中亚阿姆达林盆地油气富集规律与有利区分析

余一欣，殷进垠，郑俊章，李　锋，王　震，徐小龙，吴　航

(1.中国石油大学 油气资源与探测国家重点实验室，北京　102249； 2.中国石油大学 盆地与油藏研究中心，北京　102249；

3.中国石化 石油勘探开发研究院,北京　100083； 4.中国石油 勘探开发研究院，北京　100083；

5.中国地质调查局 油气资源调查中心，北京　100029)



中亚阿姆达林盆地油气富集规律与有利区分析

余一欣1,2，殷进垠3，郑俊章4，李锋5，王震4，徐小龙1,2，吴航1,2

(1.中国石油大学 油气资源与探测国家重点实验室，北京102249； 2.中国石油大学 盆地与油藏研究中心，北京102249；

3.中国石化 石油勘探开发研究院,北京100083； 4.中国石油 勘探开发研究院，北京100083；

5.中国地质调查局 油气资源调查中心，北京100029)

摘要：根据阿姆达林盆地主要地质特征及已发现油气田的分布特点，分析了油气富集规律及其主控因素，并结合成藏要素分析，预测了有利区。阿姆达林盆地油气田在平面上的分布主要受烃源岩、构造和岩性等因素控制，并表现出油、气差异聚集特点。纵向上，上侏罗统基末里—提塘阶膏盐岩将含油气层系划分为盐下和盐上2套体系。盐下大型油气田的分布主要受有利储集相带和局部构造控制，而膏盐岩区域盖层的减薄以及走滑断裂的活动控制盐上油气田的分布。受储层、盖层和油气来源等因素综合影响，阿姆达林盆地最有利的勘探潜力区是位于南部木尔加布坳陷的盐下上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩层系，尤其是具有构造背景的生物礁建造。

关键词：膏盐岩；礁体；油气成藏；主控因素；阿姆达林盆地

阿姆达林盆地又被称为阿姆河盆地或卡拉库姆盆地，是一个位于中亚构造区中西部的大型含油气盆地，面积约43×104km2，其中大部分位于土库曼斯坦中东部和乌兹别克斯坦南部，还有一小部分位于阿富汗和伊郎境内。截至2014年3月，阿姆达林盆地已发现油气田344个，2P(探明和控制)储量达193 221百万桶油当量，其中天然气占绝大部分。国内学者已针对阿姆达林盆地的基础地质和油气聚集特征等都开展过探讨和分析[1-9]，但能反映最新勘探成果和认识的文献还相对较少。而且阿姆达林盆地是中亚地区油气资源最丰富的盆地之一，已成为我国各大石油公司实施海外战略的重要目标区[10]。本文主要利用新资料，在了解阿姆达林盆地主要地质特征的基础上，对油气聚集成藏规律及其主控因素进行分析，并预测有利的勘探潜力区，可为我国石油公司的海外战略选区提供借鉴和参考。

1地质特征

阿姆达林盆地是一个发育在海西期基底之上的大型叠合盆地，自中生代以来就与我国西北部的塔里木盆地具有相似的大地构造背景，两者同处于特提斯构造域北缘[11-12]。阿姆达林盆地的形成演化主要经历了裂前基底发育、晚二叠世—三叠纪裂谷、侏罗纪—古近纪裂后坳陷和新近纪—第四纪前陆盆地等演化阶段。其中在晚二叠世—三叠纪期间，图兰地台南侧古特提斯洋逐步关闭，伴随着弧后拉张环境，图兰地台基底发生了强烈的裂陷作用，导致阿姆达林盆地内部发育多条大型正断层，基本控制了盆地的构造格局。

根据基底起伏和沉积盖层构造形态，可将阿姆达林盆地划分为北阿姆达林坳陷、木尔加布坳陷、中央卡拉库姆隆起、巴哈尔多克斜坡、科佩特山前坳陷等5个二级构造单元。盆地周缘主要发育断阶带，如东北部有布哈拉和查尔朱阶地，西部有别乌尔杰什克阶地，南部有巴德赫兹—卡拉比里凸起带等(图1)。

阿姆达林盆地沉积盖层主要由中、新生界组成。在晚侏罗世基末里—提塘期，盆地处于封闭海沉积环境，在强烈干旱气候条件下沉积了一套膏盐岩。该套膏盐岩将沉积盖层划分为盐下层系、含盐层系和盐上层系等3大构造—地层层序(图2)。

其中盐下中—下侏罗统碎屑岩是主力烃源岩，其有机质丰度较高，在大部分地区都处于生气窗[13]。上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩和下白垩统沙特里克组砂岩则是主要储集层，孔隙度和渗透率均较高，与上覆膏盐岩和泥岩等区域盖层构成了良好的储盖组合。

上侏罗统基末里—提塘阶膏盐层厚度自西向东逐渐增大，一般厚500～1 000 m，最厚处位于盆地东部的乌恰德任凸起区(图3)。该套膏盐层自下而上可依次细分出下部硬石膏和盐岩层、中部硬石膏层、上部盐岩层和顶部硬石膏层等5个不同的岩性段，朝盆地边缘方向，硬石膏含量增加，同时厚度减薄至20～50 m，最终完全尖灭(图3)。除列别切克盐底辟带外，阿姆达林盆地盐构造变形整体较微弱，膏盐岩基本以层状展布为主，内部发育一些小断裂，整体具有蠕虫状、协调变形的特点(图4)。

2油气田分布规律

图1　阿姆达林盆地构造单元划分

图2　阿姆达林盆地地层综合柱状图

从阿姆达林盆地目前已发现油气田的平面分布来看，为数不多的油田仅局限分布在盆地北部的查尔朱阶地和布哈拉阶地内，多为小型油藏或气藏周围的油环，而气田则基本是在整个盆地内都广泛分布，油、气的差异聚集特点明显(图5)。这种油气田的分布特点可能与油、气的自身属性以及储层地温差异有关。各种烃类在从高压区向低压区运移的过程中，天然气会充满首先遇到的圈闭，然后再会按照天然气和原油供应的多少，依次充满后遇到的圈闭，从而组成一个从含气到含油的逐渐变化的体系。如查尔朱阶地从南往北就依次存在含天然气带、含凝析气带、含油的凝析气带和含油带。另外，储层的地温条件对油气分布也有一定影响。如侏罗系储层根据地温状况可分为三类地区：盆地边缘地区的地温小于80 ℃，埋深0.7～1.8 km，主要发育含油的气藏；当储层地温达到105 ℃左右，埋深3.0 km时，以凝析油为主，有少数含油的凝析气藏；当储层地温达到108 ℃，埋深超过3 km时，已发现的都是凝析气田[2]。

图3　阿姆达林盆地上侏罗统膏盐岩层厚度分布及岩相变化

图4　阿姆达林盆地上侏罗统膏盐岩变形特征

图5　阿姆达林盆地主要油气田分布

从构造背景来看，油气田都主要分布在大型断裂带附近、构造阶地内部、高隆起和坳陷内的低凸起等部位[2]。这些部位都有共同的特点，或是邻近生烃中心，或是处于油气运移的方向上。如查尔朱阶地就邻近主要生烃区希文凹陷和扎翁古兹凹陷，天然气供应充足，并且在天然气运移路径上存在储集条件比较理想的圈闭，从而形成了坎德姆、登迪兹库尔—哈乌扎克、萨曼特佩和乌尔塔布拉克等多个大气田(图5)。在盆地西部地区，来自科佩特山前坳陷和希文凹陷的油气都向中央卡拉库姆隆起区运移，在隆起高部位形成了达尔瓦扎—泽格里等多个大气田。

还有一个影响油气分布的主要因素就是地层的岩性变化。岩性变化不仅可以形成岩性圈闭，而且还影响了天然气的组分。如碳酸盐岩储层中的天然气就比碎屑岩储层中的天然气含有更高的H2S，黏土质较多的储层也主要含有较轻的原油或是较重的天然气。

3油气聚集成藏主控因素

通过综合分析阿姆达林盆地主要地质及各成藏要素特征，认为影响阿姆达林盆地油气聚集成藏的主要因素包括：

3.1生储盖层的优质配置

阿姆达林盆地在中—下侏罗统、上侏罗统、下白垩统、上白垩统和古近系等地层中都发现了油气储量，但不同层系的富集程度相差很大。其中最主要的富集层位是上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩和下白垩统沙特里克组砂岩，两者分别占到2P储量的86%和13%，这主要与区域盖层、储层及主力烃源岩的配置关系密切相关。上侏罗统基末里—提塘阶膏盐岩厚度大，封堵能力强，与下伏的上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩一起组成了优质的储盖组合。另外，中—下侏罗统煤系地层是最主要的气源岩，并在古近纪时进入生气窗，生成的大量天然气不需要经长距离运移就可在盐下碳酸盐岩储层内聚集成藏(图6)。

在盆地中部列别切克断裂附近以及盆地边缘上侏罗统膏盐层厚度明显减薄或缺失的地区，下白垩统沙特里克组砂岩也是一个主要的储集层，该层系的区域盖层则是下白垩统阿尔布阶100～130 m 厚的泥、页岩层。

3.2有利储集相带和局部构造

上侏罗统基末里—提塘阶膏盐岩的发育将阿姆达林盆地含油气层系划分为盐下和盐上2套体系，其中有利储集相带和局部构造控制了盐下油气的分布。岩相古地理研究表明，阿姆达林盆地上侏罗统储层以碳酸盐岩沉积为主，尤其是沿马里—查尔朱一线发育了一个生物礁带，为油气成藏提供了非常好的储集条件。在此生物礁带内已发现了多个大型气田，如科克杜马拉克气田、亚什拉气田、约洛坦—奥斯曼气田等。

图6　阿姆达林盆地油气成藏模式

另外一个控制盐下油气分布的主要因素就是局部构造的发育。对阿姆达林盆地主要盐下油气田的圈闭类型进行统计分析的结果表明，背斜、断背斜、断块等构造圈闭占有相当大比例，另外在构造—岩性复合圈闭中也发现了多个大气田，近期还在查尔朱阶地盐下低幅构造圈闭中获得了较好的勘探发现[16]。这些盐下局部构造的发育都为油气的聚集成藏提供了有利的圈闭条件。

3.3膏盐岩区域盖层减薄以及走滑断裂活动

膏盐岩区域盖层减薄以及走滑断裂活动控制盐上油气的分布。虽然由于上侏罗统基末里—提塘阶膏盐岩的存在，盐下中—下侏罗统烃源岩生成的油气较难运移到盐上层系中聚集成藏，但目前也已在盆地边缘、盆地中部列别切克断裂邻近地区和盆地西部中央卡拉库姆隆起区的盐上白垩系和古近系储层中发现了为数众多的油气田。在盆地边缘地区，由于膏盐岩厚度明显减薄或缺失，而且岩性也以硬石膏为主，导致膏盐岩盖层封闭性能明显减弱，盐下烃源岩生成的油气可以向上运移到盐上储层中聚集成藏(图6)。而在盆地中部膏盐岩较厚的地区，由于存在可能发生过走滑活动的列别切克断裂[12]，盐下油气可以沿此断裂向上运移穿过较厚的膏盐岩，而进入下白垩统沙特里克组砂岩储层聚集成藏，形成大气田，如马雷气田等(图6)。

盆地西部中央卡拉库姆隆起及邻区的盐上油气本身就主要来自科佩特山前坳陷的下白垩统烃源岩，另外希文凹陷上侏罗统烃源岩也有一定贡献。

4有利勘探领域

通过上述对成藏规律及主控因素的分析，并结合近期勘探发现，认为阿姆达林盆地未来最有利的勘探领域应该是位于南部木尔加布坳陷的盐下上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩储层(图7)。有利因素主要包括：(1)上侏罗统主要沉积碳酸盐岩，尤其是礁体发育，储层物性良好。(2)膏盐岩厚度大，封盖性能好。该地区基本是阿姆达林盆地内基末里—提塘阶膏盐岩厚度最大的地区，最厚已超过1 000 m，可以对盐下油气藏产生良好的封盖作用。(3)木尔加布坳陷周缘及内部发育多个侏罗系生烃中心，油气来源丰富。(4)与盆地北部查尔朱和布哈拉阶地相比，木尔加布坳陷的勘探程度整体还较低，钻井数量较少，但近期已获得了重大突破，展示了良好的勘探前景。2004年在木尔加布坳陷内发现了盆内最大气田——约洛坦—奥斯曼气田，并证实了盐下上侏罗统发育生物礁储层。

图7　阿姆达林盆地上侏罗统有利区预测

而且新的地震资料也显示在亚什拉气田和沙特里克气田中间的地区，以及南部的木尔加布坳陷边缘地区，都可能存在生物礁和碳酸盐岩储层，并且都有发育构造圈闭和古地貌圈闭及其复合型圈闭的条件，勘探前景较好。

5结论

(1)阿姆达林盆地的形成演化经历了裂前基底形成、晚二叠世—三叠纪裂谷、侏罗纪—古近纪裂后坳陷和新近纪—第四纪前陆盆地等阶段。晚侏罗世基末里—提塘期，沉积了一套膏盐岩，将沉积盖层划分为盐下层系、含盐层系和盐上层系等3大构造—地层层序。

(2)阿姆达林盆地最主要的油气富集层位是上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩和下白垩统沙特里克组砂岩。油气田在平面上的分布主要受烃源岩、构造和岩性等因素控制，并表现出油、气差异聚集特点。

(3)上侏罗统基末里—提塘阶膏盐岩将含油气层位划分为盐下和盐上2套系统，其中盐下大型油气田的分布主要受有利储集相带和局部构造控制，而膏盐岩区域盖层的减薄以及走滑断裂的活动有利于盐上油气田的形成。

(4)成藏要素综合分析表明，位于南部木尔加布坳陷的盐下上侏罗统卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩储层可能是未来最有利的勘探潜力区，尤其是具有构造背景的生物礁建造。

参考文献:

[1]王素华,钱祥麟.中亚与中国西北盆地构造演化及含油气性[J].石油与天然气地质,1999,20(4):321-325.

[2]郭永强,刘洛夫,朱胜利,等.阿姆达林盆地油气地质特征与有利区带预测[J].新疆石油地质,2006,27(2):260-264.

Guo Yongqiang,Liu Luofu,Zhu Shengli,et al.Hydrocarbon geology in Amu-Daria basin and prediction of its favorable areas[J].Xinjiang Petroleum Geology,2006,27(2):260-264.

[3]郭永强,刘洛夫,朱胜利,等.阿姆达林盆地含油气系统划分与评价[J].石油勘探与开发,2006,33(4):515-520.

Guo Yongqiang,Liu Luofu,Zhu Shengli,et al.Classification and assessment of petroleum system in Amu-Daria Basin[J].Petro-leum Exploration and Development,2006,33(4):515-520.

[4]白国平,殷进垠.中亚卡拉库姆盆地油气分布特征与成藏模式[J].古地理学报,2007,9(3):293-301.

Bai Guoping,Yin Jinyin.Distribution characteristics and accumulation model for oil and gas in Karakum Basin,Central Asia[J].Journal of Palaeogeography,2007,9(3):293-301.

[5]徐文世,刘秀联,余志清,等.中亚阿姆河含油气盆地构造特征[J].天然气地球科学,2009,20(5):744-748.

Xu Wenshi,Liu Xiulian,Yu Zhiqing,et al.Geological structure of Amu-Darya Basin in central Asia[J].Natural Gas Geoscience,2009,20(5):744-748.

[6]张兵,郑荣才,刘合年,等.土库曼斯坦萨曼杰佩气田卡洛夫阶—牛津阶碳酸盐岩储层特征[J].地质学报,2010,84(1):117-126.

Zhang Bing,Zheng Rongcai,Liu Henian,et al.Characteristics of carbonate reservoir in Callovian-Oxfordian of Samandepe gasfield,Turkmenistan[J].Acta Geologica Sinica,2010,84(1):117-126.

[7]张志伟,何永垚,王春生,等.中亚地区阿姆河盆地查尔朱、布哈拉阶地构造特征及演化[J].海相油气地质,2010,15(4):48-56.

Zhang Zhiwei,He Yongyao,Wang Chunsheng,et al.Structural characteristics and evolution of Chardzhou and Bukhara terraces in Amu-Darya Basin,middle Asia[J].Marine Origin Petroleum Geology,2010,15(4):48-56.

[8]张津海,柳益群,周亮.阿姆河盆地卡拉库里区块侏罗系油气地质条件分析[J].地质学报,2012,86(4):651-660.

Zhang Jinhai,Liu Yiqun,Zhou Liang.Analysis of petroleum geological characteristics of the Jurassic in Karakul block,Amu-Darya basin[J].Acta Geologica Sinica,2012,86(4):651-660.

[9]聂明龙,吴蕾,孙林,等.阿姆河盆地查尔朱阶地及邻区盐相关断裂特征与油气地质意义[J].石油与天然气地质,2013,34(6):803-808.

Nie Minglong,Wu Lei,Sun Lin,et al.Salt-related fault characteristics and their petroleum geological significance in Zarzhu terrace and its adjacent areas,the Amu Darya Basin[J].Oil & Gas Geology,2013,34(6):803-808.

[10]史丹妮,王骏,张艳秋,等.论新形势下海外油气勘探开发方向[J].石油实验地质,2002,24(5):474-479.

Shi Danni,Wang Jun,Zhang Yanqiu,et al.On the direction of petro-leum exploration and development overseas under new situation[J].Petroleum Geology & Experiment,2002,24(5):474-479.

[11]车自成,罗金海,刘良.中亚与中国西北地区含油气盆地基本类型及成因分析[J].地球学报:中国地质科学院院报,1997,18(2):113-121.

Che Zicheng,Luo Jinhai,Liu Liang.The basic structure classification and genetic analyses of oil- and gas-bearing basins in central Asia and northeastern China[J].Bulletin of the Chinese Acadmy of Geological Sciences,1997,18(2):113-121.

[12]Golonka J.Plate tectonic evolution of the southern margin of Eurasia in the Mesozoic and Cenozoic[J].Tectonophysics,2004,381(1-4):235-273.

[13]Ulmishek G F.Petroleum geology and resources of the Amu-Darya Basin,Turkmenistan,Uzbekistan,Afghanistan,and Iran[M/OL].USGS Bulletin 2201-H,2004.

[14]IHS Energy.Amu-Darya Basin[DB/OL].IHS Basin Monitor,2011.

[15]C&C Reservoirs.Malay Field[DB/OL].C&C Reservoir Evaluation Report,2003.

[16]冯国良,靳久强.阿姆河盆地查尔朱阶地中部低幅构造天然气藏研究[J].新疆石油天然气,2012,8(1):1-5.

Feng Guoliang,Jin Jiuqiang.Study on the natural gas accumulation in low relief structure reservoir at middle portion of Charzhou steps in Amu Darya basin[J].Xinjiang Oil & Gas,2012,8(1):1-5.

(编辑黄娟)

Hydrocarbon accumulation and favorable objectives

in the Amu Darya Basin, central Asia

Yu Yixin1,2, Yin Jinyin3, Zheng Junzhang4, Li Feng5, Wang Zhen4, Xu Xiaolong1,2, Wu Hang1,2

(1.StateKeyLaboratoryofPetroleumResourcesandProspecting,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China;

2.BasinandReservoirResearchCenter,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China; 3.SINOPECPetroleum

ExplorationandProductionResearchInstitute,Beijing100083,China; 4.ResearchInstituteofPetroleumExploration

andDevelopment,PetroChina,Beijing100083,China; 5.Oil&GasSurvey,ChinaGeologicalSurvey,Beijing100029,China)

Abstract:This paper summarizes the rules of hydrocarbon accumulation and their controlling factors, and predicts some favorable exploration targets based on the integrated analysis of the basic geological features and distribution of discovered oil and gas fields in the Amu Darya Basin.In map view, the distribution of oil and gas fields is controlled mainly by source rocks, structures and lithology.The phenomenon of differential accumulation of oil and gas is also obvious.There are sub-salt and supra-salt petroleum-bearing layers, separated by the Kimmeridgian-Tithonian evaporites.Sub-salt hydrocarbon accumulation is present in favorable reservoir belts and local structures. In addition, thinning of evaporite seals and activity of strike-slip faults are beneficial to supra-salt fields.According to the analysis of reservoirs, seals and source rocks, it is proposed that the sub-salt carbonate reservoirs of the Upper Jurassic Callovian-Oxfordian formations in the Murgab Depression, especially the reefs with structural background, are favorable exploration objectives.

Key words:evaporite; reef; hydrocarbon accumulation; controlling factors; Amu Darya Basin

d oiWang Suhua,Qian Xianglin.Tectonic evolution anl-gas potential of basins in central Asia and northwestern China[J].Oil & Gas Geology,1999,20(4):321-325.

基金项目：国家自然科学 “渤海郯庐走滑断裂带新生代差异变形及其油气成藏效应”(41472117)、国家油气重大专项“中东中亚重点盆地油气地质特征与有利区优选”(2011ZX05031-001)、“海外含盐盆地油气成藏规律及重点探区目标优选”(2011ZX05029-002)和“中西部重点碎屑岩领域油气富集规律与分布预测”(2011ZX05002-006)联合资助。

作者简介：余一欣(1977—)，男，副教授，从事盆地分析和构造地质研究。E-mail:yuxin0707@163.com。

收稿日期：2014-10-02；

修订日期：2015-09-17。

中图分类号：TE122.3

文献标志码：A

文章编号：1001-6112(2015)06-0758-06doi：10.11781/sysydz201506758