卓勤功,趙孟軍 ,鄒開真,付曉飛
(1.中國石油 勘探開發(fā)研究院,北京 100083;2.中國石油集團(tuán) 盆地構(gòu)造與油氣成藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083;3.中國石油 青海油田分公司 勘探開發(fā)研究院,甘肅 敦煌 736202;4.東北石油大學(xué),黑龍江 大慶 163000)
受特提斯演化和印度板塊—?dú)W亞板塊碰撞的影響,中國中西部部分構(gòu)造單元形成了再生前陸盆地或沖斷帶,動力學(xué)上均經(jīng)歷了從伸展向擠壓的反轉(zhuǎn)[1-2]。因此,中國中西部前陸盆地是由不同構(gòu)造類型的盆地疊合而成,在區(qū)域構(gòu)造背景、盆地演化、生儲蓋組合、油氣形成與分布等方面有別于國外典型前陸盆地,具有構(gòu)造多期疊加、烴源巖多期演化、油氣多期成藏的特征,油氣分布規(guī)律極其復(fù)雜[3]。
前人提出了中國中西部巨型環(huán)青藏高原盆山體系理論,認(rèn)為中國中西部前陸盆地屬于“中亞煤成氣聚集域”,并將其劃分為兩期四類組合前陸盆地,沖斷活動控制了前陸沖斷帶構(gòu)造圈閉的形成與天然氣富集[4]。兩期四類組合前陸盆地被進(jìn)一步劃分為兩套成藏體系、三套儲蓋組合和兩大成藏期,不同前陸盆地及不同構(gòu)造單元在油氣成藏組合、油氣藏類型、成藏期次等方面具有差異[3,5-6]。
本文從環(huán)青藏高原盆山體系前陸沖斷帶構(gòu)造變形及其分段分帶特征出發(fā),論述了中國中西部前陸沖斷帶油氣分布規(guī)律,提出“前陸沖斷帶中段、深層油氣富集”以及“前陸沖斷帶山前推覆帶、下盤掩伏帶和盆內(nèi)晚期構(gòu)造帶3個油氣富集區(qū)帶”的觀點(diǎn),前陸沖斷帶以尋找構(gòu)造油氣藏為主,同時也要重視山前推覆帶地層油氣藏和盆內(nèi)構(gòu)造-巖性復(fù)合油氣藏的勘探。在中西部前陸沖斷帶油氣分布規(guī)律基礎(chǔ)之上,以準(zhǔn)噶爾盆地南緣前陸沖斷帶為例,結(jié)合其勘探現(xiàn)狀,明確了前陸沖斷帶油氣勘探領(lǐng)域。
中國中西部地區(qū)經(jīng)歷了古亞洲洋階段、古特提斯洋階段和新特提斯洋階段的長期演化,三疊紀(jì)開始,歐亞板塊的南緣相繼發(fā)生幾次陸塊增生作用[7-8]和隨后的印度板塊和歐亞板塊碰撞作用,基本控制著該地區(qū)印支運(yùn)動期和喜馬拉雅運(yùn)動期前陸盆地的形成[1,9]。特別是始于70×106—50×106a的印度—?dú)W亞大陸碰撞及其隨后的持續(xù)擠壓作用,產(chǎn)生遠(yuǎn)距離效應(yīng)[10-12],導(dǎo)致古天山、古祁連山、古昆侖山等造山帶重新活動,古老褶皺山系大幅度隆升沖斷,克拉通板塊陸內(nèi)俯沖,形成前陸沖斷造山和盆緣撓曲,在造山帶與克拉通之間形成了十余個前陸沖斷帶[12-13],如加依爾山前的準(zhǔn)噶爾盆地西北緣,北天山山前的準(zhǔn)南,博格達(dá)山南緣的吐哈,南天山山前的庫車和喀什,昆侖山山前的塔西南和塔東南,阿爾金山山前的柴西北緣,祁連山山前的柴北緣、酒泉,賀蘭山山前的鄂爾多斯西緣,龍門山山前的川西,秦嶺山前的川北,哀牢山山前的楚雄等前陸沖斷帶(圖1)。
圖1 中國中西部前陸沖斷帶分布示意(據(jù)文獻(xiàn)[4]修改)
由于不同大地構(gòu)造位置盆地基底、周緣剛性體、非能干層等要素的差異,控制前陸沖斷帶形成的動力學(xué)背景和前陸沖斷帶位移縮短量存在差異,橫向上發(fā)育了調(diào)節(jié)構(gòu)造或轉(zhuǎn)換帶,并在一定程度上控制著前陸沖斷帶的構(gòu)造分段特征[3]。沿盆地走向,前陸沖斷帶一般可劃分為3個構(gòu)造段。
轉(zhuǎn)換帶調(diào)節(jié)前陸沖斷帶內(nèi)部的位移差異,起著構(gòu)造分段的作用。根據(jù)形成機(jī)制的差異以及主控斷裂分布特征,將調(diào)節(jié)構(gòu)造劃分為撕裂斷層型轉(zhuǎn)換帶和側(cè)斷坡型轉(zhuǎn)換帶[14]。其中,斷層兩側(cè)斷塊運(yùn)動速率不同,從而形成撕裂斷層,如庫車前陸盆地西部北西—南東向的喀拉玉爾袞斷裂、東部北北東—南南西向的康村斷裂,二者均為大型走滑斷層,其兩側(cè)構(gòu)造樣式及變形方式存在明顯差異,屬于撕裂斷層型轉(zhuǎn)換帶,將庫車前陸沖斷帶劃分為西段、中段和東段3大構(gòu)造段,中段主體為克拉蘇構(gòu)造帶。側(cè)斷坡型轉(zhuǎn)換帶屬于“硬連接”型轉(zhuǎn)換帶,其早期為轉(zhuǎn)換斜坡型轉(zhuǎn)換帶,是指兩斷層相互疊覆,但仍未連接形成一條斷層的階段,隨著斷裂繼續(xù)活動,斷層分段生長,連接形成側(cè)斷坡型轉(zhuǎn)換帶??死K構(gòu)造帶調(diào)節(jié)構(gòu)造主要為側(cè)斷坡型轉(zhuǎn)換帶,其形成演化經(jīng)歷了“孤立”、“軟連接”、“硬連接”3個階段[15-16]。斷裂位移—距離曲線是識別轉(zhuǎn)換帶的重要方法之一,其低值區(qū)即是轉(zhuǎn)換帶的位置,也是斷裂生長連接的部位[15,17-19]。根據(jù)克拉蘇構(gòu)造帶地震剖面上主斷裂沿其走向的斷距分布,制作了主斷裂的位移—距離曲線,自北向南依次為近東西向的克拉蘇北斷裂和克拉蘇斷裂。由2條斷裂的位移—距離曲線(圖2)可見,克拉蘇北斷裂主要識別出了5個轉(zhuǎn)換帶,克拉蘇斷裂主要識別出了3個轉(zhuǎn)換帶。東西向發(fā)育的轉(zhuǎn)換帶將克拉蘇構(gòu)造帶進(jìn)一步分割為博孜、大北、克深和克拉3南4個構(gòu)造段。
圖2 庫車前陸沖斷帶克拉蘇北斷裂和克拉蘇斷裂的位移—距離曲線
同樣,準(zhǔn)噶爾盆地西北緣前陸沖斷帶自南向北,以近東西向的紅山嘴斷裂和北西西—南東東向黃羊泉斷裂為界,劃分為紅—車構(gòu)造帶、克—烏構(gòu)造帶和烏—夏構(gòu)造帶3個構(gòu)造段。川西前陸龍門山?jīng)_斷帶沿走向,自北向南以北川—安縣一線和臥龍—懷遠(yuǎn)一線為界,劃分為北段、中段和南段3個構(gòu)造段,北段中生代構(gòu)造變形強(qiáng),新生代變形弱,以出露轎子頂基底雜巖和唐王寨向斜及前緣疊瓦沖斷系為主要特征;南段中生代變形弱,新生代變形強(qiáng),以出露五龍、寶興基底雜巖及其前緣發(fā)育飛來峰為典型特征;中段為過渡段,以出露彭灌基底雜巖及其前緣發(fā)育飛來峰為典型特征[20]。準(zhǔn)噶爾盆地南緣前陸沖斷帶以北北西—南南東向紅車斷裂和北東—南西向?yàn)豸斈君R—米泉斷裂為界,劃分為西段、中段和東段3個構(gòu)造段,西段主體為四棵樹凹陷區(qū),中—上三疊統(tǒng)(小泉溝群)至新近系發(fā)育齊全;中段發(fā)育二疊系至新近系,具近東西向展布的3排背斜構(gòu)造和3排向斜構(gòu)造;東段發(fā)育二疊系至新近系,地層變形強(qiáng)烈。
從構(gòu)造變形樣式和油氣聚集單元出發(fā),由造山帶向盆內(nèi),將前陸沖斷帶劃分為3個構(gòu)造帶,即山前推覆帶(推舉帶)、下盤掩伏帶和盆內(nèi)晚期構(gòu)造帶(圖3)。其中,山前推覆帶位于大型逆沖斷裂帶上盤,一般對應(yīng)于山前第一排構(gòu)造帶,如準(zhǔn)南前陸沖斷帶的齊古斷褶帶、庫車前陸沖斷帶的北部構(gòu)造帶等。山前推覆帶為基底卷入式構(gòu)造,以垂向運(yùn)動為主,地層剝蝕強(qiáng)烈,基底及深部沉積地層埋藏淺,甚至出露地表,沉積地層呈單斜或背斜形態(tài)展布;下盤掩伏帶位于大型逆沖斷裂帶的下盤,為原地地層結(jié)構(gòu),地層多呈向盆內(nèi)傾斜的單斜,斷裂與下盤深層單斜地層組成“人字型”結(jié)構(gòu);盆內(nèi)晚期構(gòu)造帶以與斷層相關(guān)的背斜為主,少數(shù)為斷塊構(gòu)造,一般對應(yīng)于沖斷帶的二排、三排構(gòu)造帶。從山前向盆內(nèi),前陸沖斷構(gòu)造帶的形成時間越來越晚。
圖3 前陸沖斷帶構(gòu)造分帶及油氣藏剖面
中國中西部前陸盆地經(jīng)歷了前前陸期的克拉通盆地、早期前陸盆地、中生代拗陷盆地和新生代再生前陸盆地4個沉積階段,其中,多套大規(guī)模有效烴源巖層主要形成于前前陸期,尤其是廣泛發(fā)育的煤系烴源巖,但其成熟演化及成藏期主要發(fā)生在晚期再生前陸期(準(zhǔn)噶爾盆地西北緣和川西除外),而再生前陸期構(gòu)造改造了前陸盆地,特別是前陸沖斷帶早期的石油地質(zhì)條件及早期油氣藏。如構(gòu)造擠壓推覆改變了盆地內(nèi)烴源巖的空間分布、生烴演化以及區(qū)域蓋層的有效性,必然控制著前陸沖斷帶油氣的形成與保存,畢竟烴源灶的規(guī)模性和圈閉的有效性是大型油氣田形成和保存的關(guān)鍵。
受印度板塊和歐亞板塊碰撞的遠(yuǎn)程效應(yīng)影響,古造山帶再次活動的強(qiáng)弱和方式不同,再生前陸期構(gòu)造活動對前陸沖斷帶油氣成藏的改造作用存在3種情況:其一,準(zhǔn)噶爾盆地西北緣前陸沖斷帶,距離印度—?dú)W亞板塊碰撞區(qū)最遠(yuǎn),晚期再生前陸期構(gòu)造活動較弱,油氣以早期成藏為主,油氣藏保存條件良好;其二,川西前陸沖斷帶,晚期前陸構(gòu)造活動時缺少同沉積,構(gòu)造活動對早期地層改造強(qiáng)烈,早期古油氣藏大量調(diào)整、再運(yùn)聚;其三,塔西南、庫車、準(zhǔn)南等大多數(shù)前陸沖斷帶,晚期前陸構(gòu)造活動時發(fā)育巨厚沉積,不但前前陸層系和后期前陸層系同時卷入構(gòu)造變形,而且早期烴源巖層快速埋藏或疊瓦堆垛、演化生烴,晚期大規(guī)模供烴成藏。
新生代隆升山體和新生界底部埋深高差反映盆山耦合程度,構(gòu)造縮短量反映變形強(qiáng)度。區(qū)域上,從南向北,前陸盆地盆山耦合程度、前陸沖斷帶變形強(qiáng)度和克拉通盆地被改造程度向外圍依次降低[21]。如塔西南地區(qū)從昆侖山前緣到巴楚隆起,前陸沖斷帶變形范圍達(dá)到200.0 km,沖斷構(gòu)造縮短量約80.0 km,新生代以來昆侖山的隆升和盆地的沉降之間存在近20.0 km的盆山高差;柯坪地區(qū)前陸沖斷帶變形范圍約120.0 km,構(gòu)造縮短量約50.0 km,盆山高差約11.0 km;庫車地區(qū)前陸沖斷帶變形范圍60.0 km,構(gòu)造縮短30.0 km,盆山高差約8.0 km;準(zhǔn)噶爾盆地南緣前陸沖斷帶變形范圍30.0 km,構(gòu)造縮短約19.0 km,盆山高差約6.5 km;準(zhǔn)噶爾盆地西北緣前陸沖斷帶變形范圍15.0 km,盆山高差1.2 km,構(gòu)造縮短不明顯。
從前陸盆地盆山高差、沖斷變形范圍、構(gòu)造縮短量等來看,在環(huán)青藏高原盆山體系中,越靠近青藏高原,晚期再生前陸期構(gòu)造活動強(qiáng)度越大,前陸沖斷帶地層抬升、剝蝕越強(qiáng)烈,造成前前陸斷陷—拗陷期侏羅系烴源巖層殘余面積大幅縮小。因而,由塔西南前陸盆地至庫車、準(zhǔn)南前陸盆地,侏羅系煤系烴源巖供烴能力必然逐漸增大。其中,庫車前陸盆地侏羅系主力烴源巖主體分布在前陸沖斷帶(圖4a),僅山前帶部分被抬升、剝蝕,沖斷帶主體已探明了克拉2、克深2等數(shù)個大型氣田和萬億方天然氣儲量;塔西南前陸沖斷帶構(gòu)造縮短量是庫車的2~3倍,侏羅系烴源巖主體已不存在了,僅殘余少量烴源巖(圖4b),不能作為塔西南前陸沖斷帶的主力烴源巖層;庫車前陸盆地在擠壓沖斷作用下,烴源巖部分疊瓦堆垛,晚期集中供烴是庫車前陸沖斷帶有別于其他沖斷帶的特征之一,假如其構(gòu)造縮短量達(dá)到塔西南盆地的程度,那么庫車前陸盆地侏羅系烴源巖只怕也是所剩無幾了;準(zhǔn)南前陸盆地構(gòu)造縮短量相對較小,侏羅系烴源巖擠壓疊置不明顯,大面積分布,因此,油氣勘探潛力更大。
由南向北,環(huán)青藏高原盆山體系盆地晚期構(gòu)造強(qiáng)度大幅度減弱,對油氣藏的形成與保存越來越有利。前陸沖斷帶構(gòu)造破壞強(qiáng)度方面,塔西南前陸沖斷帶最強(qiáng),庫車和準(zhǔn)南前陸沖斷帶中等,準(zhǔn)噶爾盆地西北緣沖斷帶最弱。因此,塔西南前陸沖斷帶油氣勘探應(yīng)以尋找完整圈閉為主,庫車前陸沖斷帶因?yàn)榘l(fā)育膏鹽巖蓋層,鹽下成藏有利;準(zhǔn)噶爾盆地南緣沖斷帶中淺層完整圈閉、深層近源下部油氣成藏組合更為有利,西北緣前陸沖斷帶多個區(qū)帶富集油氣,甚至山前超剝帶亦有油氣發(fā)現(xiàn)。
總體而言,受多期構(gòu)造活動和多套烴源巖多期演化的控制,塔西南、庫車、準(zhǔn)噶爾盆地南緣和西北緣等前陸沖斷帶油氣成藏均具有先油后氣、多期成藏的特征。自北向南,晚期構(gòu)造改造作用依次增強(qiáng),北部準(zhǔn)噶爾盆地西北緣前陸沖斷帶晚期構(gòu)造作用較弱,油氣以早期成藏為主,晚期較弱的構(gòu)造活動是早期油藏得以保存的關(guān)鍵;準(zhǔn)南前陸沖斷帶晚期構(gòu)造作用較強(qiáng),以晚期油氣充注(10×106a以來)為主,中、上油氣成藏組合泥巖蓋層和圈閉有效性受斷層影響大,下組合富集油氣。庫車前陸沖斷帶晚期構(gòu)造作用強(qiáng),以庫車組沉積中晚期天然氣成藏為主,沖斷帶北部先期形成的古油藏被破壞,主體構(gòu)造帶膏鹽巖優(yōu)質(zhì)區(qū)域蓋層之下富集天然氣。塔西南前陸沖斷帶油氣成藏時間最晚,有效區(qū)域蓋層及圈閉完整性對晚期成藏的保存至關(guān)重要。
圖4 塔西南和庫車前陸沖斷帶侏羅系煤系烴源巖殘余厚度
前陸沖斷帶是中國中西部前陸盆地油氣相對富集的主要構(gòu)造單元,而構(gòu)造分段對烴源巖、生儲蓋組合的形成與分布,以及油氣成藏具有重要的控制作用,油氣分布與構(gòu)造分段性密切相關(guān)。其中,前陸沖斷帶中段烴源巖最發(fā)育,演化程度最高,且多烴源灶空間疊置,晚期構(gòu)造圈閉群位于生烴中心之上,因此,受烴源巖分布的控制,前陸沖斷帶油氣最富集。例如,扎格羅斯前陸盆地大油氣田分布在迪茲富勒坳陷油源區(qū)及其附近地區(qū),多數(shù)集中在前陸沖斷帶中段背斜構(gòu)造[22]。
庫車前陸沖斷帶中段發(fā)育上三疊統(tǒng)黃山街組和中侏羅統(tǒng)恰克馬克組湖相泥質(zhì)烴源巖,以及上三疊統(tǒng)塔里奇克組和中—下侏羅統(tǒng)陽霞組、克孜勒努爾組煤系烴源巖,生氣強(qiáng)度和生油強(qiáng)度呈帶狀展布,高值區(qū)位于克拉蘇構(gòu)造帶、依奇克里克構(gòu)造帶和東秋里塔格構(gòu)造帶。其中,最大生氣區(qū)位于迪那地區(qū)和大北—克深地區(qū),生氣強(qiáng)度高達(dá)350×108~400×108m3/km2;最大生油區(qū)位于大北地區(qū)、克拉3南區(qū)和迪那地區(qū),生油強(qiáng)度高達(dá)1 000×104t/km2.因此,沖斷帶主體位于最大生烴中心,與晚期構(gòu)造圈閉空間上有效疊合,時間上有效匹配,逆斷裂有效溝通烴源巖和圈閉,最有利于油氣聚集,特別是晚期天然氣的聚集。
準(zhǔn)噶爾盆地南緣前陸沖斷帶中段也是多套烴源巖空間疊置,包括二疊系、侏羅系、白堊系3套主力烴源巖,烴源巖空間和時間上發(fā)生多次遷移。其中,二疊系烴源巖主要分布在前陸沖斷帶中段、東段,靠近山前帶和北部斜坡區(qū);侏羅系烴源巖在整個研究區(qū)范圍內(nèi)均有分布,但主要分布在前陸沖斷帶中西段;白堊系泥質(zhì)烴源巖主要分布在前陸沖斷帶中段烏奎背斜帶。因此,準(zhǔn)噶爾盆地南緣前陸沖斷帶中段應(yīng)是油氣最富集的構(gòu)造段。
油氣勘探實(shí)踐表明,與其他構(gòu)造段相比,前陸沖斷帶中段油氣相對富集,尤其是天然氣。庫車前陸沖斷帶天然氣最富集的部位集中在沖斷帶中段的克拉蘇構(gòu)造帶上,已探明的克拉2、克深1、大北1、大宛齊等油氣藏分布在該區(qū)域,中段油和氣探明儲量分別占沖斷帶總探明儲量的60%和95%以上。準(zhǔn)噶爾盆地南緣前陸沖斷帶探明的瑪河氣田、呼圖壁氣田等也都集中在該沖斷帶的中段,中段油和氣探明儲量分別占沖斷帶總探明儲量的50%和95%以上。準(zhǔn)噶爾盆地西北緣前陸沖斷帶主要產(chǎn)油區(qū)也分布在沖斷帶中段的克—烏構(gòu)造帶,油和氣探明儲量均占沖斷帶總探明儲量的70%以上。
從山前到盆內(nèi),前陸沖斷帶山前推覆帶、下盤掩伏帶和盆內(nèi)晚期構(gòu)造帶在烴源巖、構(gòu)造樣式以及演化過程均有差異,形成了3個獨(dú)特的油氣系統(tǒng)。
山前推覆帶為上盤油氣系統(tǒng),主要發(fā)育下部油氣成藏組合,形成背斜油氣藏、基巖風(fēng)化殼油氣藏、斷塊油氣藏(圖3a,圖3c),如柴達(dá)木盆地西北緣的東坪氣田、準(zhǔn)噶爾盆地西北緣的克拉瑪依油田等。該區(qū)不發(fā)育烴源巖,或晚期烴源巖被抬升而停止生烴,油氣主要來源于下盤深層高成熟烴源巖。山前基底卷入式大型逆沖斷裂為油氣垂向運(yùn)移通道,不整合面,特別是基巖與上覆沉積地層之間的不整合面,為油氣側(cè)向運(yùn)移通道,與下盤烴源巖內(nèi)砂體空間上組成“Z”型油氣輸導(dǎo)體系。該油氣系統(tǒng)由于構(gòu)造垂向抬升,斷裂發(fā)育,地層強(qiáng)烈剝蝕,山前帶出露大量油氣苗、瀝青,油氣封蓋條件十分重要,應(yīng)在構(gòu)造相對穩(wěn)定區(qū)以尋找完整背斜油氣藏為主。繼承性古背斜是油氣長期聚集區(qū),如齊古油田。
下盤掩伏帶發(fā)育多套烴源巖,由于山前帶和褶皺沖斷帶的構(gòu)造負(fù)荷和沉積載荷,促使盆地沖斷帶彎曲沉陷,烴源巖快速埋藏,演化程度最高,往往形成生烴中心。大型斷裂與地層對接形成“人”字型結(jié)構(gòu),處于上盤推覆體油氣運(yùn)移必經(jīng)之地。構(gòu)造擠壓滑脫形成多構(gòu)造層,油源斷層發(fā)育,油氣多層系、多期聚集,油氣大規(guī)模富集在有效區(qū)域蓋層之下(圖3b,圖3c),以斷塊、斷背斜和背斜油氣藏為主,斷層側(cè)向封閉是關(guān)鍵,如酒泉盆地南緣沖斷帶的窟窿山油藏、準(zhǔn)噶爾盆地西北緣沖斷帶的百口泉油藏、庫車沖斷帶的克拉2氣藏等。
盆內(nèi)晚期構(gòu)造帶油氣系統(tǒng)中烴源巖發(fā)育,主要為背斜油氣藏或斷裂-巖性油氣藏,圈閉形成最晚,油氣晚期成藏。由于多期構(gòu)造活動疊加,背斜高點(diǎn)往往發(fā)生遷移,受構(gòu)造和砂體展布的雙重控制,油氣分布不一定在構(gòu)造的高點(diǎn),如庫車前陸沖斷帶大宛齊油田和準(zhǔn)噶爾盆地南緣前陸沖斷帶獨(dú)山子油田。油源斷裂必不可少,油源斷裂與上部砂體組成“T”型輸導(dǎo)體系(圖3b,圖3c),油氣近源、近斷裂分布[23]。由于構(gòu)造變形相對較弱,應(yīng)在構(gòu)造相對活動區(qū)以尋找晚期斷層溝通的構(gòu)造、構(gòu)造-巖性油氣藏為主,如川西前陸盆地白馬廟氣田、大興西氣田,柴西英雄嶺英東油田等。
綜上所述,中國中西部前陸沖斷帶沿盆地走向一般劃分為3個構(gòu)造段,其中中段油氣相對富集;從山前向盆內(nèi),形成山前推覆帶、下盤掩伏帶和盆內(nèi)晚期構(gòu)造帶3個油氣富集區(qū)帶,即3個油氣勘探領(lǐng)域,其中下盤“人”字型結(jié)構(gòu)的掩伏構(gòu)造、盆內(nèi)油源斷裂溝通的晚期構(gòu)造油氣相對富集。受前陸構(gòu)造活動的影響,斷裂發(fā)育,有利于油氣的運(yùn)移,但不利油氣的保存,因此,前陸沖斷帶大規(guī)模油氣聚集在深層,尤其是沖斷帶中段深層。油氣勘探從近源、近斷裂入手,中、上油氣成藏組合既要考慮油源斷裂,又要考慮蓋層的有效性;下油氣成藏組合重點(diǎn)關(guān)注斷裂和儲集層。
以準(zhǔn)噶爾盆地南緣前陸沖斷帶為例,目前的鉆探主要集中在山前推覆帶——齊古斷褶帶、盆內(nèi)晚期構(gòu)造帶——第二排和第三排構(gòu)造帶,即中、上油氣成藏組合,均為中、小型油氣藏,且主要分布在沖斷帶的中段(圖5),符合中西部前陸沖斷帶油氣分布規(guī)律。
油氣藏解剖與失利井分析表明,齊古斷褶帶(山前推覆帶)油氣來源于下盤侏羅系和二疊系烴源巖,背斜圈閉的封蓋能力是首要條件,尤其是天然氣成藏。齊古背斜為多層系、大跨度含油氣構(gòu)造,天然氣產(chǎn)層包括侏羅系齊古組、頭屯河組、三工河組、八道灣組和三疊系小泉溝群,雖然油氣藏東西分段、縱向分層、橫向分塊,但天然氣藏埋深均大于1 500 m.下盤掩伏帶探井齊北1井和東灣1井位于齊古斷褶帶與霍瑪吐構(gòu)造帶之間,完鉆層位為白堊系東溝組,全井無油氣顯示或顯示較差,可能側(cè)面反映了該區(qū)下組合封閉條件完好。盆內(nèi)晚期構(gòu)造帶西段卡6井下組合發(fā)現(xiàn)了齊古組油層;西湖1井儲集層中發(fā)育烴類包裹體和大量與瀝青伴生的自生黃鐵礦,位于圈閉的油水界面處;獨(dú)山1井下組合儲集層裂縫中存在黃色熒光的瀝青,烴類包裹體不發(fā)育,處于油氣運(yùn)移路徑上。從而表明,西段下組合成藏以油為主,且油藏規(guī)模較小。中段在中部油氣成藏組合中發(fā)現(xiàn)了瑪河、呼圖壁、吐谷魯?shù)扔蜌馓锖秃蜌鈽?gòu)造,大豐1井下組合的齊古組儲集層發(fā)現(xiàn)黃色熒光油包裹體和氣液比高達(dá)0.6~0.8的藍(lán)白色熒光包裹體,儲集層顆粒熒光揭示了120 m的古油柱,表明中段下組合存在大規(guī)模天然氣聚集。因此,從中西部前陸沖斷帶油氣分布規(guī)律而言,準(zhǔn)噶爾盆地南緣前陸沖斷帶首先要繼續(xù)擴(kuò)大齊古斷褶帶中段的油氣勘探,積極推動沖斷帶盆內(nèi)晚期構(gòu)造帶中段霍瑪吐構(gòu)造帶下組合油氣勘探,探索下盤掩伏帶中段下組合油氣有利聚集區(qū)。
圖5 準(zhǔn)噶爾盆地南緣前陸沖斷帶油氣勘探現(xiàn)狀
[1] 賈承造,魏國齊,李本亮,等.中國中西部兩期前陸盆地的形成及其控氣作用[J].石油學(xué)報,2003,24(2):13-17.JIA Chengzao,WEI Guoqi,LI Benliang,et al.Tectonic evolution of two?epoch foreland basins and its control for natural gas accumula?tion in China's mid?western areas[J].Acta Petrolei Sinica,2003,24(2):13-17.
[2] 魏國奇,李本亮,陳漢林,等.中國中西部前陸盆地構(gòu)造特征研究[M].北京:石油工業(yè)出版社,2008:1-18.WEI Guoqi,LI Benliang,CHEN Hanlin,et al.The search on stuctur?al characteristics of foreland basins in the central and west part of China[M].Beijing:Petroleum Industry Press,2008:1-18.
[3] 宋巖,方世虎,趙孟軍,等.前陸盆地沖斷帶構(gòu)造分段特征及其對油氣成藏的控制作用[J].地學(xué)前緣,2005,12(3):31-38.SONG Yan,F(xiàn)ANG Shihu,ZHAO Mengjun,et al.The structural seg?mentation of foreland thrust belts and its implications for hydrocar?bon accumulation in foreland basins in central and western China[J].Earth Science Frontiers,2005,12(3):31-38.
[4] 賈承造.中國中西部前陸沖斷帶構(gòu)造特征與天然氣富集規(guī)律[J].石油勘探與開發(fā),2005,32(4):9-15.JIA Chengzao.Foreland thrust?fold belt features and gas accumula?tion in Midwest China[J].Petroleum Exploration and Development,2005,32(4):9-15.
[5] 宋巖,趙孟軍,柳少波,等.中國3類前陸盆地油氣成藏特征[J].石油勘探與開發(fā),2005,32(3):1-6.SONG Yan,ZHAO Mengjun,LIU Shaobo,et al.Features of hydro?carbon accumulation in three types of foreland basins in China[J].Petroleum Exploration and Development,2005,32(3):1-6.
[6] 宋巖,趙孟軍,柳少波,等.中國前陸盆地油氣富集規(guī)律[J].地質(zhì)論評,2006,52(1):85-92.SONG Yan,ZHAO Mengjun,LIU Shaobo,et al.Oil and gas accumu?lation of foreland basins in China[J].Geological Review,2006,52(1):85-92.
[7] 許志琴,楊經(jīng)綏,李文昌,等.青藏高原中的古特提斯體制與增生造山作用[J].巖石學(xué)報,2013,29(6):1 847-1 860.XU Zhiqin,YANG Jingsui,LI Wenchang,et al.Paleo?Tethys system and accretionary orogen in the Tibet plateau[J].Acta Petrologica Si?nica,2013,29(6):1 847-1 860.
[8] WATSON M P,HAYWARD A B,PARKINSON D N,et al.Plate tec?tonic history,basin development and petroleum source rock deposi?tion onshore China[J].Marine and Petroleum Geology,1987,4:205-225.
[9] 郭令智,朱文斌,馬瑞士,等.論構(gòu)造耦合作用[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),2003,27(3):197-205.GUO Lingzhi,ZHU Wenbin,MA Ruishi,et al.Discussion on the structural coupling[J].Geotectonica&Metallogenia,2003,27(3):197-205.
[10] HENDRIX M S,DUMITRU T A,GRAHAM S A.Late Oligocene-Early Miocene unroofing in the Chinese Tianshan:an early effect of the India-Asia collision[J].Geology,1994,22(6):487-490.
[11] GRAHAM S A,HENDRIX M S,WANG I B.Collision successor basins of western China:impact of tectonic in heritance on sand composition[J].Geological Society of America Bulletin,1993,105(3):323-344.
[12] LU H,HOWELL D G,JIA D,et al.Rejuvenation of the Kuqa fore?land basin,north flank of the Tarim basin,northwest China[J].In?ternational Geology Review,1994,36:1 151-1 158.
[13] 劉和甫,梁慧社,蔡立國,等.天山兩側(cè)前陸沖斷系構(gòu)造樣式與前陸盆地演化[J].地球科學(xué).1994,19(6):727-741.LIU Hefu,LIANG Huishe,CAI Liguo,et al.Evolution and structur?al style of Tianshan and adjacent basins,northwestern China[J].Earth Sicence,1994,19(6):727-741.
[14] GIBBS A D.Structural evolution of extensional basin margins[J].Journal of the Geological Society,1984,141(4):609-620.
[15] PEACOCK D C P,SANDERSON D J.Geometry and development of relay ramps in normal fault systems[J].AAPG Bulletin,1994,78(2):147-165.
[16] SOLIVA R,BENEDICTO A,SCHULTZ R A,et al.Displacement and interaction normal fault segments branched at depth:implica?tions for fault growth and potential earthquake rupture size[J].Journal of Structural Geology,2008,30(10):1 288-1 299.
[17] PEACOCK D C P.Displacement and segment linkeage in strike?slip fault zones[J].Journal of Structural Geology,1991,13(9):1 025-1 035.
[18] FOSSEN H.Structural geology[M].New York:Cambridge Univer?sity Press,2010:119-185.
[19] GIBA M,WALSH J J,NICOL A.Segmentation and growth of an obliquely reactivated normal fault[J].Journal of Structural Geolo?gy,2012,39:253-267.
[20] 李智武,劉樹根,陳洪德,等.龍門山?jīng)_斷帶分段-分帶性構(gòu)造格局及其差異變形特征[J].2008,35(4):440-454.LI Zhiwu,LIU Shugen,CHEN Hongde,et al.Structural segmenta?tion and zonation and differential deformation across and along the Longmen thrust belt,west Sichuan,China[J].Journal of Chengdu University of Technology(Science&Technology Edition),2008,35(4):440-454.
[21] 李本亮,賈承造,龐雄奇,等.環(huán)青藏高原盆山體系內(nèi)前陸沖斷構(gòu)造變形的空間變化規(guī)律[J].地質(zhì)學(xué)報,2007,81(9):1 200-1 207.LI Benliang,JIA Chengzao,PANG Xiongqi,et al.The spatial distri?bution of the foreland thrust tectonic deformation in the Circum-Ti?betan plateau basin and range system[J].Acta Geologica Sinica,2007,81(9):1 200-1 207.
[22] MICHAL N,STEVEN S,ROD G.Thrustbelts:structural architec?ture,thermal regime and petroleum systems[M].Cambridge Uni?versity Press,2005:176-185.
[23] 阿布力米提,吳曉智,李臣,等.準(zhǔn)南前陸沖斷帶中段油氣分布規(guī)律及成藏模式[J].新疆石油地質(zhì),2004,25(5):489-491.ABLIMIT,WU Xiaozhi,LI Chen,et al.Petroleum distribution and accumulation model in mid?segment of foreland thrust belt in south?ern Junggar basin[J].Xinjiang Petroleum Geology,2004,25(5):489-491.