環滿加爾坳陷志留系油氣勘探潛力分析

胡金祥，閆 娥，杜偉維，徐 浩，胡文濤

(中石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830011)

引 言

塔里木盆地為多期次演化而形成的大型疊合盆地［1］。環滿加爾坳陷含蓋滿加爾坳陷、北部沙雅隆起、西部順托果勒隆起、南部卡塔克隆起—古城墟隆起、東部孔雀河斜坡。志留系分布面積為12.69×106km2。1994年10月塔中11井在志留系測試獲得工業油氣流，突破了塔里木盆地志留系工業油氣流關，使志留系成為塔里木盆地主要勘探目的層之一［2］。

環滿加爾坳陷志留系目前已發現油氣藏主要集中在塔中，油氣藏類型主要為斷背斜油氣藏、地層+不整合油氣藏、巖性油氣藏。此外位于沙雅隆起中段南翼的阿克庫勒凸起上的塔河油田，其南部發育地層+不整合油氣藏、巖性油氣藏及低幅度構造油氣藏，截至2008年，塔河地區南部志留系已累計產油約8×104t，展示該區志留系良好的勘探前景［3］;塔東地區多口井在志留系柯坪塔格組致密砂巖鉆遇油氣顯示，開啟非常規油氣勘探的序幕。

1 志留系展布特征及含油氣規律

1.1 志留系展布特征

塔里木盆地志留系殘余厚度變化較大，總體呈現東厚西薄特點。北部坳陷區為厚度較大的區域，其中滿加爾坳陷東部地層最大厚度達3 900 m。沿沙雅隆起、孔雀河斜坡、古城墟隆起、卡塔克隆起、唐古巴斯坳陷尖滅(圖1)。

志留系環滿加爾坳陷主要為剝蝕尖滅。目的層志留系下統柯坪塔格組位于塔北阿克庫勒凸起以西，滿加爾坳陷及順托果勒隆起南部、卡塔克隆起北部明顯頂剝底超，其中下砂巖段、泥巖段均為底超反射特征，上砂巖段頂部有限剝蝕;塔河南為剝蝕尖滅區;塔東孔雀河斜坡及古城墟隆起志留系持續剝蝕區域。

志留系沉積時的古地理格局總體南高北低，阿爾金山為古隆起，輪臺凸起西部也可能為古隆起［4］。志留紀早期柯坪塔格組沉積時，滿加爾凹陷、草湖凹陷沉積厚度相對較大，海水從北東方向侵入，沉積中心位于滿加爾凹陷和草湖凹陷，塔東、塔中及其以南地區為志留系主要物源區;志留系下統塔塔爾塔格組沉積時，志留系沉積中心有向西遷移趨勢，東西部沉積厚度變化較小，海水向西部退卻;依木干他烏組沉積時沉積中心位于阿瓦提凹陷。總體而言志留系沉積中心位于滿加爾坳陷東部，地層經滿加爾坳陷由北向南超覆疊置;在塔北地區，志留系從草湖一帶自東向西超覆 (圖1)。

圖1 環滿加爾坳陷志留系柯坪塔格組頂面地層分布及斷裂疊合圖

1.2 含油氣規律

塔里木盆地志留系獲工業油氣流井主要分布在塔中及塔北地區。塔中地區先后于塔中117、塔中47、塔中11、塔中12、塔中 15、塔中 16、塔中50 井及順9井獲工業油氣流。塔中117、塔中11井為常規油斷背斜油藏;塔中12、塔中50井為稠油斷背斜油藏;塔中47井為火山穿刺常規油油藏;塔中15、塔中16井為地層+構造油藏;順9井為體系域控制巖性油藏。其中S117井志留系中途測試首獲可動原油，英買34、英買35井地層不整合圈閉獲得工業油氣流，S112-2井志留系地層圈閉含油井段測試產油量約為80 m3/d，產氣量約為1 200 m3/d。

志留系獲工業油氣流井約80%發育于柯坪塔河組上砂巖段。柯坪塔格組以發育大面積瀝青砂巖為顯著特征，柯坪地區廣泛出露瀝青砂巖，塔北、塔中、巴楚也鉆遇大套瀝青砂，其中哈1井鉆遇瀝青砂巖厚度達 152.5 m，塔中401井最薄，僅為2 m［5］。表明環滿加爾坳陷志留系曾經有大量油氣積聚，疏導體系與儲蓋組合對油氣的成藏至關重要。

2 主控因素及勘探潛力

2.1 烴源巖條件——奠定基礎

滿加爾坳陷為公認的烴源巖發育區，前人研究認為存在寒武系和中上奧陶統2套盆地相烴源巖，其演化過程中出現至少2期生排烴高峰期。加里東中晚期即晚奧陶世至志留紀，寒武紀烴源巖快速生烴，奧陶紀末期進入生油窗，志留紀末期達到成熟—高熟階段，等效鏡質體反射率達到2.0%，進入生干氣階段。中上奧陶統烴源巖在加里東中晚期未進入成熟期。海西晚期因火山侵入后巖漿熱液作用使賦存在滿加爾坳陷中西部的中上奧陶統烴源巖開始大量生成油氣，二疊紀末期達到成熟，后期盆地擠壓抬升剝蝕，聚集的油氣遭遇強烈降解形成重質油或瀝青;此外喜山期構造運動劇烈，部分古油藏遭到裂解、破壞，于上覆儲集體中重新調整積聚［5-6］。

2.2 儲蓋條件——控制油氣平面展布

如圖2a所示，塔北志留系主要存在2套儲蓋組合，第1套由柯坪塔格組柯三段砂坪相砂體與巴楚組澙湖、潮坪相膏泥巖段構成儲蓋組合;第2套由柯三段潮道砂體與柯坪塔格組柯二段淺海陸棚泥巖構成儲蓋組合。塔中地區儲蓋組合如圖2b所示，第1套由柯坪塔格組上一亞段水道、砂坪砂體與塔塔爾塔格組泥坪相紅色泥巖構成儲蓋組合;第2套由柯坪塔格上三亞段發育潮間砂坪、水道砂體與柯坪塔格組上二亞段潮間—潮上帶泥巖構成儲蓋組合。

圖2 志留系下統柯坪塔格組儲蓋縱向分布

綜合研究認為，環滿加爾坳陷存在2套優質區域性蓋層，即厚度為60～180 m石炭系巴楚組膏鹽巖、泥巖段與志留系下統塔塔爾塔格下紅色泥巖段。如圖1所示，柯坪塔格組于英買力地區、塔河南地區剝蝕尖滅，上覆地層為石炭系巴楚組可作為區域蓋層;塔中地區、塔北哈拉哈塘凹陷上覆蓋層為塔塔爾塔格組下泥巖段及石炭系巴楚組膏泥巖段;塔東地區自加里東中晚期到印支期持續剝蝕，區域蓋層條件不理想。

相對于膏泥巖的頂封堵性，底封與側封條件對志留系的成藏也很重要，如塔北塔河油田南地區柯坪塔格組下段砂巖沉積在上奧陶統桑塔木組泥巖上，桑塔木組泥巖底封條件好，因此柯坪塔格組下段砂巖油氣保存條件優越;塔中地區柯坪塔格組下段砂巖超覆于奧陶系灰巖或灰質泥巖之上，奧陶系灰巖、灰質泥巖底封條件好;塔東孔雀河地區柯坪塔格組下段砂巖之下為奧陶系砂巖段，且基本為泥質膠結，相對于泥巖、灰巖的底封條件較差，因此塔東志留系油氣保存條件不好。志留系內幕，以孔雀1井為例，其柯坪塔格組粉砂質泥巖厚度最厚僅為2.7 m，砂地比大于90%，并且自西向東有逐漸增大的趨勢，中途測試異常段之下為灰色粉砂質泥巖，推測該泥巖段為底封，因此該區域致密砂巖油氣藏缺乏有效泥巖段做為頂封、底封與側封，較難形成良好的儲蓋組合。

綜上所述，環滿加爾坳陷志留系沉積受古構造格局的影響，其不同地區儲蓋組合略有差異。總體上志留系柯坪塔格組發育下砂段、中泥巖段、上砂段第3亞段。塔北、塔中除石炭系巴楚組膏泥巖段、志留系下統塔塔爾塔格組下紅色泥巖段2套區域蓋層外，還存在志留系下統柯坪塔格組內幕局限泥巖蓋層，相對塔北、塔中，塔東地區志留系砂地比明顯增大。因此就儲蓋條件而言，塔中、塔北優于塔東。

2.3 斷層疏導——控制油氣縱向分布

前人對滿加爾坳陷熱演化史已做了大量的研究［6-7］，滿加爾坳陷寒武系烴源巖主要存在2次排烴期，加里東末期為第1次生烴期也是主力生烴期，海西晚期為第2次生烴期。不整合面、斷層的形成期與烴源巖的排烴期的匹配關系決定油氣的縱向分布［8］。

加里東中期Ⅲ幕構造運動造就志留系沉積前古構造格局［9］，志留系超覆于塔中、塔北等古隆起之上;塔東地區志留系與下伏奧陶系之間為平行不整合接觸，相對平行不整合面，高角度不整合面不但有利于油氣的運移，其上也是儲層發育的有利區。

圖1所示的塔中地區巴楚隆起、卡塔克隆起、順托果勒低隆起南部奧陶紀末期發育北西、北東向2組基底卷入型逆斷層，至志留紀末期部分繼承性活動，海西期為斷裂的定型期，因此這一區域斷層總體上為加里東期斷裂體系，控制該區志留系油氣成藏。

塔北地區以近直立北北東向、北西向斷裂為主要特征，自加里東中晚期至海西晚期持續活動，斷裂斷開寒武系、奧陶系、志留系，基本定型于海西晚期。志留系上覆中新生界疊合構造層發育部分海西晚期繼承性斷裂外，還發育少量印支燕山期正斷層。塔北地區斷裂體系對本區奧陶系、志留系成藏起控制作用。

塔東地區斷裂為基底卷入的逆沖斷裂，自盆地基底至侏羅系、白堊系斷開，為該區持續的擠壓抬升繼承性斷裂體系。斷裂主要為北西向、北東向、東西向及少量南北向，反映了庫魯克塔格山與阿爾金山盆山作用下構造的復雜性。該區斷裂體系對油藏的保存弊大于利。

2.4 圈源時空匹配關系

目前環滿加爾坳陷完鉆井與地震解釋揭露，塔中地區志留系存在構造、地層、巖性圈閉;而塔北地區主要為地層+不整合、巖性圈閉［10-11］。塔中地區古構造格局定型于海西晚期，因此加里東運動、海西運動對該區志留系的成藏起決定作用。加里東運動導致塔中地區形成系列逆沖斷層和斷背斜等構造圈閉，志留系柯坪塔格組超覆于塔中古隆起之上，加里東晚期—早海西期寒武系烴源巖排烴進入高峰期，斷裂與不整合面為油氣的運移提供通道，圈源時空關系匹配良好。晚海西運動主要是對塔中部分原生油氣藏進行破壞調整，中上奧陶統局部烴源巖達到成熟，開始大量生成油氣。

塔北地區志留系古構造格局基本定型于海西期。加里東中晚期至海西晚期，形成NE、NW 2組近直立溝通油源的深大斷裂和局部構造圈閉，因此塔河南地區油氣沿斷裂、不整合面、砂巖層等疏導體系由南向北運移為主;喜山晚期，伴隨著構造格局的變化，油氣由北西—南東方向調整沖注。因此綜合研究認為英買力、哈拉哈塘凹陷、塔河南地區具備較好的時空匹配。

3 勘探潛力分析

圖3 環滿加爾坳陷志留系有利區帶分布

綜上所述，環滿加爾坳陷具備塔中、塔北兩大古隆起;滿加爾—草湖凹陷烴源巖灶;石炭系巴楚組膏泥巖段、志留系下統塔塔爾塔格組下紅色泥巖段2套區域蓋層等成藏要素，要素疊加區域為油氣成藏的有利區域。以斷裂及不整合面構成的疏導體系及儲蓋組合關系為環滿加爾坳陷志留系成藏主控因素。圖3為環滿加爾坳陷志留系有利勘探區帶分布圖，Ⅰ類有利區主要分布在塔中地區卡塔克隆起北部及順托果勒隆起南部，涵蓋塔東1、順9井及塔中15井，面積為1.82×104km2;塔北地區自西向東主要分布在英買34、英買35井區，哈拉哈塘低隆兩側、塔河南沙117、沙112-2井區，總面積為0.33×104km2，該類區域為典型成藏要素疊加、疏導體系發育區。阿北1井至順8井、躍參1井區綜合評價為Ⅱ類勘探區，離烴源巖灶較遠，疏導體系欠發育。

4 結論

(1)滿加爾坳陷作為塔里木盆地的主要生烴中心，為環滿加爾坳陷志留系油氣成藏奠定了油源基礎。

(2)環滿加爾坳陷志留系發育石炭系巴楚組膏泥巖段、柯坪塔格組下紅色泥巖段2套區域蓋層;此外柯坪塔格組下段發育局部泥巖蓋層，除孔雀河斜坡及古城墟隆起東部，本區發育良好的儲蓋組合。

(3)對油氣運移有利的加里東中期、加里東晚期、海西晚期斷裂及不整合面等疏導體系，與生排烴期匹配良好，對志留系成藏起到關鍵作用。

(4)綜合研究認為塔中地區、塔北地區總共發育4個Ⅰ類勘探有利區;阿瓦提斷陷北部、順托果勒隆起北部為Ⅱ類勘探有利區;塔東地區因缺乏有效蓋層，致密砂巖非常規油氣勘探有待進一步提高認識。

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