中亞曼格什拉克盆地含油氣系統(tǒng)分析

＊柴文舉 尹秀珍 李陳 荊彥清 楊龍華 劉喚宇

（西安石油大學地球科學與工程學院 陜西 710065）

自1972年，國內外學者紛紛就含油氣系統(tǒng)概念、研究方法與應用等方面開展研究，總結了許多具有重要參考價值的結論，而這些結論也成為了現今油氣勘探領域進行含油氣系統(tǒng)分析的重要依據。

曼格什拉克盆地自20世紀50年代開始勘探，但其里海海上部分勘探程度仍舊較低。本文主要應用含油氣系統(tǒng)的理論和研究方法對含油氣系統(tǒng)進行劃分，研究其靜態(tài)地質要素與動態(tài)地質作用，并分析其勘探前景。

1.曼格什拉克盆地概況

在前蘇聯和俄羅斯的區(qū)域構造概念中，曼格什拉克盆地是一個圖蘭年輕地臺上的中新生代盆地。據Volozh等研究，圖蘭地臺在早中生代發(fā)生了裂谷作用，因此，一般將曼格什拉克盆地劃歸疊加在裂谷地塹上的克拉通盆地。

該盆地包括曼格什拉克－中烏斯秋爾特隆起帶、南曼格什拉克和土庫曼臺背斜等三個次盆（圖1）。南曼格什拉克次盆與曼格什拉克－中烏斯秋爾特隆起帶相鄰，南部邊界為土庫曼臺背斜。土庫曼臺背斜次盆位于里海海域，其構造單元的資料有限，最近幾年才進行了少量地震勘探。

圖1 曼格什拉克盆地構造綱要圖（據IHS，2006修改）

(1)盆地構造演化史

晚二疊世裂谷作用形成了一條大型的北西西向地塹。而三疊紀末強烈擠壓使地塹反轉、褶皺、侵蝕。隨后進入熱沉降階段，至侏羅紀末形成了淺海相石灰?guī)r沉積。早白堊世，經歷了一次短暫抬升之后，又再次發(fā)生熱沉降。晚始新世以來，由于受到阿拉伯板塊與印度板塊和歐亞大陸的碰撞，盆地內產生了多期變形、抬升和侵蝕。

(2)沉積地層特征

曼格什拉克盆地是在三疊紀裂谷基礎上發(fā)育起來的克拉通凹陷盆地，從下而上，盆地內主要發(fā)育了三疊系、侏羅系、白堊系和第三系地層。

下-中三疊統(tǒng)主要形成于瀉湖、瀉湖—淺海、淺海沉積環(huán)境中，上三疊統(tǒng)地層除淺海相外，有湖泊相及沖積扇相。下侏羅統(tǒng)為有河流相、湖泊相和泛濫平原相的陸相碎屑巖沉積；中侏羅統(tǒng)除河流相外，還發(fā)育有三角洲相和濱海相砂巖和粉砂巖；上侏羅統(tǒng)則主要為淺海相沉積。下白堊統(tǒng)早期為陸相沉積，到阿普特期為淺海相砂巖、粉砂巖和頁巖；上白堊統(tǒng)除海相沉積外，還有階段性的陸相沉積。

2.曼格什拉克盆地含油氣系統(tǒng)

(1)烴源巖特征

曼格什拉克盆地以三疊系烴源巖最為重要。在還原環(huán)境中沉積的下中三疊統(tǒng)頁巖和鈣質頁巖含有混合型的腐泥型和腐殖型干酪根。平均有機質含量（OM）為2%～3%，局部增加到9.8%。總有機碳含量（TOC）在0.08%～1.24%之間。下侏羅統(tǒng)的陸相沉積中有機質全部為腐殖型，到中侏羅統(tǒng)則變?yōu)楦常嘈秃透嘈陀袡C質。TOC通常在0.61%～6%。

盆地內的大部分石油中等密度，石蠟含量高達33%，膠質瀝青質含量高達20%，含硫量低。侏羅系和三疊系石油都是高成熟石油，具有相似的正構烷烴分布，可能是同一套烴源巖的產物。

(2)儲蓋組合特征

該含油氣系統(tǒng)主要有三套儲蓋組合。分別為中三疊統(tǒng)碳酸鹽巖與上三疊統(tǒng)火山巖和頁巖、中侏羅統(tǒng)砂巖與上侏羅統(tǒng)海相頁巖和碳酸鹽巖、下白堊統(tǒng)砂巖和粉砂質砂巖與上白堊統(tǒng)石灰?guī)r和泥灰?guī)r。

中三疊統(tǒng)儲層為三疊系剖面中最重要的儲層。包括阿克塔斯組和田格組的瀉湖－淺海相沉積的碳酸鹽巖。阿克塔斯組的下部的儲集性能在該地區(qū)內是最高的。上覆的田格組儲層中30～180m厚的淋濾的鮞粒石灰?guī)r為最好的儲層而其中的砂巖為次要儲層。

中侏羅統(tǒng)砂巖是盆地內最重要的儲層。這些儲層在側向上和垂向上都具有明顯的非均質性，砂巖為復成分細－中砂巖，粘土含量一般來說較高。

盆地內最重要的區(qū)域性蓋層為上侏羅統(tǒng)（卡洛階－牛津階）海侵海相頁巖和碳酸鹽巖層。碳酸鹽巖在盆地南部發(fā)育更普遍，構成了蓋層的主體。上白堊統(tǒng)石灰?guī)r和泥灰?guī)r也為下伏的白堊系儲層提供了區(qū)域性蓋層。

(3)圈閉特征與油氣運移

曼格什拉克盆地內主要是與構造相關的圈閉。在南曼格什拉克盆地中，油氣垂向運移占主導地位。扎茲古爾里凹陷的侏羅系地層生成的烴類向上傾方向的熱特巴伊－烏津臺階作側向運移。熱特巴伊－烏津臺階上油氣有可能從三疊系向侏羅系儲層中進行垂向運移。侏羅系層序中圈閉于半滲透性的層內蓋層和斷層之下的溶解氣從石油中分離出來并沿垂向上穿過蓋層向上運移。另外，在曼格什拉克－中烏斯秋爾特隆起帶上沿著大型斷層發(fā)生了強烈的垂向運移。

(4)含油氣系統(tǒng)劃分及其特征

曼格什拉克盆地內發(fā)育一個三疊系－侏羅系含油氣系統(tǒng)，最重要的烴源巖為三疊系烴源巖，儲層以中侏羅統(tǒng)碎屑巖最為重要，區(qū)域性蓋層為上侏羅統(tǒng)頁巖。

含油氣系統(tǒng)的主要烴源巖為上奧列尼奧克階（卡拉扎特克組）－中三疊統(tǒng)的碳酸鹽巖，其主要發(fā)育于熱特巴伊臺階的南部、別克巴什庫杜克背斜和卡拉奧丹裂谷。中三疊統(tǒng)油氣生成可能始于晚侏羅世。

該系統(tǒng)的油氣主要集中于熱特巴伊－烏津臺階的中侏羅統(tǒng)碎屑巖儲層中。最好的層段分布于辮狀河沉積的河道砂巖中，發(fā)育于多套儲層，其中發(fā)現兩個特大型油氣田及一系列中小型油氣田。

在中生界剖面內部缺失區(qū)域性蓋層，油氣側向運移到熱特巴伊－烏津臺階之后，油氣普遍垂向運移。盡管侏羅系頂部的區(qū)域性蓋層是半封閉的，但在局部還是有天然氣穿過并進入上覆白堊系儲層。上侏羅統(tǒng)（上卡洛階－基莫里階）發(fā)育了一套由海侵頁巖和碳酸鹽巖構成的優(yōu)質蓋層。三疊系中不發(fā)育區(qū)域性蓋層，該套地層中的油氣顯然是被不發(fā)育次生孔隙和滲透性的致密碳酸鹽巖和凝灰?guī)r封閉的。

下中侏羅統(tǒng)中所有油氣藏都是構造圈閉。由于中新世的抬升，盆地內的油氣圈閉很可能形成于早中新世后。油氣的初次運移開始于超壓狀態(tài)的成熟烴源巖和上覆巖層的斷裂作用和裂縫作用，斷裂和裂縫為油氣運移提供了通道。

3.勘探前景

盆地位于里海海上的部分最具有勘探潛力，尤其是曼格什拉克－中烏斯秋爾特隆起帶向西在里海海上的延伸部分的潛力最高。

較有勘探潛力的為夏內角隆起的整個中生界剖面、薩利亞喀帶的三疊系、侏羅系和白堊系儲層以及哈薩克坳陷。另外，在卡拉博加茲隆起的中生界地層的區(qū)域性上傾尖滅帶中，由于侏羅系沖積相和濱海沉積儲層的強烈的側向不連續(xù)性，發(fā)現地層型圈閉的潛力可能較高。

熱特巴伊－烏津臺階本身的勘探已經成熟，在三疊系構造圈閉和侏羅系地層圈閉中發(fā)現小型油氣田的潛力。在南曼格什拉克次盆的中軸帶未發(fā)現任何油氣田，預期只有較深的小型油氣藏。

4.結論

（1）盆地在裂谷作用后發(fā)生了兩次熱沉降與一次短暫抬升，后在板塊碰撞的作用下產生了多期變形、抬升和侵蝕。（2）盆地內存在一個含油氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)三疊系頁巖和鈣質頁巖為主要烴源巖，中侏羅統(tǒng)砂巖和中三疊統(tǒng)碳酸鹽巖為重要儲層，區(qū)域性蓋層為上侏羅統(tǒng)海相頁巖與碳酸鹽巖。（3）盆地最有勘探潛力的區(qū)域為曼格什拉克－中烏斯秋爾特隆起帶西部里海海域部分，而哈薩克坳陷等地區(qū)也較有勘探潛力。