塔里木盆地轮探1井超深层油气勘探重大发现与意义

2020年1月,位于塔北隆起轮南低凸起的轮探1井在8200m之下的下寒武统白云岩中获得轻质原油,塔里木古老克拉通超深层油气勘探获得重大突破。通过对轮探1井发现情况描述与超深层寒武系盐下油藏发现历程分析,旨在为其他类似地区新区、新层系、新类型的勘探提供借鉴与参考。轮探1井钻揭寒武系玉尔吐斯组一套优质烃源岩,以及阿瓦塔格组蒸发膏岩/沙依里克组—吾松格尔组白云岩储层与玉尔吐斯组泥岩/震旦系奇格布拉克组白云岩风化壳储层两套储盖组合。轮探1井产层为吾松格尔组,为正常温压系统的挥发性油藏;震旦系奇格布拉克组风化壳获得微量天然气。塔里木盆地台盆区勘探经历了从碎屑岩到碳酸盐岩、从碳酸盐岩到盐下白云岩的两次战略转移;轮探1井是第二次战略转移的重要标志,具有里程碑意义。轮探1井成藏有利条件在于具有继承性稳定古隆起与优质的生储盖组合;通过类比,分析了塔里木盆地寒武系盐下白云岩勘探前景,指出塔中—古城、塔北南斜坡、麦盖提斜坡北—柯坪等有利区为下步勘探重点区带。     

从东西伯利亚看塔里木盆地寒武系盐下碳酸盐岩勘探前景（为庆祝塔里木油田石油会战20周年而作）

东西伯利亚盆地和塔里木盆地皆为古老的克拉通盆地,都发现有一系列的油气田,只是规模有别.通过油气成藏要素及其主控因素的对比研究发现,塔里木盆地和东西伯利亚盆地在寒武系盐下都发育了优质的烃源岩和储集层,而区域性分布的中寒武统膏盐岩是良好的盖层.根据寒武系的生储盖组合、构造发育、沉积环境以及油气显示情况,并对比东西伯利亚盆地油气田油气成藏的特点认为,塔里木盆地寒武系盐下具有良好的勘探前景,有利勘探区带主要为塔中主垒带及其两侧、塔北隆起的英买力及轮南地区、巴楚低凸起的南部构造带.     

塔里木盆地震旦系裂谷发育特征及其对油气勘探的指导意义

在前人对塔里木盆地深部地层研究的基础之上,利用钻井、新地震资料首次精细刻画了震旦系裂谷发育特征,认为塔里木盆地震旦系受天山洋和昆仑洋裂谷作用控制,发育麦盖提、满加尔、阿瓦提三大坳拉槽和塔北、巴楚-塔中、和田三大古陆,震旦系沉积分为裂陷期和坳陷期两期沉积;分析了震旦系裂谷对油气勘探的指导意义:其一是震旦系裂谷及其继承性沉降作用直接控制了震旦系自身及下寒武统玉尔吐斯烃源岩的分布,其二是震旦系继承性裂谷沉降边缘控制了下寒武统台地边缘相带的分布、继承性古陆控制了下寒武统台地的分布,其三是震旦纪古陆及继承性裂谷边缘发育的寒武系中下统台缘相带共同控制了中寒武统的膏盐岩的分布,其四是塔中寒武系盐下大构造继承发育是有利勘探区带,巴楚和玛东是寒武系盐下勘探的最有利区。     

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。     

塔里木盆地寒武系盐下领域勘探关键问题与攻关方向

寒武系盐下是塔里木盆地目前勘探潜力最大的战略接替领域,但是多年来一直未获得实质性突破,该领域仍然存在一些关键问题需要继续攻关解决。通过总结回顾塔里木盆地寒武系重点探井取得的成果,研究了寒武系盐下领域成藏条件,指出了有利勘探区带和下步工作方向。研究认为,塔里木盆地寒武系盐下领域具备良好烃源岩、储层和盖层等基本成藏地质条件,但在不同区带,成藏要素配置存在差异。综合来看,寒武系盐下领域存在“原地烃源岩、垂向运聚成藏”和“异地烃源岩、侧向运聚成藏”两种成藏模式。指出了面向满加尔方向的塔中隆起区、面向麦盖提斜坡区的色力布亚-海米罗斯-玛扎塔格构造带和塔北隆起阿克库勒凸起是下步勘探的重点区带,并逐一提出重点研究攻关方向。     

塔里木盆地震旦系石油地质特征及勘探方向

通过对塔里木盆地周边露头剖面及盆内钻井震旦系石油地质特征分析,认为震旦系顶部白云岩受岩溶作用发育溶蚀孔(洞)缝,储集空间主要为角砾间孔、溶蚀孔(洞)及裂缝;南华—震旦系泥质岩类和下寒武统泥岩、泥灰岩为震旦系的有效烃源岩;同时,下寒武统泥岩及泥灰岩直接覆于震旦系白云岩储集层之上,可作为良好盖层,与震旦系白云岩储集层形成良好储盖组合;震旦系油气成藏史分析表明顶部白云岩具有多期油气充注条件,在古隆起斜坡区可能保存原生古油藏。在此认识基础上,结合区带评价分析,提出塔东低凸起北斜坡、塔中低凸起北翼及柯坪-巴楚隆起等震旦系为有利勘探方向。     

塔里木盆地塔中隆起南坡油气勘探领域

通过分析塔里木盆地塔中南坡中下寒武统地震相特点,结合台盆区主要钻井中下寒武统沉积相与TOC的关系,认为塔中南坡中下寒武统沉积相与塔里木盆地中央隆起相同,主要发育蒸发台地膏盐（泥）坪—局限台地云坪相沉积,生烃潜力比满加尔斜坡盆地相深水欠补偿沉积的深灰—黑色泥（页）岩差。解剖塔中隆起主要油气藏成藏富集特点,分析南坡潜山领域近20口钻井未获油气突破的原因,提出隆起上断裂带具有控储控藏控富特点。NW与NE向断裂的交会区、塔中Ⅰ号“Y”形断裂带内、靠近NE走滑断裂（<1 km）和通源断裂断距大（T₈1）及NE走滑断裂的断堑—张扭破碎带为塔中隆起奥陶系油气富集场所;塔中南坡潜山勘探领域应由潜山圈闭高部位向靠近主断层的白云岩潜山圈闭高部位转变;近油源、通源断裂发育、储盖组合好的大型背斜构造圈闭的高部位是寒武系盐下油气成藏富集有利区。      

塔里木盆地台盆区寒武系烃源岩有机成熟度

对塔里木盆地寒武系一百多个样品进行了有机组分反射率测试，有78个样品获得有效的有机组分反射率测试数据，从目前探井和露头区样品有机组分反射率分析数据表明，塔里木盆地寒武系源岩均处于高过成熟阶段，尚未发现仍处于生油窗阶段的寒武系中等成熟的源岩，塔中和塔北隆起区中正宗是武统镜质体反射率约在1．8－3．0％，目前满加尔凹陷中下寒武统源岩镜质体反射率在3％以上，满加尔凹陷腹部中下寒武统源岩镜质体反射率在4％以上，中下寒武统源岩成熟度相对较低区分布在塔中隆起主垒带，塔北隆起的凸起区（英买力凸起）和巴楚断隆一部分地区，其等效镜质体反射率在1．8％－2．0％。     

塔里木盆地寒武系超深层含油气系统盆地模拟

针对塔里木盆地寒武系超深层含油气系统复杂的成藏特征,采用动力学模拟技术探讨了寒武系“源-圈-藏”的演化过程,揭示了超深层含油气系统油气“生成-运移-聚集-调整”的演化历史。塔里木盆地台盆区烃源岩的生烃史模拟显示：下寒武统烃源岩的热演化存在4个关键时刻,分别为加里东中期、加里东晚期—海西早期、海西晚期、喜马拉雅晚期;发育3种热演化模式,即盆地坳陷区持续热演化模式、盆地斜坡区接力热演化模式和盆地周缘山前带快速热演化模式。烃源岩的成熟度恢复显示：塔北斜坡带、顺托果勒低隆起和麦盖提斜坡带烃源岩的整体成熟度低于2%,处于高成熟阶段,目前仍然具有较好的生烃潜力。超深层含油气系统的混合流模拟表明：加里东期和海西期断裂对塔里木盆地原生油气藏的运聚较为重要,而喜马拉雅期断裂对次生油气藏的运聚影响较大。塔里木盆地台盆区寒武系上、下两套含油气系统流体的流线变化和运聚趋势具有明显的继承性,隆起带和斜坡区的优势运移通道是油气运聚的有利区,其中,卡塔克隆起和巴楚隆起西侧具有多源充注汇聚的特征,巴楚隆起东侧和塔北隆起受单一含油气系统持续充注,是较有利的油气富集区。盆地模拟对塔里木盆地超深层含油气系统的研究具有一定的...     

塔里木盆地塔东地区寒武系烃源岩分布及有利区带评价优选

塔里木盆地塔东地区寒武系烃源岩是近年来诸多学者研究的热点,对其分布及认识还存在一定的分歧,已成为制约寒武系勘探及区带优选的重要因素。基于野外露头及盆地内钻井资料的认识,分析塔里木盆地寒武系烃源岩的沉积环境;根据沉积环境和形成年代,将塔东地区寒武系烃源岩分为缓坡型烃源岩和陡坡型烃源岩。缓坡型烃源岩是玉尔吐斯组同时期沉积的烃源岩,该类型烃源岩沉积主要受控于前寒武系古地貌,厚度中心位于满加尔坳陷西北侧,烃源岩厚度约为20～40 m;陡坡型烃源岩是早寒武世晚期—晚寒武世台缘斜坡—盆地沉积环境发育的烃源岩,主要发育在满西地区轮南—古城弧形条带内,最大厚度约为150 m。结合塔东地区2类烃源岩的分布特征,优选轮南地区盐下白云岩及古城低凸起北部中上寒武统台缘带为塔东地区有利勘探区带。     

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。     

塔里木盆地深层海相轻质油/凝析油的成因机制与控制因素

塔里木盆地是中国蕴含丰富海相凝析油的克拉通含油气盆地,目前已在塔北隆起、塔中隆起及其斜坡区的震旦系—三叠系发现6个大型海相凝析油气藏,这些油气藏呈现出轻质油、高含蜡凝析油气、干气—轻质油—挥发性油多种类型油气藏围绕烃源岩有序聚集的特点.基于烷烃损失量计算、凝析油中烃类分子成熟度参数和天然气同位素组成的分析,提出塔北隆起...     

塔里木盆地大中型油气田成控因素与展布规律

塔里木盆地油气分布十分复杂,油气藏形成及分布受多种因素控制。烃源岩分布及其热演化决定了油气田的平面分布,优质区域盖层和储盖组合控制油气富集的纵向分布,长期继承发育的大型稳定古隆起、古斜坡以及前陆逆冲构造带是大中型油气田形成的最有利地区,构造-岩性圈闭及低幅度构造圈闭控制上古生界-中生界油气成藏,多源多期动态成藏-早期成藏改造、晚期充注调整是塔里木盆地油气成藏的重要机理。碳酸盐岩领域重点突出大型表生岩溶型和礁滩相溶蚀孔隙型等复合圈闭的勘探,碎屑岩领域应突出志留系大型地层超覆型、构造-岩性圈闭。塔北地区的阿克库勒凸起及雅克拉断凸是近期增储上产的地区,应加强该区的多层系复合油气藏立体勘探。塔中古隆起、和田河古隆起、巴楚隆起、古城墟古隆起、玛南断褶带是进一步寻找大油气田的有利目标区。超深层及寒武系盐下白云岩领域值得进一步探索。     

塔北地区寒武纪深层白云岩构造-岩相古地理特征及勘探方向

由于塔北地区寒武系深层白云岩资料点少,有效恢复岩相古地理成为制约寒武系深层白云岩勘探领域优选的关键地质要素之一。 利用有限的 14 口钻井和 4 个野外露头地质资料点以及地震资料,探讨了塔北地区寒武纪深层白云岩岩相古地理特征,精细刻画了台地类型及台缘特征,并尝试刻画台内沉积分异。塔北地区寒武纪总体发育轮南断控陡坡型台缘和北部沉积缓坡型台缘 2 种类型的台缘,台内滩、膏云坪、膏盐湖及台内洼地等沉积单元分异明显。 台缘特征及台内沉积分异控制了储盖组合的配置,由此得出长期继承性隆起上的寒武系台缘礁滩、礁后滩白云岩与蒸发盐湖相膏盐岩和蒸发潮坪相膏泥质白云岩形成的优质储盖组合为有利的勘探方向。塔北地区寒武系具有 2 个现实的有利勘探区带：轮南陡坡型台缘带和北部缓坡型台缘带,其中,轮南台缘带后侧、泻湖靠海一侧的礁后滩储层上覆致密碳酸盐岩盖层;北部台缘带藻丘及滩体复合型白云岩储层上覆中、下寒武统泥晶白云岩、膏质白云岩及含泥白云岩等致密盖层。北部缓坡型台缘带储盖组合要优于轮南陡坡型台缘带,勘探前景更为乐观。     

塔里木盆地下古生界碳酸盐岩油气成藏特征

沙参2井实现了塔里木盆地下古生界碳酸盐岩的首次重大突破,推动了塔中油田、塔河油田及和田河气田的相继发现和大油气田勘探理论的持续创新,逐步建立起盆地下古生界海相碳酸盐岩油气成藏理论.对盆地下古生界成藏地质条件与典型油气藏综合研究表明,稳定的古隆起古斜坡、多套非均质碳酸盐岩储集体、充足的油源供给与多期成藏等要素的配置控制了大型碳酸盐岩油气田的形成与分布;塔北沙雅隆起南坡受加里东-海西期岩溶叠加改造形成了复式的缝洞成藏系统,受满加尔、阿瓦提两大生烃坳陷多期的油气充注改造形成了复杂的油气藏类型,单个缝洞型油气藏具有相对独立的油-气-水系统,平面上叠合连片含油气、不均匀富集;塔中卡塔克隆起下古生界具有典型的复式成藏特征,从寒武系往上部层系气/油比逐渐降低,油气富集规律相比塔北更复杂,总体表现出"平面分块、纵向分层、多点充注、相对高点富集"的特点;和田古隆起是具有优越成藏条件的早古生代三大古隆起之一,已发现了受不均一岩溶缝洞体控制、不均匀含油的玉北奥陶系油藏,但近期的勘探进程表明该区成藏条件及油气富集规律尚不明朗.塔北沙雅隆起南坡及围斜区、卡塔克隆起及北坡顺南-古城地区是奥陶系油气勘探的现实领域,而顺托果勒低隆、麦盖提斜坡、塘古巴斯坳陷玛东冲断带和塔北、塔中-巴楚寒武系-奥陶系深层是重要的接替领域.     

塔里木盆地海相油气成藏研究进展

近年来塔里木盆地超深层海相油气勘探取得了丰硕成果,顺北奥陶系、塔中寒武系、塔河深层等油气新发现,为塔里木盆地海相油气成藏研究提供了丰富的基础资料。塔里木盆地海相油气主要分布于台盆区,油气藏类型多样,原油物性变化大,显示出成藏的复杂性。通过对大量的实际样品分析和模拟实验及大量的地质、地球化学综合分析,结合构造演化、层序地层学、沉积相与沉积环境等研究成果,在烃源岩分布及其演化、油气地球化学特征、海相油气藏分布特征等方面取得了显著进展。一是明确了塔里木台盆区海相油气主要来源于强还原环境下形成的下寒武统-中下奥陶统烃源岩,特别是台盆区下寒武统玉尔吐斯组,并明确了超深层海相油藏后生改造主要有TSR、热裂解2种类型,提出了相应的判识指标;二是在建立玉尔吐斯组缓坡型优质烃源岩沉积发育模式的基础上,通过井震标定、正演模拟和区域测线地震相解释、三维区属性分析与地震反演,预测了玉尔吐斯组烃源岩的展布,并明确其演化特征:燕山期以来长期低地温背景下的"高压生烃演化抑制模式"延缓了顺托果勒低隆寒武系烃源岩热演化,顺托果勒地区仍具晚期高成熟液态烃形成条件;三是通过台盆区油气成藏特征对比,明确了奥陶系油气分布特征,进一步明确在台盆区寻找以下寒武统玉尔吐斯组原地烃源岩与燕山期以来晚期活动走滑断裂相匹配的、以晚期供烃为主的轻质油藏-天然气藏,是塔里木台盆区超深层碳酸盐岩领域油气勘探的重要方向。