生前陆盆地成藏体系在油气相态及成因类型的平面分布特征上的控制作用。     

中国环青藏高原新生代巨型盆山体系构造特征与含油气前景

受印度-欧亚大陆碰撞及其持续的汇聚作用影响，中国中西部地区新生代构造最为显著的特征表现为环青藏高原的巨型盆山体系及盆、山结合部位的前陆盆地（及前陆冲断带）。结合大量的地质、地球物理资料，首先提出了环青藏高原巨型盆山体系的概念，描述了其分布特征，探讨了该体系的深部构造特征和成因动力学机制。重点研究了该体系内前陆盆地的构造特征，认为该体系内前陆盆地是喜山期再生前陆盆地（及冲断带）与海西晚期-印支期周缘、弧后前陆盆地组成的叠合式前陆盆地，其原型盆地包括海西-印支期周缘前陆盆地（如塔里木盆地北部、川西、鄂尔多斯盆地西缘等）、海西-印支期弧后前陆盆地（如塔里木盆地南部等）、喜山期再生前陆盆地（如库车、塔西南、准南等）。上述两期、三种原型盆地，在喜山期冲断隆升活动作用下，形成四类叠合式前陆盆地：叠加型、新生型、改造型和早衰型。中国环青藏高原巨型盆山体系内广泛发育多个前陆冲断带，构造变形极为复杂，主要构造样式有断层相关褶皱组合、盐相关褶皱、走滑-冲断构造组合等。最后分析了该体系内前陆盆地（及前陆冲断带）的油气地质条件，认为该区油气地质条件优越、油气资源丰富，是今后中国油气勘探的重要领域。     

中国3类前陆盆地油气成藏特征

中国中西部发育3种不同的前陆盆地系统组合类型．即叠加型前陆盆地（冲断带）、早期型前陆盆地和晚期型前陆盆地（冲断带），它们的生储盖组合、成藏时期、成藏后的改造作用以及油气有利勘探部位均有不同。叠加型前陆盆地主要发育早期前陆盆地和两期前陆盆地之间的拗（断）陷湖盆两大套烃源岩．多期成藏，以晚期成藏为主；早期型前陆盆地主要烃源岩发育与前陆同期，油气成藏时期相对较早；晚期型前陆盆地只发育再生前陆期之前的拗（断）陷湖相和湖沼相烃源岩，以晚期成藏为特征。前陆冲断带油气勘探潜力取决于冲断带与烃源灶的匹配关系和冲断带上覆盖层的保存条件。     

准噶尔盆地阜康断裂带构造演化与油气成藏

阜康断裂带位于准噶尔盆地博格达山山前,受海西、燕山、喜马拉雅等多期次构造运动叠加影响,其构造变形及油气成藏过程复杂.地质综合研究认为,早二叠世晚期博格达海槽开始闭合造山,形成了博格达山前中二叠统将军庙组沉积期前陆型箕状坳陷,之上的中二叠统平地泉组潟湖相白云质泥岩是该区的主力烃源岩;燕山运动期发生3幕强烈运动,是阜康断裂带的主要改造期;喜马拉雅运动南北强大挤压应力使阜康断裂带下盘发育了冲断型类前陆盆地的箕状凹陷,上盘发生冲断推覆.3期强烈的构造运动,控制了该区的构造格局和油气成藏.     

准南前陆冲断带油气成藏的主控因素

准噶尔盆地南缘前陆冲断带油气资源丰富，但探明率很低，亟待开展油气成藏的主控因素分析。为此，在对该冲断带油气成藏地质条件及成藏过程综合研究的基础上，通过系统分析油气成藏要素对油气成藏的控制及目前勘探中油气分布的特征，得出控制准南前陆冲断带油气成藏的主要因素如下：①以中下侏罗统煤系和上二叠统泥岩为主的4套烃源岩的分布范围宏观上控制了油气藏的平面展布及含油、气性质；②具良好储集性能的滨浅湖和三角洲砂体控制了油气分布的层位及油气藏的规模；③早于主要排烃期而形成的圈闭，是油气聚集的最有效场所；④从更深层次上看，断裂是控制成藏的最根本因素，它通过控制圈闭的形成、纵向的沟通作用及对原生油气藏进行破坏形成次生油气藏而最终决定油气藏的分布。由此建议，在今后的油气勘探中应注重对烃源岩、储集层、圈闭和断裂的综合分析，尤其要突出对断裂发育特征的分析，以不断提高勘探成功率。     

南八仙构造油气成藏模式及其对柴北缘勘探的启示

柴北缘为柴达木盆地北部一个以侏罗系生烃、第三系为主要储集层的含油气系统。南八仙构造是柴北缘一个具有代表性的三级构造。该构造反映出柴北缘分别在早第三纪和晚第三纪受到不同方向、不同性质的区域挤压或压扭作用,并分别形成基底卷入型和盖层滑脱型两种不同构造样式的断层。基底卷入断层是下第三系储层形成油气藏必不可少的油源通道;晚第三纪滑脱型断层则对下第三系油气藏起破坏作用,并导致上第三系次生油气藏的形成。原油性质、储层包裹体均一化温度和包裹体正构烷烃分布都证明下第三系储层存在早晚两期油气注入,上第三系储层则为晚期油气注入。南八仙构造的油气成藏模式说明,加强断层活动史和封闭史研究对柴北缘油气评价有重要意义;与上第三系相比,下第三系的油气藏形成条件更有利。     

喜马拉雅运动与准噶尔盆地南缘油气成藏

喜马拉雅运动期源自特提斯构造域的强大挤压应力使北天山快速、大幅度隆升,并向盆地冲断,在盆地南缘发育了陆内造山型类前陆坳陷。喜马拉雅运动控制着准噶尔盆地油气晚期成藏:快速沉积的巨厚磨拉石建造使中、新生界烃源层在南缘山前坳陷中成熟排烃;在盆地南缘形成了喜马拉雅运动期成排成带的背斜构造,在盆地北部形成了一些平缓的低幅度背斜构造,为晚期油气成藏提供了有利场所;喜马拉雅运动在全盆地强化了断裂的运移通道作用。     

川西前陆盆地的发展演化、地层充填及其对油气成藏的意义

前陆盆地构造位置重要、油气资源丰富,是盆地分析和油气勘探的重要领域。为此,利用构造、沉积及钻井等资料,综合研究了已经成为四川盆地天然气勘探的重要领域的川西前陆盆地的发展演化、地层充填及其对油气成藏的意义。结果表明,川西前陆盆地发展始于印支运动的卡尼期而终于喜山期;盆地的发展在各个时期表现出极大的差异性：沉积沉降中心的迁移、构造应力场的变化、构造格局的变化。上述三方面的差异性决定了川西前陆盆地天然气藏的生、运、聚、保条件。该区油气藏主要受前陆盆地形成过程中的坳陷和隆起带控制,燕山期形成的绵竹-盐亭隆起带、邛崃-新津隆起带是油气聚集的有利地区,也是川西前陆盆地油气勘探的主要区带。     

四川盆地北部前陆盆地油气成藏控制因素分析

四川盆地北部盆地受控于周边多个造山带的多期活动,区内多组构造叠加与复合,纵向上发育了多套有利的生储盖组合。研究区输导体系可以分为断层型、储层型、裂隙型及不整合面型4种。针对四川盆地北部川西北和川东北地区地质特点及研究区油气成藏模式,分析影响研究区油气成藏的主要因素为:首先是古隆起控制油气的分布,其次是隐伏断裂在纵向上的沟通为油气的输导提供了条件,再次之是前陆盆地中油气的分布受储层发育的控制,最后是晚期构造的叠加使得油气进行二次调整成藏。     

焉耆改造型盆地特征及其油气勘探方向预测

焉耆盆地是中、新生代的叠合、改造型盆地，中生代为类前陆盆地，之后虽经历了燕山运动中晚期的冲断、隆升剥蚀和喜山期的长期改造，但盆地构造格局并没有发生改变。烃源岩以煤系地层为主，主生烃期为燕山期末，喜山期生烃贡献不明显；圈闭类型多样．多与冲断活动有关，形成于燕山期。定型于喜山期；燕山期末已存在的圈闭成藏条件较好，但控制圈闭的断层在喜山期活动与否及其活动强度，决定着燕山期形成的油气藏能否保存；喜山期形成的构造圈闭及地层圈闭的油气来源有限，盖层条件较差,油气成藏条件欠理想。下步勘探方向应以与燕山期末主生烃期相配置的构造圈闭和岩性圈闭为重点。     

前陆盆地结构单元与油气成藏响应

在成藏研究中, 前陆盆地可以划分为前陆褶皱冲断带、前渊坳陷带、斜坡带和前缘隆起带等4个结构单元。为揭示盆地油气分布规律和不同结构单元之间油气聚集的差异性, 通过对烃源岩、储集岩、生储盖组合和油气运移等主要成藏要素的分析, 从前陆盆地系统各结构单元讨论油气分布规律和成藏模式, 认为前陆盆地的油气分布受控于盆地结构、油气成藏与盆地结构单元相响应。在前陆盆地系统结构单元正确划分的基础之上, 综合分析不同结构单元成盆期前和成盆期沉积体系的成藏特征, 是前陆盆地油气成藏研究的重要发展方向, 而对于中国中西部前陆盆地的油气勘探还必须重点考虑后期改造作用。     

准噶尔前陆盆地构造特征与油气勘探方向

准噶尔盆地是陆内坳陷盆地与前陆盆地相叠加的大型复合叠合盆地。自石炭纪以来,经历了3 期伸展及随后的热沉降作用,发育了3 大套烃源岩;其间发育了3 期前陆盆地,形成了一系列构造带,孕育了3 个关键成藏期。多次叠加作用形成了准噶尔盆地西北缘、南缘与东北缘3 个前陆冲断带。西北缘逆掩断裂带早已被证明为大型油气聚集带;南缘冲断褶皱带的大、中型油气田也正被逐个发现;东北缘前陆冲断带也显示出较大的勘探潜力。勘探实践证明,准噶尔盆地前陆冲断带勘探潜力巨大、前景广阔、领域明朗、方向清楚,是准噶尔盆地油气勘探增储上产的重要领域。     

柴北缘马海-大红沟凸起油气成藏模式与有利勘探目标

柴北缘马海-大红沟凸起油气成藏模式可概括为:深部为早期原生成藏,长期充注模式,具有多期(至少两期)油气运移成藏特征;浅部为早期排烃聚集,晚期次生成藏模式,具有晚期一次成藏的特征。古凸起区的两大构造运动、两套断裂体系所对应的圈闭形成期和成藏期是形成两种不同类型油气藏的关键。绿南山前构造带、马海-黄泥滩构造带、南八仙-东陵丘背斜带、以及马海构造的西南翼和东南翼的地层超覆区是今后勘探的重点目标。     

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。     

中国中西部前陆盆地油气分布控制因素

从中国中西部前陆盆地类型、构造单元和构造带3个层次深入分析控制油气分布的主要因素。中国中西部主要发育叠加型、改造型、早衰型和新生型4种前陆盆地,其油气成藏条件、成藏特征与油气聚集模式决定了不同类型前陆盆地油气分布的差异。前陆盆地发育冲断带、前渊、斜坡带和隆起带等构造单元,不同构造单元在烃源岩发育与演化、圈闭类型及成藏过程、保存条件等方面的差异导致不同构造单元油气分布特征的差异。前陆冲断带是中西部前陆盆地油气富集的主要构造单元,烃源岩与储盖组合、构造特征及保存条件是其油气聚集成藏的主控因素,冲断带断层、盖层的时空配置控制了油气分布的分带、分段特征和富集规律,指示着不同构造段的油气富集部位及有利勘探目标。     

柴达木盆地北缘油气成藏特点

运用包裹体均一化温度、包裹体成分以及圈闭演化历史分析等研究方法,对柴北缘典型油气田油气成藏特征进行了分析。结果表明:侏罗系油气藏具有三个油气成藏期,分别为侏罗纪末、渐新世和上新世;下第三系油气藏具有两个成藏期,分别发生在渐新世和上新世,其中渐新世为主要成藏期;上第三系油气藏属于次生油气藏,它们主要是由于上新世以后因构造变动导致下第三系油气藏调整和破坏,油气发生向上再运移而聚集形成的。柴北缘油气藏形成演化过程中,断层始终扮演了重要的角色。