阿拉尔综合应用能力真题
(中国石化新兴石油公司西北石油局，新疆乌鲁木齐830011)
关键词原型；盆地分析；石油和天然气储藏；二次填充；塔里木河
塔里木盆地是在古生代克拉通盆地上叠加中新生代前陆盆地而形成的大型叠合盆地，这一点已被大家所认识，并被十几年的油气勘探实践所证实。是中国唯一发现海相成因大型工业油田的盆地，是唯一以寒武-奥陶系为工业油气源的盆地，也是唯一拥有海相和陆相双成因工业油气田的盆地。
自原地矿部西北石油局在塔里木盆地北部沙雅隆起部署的沙深2井在下古生界奥陶系白云岩中遇到工业性油气流动后，实现了塔里木盆地油气勘探的重大突破，在盆地内找到海相碳酸盐岩储层，从而首次实现了塔里木盆地从前陆盆地到克拉通盆地的重大突破。 进而在非背斜领域取得重大突破，加速了盆地腹地克拉通领域的勘探。 但是，回顾十几年的历史，我们经历了几次海陆相变，浅中深的跳跃，克拉通与前陆盆地之间的循环。仅发现17油气田，以中型为主。到2000年上半年，已探明的油气储量达到10×108吨油当量。1996年底，西北石油局在沙雅隆起中段下古生界碳酸盐岩中发现了一个亿吨级油田。目前含油面积控制在700km2，预计探明储量3×108～5×108t..塔里木油田公司今年在库车前陆盆地西部发现克拉2号气田，提交储量200×108m3。塔里木盆地的油气勘探似乎有了新的机遇。但深入思考，经过半个多世纪的地质调查和十几年的油气勘探，为什么塔里木盆地发现的与盆地规模和资源相匹配的大型油气田如此稀少，探明程度如此之低？这个结果是偶然的还是必然的？造成这种现象的主要原因是勘探决策或勘探目标选择的失误，还是盆地客观地质条件的反映？盆地油气勘探前景如何？近期和中长期的主要探索方向应该在哪里？这些都是摆在探索者面前亟待解决的现实问题。要搞清楚这些问题，就非常有必要了解盆地的前景，确立正确的指导思想，为勘探人员指出油气勘探的依据，然后在更加实用的理论指导下，结合盆地油气地质特征，采取科学的部署方案。正确的勘探思路来源于对地下成藏规律的深入认识和切实可行的理论指导。
1盆地及油气系统原型
朱霞先生对盆地分析的贡献在于，他提醒大家注意“历史的、动态的、系统的结构分析”的作用，并在结构分析的基础上给出了“原型”的定义。这一定义的准确描述为叠合盆地的分析提供了最基本的单元，并在塔里木盆地国家重点科技攻关中得到广泛应用，取得了丰硕成果。一般认为，塔里木盆地克拉通板块多旋回、多阶段、不同样式的演化历史是通过两大体系、四大构造阶段和多板块构造阶段的研究实现的。包括后期对塔里木盆地含油气系统的分析，其结果应视为建立在“原型”分析的基础上。塔里木盆地原型盆地的分析和演化历史表明，克拉通盆地和前陆盆地在历史上曾长期并存。根据两类盆地原型的序列和中国板块活动的特点，中国大陆古板块较小，塔里木板块、中国板块和扬子板块的面积之和仅为北美板块的1/3。因此活动性强，新元古代至晚古生代受板块构造控制的手风琴状应力场对克拉通盆地影响强烈，是塔里木板块边缘环境的一个特征。在板块内部，塔里木克拉通基底是一个破碎破碎的结构，水平应力场的变化增加了岩石圈垂直运动的可能性。而且，在演化早期的正常热系统环境下，塔里木克拉通盆地的变形主要表现为大型隆起构造的形成。在地壳流变因素及其不均一性的影响和边界活动方式的控制下，克拉通内隆起构造发生迁移，隆起有强有弱。从克拉通盆地和前陆盆地的空间分布来看，在大陆板块构造体系下，沿克拉通外围发育了分布范围较窄的被动边缘盆地和前陆盆地；而在大陆板内变形体系下，前陆盆地从两侧山前快速推进。特别是燕山早期以后，印度板块与欧亚板块发生碰撞，塔里木进入前陆盆地阶段。三叠纪-侏罗纪时期，盆地南部发育前陆挠曲和走滑拉分盆地的组合，反映出盆地整体处于压扭环境，表明早二叠世末的晚海西运动是盆地构造演化史上最重要的事件，盆地前后发育的构造体系完全不同。因此，两种体系下形成的盆地风格不同，资源丰度和结构不一致，两个领域应有不同的勘探思路和方法。
朱先生认为，一个构造单元是一种构造形态，是一个沉积实体；而正是这种原型可以根据地球动力学的机制进行区分和比较，而不是它们的组合——盆地；在某些情况下，这些原型或结构单元应被视为一个过程响应系统及其子系统。这一基本单元和体系的概念，是王先生运用活动论和历史观分析盆地不同阶段演化特征的精辟结晶。其实质体现为“T环境-S作用-M响应”，使中国盆地原型具有全球可比性，从而凸显中国盆地在全球构造环境中的特殊性。这不仅填补了A.W.Bally(1975)盆地分类的空白，而且为中国盆地油气系统研究奠定了基础，理清了思路。
自1972年Dow在AAPG年会上提出油系统概念以来，该术语在国外经历了数次演变，该领域的研究形成了西方文献的新热点。自传入中国以来，在油气勘探实践中受到广泛重视，许多人研究盆地与成藏组合之间的油气系统。但它不是生、储、盖、运、圈、护研究成果的简单总结，而是在更高层次上分析这些石油地质条件的一种新的思路和方法；它强调整体观、综合观、动态观和层次观，通过对各要素从静态到动态的分析，追溯油气从源岩到圈闭的成因链条件和作用过程。因此，关系的建立和作用过程的恢复是油气系统研究的灵魂。一般认为，石油系统是一套(？)成熟烃源岩及相关储集岩和盖层。1980王先生指出石油地质工作要把盆地作为一个整体来考虑，首先要考察的是它的全景。但一个盆地，尤其是一个大盆地，总是包含着由不同的地球动力学机制产生的几个不同的构造部分，我们称之为盆地的“原型”。在此之前，王先生将油气藏形成的基本条件概括为四个“M”、四个“S”、三个“T”。四个s是动作，四个m是动作的结果。因此，我们认为含油气系统分析与盆地原型分析是一致的。如果这种力学等价不是太死板的话，我想朱霞先生在石油工业出版社(1986版)出版的《论中国含油气盆地的构造》的序言中建议如下:
(1)国际上的东西要学，新的理论和方法要结合中国国情，尤其是地质理论，因为地质学很有地域性，有特点；
(2)历史的、动态的、系统的构造分析，对于探索具有复杂运移过程和生储关系的油气藏类型尤为重要。
塔里木盆地是由古生代克拉通盆地和中生代前陆盆地叠加而成的大型叠合盆地。其演化经历了从海洋-大陆板块构造体系到大陆板内变形体系的转变，形成了克拉通和前陆盆地两种类型的油气资源。
2塔里木盆地油气资源结构及分布
资源结构是关系到油气勘探部署决策、勘探技术思路和勘探技术方法的大问题。塔里木盆地有多套烃源岩。这些烃源岩的发育、分布及其对油气藏的影响受盆地原型及其叠加演化的控制。在它的演变和资源结构方面有许多成就。总的来说，有以下几个特点。
古生代克拉通盆地发育寒武-奥陶系和石炭-二叠系两套烃源岩，寒武-奥陶系为主要烃源岩。下古生界烃源岩主要分布在盆地东部，巴楚隆起也是和田河附近的重要分布区。它们主要受克拉通被动边缘盆地控制，盆地中部为克拉通内坳陷盆地，隆起和坳陷差异很大。它经历了漫长的演化过程，是一套高度成熟的烃源岩。海西期早期成熟，有一段生油旺盛期。资源结构以石油为主，盆地结构向相对平坦的地形转变。在水体较浅的被动和主动陆源盆地和克拉通坳陷盆地中，盆地北部的沙雅隆起有沙溪、阿克库勒和库尔勒三个古隆起，盆地中部还有一个由古隆起组成的隆起带，油气向成熟生油区周围的古隆起运移。这一时期形成了油基储层，但古隆起顶部的侵蚀破坏了古储层，形成了沥青。到海西晚期，盆地构造运动强烈，沙雅隆起古生代剥蚀严重。以寒武-奥陶系为烃源岩的克拉通盆地油气系统在隆起中再次遭到破坏，斜坡保存相对较好。推测存在较高的异常岩浆活动热系统，寒武-奥陶系烃源岩演化程度变高，气油比显著增加。到喜马拉雅期，油气生成能力大大降低。计算结果表明，下古生界烃源岩席提供的资源量约为1.20×1.08t，其中早期保存的油气资源量为37×1.08t，仍约为古新世盆地总资源量的1/5，充分显示了早期资源的重要性，是一个值得追求的目标。更可能的残留形式是后期经历了次生改造、降解或分异的次生油气藏。凝析油是一种高成熟度的轻质油，在后期生成的资源中所占比例很高(顾毅等，1997)。
中新生代前陆盆地主要烃源岩为三叠系-侏罗系，其与喜山期石炭-二叠系形成的资源量分别为40.5×108t和25.8×108t，主要分布在塔东北坳陷的56%、塔中隆起的21%和塔西南坳陷的265438+。三套烃源岩形成的资源量占盆地总资源量的4/5，资源结构以天然气为主。
3塔里木盆地油气藏特征及二次生油
如前所述，塔里木盆地烃源岩的演化是复杂的，盆地的演化历史决定了油气藏的形成也是多期的。流体包裹体分析确定塔里木盆地至少有三期油气运移和聚集。以往的勘探区集中在构造活动强烈的隆起区和山前坳陷区，油气藏大多形成于晚期和近期，以克拉2气田为例。克拉2气藏为块状干气底水气藏，甲烷含量高，非烃气含量低。它是典型的优质天然气，天然气的PVT性质表现为异常高压。流体包裹体研究表明，克拉2气田是5.0Ma[康村组(Nk)]以来一次性成藏的结果，即气藏形成晚于圈闭形成时间[库车组(N2k)沉积以来]，气源来自库车坳陷三叠系-侏罗系。根据高达50.5t/m2的源岩潜力指数，库车前陆盆地的油气系统是克拉苏构造带和烃源岩相互叠加的超高压含气系统。
但近年来，在塔中、塔北、巴楚隆起上克拉通发现的油气藏具有早期聚集或二次充注的特点。以塔河油田为例，从整个阿克库勒凸起来看，受岩性、储层物性、断层分隔或局部构造控制的影响，该区形成了众多油气藏。纵向上有三叠系和石炭系两套碎屑岩储层和奥陶系碳酸盐岩储层，油源对比表明烃源岩均为寒武系-下奥陶统。圈闭类型三叠系以低幅度构造型为主，石炭系在大构造背景基础上叠加岩性因素，奥陶系岩溶储层被石炭系巴楚组泥岩覆盖，形成不整合岩溶圈闭。近年来，累计探明油气地质储量超过1×108t。
根据储层沥青和流体包裹体分析，以及饱和压力或露点压力计算资料，塔河油区油气成藏经历了海西早期破坏、海西晚期破坏与改造并存、燕山-喜马拉雅早期油藏形成与分布、喜马拉雅晚期轻质油气充注四个阶段。塔河油田奥陶系储层流体性质平面分布差异较大，特别是3区、4区和6区。只有塔河4区和6区存在稠油，其密度要高得多。该区只有塔河3号奥陶系储层有凝析气顶，轻质油、常规原油和稠油向下分布。海西晚期成藏，但主要在喜山期。原油中25-降藿烷系列化合物的高浓度证明海西晚期(沙61井区)成藏后有氧化降解作用，北部原油受后期油气充注影响较小。纵向上，三种储层具有不同的性质和形成时代。塔河3号石炭系原油反映的成藏期主要为印支期-燕山晚期。
通过对盆地内已发现油气藏的实际资料分析，不难发现塔里木盆地油气藏的形成具有以下一般特征:
(1)整体封闭条件是油气成藏的首要条件。塔里木地质历史上的每一个成藏期都是以整个封闭环境的形成为基础的，每一个成藏期都是被整个封闭环境的打开所破坏的。而且，与整体封闭相关的区域盖层的发育层位或发育时间决定了油气藏的有效成藏期。
(2)喜马拉雅期是油气聚集的重要时期。现今盆地油气的形成和分布明显受盆地构造格局控制。有三个相对独立的构造单元和三种有效成藏条件组合，决定了今天油气远景的大小和不同的勘探目标。在深化晚期成藏规律研究的同时，应重视克拉通古油藏的勘探。
(3)多期油气长距离运移聚集。海相和陆相油气的并存以及多种类型油气藏的存在，导致油气分布的复杂性。但是，几个大油田与油源的关系清楚地反映出，大圈闭离油气源越近，越容易形成大的油气聚集。
(4)多期成藏主要与多种油源在不同阶段生成不同性质油气的过程有关。多期油气藏的聚集形成多个含油系统，油气以多相状态存在，从而形成油气藏的动态成藏过程。
(5)总之，上述特征明显表现出复式油气聚集规律。
4 .塔里木盆地油气勘探的指导思想和部署原则
从上述盆地的地质特征和油气成果来看，塔里木盆地油气勘探的指导思想应该是:
(1)基于多目的层的探索；占据克拉通盆地的古隆起和古斜坡，接近主要烃源岩；以大型圈闭为主要目标，针对下古生界碳酸盐岩寻找大型原生油气田(储层)；兼顾上古生界和中新生界低幅度圈闭群，寻找次生中小型油田(储层)。
(2)加强前陆盆地前陆坡和逆冲褶皱构造带的解剖，以大型圈闭为主攻方向，以中、新生界高孔渗碎屑岩储层为目标，寻找大型天然气田。
在上述勘探部署指导思想的指导下，油田公司勘探部署应坚持以下原则:
(1)油气并重，石油优先，支持和发展区域经济，积极推进“西气东输”天然气勘探。
(2)背斜油气藏和非背斜油气藏并重，注重方法技术系列的有效性和针对性。
(3)海相克拉通盆地和陆相前陆盆地都应考虑，各有侧重。
(4)坚持勘探程序，加大勘探力度，加快勘探步伐；同时要充分考虑勘探物资和资金支持的条件，坚持量力而行的原则。
(5)坚持可持续发展原则，在积极探索新领域和培育勘探后备基地的同时，不断开展基于全流域的选择评价。
(6)依靠科技进步和创新，积极引进、消化、吸收国内外新的勘探方法和理论，不断更新勘探思路，结合油气勘探对象的实际特点，进一步完善和创新方法技术。
参考
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