塔里木盆地寒武系盐下白云岩油气成藏条件与勘探方向

杜金虎，潘文庆（.中国石油勘探与生产公司；.中国石油塔里木油田公司）



塔里木盆地寒武系盐下白云岩油气成藏条件与勘探方向

杜金虎1，潘文庆2
（1.中国石油勘探与生产公司；2.中国石油塔里木油田公司）

摘要：综合地震资料解释、钻井及盆地周缘露头地质资料，研究塔里木盆地寒武系盐下白云岩生、储、盖等石油地质条件，并优选有利勘探区带。研究认为：塔里木盆地发育寒武系玉尔吐斯组优质烃源岩和南华系—震旦系潜在烃源岩，塔西台地地层小区下寒武统肖尔布拉克组台内丘滩、台缘礁滩白云岩储集层规模发育，中寒武统膏盐岩类优质盖层分布面积约11×104km2，3个继承性古隆起控制沉积储集层展布、岩性-地层圈闭的发育及油气聚集成藏，具备形成大油气田的优越石油地质条件。评价优选了塔中—巴东台内滩带、塔北台缘—礁后滩带、柯坪台缘—礁后滩带、玉龙—墨玉半蒸发云盐坪带及轮南—古城台缘带5大油气有利区带，为寒武系盐下白云岩的油气勘探提供了理论依据。图9表2参24

关键词：塔里木盆地；寒武系；白云岩；油气成藏；寒武系勘探区带；裂陷槽；断折带；双滩沉积模式；古隆起

0 引言

塔里木盆地是一个大型叠合盆地，勘探面积约56×104km2，盆地演化经历了加里东—海西期克拉通和印支—喜马拉雅期前陆盆地两大构造活动期，克拉通层序下古生界海相碳酸盐岩厚度超过3 200 m，目前勘探主要集中在塔中和塔北隆起中上奥陶统碳酸盐岩，先后发现了轮古、塔河、哈拉哈塘、塔中Ⅰ号等大中型碳酸盐岩油气田。

寒武系白云岩作为塔里木盆地下古生界海相碳酸盐岩主要层系，地层厚度超过2 100 m，白云岩分布面积达41×104km2。震旦系—寒武系盐下白云岩的勘探与认识程度低，迄今共有18口井钻遇寒武系盐下白云岩。2013年，位于塔中隆起的中深1井在寒武系盐下白云岩获得工业油气流，是寒武系油气勘探首次取得突破，但该油藏充满程度低、储集层厚度小、油气水关系复杂。

2012年以来，油气勘探不断向深层拓展，塔里木盆地寒武系盐下白云岩的勘探也拉开序幕，但目前关于深层白云岩的勘探仍存在众多难题，对塔里木盆地寒武系是否具备形成大油气田的地质条件尚不明确，对成藏主控因素、分布富集规律认识不清。四川盆地震旦系—寒武系安岳特大型气田的战略发现，揭示了古裂陷、古隆起、古丘滩、古圈闭4大石油地质条件对深层古老海相碳酸盐岩油气成藏的重要控制作用，进而坚定了在塔里木盆地寻找深层白云岩大油气田的信心，明确了勘探方向[1-3]。本文通过分析塔里木盆地区域地震大剖面、周缘野外地质露头、探井岩心、岩屑和测井等方面的资料，评价其寒武系盐下白云岩生、储、盖等石油地质条件，判断其是否具备形成大油气田的条件，从而进行有利勘探区带的锁定，以期为寒武系盐下白云岩油气勘探部署提供科学依据。

1 寒武系盐下白云岩成藏条件

塔里木盆地位于中国新疆自治区南部，南靠昆仑山—阿尔金山、北邻天山—库鲁克塔格山，内部可划分为“四隆五坳”9个一级构造单元（见图1a），分别为塔北隆起、巴楚隆起、塔中隆起、东南隆起、库车坳陷、北部坳陷、塘古坳陷、东南坳陷及西南坳陷。

塔里木盆地南华系—震旦系总厚度为3 000～4 500 m，以粗碎屑的砂砾岩为主，夹有泥岩和碳酸盐岩，伴有多套火山喷发岩、侵入岩和4套冰碛砾岩。

塔里木盆地寒武系可划分为两个地层小区：塔东盆地地层小区和塔西台地地层小区[4]。两个地层小区以轮南—古城台地边缘为界（见图1a）。

塔东盆地地层小区寒武系岩性以盆地相泥岩、硅质岩、黑色页岩为主，含少量的泥灰岩和薄层白云岩。塔西台地地层小区下寒武统自下而上细分为玉尔吐斯、肖尔布拉克、吾松格尔3个组，玉尔吐斯组主要以黑色泥页岩、磷结核薄层硅质泥岩为主，夹薄层泥晶白云岩、灰岩；肖尔布拉克组自下而上为灰色—深灰色薄层泥晶白云岩、中厚层颗粒白云岩及藻白云岩；吾松格尔组主要是黄灰色中薄层泥质白云岩与泥晶白云岩互层，寒武系与下伏震旦系奇格布拉克组呈平行不整合接触。中寒武统分为沙依里克、阿瓦塔格2个组，沙依里克组顶部为灰岩，底部为膏盐岩、膏云岩；阿瓦塔格组以膏盐岩为主，夹含泥白云岩。本文重点研究塔西台地下寒武统盐下白云岩（见图1b）。

图1　塔里木盆地构造简图及中下寒武统岩性柱状图（图1a据文献[4]修改）

1.1 克拉通内大型裂陷槽

南华纪初期，Rodinian超大陆裂解，在全球拉伸环境下，塔里木板块发育以裂陷槽为特色的构造沉积体系。依据16条野外剖面、18口前寒武系基底钻井资料进行震旦系、南华系地震层位标定，开展全盆地时间域地震剖面解释，得到塔里木盆地南华系—震旦系双程旅行时差值等值图。因盆地内无钻穿南华系的探井，因此采取塔东1井底部的层速度（约6 000 m/s）进行时深转换，最终编制了塔里木盆地南华系—震旦系厚度图，该时期共发育2个裂陷槽，分别为阿满裂陷槽、昆仑山前裂陷槽（见图2a）。

1.1.1 阿满裂陷槽

阿满裂陷槽位于塔里木盆地北部，西起柯坪地区，东至库鲁克塔格山区的雅尔当山。裂陷槽东部发育双峰式火山岩和冰碛砾岩，沉积了大量近物源的砂砾岩，夹有厚层状深水泥岩，表现出典型陆缘裂谷式裂陷槽充填沉积的特征，厚度可达4 500 m。裂陷槽西部的柯坪地区岩性以两套冰碛砾岩及两套基性火成岩为主，以大量近物源的角砾或粗碎屑的砂砾岩沉积为特点；震旦纪晚期，随着全球冰盖的消融，发生大规模海侵，沉积了滨岸—浅海相砂泥岩，表现出典型的陆内裂谷式裂陷槽充填沉积特征，厚度超过3 300 m。

图2　塔里木盆地南华纪—震旦纪裂陷槽分布及裂陷槽地震反射特征

南华系—震旦系残余厚度图揭示出阿满裂陷槽是南华纪—震旦纪最为落实的裂陷槽，地处西南古陆和塔北古陆之间，平面上呈西窄东宽的喇叭口状展布，东西长850 km，南北宽100～350 km，最厚部分在塔东盆地地层小区东北部的雅尔当山附近（见图2a）。裂陷槽的东西两端向古天山洋开口，呈现过渡关系，地震剖面特征显示，在寒武系之下，发育裂陷槽式楔形体反射特征，边界清晰，内部表现出正断裂控制构造沉积体系特征（见图2b—2d）。

1.1.2 昆仑山前裂陷槽

昆仑山前裂陷槽位于盆地西南部，即现今昆仑山前，西起喀什地区，东至和田地区，中部有恰克马克里克、阿拉斯坦河和塔斯洪湖等露头。野外露头揭示出该裂陷槽发育两套冰碛砾岩，表现出大量近物源的角砾或粗碎屑的砂砾岩与泥岩混杂沉积，缺乏火成岩；震旦系顶部沉积了干旱环境的粉色膏质白云岩；与阿满裂陷槽不同，昆仑山前裂陷槽表现出典型陆内断堑式裂陷槽的构造沉积特征，厚度达3 078 m。

昆仑山前裂陷槽是南华纪—震旦纪继承性的裂陷槽，平面上呈现近东西向长条状展布，长约400 km，宽50～200 km，最厚部分在中部的恰克马克里克地区及其以南地区，厚度超过2 000 m；裂陷槽向北延伸出两个次级裂陷槽，分别为墨玉裂陷和皮山裂陷（见图2a），与塔里木基底航磁异常区对应良好[5]，推测该两个裂陷受控于古陆边界断裂和基底古地貌格局。地震剖面特征显示昆仑山前裂陷槽呈现出楔形体反射特征，边界清晰（见图2e）。

1.2 烃源岩发育特征

中元古代，塔里木盆地的南部地块和北部地块拼合形成统一的塔里木板块；新元古代初期，全球Rodinian超大陆裂解，中国3大板块发生晋宁运动，在区域拉伸构造背景条件下，在古天山洋和古昆仑洋之间，形成了两大古陆（塔北古陆和西南古陆）和两大裂陷槽（阿满裂陷槽和昆仑山前裂陷槽）；两大裂陷槽控制着南华系—震旦系和寒武系下部暗色泥岩类烃源岩沉积和展布。

1.2.1 南华系—震旦系潜在烃源岩

冰碛砾岩是全球雪球事件时期的沉积物，塔里木盆地东北部发育最典型的南华系—震旦系4期冰碛砾岩沉积；南华纪末期，全球最大冰期的冰盖层融化，海水中富含海洋浮游生物和原核生物，多细胞水生植物、菌类开始大量出现，且具有稳定还原的沉积环境，构成了南华系—震旦系烃源岩的物质基础。因此，南华系—震旦系烃源岩是塔里木盆地Rodinian超大陆裂解期裂陷槽内的深水沉积物。

目前全球已发现了与南华系—震旦系烃源岩有关的大型油气田，包括东西伯利亚盆地与四川盆地。其中，东西伯利亚盆地南部地区油气主要来源于深部裂陷槽的黑色页岩，该套烃源岩部分层段TOC值大于5%，干酪根类型为Ⅱ型[6-7]。四川盆地安岳特大型气田勘探证实了前寒武纪克拉通内裂陷槽控制优质烃源岩的分布，是特大型气田的气源基础[2-3]。南华纪—震旦纪，塔里木盆地与上述两个盆地具有相同的构造与沉积背景，据此推断塔里木盆地阿满裂陷槽和昆仑山前裂陷槽内南华系—震旦系暗色泥岩可能是盆地极其重要的潜在烃源岩。

昆明海相石油地质科研咨询部在2008年长达6个月的野外作业中，详细测绘了库鲁克塔格地区基准剖面10 059.39 m/6条，辅助剖面4 280.39 m/4条，地面伽马测量点41 850个，建立了南华系—奥陶系地层格局；采送样品3 373块，落实了寒武系、震旦系两套烃源岩[8]。库鲁克塔格地区野外露头资料揭示，阿满裂陷槽东部的库鲁克塔格地区雅尔当山、照壁山剖面震旦系烃源岩主要分布在特瑞艾肯组下部、育肯沟组、水泉组。特瑞艾肯组烃源岩在南区雅尔当山剖面为黑色泥页岩，厚326.59 m，TOC值为2.96%；在北区照壁山剖面为黑色泥页岩，厚10～20 m，TOC值为2.12%。育肯沟组在南区雅尔当山剖面为黑色泥页岩，厚26 m，TOC值为1.04%。水泉组烃源岩在北区照壁山剖面以灰色—深灰色泥质岩为主，厚165.07 m，TOC值平均为4.89%；在南区雅尔当山剖面主要为深灰、黑色泥岩，厚15.26 m，TOC值平均为1.54%。在柯坪地区的苏盖特布拉克剖面，上震旦统的苏盖特布拉克组上部发育55 m厚暗色泥质粉砂岩和泥岩。

位于昆仑山前裂陷槽的青藏公路剖面震旦系库尔卡克组（对应库鲁克塔格地区水泉组）发育139 m厚的浅海相粉砂质泥岩，目前实验室测得TOC值基本均小于0.5%。在库尔卡克组沉积期，考虑平面上沉积相变，推测在半深海—深海相中，伴随着暗色泥岩厚度的增大，TOC值也会相应提高。

1.2.2 下寒武统玉尔吐斯组主力烃源岩

震旦纪末，雪球事件结束，冰盖和冰山几乎全部融化，海平面大幅度上升，伴随寒武纪海洋动物群（节肢动物、腔肠动物、头足类等）全部出现，寒武纪早期生命大爆发开始，地质历史时期上的动物群门类大量繁盛，宏观藻类和浮游植物也开始繁盛[9-13]。在裂陷槽区域，柯坪运动主要表现为区域上的沉降运动，因大规模海侵发生，寒武系在南华系—震旦系的裂谷—断堑的构造格局背景上，从裂陷槽低部位向高部位逐渐超覆充填沉积，在早期裂陷槽部位沉积了缓坡台地斜坡相（或陆棚体系）为主的富有机质黑色页岩。

中寒武世，海平面相对稳定，沉积环境从半局限台地环境演化为中寒武世的局限蒸发台地环境，沉积物从早寒武世白云岩演化为中寒武世的蒸发岩，仅在局部适合生物繁盛的地方存在烃源岩。因此，塔西台地地层小区寒武系规模优质烃源岩主要发育在下寒武统。

中深1井寒武系盐下领域原生油气藏的发现证实塔里木盆地寒武系具备源岩供烃条件[14]。盆地内星火1井玉尔吐斯组烃源岩TOC值为1.00%～9.43%，均值为5.50%[15]。阿克苏地区野外剖面发现了厚10～15 m的玉尔吐斯组优质烃源岩，TOC值主要为2%～16%，是中国目前发现TOC值最高的海相烃源岩[16]。

星火1井的岩性组合表明，玉尔吐斯组泥岩和泥质灰岩的上覆、下伏地层分别为下寒武统肖尔布拉克组白云岩及震旦系奇格布拉克组的厚层状白云岩，与该组近40 m的黑色页岩形成较大的地震波传播速度差，地震剖面上表现为强反射界面[4]，本研究通过追踪寒武系底部强反射层的分布范围落实玉尔吐斯组烃源岩的平面分布。依据星火1井、野外露头（老砖厂剖面、肖尔布拉克剖面、苏盖特布拉克剖面）所揭示的沉积特征，推测玉尔吐斯组为缓坡台地沉积（或陆棚沉积）。上缓坡发育一套砂砾岩、砂岩、砂质白云岩和暗色泥质岩，以老砖厂剖面为典型特征，主要分布在塔北古陆周缘；中缓坡以灰黑色泥岩、泥质白云岩及泥质灰岩为主，野外肖尔布拉克剖面、什艾日克剖面及星火1井等都显示出了中斜坡沉积的特点，大面积分布在阿满裂陷槽西部；而塔东1井、塔东2井所揭示的对应层位的烃源岩以黑色页岩、硅质泥岩和硅质岩为主，主要显示出深海盆地相的特点，这与前人针对野外露头区的乌里格孜塔格剖面、兴地塔格、雅儿当山剖面研究认识一致[8]。烃源岩主要发育在中缓坡、下缓坡及深海盆地相带中。在地震剖面上寒武系表现出从裂陷槽中部向南北两个方向超覆减薄尖灭的特征，表明南华系—震旦系阿满裂陷槽、昆仑山前裂陷控制了玉尔吐斯组烃源岩的分布，其烃源岩分布面积约12×104km2（见图3）。

图3　塔里木盆地下寒武统玉尔吐斯组沉积相图

1.3 下寒武统白云岩储集层特征

1.3.1 肖尔布拉克组白云岩储集层

基于野外苏盖特布拉克露头群7条剖面实测及盆地内8口钻井（舒探1、方1、和4、同1、康2、玛北1、中深1、中深5）的岩石学研究与储集层特征分析，可得肖尔布拉克组储集岩类为结晶白云岩、藻白云岩与残余颗粒白云岩（见图4）。储集空间类型为溶蚀孔洞，野外剖面手标本发育不规则溶蚀孔洞，孔径为0.5～3.5 mm（见图4a）。岩心可见孔径大于2 cm的孔洞（见图4b），其周缘可见黑色残余沥青（见图4a），CT扫描揭示孔洞呈顺层状规模性展布（见图4c、图4d），选择性溶蚀作用发生在藻格架间胶结物与藻砾屑颗粒内（见图4e、图4f）。

舒探1井钻井表明肖尔布拉克组在顶部与中部均发育两套优质储集层（见图5），与前人[17]的认识相同，揭示该套储集层具有稳定性大规模分布的特点；肖尔布拉克组顶部储集层厚度约45 m，测井解释孔隙度为4.5%～12.0%，中部储集层厚约15 m，测井解释孔隙度为2%～5%（见图5），与前人针对苏盖特布拉克剖面野外储集层建模研究认为肖尔布拉克组主要储集层段位于顶部、厚约30 m，次要储集层段位于中部、厚约10 m的结论一致[18]。依据肖尔布拉克组储集空间类型及储集层层位展布的特点，推测该套储集层与准同生期暴露溶蚀有关。

区域钻探成果证实肖尔布拉克组储集层发育程度高，平均储地比约42.2%，最大可达80%；Ⅰ、Ⅱ类储集层平均厚度约23.2 m，最大可达53 m（见表1），表明肖尔布拉克组具备发育规模性储集层的基础。舒探1井Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储集层主要分布在台内丘滩亚相；滩间洼地及滩间海等低能沉积环境下的泥晶白云岩、泥质白云岩等岩类中储集层发育程度低（见图5）。台内丘滩因沉积过程中需要较高的水动力条件，其内部形成的藻白云岩与颗粒白云岩具备良好的储集能力，优质沉积相带是形成储集层的关键。高能沉积相带及早期准同生期暴露溶蚀作用共同控制了肖尔布拉克组储集层的大规模展布。

图4　塔里木盆地寒武系盐下白云岩储集层特征

表1　塔中—巴东地区肖尔布拉克组储集层厚度统计

1.3.2 储集层发育有利相带

塔里木盆地南华纪—震旦纪与早寒武世呈现继承性沉积特征（见图2、图3、图6、图7）。

南华纪—震旦纪，以西南古陆为界，塔里木盆地在内部在拉张环境下形成东西向展布的裂陷槽，地震剖面上表现为正断层控制的断坡特点（见图2）。

玉尔吐斯组沉积期，塔里木盆地演化为东西分异的沉积体系，在北部保留早期南华纪—震旦纪沉积特征，玉尔吐斯组发育区与南华纪—震旦纪裂陷槽位置较为一致。但在南部地区，由于元古代晚期的柯坪运动，西南古陆整体隆升，寒武系玉尔吐斯组充填沉积在昆仑山前裂陷槽南部，超覆尖灭于和田河古陆。在西南古陆北侧，玉尔吐斯组表现为缓坡沉积体系，在阿满裂陷槽处沉积深水盆地相的泥岩、含硅泥岩（见图3）。

肖尔布拉克组沉积前，受“断坡式”古地貌和玉尔吐斯组沉积补偿的双重控制，古地貌呈现出南高北低、西高东低格局（见图6a）。台内洼地周边形成了大面积分布的台内丘滩沉积，在剖面上呈现出以台内洼地为中心的“双滩”沉积模式；因沉积水体多期变化，肖尔布拉克组纵向上呈现出多套滩体叠置（见图6b）。

依据南华纪—早寒武世继承性沉积演化规律，结合钻井地质资料与地震解释成果，编制了塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组沉积相图（见图7）。平面上，塔西台地地层小区向塔东盆地地层小区依次为和田河古陆、三级阶梯式“断折带”超覆沉积体系、台地边缘直至斜坡—深水盆地。

图5　舒探1井中下寒武统储集层综合评价

和田河古陆为肖尔布拉克组超覆尖灭区，呈东西走向展布（见图7）。下寒武统由南北两侧向古陆上超尖灭（见图6），中寒武统由南北两侧向古隆起区减薄，上寒武统—中下奥陶统厚度由北向南减薄[19]，表明该古隆起在早寒武世—中奥陶世继承性发育。

三级阶梯式“断折带”超覆沉积体系自西向东依次为混积潮坪—半蒸发云盐坪、台内丘滩及满西台内洼地（见图6b）。

“一级断折带”包括混积潮坪、藻云坪和半蒸发云盐坪（见图6），岩性以陆源碎屑砂质白云岩、藻白云岩及膏质白云岩、膏盐岩为主；塔中隆起东部的中深1井在岩屑录井中发现有陆源碎屑石英，镜下表现为含陆源碎屑的砂质白云岩、藻白云岩，整体体现出藻云坪沉积特征，同时掺杂有混积陆源的特点；半蒸发云盐坪在巴楚隆起上的方1井、和4井、巴探5井、玛北1井、康2井及同1井均有揭示，该类井钻遇大量膏盐岩，含膏盐地层与肖尔布拉克组总厚度比值为3.5%～54.5%，平均可达28%。

“二级断折带”以大面积分布的台内丘滩为特征，盆地内地质资料点主要包括肖尔布拉克剖面及舒探1井。巴楚隆起西北部一间房构造带上的舒探1井在肖尔布拉克组取心，岩心岩性以残余颗粒细—中晶白云岩为主，且发育规模性储集层。地震剖面上广泛存在丘滩相“斜交-叠瓦”状地震反射特征。地层厚度与地震相刻画揭示该套泛滩沉积体系在古城、塔中、巴楚北部、柯坪北部、塔北隆起、轮南古城台缘带内大面积分布（约10.5×104km2）。

“三级断折带”主要分布在满西地区。过满西地区的南北向与东西向地震剖面证实满西地区下寒武统—中奥陶统厚度皆表现为向塔北、塔中、阿瓦提与轮南—古城台缘带减薄的特点，同时表现出台内凹陷的平行弱连续反射特征[19]。

下寒武统台地边缘包括北部台缘带与轮南—古城台缘带（见图7）。北部台缘带分布在柯坪—塔北西部地区，该台缘带呈北东走向，长约330 km，宽约7 km；肖尔布拉克剖面、苏盖特布拉克剖面及周缘剖面揭示岩性以厚层块状微生物白云岩、藻白云岩及砂屑白云岩为主；地震剖面上可见丘状-前积反射特征[20]。轮南—古城台缘带呈近南北走向，长约480 km，宽约15 km，其特征在前人研究成果中已经涉及到[21]。整体上，下寒武统台缘带呈“小礁大滩”缓坡型台缘沉积。

图6　下寒武统肖尔布拉克组“双滩”沉积模式图

图7　塔里木盆地下寒武统肖尔布拉克组沉积相图

前已证实，舒探1井优质储集层主要分布在台内滩沉积相内，揭示出下寒武统台内滩控制了优质储集层的分布；野外剖面下寒武统礁滩体储集层建模已证实台缘礁滩型白云岩是优质的储集岩类[18]，因此，下寒武统三级阶梯式“断折带”超覆沉积体系的台内丘滩与台地边缘礁滩共同控制了优质储集层规模性分布。

1.4 中寒武统膏盐岩类盖层

塔西台地地层小区中寒武统盖层的主要岩石类型可划分为3大类：①盐湖相盖层，可分为较纯的盐岩、膏岩或泥膏岩，偶夹少量的碳酸盐岩，膏岩或盐岩占地层总厚度的60%以上；②膏云坪相盖层，可细分为白云质膏岩与膏质白云岩，石膏占地层总厚度的比例不足10%；③泥云坪相盖层，可分为泥质白云岩或含泥白云岩，不含或含少量的纤状石膏。

蒸发岩类盖层因其特殊的矿物组成及排列而具有极低的孔隙度、渗透率和很强的塑性流动性，即使经历构造挤压及成岩改造也能保持良好的封闭能力[22]。以中深5井为代表的膏质云岩排替压力为1.2～2.1 MPa，且中深1井、中深5井的含膏白云岩中皆见油气显示，可见膏质白云岩的封盖能力相对较差；但其含膏层段酸压施工表现为停泵压力高、压降小、敞放压力迅速落零的特点，表明由于石膏的塑性特点，易封堵裂缝，可有效阻碍油气的运移；且中深1井下寒武统肖尔布拉克组获工业气流，表明中寒武统膏质云岩也可以作为有效盖层。塔里木盆地内中寒武统突破压力试验或压汞实验的排替压力结果分析显示，以牙哈10井为代表的泥质白云岩突破压力达到23 MPa，表明泥质白云岩也具有一定的封盖能力。

依据地层厚度、地震相与钻井资料，对塔里木盆地中寒武统膏盐岩类盖层的分布特征进行了追踪成图（见图8）。盐湖相盖层主要分布在巴楚隆起、塔中西部、满西地区，分布面积约11×104km2，厚度约200～450 m，与前人报道的巴楚隆起蒸发岩厚度350～400 m一致[22-23]；膏云坪与泥云坪相沿膏盐湖外围依次呈环带状分布，分布面积约11×104km2，蒸发岩厚度0～200 m。

1.5 大型长期继承性古隆起

前人研究已证实塔里木盆地下古生界碳酸盐岩顶面发育3大古隆起，分别为塔北古隆起、塔中古隆起、塔西南古隆起[24]。本研究通过全盆地二维、三维地震资料精细解释，刻画了塔里木盆地加里东期、海西期、印支早期与燕山末期构造演化。根据古构造演化图和震旦系厚度分布图，3大古隆起呈现出不同的构造和沉积控制作用。

塔北古隆起为始于新元古代的长期继承性古隆起（基底古陆，见图2），塔北古陆控制了南华系—震旦系裂陷槽沉积体系和烃源岩的分布，也影响了寒武系—奥陶系碳酸盐岩台地类型演化，从而决定了寒武系—奥陶系的台内洼地相和玉尔吐斯组斜坡相烃源岩分布区，控制了寒武系盐下白云岩台缘礁滩体的分布范围；受到晚海西期和印支期强烈的隆升和剥蚀作用控制，塔北古隆起演变成南北地层和构造差异明显的残余古隆起，在燕山期—喜马拉雅期构造活动薄弱的塔北古隆起南部，油气藏聚集和保存非常有利。

分属于不同现今构造单元的巴楚隆起、塔中古隆起、和田河古隆起在新元古代属于同一个基底古陆（西南古陆）；加里东期后，塔中古隆起及和田河古隆起分离，在喜马拉雅期巴楚隆起定型。

塔中古隆起位于新元古代西南古陆的北部构造高部位，靠近北部地块和南部地块（中元古时期）的拼合线，紧邻阿满裂陷槽的较深部位，西南古陆的北部（塔中古隆起）严格限制了南华纪—震旦纪裂陷槽的沉积范围，圈定了阿满裂陷槽南华系—震旦系、寒武系玉尔吐斯组烃源岩的分布和富集区，也控制了寒武系盐下白云岩台内滩储集层分布。自加里东期以来，塔中古隆起长期继承性发育，晚期构造运动相对薄弱；该稳定古隆起为古老海相碳酸盐岩油气藏的保存奠定了良好的基础。因此，塔中古隆起是台盆区寒武系最有利的油气成藏区。

和田河古隆起在寒武纪初期表现为震旦系基底古陆，下寒武统从南北两个方向向古陆超覆沉积，基底古陆和昆仑山前裂陷槽控制着玉尔吐斯组烃源岩的沉积，在和田河基底古陆以北区域，下寒武统半蒸发云盐坪和混积潮坪亚相超覆尖灭于古陆边缘。

在加里东期中期，受库地洋初期闭合引起的北东—南西方向古构造应力影响，和田河古隆起在基底古隆起的基础上继承性发育，古隆起主体部位在现今的塔西南斜坡部位。在加里东晚期和海西期早期，受阿尔金洋闭合作用的影响，和田河古隆起遭受北西—南东向构造应力的影响，和田河古隆起东部抬升，形成了北东—南西向构造带，向北西方向构造作用逐渐减弱；喜马拉雅期，巴楚地区和塔西南山前受到强烈的构造运动的影响，古隆起的高部位向北部迁移，形成了巴楚隆起，原基底古隆起的部位成为现今塔西南山前冲断带和前渊坳陷（西南坳陷）。

2 寒武系盐下白云岩勘探方向

叠合优质烃源岩发育区和区域优质储盖配置范围，围绕大型古隆起优选出5个有利勘探区（见图9）。依次为塔中—巴东台内丘滩带、塔北台缘-礁后滩带、柯坪台缘-礁后滩带、玉龙—墨玉半蒸发云盐坪带及轮南—古城台缘带。寒武系盐下各有利区带的石油地质条件、资源潜力与勘探进展见表2。

图8　塔里木盆地中寒武统盖层分布与沉积相特征（据文献[19]修改）

2.1 塔中—巴东台内丘滩带

塔中—巴东地区位于南华系—震旦系与玉尔吐斯组生烃凹陷叠合区，处于油气系统成藏的有利部位；该带自加里东期以来为继承性古隆起，是油气运聚成藏的有利指向区；其储盖组合表现为中寒武统膏云坪、膏盐湖微相盖层与下寒武统台内滩、半蒸发云盐坪相储集层叠置；中深1井、中深5井的勘探突破已经证实了该区带的勘探潜力，埋深8 500 m以内有利面积达6 400 km2。

塔中—巴东地区已部署风险探井楚探1井，塔中古隆起面临中深1井钻探结果差、油气藏比较复杂的风险。根据最新三维地震资料的研究成果，塔中古隆起西部地区与塔中东部地区（含中深1井区）之间存在一个基底古梁（陡坎），下寒武统超覆沉积在古梁之上，因此塔中西部地区和东部地区寒武系成藏差异非常大，正在加快研究准备风险探井中深2井（见图9）。

2.2 塔北台缘—礁后滩带

塔北隆起邻近南华纪—震旦纪裂陷槽与玉尔吐斯组生烃凹陷叠合区，星火1井实钻证实玉尔吐斯组烃源岩演化程度较低，以生油为主；该区带在印支期北部抬升剥蚀形成残余性古隆起，处于油气运聚的有利指向区；塔北隆起中下寒武统发育优质的储盖组合，储集层以台缘礁滩白云岩与礁后白云岩储集层为主，盖层以蒸发盐湖相膏盐岩与蒸发潮坪相膏泥质白云岩为主。塔北隆起下寒武统台缘礁滩及礁后白云岩相带发育规模性构造-岩性圈闭，埋深8 500 m内勘探面积约6 000 km2。

塔北台缘—礁后滩带面临盖层和保存条件方面的地质风险，塔北隆起自加里东和海西期主要成藏期之后，经历了燕山期和喜马拉雅期较强的构造运动，在轮南低凸起、英买力低凸起、轮台凸起区断裂发育，对油气保存和盖层有效性不利。目前已经部署了新和1井对寒武系盐下白云岩进行风险勘探，正在积极准备玉东构造上的玉探1井。

图9　塔里木盆地寒武系盐下白云岩有利油气勘探区带

表2　塔里木盆地寒武系盐下有利区带综合分析表

2.3 柯坪台缘—礁后滩带

柯坪地区邻近南华系—震旦系裂陷槽与玉尔吐斯组生烃坳陷叠合区。野外地质调查证实柯坪露头区东部发育优质玉尔吐斯组烃源岩，如昆盖阔坦剖面烃源岩厚度约8 m，TOC值为0.66%～16.50%，什艾日克剖面烃源岩厚度约15 m，TOC值为0.18%～11.50%[16]，且舒探1井在肖尔布拉克组见沥青及荧光显示，均证实柯坪地区具备优越的烃源岩条件。野外露头地层接触关系表明柯坪隆起隶属于塔北隆起，呈北东向分布，属于残余性古隆起，处于油气运聚的有利指向区。柯坪地区发育下寒武统台缘—礁后礁滩带，在前人的研究中已有介绍[20]，且苏盖特露头区储集层建模表明其宽度大于25 km，中寒武统盖层在地震剖面上发育明显的盐滑脱形成的双重构造。现有测线揭示柯坪地区寒武系盐下成排、成带的隐伏背斜显示，埋藏浅（2 500～4 000 m），勘探面积约2 400 km2。

柯坪地区台缘—礁后滩带面临的主要地质风险在于盐下构造的落实程度和油气藏的保存条件，建议部署二维地震测线攻关，对柯坪地区寒武系进行综合地质评价。

2.4 玉龙—墨玉半蒸发云盐坪带

玉龙—墨玉地区位于昆仑山前裂陷槽的北部，四川盆地安岳特大型气田的勘探实例证实早期裂陷槽具备生烃潜力[2-3]；该带表现为新近纪前南高北低、新近系后北高南低的活动性迁移性古隆起，具备捕获油气的能力；其储盖组合表现为中寒武统膏盐湖、膏云坪、泥云坪微相与下寒武统半蒸发云盐坪、台内滩相叠置，埋深8 500 m内勘探面积约3 000 km2。目前评价有利的构造是墨玉构造和玉龙构造带，玉龙6井正在钻探中。

2.5 轮南—古城台缘带

轮南—古城台缘带位于阿满裂陷槽与玉尔吐斯组生烃凹陷叠合区。其储盖组合表现为中寒武统泥云坪微相与下寒武统台缘礁滩体叠置，台缘礁滩体呈南北向条带状展布，延伸长度约280 km，储集层以台缘礁滩白云岩为主。该区带勘探潜力大，埋深超过10 000 m，勘探面积约5 000 km2。

轮南—古城台缘区带已经钻探了塔深1井和城探1井，钻探结果证实台缘带下寒武统油气规模成藏主要存在盖层条件和断裂的破坏作用等方面的地质风险；目前，已在古城台缘带部署了城探2井。

3 结论

塔里木盆地寒武系盐下白云岩规模成藏的4大有利石油地质条件为：①南华系—震旦系裂陷槽控制的南华系—震旦系和下寒武统暗色泥岩烃源岩；②下寒武统三级阶梯式“断折带”超覆沉积体系的台内丘滩型与台地边缘礁滩型白云岩储集层；③中寒武统蒸发台地沉积背景下稳定分布的膏盐岩类优质盖层；④继承稳定性古隆起。

总结了寒武系盐下白云岩油气勘探的5大有利区带：塔中—巴东台内滩带、塔北台缘—礁后滩带、柯坪台缘—礁后滩带、玉龙—墨玉半蒸发云盐坪带及轮南—古城台缘带，并指明了下一步油气勘探方向。

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联系作者：潘文庆（1967-），男，辽宁新金人，中国石油塔里木油田公司教授级高级工程师，主要从事石油地质基础研究与勘探部署工作。地址：新疆库尔勒市123信箱，邮政编码：841000，E-mail：panwq-tlm@petrochina.com.cn

（编辑 魏玮 王大锐）

Accumulation conditions and play targets of oil and gas in the Cambrian subsalt dolomite， Tarim Basin， NW China

DU Jinhu1, PAN Wenqing2
(1.PetroChina Exploration & Production Company, Beijing 100007, China; 2.PetroChina Tarim Oilfield Company, Korla 841000, China)

Abstract：Based on seismic, well drilling and crop data in the Tarim Basin, the accumulation conditions including source rock, reservoir, caprock and paleouplift of the Cambrian subsalt dolomites have been investigated, and favorable exploration areas have been selected.The research results reveal: there are two sets of source rock, the excellent Cambrian Yuertusi Formation source rock and the potential Nanhua-Sinian source rock, in the Tarim Basin.The dolomite reservoir of platform mound-shoal and platform margin reef-shoal facies is extensive in the Lower Cambrian Xiaoerbulake Formation in Taixi terrace area.The Middle Cambrian high quality gypsum-salt caprock has an area of about 11×104km2; three inherited paleouplifts control the distribution of reservoirs and development of lithology stratigraphic traps and hydrocarbon accumulation, therefore, there are very good geologic conditions for the formation of large oil and gas fields in the Tarim Basin.Five oil and gas plays, namely, Tazhong-Badong intra-platform shoal, Tabei platform margin-reef bank, Keping platform margin-reef bank, Yulong-Moyu evaporative dolomite flat and Lunnan-Gucheng platform margin have been picked out, which provides a scientific basis for the oil and gas exploration and development in the Lower Cambrian dolomite.

Key words：Tarim Basin; Cambrian; dolomite; hydrocarbon accumulation; play; rift trough; fault break belt; double-bank depositional model; paleouplift

中图分类号：TE122

文献标识码：A

文章编号：1000-0747(2016)03-0327-13

DOI:10.11698/PED.2016.03.02

基金项目：国家重大科技专项“塔里木盆地海相碳酸盐岩油气资源潜力、有利勘探区带评价与目标优选研究”（2011ZX05004-004）

第一作者简介：杜金虎（1958-），男，陕西合阳人，中国石油天然气股份有限公司勘探与生产公司教授级高级工程师，主要从事石油地质勘探方面的研究和管理工作。地址：北京市东城区东直门大街9号B座，中国石油勘探与生产公司，邮政编码：100007。E-mail：dujinhu@petrochina.com.cn

收稿日期：2016-03-28 修回日期：2016-04-19