李宇平，范小軍

(中石化勘探分公司，四川成都 610041)

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斷拗型盆地構(gòu)造-沉積模式與隱蔽性油藏
——以西藏倫坡拉盆地古近系為例

李宇平，范小軍

(中石化勘探分公司，四川成都 610041)

倫坡拉盆地為西藏地區(qū)唯一發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流的古近系斷拗型陸相殘留盆地?？碧綄嵺`表明，早期對該盆地構(gòu)造-沉積模式與油氣成藏關(guān)系認(rèn)識不夠一定程度上制約了勘探，為理清二者關(guān)系并落實有利勘探方向，本文對該盆地的構(gòu)造、沉積特征及成藏條件進行分析。盆地南北向可劃分為緩坡帶、深凹帶、陡岸帶3 個構(gòu)造帶；識別出河流-沖積扇、扇三角洲、湖泊、水下扇4種沉積體系，其中在緩坡帶發(fā)育河流-沖積扇、扇三角洲沉積體系, 深凹帶發(fā)育湖相沉積體系, 陡岸帶發(fā)育水下扇沉積體系；盆地存在2 種沉積體系組合: 緩坡帶(河流)沖積扇-扇三角洲-濱淺湖相沉積體系組合，陡岸帶水下扇-半深湖(深湖)-濱淺湖相沉積體系組合；可用“雙向物源、緩坡扇三角洲、陡坡水下扇”構(gòu)造-沉積模式解釋。在緩坡帶，應(yīng)尋找扇三角洲前緣巖性隱蔽性油藏；在陡岸帶，有可能發(fā)現(xiàn)構(gòu)造-巖性復(fù)合型隱蔽性油藏。盆地具有多種潛在有利勘探目標(biāo)類型，展現(xiàn)出較好的勘探前景。

斷拗盆地 構(gòu)造-沉積模式 沉積體系組合 隱蔽性油藏 古近系 倫坡拉盆地 西藏

Li Yu-ping,Fan xiao-jun. Structure-sedimentary model and subtle reservoirs in fault-depression basins: An example of the Paleogene System in the Lunpola basin,Tibet [J].Geology and Exploration,2015,51(4):0789-0796.

0 引言

西藏地區(qū)含有豐富的固體礦產(chǎn)(寧墨奐等，2013；張志等，2013；郭文鉑等，2014；郎興海等，2014)和油氣資源，倫坡拉盆地地理位置主要位于中國西藏自治區(qū)班戈縣境內(nèi)，構(gòu)造位置主要位于北部羌塘地塊與南部拉薩地塊的結(jié)合帶上，沿班公湖-怒江縫合帶東西向展布(徐正余等，1983；雷清亮等，1996；杜佰偉等，2004；吳珍漢等，2009；張克信等，2010；趙建成，2011；林松，2012；孫濤等，2012；馬鵬飛等，2013；宋博文等，2013)，為古近紀(jì)斷拗型陸相殘留盆地。盆地構(gòu)造-沉積模式與東部濟陽坳陷具有一定相似性，特有的構(gòu)造樣式控制著盆地內(nèi)沉積體系的展布, 從而形成了斷拗型構(gòu)造-沉積模式(劉建國等，2007；傅學(xué)斌，2009；馬立馳，2014)。隨著中國東部該類油藏的成功勘探及油氣地質(zhì)地位日益突出(董清水等，2003；田景春等，2004)，斷拗型盆地展現(xiàn)出較好的勘探前景，從倫坡拉盆地勘探歷程看，早期兩輪勘探提交了近800萬噸石油控制儲量，但單井測試多為低產(chǎn)，未獲實質(zhì)性突破，對盆地古近系牛堡組-丁青湖組構(gòu)造、沉積特征與油氣成藏關(guān)系認(rèn)識不夠，某種程度上制約了早期勘探。本文通過對二者關(guān)系的研究，弄清了盆地有利勘探方向，明確了盆地具有巖性與構(gòu)造兩類潛在有利的勘探目標(biāo)。

1 構(gòu)造特征

倫坡拉盆地是在燕山褶皺帶基礎(chǔ)上發(fā)展起來的古近紀(jì)陸相殘留盆地。漸新世末期(丁青湖組末期)，強烈的喜山運動使盆地遭受擠壓變形，古近系上部丁青湖組受到強烈的剝蝕，并造成現(xiàn)今倫坡拉盆地由北向南的三分構(gòu)造格局和區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，形成盆地南北分帶、東西分塊的 “啞鈴狀”構(gòu)造面貌，東部爬錯地區(qū)總體上為向北變深、向南逆沖的格局，中部江加錯地區(qū)為南、北對沖格局，而西部則為向南加深、向北逆沖的格局。從北往南可將盆地分為三個構(gòu)造帶：北部逆沖推覆帶、中央凹陷帶和南部沖斷隆起帶。盆地演化主要經(jīng)歷了牛堡期斷陷→丁青湖期坳陷→晚喜山期改造三個階段。倫坡拉盆地總體具“南北分帶、東西分塊、早斷晚坳、晚期改造”的構(gòu)造發(fā)育特征(圖1)。

2 沉積體系及其時空組合

2.1 沉積體系

綜合野外實地考察、室內(nèi)測試分析資料，在已有大量剖面、鉆井、地震資料的研究基礎(chǔ)上，將倫坡拉盆地古近系主要劃分了河流-沖積扇相(牛堡組一段-牛堡組二段下亞段)、扇三角洲相(牛堡組二段上亞段-丁青湖組二段)、湖泊相(牛堡組一段-丁青湖組)、水下扇(牛堡組二段上亞段-丁青湖組)4種沉積體系(圖2)，儲層主要發(fā)育于扇三角洲相、水下扇相，烴源巖主要發(fā)育于半深湖-深湖相，次為濱淺湖相。

研究表明，始新世牛堡組一段為斷陷盆地形成初期，其水域范圍較小，僅在一些古隆起上未接受沉積，同時由于盆地周圍地勢較陡，物源供給充足，搬運速度和沉積速度較快，因此沉積物為紅色粗碎屑巖建造，僅在靠近湖盆中心可能為湖泊相沉積。到牛堡組二段沉積時期盆地處于穩(wěn)定下沉?xí)r期，該期湖水逐漸擴大和加深，沉積物粒度進一步變細(xì)。牛堡組三段早期湖盆仍處于緩慢沉降，沉積相繼承性較好，與牛二段上亞段較相似；牛堡組三段中期湖盆處于下沉到抬升的轉(zhuǎn)折期，盆地各相帶變化不大，但由于物質(zhì)供給減少和盆地調(diào)整作用，部分相帶仍有遷移；牛堡組三段晚期盆地由下降轉(zhuǎn)為抬升期，湖盆處于緩慢的回升階段，各沉積相帶有所遷移?？傮w上，始新統(tǒng)牛堡組初期盆地以河流-沖積相、淺湖相沉積為主，到了牛堡組中期盆地最大湖泛期，湖盆中央多為湖泊相，最深處多偏向北側(cè)，盆地南北兩側(cè)多為濱湖-三角洲-淺湖交替相區(qū)，一般規(guī)律是北側(cè)相帶窄而長，南側(cè)相帶寬緩，盆地發(fā)育后期地殼回升，淺湖相較發(fā)育。

漸新世丁青湖初期是在始新世末喜山運動早期地殼快速回升基礎(chǔ)上發(fā)育的。構(gòu)造快速抬升結(jié)束后，盆地產(chǎn)生了一定的松弛伸展調(diào)整作用，致使?jié)u新世早期(丁青湖組一段)盆地沉積水體較深，相區(qū)的展布仍保持始新世末期的特點，到丁青湖組二段時期湖盆處于穩(wěn)定下沉階段，湖盆中央以湖相泥頁巖為主要沉積，兩側(cè)湖水比較動蕩，鮞狀砂巖體較多。但由于環(huán)境閉塞缺氧、再加之物源供給不足，因此以暗色細(xì)碎屑沉積為主。丁青湖組三段沉積末期湖盆開始全面上升，湖水縮小變淺，由于盆地為填平補齊階段沉積，盆地深湖、半深湖區(qū)基本消亡。

2.2 沉積體系組合

在對倫坡拉盆地牛堡組-丁青湖組構(gòu)造演化、沉積體系等研究基礎(chǔ)上，主要識別出兩種沉積體系組合(圖 3)：

圖1 西藏倫坡拉盆地構(gòu)造區(qū)劃圖Fig. 1 Sketch map showing tectonic division of the Lunpola basin in Tibet1-二級構(gòu)造單元邊界；2-三級構(gòu)造單元邊界；3-鉆井；4-盆地邊界； 5-Fr:逆斷層；6-Fn:正斷層；7-湖泊；8-縫合帶1-boundary of second-order tectonic unit；2-boundary of third-order tectonic unit；3-drilling well；4-basin boundary；5-Fr: reverse fault；6-Fn: normal fault；7-lake;8-suture zone

(1) 緩坡帶(河流)沖積扇-扇三角洲-濱淺湖相沉積體系組合

盆地南部長山地區(qū)，由于發(fā)育繼承性的古隆起，當(dāng)牛堡組沉積期南部物源攜帶砂礫巖體運移至此時，在長山緩坡帶堆積并形成河流-沖積扇，由于長山古隆起的前端發(fā)育控凹正斷層，在正斷層的前端就形成了扇三角洲砂巖體，調(diào)研發(fā)現(xiàn)，東部松遼盆地梨樹斷陷的(扇) 三角洲前緣砂體, 其孔隙度平均可達13. 41% , 滲透率可達20. 44mD，可見扇三角洲前緣砂體是一套較好的儲油砂體，再往盆地中心逐漸過渡到濱淺湖相沉積體系。

(2) 陡岸帶水下扇-半深湖(深湖)-濱淺湖相沉積體系組合

通過原型盆地研究顯示，倫坡拉盆地具有“東部北斷南超、西部南斷北超”斜對稱型盆地結(jié)構(gòu)特征，以盆地東部為例。北部達玉山地區(qū)在牛堡組沉積時期，推測發(fā)育控盆大斷層，北部物源在斷層控制下發(fā)育近岸水下扇沉積。到丁青湖組沉積期，盆地轉(zhuǎn)化為坳陷盆地，此時湖泊范圍減小，但達玉山地區(qū)仍然可能發(fā)育一定規(guī)模水下扇沉積體系(圖2(7))。

3 構(gòu)造-沉積模式

沉積相模式是以相序遞變規(guī)律為基礎(chǔ)，對沉積環(huán)境、沉積作用及其產(chǎn)生的結(jié)果(沉積相)三者相互聯(lián)系的揭示和描述，高度概括沉積相的發(fā)育和演化，歸納出帶有普遍意義的沉積體系的空間組合形式。通過對倫坡拉盆地牛堡組-丁青湖組大量的露頭和鉆井資料研究，結(jié)合原型盆地結(jié)構(gòu)、構(gòu)造樣式、沉積體系研究，認(rèn)為古近系牛堡組-丁青湖組可能發(fā)育“雙向物源、緩坡扇三角洲、陡坡水下扇”，即以南部長山古隆起、北部達玉山地區(qū)為兩側(cè)物源，分別以扇三角洲和水下扇沉積體系為特色。南部物源來自長山古隆起，北部物源來自達玉山地區(qū)，南部在緩坡帶的環(huán)境下發(fā)育(河流)沖積扇-扇三角洲-濱淺湖相沉積體系，北部在陡岸帶的背景下發(fā)育水下扇-半深湖(深湖)-濱淺湖相沉積體系(圖3)。

圖2 西藏倫坡拉盆地古近系典型沉積相Fig.2 Typical sedimentary facies of the Paleogene System in the Lunpola basin, Tibet1-扇三角洲粒序?qū)永?露頭)；2-扇三角洲單向斜層理(露頭)；3-扇三角洲單向斜層理(露頭)；4-扇三角洲滑動構(gòu)造(露頭)；5-扇三角洲平原(巖心)；6-河流-沖積扇(巖心)；7-水下扇(巖心)；8-半深湖-深湖(巖心)；9-濱淺湖(露頭見對稱 波痕)1-graded bedding of fan delta(outcrop)；2-unidirectional oblique bedding of fan delta(outcrop)；3-unidirectional oblique bedding of fan delta(outcrop)；4-sliding structure of fan delta(outcrop)；5-fan delta plain(core)；6-river-alluvial fan(core)；7-subaqueous fan(core)；8-semi-deep lake-deep lake(core)；9-shore-shallow lacustrine(symmetric ripple marks in outcrop)

圖3 西藏倫坡拉盆地古近系牛堡組-丁青湖組沉積體系組合(東部)Fig.3 Cross section showing integrated patterns of sedimentary systems of Paleogene Niubao-Dingqinghu Formation in the eastern Lunpola basin, Tibet1-沖積扇；2-河流相；3-扇三角洲前緣；4-濱淺湖；5-半深湖；6-深湖；7-砂壩；8-基巖；9-巖相邊界；10-地層界限；11-井位；12-斷層1-alluvial fans；2-fluvial facies；3-fan delta front；4-shore-shallow lacustrine；5-semi-deep lake；6-deep lake；7-sand dam；8-bedrock；9-lithofa- cies boundaries；10-stratigraphic boundaries；11-wells；12-faults

4 油氣成藏

4.1 牛堡組地層發(fā)育良好的烴源巖

倫坡拉盆地牛堡期主要為斷陷盆地，牛一段沉積時盆地處于斷陷初期，牛二段沉積時為斷陷擴展期，牛三段為斷陷萎縮期，整個牛堡期構(gòu)造活動較弱，其中牛二段晚期至牛三段早期，湖盆水體較深, 以持續(xù)穩(wěn)定沉積為主, 沉積了較厚、富含有機質(zhì)的烴源巖, 為倫坡拉盆地提供了較充足的油源。烴源巖評價顯示，烴源巖主要分布在牛堡組二段及牛三段，巖性以灰、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，單層厚度達30m以上，最厚可達900m以上，有機質(zhì)類型主要為I-II1型，牛二段成熟度(0.91%～1.65%)較牛三段(0.6%～1.37%)更高，達到高成熟階段，牛三段主要以成熟-高成熟階段為主，成熟度較適中。參考中國第三次油氣資評陸相盆地石油排聚系數(shù)分級評價標(biāo)準(zhǔn)，倫坡拉盆地的石油聚集系數(shù)取6%，計算出倫坡拉盆地油氣資源量上億噸，資源豐度處于較高的豐度水平，資源潛力較好，具有形成中型油田的資源潛力。

4.2 “緩坡扇三角洲、陡坡水下扇”沉積模式控制了優(yōu)質(zhì)儲油砂體的發(fā)育

鉆井揭示倫坡拉盆地牛堡組儲層主要分布于牛堡組二、三段，儲層巖石類型多樣，從粉砂巖到礫巖都有，總體為低孔、低滲儲層, 儲集條件不是很好, 故尋找儲集條件相對有利的相帶顯得尤為重要。區(qū)帶評價結(jié)果顯示，盆地南部發(fā)育Ⅰ類長山巖性區(qū)帶，該區(qū)帶由于長山古隆起的發(fā)育，為盆地南部提供了物源，發(fā)育緩坡扇三角洲沉積。早期在該區(qū)XL2井主要鉆遇了扇三角洲平原亞相，巖性以灰色、棕色雜礫巖為主，夾灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖，礫巖溶孔中見原油，孔隙度為5.5%，滲透率為0.33mD，物性相對較差，可作側(cè)向封堵層。位于盆地北部藏1井，主要鉆遇湖相砂壩沉積，牛堡組三段測試獲得低產(chǎn)工業(yè)油流。分析認(rèn)為，位于XL2井和Z1井之間的長山地區(qū)具有與東部典型扇三角洲前緣相似的S型或微幅斜交前積反射結(jié)構(gòu)，推測可能發(fā)育扇三角洲前緣厚度較大的砂巖儲層(圖4)，同時分析認(rèn)為Z1井牛堡組二段平行、高頻、中強振幅、連續(xù)反射結(jié)構(gòu)往東有明顯的相變，推測發(fā)育近岸水下扇沉積(圖5)，此外從與其位于相同構(gòu)造帶的紅星梁地區(qū)鉆井可以證實，紅星梁多口鉆井揭示北部推覆體下盤隱伏構(gòu)造中大多可見砂巖分布，且見多層油浸、油跡、油斑，油氣顯示豐富，同時結(jié)合野外露頭與北部鉆井中見多套砂礫巖體，分析認(rèn)為達玉山北部可能發(fā)育盆地的側(cè)向物源，在“陡坡水下扇”的沉積模式控制下，控制了達玉山地區(qū)水下扇優(yōu)質(zhì)儲層的發(fā)育，其中水下扇扇根部位的砂礫巖體，由于處于近物源地帶, 成分復(fù)雜, 物性較差, 一般可作側(cè)向封堵層?？傮w上，扇三角洲前緣和水下扇的扇中部位以砂、泥巖互層為主, 泥包砂結(jié)合是油氣聚集的有利部位。

圖4 過XL2井-Z1井南北向地震沉積相剖面圖Fig. 4 Seismic-sedimentary facies section through wells XL2 to Z1 in north-south direction1-井位；2-巖相邊界；3-地層界限1-wells;2-lithofacies boundaries；3-stratigraphic boundaries

圖5 過Z1井東西向地震沉積相剖面圖(圖例同圖4)Fig. 5 Seismic-sedimentary facies section through well Z1 in east-west direction(Legend the same to Fig.4)

4.3 發(fā)育巖性與構(gòu)造兩類潛在隱蔽性油藏

構(gòu)造特征、沉積特征、區(qū)帶評價與成藏分析表明，倫坡拉盆地中央凹陷帶中東部發(fā)育長山Ⅰ類巖性區(qū)帶，由于長山地區(qū)發(fā)育繼承性古隆起，加上長山地區(qū)位于緩坡帶，推測該區(qū)帶主要發(fā)育扇三角洲前緣巖性砂巖體，當(dāng)中央凹陷帶牛二、牛三段烴源巖成熟時，油氣可以向長山古隆起運聚，同時殘留厚度較大丁青湖組泥頁巖為區(qū)域蓋層、扇三角洲平原致密砂礫巖(XL2揭示物性差)為側(cè)向封堵，故長山巖性區(qū)帶為油氣運移的優(yōu)勢指向區(qū)，成藏條件較好，可能發(fā)育扇三角洲前緣巖性隱蔽油藏。盆地北部逆沖帶下盤在原型盆地期可能發(fā)育控邊大斷層，這些斷層控制盆地主要發(fā)育近岸水下扇沉積體系，在斷層與水下扇的共同控制下發(fā)育構(gòu)造-巖性復(fù)合圈閉，這類目標(biāo)由于緊鄰生烴中心，位于逆沖推覆帶下盤構(gòu)造相對高部位，“泥包砂”的地層結(jié)構(gòu)有利于近源高效聚集，成藏條件有利，同時結(jié)合相似構(gòu)造部位鄰井分析，Z1、XL5井逆沖推覆帶下盤原地系統(tǒng)測試均獲得工業(yè)油流，很好地證實了北部逆沖推覆帶達玉山東部下盤可能發(fā)育隱伏構(gòu)造潛在有利目標(biāo)(圖6)。

5 結(jié)論

(1) 倫坡拉盆地南北向可劃分為陡岸帶、深凹帶、緩坡帶3個構(gòu)造帶，主要識別出河流-沖積扇、扇三角洲、湖泊、水下扇4種沉積體系，在不同的構(gòu)造帶發(fā)育不同的沉積體系組合，在緩坡帶發(fā)育(河流)沖積扇-扇三角洲-濱淺湖相沉積體系組合，在陡岸帶發(fā)育水下扇-半深湖(深湖)-濱淺湖相沉積體系組合。

(2) 倫坡拉盆地古近系受原型盆地結(jié)構(gòu)、古地形、古構(gòu)造的影響,具有“雙向物源、緩坡扇三角洲、陡坡水下扇”構(gòu)造-沉積模式。

圖6 西藏倫坡拉盆地區(qū)帶評價圖Fig. 6 Zone evaluation map of the Lunpola basin, Tibet1-二級構(gòu)造單元邊界；2-三級構(gòu)造單元邊界；3-鉆井；4-盆地邊界；5-湖泊；6-縫合帶；7-地名；8-盆地；9-一類有利區(qū)帶；10-二類 有利區(qū)帶；11-三類有利區(qū)帶1-boundary of secondary-order tectonic unit；2-boundary of third tectonic unit；3-drilling well；4-basin boundary；5-lake；6-suture zone；7-place name；8-basin；9-first-grade favorable zone；10-second-grade favorable zone；11- third-grade favorable zone

(3) 倫坡拉盆地在緩坡帶(河流)沖積扇-扇三角洲-濱淺湖相沉積體系組合模式下，發(fā)育扇三角洲前緣儲油砂體，利于巖性隱蔽性油藏的形成。而在陡岸帶水下扇-半深湖(深湖)-濱淺湖相沉積體系組合模式下,優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育，油氣來源充足，加上陡岸帶斷裂發(fā)育，與水下扇砂巖體容易形成構(gòu)造-巖性復(fù)合型隱蔽性油藏。

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Structure-Sedimentary Model and Subtle Reservoirs in Fault-Depression Basins:An Example of the Paleogene System in the Lunpola Basin, Tibet

LI Yu-ping,FAN Xiao-jun

(SinopecExplorationCompany,Chengdu,Sichuan610041)

The Lunpola basin, a continental residual basin of the Paleogene fault-depression type, is the only in Tibet with discovered industrial-oil. Early exploration proved that the insufficient understanding of the relationship between the structure-sedimentary model and hydrocarbon accumulation has restricted the exploration to some degree. To clarify this relationship and find out the favorable exploration direction, this work made the comprehensive analysis of tectonic-sedimentary characteristics and reservoir conditions of this basin. The results suggest that in north-south direction, this basin can be divided into a gentle slope zone, deep sag zone, and abrupt slope zone, three tectonic units. Four sedimentary systems are recognized, which are river-alluvial fan, fan delta, lake, and subaqurous fan, of which the river-alluvial fan and fan delta sedimentary systems are located in gentle slope zones, lacustrine depositional system in a deep sag zone, and subaqurous fan in the abrupt slope zone. There are also two integrated patterns of sedimentary systems: alluvial fan-fan delta-shore shallow lake sedimentary system in the gentle slope zone, and underwater fan- half deep lake (deep lake) - shore shallow lake in the steep slope zone. Three structure-deposition models can characterize this basin, which are the bidirectional provenance, fan delta in gentle slope zone, and subaqurous fan in the abrupt slope zone. In the gentle slopes, lithological subtle reservoirs in the fan delta front sand bodies should be the main targets. While it is possible to find structural-lithologic complex subtle reservoirs in the abrupt slope zones. The Lunpola basin may have diversified favorable exploration targets, indicative of a good exploration prospect.

fault-depression basin, structure-sedimentary model, integrated pattern of sedimentary system, subtle reservoir, Paleogene, Lunpola basin, Tibet

2014-09-18；

2015-06-01；[責(zé)任編輯]郝情情。

國土資源部油氣中心項目下設(shè)專題(編號：1211302108021-1)資助。

李宇平(1969年-)，男，博士，高級工程師，主要從事石油地質(zhì)綜合研究工作。E-mail:liyp.ktnf@sinopec.com。

TE132

A

0495-5331(2015)04-0789-08