库车坳陷米斯布拉克地区化探异常的油气地质意义

林玉祥，朱传真，张 岗（.山东科技大学地球科学与工程学院，山东青岛66590；.中国石油东方地球物理公司综合物化探处，河北涿州07750）

库车坳陷米斯布拉克地区化探异常的油气地质意义

林玉祥1，朱传真1，张 岗2
（1.山东科技大学地球科学与工程学院，山东青岛266590；2.中国石油东方地球物理公司综合物化探处，河北涿州072750）

应用影响因素校正及趋势拟合分析方法，对库车坳陷米斯布拉克地区地球化学背景及化探异常分布特征进行了研究。结果表明，研究区黒英1井—米斯布拉克—卡路康下一线、沙拉依塔木—黑英山乡一线及满族塔木附近化探指标值较高，也是化探异常主要分布区。根据单指标异常级别、组合及配置关系，识别出16个综合异常。根据综合异常所处的构造位置、分布特征及其组合关系，又划分出了5个有利—最有利和有远景的综合异常区，其中，中部环状综合异常区为最有利油气勘探区。

塔里木盆地；库车坳陷；米斯布拉克地区；油气化探；异常特征；异常区带评价

库车坳陷位于塔里木盆地北部，是南天山山前的一个中、新生代坳陷，也是目前塔里木盆地主要的油气勘探区。近年来，随着库车坳陷中部地区克拉苏—依奇克里克构造带和秋里塔克构造带油气勘探程度的提高，勘探工作逐渐向库车坳陷边缘过渡。米斯布拉克地区位于库车坳陷北部单斜带，北接南天山，南邻克拉2气田（图1），具有良好的油气地质条件。研究区1999—2001年部署过电磁阵列剖面、重磁及二维地震，但由于研究区地形复杂、地表岩性结构多变，地震资料品质较差，区带结构不清，构造未落实，地下油气分布情况不明，影响了勘探工作的顺利进行。为加快勘探进度，在研究区进行了地面油气化探工作，取得了较好的效果。本文对原始化探数据进行了处理，消除了地质、地貌、土壤性质等对化探异常的影响，结合其他地质资料，对化探异常进行综合解释，认为该区具有良好的含油气远景。

1 研究区地质条件与化探概况

库车坳陷是在古生界褶皱基底上发育起来的再生前陆盆地[1]，主要由中、新生界组成，从下到上发育有三叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系。在米斯布拉克地区，库北主控断裂上盘受基底逆冲隆升作用影响，中生界出露地表或接近地表分布，而断裂下盘中、新生界保存相对齐全。

米斯布拉克地区经历了多期构造运动，其中燕山和喜马拉雅构造运动的影响最为明显[2-3]。尤其在喜马拉雅运动期，天山造山带强烈抬升，在区域性近南北向挤压应力场作用下，发育了近东西走向的冲断-褶皱构造，形成了现今背斜和向斜相间分布的构造格局。研究区构造活动具有北强南弱、西强东弱的特点。总体上断块、断鼻和断背斜等构造非常发育，具有形成油气藏的圈闭条件，且油气生成条件较好，具有较大的勘探潜力。

图1 库车坳陷米斯布拉克地区构造位置（a）和地层分布（b）

库车坳陷烃源岩主要由中、上三叠统和中、下侏罗统组成，其沉积中心均处在北部单斜带上[4]。根据黑英1井和库北1井钻探结果，研究区三叠系烃源岩累计真厚度为766 m，分布在俄霍布拉克组（T1e）、克拉玛依组（T2+3k）、黄山街组（T3h）3个组中，以湖相暗色泥岩为主，有机质类型属Ⅱ1—Ⅲ型，有机碳含量大多在0.8%左右，镜质体反射率（Ro）为1.4%~2.3%，已达高—过成熟阶段，但烃源岩生烃潜量不大，一般为0.058~32.111 mg/g，为中等生油岩。侏罗系烃源岩累计真厚度394 m，分布在阳霞组（J1y）、克孜勒努尔组（J2k）、恰克马克组（J2q）中，以煤系为主，有机质类型以Ⅲ型占优势，有机碳含量为1.00%~3.88%，Ro值为1.28%~ 1.54%，处于高成熟演化阶段[5-6]。三叠系烃源岩主要生油期为白垩纪—古近纪，侏罗系烃源岩生油期稍晚；库车组沉积期（5×106a），三叠系和侏罗系烃源岩进入了生气高峰期，且有机质以热裂解生干气为主[7]。

化探区面积约620 km2（图1），按500 m×500 m测网布设采样点，在米斯布拉克油苗区加密，按250 m× 250 m测网布设采样点，共采集地表土壤样品2 642个，山地区域采样深度以1.5 m为主，其他地貌区采样深度一般为2.0 m，对这些样品进行化探指标丰度检测，检出率在99%以上。室内分析包括全部样品的酸解热释烃、热释碳酸盐、热释汞和荧光光谱分析。分析结果表明（表1），与国内其他地区相比，研究区甲烷、乙烷等烷烃指标丰度偏低，而烯烃含量异常高；热释碳酸盐含量偏低，热释汞含量中等至偏高；稠环芳烃含量中等。

表1 库车坳陷米斯布拉克地区化探指标丰度特征

2 影响因素校正与异常确定

在划分和确定化探异常时，要综合考虑异常所处的地质背景、地貌景观及地表介质等因素[8-9]。在米斯布拉克地区化探数据处理过程中，对地表土壤类型、地形地貌、烃源岩埋藏深度及构造发育不均衡等影响因素进行了校正。在采集的样品中，亚砂土和戈壁样品数较多且化探指标含量适中，因此选择在亚砂土和戈壁样品中的指标数据为标准进行校正，排除地形地貌及土壤岩性对化探指标丰度的影响，校正公式如下。

式中Xik——影响因素中第i种类型第k个样品的指标含量；

Xjk——影响因素中第j种类型第k个样品的指标含量;

ni——影响因素中第i种类型的样品数；

nj——影响因素中第j种类型的样品数；

c——校正系数；

Xjm——影响因素中第j种类型第m个样品校正后结果。

然后利用得到的某一化探指标含量z（ixi，y）i（i=1，2，…，n）作为因变量，地理位置坐标（xi，y）i作为自变量，做4次趋势面拟合背景（多次试验表明4次趋势面较好地拟合了研究区的地球化学背景），趋势拟合值为(xi,yi)，则有

式中ε——剩余残差。

再将各样品点测量值减去趋势拟合值，得到剩余残差数据。从而消除烃源岩埋藏深度及构造发育不均衡对化探异常的影响。最后对剩余残差数据进行正态分布检验，为了不漏掉局部异常，取其平均值加0.5倍方差作为趋势剩余残差的异常下限值，从而得到异常点。

3 油气地球化学勘探指标特征

3.1 主要指标异常剖面特征

（1）黑英1井区剖面在黑英1井附近（图2a），由于强烈的挤压变形，地层遭到了强烈的抬升剥蚀，三叠系和侏罗系烃源岩接近地表，且荧光的强异常指示有油苗分布，油气保存条件较差，因此甲烷、重烷烃、烯烃和热释汞含量等指标均表现为强异常。黑英1井的南部区域，逆冲断裂倾角平缓，在垂向上易造成断裂带泥岩封闭和断面压力封闭，受此影响甲烷、重烷烃、烯烃含量等指标仅发育弱异常，而热释汞发育顶端块状异常[10]。结合地下背斜构造发育，黑英1井的南部区域为油气的有利聚集区域。

图2 库车坳陷米斯布拉克地区化探异常分布剖面（剖面位置见图1）

（2）米1井区剖面甲烷、重烷烃、烯烃含量等异常主要分布在沙拉依塔木以北区域，热释汞含量异常主要分布在米1井以南区域（图2b）。剖面北部区域邻近造山带，构造活动强烈，烃源岩埋藏较浅，油气保存条件较差；而在中部和南部地下发育背斜构造，圈闭条件和油气保存条件较好，为油气有利聚集区域，应为下一步勘探重点区域。

（3）巴什2井区剖面甲烷、重烷烃、烯烃和热释汞含量等指标异常主要分布在中部黑英山乡附近（图2c），该区域地表土壤介质多变，有水系、沼泽、农田等地貌景观分布，化探异常干扰因素较多，地球化学指标数值较高。由甲烷、重烷烃和烯烃含量异常分析来看，该区化探异常受断裂影响较为明显。剖面中部区域存在甲烷、重烷烃和烯烃含量等指标的顶端块状异常，且地层具有明显的背斜形态，油气圈闭条件较好。

3.2 主要指标分布特征

根据化探指标的趋势拟合分析结果，研究区内甲烷高值区甲烷含量在14×10-9以上，低值区多低于10× 10-9.重烷烃含量高值区大于3.5×10-9，低值区在2×10-9以下。烯烃含量最高达13×10-9，最低在5×10-9以下。热释汞最高可大于25×10-9.稠环芳烃C360nm含量多在25×10-6～35×10-6.总体上，烃类指标地球化学值较低，且以甲烷含量最高，热释汞含量中等偏高。

3.3 主要指标异常平面分布特征

以甲烷含量异常为例，阐明单指标异常分布规律（图3）。甲烷含量趋势剩余异常下限为0.979 6×10-9，全区共有862个异常点，异常率为32.63%.根据异常强度（局部异常中各异常点测值的平均值）、异常衬度（异常强度与下限值之比）及异常区面积，将其异常划分为A，B，C，D共4个等级（表2，表3）。研究区主要存在黑英1井区、米斯布拉克和卡路康下3个A级异常，异常强度大，异常衬度高，异常面积大，为高值强异常；博孜B级异常和黑英山C级异常，异常强度较小，异常衬度较低，异常面积中等；沙拉依塔木、满族塔木异常为2个B级异常，卡列马东、沙拉依塔木北异常为2个C级异常，卡列马异常为D级异常，异常强度中等，异常衬度较小，异常面积大，异常总体上呈半环状。

图3 库车坳陷米斯布拉克地区甲烷含量趋势剩余异常分布

表2库车坳陷米斯布拉克地区甲烷含量异常强度分级

表2 库车坳陷米斯布拉克地区甲烷含量异常强度分级

表3 库车坳陷米斯布拉克地区甲烷含量异常特征及评价

根据研究区内单指标异常区域叠合情况（图4），全区共划分出趋势剩余综合异常16个（表4）。然后根据单指标异常级别、单指标异常组合关系及综合异常面积评价综合异常级别，单指标异常级别高、齐全、配置关系好且面积大，则综合异常级别高，为Ⅰ类或Ⅱ类；反之，则级别低，为Ⅲ类或Ⅳ类。研究区共划分出Ⅰ类综合异常4个；Ⅱ类综合异常5个，Ⅲ类综合异常3个，Ⅳ类综合异常4个，综合异常区总面积约235 km2，占研究区面积的37.9%.

图4 库车坳陷米斯布拉克地区油气化探综合异常分布

4 化探异常地质解释与异常区带评价

4.1 化探异常地质解释

油气藏或烃源岩中的烃类通过垂向渗漏，会在地表形成一系列地球化学异常，因此，化探指标异常本身包含着地下含油气信息。结合地质资料进行综合解释，可为油气勘探和评价提供依据，进而指出有利的含油气地区。米斯布拉克地区三叠系和侏罗系烃源岩具有北厚南薄的特点，在全区均有分布，且已达高—过成熟演化阶段，进入新生代以来都进入了生气高峰期[10]，且有机质以热裂解生干气为主。由于欠压实、天然气充注或下部高流体压力的充注、构造挤压等作用[11-12]，库车坳陷从侏罗系到新近系普遍发育异常高压，为烃源岩生成的油气运移提供了足够的动力。研究区内各断块、断鼻和断背斜等构造圈闭成为油气有利聚集区。但新近纪，随着喜马拉雅运动的加强，南天山造山带强烈活动，地层遭到强烈的挤压，圈闭进一步发育[13]，在研究区北部邻近造山带区域，地层强烈抬升，圈闭被破坏导致油气散失，形成地表油气苗和沥青砂，使得化探指标值高、异常强度大，如黑英1井区和米2井区。研究区中部地区和南部地区圈闭形态保存较为完好。

表4 库车坳陷米斯布拉克地区化探综合异常特征及评价

米斯布拉克地区遭受了强烈的挤压，逆冲断层断距较大、倾角平缓，在垂向上易造成断裂带泥岩封闭和断面压力封闭。但研究区构造活动具有异常不均衡性，邻近南天山造山带的北部地区，构造活动强烈，发育左旋走滑性质的逆冲断裂，断裂发育密集，断距相对较大，可见两期逆冲断层。在研究区南部发育相对平缓的逆冲断裂，断距相对较小。研究区西部地层挤压变形明显强于东部地区，逆冲断层断距大于东部地区。断层封闭性具有“南强北弱，东强西弱”的特点。根据化探异常平面分布特征及异常剖面分析结果，在研究区的西部，化探指标的强异常主要受烃源岩接近地表的影响，受断裂的影响较小；在研究区中部和东部地区，化探异常受断裂控制明显，但异常强度不是很大。

4.2 综合异常区带划分与评价

根据各综合异常所处的构造位置、综合异常的分布特征及其组合关系，将米斯布拉克地区的化探综合异常分为5个区（图4），其中最有利区1个，有利区2个，较有利区1个，远景区1个。

最有利区包括黑英1井区、米斯布拉克、卡路康下、米2井区、博孜西、博孜东、黑英山、卡列马和沙拉依塔木等9个综合异常，位于研究区的中部，呈环状分布，周围为甲烷、重烷烃、烯烃等指标的环状异常，中间为热释汞的顶端块状异常，这种异常模式与全国多数油气产区的油藏模式相同[14]。该异常区位于有利的构造位置，油源充足，盖层发育较齐全，圈闭条件和油气保存条件较好，应为今后重点勘探区域。

有利区有2个：由沙拉依塔木北、满族塔木西和满族塔木综合异常组成的综合异常区，单指标异常强度较大，异常衬度较小，为高背景值上的中-弱异常，呈半环状分布，异常模式与最有利区相同，油源充足，断裂封闭性好，但邻近南天山造山带，构造活动较强烈，油气保存条件中等；由卡列马东综合异常和博孜东综合异常组成的综合异常区，异常强度中等，为甲烷、重烷烃和烯烃等指标的环状异常，盖层发育齐全，油源充足，圈闭条件较好。

米斯布拉克地区化探异常根据成生联系和组合可划分为3个综合异常带，即卡路康下以南—巴什2井综合异常带、黒英1井—米2井—米1井区综合异常带和沙拉依塔木—满族塔木综合异常带。卡路康下以南—巴什2井综合异常带为弱异常带，综合异常强度弱，异常衬度低，但异常模式较好，显示了一定的油气运聚信息，且地层发育齐全，圈闭及油气保存条件较好。黒英1井—米2井—米1井区综合异常带为环状强综合异常带，包括研究区中部的环状综合异常区和东部边界的半环状综合异常区，其特点是异常强度大、异常衬度高、异常面积大，位于有利的构造位置，油源充足，盖层发育较齐全，圈闭条件和油气保存条件较好，应是今后勘探的重点。沙拉依塔木—满族塔木综合异常带为弱异常带，异常强度较大，为高背景值上的强异常，油源充足，断裂封闭性好，但邻近南天山造山带，构造活动较强烈，油气保存条件较差。

5 结论

（1）库车坳陷米斯布拉克地区与国内其他地区相比，甲烷、乙烷含量等烃类指标丰度偏低，而烯烃含量异常高，热释碳酸盐含量偏低，热释汞含量中等至偏高，稠环芳烃含量中等。

（2）根据单指标异常级别、组合、配置关系，研究区共划分出16个综合异常，如黑英1井区、米斯布拉克等Ⅰ级综合异常区和卡路康下、卡列马东、沙拉依塔木等Ⅱ级综合异常区。

（3）米斯布拉克地区油气生成、运移、储集和保存条件较好，但由于后期构造运动，邻近南天山造山带区域，地层抬升强烈，圈闭遭到破坏，形成地表油气苗和沥青砂，使得化探指标背景高、异常强度大，如黑英1井区和米2井区。而米1井区及其邻近地区圈闭形态保存完好，异常发育，异常强度不是很大，反映了较好的保存条件，指示地下存在油气聚集。

（4）根据各综合异常区所处的构造位置、综合异常区的分布特征及其组合关系，在米斯布拉克地区的化探区划分出5个有利的综合异常区，其中中部环状异常区为最有利勘探区。

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Petroleum Geological Significance of Geochemical Anomalies in Meath Braque Area in Kuqa Depression,Tarim Basin

LIN Yuxiang1,ZHU Chuanzhen1,ZHANG Gang2
(1.School of Earth Science and Engineering,ShandongUniversity of Science and Technology,Qingdao,Shandong 266590,China; 2.Department of Geophysical and Geochemical Exploration,BGPInc.,CNPC,Zhuozhou,Hebei 072750,China)

By means of influence factors correction and trend fitting analysis methods,this paper studied the characteristics of geochemical background and geochemical anomaly distribution in Meath Braque area in Kuqa depression of Tarim basin.The results show that lines along Heiying⁃1 well⁃Meath Braque⁃Carlo Kangxia,Sarah Hitam⁃Heiyingshan,and near Manchu Tamu have high value of geochemical ex⁃plorative index,also they are the main distribution areas of geochemical anomaly.According to the anomaly level,combination and configu⁃ration relationship of the single geochemical index,it was divided into sixteen comprehensive anomalies.Based on the structural position, distribution and combination relationships of these geochemical anomalies,this area was divided into five comprehensive anomalies re⁃gions,among which there are only one most favorable area and two favorable areas.Integrated with the oil and gas geologic conditions in this area,it is suggested that the central annular anomaly zone could be the most favorable areafor further petroleum exploration.

Tarim basin;Kuqadepression;Meath Braque;geochemical exploration;anomaly feature;anomaly play evaluation

TE122.3

A

1001-3873（2015）03-0264-06

10.7657/XJPG20150303

2015-02-15

2015-03-26

国家自然科学基金（41172108）；中石油科技项目（2013A-3607）

林玉祥（1963-），男，山东临清人,教授,博士，油气地质，（Tel）13969636291（E-mail）sdkdlyx@126.com.