成藏“功能要素”联合组合控藏研究

黄一鹏

摘   要：随着塔里木盆地库车坳陷的油气勘探工作进一步加深，克拉苏构造带已成为库车坳陷内成藏特征研究工作的重点。但是，目前对于克拉苏构造带的成藏研究仍以传统石油地质综合研究方法为主，已不能适应现阶段难度更高的勘探工作。为探明克拉苏构造带的控藏因素，以油气分布门限控藏理论与石油地质学理论为指导，结合工区内烃源岩特征、储层特征、盖层特征及古隆起分布特征等资料，建立了克拉苏构造带成藏功能要素联合控藏模型。研究发现，库车坳陷克拉苏构造带内控藏功能要素“C，D，M，S”在横向上的叠加与在纵向上的有序组合以及烃源灶的生排烃高峰时期共同控制区域内构造气藏的发育，同时根据成藏要素综合叠加得出了克拉苏构造带构造气藏成藏有利区域。

关键词：库车坳陷;油气勘探;成藏功能要素

随着库车坳陷克拉苏构造带内多个油气田的发现，预示着该区勘探工作取得了较大进展。但是经调研发现，前人在该区成藏研究工作中多使用以传统油气地质综合研究理论为指导的定性研究方法[1-11]。虽然前人使用这种传统的研究方法已对该区石油地质特征进行了较全面的研究，但使用“生、储、盖、圈、运、保”的传统六大地质因素对该区成藏特征进行评价往往具有较强的主观性缺点。比如“圈”与“储”之间;“保”与“盖”之间就存在较大的概念重合。因此，本次使用近年来更为科学的油气门限控藏理论中的“功能要素”建立克拉苏构造带成藏功能要素联合控藏模型。相对于传统地质要素，功能要素具相互独立性，既可进行单一功能要素控藏特征分析，亦可进行功能要素组合控藏特征研究。本次利用成藏研究新理论解决了传统石油地质研究中存在的问题，对于该区油气勘探工作具重要意义。

1  地质概况

克拉苏构造带位于塔里木盆地库车坳陷北部依奇克里克构造带西侧，北邻北郡单斜带，南邻拜城凹陷，总体成带状呈近EW向分布。克拉苏构造带位于库车坳陷南天山前构造第二排构造，地质情况较复杂，多期构造演化导致构造带内发育大量逆冲推覆背斜，并伴随较多深大断裂。前人对该区所做的成藏研究较多，反映出该区具十分巨大的勘探潜力。目前虽已发现大宛齐油田与大北1、克拉2、克拉3等多个气田，但该区总体勘探程度仍然不高。

2  油气地质特征

2.1  烃源灶特征

烃源特征研究作为成藏研究的基础环节，是判断该地区是否存在工业价值油气藏的先决条件。库车坳陷发育侏罗系与白垩系两套烃源岩，发育条件较好，为油气成藏提供了良好的源岩条件[12]。

2.1.1  烃源灶平面分布广泛、纵向厚度大，有机质类           型以Ⅲ型干酪根为主

库车坳陷三叠、侏罗系暗色泥岩及煤系地层分布广泛，TOC值较高，暗色泥岩及煤系地层厚度较大。三叠系烃源岩与侏罗系烃源均具湖相烃源岩特点，有机质类型均以腐殖型干酪根（Ⅲ型）为主。

2.1.2  烃源灶具较高的TOC值

通过对坳陷内三叠系与侏罗系两套烃源岩的泥岩性质研究，根据其有机质含量和生烃潜力、氯仿沥青”A”、氢指数、烃指数等烃源岩评价参数之间的关系，把该区TOC下限值定为0.5%。根据此下限值对泥岩进行烃源层筛选，得出中侏罗统恰克马克组、中侏罗统克孜勒努尔组、下侏罗统杨霞组、上三叠统塔里奇克组与中三叠统黄山组5套烃源层。

2.1.3  烃源灶有机质成熟度较高

库车坳陷内发育的三叠系与侏罗系烃源岩有机质成熟度普遍较高，在坳陷内除北郡单斜带及裸露地表的地层外均达到高成熟、过成熟的产凝析气阶段，Ro值达1.25%～1.75%，部分地区可达2%以上，到达产干气阶段（图1）。同时结合烃源岩有机质类型为Ⅲ型（腐殖型干酪根）为主的特点，可得出该区以产气为主。此外，三疊系两套烃源岩的生烃高峰期位于古近纪末期;侏罗系三套烃源岩的生烃高峰期位于新近纪。

2.1.4  烃源灶生烃强度较高

坳陷内三叠系与侏罗系烃源岩有机质类型以腐殖型干酪根为主，根据镜质体反射率测量得出，烃源岩热演化程度已进入高成熟至过成熟阶段[12]。两套烃源岩生气强度较高，达到了800×108 m3/km2的面积高达10 000 km2。

2.2  储层特征

克拉苏构造带主要发育下白垩统巴西盖组砂岩储层、下白垩统巴什基奇克组砂岩储层以及古近系底砂岩储层，其中以巴西盖组与巴什基奇克组储层为主要储层[13-17]。总体上具有储集性较好，平面分布广、厚度较大的特点，储集能力较强（图2）。

2.2.1  下白垩统巴西盖组储层

研究区内巴西盖组下段储层岩性以粉砂岩-细砂岩为主，砂岩厚度可达80～100 m，砂地比较高，介于0.6～0.8。砂体分布差异较小，总体上为向SW方向减薄的趋势。巴西盖组上段沉积相以滨湖相与浅湖相为主，储集能力较差。

2.2.2  下白垩统巴什基奇克组储层

克拉苏构造带内巴什基奇克组下段储层厚度达50～70 m，砂地比约为0.8。在露头剖面中测得厚度可达65～85 m。砂体分布差异不大，总体上具向南减薄的特点，砂体厚度高点位于克拉2井区附近。

2.3  区域盖层特征

库车坳陷发育古近系与新近系广泛分布为厚度较大的区域盖层，岩性以膏盐、盐岩及泥岩为主。其分布延伸至北郡单斜带南部，覆盖了整个克拉苏构造带。区域盖层较致密，封堵性强，具异常高压特征。在克拉苏构造带，盖层以古近系膏泥岩层与新近系吉迪克组膏泥岩层为主，厚达1 000 m及以上，突破压力高达60 MPa以上，封盖性能好。

2.4  古隆起特征

库车前陆盆地克拉苏构造带内发育大量盐构造，总体上具隆起高度较高与构造样式多等特点，对构造带内油气聚集成藏起关键的控制作用[18-19]。

2.4.1  盐脊

由于受构造挤压，克拉苏构造带内盐岩形成了盐脊构造，盐岩最厚达千米以上并向某方向减薄直至尖灭，具不对称特征（图3-A）。

2.4.2  盐楔

与上述盐脊构造类似但并未出现盐岩尖灭。多出现于构造带北部地区，在上覆沉积负载作用增大的条件下会发生盐岩尖灭现象，同时转化为盐脊 （图3-B）。

2.4.3  盐席

盐席是沿着逆冲推覆断层发育的薄层推覆盐岩。此类推覆体来自于古近系岩盐，受到构造挤压后沿着断层发生推覆。盐席构造最厚可高达百米，多分布于克拉苏构造带北部区（图3-C）。

2.5  烃源岩演化特征

库车坳陷烃源灶于古近纪达成熟早期阶段，镜质体反射率为0.05%～0.78%。生油高峰期为新近纪，中上三叠统烃源岩生油峰在早中新世（10～       15 Ma），中上侏罗统烃源岩生油峰在中新世晚期     5 Ma，之后进入高成熟生气阶段，镜质体反射率Ro值达1.3%以上。有机质成熟度平面特征呈东西部高，中部低的特点。库车坳陷南北两端成熟度偏低，平均镜质体反射率值小于拜城凹陷与阳霞凹陷。侏罗系烃源岩从库车坳陷中部至北部成熟度逐渐降低。三叠系与侏罗系烃源岩过成熟区主要位于阳霞凹陷与拜城凹陷中部沉积中心，是克拉苏构造带克拉2等气田的供烃源岩。

2.6  油气分布特征

库车坳陷克拉苏构造带内以干气藏为主。圈闭形成于中新世晚期与上新世。由于库车组沉积后拜城凹陷的快速沉降作用，使克拉苏构造带三叠系烃源岩与侏罗系烃源岩进入高成熟生干气阶段。同时，由于克拉苏构造带盐构造中发育深大断裂，为油气运移提供了良好通道，使油气得以运聚成藏。在克拉苏构造带西部发育中侏罗统恰克马克组烃源岩，形成一些凝析气藏与湿气藏。

3  成藏功能要素组合控藏特征

3.1  控藏功能要素

在对塔里木盆地等地质环境较复杂地区进行勘探时，为降低勘探风险必须建立合理的成藏概率模式，实现定量化成藏综合评价，从而得出较可靠的有利勘探区域，为钻探工作提供指导[20-21]。

前人通过对大量典型油气藏解剖分析，明确含油气盆地已探明油气藏的类型特征、油气平面分布特征与纵向分布特征。确定盆地内不同油气藏的成藏模式与油气形成与分布的主控因素。发现成藏控制因素可归结为4大类：区域盖层（C）、优相储层（D）、低势区域（P）、烃源灶（S）。每一个成藏功能要素都可进行单因素控藏特征研究，也可进行多功能要素组合控藏特征研究。成藏“功能要素”的研究是建立在传统油气地质综合研究基础上的。

3.2  克拉苏构造带功能要素组合控藏模式

前人对克拉苏构造带的典型油气藏（如克拉2气藏、克拉3气藏）进行了详细的解剖工作，明确了区域内已发现油气藏以构造油气藏为主，结合上述对克拉苏构造带烃源灶特征、储层特征、区域盖层特征、古隆起特征以及油气藏分布特征的分析，确定区域内主要控藏功能要素分别为区域盖层（C）、优相储层（D）、古隆起（M）、烃源灶（S）。通过对每个“功能要素”平面叠加特征与纵向组合特征的分析，建立对应的CDMS组合控制构造类油气藏的形成与分布模式。

3.2.1  CDMS纵向依次组合控制气藏发育层位

CDMS四个功能要素按一定顺序在纵向上的依次叠加组合控制了克拉苏构造带内油气藏发育的层位。根据失利井与非商业油气井分析结果可得出，4个功能要素按其他纵向排列顺序出现时往往不利于油气成藏。例如D/M/C/S的组合，烃源灶排出的油气无法通过古隆起进入储层，导致油气无法顺利聚集成藏，而D/S/C/M的组合，烃源岩排烃后储层因上覆无盖层而无法有效聚集油气。通过典型油气藏解剖与失利井分析发现，当4个成藏功能要素按照自上而下C/D/M/S排列顺序出现的情况时往往最有利于油气运聚成藏（图4）。

3.2.2  CDMS平面上叠加控制气藏分布范围

CDMS四个功能要素的平面叠加可控制油气的成藏范围，通过对克拉苏构造带油气藏分布特征的分析发现，目前已发现的油气田均在烃源灶、有利储层、古隆起、区域盖层4个功能要素的平面叠加复合范围内，并且结合失利井分析得出成藏功能要素叠加越多的地区发现的油气藏越多，随着部分功能要素的缺失，成藏概率急剧降低（图5）。

4  结论及建议

（1） 利用油气分布门限控藏理论建立相应的成藏功能要素控藏模型是实现油气成藏定量评价的基础，为油气勘探工作定量化发展提供可靠保障。

（2） 库车坳陷克拉苏构造带成藏功能要素組合控藏特征明显，功能要素CDMS在横向上的叠加与在纵向上的有序组合和烃源灶生排烃高峰时期统共同控制区域内构造气藏发育。

（3） 利用控藏功能要素对库车坳陷克拉苏构造带进行勘探时，不能只局限在CDMS 4个功能要素的控藏研究上，应结合不同控藏功能要素及其组合对其他类型油气藏进行成藏研究。

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Study on "Functional Elements" Joint Combination and Control of Tibet： A Case Study of Kelasu Tectonic Belt in Kuqa Depression

Huang Yi Peng

（Yangtze University，Wuhan，Hubei，430100，China）

Abstract：With the further deepening of hydrocarbon exploration in the Kuqa Depression，the Kelasu structural belt has become the focus of the study on the characteristics of accumulation in the Kuqa Depression.In order to explore the reservoir control factors of Kelasu structural belt，this paper established the model of joint reservoir control by the functional elements of Kelasu structural belt based on the Hydrocarbon Distribution Threshold Theory and Petroleum Geology Theory，combining the data of source rock characteristics，reservoir characteristics，cap characteristics and Paleo-uplift distribution characteristics in the working area.It is found that the horizontal superposition of the functional elements of "C，D， M，S" and the vertical combination and the peak time of hydrocarbon generation and expulsion of source rocks together control the development of structural gas reservoirs in the Kelasu structural belt of the Kuqa Depression.According to the comprehensive superposition of Accumulation functional elements，the tectonic gas reservoir accumulation area in Kelasu tectonic belt is obtained.

Key words：Kuqa depression;Hydrocarbon exploration;Accumulation  functional elements