顧 憶，黃繼文，賈存善，邵志兵，孫永革，路清華

(1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214126；2.浙江大學 地球科學院，杭州 310027)

油氣藏形成于復(fù)雜的自然地質(zhì)系統(tǒng)之中。油氣從生成到成藏涉及到生、儲、蓋、運、聚、保及時空配置等多個成藏要素。油氣成藏研究即以油氣藏為目標，以地球化學方法為主要手段，重點關(guān)注油氣藏在不同時間及三維空間位置賦存狀態(tài)及其演化，從多學科、多角度、多視域全方位闡述油氣藏形成、演變的歷史。油氣成藏研究的關(guān)鍵問題是烴源巖及其演化、油氣源對比、油氣成藏期次及油藏后生改造等，油氣成藏研究的終極目標是明確油氣藏形成機理，指出成藏主控因素與富集規(guī)律，以指導(dǎo)油氣勘探，這也是石油地質(zhì)學研究的核心所在。

1 研究背景與面臨的問題

塔里木盆地的形成經(jīng)歷了震旦紀—中泥盆世、晚泥盆世—三疊紀和侏羅紀—第四紀3個伸展—聚斂旋回演化階段，盆地演化與構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的地球動力學過程與方式?jīng)Q定了盆地具有復(fù)雜的疊加地質(zhì)結(jié)構(gòu)，制約著油氣聚集與分布[1]。塔里木盆地勘探實踐表明，海相油氣主要分布于沙雅隆起、卡塔克隆起及古城墟隆起，已發(fā)現(xiàn)油氣藏類型性質(zhì)多樣，既富油又富氣，原油物性變化大，顯示出油氣成藏的復(fù)雜性：即油氣藏成藏后的破壞與改造作用、不同地質(zhì)時期油氣多期次充注的疊加改造作用。

塔里木盆地海相油氣成藏研究面臨3個主要問題：(1)海相主力烴源巖的確認、分布及其演化；(2)海相油氣藏分布特征及油氣地球化學特征；(3)油氣主要成藏期判識及其成藏模式。

烴源巖研究是油氣成藏研究的基礎(chǔ)與首要問題。塔里木盆地海相烴源巖層系受不同地區(qū)沉積環(huán)境與沉積相的控制，發(fā)育程度差異較大。寒武—奧陶系烴源巖埋深大、壓力高、演化程度高，同時揭示井少，地層古老又缺乏鏡質(zhì)體，演化程度的確定困難。油氣地球化學是油氣成藏研究的重要手段之一。塔里木盆地海相油氣成藏歷史長，經(jīng)歷多期次充注與多類型后生改造，如何選擇適用的地球化學對比參數(shù)顯得尤為重要。近年來流體包裹體、稀有氣體同位素、方解石U-Pb、Re-Os同位素等成藏定年技術(shù)的發(fā)展，為油氣成藏期次的判識提供了重要的技術(shù)支撐。

目前，通過大量的實際樣品分析與模擬實驗、大量的地質(zhì)、地球化學綜合分析，結(jié)合構(gòu)造演化、層序地層學、沉積相與沉積環(huán)境等研究成果，塔里木盆地海相油氣成藏研究取得了顯著的進展。

2 臺盆區(qū)海相油氣成藏研究進展

2.1 油氣主要來自寒武系—中下奧陶統(tǒng)烴源巖

塔里木盆地臺盆區(qū)海相油氣藏主要存在以下4種類型：(1)以塔河油田奧陶系為代表的重質(zhì)油—超重質(zhì)油藏；(2)以英買力地區(qū)為代表的奧陶系內(nèi)幕中質(zhì)油藏；(3)以順北1號油氣藏為代表的輕質(zhì)—揮發(fā)油藏；(4)以順南地區(qū)為代表的天然氣藏。

油氣地球化學分析是油—油(氣)對比、油氣成因類型、來源等的重要手段。原油地球化學特征參數(shù)一方面與原油生源條件有關(guān)，另一方面也隨成熟度的增大有規(guī)律性的變化。生物標志物含量隨成熟度的增大而降低，進一步加大了原油地球化學生標參數(shù)對比的難度。

2.1.1 臺盆區(qū)典型海相原油特征

(1)油氣地球化學特征精細對比，明確了強還原環(huán)境生烴母質(zhì)原油的地化特征。

常用的油氣地球化學分析主要包括：輕烴指紋、飽和烴色譜、色質(zhì)、芳烴色質(zhì)、原油及組分碳同位素、飽和烴單體烴碳同位素等方法[2]。

中深1井中寒武統(tǒng)阿瓦塔格組凝析油是來源于寒武系的典型端元油[3]；對塔中52等井奧陶系原油分析表明，特殊的三環(huán)萜烷分布與中上奧陶統(tǒng)烴源巖地化特征相近[4]。

塔里木盆地臺盆區(qū)大量原油樣品的地球化學分析表明，整體上，無論是輕烴指紋、飽和烴特征(圖1)、飽和烴色質(zhì)甾、萜烷分布(圖2)，還是原油單體、原油組分碳同位素特征(圖3)，除順西地區(qū)原油顯示出差異外，塔河、塔中、順北原油地球化學特征均具相似性，表明其來源的一致性(原油受后生改造對碳同位素影響較大，后文另述)。

圖1 塔里木盆地臺盆區(qū)原油輕烴nC7—MCH—RCPC7和原油Pr/Ph—(Ph/nC18-Pr/nC17)的相關(guān)性

圖2 塔里木盆地臺盆區(qū)典型海相原油甾烷、萜烷分布特征

圖3 塔里木盆地臺盆區(qū)原油、順2井烴源巖模擬抽提物正構(gòu)烷烴單體碳同位素(a)和原油飽—芳烴碳同位素分布(b)

同時，塔河油田及英買力英古2井奧陶系原油檢出了豐富的芳基類異戊二烯烴，它是光合綠硫細菌的成巖轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，是強厭氧環(huán)境下有機質(zhì)生油貢獻的一個顯著標志[5]。

(2)上奧陶統(tǒng)烴源巖熱解模擬實驗，明確了臺地相弱還原環(huán)境上奧陶統(tǒng)烴源巖地化特征。

長期以來，對上奧陶統(tǒng)烴源巖的研究主要根據(jù)巖石抽提物地球化學特征開展[6]。上奧陶統(tǒng)良里塔格組主要為碳酸鹽巖，具有既是烴源巖又是儲層的雙重特點，常規(guī)的油—巖對比可能成為實際意義上的油—油對比。前期通過對塔北44口鉆遇上奧陶統(tǒng)鉆井中的267塊樣品的分析，表明上奧陶統(tǒng)有機質(zhì)豐度低，有機質(zhì)類型偏腐殖型為主，不發(fā)育烴源巖，基本不具備形成規(guī)模油氣的烴源條件；上奧陶統(tǒng)烴源巖直接抽提物的地球化學特征介于原油與巖心熱解模擬產(chǎn)物之間[7]。

前人研究認為[8]，上奧陶統(tǒng)良里塔格組臺地相烴源巖C24四環(huán)萜烷含量高；而盆地相中上奧陶統(tǒng)薩爾干組烴源巖、中下奧陶統(tǒng)黑土凹組烴源巖C24四環(huán)萜烷含量低，與寒武系烴源巖基本一致；塔中地區(qū)上奧陶統(tǒng)烴源巖的正構(gòu)烷烴具明顯的奇碳優(yōu)勢，Pr/Ph>1.0，也表明了塔中北斜坡臺地相上奧陶統(tǒng)烴源巖以泥灰質(zhì)沉積為主，母質(zhì)類型偏腐殖型，具有碳同位素相對較重(-30‰左右)、易生氣等特征[9]。HUANG等[10]也在塔中發(fā)現(xiàn)一類高C19三環(huán)萜烷、高C24四環(huán)萜烷、高Ts含量的原油，與順西1井、順西101井良里塔格組原油的異常特征相似(圖4)。由此認為，以上奧陶統(tǒng)良里塔格組為代表的臺地相偏腐殖型烴源巖是該類原油的主要貢獻者。

為了進一步明確上奧陶統(tǒng)烴源巖產(chǎn)物地球化學特征，選擇順2井上奧陶統(tǒng)桑塔木組6729.5m井段灰質(zhì)泥巖(Ro為0.99%)開展了模擬地層壓力(65 MPa)下不加水的黃金管熱模擬實驗。實驗在中科院廣州地化所進行。由于樣品TOC含量較低(0.25%)，采用了干酪根富集后再實驗?zāi)M的方法。模擬結(jié)果表明，3個較低成熟度模擬樣的飽和烴色譜整體表現(xiàn)為較高的Pr/Ph值(>1.2)，顯示出烴源巖沉積于弱還原性環(huán)境，與順西奧陶系原油(圖1)類似。模擬成熟度較低的樣品，飽和烴萜烷C24Te/C26TT—C19/C20TT參數(shù)(圖4)、飽和烴單體碳同位素都顯示出與順西奧陶系原油可比，而區(qū)別于塔河、順北、英買力等地區(qū)臺盆區(qū)典型海相原油(圖3)。因此，通過油氣地球化學精細對比及上奧陶統(tǒng)烴源巖熱模擬實驗，表明塔里木盆地臺盆區(qū)絕大部分原油來源于寒武系—中下奧陶統(tǒng)緩坡相源巖，順西—塔中西北部地區(qū)奧陶系原油可能有上奧陶統(tǒng)臺地相偏腐殖型烴源巖的貢獻(表1)。

圖4 塔里木盆地臺盆區(qū)奧陶系原油和順2井O3烴源巖熱模擬產(chǎn)物萜烷參數(shù)對比塔中樣品據(jù)參考文獻[10]。

表1 塔里木盆地臺盆區(qū)海相原油成因分類

2.1.2 海相油藏后生改造作用與程度

一般來說，油藏后生改造包括深埋/巖漿烘烤引起的熱裂解及構(gòu)造抬升引起的油藏水洗氧化、生物降解等。塔河油田奧陶系油藏重質(zhì)—超重質(zhì)油中高濃度的25-降藿烷系列化合物的出現(xiàn)，是原油遭受生物降解的重要證據(jù)[11-12]。原油地球化學特征分析表明，塔河—塔中、順北地區(qū)原油總體為高成熟度原油，古隆起分布受氧化降解改造的重質(zhì)—超重質(zhì)油藏[13]，臺盆區(qū)深層—超深層碳酸鹽巖儲層多處于高溫、高壓環(huán)境，總體為高成熟度的輕質(zhì)—揮發(fā)油藏，可能經(jīng)受熱裂解、硫酸鹽熱化學還原(TSR)、運移分餾、氣洗等后生改造。因此，塔里木盆地超深層油藏深埋后生改造作用類型與程度成為勘探關(guān)注的焦點問題之一。

塔河油田重質(zhì)、超重質(zhì)油藏為氧化降解成因已成共識[13-15]，本文僅討論油藏后生熱蝕變作用。

(1)硫酸鹽熱化學還原(TSR)作用

TSR是熱動力驅(qū)動下烴類和硫酸鹽之間的化學反應(yīng)，烴類在高溫下將硫酸鹽礦物還原生成H2S與CO2等酸性氣體，是高含H2S天然氣形成的重要機制[16]。研究表明，TSR中硫化氫形成需要3個基本條件，即充足的烴類、大于120 ℃的儲層溫度、含蒸發(fā)巖的碳酸鹽巖儲層[16]。TSR反應(yīng)形成的硫化氫能夠促進碳酸鹽巖儲層改造而形成優(yōu)質(zhì)儲層[17]。

中深1井在寒武系鹽下阿瓦塔格、肖爾布拉克組2個層位發(fā)現(xiàn)了內(nèi)幕油氣藏[3,18-19]。中深1C井下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組天然氣以烴類氣體為主，甲烷占62.7%～63.0%，CO2占24.1%～25%，H2S占7.22%～8.27%，屬高含硫干氣氣藏[20]；凝析油樣品全油色譜以非鏈烷烴化合物分布為特征，正構(gòu)烷烴化合物難以分辨，輕烴損失嚴重，輕烴中富含單芳化合物(苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等)(圖5b)，區(qū)別于中深1井中寒武統(tǒng)阿瓦塔格組凝析油(圖5a)及塔河奧陶系等海相主體原油。同時，原油飽和烴單體碳同位素值差異很大。雖然在正構(gòu)烷烴分布上存在巨大差異，但中、下寒武統(tǒng)2個層位的原油在生標組成上并沒有本質(zhì)上的差異。萜類化合物的分布均具較豐富的長側(cè)鏈三環(huán)萜烷及較高含量的C29藿烷和伽馬蠟烷；甾類化合物具較高重排甾烷，代表油氣來源于缺氧環(huán)境條件下沉積的海相頁巖，具有同源性。低碳數(shù)三環(huán)萜烷的相對富集則與高演化程度有關(guān)。

因此，TSR作用對原油的改造有以下標志：①TSR優(yōu)先誘發(fā)芳構(gòu)化，芳構(gòu)化遠大于環(huán)化；②二苯并噻吩含量異常高[22]；③原油碳同位素偏重5‰以上[19]；④天然氣含高含量H2S；⑤原油硫同位素偏輕15‰以上[23]。

(2)原油熱裂解作用

原油裂解是最常見的后生改造作用，普遍特征是烴類發(fā)生環(huán)化與芳構(gòu)化，最終成為終極產(chǎn)物——石墨和甲烷。塔東2油藏的高含量稠環(huán)芳烴及重碳同位素組成即為經(jīng)歷過高溫裂解影響的重要證據(jù)[24]，而并非寒武系烴源巖的基本特征。順南1井原油是典型受熱裂解改造的殘余原油。順南1井位于塔里木盆地順托果勒低隆起南部，該區(qū)以干氣、重甲烷碳同位素(-36‰～-38‰)為特征，H2S含量不高，且鉆遇焦瀝青，僅順南1井產(chǎn)有少量凝析油。該凝析油高碳數(shù)正構(gòu)烷烴含量相對較低(圖6a)，正構(gòu)烷烴半對數(shù)分布成非常好的線性關(guān)系，指示未受氣侵、蒸發(fā)分餾或多期充注影響；生標組合特征與塔河奧陶系原油主體相似，表現(xiàn)為富含長側(cè)鏈三環(huán)萜烷、高C29藿烷、高伽馬蠟烷、富含重排甾烷等，揭示主要來源于寒武系烴源巖。然而，順南1井凝析油富含輕芳烴及高豐度稠環(huán)芳烴(圖6b)，原油單體碳同位素也明顯偏重(圖3)。無論是芳構(gòu)化還是環(huán)化程度，順南1井原油均要明顯強于臺盆區(qū)正常下古生界海相原油，揭示其經(jīng)歷了較高的熱演化；較低的Pr/nC17和Ph/nC18比值也從一個側(cè)面反映了其高演化特征。

圖5 塔里木盆地中深1井寒武系阿瓦塔格組和中深1C井肖爾布拉克組儲層原油全烴色譜圖

圖6 塔里木盆地順南1井原油全油色譜譜圖特征(a)和稠環(huán)芳烴分布特征(b)

TSR實質(zhì)上是一個烴類被氧化的過程，并具有低碳數(shù)直鏈烴類優(yōu)先被氧化，優(yōu)先發(fā)生芳構(gòu)化作用，同時伴隨著無機硫的加入。因此，TSR過程中存在著硫同位素和碳同位素的動力學分餾。隨著TSR作用加劇，殘留輕烴分子碳同位素表現(xiàn)為富13C，含硫化合物硫同位素則傾向于無機硫同位素特征。而單純的原油熱裂解主要是鏈的斷裂、環(huán)化與芳構(gòu)化，殘留分子中直鏈烴、環(huán)烷烴和芳香烴均表現(xiàn)為富集13C，含硫化合物硫同位素基本不變?；谠摾碚摲治?，利用輕烴同位素中環(huán)烷烴的穩(wěn)定性，構(gòu)建了甲基環(huán)己烷分子碳同位素與二苯并噻吩硫同位素的原油熱蝕變判識圖版(圖7)。

圖7中將塔里木盆地臺盆區(qū)深層—超深層油藏熱蝕變分為三級，即未/輕度蝕變、中度蝕變以及重度蝕變。順北深層油藏經(jīng)歷了輕微TSR改造，且主要出現(xiàn)在順北1井區(qū)，與井口硫化氫測試結(jié)果相吻合；中深1C井肖爾布拉克組原油經(jīng)歷了嚴重的TSR作用，是經(jīng)受重度TSR的典型代表；順南1井則主要經(jīng)受了中度的熱裂解作用，這與生物標志化合物的檢測結(jié)果一致，如稠環(huán)芳烴的檢出。據(jù)此認為，順南1井凝析油主要是經(jīng)歷了中度的熱裂解作用。

圖7 塔里木盆地臺盆區(qū)深層—超深層油藏熱蝕變判識圖版

總之，塔里木盆地塔北(塔河—輪南、哈拉哈塘)、塔中、順北乃至玉北奧陶系油氣藏，除順西—塔中西北部部分油氣藏原油地球化學性質(zhì)有較大差異外，整個臺盆區(qū)原油均顯示出地球化學生標的一致性，表明主要來源于一套相似沉積環(huán)境、相似成烴母質(zhì)的烴源巖。中深1C井下寒武統(tǒng)、順南1井凝析油以及塔東2井原油經(jīng)歷過不同程度的后生改造，從而顯示出差異的正構(gòu)烷烴分布、芳烴分布及不同的碳、硫同位素特征。

2.2 玉爾吐斯組主力烴源巖的確認及其演化

柯坪地表露頭肖爾布拉克剖面下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組(-C1y)實測地層厚度為9.2 m，巖性為黑色碳質(zhì)頁巖，TOC縱向上具有下高上低特征，下部與含磷層伴生的烴源巖具特高有機質(zhì)豐度，TOC最高達22.39%；星火1井玉爾吐斯組7件灰黑色碳質(zhì)頁巖TOC含量為1.00%～9.43%，TOC縱向上同樣也有下高上低的特征，與肖爾布拉克剖面類似[25]。據(jù)朱光有等[26]對柯坪地區(qū)10余個露頭剖面點的綜合分析，厚度分布穩(wěn)定在10～15 m，TOC分布于4%～16%。由于演化程度較高，瀝青“A”含量較低，最高也僅1 457.15×10-6。

孔雀河斜坡鉆探的孔探1井鉆遇了與玉爾吐斯組同時代的西山布拉克組地層，厚約16 m，25件樣品TOC分布于1.64%～33.1%，縱向上同樣下高上低；上覆下寒武統(tǒng)西大山組，厚度50 m，109件樣品TOC分布于1.37%～14.93%，平均值為4.24%，均屬于高有機質(zhì)豐度的烴源巖。

塔里木盆地寒武系沉積前的古構(gòu)造格局對于寒武紀早期快速海侵形成的優(yōu)質(zhì)烴源巖的分布有顯著控制作用。震旦紀末期的柯坪運動導(dǎo)致部分地區(qū)抬升，寒武系沉積前存在的東西向古隆起帶，對寒武紀早期烴源巖的發(fā)育具重要影響[27-28]。中央隆起帶方1、和4、同1、夏河1、巴探5、瑪北1、中深1、塔參1等鉆井均未發(fā)現(xiàn)該套烴源巖。中石油最近在中寒1井、沙雅隆起輪探1井、旗探1井均鉆遇玉爾吐斯組，表明塔北地區(qū)玉爾吐斯組烴源巖的分布廣泛。

目前，勘探界一般已經(jīng)公認塔里木盆地主力烴源巖為寒武系—中下奧陶統(tǒng)，但學術(shù)界仍有一些爭議[29]。

2.2.1 玉爾吐斯組烴源巖沉積環(huán)境與發(fā)育模式

早寒武世是全球生物發(fā)展演化的重要時期，發(fā)生了包括寒武紀生命大爆發(fā)、第一次生物大滅絕、大洋缺氧事件等全球重要環(huán)境事件。這一時期，塔里木盆地和四川盆地均廣泛沉積富有機質(zhì)巖層，并構(gòu)成了各自盆地的重要烴源巖[30]。

塔里木盆地的下寒武統(tǒng)黑色巖系露頭主要發(fā)育于阿克蘇柯坪與塔東庫魯克塔格地區(qū)?？缕旱貐^(qū)下寒武統(tǒng)地層屬玉爾吐斯組，庫魯克塔格地區(qū)則為西山布拉克組。2個地區(qū)黑色巖系主要巖性均為黑色頁巖、硅質(zhì)巖、磷塊巖和白云巖，呈薄層狀或透鏡狀分布，下部以磷塊巖和硅質(zhì)巖為主，上部則以白云巖為主，庫魯克塔格地區(qū)硅質(zhì)巖變厚。多數(shù)研究認為，下寒武統(tǒng)黑色巖系形成于海底熱水沉積環(huán)境，其中硅質(zhì)巖的地球化學特征表現(xiàn)出與海底熱水或火山活動有關(guān)，并與熱液有關(guān)的上升洋流有關(guān)[31]。

基于玉爾吐斯組烴源巖在露頭剖面和鉆井的特征、不同沉積微相生烴母質(zhì)類型及其干酪根碳同位素特征，建立了玉爾吐斯組緩坡型烴源巖發(fā)育模式(圖8)。

早寒武世，隨塔里木逐漸從裂谷盆地演化為被動大陸邊緣盆地，玉爾吐斯組沉積期的快速海侵，熱液流體隨上升洋流將大量還原性氣體、多金屬元素(Ba、V、Fe、Cr、Ni、Cu、U等)以及生命營養(yǎng)元素(Si、P、N等)帶入海洋，從而激發(fā)藻類的大量繁盛(主要成烴生物)，而缺氧環(huán)境使得黑色巖系中的有機質(zhì)得以大量保存，最終形成富有機質(zhì)的黑色頁巖?？缕旱貐^(qū)玉爾吐斯組底部含磷黑色頁巖的TOC高達20%以上，與現(xiàn)代海相沉積磷質(zhì)巖分布于中、低緯度(低于40°)且一側(cè)為深水大洋盆地的溫暖氣候帶的大陸邊緣環(huán)境相似[32]。

2.2.2 玉爾吐斯組烴源巖分布預(yù)測

從星火1井—柯坪露頭—同1井—巴探5井—瑪北1井—民參1井—鐵克里克露頭前寒武系剖面和同1井—方1井—和4井—塔參1井—塔東2井—尉犁1井前寒武系對比剖面[27]顯示，寒武系沉積前盆地內(nèi)存在東西向的古隆起帶，環(huán)繞古隆起帶的大部分地區(qū)為地勢平坦的濱淺海碳酸鹽巖臺地，在晚震旦世末的柯坪運動中，全區(qū)抬升遭受不同程度的剝蝕，古地貌特征表現(xiàn)為從中央隆起帶向南北兩側(cè)平緩降低。新近鉆探的位于古隆起邊緣的舒探1井、夏河1井等井，玉爾吐斯組烴源巖基本不發(fā)育。同時，對塔里木盆地西緣新元古代研究認為，同樣也經(jīng)歷了陸內(nèi)斷陷到初始被動大陸邊緣的盆地演化序列，麥蓋提斜坡南華系—震旦系厚度大、分布廣，預(yù)測有寒武系玉爾吐斯組烴源巖的分布[28]。

圖8 塔里木盆地下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組發(fā)育模式

2.2.3 玉爾吐斯組烴源巖演化

下古生界以碳酸鹽巖地層為主，缺乏鏡質(zhì)體，常用古溫標恢復(fù)沉積盆地熱歷史的方法存在不確定性[33]。雖然對于塔里木盆地早期熱盆、晚期冷盆的認識基本統(tǒng)一[34-35]，但對塔里木盆地海西晚期以來烴源巖的熱演化存在較大爭議。順北超深層奧陶系碳酸鹽巖輕質(zhì)—揮發(fā)油藏的發(fā)現(xiàn)[36]，對烴源巖熱演化研究提出了新的挑戰(zhàn)。

模擬實驗研究表明，壓力對于烴源巖的演化具重要影響[37-39]。通過對歷年來塔里木盆地臺盆區(qū)大量等效鏡質(zhì)體反射率數(shù)據(jù)分析，以及不同構(gòu)造單元單井成熟度、剖面成熟度特征、地溫梯度、大地熱流值分析，以盆地模擬軟件(PetroMod)為平臺，建立了高壓力對海相烴源巖生烴演化的抑制模型[40]，重點分析了臺盆區(qū)玉爾吐斯組主力烴源巖在不同地質(zhì)時期的熱演化過程。

研究表明，滿加爾坳陷區(qū)及塘古巴斯坳陷區(qū)，隨著晚奧陶世一套巨厚的混積陸棚地層的快速沉積、志留紀巨厚的碎屑巖沉積覆蓋，加里東晚期寒武系快速深埋，烴源巖進入生烴高峰，等效鏡質(zhì)體反射率分布于0.6%～1.2%，表現(xiàn)出東高西低的特征。海西期地層沉積較薄且受海西早期剝蝕的影響，主要受時間補償效應(yīng)使烴源巖進一步成熟，滿加爾坳陷區(qū)及塘古巴斯坳陷進入高成熟階段，圍斜及順托果勒地區(qū)等效鏡質(zhì)體反射率為1.2%，為成熟階段，表現(xiàn)由東高西低變?yōu)槟媳毕虻膬傻蛢筛?。喜馬拉雅期盆地表現(xiàn)為南北前陸盆地特征，盆地中心沉積較穩(wěn)定，山前地帶活動強烈，前陸坳陷快速充填補齊，使得烴源巖成熟度快速增加；滿加爾、阿瓦提坳陷處于過成熟階段，沙雅隆起及卡塔克隆起主體區(qū)受前期剝蝕影響，成熟度增加較少；順托果勒地區(qū)處于高—過成熟階段，以生成凝析油氣為主；塔西南地區(qū)受前陸盆地沉積影響明顯，烴源巖快速深埋，熱演化快速達到過成熟階段。

2.3 臺盆區(qū)海相油氣分布特征

塔里木盆地海相碳酸鹽巖油氣勘探已經(jīng)歷了三十余年，發(fā)現(xiàn)了一大批海相油氣田(藏)，明確已發(fā)現(xiàn)海相油氣藏的分布特征，將為下步勘探部署提供基礎(chǔ)依據(jù)。

圖9 塔里木盆地下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖厚度平面分布預(yù)測

2.3.1 臺盆區(qū)奧陶系油氣成藏特征對比

在古構(gòu)造演化基礎(chǔ)上，通過油氣成熟度厘定、綜合多種成藏定年技術(shù)方法(流體包裹體分析與古溫壓恢復(fù)、飽和/露點壓力、Re-Os同位素定年、方解石U-Pb定年等)，對典型油氣藏成藏期進行了厘定，明確了塔里木盆地典型油氣藏的成藏特征(表2)。

2.3.2 臺盆區(qū)奧陶系油氣分布

通過對臺盆區(qū)已發(fā)現(xiàn)油田、鉆井的油氣物理性質(zhì)、油氣地球化學特征的對比與不同地區(qū)海相油氣藏類型的梳理，編制了塔里木盆地臺盆區(qū)奧陶系油氣藏類型平面分布圖(圖10)。

總體看來，塔里木盆地臺盆區(qū)奧陶系海相油氣藏呈現(xiàn)圍繞沙雅、卡塔克古隆起分布特征，油氣藏類型由隆起至坳陷由重質(zhì)油藏逐漸變?yōu)檩p質(zhì)油藏、揮發(fā)油藏及天然氣藏，顯示出明確的源控特征。早期成藏的原油(加里東—海西早期、海西晚期)規(guī)模大，但由于保存條件差的影響，以殘留古油藏為主，主要分布于隆起相對高部位(艾丁、于奇、塔河主體區(qū))。燕山期以來由于封蓋保存條件變好，下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖在“低地溫、大埋藏、高壓力”條件下持續(xù)生排烴，沿通源斷裂運聚，在順托果勒低隆奧陶系儲層中形成揮發(fā)油藏(如順北1號斷裂帶)。順南地區(qū)由于地溫梯度高，以天然氣藏為主。

塔河奧陶系油氣藏主力烴源巖位于塔北本地及周緣斜坡區(qū)，中東部以寒武系—中下奧陶統(tǒng)、西部以寒武系玉爾吐斯組烴源巖為主。油氣性質(zhì)受不同成藏期次的影響，呈現(xiàn)由北向南密度依次減小趨勢，西北部表現(xiàn)為超重質(zhì)油—重質(zhì)油，中東部以中—輕質(zhì)油為主，于奇東地區(qū)則以氣藏為主。原油以高成熟為主，油氣輸導(dǎo)條件多樣化，油氣首先沿斷裂垂向輸導(dǎo)至不整合面/巖溶縫洞體，再沿不整合面/巖溶縫洞體大規(guī)?？焖龠\聚成藏，早期成藏的原油受不同程度的氧化降解而成重質(zhì)—超重質(zhì)油藏。加里東晚期—海西早期為古油藏形成、破壞期，海西晚期為主成藏期，燕山期為主要的調(diào)整、改造及再次充注期，因此，塔河主體區(qū)、艾丁地區(qū)為殘留—改造的古油藏；燕山期以來由于不同級別走滑斷裂的活動，輕質(zhì)原油有沿斷裂向隆起充注運聚的趨勢。

順北奧陶系油氣藏烴源巖為原地寒武系玉爾吐斯組，儲層以一間房組斷溶體儲層為主，主力蓋層為上奧陶統(tǒng)桑塔木組泥巖；海西晚期后具良好保存條件，油氣以高演化階段的輕質(zhì)—揮發(fā)油為主。隨著構(gòu)造活動逐漸減弱，燕山期斷裂活動主要以北東向走滑斷裂活動為主(順北1號)，保持了海西晚期以來長期的封閉體系與壓力系統(tǒng)，油氣藏特征顯示出低氣/油比等受“高壓力”生烴演化抑制的油氣性質(zhì)。順北奧陶系通源斷裂既是垂向輸導(dǎo)通道，又是主要的油氣儲集空間，為“原地烴源、斷裂控藏控富”的原生油氣藏。油氣藏埋藏深度大，原油未遭受明顯裂解，燕山期為主要成藏期。

表2 塔里木盆地臺盆區(qū)奧陶系油氣成藏特征對比

圖10 塔里木盆地臺盆區(qū)奧陶系油氣藏類型平面分布

從塔北、塔中油氣藏類型對比看，奧陶紀沙雅隆起為緩坡型古隆起，西部的玉爾吐斯組烴源巖長期位于隆起的斜坡部位，延緩了油氣的生成演化；而卡塔克隆起為高陡型古隆起，隆起上缺乏玉爾吐斯組烴源巖，需要由東部寒武系—中下奧陶統(tǒng)烴源巖供烴，且成熟度相對較高，油氣藏類型以凝析氣藏為主。從這個意義上說，塔北地區(qū)寒武系鹽下、奧陶系超深層油氣勘探應(yīng)更為有利。

3 結(jié)論

(1)除順西—塔中西北部部分原油外，塔里木盆地臺盆區(qū)原油均顯示出生物標志物的相似性，表明主要來源于一套相似沉積環(huán)境、相似成烴母質(zhì)的烴源巖。塔里木盆地臺盆區(qū)海相油氣主要來源于寒武系—中下奧陶統(tǒng)烴源巖。中深1C井下寒武統(tǒng)肖爾布拉克組儲層原油主要受TSR作用改造，順南1井凝析油主要受熱裂解改造作用的影響，從而顯示出差異的正構(gòu)烷烴分布、芳烴分布及不同的碳、硫同位素特征，而并非烴源巖不同所致。

(2)塔北地區(qū)奧陶系臺地相區(qū)存在下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖，燕山期以來長期低地溫背景下的“高壓生烴演化抑制模式”延緩了順托果勒低隆寒武系烴源巖的熱演化，順托果勒地區(qū)仍具晚期高成熟液態(tài)烴形成條件，這對塔北寒武系鹽下、奧陶系超深層油氣勘探具有重要意義。

(3)通過建立順北奧陶系“原地烴源、斷裂控藏控富”成藏模式，明確在臺盆區(qū)尋找以下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組原地烴源巖與燕山期以來晚期活動的走滑斷裂相匹配的、以晚期供烴為主的輕質(zhì)油藏—天然氣藏，是臺盆區(qū)超深層碳酸鹽巖領(lǐng)域油氣勘探的重要方向。