环满加尔坳陷志留系油气勘探潜力分析

胡金祥，闫 娥，杜伟维，徐 浩，胡文涛

(中石化西北油田分公司，新疆 乌鲁木齐 830011)

引 言

塔里木盆地为多期次演化而形成的大型叠合盆地［1］。环满加尔坳陷含盖满加尔坳陷、北部沙雅隆起、西部顺托果勒隆起、南部卡塔克隆起—古城墟隆起、东部孔雀河斜坡。志留系分布面积为12.69×106km2。1994年10月塔中11井在志留系测试获得工业油气流，突破了塔里木盆地志留系工业油气流关，使志留系成为塔里木盆地主要勘探目的层之一［2］。

环满加尔坳陷志留系目前已发现油气藏主要集中在塔中，油气藏类型主要为断背斜油气藏、地层+不整合油气藏、岩性油气藏。此外位于沙雅隆起中段南翼的阿克库勒凸起上的塔河油田，其南部发育地层+不整合油气藏、岩性油气藏及低幅度构造油气藏，截至2008年，塔河地区南部志留系已累计产油约8×104t，展示该区志留系良好的勘探前景［3］;塔东地区多口井在志留系柯坪塔格组致密砂岩钻遇油气显示，开启非常规油气勘探的序幕。

1 志留系展布特征及含油气规律

1.1 志留系展布特征

塔里木盆地志留系残余厚度变化较大，总体呈现东厚西薄特点。北部坳陷区为厚度较大的区域，其中满加尔坳陷东部地层最大厚度达3 900 m。沿沙雅隆起、孔雀河斜坡、古城墟隆起、卡塔克隆起、唐古巴斯坳陷尖灭(图1)。

志留系环满加尔坳陷主要为剥蚀尖灭。目的层志留系下统柯坪塔格组位于塔北阿克库勒凸起以西，满加尔坳陷及顺托果勒隆起南部、卡塔克隆起北部明显顶剥底超，其中下砂岩段、泥岩段均为底超反射特征，上砂岩段顶部有限剥蚀;塔河南为剥蚀尖灭区;塔东孔雀河斜坡及古城墟隆起志留系持续剥蚀区域。

志留系沉积时的古地理格局总体南高北低，阿尔金山为古隆起，轮台凸起西部也可能为古隆起［4］。志留纪早期柯坪塔格组沉积时，满加尔凹陷、草湖凹陷沉积厚度相对较大，海水从北东方向侵入，沉积中心位于满加尔凹陷和草湖凹陷，塔东、塔中及其以南地区为志留系主要物源区;志留系下统塔塔尔塔格组沉积时，志留系沉积中心有向西迁移趋势，东西部沉积厚度变化较小，海水向西部退却;依木干他乌组沉积时沉积中心位于阿瓦提凹陷。总体而言志留系沉积中心位于满加尔坳陷东部，地层经满加尔坳陷由北向南超覆叠置;在塔北地区，志留系从草湖一带自东向西超覆 (图1)。

图1 环满加尔坳陷志留系柯坪塔格组顶面地层分布及断裂叠合图

1.2 含油气规律

塔里木盆地志留系获工业油气流井主要分布在塔中及塔北地区。塔中地区先后于塔中117、塔中47、塔中11、塔中12、塔中 15、塔中 16、塔中50 井及顺9井获工业油气流。塔中117、塔中11井为常规油断背斜油藏;塔中12、塔中50井为稠油断背斜油藏;塔中47井为火山穿刺常规油油藏;塔中15、塔中16井为地层+构造油藏;顺9井为体系域控制岩性油藏。其中S117井志留系中途测试首获可动原油，英买34、英买35井地层不整合圈闭获得工业油气流，S112-2井志留系地层圈闭含油井段测试产油量约为80 m3/d，产气量约为1 200 m3/d。

志留系获工业油气流井约80%发育于柯坪塔河组上砂岩段。柯坪塔格组以发育大面积沥青砂岩为显著特征，柯坪地区广泛出露沥青砂岩，塔北、塔中、巴楚也钻遇大套沥青砂，其中哈1井钻遇沥青砂岩厚度达 152.5 m，塔中401井最薄，仅为2 m［5］。表明环满加尔坳陷志留系曾经有大量油气积聚，疏导体系与储盖组合对油气的成藏至关重要。

2 主控因素及勘探潜力

2.1 烃源岩条件——奠定基础

满加尔坳陷为公认的烃源岩发育区，前人研究认为存在寒武系和中上奥陶统2套盆地相烃源岩，其演化过程中出现至少2期生排烃高峰期。加里东中晚期即晚奥陶世至志留纪，寒武纪烃源岩快速生烃，奥陶纪末期进入生油窗，志留纪末期达到成熟—高熟阶段，等效镜质体反射率达到2.0%，进入生干气阶段。中上奥陶统烃源岩在加里东中晚期未进入成熟期。海西晚期因火山侵入后岩浆热液作用使赋存在满加尔坳陷中西部的中上奥陶统烃源岩开始大量生成油气，二叠纪末期达到成熟，后期盆地挤压抬升剥蚀，聚集的油气遭遇强烈降解形成重质油或沥青;此外喜山期构造运动剧烈，部分古油藏遭到裂解、破坏，于上覆储集体中重新调整积聚［5-6］。

2.2 储盖条件——控制油气平面展布

如图2a所示，塔北志留系主要存在2套储盖组合，第1套由柯坪塔格组柯三段砂坪相砂体与巴楚组澙湖、潮坪相膏泥岩段构成储盖组合;第2套由柯三段潮道砂体与柯坪塔格组柯二段浅海陆棚泥岩构成储盖组合。塔中地区储盖组合如图2b所示，第1套由柯坪塔格组上一亚段水道、砂坪砂体与塔塔尔塔格组泥坪相红色泥岩构成储盖组合;第2套由柯坪塔格上三亚段发育潮间砂坪、水道砂体与柯坪塔格组上二亚段潮间—潮上带泥岩构成储盖组合。

图2 志留系下统柯坪塔格组储盖纵向分布

综合研究认为，环满加尔坳陷存在2套优质区域性盖层，即厚度为60～180 m石炭系巴楚组膏盐岩、泥岩段与志留系下统塔塔尔塔格下红色泥岩段。如图1所示，柯坪塔格组于英买力地区、塔河南地区剥蚀尖灭，上覆地层为石炭系巴楚组可作为区域盖层;塔中地区、塔北哈拉哈塘凹陷上覆盖层为塔塔尔塔格组下泥岩段及石炭系巴楚组膏泥岩段;塔东地区自加里东中晚期到印支期持续剥蚀，区域盖层条件不理想。

相对于膏泥岩的顶封堵性，底封与侧封条件对志留系的成藏也很重要，如塔北塔河油田南地区柯坪塔格组下段砂岩沉积在上奥陶统桑塔木组泥岩上，桑塔木组泥岩底封条件好，因此柯坪塔格组下段砂岩油气保存条件优越;塔中地区柯坪塔格组下段砂岩超覆于奥陶系灰岩或灰质泥岩之上，奥陶系灰岩、灰质泥岩底封条件好;塔东孔雀河地区柯坪塔格组下段砂岩之下为奥陶系砂岩段，且基本为泥质胶结，相对于泥岩、灰岩的底封条件较差，因此塔东志留系油气保存条件不好。志留系内幕，以孔雀1井为例，其柯坪塔格组粉砂质泥岩厚度最厚仅为2.7 m，砂地比大于90%，并且自西向东有逐渐增大的趋势，中途测试异常段之下为灰色粉砂质泥岩，推测该泥岩段为底封，因此该区域致密砂岩油气藏缺乏有效泥岩段做为顶封、底封与侧封，较难形成良好的储盖组合。

综上所述，环满加尔坳陷志留系沉积受古构造格局的影响，其不同地区储盖组合略有差异。总体上志留系柯坪塔格组发育下砂段、中泥岩段、上砂段第3亚段。塔北、塔中除石炭系巴楚组膏泥岩段、志留系下统塔塔尔塔格组下红色泥岩段2套区域盖层外，还存在志留系下统柯坪塔格组内幕局限泥岩盖层，相对塔北、塔中，塔东地区志留系砂地比明显增大。因此就储盖条件而言，塔中、塔北优于塔东。

2.3 断层疏导——控制油气纵向分布

前人对满加尔坳陷热演化史已做了大量的研究［6-7］，满加尔坳陷寒武系烃源岩主要存在2次排烃期，加里东末期为第1次生烃期也是主力生烃期，海西晚期为第2次生烃期。不整合面、断层的形成期与烃源岩的排烃期的匹配关系决定油气的纵向分布［8］。

加里东中期Ⅲ幕构造运动造就志留系沉积前古构造格局［9］，志留系超覆于塔中、塔北等古隆起之上;塔东地区志留系与下伏奥陶系之间为平行不整合接触，相对平行不整合面，高角度不整合面不但有利于油气的运移，其上也是储层发育的有利区。

图1所示的塔中地区巴楚隆起、卡塔克隆起、顺托果勒低隆起南部奥陶纪末期发育北西、北东向2组基底卷入型逆断层，至志留纪末期部分继承性活动，海西期为断裂的定型期，因此这一区域断层总体上为加里东期断裂体系，控制该区志留系油气成藏。

塔北地区以近直立北北东向、北西向断裂为主要特征，自加里东中晚期至海西晚期持续活动，断裂断开寒武系、奥陶系、志留系，基本定型于海西晚期。志留系上覆中新生界叠合构造层发育部分海西晚期继承性断裂外，还发育少量印支燕山期正断层。塔北地区断裂体系对本区奥陶系、志留系成藏起控制作用。

塔东地区断裂为基底卷入的逆冲断裂，自盆地基底至侏罗系、白垩系断开，为该区持续的挤压抬升继承性断裂体系。断裂主要为北西向、北东向、东西向及少量南北向，反映了库鲁克塔格山与阿尔金山盆山作用下构造的复杂性。该区断裂体系对油藏的保存弊大于利。

2.4 圈源时空匹配关系

目前环满加尔坳陷完钻井与地震解释揭露，塔中地区志留系存在构造、地层、岩性圈闭;而塔北地区主要为地层+不整合、岩性圈闭［10-11］。塔中地区古构造格局定型于海西晚期，因此加里东运动、海西运动对该区志留系的成藏起决定作用。加里东运动导致塔中地区形成系列逆冲断层和断背斜等构造圈闭，志留系柯坪塔格组超覆于塔中古隆起之上，加里东晚期—早海西期寒武系烃源岩排烃进入高峰期，断裂与不整合面为油气的运移提供通道，圈源时空关系匹配良好。晚海西运动主要是对塔中部分原生油气藏进行破坏调整，中上奥陶统局部烃源岩达到成熟，开始大量生成油气。

塔北地区志留系古构造格局基本定型于海西期。加里东中晚期至海西晚期，形成NE、NW 2组近直立沟通油源的深大断裂和局部构造圈闭，因此塔河南地区油气沿断裂、不整合面、砂岩层等疏导体系由南向北运移为主;喜山晚期，伴随着构造格局的变化，油气由北西—南东方向调整冲注。因此综合研究认为英买力、哈拉哈塘凹陷、塔河南地区具备较好的时空匹配。

3 勘探潜力分析

图3 环满加尔坳陷志留系有利区带分布

综上所述，环满加尔坳陷具备塔中、塔北两大古隆起;满加尔—草湖凹陷烃源岩灶;石炭系巴楚组膏泥岩段、志留系下统塔塔尔塔格组下红色泥岩段2套区域盖层等成藏要素，要素叠加区域为油气成藏的有利区域。以断裂及不整合面构成的疏导体系及储盖组合关系为环满加尔坳陷志留系成藏主控因素。图3为环满加尔坳陷志留系有利勘探区带分布图，Ⅰ类有利区主要分布在塔中地区卡塔克隆起北部及顺托果勒隆起南部，涵盖塔东1、顺9井及塔中15井，面积为1.82×104km2;塔北地区自西向东主要分布在英买34、英买35井区，哈拉哈塘低隆两侧、塔河南沙117、沙112-2井区，总面积为0.33×104km2，该类区域为典型成藏要素叠加、疏导体系发育区。阿北1井至顺8井、跃参1井区综合评价为Ⅱ类勘探区，离烃源岩灶较远，疏导体系欠发育。

4 结论

(1)满加尔坳陷作为塔里木盆地的主要生烃中心，为环满加尔坳陷志留系油气成藏奠定了油源基础。

(2)环满加尔坳陷志留系发育石炭系巴楚组膏泥岩段、柯坪塔格组下红色泥岩段2套区域盖层;此外柯坪塔格组下段发育局部泥岩盖层，除孔雀河斜坡及古城墟隆起东部，本区发育良好的储盖组合。

(3)对油气运移有利的加里东中期、加里东晚期、海西晚期断裂及不整合面等疏导体系，与生排烃期匹配良好，对志留系成藏起到关键作用。

(4)综合研究认为塔中地区、塔北地区总共发育4个Ⅰ类勘探有利区;阿瓦提断陷北部、顺托果勒隆起北部为Ⅱ类勘探有利区;塔东地区因缺乏有效盖层，致密砂岩非常规油气勘探有待进一步提高认识。

［1］何登发，贾承造，李德生，等.塔里木多旋回盆地的形成与演化［J］.石油与天然气地质，2005，26(1):64-75.

［2］张永贵，张忠民，冯兴强，等.塔河油田南部志留系油气成藏主控因素与成藏模式［J］.石油学报，2011，32(5):767-744.

［3］王毅，等.塔河地区南部志留系柯坪塔格组油气藏形成条件［J］.石油与天然气地质，2008，29(5):632-638.

［4］任康绪，肖中尧，张丽娟，等.塔里木盆地志留系层序地层特征及其勘探意义［J］.海相油气地质，2011，16(1):20-25.

［5］何坤，米敬奎，张水昌.等.塔里木盆地志留系沥青砂的二次生烃及地质意义［J］.石油与天然气地质，2011，32(54):682-691.

［6］张水昌，张宝民，李本亮，等.中国海相盆地跨重大构造期油气成藏历史——以塔里木盆地为例［J］.石油勘探与开发，2011，38(1):1-15.

［7］张水昌，高志勇，李建军，等.塔里木盆地寒武系—奥陶系海相烃源岩识别与分布预测［J］.石油勘探与开发，2012，39(2):286-294.

［8］赵健，罗晓容，张宝收，等.塔中地区志留系柯坪塔格组砂岩输导层量化表征及有效性评价［J］.石油学报，2011，32(6):949-958.

［9］许效松，汪正江，万方.塔里木盆地早古生代构造古地理演化与烃源岩［J］. 地学前缘，2005，12(3):49-57.

［10］庞雄奇，等.塔里木盆地“多元复合-过程叠加”成藏模式及其应用［J］.石油学报，2008，29(2):159-166.

［11］郭倩，蒲仁海，杨林，等.塔里木盆地塔河地区志留系上倾尖灭圈闭油气成藏［J］.石油实验地质，2011，33(2):120-128.